THIẾT kế và THI CÔNG máy THU PHÁT ký tự 8 BIT

Luận Văn Tốt Nghiệp Thiết Kế Máy Thu Phát Ký Tự Bit Trang:1 LUẬN VĂN THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG MÁY THU PHÁT KÝ TỰ BIT Giáo Viên Hướng Dẫn : NGUYỄN THANH BÌNH Sinh Viên thực Hiện : MAI ĐĂNG KHOA Lớp : 95KĐĐ LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Luận Văn Tốt Nghiệp Thiết Kế Máy Thu Phát Ký Tự Bit Trang:2 LỜI MỞ ĐẦU Trong nửa cuối kỷ này, nhân loại chứng kiến cách mạng khoa học kỹ thuật diễn lĩnh vực Trong mạnh mẽ vũ bão lĩnh vực công nghệ Vi Điện Tử, đặc biệt Kỹ Thuật Số Các sản phẩm công nghệ kỹ thuật cao Những điều kỳ diệu giới kỹ thuật số đem lại cho người khơng cần phải kể sau Tìm hiểu ứng dụng kiến thức kỹ thuật số nhằm phục vụ cho nhu cầu thực tế vấn đề quan tâm sinh viên ngành Điện Tử, ngành có liên quan người u thích lĩnh vực Việc giảng dạy học tập môn học Vi Mạch Số hiệu cao vấn đề lý thuyết triển khai cụ thể vào thực hành Nhu cầu cần thiết phịng thí nghiệm thiết bị chuyên dụng phục vụ cho yêu cầu thí nghiệm mơn học Vi Mạch Số Tuy nhiên, điều kiện thực tế trường chưa đáp ứng nhu cầu Do đề tài “Thiết Kế Thi Công Máy Thu Phát Ký Tự Bit” thực nhằm đáp ứng phần cho nhu cầu Do thời gian thực đề tài tương đối ngắn, nên tập luận văn tránh khỏi hạn chế sai sót Chúng tơi kính mong dẫn q báo q thầy cơ, góp ý bạn sinh viên để đề tài ngày hoàn thiện Xin chân thành cảm ơn TP.HCM Ngày 27 Tháng 02 Năm 2000 Sinh Viên Thực Hiện MAI ĐĂNG KHOA LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Luận Văn Tốt Nghiệp Thiết Kế Máy Thu Phát Ký Tự Bit Trang:3 LỜI CẢM TẠ Sau tuần lễ thực thực đề tài, tập luận văn hoàn tất với cố gắng thân Được động viên, bảo hướng dẫn tận tình thầy NGUYỄN THANH BÌNH, người thầy trực dõi hướng dẫn thực đề tài Cùng với đóng góp khơng nhỏ q thầy khoa điện, góp ý q báo bạn sinh viên lớp 95KĐĐ Chúng không quên đóng góp Xin chân thành cảm ơn thầy hướng dẫn, cảm ơn tất người giúp đở chúng tơi hồn thành đề tài TP.HCM Ngày 27 Tháng 02 Năm 2000 Sinh Viên Thực Hiện MAI ĐĂNG KHOA LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Luận Văn Tốt Nghiệp Thiết Kế Máy Thu Phát Ký Tự Bit Trang:4 MỤC LỤC Trang A GIỚI THIỆU i Trang tựa ii Nhiệm vụ đồ án iii Nhận xét giáo viên hướng dẫn iv Nhận xét giáo viên phản biện v Lời mở đầu vi Lời cảm tạ vii Mục lục viii Liệt kê bảng x Liệt kê hình xi B NỘI DUNG Chương 1: DẪN NHẬP 1.1 Đặt vấn đề 1.2 Tầm quan trọng vấn đề 1.3 Giới hạn vấn đề 1.4 Mục đích nghiên cứu Chương 2: CƠ SỞ LÝ LUẬN 2.1 Dàn ý nghiên cứu 2.2 Đối tượng nghiên cứu 2.3 Phương pháp nghiên cứu 2.4 Thời gian nghiên cứu Chương 3: LÝ THUYẾT CƠ SỞ THIẾT KẾ 3.1 Giới thiệu máy phát từ 16 bit (Word Generator) 3.1.1 Giới thiệu 3.1.2 Đặc điểm 3.1.3 Hoạt động 3.2 Đề nghị máy phát từ bit linh kiện điện tử 3.2.1 Lý đề nghị 3.2.2 Đề nghị sơ đồ khối 3.2.3 Đề nghị linh kiện điện tử 3.3 Phát triển máy phát từ đề nghị thành máy thu phát ký tự bit 12 Chương 4: TÍNH TỐN THIẾT KẾ MÁY THU PHÁT KÝ TỰ BIT 4.1 Thiết kế khối nguồn 14 4.2 Thiết kế khối xử lý liệu 16 4.2.1 Đơn vị xử lý liệu 16 4.2.3 Bộ nhớ hệ thống 17 4.2.4 Chốt, đệm địa liệu cho vi xử lý 17 4.2.5 Giải mã địa cho hệ thống 18 4.2.7 Tính tốn chọn lựa linh kiện cho mạch tạo xung đơn ổn 22 4.3 Thiết kế khối bàn phím hiển thị 26 4.3.1 Bàn phím 26 4.3.2 Màn hình hiển thị 26 4.3.3 Giới thiệu vi mạch lập trình 8279 27 4.3.4 Kết nối 8279 bàn phím hiển thị 27 4.3.5 Lập trình khởi tạo cho 8279 28 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Luận Văn Tốt Nghiệp Thiết Kế Máy Thu Phát Ký Tự Bit Trang:5 4.3.6 Tính tốn