BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA ĐIỆN TỬ ***** o0o ***** BÀI TẬP LỚN MÔN: VI XỬ LÝ VÀ CẤU TRÚC MÁY TÍNH • Giáo viên hướng dẫn: Phạm Văn Chiến • Nhóm sv thực hiện: Nhóm 19 Nguyễn Khắc Nghĩa Vũ Văn Thanh Nguyễn Văn Thực Lớp : DH CNKT Điện Tử 3-K5 Hà Nội, 24/02/2013 Lời Nói Đầu Ngày này, khoa học kĩ thuật đang trên đà phát triển mạnh mẽ với những thành tựu to lớn, những phát minh mang tính lịch sử đã đưa con người đến gần hơn với nền với công nghệ và khoa học hiện đại. Trước đây, từ khi con người đã tìm ra được công nghệ lập trình vi xử lý, tiểu biểu là hãng Intel đã chế tạo thành công chip vi xử lý mang tên 8086 vào năm 1987, đã mở đầu cho họ vi xử lý x86, nó có thể quản lý đươc 1MB bộ nhớ, với tốc đô xử lý lên tới 2,5 triệu lệnh trên một giây. Để rồi cho tới bây giờ, hàng loạt các thế hệ vi xử lý ra đời vơi công nghệ cao hơn, tốc độ xử lý cao hơn, xử lý đồng thới được nhiều lệnh hơn và đặc biệt có thể xử lý dữ liệu lên tới 64 bit. Với sự phát triển đó, hàng loạt các sản phẩm ứng dụng ra đời, với những các công việc mà chúng làm được rất đa dạng, từ các ứng dụng trong nên công nghiệp hiện đại, cho tới các ứng dụng trong nền nông nghiệp và tới cả đời sống của mỗi con người. nó đã giúp con người giải quyết được rất nhiều khó khăn mà con người không thể làm được. Để hiểu rõ hơn về vai trò của kĩ thuật vi xử lý, nhóm chúng em xin trình bày một vài ví dụ đơn giản mà học Vi xử lý 8086 có thể làm được. trong quá trình trình bày có gì sai sót mong các thầy (cô) bỏ qua và đóng góp những ý kiến để chúng em rút kinh nghiệm và làm tốt các bài báo cáo sau này. Chúng em xin chân thành cảm ơn! Bài Tập Lớn VI XỬ LÝ – Nhóm 19 Page 2 Mục Lục Nhận xét và góp ý của giáo viên Bài Tập Lớn VI XỬ LÝ – Nhóm 19 Page 3 Bài Tập Lớn VI XỬ LÝ – Nhóm 19 Page 4 PHẦN 1: NỘI DUNG VÀ MỤC ĐÍCH I) Nội Dung : Với những ưu điểm mà bộ Vi xử lý 8086 đang sở hữu, để hiểu được tầm quan trong của nó, nhóm em xin trình bày một số ví dụ sau: 1. Viết chương trình thực hiện phép toán BX = 0+1+2+ +0FFH . Sau đó hiển thị kết quả dưới dạng số nhị phân và dạng thập phân . 2. Xây dựng bộ nhớ ROM dung lượng ( 64Kx16 ) từ các vi mạch nhớ ROM(8Kx8), vi mạch nhớ ROM(16Kx8) và vi mạch nhớ ROM (32Kx8). 3. Thiết kế mạch ghép nối giữa bộ vi xử lý 8086 và 8255 với các địa chỉ của các cổng PA, PB, PC, thanh ghi điều kiển lần lượt là F0h, F4h, F8h, FAh. Ghép 1 Led 7 đoạn Anodes chung (7SEG) với cổng PB, một nút bấm (Button) với cổng PC7. Viết chương trình điều kiển để bấm Button thì Led sáng số 1 ,bình thường Led sáng số 0. II) Mục Đích Bài Tập Lớn VI XỬ LÝ – Nhóm 19 Page 5 1. Bài tập 1 phần lập trình hợp ngữ viết logic, dễ hiểu, hiển thị các dòng thông báo khi chạy chương trình . 