ĐIỆN tử số VS ví sử lí

TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH - VIỆN KỸ THUẬT VÀ CÔNG NGHỆ TIỂU LUẬN HỌC PHẦN ĐIỆN TỬ SỐ VÀ VI SỬ LÝ Sinh viên : Trương Bảo Long Giảng viên : Lê Văn Chương Lớp : K60 (CNKTĐ-ĐT) Mssv : 19575103010016 Nghệ An ,Tháng 01 Năm2021 TIỂU LUẬN: ĐTS,VSL Trường Đại HọcVinh MỤC LỤC MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU PHẦN 1: ĐIỆN TỬ SỐ 1.1 Phân tích khác mạch logic tổ hợp mạch logic 1.2 Thiết kế mạch logic tổ hợp với 05 đầu vào 01 đầu Kết bỏ phiếu thơng qua có đa số phiếu bỏ Mô kết phần mềm Protues (ghi rõ họ tên mã số sinh viên hình mơ phỏng) 1.3 Thiết kế đếm tiến đồng từ 000 đến 1MS thị lên đèn LED (trong MS chữ số cuối mã số sinh viên) Mô kết phần mềm Protues (ghi rõ họ tên mã số sinh viên hình mơ phỏng) PHẦN : VI XỬ LÝ 2.1 Phân tích khác vi xử lý vi điều khiển 2.2 Viết chương trình cho vi xử lý 8086 để thực cơng việc sau: Tra cứu thông tin cách nhập ký tự từ bàn phím hiển thị lên hình thông tin tương ứng sinh viên: 10 2.3 Thiết kế mạch ứng dụng vi điều khiển 8051 thực đém lùi từ giá trị DDMM giá trị 0000 hiển thị 04 LED 12 GVHD:PGS Lê Văn Chương SVTH: Trương Bảo Long TIỂU LUẬN: ĐTS,VSL Trường Đại HọcVinh LỜI NĨI ĐẦU Trong năm gần cơng nghệ điện tử số vi sử lí điều khiển phất triển mạnh mẽ dười vi mạch cở lớn, cực lớn với giá thành ngày giảm nhanh, khả lập trình ngày cao mang lại thay đổi sâu sắc nghành kĩ thuật điện tử Mạch số, mức độ khác thâm nhập vào tất thiết bị điện tử thơng dụng chun dụng tình hình địi hỏi kí thuật số sở ngành kĩ rhuaatj điện, kĩ thuật máy tính, tin học ,điều khiển tự động Học phần điện tử số vi sử lí nhằm mục đích cung cấp cho sinh viên kiến thức vi điều kiển vi sử lí Chúng em xin chân thành cảm ơn thầy giáo Lê Văn Chương trực tiếp giảng dạy chúng em thời gian vừa qua Để hiểu rõ vễ lợi ích mà mơn học mang lại, chúng em xin phép trình bày tiểu luận cuối kỳ sau Do thời gian trình độ có hạn nên tiểu luận khơng tránh khỏi sai sót cịn nhiều vấn đề cần bổ sung hồn thiện Chúng em mong góp ý thầy cô bạn sinh viên Cuối chúng em xin chân thành cảm ơn hướng dẫn tận tình thầy giáo Lê Văn Chương suốt thời gian làm tiểu luận thầy giáo khác viện Kỹ thuật công nghệ, Trường Đại học Vinh giúp đỡ em hoàn thành tiểu luận GVHD:PGS Lê Văn Chương SVTH: Trương Bảo Long TIỂU LUẬN: ĐTS,VSL Trường Đại HọcVinh PHẦN 1: ĐIỆN TỬ SỐ 1.1 Phân tích khác mạch logic tổ hợp mạch logic Mạch logic tổ hợp(Combinational Circuits) : mạch có giá trị ổn định tín hiệu lối thời điểm phụ thuộc vào tổ hợp giá trị đầu vào thời điểm đó, khơng phụ thuộc vào đầu vào trạng thái trước Mạch logic (mạch dãy- Sequential Circuits) : mạch có giá trị tín hiệu lối khơng phụ thuộc giá trị đầu vào thời điểm mà phụ thuộc vào giá trị đầu vào trạng thái trước Mạch dãy phần tử nhớ , điển hình kaf trigơ (flip-flop) Nếu thay đổi trạng thái xảy có tín hiệu tham khảo gọi xung nhịp (clock) hệ thống gọi hệ đồng hệ có