linh kiện cho mạch chọn LED hiển thị 30 4.4 Thiết kế khối giao tiếp ngoại vi 32 4.4.1 Thu phát liệu bit song song 33 4.4.2 Thu phát liệu nối tiếp bất đồng đồng 35 4.4.3 Bộ tạo xung Clock 35 4.3.4 Lập trình khởi tạo 8253 36 4.3.5 Mạch chọn đơn vị xung Clock 37 Chương 5: XÂY DỰNG CHƯƠNG TRÌNH MONITOR 5.1 Giới thiệu 42 5.2 Cơ sở xây dựng chương trình Monitor 42 5.3 Các bước xây dựng chương trình Monitor 43 5.4 Một số yêu cầu chương trình Monitor 43 5.5 Cấp phát vùng nhớ 43 5.6 Xây dựng chương trình Monitor 43 5.7 Lưu đồ khối chương trình Monitor 45 5.8 Lưu đồ thuật giải chương trình Monitor 48 Chương 6: THI CƠNG 6.1 Thi cơng phần cứng 65 6.2 Thi công phần mềm 74 Chương 7: HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG MÁY THU PHÁT KÝ TỰ BIT 7.1 Khởi động hệ thống nhập mật mã 76 7.2 Chọn vùng hình soạn thảo thủ tục soạn thảo 77 7.3 Chọn chế độ làm việc 77 Chương 8: TÓM TẮT - ĐỀ NGHỊ - KẾT LUẬN 8.1 Tóm tắt đề tài 82 8.2 Đề nghị 83 8.3 Kết luận 84 C PHỤ LỤC VÀ TÀI LIỆU THAM KHẢO Phụ lục Giới thiệu linh kiện sử dụng 85 Phụ lục Chương trình Monitor 126 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Luận Văn Tốt Nghiệp Thiết Kế Máy Thu Phát Ký Tự Bit Trang:6 LIỆT KÊ BẢNG Bảng 1.1: Bảng địa ngoại vi hệ thống 21 Bảng 1.2: Bảng địa nhớ hệ thống 21 Bảng 6.1: Bảng dự trù vật tư linh kiện 66 Bảng 7.1: Bảng qui định mã LED đoạn cho ký tự ký số 79 Bảng 7.2: Bảng qui định mã phím ấn bàn phím 81 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Luận Văn Tốt Nghiệp Thiết Kế Máy Thu Phát Ký Tự Bit Trang:7 LIỆT KÊ HÌNH Hình 3.1: Máy phát từ 16 bit Hình 3.2: Sơ đồ khối máy phát từ đề nghị bit Hình 3.3: Sơ đồ bố trí hình hiển thị, bàn phím máy phát từ đề nghị 11 Hình 3.4: Sơ đồ khối cấu trúc máy thu phát ký tự bit 13 Hình 4.1: Sơ đồ khối nguồn 14 Hình 4.2: Sơ đồ nguyên lý mạch nguồn 14 Hình 4.3: Sơ đồ khối xử lý liệu 16 Hình 4.4: Sơ đồ giải mã địa cho hệ thống 19 Hình 4.5: Bản đồ địa nhớ 19 Hình 4.6: Bản đồ địa ngoại vi 20 Hình 4.7: Sơ đồ nguyên lý mạch tạo xung đơn ổn 22 Hình 4.8: Sơ đồ mạch điện Reset 23 Hình 4.9: Sơ đồ mạch điện bảo vệ liệu nhớ RAM 23 Hình 4.10: Sơ đồ nguyên lý mạch điện khối xử lý liệu 25 Hình 4.11: Sơ đồ khối bàn phím hiển thị máy thu phát ký tự bit 26 Hình 4.12: Sơ đồ nguyên lý mạch điện khối bàn phím hiển thị 29 Hình 4.13: Sơ đồ mạch điện chọn LED đoạn dùng Transitor 30 Hình 4.14: Sơ đồ mạch điện thúc LED đơn sắc dùng Transitor 30 Hình 4.15: Sơ đồ bố trí hình hiển thị bàn phím 31 Hình 4.16: Sơ đồ khối giao tiếp ngoại vi 32 Hình 4.17: Sơ đồ mạch điện kết nối 8251 với vi xử lý ngoại vi 35 Hình 4.18: Sơ đồ mạch điện tạo xung Clock 37 Hình 4.19: Sơ đồ mạch điện khối giao tiếp ngoại vi 39 Hình 4.20: Sơ đồ mạch điện khối xử lý 39 Hình 4.21: Sơ đồ mạch điện khối bàn phím hiển thị 40 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Luận Văn Tốt Nghiệp Thiết Kế Máy Thu Phát Ký Tự Bit Trang:8 PHẦN B NỘI DUNG LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Luận Văn Tốt Nghiệp Thiết Kế Máy Thu Phát Ký Tự Bit Trang:9 CHƯƠNG DẪN NHẬP LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Luận Văn Tốt Nghiệp Thiết Kế Máy Thu Phát Ký Tự Bit Trang:10 1.1.