2. Bài tập 2 phần bộ nhớ - vẽ bằng phần mềm Proteus . 3. Bài tập 3 phần vào/ra dữ liệu – mô phỏng bằng Proteus, chương trình viết bằng hợp ngữ, mạch trình bày gòn gàng, hoạt động đúng yêu cầu đề bài . PHẦN 2: Cơ Sở Lý Thuyết I) TỔNG QUAN CỦA VI XỬ LÝ 1. Các hệ đếm và việc mã hóa thông tin a. Các hệ đếm -Hệ thập phân (hệ đếm cơ số mười) Trong hệ này ta sử dụng các số trong phạm vi từ 0 đến 9, để biểu diễn các giá trị. Hệ thập phân là một hệ đếm phụ thuộc vị trí , có nhĩa là mỗi chữ số gắn liền vở một lũy thừa 10 với số mũ phụ thuộc vào vị trí của con số trong số được biểu diễn. Ví dụ : 1234=1.10 3 +2.10 2 +3.10 1 +4.10 0 -Hệ nhị phân Trong hệ nhị phân, cơ số đếm là 2 nên chỉ sử dụng hai số 0 và 1 để biểu diễn các trị số. Ví dụ : 101011=1.2 5 +0.2 4 +1.2 3 +0.2 2 +1.2 1 +1.2 5 +1.2 0 Bài Tập Lớn VI XỬ LÝ – Nhóm 19 Page 6 Mỗi số 0 và 1 được gọi là một bit (binary digit) ; một số nhị phân gồm các bit được kết thúc bởi chữ B để phân biệt với các chữ khác. Một cụm 4 bit gọi là một nibble, một cụm 8 bit gọi là một byte -Hệ thập lục phân Hệ thập lục phân là hệ đếm cơ số 16 nên ta thường sử dụng các số từ 0 đến 9 và các chữ cái từ A đến F để biểu diễn các số. Bảng sau chỉ mối quan hệ giữa số hệ thập phân và hệ thập lục phân. Hệ thập phân Hệ thập lục phân Hệ thập phân Hệ thập lục phân 0 0 9 9 1 1 10 A 2 2 11 B 3 3 12 C 4 4 13 D 5 5 14 E 6 6 15 F 7 7 16 10 8 8 17 11 b.Chuyển đổi giữa các hệ đếm -Chuyển từ hệ nhị phân sang hệ thập phân Ta sử dụng công thức sau : (b n b n-1 b 1 b 0 )B=b n* 2 n + b n-1 *2 n-1 + +b 1 2 1 +b 0 *2 0 -Chuyển từ hệ thập phân sang hệ nhị phân Bài Tập Lớn VI XỬ LÝ – Nhóm 19 Page 7 Ta sử dụng phương pháp sau : Lấy số cần chuyển chia cho 2 và ghi nhớ phần dư, tiếp theo lấy thương của phép chia trước đó chia cho 2 và ghi nhớ phần dư cứ tiếp tục cho đến khi thương bằng 0. kết quả của phép chuyển đổi chính là dãy các số dư lấy theo thứ tự đảo ngược. Ví dụ : Đổi số 25 sang hệ nhị phân . 25 1 25 chia 2 được 12 dư 1 12 0 12 chia 2 được 6 dư 0 6 0 6chia 2 được 3 dư 0 3 1 3 chia 2 được 1 dư 1 1 1 1 chia 2 được 0 dư 1 0 c. Các phép toán số học -Phép cộng Phép cộng tương tự như với các số hệ thập phân theo quy tắc sau : 0+0=0 0+1=1 1+0=1 1+1=0 nhớ 1 -Phép trừ Bài Tập Lớn VI XỬ LÝ – Nhóm 19 Page 8 Phép trừ được thực hiện tương tự như với các số hệ thập phân. -Phép nhân Phép nhân được thực hiện tương tự như nhân hai số với hệ thập phân theo quy tắc sau : 0*0=0 0*1=0 1*0=0 1*1=1 2. Các mã thường dùng trong máy tính. a. Mã BCD - Dùng để mã hóa các chữ số từ 0 đến 9 trong vi xử lý, PLC Ví dụ : mã BCD của 5 là 0101 - Ta chia mã BCD thành : mã BCD đóng gói và mã BCD không đóng