luận văn thiết kế bộ thực tập vi xử lý 8085

luận văn thiết kế bộ thực tập vi xử lý 8085

LỜI MỞ ĐẦU

Sự phát triển mạnh mẽ của công nghệ điện tử nó chung và vi xử lý nóiriêng đã đem lại nhiều ứng dụng trong mọi mặt Cùng với sự phát triển đó thìnhu cầu tìm hiểu, học tập vi xử lý được đòi hỏi ngày càng cao Các bộ thínghiệm vi xử lý đã được chế tạo để phục vụ cho mục đích học tập và thínghiệm Dựa trên các kết quả thí nghiệm để cho ra những ứng dụng thực tế là

ưu điểm mạnh của phương pháp học này

Các bộ thí nghiệm vi xử lý đã được chế tạo nhiều tuy nhiên khó có thểđáp ứng đủ nhu cầu tìm hiểu, ứng dụng, và học tập ngày càng cao của giới

sinh viên và kỹ sư Do vậy đi thực hiện đề tài “ Thiết kế thiết bị thực tập vi xử lý 8085” ngoài mục đích bổ sung thêm những vấn đề mà các thiết bị thực

tập trước chưa đáp ứng được thì thực hiện đề tài này như là một cách để ngườithực hiện có dịp tiếp thu thêm một lượng liến thức mới bổ ích cũng như tựkhẳng định giá trị một phần trong những kiến thức tiếp thu được sau 5 nămhọc tập

Những thiếu sót trong khi thực hiện đề tài là điều khó có thể tránhkhỏi, rất mong nhận được ý kiến đóng góp của các quý thầy cô, các anh chịvà các bạn

TP Hồ Chí Minh ngày 20/ 2/2000

Sinh viên thực hiện : Lê Hồng Việt

Chương I

DẪN NHẬP

1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ:

Từ những mạch IC quy mô nhỏ xuất hiện vào những năm 50 trong lịchsử của kỹ thuật điện tử cho đến những mạch tích hợp siêu lớn ở những nămgần đây thực sự khẳng định rằng vi điện tử đã tạo ra một cuộc cách mạng lớncủa thế kỷ này Đặc biệt sự ra đời của các bộ vi xử lý đã đưa lại những ứngdụng quan trọng trong công tác nghiên cứu khoa học và trong cuộc sống

Từ khi hãng Intel® cho ra đời bộ vi xử lý đầu tiên là 4004thì vi xử lýđã không ngừng cải tiến và phát triển vượt bậc Cùng với các hãng khác nhưMotorala, ZiLog… việc cải tiến vi xử lý chắc chắn sẽ không ngừng và sẽ pháttriển mạnh hơn nữa ở thế kỷ tới

Song song với sự phát triển như vũ bão của vi xử lý thì việc học tập vàtiếp cận với công nghệ kỷ thuật cao này là điều không thể thiếu Ở các nướccông nghiệp việc học tập và tiếp thu những công nghệ mới hầu như là bắtbuộc đối với mỗi sinh viên chuyên ngành Với sự trang bị phương tiện học tậpcũng như tài liệu đầy đủ về công nghệ mới nói chung và vi xử lý nói riêng đãgiúp họ dễ dàng hơn trong việc tiếp cận những tri thức mới của nhân loại

Ở nước ta do điều kiện chưa cho phép nên đối với sinh viên và một sốkỹsư chuyên ngành điện – điện tử thì vi xử lý còn là một đề tài chưa đượcnghiên cứu chuyên sâu thậm chí còn có người còn cho đó là vấn đề mới lạ

Qua thực tế tìm hiểu chính từ những người yêu thích vi xử lý và ngoại

vi cũng như bộc phát từ chính bản thân biết được rằng rằng : việc học tập vàtìm hiểu ứng dụng của vi xử lý và ngoại vi rất được các bạn sinh viên chuyênngành về lãnh vực điện nói chung quan tâm và có nhu cầu tìm hiểu rất cao.Tuy nhiên vấn đề được đặt ra là : ngoài tài liệu, linh kiện chưa thể đáp ứngnhu cầu thì vấn đề chính là thiếu thiết bị học tập vi xử lý và ngoại vi Việchọc vi xử lý và IC ngoại vi thuộc loại thực nghiệm Ngoài việc học lý thuyếtsinh viên cần phải thực tế kiểm nghiệm mới có thể hiểu rõ hơn từ đó mới cho

ra những sáng tạo, tư duy của mình tốt hơn

Bức xúc về vấn đề trên và thông qua gợi ý của những người chuyênsâu về lãnh vực vi xử lý và ngoại vi cũng như nhận biết được là : Các bộ vi xửlý tuy của nhiều hãng khác nhau và nó được sử dụng trong nhiều lĩnh vựckhác nhau nhưng đều có nhiều đặc điểm chung và đặc biệt nó mang tính kếthừa Về góc độ sư phạm thì với bộ vi xử lý đơn giản thì việc hiểu nó là tươngđối dễ đối với những người bắt đầu thâm nhập vào lãnh vực này cho nên

người thực hiện đề tài đã bắt tay vào thực hiện đề tài nghiên cứu : “Thiết kế thiết bị thực tập VXL 8085”.