ĐẶT VẤN ĐỀ: Những vấn đề lý thiết môn học Vi Mạch Số mà sinh viên ngành Điện Tử học làm sáng tỏ thực tập Mạch Số Phục vụ cho việc thực tập mơn học này, thực tế phịng thực tập Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật có “Bộ thực tập Vi Mạch” góp phần giải số cơng việc Tuy nhiên chưa đáp ứng số yêu cầu cụ thể cần triển khai thực hành Chẳng hạn, yêu cầu thực tế đặt cho thực tập là: nạp liệu bits cho nhớ ROM, RAM, mạch DAC, mạch Vi Xử Lý, mạch Vi Điều Khiển, … cần nguồn xung Clock chuẩn có chu kỳ thay đổi theo ý muốn Để thực yêu cầu trước tiên cần phải có nguồn mã ký tự bits thay đổi nội dung giá trị cần truyền Hay nói cần thiết bị thực tập có khả cho phép người sử dụng soạn thảo nội dung nguồn mã ký tự cần truyền Xuất phát từ đó, đề tài “Thiết kế thi cơng máy thu phát ký tự bit” bắt tay thực nhằm đáp ứng phần nhu cầu Thật ra, cần phải kể thêm số yếu tố góp phần tạo nên khởi điểm xuất phát cho đề tài gợi ý, hướng người thầy hướng dẫn đề tài 1.2.TẦM QUAN TRỌNG CỦA VẤN ĐỀ: Mặc dù thực tế thân người thực đề tài chưa tiếp xúc với thiết bị thực tập có tính hay tài liệu có liên quan Tuy nhiên, khơng dám khẳng định khơng có thực tế, cho thiết bị thực tập hoàn toàn lạ Nhưng thiết nghĩ rằng, quốc gia có ngành cơng nghiệp Điện Tử phát triển, diện thiết bị thực tập có từ lâu phịng thực tập Vi Mạch Số Trở lại với đề tài này, liên hệ đến điều kiện thực tế Trong chương trình học khóa trường, người thực đề tài học mơn học”Giải tích mạch máy tính” làm quen với phần mềm mô mạch EWB 5.0 (Electronics Workbench) Trong có thiết bị mơ mang tên “Máy phát từ” (Word Generator) phát liệu 16 bit mã nhị phân Nhận xét tổng quan, thiết bị có khả trở thành thiết bị thực tập đáp ứng nhu cầu chọn làm mẫu thiết kế Đối tượng nghiên cứu có, tiến hành quan sát tìm hiểu hoạt động, xác định giải pháp thiết kế thay thế, xây dựng sơ đồ mạch điện, xác định tận dụng linh kiện có sẵn nước để thiết kế cho chạy thử nghiệm Trên sở đó, mở rộng phát triển, thiết kế hoàn chỉnh thành “Máy thu phát ký tự bit” Đó hướng đi, phương thức thực đề tài Tuy nhiên, cho dù thiết bị phát mã ký tự bit hay 16 bit cách thức để vấn đề lý thiết, giải pháp thiết kế, cấu trúc thiết bị giới thiệu giải quyết, trình bày đề tài Đó vấn thú vị cho yêu thích quan tâm đến lĩnh vực LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Luaän Văn Tốt Nghiệp Thiết Kế Máy Thu Phát Ký Tự Bit Trang:123 KKK 000 Bàn qt phím có lập mã – Khóa ngồi phím 001 Bàn qt có giải mã – Khóa ngồi phím 010 Bàn qt phím có lập mã – Khóa vịng N phím 011 Bàn qt có giải mã – Khóa vịng N phím 100 Ma trận cảm biến, quét có lập mã 101 Ma trận cảm biến, quét có giải mã 110 Ngõ vào Strob, quét hiển thị có lập mã 110 Ngõ vào Strob, quét hiển thị có giải mã Khi quét phím có giải mã đặt Mode bàn phím, hiển thị giảm xuống ký tự, không phụ thuộc vào việc đặt Mode hiển thị Ơ Mode có lập mã, ngõ SL (Scan Lines) tác động mức cao theo sau mẫu bit nhị phân từ đến từ đến 15 tùy theo hiển thị 16 ký tự chọn Ơ Mode giải mã, ngõ (Scan Lines) tác động mức thấp ngõ mức thấp thời điểm cho Các ngõ giải mã lặp lại mẫu: 1110, 1101, 1011, 0111 Ơ Mode Strob, xung tác động mức cao chân CN/ST Strob liệu từ chân SL vào FIFO bên nơi mà chúng trì cho vi xử lý 3.2.2.LẬP TRÌNH XUNG ĐỒNG HỒ: Các tín hiệu định thời đa hợp cho 8279 phát định thời đặt trước (Prescaler) bên Bộ chia đặt trước chia xung đồng hồ bên ngồi cho số ngun lập trình bit PPPPP dùng để xác định số chia nằm khoảng từ đến 31 Tần số hoạt động mạch quét hiển thị chống dội 8279 100 KHz tần số ngõ vào MHz phải chia cho 20 để tần số 100 KHz, bit PPPPP phải 10010 ĐỌC FIFO/RAM CẢM BIẾN: LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Luận Văn Tốt Nghiệp Thiết Kế Máy Thu Phát Ký Tự Bit Trang:124 X: không quan tâm Từ điều khiển chọn địa mã phím cần đọc RAM FIFO/RAM cảm biến Ơ Mode bàn phím, cờ tăng tự động AI (Automatic Increament) bit địa RAM (AAA) khơng cịn khả dụng, 8279 tự động lái tuyến liệu