Thiết kế và thi công mạch quang báo dùng vi xử lý 8085

Với kit vi xt lý điều khiển quang báo ta có thể thay đổi chương trình hiển thị một casIch dễ dàng bằng cách nhập chương trình mới vào RAM thay đối chương trình ngay trên kit không cần p

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRUONG DAI HOC SU’ PHAM KY THUAT

THÀNH PHÓ HÒ CHÍ MINH

HGMUIIE

ĐỎ ÁN TÓT NGHIỆP

NGÀNH LUẬN VĂN TÓT NGHIỆP

THIET KE VA THI CONG

MACH QUANG BAO DUNG

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRUONG DAI HOC SU PHAM KY THUAT

KHOA DIEN - DIEN TU

GVHD:NGUYEN PHUONG QUANG

SVTH:NGUYEN VAN CHUONG

MSSV:98221371

LOP :98KDD

THANH PHO HO CHi MINH

THANG 1 NAM 2002

LỜI NÓI ĐẦU

Một điều tất yếu mà ai cũng biết đó là một đất nứơc, một xã hội muốn

phát triển thì đòi hỏi đất nước đó, xã hội đó phải có được nên công nghiệp

Muốn đạt được điều đó thì đòi hỏi phải có sự trợ giúp của khoa học kỹ thuật

mà đặc biệt là ngành Điện- Điện tử, một ngành không thể thiếu trong suốt

quá trình phát triển của nền công nghiệp hiện đại

Ngày nay cùng với sự phát triển không ngừng và ngày càng mạnh mẽ của khoa học kỹ thuật, nễncông nghiệp điện tử cũng có những bước tiến vô

* đối với nhú cẩu xã hội, của con người Kỹ thuật điện tử đóng

thời khoa học kỹ thuật cũng đã góp phân thúc đẩy sự tiến bộ vượt bậc của

các ngànhnghẻ Khác, Khoa học kỹ thuật phát triển mạnh mẽ, có mặt hầu hết

trong mọi lình vực từ những thiết bị sinh hoạt gia định, thiết bị văn phòng và những hệ thông thông tin liên lạc cho đến những ngành sản xuất, chế biến hyng thực thực phẩm

Để cung cấp những thông tin, những bảng thóng báo đến mọi người tại

những nơi công cộng, nhà ga;siêu thị Ngoài các biện pháp như : viết lên bảng, dán các tờ thông báo, dùng hệ thống loa phóng thanh thì việc ứng dụng kỹ thuật điện tử vào trong việc cung cấp thông tin đến mọi người được xem là khá hữu hiệu hơn hẳn các biện pháp trên về mặt kỹ thuật,mỹ thuật và tính kinh kinh tế: gọn nhẹ, độ tin cậy cao, làm việc chính xác và liên tục với

thời gian, có thể thay đổi thông tin hiển thị

Nội dung của luận án “ THIẾT KẾ VÀ THỊ CÔNG MẠCH QUANG

BÁO DÙNG VI XỬ LÝ 8085” được trình bày làm bốn phần nh e^n -

Phân I: Giới thiệu

Phần II : Khảo sát các linh kiện trong mạch quang báo

Phần III : Thiết kế và thi công mạch quang báo

Phân IV : Tổng kết và phụ lục

Bằng những kiến thức được thây cô trang bị, những kiến thức lấy từ sách

vở cộng thêm sự nỗ lực của em, cùng với sự hướng dẫn tận tình của thầy

NGUYÊN PHƯƠNG QUANG đã giúp cho em hoàn thành tốt đẹp tập luận

văn này Tuy nhiên, do thời gian và kiến thức có hạn, tài liệu tham khảo còn

nhiều hạn chế nên chắc chắn để tài này sẽ không tránh khỏi những thiếu sót Rất mong nhận được sự nhiệt tình đóng góp ý kiến của quý thầy cô và các bạn để để tài được hoàn chỉnh hơn

Thành phố Hồ Chí Minh, tháng I năm 2002

Sinh viên thực hiện

Nguyễn Văn Chương

LỜI CẢM ƠN

Em xin bày tổ lòng biết ơn đến thấy NGUYÊN PHƯƠNG QUANG

trên cường vị là người hướng dẫn chính của đề tài đã tận tình giúp đỡ trong

suốt quá trình thực hiện luận ấn tốt nghiệp này

Đồng thời, em cũng xin bày tổ lòng biết dn đến các thầy cô trong:

tường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật đã tận tnh dạy dỗ và truyền thụ những

kinh nghiệm quy báu trong suốt thời gian qua

Cuối cũng sính viên thực hiện xin chán thanh cảm ơn sự đóng góp ý

kiến cuá tắt cả các bạn sinh viên trong suốt quá trình thực hiện đồ án

Sinh viền thực hiện

Nguyễn Văn Chương

Bộ Giáo Dục Và Đào Tạo Cộng Hoà Xã Hội Chủ Nghĩa Việt Nam Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Độc Lập- Tự Do- Hạnh Phúc

KHOA DIEN - ĐIỆN TỬ

BỘ MÔN ĐIỆN TỬ NHIỆM VỤ LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

Họ và tên : NGUYỄN VĂN CHUONG

5 Gido viên hướng dẫn : NGUYÊN PHƯƠNG QUANG

6 Ngày giao nhiệm vụ :

7 Ngày hoàn thẳnh nhiệm vụ: 02 - 03 — 2002

Thông qua bộ môn

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯPHẠM KỸ THUẬT ĐỘCLẬP_ TƯ DO _ HẠNH PHÚC

KHOA ĐIÊN - ĐIỆN TỬ

BỘ MÔN ĐIỆN TỬ

NHẬN XÉT LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

Họ và tên sinh viên _ :NGUYỄN VĂN CHƯƠNG

Khoa +1998 ~ 2002

Giáo viên hướng đán NG( PHƯƠNG QUANG

Nhân Net Cia Giao Viên Hướng Dán

Ngày thang năm 2002

Giáo viên hướng dẫn

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM 'TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT ĐỘC LẬP_ TƯ DO _ HẠNH PHÚC

KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ

Ngày thang năm 2002

Hội Đồng Duyệt Luận Văn

MỤC LỤC

Trang

PHẦN I:GIỚI THIỆU

I TAM QUAN TRONG VA VI TRI CUA DE TAITRONG THUCTE 1

PHAN II: KHAO SAT CAC LINH KIỆN TRONG MẠCH QUANG BÁO

CHƯƠNG I: KHẢO SÁT VI XỬ LÝ 8085A

4 CAU TRÚC BIIN TRONG VÀ € HSC NANG CAC KHOI 12

CHƯƠNG TH; KHẢO SÁT VỀ BỘ NHỚ

2 HOAT ĐỘNG TONG QUAT CUA MOT BỘ NHỚ 20

Ul KHAO SAT EPROM 2764 _

I KHAO SAT RAM 6264

CHUONG III: KHAO SAT IC GIAO TIEP 82554

CHUONG Iv: KHAO SAT CAC IC CON LAI LIÊN QUAN DEN MACH

PHẦN III: THIẾT KẾ VÀ THI CONG MACH QUANG BAO

CHUONG I: THIET KE VA THI CONG PHAN CUNG

II THIẾT KẾ MÀN HÌNH QUANG BAO

LUẬN YĂN TỐT NGHIỆP GYHD: NGUYEN PHUONG QUANG

PHANI: GIGI THIEU

| TAM QUAN TRONG VA VI TRI CUA DE TAI TRONG THUC TẾ

Khoa học kỹ thuật ngày càng phát triển, xã hội văn minh hiện đại dẫn

đến cuộc sống của con người ngày càng được nâng cao Con người ngày càng

muốn các công việc trong cuộc sống được thực hiện một cách nhẹ nhàng và càng dể dàng hơn Chính vì thế mà con người đã không ngừng đưa ra những