1.2 TẦM QUAN TRỌNG CỦA VẤN ĐỀ.

Nền công nghiệp điện tử của nước ta nói chung còn thua kém các nướcphát triển và đang phát triển trên thế giới cũng như trong khu vực Hiện tại dođiều kiện cơ sở vật chất và kỹ thuật chưa cho phép nên các sản phẩm như linh

kiện điện tử vẫn chũ yếu nhập ở nước ngoài Việc nhập những sản phẩm mớihay phổ biến ở các nước có nền công nghiệp điện tử phát triển nay có thể đãthực hiện được nhưng rất khó khăn và rất tốn nhiều thời gian và tiền bạc Dovậy, việc tận dụng các linh kiện, thiết bị điện, điện tử có sẵn trên thị trườngViệt Nam để thiết kế thành những sản phẩm cụ thể phục vụ cho cuộc sống,cho học tập, cho xã hội đã, đang và sẽ là một giải pháp hữu hiệu cho các sinhviên và kỹ sư chúng ta.

Đề tài “Thiết kế thiết bị thực tập vi xử lý 8085” sẽ được thực hiện

trong bối cảnh trên Vấn đề quan trọng là việc khảo sát lý thuyết và thực tếcụ thể từ những IC ngoại vi, vi xử lý đã và sẽ được ứng dụng vào các yêu cầucụ thể trong xã hội

1.3 GIỚI HẠN VẤN ĐỀ:

Nói đến vi xử lý là chúng ta biết ngay đến những hãng nổi tiếngchuyên sản xuất chúng như Intel, Motorola, Zilog… cũng như tuy mới đượcchế tạo từ vài thập niên trở lại đây, song nó đã không ngừng được cải tiếnvà phát triển vượt bậc Do đó có thể nói vi xử lý rất đa dạng về nguồn gốcvà chủng loại

Bắt tay vào thực hiện đề tài này trong những điều kiện không thuận lợinhư :

 Ngoài các môn học có kiến thức liên hệ như: kỹ thuật điện tử, kỹ thuật

xung số, vi mạch…thì thời gian học vi xử lý ở trường là quá ít Với 15 tiếtchuyên đề về vi xử lý nên dù rất cố gắng người học chỉ có thể nắm bắtđược các khái niệm cơ bản về cấu tạo và bộ lệnh của một vi xử lý cụ thểnào đó, còn về IC ngoại vi hầu như là tự tìm hiểu qua tài liệu Trong khi ởtrường khác vi xử lý và ngoại vi là một môn học chuyên sâu hay mộtchuyên ngành cụ thể

 Thời gian thực hiện đề tài chỉ gói gọn trong gần hai tháng

 Kinh nghiệm và kiến thức thực tế chưa nhiều

 Tài liệu về VXL và ngoại vi về tiếng Việt thật sự khan hiếm và rất khókhăn để tìm được những tài liệu liên quan VXL và ngoại vi có trên thịtrường Việt Nam

 Việc thực hiện đề tài bắt buộc phải gói gọn trong điều kiện là những linhkiện khảo sát phải có trên thị trường Việt Nam và có ứng dụng cụ thể vàohọc tập và đời sống

Qua thực tế khảo sát cũng như qua tham khảo ý kiến của các thầy, cô và

các người có liên quan đến chuyên ngành vi xử lý và ngoại vi đề tài “Thiết kế thiết bị thực tập VXL 8085” chỉ thực hiện những đặc điểm chính sau:

- Dùng vi xử lý 8 bit 8085A cho khối xử lý trung tâm

- Ma trận phím gồm 31 phím và 3 phím cứng, có thể mở rộng tối

đa là 64 phím ở ngoài nhờ đầu nối

- Vùng nhớ EPROM sử dụng 16K byte, RAM 16K byte và 1socket dùng để mở rộng bộ nhớ 8K byte thể là RAM hay ROMhệ thống ngoài.