cho lần đọc (Ao = 0) theo trình tự ban đầu liệu nhập vào FIFO Tất lần đọc đến từ FIFO lệnh khác tạo Mode ma trận cảm biến, bit địa RAM (AAA) chọn hàng RAM cảm biến Nếu cờ AI đặt (AI = 1) lần đọc đến từ hàng RAM cảm biến ĐỌC RAM HIỂN THỊ: Từ điều khiển chọn địa byte liệu cần đọc RAM hiển thị Các bit AAAA chọn 16 hàng RAM hiển thị, cờ AI đặt lại (AI = 1) địa hàng tăng tự động sau lần đọc ghi Vì đệm ghi Từ lệnh đặt địa đọc ghi cảm biến nhận Mode tự động tăng cho hai hoạt động đọc/ghi GHI VÀO RAM HIỂN THỊ: Từ điều khiển chọn địa RAM hiển thị nơi cần ghi liệu vào sau từ lệnh AO = tất lần ghi vào AO = RAM hiển thị Các chức định địa tăng tự động giống đọc RAM hiển thị Tuy nhiên từ lệnh không ảnh hưởng đến nguồn lần đọc liệu Vi xử lý đọc liệu RAM (Hiển thị/FIFO/Cảm biến) nêu rõ sau Lẽ RAM hiển thị nêu rõ sau cùng, việc ghi vào RAM hiển thị, nhiên làm thay đổi vị trí đọc NHẤP NHÁY/CẤM GHI VÀO HIỂN THỊ: Các bit IW sử dụng che nửa byte A nửa byte B Trong ứng dụng đòi hỏi cổng hiển thị bit tách biệt cách đặt cờ IW (IW = 1) cổng, cổng đánh dấu cho việc ghi vào RAM hiển thị từ CPU không ảnh hưởng đến cổng Nếu nửa byte nhập vào giải mã BCD, CPU ghi vào số RAM hiển thị mà không ảnh hưởng đến số khác hiển thị Bit Bo tương ứng với bit Do tuyến liệu CPU bit A3 tương ứng với bit D7 Nếu người sử dụng muốn nhấp nháy hiển thị, cờ BL có khả dụng nửa byte Lệnh xóa sau phát xác định mã sử dụng LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Luận Văn Tốt Nghiệp Thiết Kế Máy Thu Phát Ký Tự Bit Trang:125 “nhấp nháy” tất sau đặt lại Chú ý hai cờ BL phải đặt nhấp nháy lần hiển thị kết hợp với cổng đơn bit XÓA: Các bit CD có sẳn từ lệnh để xóa tất hàng RAM hiển thị theo mã chọn lựa sau: Trong suốt thời gian RAM hiển thị bị xóa (~ 160S) khơng thể ghi vào Bit có số lớn (MSB) từ trạng thái đặt suốt thời gian Khi RAM hiển thị trở nên khả dụng trở lại, bit tự động đặt lại Nếu CF = 1, trạng thái FIFO bị xóa ngõ ngắt đặt lại trỏ RAM cảm biến đặt lại hàng 0, CA bit xóa tất cả, có ảnh hưỡng CD CF Nó sử dụng CD xóa mã RAM hiển thị xóa trạng thái FIFO Hơn đồng lại định thời bên ĐẶT LẠI MODE BÁO LỖI/NGẮT Ở CUỐI: Đối với Mode Ma trận cảm biến từ lệnh hạ đường IRQ xuống thấp cho phép ghi vào RAM đường IRQ nâng lên phát thay đổi giá trị cảm biến Điều cấm ghi vào RAM đặt lại Đối với Mode xoay vịng N phím, bit E đặt 1, 8279 hoạt động Mode báo lỗi  KHỞI TẠO 8279:  Khi khởi tạo 8279 thứ tự từ điều khiển sau cần thiết:  Đặt Mode hiển thị/bàn phím  Lập trình xung đồng hồ  Xóa RAM hiển thị FIFO hai Các từ điều khiển cịn lại gởi ghi điều khiển lúc cần thiết đồng thời  Việc đọc mã phím thực hai cách:  Dùng ngắt (Interrup) kỹ thuật hỏi vòng (Polling) Khi phím ấn xuống, chân IRQ 8279 tạo mức logic cao, dùng ngắt, chân phải nối đến chân ngắt 8085 hay CPU, chương trình phục vụ ngắt đọc mà phím ấn LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Luaän Văn Tốt Nghiệp Thiết Kế Máy Thu Phát Ký Tự Bit Trang:126  Nếu dùng kỹ thuật hỏi vòng, phải kiểm tra trạng thái FIFO trước muốn đọc FIFO để lấy mã phím ấn  Trong đề tài này, để thực việc quét bàn phím sử dụng kỹ thuật hỏi vòng (Polling) 4.GIỚI THIỆU IC ĐỊNH THỜI GIAN/MẠCH ĐẾM THỜI GIAN 8253: 4.1GIỚI THIỆU CHUNG: Mạch định thời gian lập trình 8253 A mạch phụ quan trọng hệ xử lý Intel Nó đáp ứng số yêu cầu ứng dụng khác hệ vi xử lý như: đếm thời gian, đếm kiện, chia tần số, tạo dãy xung 8253 thiết bị có 24 chân, dạng DIP địi hỏi nguồn đơn +5V Nó phát trì hỗn thời gian xác ứng dụng đồng hồ thời gian thực (real time clock) đếm kiện (event counter) mạch