gói. b. Mã ASCII - Trong bảng mã ASCII tiêu chuẩn người ta sử dụng 7 bit để mã hóa các ký tự thông dụng . như vậy bảng này sẽ có 128 ký tự ứng với mã từ 0 đến 127. Vi dụ : mã ASCII của ‘A’ là 65(01000001) ;của ‘a’ là (01100001) II) Cấu trúc máy tính Bài Tập Lớn VI XỬ LÝ – Nhóm 19 Page 9 1.Khái niệm Vi xử lý là một thành phần không thể thiếu của máy tính, ngoài ra để tạo ra một hệ hoàn chỉnh phải cần có các bộ phận khác như bôn nhớ, thiết bị vào/ra như bàn phím, màn hình 2. Các bộ phận của cấu trúc máy tính : a. Bộ vi xử lý (CPU- Central Processin Unit) Đóng vai trò như một bộ não của máy tính. Đây là một vi mạch số với mức độ tích hợp cực lớn, bên trong nó bao gồm nhiều khối chức năng khác nhau như đơn vị số nguyên để thao tác tính toán với các số nguyên, Các thông số quan trọng của một bộ vi xử lý : + Tần số làm việc + Độ rộng bus dữ liệu m + Độ rộng bus địa chỉ n Bài Tập Lớn VI XỬ LÝ – Nhóm 19 Page 10 [...]... 33 ở mức 5V là chế độ tong hệ thống chỉ có 8086 và các vi mạch nhớ , các vi mạch ghép nối vào ra Bài Tập Lớn VI XỬ LÝ – Nhóm 19 Page 16 - Chế độ tối đa (chế độ MAX) được thiết lập nếu điện áp ở chân số 33 ở mức 0V, là chế độ áp dụng cho hệ thống đa xử lý, đồng xử lý (8086 và bộ đồng xử lý toán học 8087) • Các chân mang thông tin địa chỉ Vi xử lý 8086 có 20 đường địa chỉ từ A0 đến A19 trong đó 16 đường... sang trai/phai nhieu ;bit qua co nho CF e Nhóm lệnh xử lý điều khiển: - Lệnh HLT (HaLT): đưa bộ vi xử lý vào trạng thai dừng để chờ ngắt ngoài Dạng lệnh: HLT - Lệnh LOCK: khóa bus tong môi trường có nhiều bộ vi xử lý Bài Tập Lớn VI XỬ LÝ – Nhóm 19 Page 28 - Lệnh NOP: không thực hiện một thao tác nào - Lệnh STI: IF được thiết lập 1 - Lệnh WAIT: Bộ vi xử lý ở trạng thái chờ cho đến khi ngắt ngoài 4 Ngăn... quan về 8086 Như chúng ta đã biết, bộ vi xử lý 8086 được giới thiệu năm 1978, là bộ vi xử lý 16 bit đầu tiên của Intel, mở đầu cho họ vi xử lý x86 Bên trong 8086 gồm 29000 transistor, được sản xuất bằng công nghệ NMOS hoặc CMOS với 3 phiên bản: • 8086 hoạt động ở tần số 4,77MHZ; • 8086-8 hoạt động ở tần số 8MHZ; • 8086-10 hoạt động ở tần số 10MHZ Bài Tập Lớn VI XỬ LÝ – Nhóm 19 Page 12 2 Sơ đồ khối của... và DL b Các thanh ghi đoạn Để quản lý các đoạn nhớ trên, bộ vi xử lý 8086 có 4 đoạn ghi đoạn xác định địa chỉ bắt đầu của 4 đoạn nhớ 64 KB: CS (Code Segment), DS (Data Segment), ES (Extra Segment), SS (Stack Segment) Bài Tập Lớn VI XỬ LÝ – Nhóm 19 Page 14 Địa chỉ vật lý = Nội dung thanh ghi đoạn * 16 + Nội dung thanh ghi lệch c Thanh ghi con trỏ và chỉ số Bộ vi xử lý 8086 có 3 đoạn ghi con trỏ (IP,... top: rol bx,1 JC so1 mov DL,'0' Bài Tập Lớn VI XỬ LÝ – Nhóm 19 Page 31 INT 21H jmp exit so1: mov