phát minh, sang chế, những cải tiến kỹ thuật Từ chổ những chiếc máy tính

cơ khí ; cổng kênh,khó bảo quản, chỉ thực hiện đượcvài công việc nhất định

đã được phát triển lên thành những chiếc máy vi tính: gọn nhẹ, hiện đại, có

thể thực hiện nhiều công việc võ cùng phức tạp; từ chỗ những công việc phải

cần đến các thao tác của con người thị ngày nay kỹ thuật robot đã và đang

đân tháy thể còa người trong những tháo tác đó

Việc đưa ra những mẫu tín, những bản thóng báo, những lời quảng cáo

trước đây có thẻ thực hiện bằng nhiều cách khác nhau, chẳng hạn viết thông

báo lên hàng, dâu các tờ quảng cáo „ nhưng các cách thức đó có nhiều nhược diem nhu khó bảo quản, thẩm mỹ khóng cao do đó việc ứng dụng khoa

học kỳ thuật để chế tạo ra các mạch quang báo dùng mạch điện tử đ8ể hiển

thị những thông báo mẩu tin,lời quảng cáo dưới dạng hình ảnh được xếm là

Khi hữu hiệu hơn hẳn các loại hình trên về mát kỹ thuật, và tính kinh tế : gọn nhẹ ,độ tỉn cậy cao , chính xác và có thể thay đối nội dung thông tin một cách

dễ dàng đã phần nào khắc phục được những nhược điểm trên

II LỰA CHON PHƯƠNG ÁN TỐI ƯU

Có nhiều cách để làm một mạch quang báo : dùng IC rời, dùng

EPROM, dùng VI XỬ LÝ hoặc dùng MÁY VI TÍNH để điều khiển mạch

Nếu dùng IC rời thì ta sử dụng cdc IC giải đa hợp kết hợp với các diode để

làm thành mạch ROM Chương trình cho loại ROM này được tạo ra bằng

cách sắp xếp vị trí các diode trong ma trận, mỗi khi cần thay đổi chương trình

thì phải thay đổi lại vị trí các diode này (thay đổi phân cứng) Dung lượng bộ

nhớ kiểu này thay đổi theo kích thước mạch, kích thước càng lớn thì dung

lượng càng lớn (vì khi tăng dung lượng thì phải thêm IC giải đa hợp, thêm

các diode nên kích thước của mạch tăng lên) Nếu muốn đủ bộ nhớ để chạy một mạch quanzbáo bình thường thì kích thước mạch phải rất lớn nên giá

thành sẽ cao, độ phức tạp tăng lên Do đó dạng ROM này không đáp ứng được yêu cầu của mạch quang báo này

Khi thay các IC rời ở trên bằng EPROM thì kích thước mạch và giá thành sẽ

giảm Kích thước của EPROM hầu như không tăng theo dung lượng bố nhớ

—————————————

LUẬN YÄN TỐT NGHIỆP : GYHD: NGUYEN PHUONG QUANG

của nó Ngoài ra, khi muốn thay đổi chương trình hiển thị thì ta chỉ việc viết

chương trình mới nạp vào EPROM hoặc thay EPROM cũ bằng một EPROM mới có chứa chương thình cần thay đổi Việc thay đổi chương trình kiểu này thực hiện đơn giản hơn so với cách dùng IC rời ở trên Tóm lại việc sử dụng

bộ nhớ EPROM có ưu điểm gọn, nhẹ, rẻ tiền nhưng nội dung hiển thị không linh hoạt so với mạch dùng vi xử lý hay máy vi tính Do đó trong để tài này

EPROM chưa đáp ứng được yêu cầu của để tài này là thay đổi nội dung hiển

thị linh hoạt

Khi sử dụng vi xử lý tham gia vào mạch thì mạch quan;báo sẽ có được

nhiều chức năng hơn, tiện lợi hơn Với kit vi xt lý điều khiển quang báo ta có thể thay đổi chương trình hiển thị một casIch dễ dàng bằng cách nhập

chương trình mới vào RAM (thay đối chương trình ngay trên kit không cần

phải tháo TC nhớ ra để nạp chương trình như I:PROM), Mặt khác ví xử lý có nhiều chức năng nén việc thấy đối màu cho bảng đèn cũng được thực hiện một cách để dang Do đó trong để tái nay chúng em lựa chon MACH

QUANG BAO DUNG VIXU LY

Ngoài rà mạch quanibáo còn có thể được điều khiến bằng máy vi tính

Tuy nhiên, khi dùng máy tính để điều khiển quang báo thì rất đắt tiền, chiếm điện tích lửa mà chất lượng hiển thị cũng không hơn so với dùng vi xử lý

Tom lại ,từ các phương án trên thì các¿sứ dụng ví xử lý được chọn vì

dap ứng được yêu câu đã để ra, đó là thay đổi nội dung một cách dễ dàng

Dưới đầy là sơ đồ khối của một mạch quang báo dùng vi xử lý với màu của nội dung cần hiển thị thay đổi được theo chương trình

SƠ ĐỒ KHỐI MẠCH QUANG BÁO DÙNG VI XỬ LÝ (trang sau)

LUẬN YÄN TỐT NGHIỆP GYHD: NGUYEN PHUONG QUANG

CPU (center processing uniD: là khối xử lý trung tám của mạch quang báo

có nhiệm vụ điều khiển hoạt động của mạch

ROMtrcad only memory) : là bộ nhớ được thiết kế để lưu trữ các dữ liệu cố

định của chương trình quang báo Trong lúc hoạt động bình thường dữ liệu

mới không thể nào ghi được vào rom, dữ liệu chỉ có thể đọc ra từ rom

RAM (random access memory): là bộ nhớ dùng để lưu trữ tạm thời chương trình và dữ liệu nội dung các ô nhớ trong ram thay đổi liên tục khi vi xử lý thực hiện chương trình

VO ( INPUT / OUTPUT ): Để vi xử lý giao tiếp với những thiết bị bên

ngoài, người ta dùng khối giao tiếp I/O, khối này có khả năng giao tiếp rất rộng, vừa có thể xuất dữ liệu, vừa có thể nhận dữ liệu tùy theo người lập trình điều khiển

KEYBOARD: là khối dùng để nhập dữ liệu nội dung cần hiển thị

VERT-SCAN :là khối quét cột cho ma trận led

MATRIX LED: dùng để hiện thị nội dung cần thông báo

KHỐI NGUỒN : là khối cung cấp điện áp cho mạch hoạt động

“——ỄỄễễễễễ———ễễễỄễễ

| LUẬN YÄÑ TỐT NGHIỆP GYHD: NGUYEN PHUONG QUANG

PHAN II

| KHAO SAT CAC LINH KIEN TRONG MACH QUANG BAO

| CHƯƠNG I: KHẢO SÁT VI XỬ LÝ 8085A

1 LICH SỬ PHÁT TRIỂN CỦA VI XỬ LÝ

Tóm tắt lịch sử phát triển của vi xử lí:

Sự phát triển của Vi xử lí có thể chia ra thành 5 thế hệ sau:

Thế hệ thứ nhất (1971 - 1973):

Năm 1971, trong khi phát triển các vi mạch cho máy tính cầm tay,

INTEL đã cho ra đời máy tính đầu tiên là 4004 (4 bit số liệu) và 8008 (8 bit)

đặc điểm chung của Vi xứ lí thế hệ này này là:

Độ dài từ thường là 4 bit (có thể dài thêm)