dao động đơn ổn, máy phát sóng vng (Square Wave generator) máy phát dạng sóng phức tạp (Complex Wave form generator) 8253 chứa đếm 16 bit hoạt động độc lập Mode Để kích hoạt đếm, từ điều khiển số đếm 16 bit nạp vào ghi nó, đếm bắt đầu suy giảm số đếm 0, phát xung, xung dùng để mắt vi xử lý Mỗi đếm đếm dạng nhị phân dạng BCD Ngoài số đếm đọc vi xử lý đếm giảm LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Luận Văn Tốt Nghiệp Thiết Kế Máy Thu Phát Ký Tự Bit Trang:127 4.2.CẤU TRÚC 8253: Hình 4.1 trình bày sơ đồ khối 8253 Nó chứa đếm (0,1 2), đếm tuyến liệu, logic điều khiển đọc/ghi ghi điều khiển Xung đồng CLK cổng kích GATE tín hiệu OUT Bộ đếm tuyến liệu: Đây đếm hai chiều, bit, trạng thái kết nối đến tuyến liệu vi xử lý Logic điều khiển: Phần logic điều khiển có tín hiệu: RD , WR , CS đường địa A0 A1 nối đến đường địa A0 A1 vi xử lý cách tương ứng, CS nối đến chân củabộ giải mã địa Thanh ghi điều khiển đếm tùy chọn theo tín hiệu Ao A1 trình bày A1 0 1 A0 1 Chọn lựa Bộ đếm Bộ đếm Bộ đếm Thanh ghi điều khiển Hình 4.2.Sơ đồ nguyên lý mạch tạo xung Clock LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Luận Văn Tốt Nghiệp Thiết Kế Máy Thu Phát Ký Tự Bit Trang:128  Thanh ghi từ điều khiển: Thanh ghi xâm nhập đường Ao A1 logic Nó sử dụng để ghi từ lệnh, từ nêu rõ đếm đuợc dùng, Mode hoạt động đọc ghi Tuy nhiên ghi từ điều khiển không khả dụng hoạt động đọc  Các Mode hoạt động 8253 có hoạt động Mode khác Cổng GATE đếm sử dụng để cấmhoặc phép hoạt động Mode O: Tạo yêu cầu ngắt đếm xong (Terminal Count, TC) Từ điều khiển CW = 10H, Mode đọc/ghi LSB chế độ đếm hệ 16 cho đếm O Khi nạp LSB = N sau N +1 xung đồng hồ ta có OUT = 1, đếm sau đạt 0000H tiếp tục lùi từ FFFFH khơng nạp thêm giá trị Mode 1: Đa hài đợi với thời gian lập trình Từ điều khiển CW = 12H, đọc/ghi LSB chế độ đếm theo hệ 16 cho đếm O Khi nạp LSB = N GATE = OUT = N xung đồng hồ Bộ đếm sau đạt 0000H tiếp tục lùi từ FFFFH khơng nạp giá trịđếm có xung GATE = lại tạo xung OUT = kéo dài N xung đồng hồ Mode 2: Tạo xung có tần số FIN/N Từ điều khiển, CW = 14 H, đọc/ghi LSB chế độ đếm theo hệ 16 cho đếm O Nạp LSB = N vào đếm sau N xung đồng hồ, ta có đầu OUT = thời gian xung đồng hồ Mode 3: Tạo xung cho phép chương trình từ điều khiển CW = 18H, đọc/ghi LSB chế độ đếm theo hệ 16 cho đếm O Nạp số đếm N sau N + xung đồng hồ ta có xung cho phép tích cực thấp kéo dài xung đồng hồ Mode 4: Tạo xung cho phép xung điều khiển GATE Từ điều khiển CW = 1AH, đọc/ghi LSB chế độ đếm theo hệ 16 cho đếm O Nạp số đếm N kích phát đếm xung GATE = sau N + xung đồng hồ có xung cho phép tích cực thấp kéo dài xung đồng hồ LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Luận Văn Tốt Nghiệp Thiết Kế Máy Thu Phát Ký Tự Bit Trang:129 Mode CLK OUT Count of loaded Mode CLK G OUT Trigger with count of Mode CLK OUT Count of loaded Mode CLK OUT Count of loaded Mode CLK OUT Trigger with count of Mode CLK G OUT Trigger with count of Hình 4.3.Giản đồthời gian mode cuả 8235 4.3.LẬP TRÌNH CHO 8253: Mỗi đếm lập trình riêng biệt cách ghi từ điều khiển trước, theo sau số đếm ban đầu Hình liệt kê dạng thức ghi điều khiển vi mạch 8253 Từ điều khiển cho phép người lập trình chọn lựa đếm, mốt hoạt động, dạng hoạt động (Đọc/Ghi) Từ điều khiển sử dụng để chọn số đếm nhị phân số đếm BCD Mỗi đếm lập trình với số đếm từ đến FFFFh Số đếm O với (FFFFh + 1), (tức 65.536) 10.000 BCD Mode Mode có số đếm nhỏ Mỗi đếm có từ điều khiển sử dụng để chọn cách mà đếm hoạt động Nếu byte lập trình cho đếm byte LSB làm dừng số đếm byte thứ hai (MSB) khởi