DL,'1' INT 21H exit: Loop top II) Bài Hai 1 Đề Bài Xây dựng bộ nhớ ROM dung lượng ( 4Kx16 ) từ các vi mạch nhớ ROM(1Kx4) và vi mạch nhớ ROM (2Kx8) 2 Sơ Đồ Ghép Nối Bộ Nhớ Bài Tập Lớn VI XỬ LÝ – Nhóm 19 Page 32 III) Bài Ba 1 Đề Bài Thiết kế mạch ghép nối giữa bộ vi xử lý 8086 và 8255 với các địa chỉ của các... T, I, D Các cờ này được thiết lập bằng 1 hoặc xóa bằng 0 thông qua các lệnh để điều khiển chế độ làm vi c của bộ vi xử lý Bài Tập Lớn VI XỬ LÝ – Nhóm 19 Page 15 - T (Trap): cờ bẫy, I (Interrupt): cờ ngắt; D (Direction): cờ hướng 4 Sơ đồ chân và chức năng các chân của 8086 a Sơ đồ chân b Chức năng Vi xử lý 8086 được thiết kế để hoạt động một trong hai chế độ, tùy thuộc vào mức điện áp đặt ở chân số 33... với cổng PB, một nút bấm (Button) với cổng PC7 Vi t chương trình điều kiển để bấm Button thì Led sáng số 1 ,bình thường Led sáng số 0 2 Cách Ghép Nối Phần Cứng Ghép nối 8255 với thiết bị ngoại vi sơ đồ ghép nối như sau: Bài Tập Lớn VI XỬ LÝ – Nhóm 19 Page 33 3 Code Chương Trình data segment MANGSO DB 40H,79H,24H,30H,19H,12H,02H,78H,00H,10H Bài Tập Lớn VI XỬ LÝ – Nhóm 19 Page 34 ends stack segment dw 128... ở mức 1 Bài Tập Lớn VI XỬ LÝ – Nhóm 19 Page 24 V) Lập Trình Hợp Ngữ 1.Cấu trúc chương trình model small ;khai bao kieu bo nho la small stack 100h ;khai bao kich thuoc ngan xep la 100h data ;khai bao doan du lieu ;khai báo các biến, các hằng ở đây code ;khai bao doan ma Main proc ;các lệnh chương trình chính Main endp ;các hàm và thủ tục End main 2.Tập lệnh thao tác với bộ vi xử lý 8086 Một số hàm ngắt... tác động của sườn lên của xung yêu cầu ngắt Nhận Bài Tập Lớn VI XỬ LÝ – Nhóm 19 Page 18 được yêu cầu ngắt này (NMI = 1) CPU kết thúc lệnh đạng làm dở,sau đó chuyển sang thực hiện chương trình phục vụ ngắt kiểu INT2 -RESET: Dùng để thiết lập lại phần cứng cho CPU Chuyển RESET xuống mức logic 0 dùng để khởi tạo các thanh ghi nội của vi xử lý và khởi tạo chương trình con phục vụ thiết lập hệ thống • Các... được Bài Tập Lớn VI XỬ LÝ – Nhóm 19 Page 19 - Các chân từ 18 đến 25: tương ứng với cổng PB từ PB0 đến PB7 Tương tự như cổng PA, cổng PB cũng có thể đưa dữ liệu 8 bít ra hoặc vào bằng cách thiết lập giá trị của thanh ghi điều khiển - Các chân từ 27 đến 34 : tương ứng theo thứ tự từ D7 đến D0 - Bus dữ liêu(2 chiều) Bus dữ liệu 2 chiều này được nối tới các tín hiệu tương ứng của vi xử lý để trao đổi dữ . trình vi xử lý, tiểu biểu là hãng Intel đã chế tạo thành công chip vi xử lý mang tên 8086 vào năm 1987, đã mở đầu cho họ vi xử lý x86, nó có thể quản lý. Java,…. III) Bộ vi xử lý 8086 của intel 1. Tổng quan về 8086 Như chúng ta đã biết, bộ vi xử lý 8086 được giới thiệu năm 1978, là bộ vi xử lý 16 bit đầu