Công nghệ chế tạo PMOS (tốc độ thấp, giá rẻ, khả năng đưa ra dòng

Địi diện cho thế hệ này là các Vị xử lí 3050, 8085 của INTEL và 6800,

6809 của MOTOROLA và Z80 của ZILOG Ở thế hệ này, các Vi xử lí có tập

lệnh phong phú hơn, có khả năng phân biệt địa chí bộ nhớ với dung lượng 64

Kbyte Một số Vi xử lí có khả năng phân biệt được 265 địa chỉ cho các thiết

bị ngoại vi Tất cả các Vi xử lí thế hệ này là được sản xuất bằng công nghệ

NMOS hoặc CMOS, tốc độ thực hiện lệnh là 1 — 8 us/lệnh với tân số xung

đồng hồ là 1 - 5 MHz

Thế hệ thứ 3 (1978 - 1982):

Đại diện cho thế hệ này là các bộ Vi xử lí 8086/80186/80286 của INTEL va 68000 /68010 cia MOTOROLA Điểm ưu việt của các Vi xử lí

thế hệ này so với các thế trước đó là chúng có tập lệnh đa dạng với các lệnh

nhân, chia và lệnh thao tác với chuỗi kí tự Khả năng phân biệt địa chỉ cho bộ nhớ hoặc các thiết bị ngoại vi từ 1 Mbyte đến 16 Mbyte Các Vi xử lí thế hệ

này được.sản xuất bằng công nghệ HMOS và cho phép đạt được tốc độ từ 0,1

us/lệnh - 1us/lệnh với tần số đồng hồ là 5 - 10 MHz

Thế hệ thứ 4 (1983 - 1989):

Các bộ Vi xử lí đại diện cho thế hệ này là các vi xử lí 32 bit 80386/80486 va 64 Bit Pentium của INTEL, các vi xử li 32 Bit 68020/68030/68040/68060 của MOTOROLA Đặc điểm của các Vi xử lí thế

hệ này là Bus địa chỉ đều là 32 Bit và có khả năng làm việc với bộ nhớ ảo

Các bộ vi xử lí này đều có bộ quản lí bộ nhớ (MMU) và nhiều khi có cả các

bộ đồng xử lí toán học ở bên trong Các Vi xử lí thế hện này đều được sản

xuất bằng công nghệ HCMO

Thế hệ thứ 5 (1990 - 2001):

Các bộ xử lý đại diện cho thế hệ này là pentium của intel

Như: pentuim II,pentium PRO,pentuim MMX,pentium III,ptIV bus địa chỉ là

64 có thể xử lý được hầu hết các phép toán và có khả năng lập trình trí tuệ

nhân tạo

IL KHAO SAT VI _8085A

1 DAC TINH CO BẢN CỦA 8085A

Chive nang điều Khiến hệ thống được tích hợp trên mạch

Có 4 veectf ngắt Trong đó có một yếu cấu ngất không che được (Non-

rupU và một tích hợp với 800A

Có cong VO noi tip

Phần mềm tương thích 100% với 8080A

Thực hiện được các phép tính số học: Thập phán, nhị phán và số 16 bit

Định địa chỉ trực tiếp 64 Kbyte ô nhớ

Họ 8085 của hãng Intel là một sản phẩm mới có tập lệnh tương thích

100% với họ 8080A và được thiết kế nhằm tăng tốc độ làm việc của hệ thống

dùng 8080 trước đây, nhờ mật độ tích hợp cao của vi mạch cho phép giảm tới

mức tối thiểu số lượng linh kiện Trong mạch còn 3 IC cơ bản: 8085(CPU);

8155(RAM) va 8355/8755 (ROM/PROM), 8085 còn kết hợp tất cả các tính

năng của vi mạch tạo xung đông hồ 8224 và vi mạch điều khiển hệ thống

8228

Vi xử lí 8085 có cấu tao Bus dif liéu da 16, địa chỉ được tách ra từ 8 bit

chung địa chỉ/dữ liệu, chốt địa chỉ bên trong của vi mạch nhớ 8155/8355/8755

cho phép ghép trực tiếp với 8085

LUẬN YÄÑ TỐT NGHIỆP

Resetout LÌ h HULDA Hold _—y

sop ¢ I Clock out

B CHỨC NĂNG, DẠNG TÍN HIỆU, TRẠNG THÁI CÁC CHÂN CỦA VI

XỬ LÍ 8085A ĐƯỢC LIỆT KÊ 6 BANG SAU:

Chân Ký hiệu In/Out- | Ý nghĩa

3 RESET Oo Tín hiệu đồng bộ xung đồng hồ cho biết

OUT CPU dang trong trạng thái Reset, có thể

s * 4 dùng để đặt lại hệ thống

4` SOD oO Serial output data: Dif liéu ra néi tiếp được

b điều khiển bởi lệnh SIM

5%: SID I Serial input data: Ngõ vào nối tiếp được

“————=—ễỄễễễ

GYHD: NGUYEN PHUONG QUANG

Tín hiệu yêu cầu ngắt không ngăn được,

nó được nhận dạng cùng lúc như INTR_và

có mức ưu tiên cao nhất trong các yêu cầu

ngắt

7,8,9 INTR Interrupt request: Được dùng như một ngắt

công dụng chung, ngắt chỉ được lấy mẫu

trong suốt chu kì xung đồng hồ cuối cùng

của chỉ thị Khi ngắt tác động đến bộ đếm

chương trình sẽ không tăng nội dung và tín

hiệu INTA\ sẽ được tạo ra trong suốt chu

kì lệnh Restart hoặc CALL có thể được

chèn vao đế nhảy đến chương trình phục

vụ ngất, INIER được cho phép và ngăn

bằng phấn mém Ngất này mất hiệu lực khi reset và được chấp nhận tức thời sau

một ngắt khác

INTA\ Interrupt acknowledge: Duge ding thay

cho RD\ trong chu kì lệnh sau khi một

INTR chấp nhận, tín hiệu này có thể được dùng để tác động vi xử lí ngắt 8259 hoặc

các cổng ngất khác

19-12 AD7-AD0 0-3 Address/Data: Bus đa lộ địa chỉ byte thấp

địa chỉ của bộ nhớ hoặc cổng LO trong khoảng thời gian chu kì xung đồng hồ đầu

tiên và là 8 bit dữ liệu trong khoảng chu kì

đồng hồ thứ hai và thứ ba, các chân này ở

trạng thái Z cao trong chế độ HOLD và

HALT

Vss Ground

A15-A8 0-3 Byte cao địa chỉ của bộ nhớ 8 bit, các chân

này ở trạng thái Z cao trong các chế độ

HOLD và HALT

0-3 Address latch enable : Ngõ ra chốt địa chỉ

ở mức cao trong khoảng thời gian chu kì

đông hổ đầu tiên (lúc này các chân AD0-

“——ễễễễễễễễễễễễ

GYHD: NGUYEN PHUONG QUANG

| LUẬN YÄÑ TỐT NGHIỆP

|

AD7 là byte thấp địa chỉ), cho phép địa

chỉ được đưa vào chốt địa chỉ trên mạch

ngoại vi, các chân này được treo lên trạng thái Z cao trong chế độ HOLD và HALT

31 WR\ 0-3 Write :Dữ liệu trên bus dữ liệu đang được

ghi vào bộ nhớ hoặc cổng LO, dữ liệu

được thiết lập lại tại cạnh xuống của xung

WR\, chân này treo lên trạng thái Z cao ở ché d6 HOLD va HALT

0-3 Read: Dữ liệu được đọc từ bộ nhớ hoặc

cổng HO và truyền trên bus dữ liệu, ở

trạng thái Z cao trong chế độ HOLD và

HALT

bit cho biết trạng thái chu kì máy

chân #eady ở mức cao trong suốt chu

kì đọc hoặc ghi có nghĩa là bộ nhớ hoặc

thiết bị ngoại vi đã sấn sàng để gởi hoặc nhận dữ liệu Khi Ready ở mức thấp CPU

sẽ chờ trước khi hoàn tất chu kì đọc/ghi

ìo RESETIN Tín hiệu vào đát bộ đếm chương trình về

không, xóa cờ cho phép ngắt và FFE

HOLDA, các cờ và các thanh ghi khác

không ảnh hưởng (ngoại trừ thanh ghi chỉ

th), CPU sẽ duy trì trạng thái reset khi

HOLD Một linh kiện tác động nào đó ding tin

hiệu này để yêu cầu CPU nhường quyển

sử dụng bus địa chỉ và dữ liệu , khi nhận

được yêu cầu này CPU sẽ nhường bus

ngay sau khi hoàn tất chu kì máy hiện hành CPU chỉ có thể chiếm lại bus khi

không còn tín hiệu HOLD, khi chấp nhận lệnh HOLD của các đường địa chi , dữ liệu, RD\, WR\, IO/M\ và ALE được treo lên trạng thái Z, cao