động đếm với số đếm LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Luận Văn Tốt Nghiệp Thiết Kế Máy Thu Phát Ký Tự Bit Trang:130 Thứ tự việc lập trình quan trọng đếm, việc lập trình cho đếm khác xen kẻ với 8253 lập trình để cung cấp ngõ khác thông qua hoạt động đọc/ghi để kiểm tra số đếm đếm thông qua hoạt động đọc 4.3.1.HOẠT ĐỘNG GHI: Để khởi tạo đếm, cần thiết phải theo bước sau:  Ghi từ điều khiển vào ghi điều khiển,  Nạp byte thấp số đếm vào ghi điều khiển  Nạp byte cao số đếm vào ghi điều khiển  Nếu nạp LSB MSB, 8253 tự động hiểu byte khơng dùng có giá trị 00h Muốn khởi tạo đồng thời nhiều đếm Chẳng hạn hai đếm theo hai phương pháp sau đây:  Phương pháp 1:  LẬP TRÌNH TỪ ĐIỀU KHIỂN 1; Khởi tạo đếm  LẬP TRÌNH TỪ ĐIỀU KHIỂN 2; Khởi tạo đếm  LẬP TRÌNH LSB1 ; Dừng đếm lập trình LSB1  LẬP TRÌNH LSB2 ; Dừng đếm lập trình LSB2  LẬP TRÌNH MSB1; Lập trình MSB1 khởi động đếm  LẬP TRÌNH MSB2; Lập trình MSB2 khởi động đếm  Phương pháp 2:  LẬP TRÌNH TỪ ĐIỀU KHIỂN 1; Khởi tạo đếm  LẬP TRÌNH LSB1 ; Dừng đếm lập trình LSB1  LẬP TRÌNH MSB1; Lập trình MSB1 khởi động đếm  LẬP TRÌNH TỪ ĐIỀU KHIỂN 2; Khởi tạo đếm  LẬP TRÌNH LSB2 ; Dừng đếm lập trình LSB2  LẬP TRÌNH MSB2; Lập trình MSB2 khởi động đếm 4.3.2.HOẠT ĐỘNG ĐỌC: Trong số ứng dụng, đặc biệt đếm kiện, cần thiết phải đọc giá trị đếm đếm đếm Điều thực hai phương pháp Phương pháp thứ liên quan đến việc đọc số đếm sau làm dừng đếm cần đọc Phương pháp thứ hai liên quan đến việc đọc số đếm số đếm thay đổi Ơ phương pháp thứ việc dừng đếm cách kích hoạt vào cổng gate, ngõ vào xung đồng hồ (Clock) đếm chọn hoạt động I/O thực vi xử lý  Hoạt động I/O thứ đọc byte thấp  Hoạt động I/O thứ hai đọc byte cao LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Luận Văn Tốt Nghiệp Thiết Kế Máy Thu Phát Ký Tự Bit Trang:131 Ơ phương pháp thứ hai, từ điều khiển tương ứng ghi vào ghi điều khiển để chốt lại số đếm mạch chốt ngõ ra, hoạt động I/O thực vi xử lý Tần số xung đồng hồ thời gian trì hỗn Tần số xung đồng hồ tối đa ngõ vào vi mạch 8253 2,6 MHz Vi mạch 8254 MHz Vi mạch 8254 – 10 MHz Gọi fCLK tần số xung đồng hồ đưa vào đếm N giá trị số đếm nạp cho đếm thời gian trì hỗn đếm TD 4.3.GIAO TIẾP VỚI VI MẠCH 8253 VỚI CÁC NGOẠI VI VÀ CPU:  Trong hệ thống 8253 có nhiệm vụ:  Tạoxung ngắt có chu kỳ cho vi xử lý  Cung cấp xung đồng hồ cho nhiệm vụ truyền (TxC) nhận (RxC) vi mạch 8251 A để lập trình tốc độ truyền (baud)  Tạo nên tần dố có dố chia thay đổi lập trình từ đơn vị Hz, KHz, MHz Muốn vi mạch 8251 A truyền liệu với máy tính với tốc độ (75, 110, 300, 600, 900, 1200, 2400, 4800 hay 9600 bit/S) Chỉ cần lập trình cho vi mạch 8253 phát xung định thời (tại chân OUT) có tần số tương ứng Trong hệ thống 8253 sử dụng đếm 0,1 Bộ đếm O sử dụng để chia tần số lấy từ ngõ xung CLOCK OUT vi xử lý 8085 có tần số MHz Ngõ vào CLC đếm có tần số 3MHz sau chia ngõ OUT O 1MHz Bộ đếm sử dụng để chia tần số 1MHz lấy từ đếm O để chia tần số cho ngõ OUT có tần số có đơn vị KHz Bộ đếm sử dụng để tần số ngõ vào KHz ngõ OUT có tần số có đơn vị Hz Trong hệ thống dùng vi mạch 4017 để chọn đơn vị tần số chia ngõ thông qua phím UNIT đèn LED hiển thị đơn vị tần số Hz, KHz, MHz Ngõ xung CLOCK cuối sau chia qua công tắc (SW) chuyển mạch để đưa đến nguồn nhận sau:  Đưa đến ngõ vào RST 7.5 để tác động ngắt vi xử lý 8085 truyền liệu  Cấp xung Clock cho thiết bị nhận với mức tác động, tác động lên sườn lên, tác động sườn xuống xung Clock nhờ vào SW chuyển mạch  Cấp xung Clock cho vi mạch 8251 để thực đồng việc thu (RxC) phát (TxC) liệu LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Luaän Văn Tốt Nghiệp Thiết Kế Máy Thu Phát Ký Tự Bit Trang:132 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Luận Văn Tốt Nghiệp Thiết Kế Máy Thu Phát Ký Tự Bit Trang:133 5.GIỚI THIỆU IC NGOẠI VI 8255 A: 8255 PA3 40 PA4 PA2 39 PA5 PA1 38 PA6 PA0 RD 37 PA7 36 WR CS 35 RESET GND 34 D0 A1 33 D1 A0 32 D2 PC7 10 31 D3 PC6 11 30 D4 PC5 12 29 D5 PC4 13 28 D6 PC0 14 27 D7 PC1 15 26 Vcc PC2 16 25 PB7 PC3 17 24 PB6 PB0 18 23 PB5 PB1 19 22 PB4 PB2 20 21 PB3 Group A Control Bidirectional Data Bus Data Bus Buffer D7-D0 RD WR A1 A0 Read Write Control Logic Group A Control Group A Port A (8) I/O PA7-PA0 Group A Port C Upper (4) I/O PA7-PA0 Group A Port C Lower (4) I/O PA7-PA0 Group B Port B (8) I/O PA7-PA0 RESET CS Hình 5.1 Cấu trúc bên IC 8255 A: 5.1GIỚI THIỆU CHUNG: IC 8255 A thiết bị ngoại vi giao tiếp song song lập trình được, sử dụng rộng rãi Intel chế tạo Nó lập trình để truyền liệu điều kiện khác nhau, từ I/O đơn giải đến I/O có ngắt, IC 8255 linh hoạt, đa tinh tế (Khi có nhiều cổng I/O địi hỏi) Nó thiết bị phổ dụng sử dụng tương thích với hầu hết bộvi xử lý 8255 có 40 chân dạng DIP, phân nhóm thành hai cổng (Port) song song bit: A B, với bit lại Port C sử dụng độc lập theo hai nhóm cổng bit Cu (Upper: Cao CL (Lower: thấp) Hình 5.2 Trình bày tất chức 8255 A Được xếp theo hai nhóm mốt (Mode) Mode đặt/Đặt lại bit (BSR) Mode I/O LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Luận Văn Tốt Nghiệp Thiết Kế Máy Thu Phát Ký Tự Bit Trang:134  Mode BSR sử dụng để đặt lại bit cổng C  Mode I/O chia thành Mode: Mode 0, Mode Mode  Ơ Mode 0, tất cổng có chức cổng I/O đơn giản  Ơ Mode Mode bắt tay (Hand shake Mode) nhờ cổng A và/ B sử dụng bit từ cổng C tín hiệu bắt tay Ơ Mode bắt tay, hai dạng truyền liệu I/O thi hành: Kiểm tra trạng thái ngắt  Ở Mode 2: Cổng A đặt để truyền liệu hai chiều nhờ sử dụng tín hiệu bắt tay từ cổng C cổng B đặt Mode Mode Sơ đồ khối hình 6.3 trình bày hai cổng bit (A B) hai cổng bit (CU CL), đệm tuyến liệu, logic điều khiển Sơ đồ khối trình bày tất phần tử thiết bị lập trình, cổng C thực chức tương tự chức ghi trạng thái, ngồi cịn cung cấp tín hiệu bắt tay Logic điều khiển: Phần điều khiển có đường, chức việc kết nối chúng sau:  RD : (Read) đọc, tín hiệu điều khiển cho phép hoạt động đọc Khi tín hiệu mức logic thấp, vi xử lý đọc tín hiệu từ cổng I/O chọn 8255A  WR : (Write): Ghi tín hiệu cho phép hoạt động ghi Khi tín hiệu mức thấp, vi xử lý ghi vào ghi cổng I/O chọn Đối với hệ thống này, hai chân kết nối trực tiếp với chân RD WR vi xử lý  RESET (Reset): Đặt lại: Đây tín hiệu tác động mức cao, xóa ghi điều khiển đặt lại toàn cổng mode nhập chân nối trực đến chân RESET OUT vi xử lý  CS , A0, A1 Đây tín hiệu chọ thiết bị CS ối đến chân giải mã, cụ thể chân … 74LS 138 giải mã A0 A1 thường nối đến đường địa A0 A1 vi xử lý tương ứng Trạng thái tổ hợp CS , A0 A1 sau CS A1 A0 Trạng thái chọn lựa 0 0 0 1 x 1 x Cổng A Cổng A Cổng A Thanh ghi điều khiển 8255A khơng chọn lựa 5.2.TỪ ĐIỀU KHIỂN Hình 5.3 Trình bày ghi gọi ghi điều khiển (Control Register) Nội dung ghi gọi từ điều khiển (Control Word) nêu LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Luận Văn Tốt Nghiệp Thiết Kế Máy Thu Phát Ký Tự Bit Trang:135 rõ chức I/O cho cổng Thanh ghi xâm nhập để ghi từ điều khiển Bit D7 ghi điều khiển nêu rõ chức I/O chức đặt / đặt lại bit Nếu bit D7 = bit D6 – D5 định chức I/O Mode khác Nếu bit D7 = 0, cổng C hoạt động Mode đặt / đặt lại bit (BSR) Từ điều khiển BSR không ảnh hưởng đến chức chức cổng A B Hình 