trạng thái thay đổi khơng cần xung nhịp gọi hệ không đồng Một hệ tuàn tự biểu diễn cách tổng quát sau: Phần tổ hợp nhận tín hiệu logic từ đầu vào bên từ đầu phần tử nhớ, tính tốn dựa vào cac đầu vào cac phần tử nhớ để cất giữ đi; đầu phần tử nhớ đưa hay đưa điều khiển phần tổ hợp Phần điều khiển cho phép phần nhớ tổ hợp hoạt động theo số yêu cầu đề BIỂU DỒ SO SÁNH Cơ sở so sánh Mạch tổ hợp Mạch Căn Đàu phát trạng Cả đầu vào đầu thái đàu vào trạng thái khứ ddeuf sử dụng để xác định đầu Khả lưu Khơng lưu trữ liệu Có thẻ lưu trữ lượng trữ nhỏ liệu Ứng dụng Được sử dụng cộng Flip- chốt bộ, mã hóa, ghép kênh, etcetera Đồng hồ Mạch khơng phụ thuộc vào Đồng hồ sử dụng đẻ đồng vào đồng hồ thực chức nắng kích hoạt Phản hồi Không yêu cầu phản hôi Phản hồi bắt buộc GVHD:PGS Lê Văn Chương SVTH: Trương Bảo Long TIỂU LUẬN: ĐTS,VSL Trường Đại HọcVinh 1.2 Thiết kế mạch logic tổ hợp với 05 đầu vào 01 đầu Kết bỏ phiếu thông qua có đa số phiếu bỏ Mơ kết phần mềm Protues (ghi rõ họ tên mã số sinh viên hình mơ phỏng) Theo đề số phiếu lớn kết thơng qua Ta có: BẢNG CHÂN LÝ PHIẾU BẦU Y PHIẾU BẦU A B C D E x A B C D E 0 0 0 0 16 0 0 0 17 0 0 0 18 0 0 0 0 19 0 1 0 0 20 1 0 0 1 21 1 0 1 0 22 1 0 1 1 23 1 1 0 0 24 1 0 0 0 25 1 0 10 1 0 26 1 11 1 1 27 1 1 12 1 0 28 1 0 13 1 1 29 1 1 14 1 1 30 1 1 15 1 1 31 1 1 Ta có bảng Karnaugh ABC 000 DE 00 01 11 10 Y x 1 1 1 1 1 001 011 010 110 111 101 100 0 0 1 0 0 1 1 1 1 1 0 Ta được: F= CDE+BDE+BCE+BDC+ADE+ACE+ACD+ABE+ABD+ABC Mô kết phần mền proteus: Các linh kiện bao gồm ( LOGICSTATE ,10 cổng AND ngõ vào ngõ ra, GVHD:PGS Lê Văn Chương SVTH: Trương Bảo Long TIỂU LUẬN: ĐTS,VSL Trường Đại HọcVinh cổng OR 10 ngõ vào ngõ ra, LOGICPROBE(BIG) ) Ta có mạch logic tổ hợp: Số phiếu bầu thiểu số, mô proteus : Số phiếu bầu đa số, mô phần mềm proteus : GVHD:PGS Lê Văn Chương SVTH: Trương Bảo Long TIỂU LUẬN: ĐTS,VSL Trường Đại HọcVinh 1.3 Thiết kế đếm tiến đồng từ 000 đến 1MS thị lên đèn LED (trong MS chữ số cuối mã số sinh viên) Mô kết phần mềm Protues (ghi rõ họ tên mã số sinh viên hình mơ phỏng) Các linh kiện sử dụng: Led đoạn (7SEG-COM-ANOD), khối giải mã 74247, khối đếm 74192, nút nhấn(BUTTON), 1điện trở (RES 1K), DCLOCK, cổng AND ngõ ngõ ra, nguồn dương (POWER), nguồn âm(GROUND) Thực mô phần mền proteus: Các chân QA-QG 74247 nối vào led, cổng (3,4,5) 74247 nối vào nguồn 741992 cổng Q0-Q3 nối tới cổng A-D (74247), cổng D0-D3 nối vào nguồn âm chân MR chân reset nối vào RES 1k sử dụng them nút nhấn để reset lại mạch Chân PL nối vào dương nguồn, chân UP DN nối vào TCU DCU 74192 ta sử dụng cổng AND ngõ vào ngõ để tạo reset đếm đạt tới giá trị 1MS Ta có đếm từ 000 đến 1MS MS=16 GVHD:PGS Lê Văn Chương SVTH: Trương Bảo Long TIỂU LUẬN: ĐTS,VSL GVHD:PGS Lê Văn Chương Trường Đại HọcVinh SVTH: Trương Bảo Long TIỂU LUẬN: ĐTS,VSL Trường Đại HọcVinh PHẦN : VI XỬ LÝ 2.1 Phân tích khác vi xử lý vi điều khiển ➢ Vi xử lý Bộ vi xử lý (là máy