“———————————-—————ễ ễ -~-—-

LUẬN YÄÑ TỐT NGHIỆP GHD: NGUYEN PHUONG QUANG

eS

38 HLDA oO Hold acknowledge : Tin hiéu ra cho biét

CPU đã chấp nhận yêu cầu HOLD va nó

sẽ nhường bus trong chu kì đồng hồ kế

tiếp , HOLDA về mức thấp khi không còn yêu cầu HOLD , CPU chiếm lại bus trong vòng nữa chu kì đồng hổ sau khi HOLDA

Giản đồ của chu kì đọc

Mỗi chu kì bus tương đương với chu kì máy Mối liên hệ thời gian của

các tín hiệu luôn khác nhau đối với mỗi loại chu kì máy 8085 có 4 loại chu kì

máy: chu kì READ, chu kì WRITE, chu kì INTERRUPT ACKNOWLEDGE

và chu kì DMA

Đối với chu kì đọc, có 3 sự thay đổi: đọc bộ nhớ, đọc IO và đón giải mã

lệnh Sơ đồ thời gian đọc bộ nhớ hoặc đọc IO không có trạng thái chờ

Ở chu kì T¡ , bus AD;-ADg đóng vai trò là bus địa chỉ A-Ao, tín hiệu

ALE lên mức logic 1 ở chu kì T1 nên tín hiệu ALE dùng để chốt 8 bit địa chỉ thấp A;:Ao vào một IC chốt Tín hiệu RD\ vẫn ở mức logic 1 nên quá trình giao tiếp dữ liệu chưa xẩy ra

Ở chu kì T; và Tạ , bus AD;-ADạ đóng vai trò là bus dữ liệu D;-Dạ Tín

“—ễễễễ

LUAN YAN TOT ÑGHIỆP GYHD: NGUYEN PHUONG QUANG

ES

hiệu ALE lên mức logic 0 nên dia chi trong IC van không thay đổi Tín hiệu RD\ xuống mức logic 0 nên bus dữ liệu D;-Dạ chưa đóng vai trò là bus nhận

dữ liệu

Trong cả 3 chu kì T¡, Tạ , Tạ các đường địa chỉ A¡s- As, IO/M\, §¡, Sa,

vẫn ở ổn định trạng thái Trong chu kì bus D;-Dạ nhận dữ liệu các bit địa chỉ

A+.As được chốt trong IC chốt và các bit dia chỉ cao A¡s-As vẫn không thay đổi nên vi xử lí sẽ nhận đúng dữ liệu của ô nhớ cần truy xuất

Vi xử lí đang đọc bộ nhớ I/O chỉ được phân biệt bằng tín hiệu IO/M\

Chu kì máy thực hiện một lệnh gồm 4 đến 6 chu kì xung clock Chu kì thực

hiện được chia lầm hai quá trình đón lệnh và thực hiện lệnh Quá trình đón lệnh giông như quá trình đọc bộ nhớ tốn khoảng 3 chu kì xung clock từ T¡ đến

Ty, Qua tinh giải mã và thực hiện lệnh tốn thêm I đến 3 chu kì xung clock từ

Tạ đến Ttùy theo độ phức tạp của lệnh,

Hong trường hợp ví xử lẾ có tốc độ lắm việc cao hơn bộ nhớ khi có dữ

liệu 0y xuất sẽ bị sái, Ở chủ kì đọc từ bộ nhớ hay ghí dữ liệu lên bộ nhớ

luôn xảy rà ở chủ Kì T; và Ty, Nếu bộ nhớ có tốc độ làm việc chậm hơn

không kịp gởi dữ liệu ra ở 2 chu ki này thì vi xử lí sẽ nhận một dữ liệu không

xúc định hay dữ liệu gởi đến bộ nhớ sẽ bị mất Trường hợp này được xử lí

bằng cách xen thêm một vài chu ki xung clock vao giữa chu kì Tạ và Tạ bằng vạch dùng chân tín hiệu vào READY Các chu kì xung clock thêm vào gọi là

cae chu ki doi Ty

Giản đồ thời gian của các tín hiệu khi vi xử lí bị tác động bởi các tín

hiệu ngắt khác nhau Trong một quá trình ngắt, vi xử lí sẽ mất một vài chu kì

để thực hiện yêu câu ngắt đó tùy thuộc vào lệnh được cung cấp bởi thiết bị

ngắt đó

Khi tác động đến INTR, chu kì máy đầu tiên dùng đều nhập lệnh cần thực hiện Do đó, ngắt INTR có cùng giản đồ thời gian ở chu kì T; và tín hiệu

INTA\ được gởi đi thay thế cho tín hiệu RD\ và trạng thái của nó dùng để báo

LUẬN YẮN TỐT NGHIEP ˆ ` GYHD NGUYÊN PHƯƠNG QUANG

cho thiết bị yêu cầu ngất biết vi xử lí chấp nhận yêu cầu ngắt này nếu ở mức logic 0

Nếu lệnh ngắt là lệnh Restart thì vi xử lí cần thêm hai chu kì máy ghỉ

dữ liệu vào bộ nhớ để cất địa chỉ trở về sau khi thực hiện xong chương trình

Khi Vi xử lí làm việc thì cả 3 Bus ddữ liệu, điều khiển, địa chỉ do vi xử

lí sử dụng và DMA ở trạng thái ngừng làm việc, khi muốn chuyển đữ liệu

DMA sẽ tác động đến ngõ vào HOLD của Vi xử lí Nếu Vi xử lí chấp nhận thì nó sẽ trả lời bằng cách tác động đến ngõ HLDA ở mức logic 1 và các ngõ

ra dữ liệu, địa chỉ và điều khiển ở trạng thái tổng trở cao để không ảnh hưởng

đến dữ liệu

Vị xứ lí luôn kiểm tra ngõ vào HOI,D, nếu tín hiệu này xuống mức

logic Ø thì Vị xử lí sẽ trở lại thực hiện đúng công việc đang xử lí

LUAN YAN TỐT RGHIỆP GAD: NGUYEN PHUGNG QUANG

4 CẤU TRÚC BÊN TRONG VÀ CHỨC NĂNG CÁC KHỐI:

A CẤU TRÚC BÊN TRONG

K READY RD\ WR\ ALE S0S1 IO/M\ HOLD HLDA REINREOUT Ag Ays ADo AD;

Sơ đồ cấu trúc của Vi xử lí

Trong sơ đồ khối của vi xử lí bao gồm các khối chính như sau: Khối

ALU, các thanh ghi, khối Control logic Ngoai ra sơ đồ khối còn trình bày các

đường truyền tải tín hiệu từ nơi này đến nơi khác và ngoài hệ thống

CHỨC NĂNG TỪNG KHỐI

œ Chức năng của khối ALU :