5.3.Dạng từ điều khiển Mode I/O IC 8255A Để thông tin với thiết bị ngoại vi, thông qua 8255A cần thực ba bước sau a Xác định địa cổng A, B C củ ghi theo Logic chọn chip( CS ) đường địa A0 – A1 b Ghi từ điều khiển vào ghi điều khiển c Ghi lệnh I/O để thông tin với ngoại vi thông qua cổng A, B C Đối với hệ thống này, chọ 8255A làm việc Mode thích hợp  Các đặc diểm I/O mức sau: Các ngõ chốt (Latch) Các ngõ vào không chốt Các cổng khơng có khả bắt tay khả ngắt Để cổng A cổng xuất (8 bit), B C hai cổng nhập (16 bit), từ điều khiển gởi vào ghi điều khiển 8255A có giá trị 8BH LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Luận Văn Tốt Nghiệp Thiết Kế Máy Thu Phát Ký Tự Bit Trang:136 TÀI LIỆU THAM KHẢO CHÂU KIM LANG  Phương pháp nghiên cứu khoa học Ban Sư Phạm Kỹ Thuật Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP HCM, 1989 DƯƠNG MINH TRÍ  Linh kiện quang điện trở Nhà xuất khoa học kỹ thuật TP HCM, 1989 NGUYỄN HỮU PHƯƠNG  Giáo trình Mạch số Tập Trường Đại Học Tổng Hợp TP HCM, 1988 NGÔ DIÊN TẬP  Lập trình hợp ngữ Nhà xuất khoa học kỹ thuật, Hà Nội, 1988 Trang 31 – 97  Giáo trình hợp ngữ Khoa Tin học, Đại học mở bán công TP HCM, 1995 LÊ VĂN VIỆT  Cấu trúc máy tính Khoa Tin học Đại Học Bách Khoa TP HCM, 1988 NGÔ DIÊN TẬP  Đo lường điều khiển máy tính Nhà xuất khoa học kỹ thuật, Hà Nội, 1996 DƯƠNG MINH TRÍ  Sơ đồ chân linh kiện bán dẫn Nhà xuất khoa học kỹ thuật TP HCM, 1994 HỒNG MINH NHẬT tác giả  Thiết kế lắp ráp máy vi tính VI XỬ LÝ Z 80 Thiết kế bản, tập Nhà xuất giáo dục, 1994 Trang 77 – 190 TRẦN VĨNH AN  Tài liệu giảng dạy môn học thiết kế mạch điện tử Lưu hành nội bộ, Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP HCM, 1997 10 TRẦN VĂN TRỌNG  Kỹ thuật vi xử lý 8085 A Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP HCM, 1995 11 VĂN THẾ MINH  Kỹ thuật vi xử lý, Nhà xuất giáo dục, 1997 12 HUỲNH ĐẮC THẮNG  Cẩm nang thực hành vi mạch tuyến tính TTL/LS CMOS, Nhà xuất khoa học kỹ thuật, Hà Nội, 1994, trang – 130 13 NGUYỄN MẠNH GIANG  Kỹ thuật ghép nối máy vi tính, tập Nhà xuất giáo dục, 1998 14 ROBETJ BARON LEE HIGBIE  Kiến trúc máy tính Nguyễn Minh Tuấn (dịch) Khoa công nghệ thông tin Trường Đại Học Khoa Học Tự Nhiên, 1999 15 PAUL BATES, P ENG  Truyền liệu sử dụng vi mạch LSI TỐNG VĂN ON (dịch) Đại Học Bách Khoa TP HCM, 1994 16 BARRY B BREY LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Luận Văn Tốt Nghiệp Thiết Kế Máy Thu Phát Ký Tự Bit Trang:137  The Z80 Microprocessor Hardware, Software, Programming, Inter facing Prentice – Hall International, 1992, Page 97 – 245 17 MPF – I  Experiment Manual (Sofware/Hardware) Multitech Industrial Crop, 1981, Page 21 – 87 18 SAVAN RODEN CAPPENTER  Electronic Design, Ciruits and Systems the Benjamin/Cummings Publishing Company, InC, 1991, Page 724 – 828 15 MICROPROCESSORS and IC families DATA hand book, Intel Comporation, 1993, Page 17 – 97 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ... Phát máy phát từ đề nghị bit thành máy thu phát ký tự bit  Tính tốn thi? ??t kế máy thu phát ký tự bit  Thi? ??t kế khối nguồn  Thi? ??t kế khối xử lý liệu  Thi? ??t kế khối bàn phím hình hiển thị  Thi? ??t. .. tử 3.3 Phát triển máy phát từ đề nghị thành máy thu phát ký tự bit 12 Chương 4: TÍNH TỐN THI? ??T KẾ MÁY THU PHÁT KÝ TỰ BIT 4.1 Thi? ??t kế khối nguồn 14 4.2 Thi? ??t kế khối xử lý liệu... Nghiệp Thi? ??t Kế Máy Thu Phát Ký Tự Bit Trang:13 2.1.DÀN Ý NGHIÊN CỨU  Lý thuyết sở thi? ??t kế  Giới thi? ??u tổng quát máy phát từ 16 bit (Word Generator)  Đề nghị máy phát từ linh kiện điện tử  Phát