tính nhỏ CPU sử dụng để tính tốn, thực phép tốn logic, kiểm soát hệ thống lưu trữ liệu … Vi xử lý xử lý liệu đầu vào / đầu (input/output) thiết bị ngoại vi đưa kết trở lại để chúng hoạt động Dòng vi xử lý bit Intel sản xuất vào tháng 11/1971 với tên gọi 4004 Chức vi xử lý xử lý liệu, chẳng hạn cộng, trừ, nhân, chia, so sánh … khơng có khả giao tiếp trực tiếp với thiết bị ngoại vi mà có khả nhận xử lý liệu Bản thân vi xử lý đứng khơng có nhiều hiệu sử dụng, phần máy tính hay kết hợp với thiết bị khác sử hệ thống lớn, phức tạp đòi hỏi phải xử lý lượng lớn phép tính phức tạp, có tốc độ nhanh hiệu ứng dụng vi xử lý lớn Một hệ vi xử lý phải có khối chức cần thiết để lấy liệu, xử lý liệu xuất liệu sau xử lý ➢ Vi điều khiển Nó máy tính nhỏ, CPU, nhớ (RAM, ROM), I / O thiết bị ngoại vi, timers, counters, nhúng vào mạch tích hợp (IC) nơi mà vi xử lý tất khối kết hợp vào board thơng qua hệ thống bus Vi điều khiển dễ dàng giao tiếp với thiết bị ngoại vi bên cổng nối tiếp, ADC, DAC, Bluetooth, Wi-Fi, …vv trình giao tiếp nhanh so sánh với vi xử lý Hầu hết vi điều khiển sử dụng cấu trúc RISC Ngồi cịn có số vi điều khiển sử dụng cấu trúc CISC 8051, motorolla Đối với ứng dụng nhỏ, tầm tính tốn khơng địi hỏi khả tính tốn lớn việc ứng dụng vi xử lý cần cân nhắc Các nhà sản xuất tích hợp nhớ số mạch giao tiếp ngoại vi với vi xử lý vào IC gọi microcontroller - MCU - vi điều khiển Vi điều khiển có khả tương tự khả vi xử lý, cấu trúc phần cứng dành cho người dùng đơn giản nhiều Khả xử lý bị giới hạn (tốc độ xử lý chậm khả tính tốn hơn, dung lượng chương trình bị giới hạn) ➢ Khác vi sử lí vi điều khiển • Cấu trúc: Hầu hết vi xử lý sử dụng cấu trúc CISC Von-Neumann Tuy nhiên, vi xử lý phổ biến sử dụng cấu trúc CISC Còn vi điều khiển sử dụng cấu trúc RISC Harvard Nhưng có số vi điều khiển sử dụng cấu trúc GVHD:PGS Lê Văn Chương SVTH: Trương Bảo Long TIỂU LUẬN: ĐTS,VSL Trường Đại HọcVinh CISC 8051 SHARC Bộ vi xử lý có ROM, RAM, nhớ lưu trữ thứ cấp I / O thiết bị ngoại vi, timer đếm(counters) vv xếp board kết nối thơng qua bus gọi vi điều khiển • Tốc độ CPU: Bộ vi xử lý có tốc độ nhanh so với điều khiển clock Bộ vi xử lý có tốc độ xung nhịp (clock) cao Bộ vi điều khiển chậm so sánh với vi xử lý Tốc độ thực thi luôn phụ thuộc vào clock Nếu so sánh hiệu suất tổng thể ứng dụng, vi điều khiển tốc độ thực nhanh tất thiết bị ngoại vi sẵn có • Thời gian thiết kế: Thiết kế vi điều khiển thời gian thiết kế vi xử lý Việc giao tiếp thiết bị ngoại vi chương trình dễ dàng so sánh với vi xử lý Vi điều khiển thiết kế để thực chức cụ thể Cụ thể có nghĩa ứng dụng mà quan hệ đầu vào đầu xác định rõ ràng Tùy thuộc vào đầu vào, số xử lý cần phải thực thiết lập từ đầu Ví dụ, bàn phím, chuột, máy giặt, máy ảnh kỹ thuật, USB, điều khiển từ xa, lị vi sóng, xe hơi, xe đạp, điện thoại, điện thoại di động, đồng hồ vv Khi ứng dụng cụ thể hóa, cần tài nguyên nhỏ RAM, ROM, I / O port …vv