ALU là khối quan trọng nhất của vi xử lí, khối ALU chứa các mạch

điện logic chuyên về xử lí dữ liệu Khối ALU có hai ngõ vào có tên là “IN”

chính là các ngõ vào dữ liệu cho ALU xử lí và một ngõ ra có tén 1a “OUT”

“—ễỄẰỄ—Ễ

LUAN YAN TỐT NGHIỆP GYHD: NGUYÊN PHƯƠNG QUANG

=———ễễễỄễễễễễễễ chính là ngõ ra kết quả dữ liệu sau khi ALU xử lí dữ liệu xong Dữ liệu trước

khi vào ALU được chứa ở trong thanh ghi dém (Temporarily register) có tên

là Temp 1 và Temp 2 Bus dữ liệu bên trong vi xử lí được kết nối với hai ngõ

vào “IN” của ALU thông qua hai thanh ghi đệm Sự kết nối cho phép ALU

có thể lấy bất kì dữ liệu nào trên Bus dữ liệu bên trong vi xử lí Thường thì ALU luôn lấy dữ liệu từ một thanh ghi đặc biệt có tén 18 Accumulator Ngo

ra “OUT” cia ALU cho phép ALU cé thể gởi kết quả dữ liệu sau khi xử lí

xong trên Bus dữ liệu bên trong vi xử lí, do đó thiết bị kết nối với Bus bên trong đều có thể nhận dữ liệu này Thường thì ALU gởi dữ liệu sau khi đã xử

lí xong tới thanh ghi Accumulator

Ví dụ khi ALU cộng hai dữ liệu thì một trong hai dữ liệu được chứa

trong thành phí Accumulator, sau khí phép cộng được thực hiện bởi ALU thì

kết quả sẽ gổi trở lại thanh phí Accumulator và lưu trữ ở thanh ghi này ALU

vử lí một dự liệu hay hài dự liệu tùy thuộc vào lénh hay yêu cầu điều khiển,

ví dụ khí công hát dữ liệu thì AL.U sẽ xứ lí bái dữ liệu và dùng hai ngõ vào

=IN” để nhập dữ liệu , Khí tăng một đữ liệu nao đó lén một đơn vị hay lấy bù

mút dự hiệu, khi đo ALU chỉ xử lí một dữ liệu và chỉ can một ngõ vào “IN”

hhỏi ÁLU có thể thực hiện các phép toán xử lí sau

Add Complement OR Exlusive OR

§ubưact — Shiftright Increment

AND Shift left Decrement

Như vậy, chức năng chính của khối ALU là làm thay đổi dữ liệu hay

chuyên về xử lí dữ liệu nhưng không lưu trữ dữ liệu Để hiểu rõ thêm chức năng đặc biệt của khối ALU cần khảo sát một vi xử lí cụ thể

Các thanh ghỉ bên trong của vi xử lí:

Các thanh ghi bên trong có chức năng lưu trữ tạm thời các dữ liệu khi

xử lí Trong số các thanh ghi có một vài thanh ghi đặc biệt khi thực hiện các

lệnh đặc biệt, các thanh ghi còn lại gọi là các thanh ghi thông dụng Với sơ

đổ minh họa ở trên, các thanh ghi thông dụng có tên Reg B, Reg C, Reg D, Reg E Các thanh ghi thông dụng rất hữu dụng cho người lập trình điều này

sẽ thấy rõ qua các chương trình Số lượng các thanh ghi thông dụng thay đổi tùy thuộc vào vi xử lí Ỷ

Số lượng và cách sử dụng các thanh ghi thông dụng tùy thuộc vào cấu

trúc của từng vi xử lí, nhưng chúng có một vài điểm cơ bản giống nhau Càng

nhiều thanh ghi thông dụng thì vấn để lập trình đơn giản hơn

Các thanh ghi cơ bản luôn có trong một vi xử lí và Accumulator register(A), Program counter register (PC), Stack pointer(SP), Status register (P), các thanh ghi théng dung, thanh ghi lénh (Instruction register), thanh ghỉ

Se

LUẬN YÄN TỐT NGHIỆP GYHD: NGUYÊN PHƯƠNG QUÁNG

aS

dia chi

Thanh ghi Accumulator:

Thanh ghi Accumulator 14 mét thanh ghi quan trong của vi xử lí có

chức năng lưu trữ dữ liệu khi tính toán Hầu hết các phép toán số học và các

phép toán logic đều xảy ra giữa ALU và Accumulator

Ví dụ khi thực hiện một lệnh cộng một dữ liệu A với một dữ liệu B thì

một dữ liệu phải chứa trong thanh ghỉ Accumulator giả sử là Thanh ghi, sau

đó sẽ thực hiện lệnh cộng dữ liệu A (chứa trong Accumulator) với dữ liệu B

(có thể chứa trong ô nhớ hoặc trong thanh ghi thông dụng), kết quả của lệnh công là dữ liều C sẽ được đất trong thanh ghi A thay thế cho dữ liệu A trước

đó

Chay:

Kết quá sáu khí thực hiện ALLU thường gởi vào thanh ghi Accumulator

Km cho dữ hệu ước đó chứa ong Accumulator sẽ bi mat

Một chức nàng quan trọng của thanh ghí Accumulator là truyền dữ liệu

từ bộ nhỏ hoặc từ các thanh ghi bên trong vi xử lí ra các thiết bị điều khiển

bên ngoài thì dữ liệu đó phải chứa trong thanh ghi Accumulator

Thanh ghi Accumulator con nhiều chức náng quan trọng khác sẽ được thầy rò qua tập lệnh của một vi xử lí cụ thể, số bit của thanh ghi Accumulator

chính là đơn vị đo của vì xử lí, vỉ xử lí 8 bít thì thanh ghi Accumulator có độ

dai 8 bit

Program counter PC:

PC là một thanh ghỉ có vai trò quan trọng nhất của vi xử lí Chương trình là một chuỗi các lệnh nối tiếp nhau trong bộ nhớ của vi xử lí, các lệnh

này sẽ yêu cầu vi xử lí thực hiện chính xác các công việc để giải quyết một

van dé, từng lệnh phải đơn giản và chính xác và các lệnh phải theo đúng một

trình tự để chương trình thực hiện đúng Chức năng của PC là quản lí lệnh đang thực hiện và lệnh sẽ được thực hiện tiếp theo

Thanh ghỉ PC trong vi xử lí có chiều dài từ dữ liệu lớn hơn chiều dài từ

đữ liệu của vi xử lí Ví dụ đối với các vi xử lí 8 bit có 65.536 ô nhớ thì thanh

ghi PC phải có chiều dài là 16 bit để có thể truy xuất từng ô nhớ bắt đầu từ ô

LUẬN YÄN TỐT ÑGHIỆP GY1D: NGUYÊN PHƯƠNG QUÁNG

bit Sau đó bộ nhớ sẽ đặt nội dung của ô nhớ lên Bus dữ liệu Các nội dung này chính là lệnh, quá trình này gọi là đón lệnh từ bộ nhớ Tiếp theo vi xử lí

sẽ tự động tăng nội dung của PC để chuẩn bị đón lệnh kế PC chỉ được tăng

khi vi xử lí bắt đầu thực hiện lệnh được đón trước đó Một trong những

chương trình có thể nạp vào PC một giá trị mới, khi lệnh làm thay đổi PC giá trị mới được thực hiện thì lệnh kế tiếp có thể xảy ra ở một địa chỉ mới

Thanh ghi trang thai (status register):

Thanh ghi trang thái còn được gọi là thanh ghi cd (Flag register) ding

để lưu trữ kết quả của một số lệnh cân kiểm tra Việc lưu trữ các kết quả

Kiểm tra cho phép người lập tình thực hiện việc rẽ nhánh trong chương trình

Khi chướng trình rẻ nhánh, chương trình sé bắt đầu tại một vị trí mới Trong nhành rẻ có điều kiện, chương trình rể nhánh chỉ được thực biện khi kết quả

kiểm tra thỏa màn điều kiện, Thanh phí trang thái sẽ lưu trữ kết quả kiểm tra

Chức nang cic Bit:

BS (Bit Signal): Bitddu = S=1 Khi kết quá là số âm

s=0 Khi kết quả là số dương

Bit Z (Bit Zero) Zo Khi kết quá bằng không

Z=0 Khi kết quả khác không

Bit AC (Bit tran) AC=0 Khi phép tính không tràn lên

Bịt thứ 3

AC= Khi phép tính bị tràn lên Bit

thứ 3

BitP (Parity) :Bit chẳn lẽ P= 0 Khi kết quả là số chan

Pel Khi kết quả là số lẽ

Bit C (Carry) :Bitnhé C=0 Khi kết quả không có số nhớ

Gai Khi kết quả có số nhớ

Bitx : Không có ý nghĩa

Các lệnh xảy ra trong thanh ghi thường ảnh hưởng đến thanh ghi trang thái, ví dụ khi thực hiện một lệnh cộng hai dữ liệu 8 bit, nếu kết quả lớn hơn 11111111; thì bit carry có giá trị là 1, bit carry chứa trong thanh ghi trạng

thái Vậy phép cộng làm cho bit carry có giá trị là 1 Ngược lại nếu kết quả

của phép cộng có giá trị nhỏ hơn 11111111, thi bit carry có giá trị là 0 Ví dụ

lệnh tăng hay giẩm giá trị của một thanh ghi, nếu kết quả trong thanh ghi

khác 0 thì bit Z bằng 1

=——ễễễễễễễễễ”

LUAN YAN TỐT NGHIỆP GYHD: NGUYEN PHUONG QUANG

+4+»Ý nghiã của các bit trong thanh ghi trang thái:

1 Carry/ borrow: La bit carry khi thực hiện một phép cộng có giá trị tùy thuộc vào kết quả của phép cộng Kết quả tràn thì bit carry =1, ngược lại thì carry=0 Là bit borrow khi thực hiện một phép tính trừ: Nếu số bị trừ lớn hơn

số trị thì bit borrow = 0, ngược lại thì bit borrow = 1 Bit carry hay bit borrow

là 1 bit chỉ được phân biệt khi thực hiện lệnh cụ thể

Zero: BiLZ = I khi kết quả của phép toán bằng 0, ngược lại bit Z= 0

3 Negative: BiLN = I khi bit MSB của thanh ghi có giá trị là 1, ngược lại bitN =0

4, Intermadiate carry: Giống như bít carry nhưng chỉ có tác dụng đối với

Số lượng các bịt có trong thanh ghi trạng thái tùy thuộc vào từng vi xử

lì Trong một số vỉ xử lí có thể xóa hoặc đặt các bít trạng thái của thanh ghi trạng thái,

‘Thanh ghi con trổ ngăn xếp (Stack pointer):

Thanh ghi con trỏ ngăn xếp là một thanh ghí quan trọng của vi xử lí, độ

dài từ dữ liệu thanh ghi SP bằng thanh ghi PC, chức năng của thanh ghi SP gần giống như thanh ghỉ PC dùng để quản lí bộ nhớ ngăn xếp khi muốn lưu trữ tạm thời dữ liệu vào ngăn xếp Trong hâu hết các vi xử lí, SP giảm (để chỉ đến ô nhớ tiếp theo trong ngăn xếp) sau khi thực hiện xong lệnh cất dữ liệu vào ngăn xếp Do đó khi được thiết lập giá trị cho thanh ghi SP là địa chỉ cuối cùng của ô nhớ

Stack pointer phải chỉ đến một ô nhớ nào đó đo người lập trình thiết lập, quá trình này gọi là khởi tạo con trổ ngăn xếp Nếu không khởi tạo, con

trổ ngăn xếp sẽ chỉ đến một ô nhớ ngẫu nhiên nào đó Khi đó lệnh cất dữ

liệu vào ngăn xếp có thể ghi đè lên dữ liệu quan trọng khác làm chương trình

xử lí sai hoặc SP chỉ đến vùng nhớ không phải vùng nhớ của RAM làm chương trình thực hiện không đúng Tổ chức của ngăn xếp là vào sau ra trước

(Last in, first out)

Thanh ghi dia chi b6 nhé:

Mỗi khi vi xử lí truy xuất bộ nhớ thì thanh ghi địa chỉ phải tạo ra đúng

“——ễễễễễễễễễễễễễễễ—

LUAN YAN TOT NGHIỆP GYHD: NGUYEN PHUONG QUANG

=———ễỄễễễễễễ— địa chỉ mà vi xử lí muốn Ngõ ra của thanh ghi dia chỉ phải được đặt lên Bus

địa chỉ 16 bit Bus địa chỉ dùng để lựa chọn ô nhớ hay lựa chọn một port In/Out

Nội dung của thanh ghi địa chỉ ô nhớ và nội dung của thanh ghi PC 1a giống nhau khi vi xử lí truy xuất bộ nhớ để đón lệnh, khi lệnh đang được giải

mã thì PC tăng để đón lệnh tiếp theo, trong khi đó nội dung của thanh ghi địa chỉ bộ nhớ không tăng trong suốt chu kì thực hiện lệnh, nội dung của thanh ghi địa chỉ phụ thuộc vào lệnh đang thực hiện Nếu lệnh yêu cầu vi xử lí truy

xuất bộ nhớ thì thanh ghi địa chỉ bộ nhớ được dùng lần thứ hai trong khi thực

hiện lệnh,

Trong tất cả các ví xử lí, thanh phí địa chỉ bộ nhớ bằng thanh ghi PC

‘Thanh ghi lénh (Instruction Register):

Thành phì lệnh dàng để chứa lệnh vì xử lí đang thực hiện Một chu kì

lệnh hào gêm đón lệnh từ bộ nhớ và thực hiện lệnh Đầu tiên là lệnh được

đán từ hộ nhỉ, sáu đó ĐC chỉ đến lệnh kế trong bộ nhớ Khi một lệnh được đón co nyhia 1 dữ liệu trong ô nhớ đó được chép vao vi xử lí thông qua Bus

dự hếu đến thành ghi lệnh Tiếp theo lệnh sẽ được thực hiện, trong khi thực hiện lệnh, bộ giải mã lệnh đọc nội dung của thanh ghí lệnh Bộ giải mã sẽ

púđ mã lệnh để báo cho vi xử lí thực hiện chính xác công việc mà lệnh yêu

cầu Chiều đài từ đữ liệu của thanh ghi lệnh tùy thuộc vào từng vi xử lí

Thanh ghỉ lệnh do vi xử lí sử dụng, người lập trình không sử dụng thanh

ghi này,

'Thanh ghỉ chứa dữ liệu tạm thời (Temporary data Register):

Thanh ghi lưu trữ dữ liệu tạm thời dùng để ALU thực hiện các phép

toán xử lí dữ liệu Do ALU không có chức năng xử lí dữ liệu nên bất kì dữ

Jiéu nào đến ngõ vào của ALU đều sẽ xuất hiện ở ngõ ra

Dữ liệu xuất hiện tại ngõ ra của ALU được quyết định bởi lệnh trong chương trình yêu cầu ALU thực hiện ALU sẽ lấy dữ liệu từ Bus dữ liệu bên trong vi xử lí để xử lí dữ liệu, sau đó đặt dữ liệu vừa xử lí xong trở lại Thanh ghi Accumulator, do đó cần phải có thanh ghi lưu trữ dữ liệu tạm thời để ALU thực hiện Người lập trình không được phép sử dụng thanh ghi nay Số lượng thanh ghi tùy thuộc vào từng vi xử lí