nhúng vào chip Điều làm giảm kích thước chi phí • Ứng dụng: vi xử lý chủ yếu sử dụng hệ thống máy tính, hệ thống quốc phịng, mạng thơng tin liên lạc …vv vi điều khiển sử dụng chủ yếu ứng dụng nhúng đồng hồ, điện thoại di động, máy nghe nhạc mp3, vv • Giá thành: So sánh vi điều khiển vi xử lý chi phí khơng hợp lý Chắc chắn vi điều khiển rẻ so với vi xử lý Tuy nhiên vi điều khiển sử dụng thay cho vi xử lý ngược lại vi điều khiển vi xử lý có tầm quan trọng riêng việc phát triển ứng dụng • Đối với vi xử lý, thiết bị hỗ trợ nằm bên ngồi hệ thống, cịn vi điều khiển, tất tích hợp bên Bộ vi điều khiển cung cấp bảo vệ phần mềm vi xử lý không cung cấp bảo vệ Điều thực vi điều khiển cách khóa nhớ chương trình chip khiến cho đọc cách sử dụng mạch Ngoài ra, vi xử lý cần giao diện thiết bị hỗ trợ bên nên thời gian cần thiết để xây dựng mạch nhiều hơn, kích thước lớn hơn, mức tiêu thụ điện nhiều so với hệ thống dựa vi điều khiển 2.2 Viết chương trình cho vi xử lý 8086 để thực công việc sau: Tra cứu thông tin cách nhập ký tự từ bàn phím hiển thị lên hình thơng tin tương ứng sinh viên: GVHD:PGS Lê Văn Chương 10 SVTH: Trương Bảo Long TIỂU LUẬN: ĐTS,VSL - Trường Đại HọcVinh Nếu ký tự nhập ‘T’ hay ‘t’ in hình “Họ tên” Nếu ký tự nhập ‘M’ hay ‘m’ in “Mã sinh viên” Nếu ký tự nhập ‘S’ hay ‘s’ in “Ngày tháng năm sinh” Nếu nhập ký tự khác yêu cầu nhập lại Kết thúc tra cứu thơng tin phím ESC Mơ chương trình phần mềm EMU8086 GVHD:PGS Lê Văn Chương 11 SVTH: Trương Bảo Long TIỂU LUẬN: ĐTS,VSL Trường Đại HọcVinh 2.3 Thiết kế mạch ứng dụng vi điều khiển 8051 thực đém lùi từ giá trị DDMM giá trị 0000 hiển thị 04 LED (trong MM tháng sinh (01-12) DD ngày sinh (01-31) sinh viên thực hiện), khởi động phím bấm nối đến P2.5, dừng đém phím bấm nối đén P2.6, reset đém phím bấm nối đến P2.7,thời gian chuyển trạng thái giá tị đếm 0.1 giây, thực timer Mô kết phần mềm proteus GVHD:PGS Lê Văn Chương 12 SVTH: Trương Bảo Long TIỂU LUẬN: ĐTS,VSL GVHD:PGS Lê Văn Chương Trường Đại HọcVinh 13 SVTH: Trương Bảo Long TIỂU LUẬN: ĐTS,VSL GVHD:PGS Lê Văn Chương Trường Đại HọcVinh 14 SVTH: Trương Bảo Long TIỂU LUẬN: ĐTS,VSL Trường Đại HọcVinh Mô chương trình phần mềm proteus GVHD:PGS Lê Văn Chương 15 SVTH: Trương Bảo Long TIỂU LUẬN: ĐTS,VSL GVHD:PGS Lê Văn Chương Trường Đại HọcVinh 16 SVTH: Trương Bảo Long ... đổi sâu sắc nghành kĩ thuật điện tử Mạch số, mức độ khác thâm nhập vào tất thiết bị điện tử thơng dụng chun dụng tình hình địi hỏi kí thuật số sở ngành kĩ rhuaatj điện, kĩ thuật máy tính, tin... thuật máy tính, tin học ,điều khiển tự động Học phần điện tử số vi sử lí nhằm mục đích cung cấp cho sinh viên kiến thức vi điều kiển vi sử lí Chúng em xin chân thành cảm ơn thầy giáo Lê Văn Chương... GVHD:PGS Lê Văn Chương SVTH: Trương Bảo Long TIỂU LUẬN: ĐTS,VSL Trường Đại HọcVinh LỜI NĨI ĐẦU Trong năm gần cơng nghệ điện tử số vi sử lí điều khiển phất triển mạnh mẽ dười vi mạch cở lớn, cực