+ Khối điều khiển logic (Control logic) và khối giải mã (Instruction decode):

Chức năng của khối giải mã lệnh là nhận lệnh từ thanh ghi lệnh sau đó

giải mã để gởi tín hiệu điều khiển đến cho khối điều khiển logic

Chức năng của khối điều khiển logic là nhận lệnh hay tín hiệu điều

khiển từ bộ giải mã lệnh, sau đó thực hiện đúng yêu cầu của lệnh Khối điều khiển logic được xem là một vi xử lí nhỏ trong vi xử lí

LUẬN YÄK TỐT NGHIỆP GYHD: NGUYEN PHUONG QUANG

| Các tín hiệu điều khiển của khối điều khiển logic là các tín hiệu điều

khiển bộ nhớ, điều khiển các thiết bị ngoại vi, các đường tín hiệu đọc ghi

và các tín hiệu điều khiển vi xử lí từ các thiết bị ngoài Các đường tín hiệu này sẽ được trình bày cụ thể trong sơ đồ của từng vi xử lí cụ thể

Ngõ tín hiệu vào quan trọng nhất của khối điều khiển logic là tín hiệu

clock cần thiết cho khối điều khiển logic hoạt động Nếu không có tín hiệu

clock thì vi xử lí không làm việc Mạch tạo xung clock là các mạch dao động,

tín hiệu được đưa đến ngõ vào clock của vi xử lí Có nhiễu vi xử lí tích hợp

mạch tạo đao động ở bên trong, khi đó chỉ cần thêm thạch anh bên ngoài

|S Bus di liệu bên trong vi xử lí (Internal data bus):

kết nối các thanh ghi bên trong và ALU với nhau,

tất cả các dữ hiệu điều khiển chuyển trong vi xử lí đều thông qua Bus dữ liệu này, Các thành phì bên trong có thể nhận dữ liệu từ Bus hay có thể đặt dữ liệu lên Bús nền Bux này là Bus hai chiéu, Bus dif liệu bên trong có thể kết

nội rà Rs bên ngoài khí ví xứ lí cần truy xuất dữ liệu từ bộ nhớ bên ngoài

hay ede thiết bì vào/ra, Bus dữ liệu bến ngoài cũng la Bus dữ liệu hai chiều

vì ví xử lí có thể nhận dữ liệu từ bên ngoài hay gói dữ liệu ra

Để biết trình tự làm việc của Bus dữ liệu bén trong ví xử lí hoạt động nhữ thẻ nào, hãy cho vi xử lí thực hiện một lệnh cộng hái số nhị phân chứa tong hai thanh ghỉ: Thanh ghi Accumulator (gọi tất là A) = 1101 1110; và thanh ghi D = L101 10102

“Trình tự cộng như sau:

œ Trước khi thực hiện lệnh cộng, nội dung của hai thanh ghi phải chứa

hai dữ liệu và hai thanh ghi này có thể đang kết nối với các thiết bị khác Để

thực hiện lệnh cộng nội dung hai thanh ghi A và D thì thanh ghỉ lệnh phải

mang đúng mã lệnh của phép cộng này và giả sử lệnh đó là ADD

œ Dữ liệu của thanh ghi A được đặt lên Bus dữ liệu bên trong vi xử lí, một trong hai thanh ghi lưu trữ dữ liệu tạm thời được kết nối với bus đữ liệu Thanh ghi tạm thời sẽ chép dữ liệu chứa trong thanh ghỉ A và thanh ghi tạm

thời được kết nối với Bus tại thời điểm này

a Dữ liệu trong thanh ghi D được Kết nối với Bus dữ liệu và thanh ghi tạm thời còn lại cũng được phép kết nối với Bus dữ liệu Thanh ghi tạm thời

sẽ chép nội dung thanh ghi D Chỉ có thanh ghi D và thanh ghi tạm thời được

kết nối với Bus tại thời điểm này

a_ ALU sẽ cộng trực tiếp hai dữ liệu tại hai ngõ vào Ngõ ra của ALU

được kết nối với thanh ghi A, kết quả của phép cộng sẽ được chứa trong

LUẬN YÄN TỐT NGHIỆP _ GYHD:NGUYÊN PHƯƠNG QUANG

————Ễễễễễễ

a Sau khi đặt kết quả thanh ghi A và cập nhật sự thay đổi các bit trong thanh ghỉ trạng thái thì sự kết nối giữa A và ALU chấm dứt Các thanh ghi

tạm thời trở lại trạng thái sẵn sàng chờ lệnh tiếp theo

GYHD: NGUYEN PHUONG QUANG

| LUẬN YÄK TỐT NGHIỆP

| CHƯƠNG II

1 GIỚI THIÊU VỀ BỘ NHỚ

1 CHỨC NĂNG

Bộ nhớ là các vi mạch được tích hợp với mật độ cao Bộ nhớ chính là

| nơi lưu trữ các chương trình cho vi xử lý cũng như lưu trữ các kết quả khi xử

lý, vì vậy mọi hệ thống điều khiển tự động dùng vi xử lý đều phải dùng tới

DATA OUTPUT

Sơ đồ mô tả các đường tín hiệu của bộ nhớ

2 HOẠT ĐỘNG TỔNG QUÁT CỦA MỘT BỘ NHỚ:

Quá trình hoạt động truy xuất dữ liệu của bộ nhớ đều thông qua các bước sau:

~ Nhận địa chi để chọn đúng ô nhớ cần truy xuất

- Nhận tín hiệu điều khiển, tín hiệu này sẽ cho phép đọc hay ghi dữ li

| LUẬN YÄÑ TỐT NGHIỆP GYHD: NGUYÊN PHƯƠNG QUÁNG

|

|

| Các đường điều khiển bao gồm ngõ vào Memory Enable và ngõ vào

| Read\Write

| Ngõ vào Memory Enable dùng để cho phép bộ nhớ hoạt động

| Ngõ vào Read \ Write dùng để xác định chế độ hoạt động của bộ nhớ: đọc đữ liệu ra hay ghi dữ liệu vào

Các đường địa chí vào xác định đúng địa chỉ ổ nhớ cần truy xuất

Các đường dữ liệu dùng để truyền dữ liệu hai chiều

Th, KEAO SAT EPROM 2704 `

1, GIỚI THIU CHUNG VỀ ROM

BOM là hộ nhớ được thiết kế cho các ứng dụng cẩn tỷ lệ đọc dữ liệu

cao, ROM Tưà trữ dữ liệu cố định và trong khí hoạt động bình thường chỉ dùng

để đọc dữ liệu ra chứ không thể ghí dữ liệu vào RỚM

Có nhiều loại ROM khác nhau, dưới đáy là một số loại ROM thường

gdp:

- PROM (Programmable ROM): loai ROM này chỉ có thể lập trình

được một lần, sau đó không thể xóa hay nạp lại để thay đổi dữ liệu

- EPROM (Erasable Programmable ROM): với loại ROM này, dữ liệu

có thể xóa đi để nạp dữ liệu mới được Tuy nhiên, khi cần thay đổi giá trị của

một ô nhớ thì không thể chỉ xóa dữ liệu của ô nhớ đó mà phải xóa hết rồi nạp lại toàn bộ dữ liệu

Để xóa dữ liệu của EPROM phải dùng ánh sáng cực tím Còn để nạp dữ liệu cho ROM phải dùng mạch nạp cho ROM

Họ EPROM có mã số 27xxx

- EEPROM (Electrically Erasable Programmable ROM): day 1a loại ROM cải tiến từ EPROM Với loại EEPROM này có thể xóa và nạp các ô nhớ một cách độc lập, không cần xóa đi toàn bộ các ô nhớ chứa chương trình

như của EPROM Họ EEPROM có mã số 28xxx

Trong thực tế, với các hệ thống điều khiển dùng vi xử lý, người ta

thường sử dụng EPROM vì nó có thể cho phép người sử dụng nạp và xóa

chương trình nhiều lần, đồng thời tính kinh tế cao (rẻ và dễ kiếm hơn

“—ễe

LUẬN YÄN TỐT NGHIỆP GYHD: NGUYÊN PHƯƠNG QUÁNG

EPROM dé làm bộ nhớ cho hệ thống điều khiển của mình -

EPROM có nhiều loại với các dung lượng khác nhau Sau đây là bảng liệt kê cdc loai EPROM

Bang liét ké cdc loai EPROM:

=————

| LUẬN YÄÑ TỐT NGHIỆP GYHD: NGUYEN PHƯƠNG QUANG

| 2 KHAO SAT EPROM 2764

| Mode CE\ OE\ PGM\ | Vop Vẹc Output

[ ữ T

| Read Vụ, Vụ, Vụ | Vee Voc Dou

Stand by Vin x x |Vcc | Vee High Z

Program Vụ, x Vụ, Vpp Veco | Din

Program Vụ, Vụ, Vin Vpp Vec Dou

Ill KHAO SAT RAM 6264

1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ RAM

Bộ nhớ RAM là bộ nhớ thay đổi, bất kỳ ô nhớ nào cũng có thể truy xuất

dễ dàng và thời gian truy xuất của các ô nhớ là như nhau Khác với bộ nhớ ROM, dữ liệu trong RAM sẽ mất đi khi nguồn điện cung cấp bị mất Tuy vậy người ta khắc phục điều này bằng cách sử dụng nguồn pin để “nuôi” RAM

RAM thường được dùng trong các hệ thống điều khiển tự động để lưu

trữ dữ liệu tạm thời chương trình hay các dữ liệu Do nội dung dữ liệu trong

—ễẽẽễ

| LUẬN YÄN TỐT ÑGHIỆP GYHD: NGUYEN PHUONG QUANG

RAM thường thay đổi liên tục trong quá trình hoạt động nên yêu cầu chu kỳ

đọc và ghi của RAM phải nhanh để không làm ảnh hưởng đến tốc độ của cả

hệ thống

| Cũng như bộ nhớ ROM, bộ nhớ RAM cũng dùng thanh ghi để lưu trữ

dữ liệu, mỗi thanh ghi lưu trữ một dữ liệu và chỉ tương ứng với một địa chỉ

duy nhất Khác với bộ nhớ ROM, bộ nhớ RAM còn có đường điêu khiển cho phép ghi hoặc đọc dữ liệu : RW

Bộ nhớ RAM được chia làm hai loai: SRAM va DRAM

_ SRAM (Static RAM) con goi la RAM tĩnh Đây là loại RAM lưu trữ

dữ liêu cho đến khi nào nguồn nuồi không còn SRAM thực chất là những

Flip = Flop (eb), wong do mỗi PE 1a một phần tử nhớ đại diện cho một bit

DRAM (Dynamic RAM) con got là RAM dong Day 1a loai RAM phải luôn được làm THƯỚC” tức là phải nạp lại dữ liệu cho RAM trong một

khoáng thời gan nhất định, nếu không RAM sẽ bị mất dữ liệu Trong khi làm

tut RAM, ð nhớ đó không được phép truy xuất ‘

Trong đề tài này, nhóm chi sử dụng SRAM: 6264 nên ở đây chỉ trình

bày sự để chân, sơ đổ logic và bằng trạng thái của SRAM này

2 KHAO SAT RAM 6264

LUẬN YÄN TỐT ÑGHIỆP GYHD: NGUYÊN PHƯƠNG QUANG

Mode WR\ | CS\ cs OE\ | Output

Not select x H x x High Z

| Not séleet - x x L X High Z

| Outpat Disable nolL [A H | HighZ

ˆ LUẬN YÄN TỐT NGHIỆP GHD: NGUYEN PHUONG QUANG

CHUONG III: KHAO SAT IC GIAO TIEP 8255A

1 CẤU TRÚC PHAN CỨNG:

Để vi xử lý giao tiếp với những thiết bị bên ngoài, người ta thường dùng

vi mạch giao tiếp 8255A, vi mạch này có khả năng giao tiếp rất rộng, vừa có

thể xuất dữ liệu, vừa có thể nhận dữ liệu tùy theo người lập trình điều khiển bằng cách thay đổi thông số của thanh ghi điều khiển

A SO DO CHAN, SO DO LOGIC, CHUC NANG CAC CHAN CUA VI

MACH 8255A

So dé chin và sơ đổ logic của vi mạch 8255A được thể hiện qua hình vẽ:

PAG PAs

Chân 18 + 25 (PBạ— PB;): là các đường nhập xuất có tên cổng B

Ghân 10 + 13, 14 + 17 (PBạ - PB;): là các đường nhập xuất có tên cổng C

| Chan 27 + 34 (Dp — Dy): 1 các đường dữ liệu (data) hoạt động

Í _ hai chiều, dẫn tín hiệu điều khiển từ vi xử lý ra các thiết bị bên ngoài đồng

thời nhận các dữ liệu từ các thiết bị điều khiển bên ngoài vào vi xử lý

a

SYTH : NGUYEN YAN CHUGNG 26

i

| LUAN YAN TOT NGHIEP GHD: NGUYEN PHUONG QUANG

Chân 35 (Reset input): ngõ vào xóa, chân reset phải được nối

- với tín hiệu reset out của vi xử lý để không làm ảnh hướng đến mạch điều khiển Khi reset, các cổng của 8255A là các ngõ vào, đồng thời tất cả các dữ

liệu trên thanh ghi bên trong 8255A đều bị xóa, 8255A trở về trạng thái ban

đầu săn sàng làm việc

Chân 6 (CS\): tín hiệu ngõ vào chip select (CS\) duge điều khiển bởi vi xử lý, dùng để lựa chọn 8255A làm việc khi vi xử lý giao tiếp

với nhiều thiết bị

Chan § (RD\): ngõ vào đọc dữ liệu (Read Input)

Chân 36 (WR\): ngõ vào phi dữ liệu (Write Input)

Chan 8,9 (Aj, Ag): ned vao dia chi (Address Input), ding nhan

đứa chỉ vào để lựa chọn thành phí và các công

LUẬN YÄN TỐT ÑGHIỆP GHD: NGUYEN PHUONG QUANG

Sơ đồ khối cấu trúc bên trong của 8255A

2 Hoạt động của vi mạch 8255A:

Ti sơ đồ khối cấu trúc bên trong của vi mạch 8255A ta thấy các cổng

của 8255A được chia thành 2 nhóm: i

Nhóm A gồm cổng A và 4 bit cao của cổng C

Nhóm B gồm cổng B và 4 bit thấp của cổng C

Cấu hình làm việc của 2 nhóm sẽ do nội dung của thanh ghi diéu khiển quyết định

Vi mạch 8255 giao tiếp với vi xử lý thông qua các đường sau :

- Đường đữ liệu: gồm 8 đường dữ liệu (Dọ - D;) Mã lệnh, các dữ liệu

đều được truyền đi trên đường này *

- Đường địa chỉ: gồm 2 đường (Ao — A¡) dùng để lựa chọn cổng hoặc

ÖẮ`ỹ—————