- 16 Led 7 đoạn dùng để hiển thị dữ liệu và địa chỉ bộ nhớ hay ngoại vi, 10 led đơn dùng cho hiển dữ liệu số nhị phân 16 led đơn báo trạng thái logic của công tắc mảng

- Tần số xung clock của hệ thống 6MHZ

Cho phép khảo sát và ứng dụng các ngoại vi trên testboard và trên thiết

bị thực tập:

- 8225A : Mạch phối ghép vào/ra song song lập trình được

- Bộ định thời gian có thể lập trình được 8253

- Lập trình quét phím và hiển thị 8279

- Điều khiển ngắt ưu tiên lập trình được 8259

- Truyền dữ liệu nối tiếp 8251

- Chuyển đổi tương tự sang số 8 bit ADC 0809

- Chuyển đổi số 8 bit sang tương tự DAC 0808

Dùng IC chốt 74LS573, IC giải mã 3 đường sang 8 đường 74LS138 ICđệm hai chiều 74LS245, một chiều 74LS244 cho thiết kế hệ thống

- Cho phép thâm nhập vào phần cứng của vi xử và ngoại vi để cóthể hiểu rõ chức năng và nguyên lý hoạt động của từng ngoại vivà vi xử lý

- Có thiết kế sẵn phần cứng giao tiếp với máy tính qua cổng máy

in LPT và qua cổng COM theo chuẩn RS232 cũng như phầncứng này cũng cho phép giao tiếp giữa hai thiết bị thực tập vớinhau

- Có thiết kế các mạch tạo tín hiệu thử như mạch đơn ổn, công tắcgạt tạo mức logic phục vụ cho phần thí nghiệm mạch trêntestboard

- Do thời gian có hạn nên phần mềm điều khiển hệ thống sẽ do bạn khác thực hiện dựa trên phần cứng mà đề tài này thiết kế

1.4 MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU :

Đề tài vi xử lý 8085 không là một đề tài mới lạ mà thực tế nó đã đượckhảo sát từ lâu ở nước ngoài cũng như trong nước Ngoài ra các ứng dụng của

vi xử lý 8085 và các IC phổ dụng vào các lãnh vực như điều khiển, thông tin…đã được đề cập nhiều, thiết bị thực tập vi xử lý 8085 cũng đã được chế tạo Vìvậy câu hỏi được đặt ra là: đề tài này sẽ đi nghiên cứu nhằm mục đích gì khimà các thông tin và ứng dụng của vi xử lý 8085 đã được khảo sát từ trước?Đồng ý là một trong những đặc điểm chính của một đề tài có giá trị là nóphải mang tính chất mới mẻ Tuy nhiên tính mới mẻ ở đây được hiểu theonghĩa tương đối nghĩa là đề tài mới không phải từ trước đến giờ chưa ainghiên cứu Quan điểm kế thừa và phát triển là một quan điểm chủ yếu trong

tình hình khoa học phát triển hiện nay Với quan điểm này sẽ là kim chỉ namcho việc thực hiện đề tài.

Qua khảo sát một vài thiết bị thực tập vi xử lý 8085 của các khóa trướchay qua các tài liệu nhận thấy rằng : Mặc dù đã khá hoàn thiện tuy nhiên vẫncòn nhiều vấn đề nảy sinh mà trước đó chưa được đề cập hay chưa đề cập tới(Ở đây mục đích của đề tài là thực hiện về phần cứng nên những giới hạn củaphần mềm sẽ không được đề cập)

Một điều khó có thể phủ nhận là để lập trình điều khiển một thiết bịđược tốt thì phải hiểu rõ phần cứng thiết bị đó Tuy nhiên các thiết bị đã thựchiện rất ít khi cho phép người sử dụng thâm nhập vào phần cứng và nếu cócũng rất khó khăn

Ngoại vi là một thiết bị được chế tạo gắn liền với vi xử lý mỗi ngoại viđiều mang các chức năng chuyên sâu và được ứng dụng rất mạnh mẽ trongnhiều công việc Thực tế nhận thấy rằng các thiết bị đã khảo sát thì các ICngoại vi hầu như chỉ phục vụ cho phần cứng của hệ thống người sữ dụng hầunhư khó có thể thâm nhập ứng dụng chúng với mục đích khác Ngoài ra rấtnhiều đề tài còn thực hiện ở nhiều lãnh vực khác nhau với nhiều nhu cầunhư : giao tiếp với thế giới tương tự, giao tiếp với máy tính nhưng khi thựchiện gặp rất nhiều khó hăn trong vấn đề thử nghiệm do các thiết bị thí nghiệmkhông đáp ứng đủ nhu cầu nên phải tốn nhiều thời gian để bổ sung nhữngmạch thử nhưng cũng rất không thuận tiện

Vì vậy thực hiện đề tài này ngoài mục đích giúp cho người thực hiện đềtài tìm hiểu kỹ cấu tạo, chức năng, nguyên lý hoạt động cũng như tập lệnhcủa vi xử lý8085 và các ngoại vi đang được sử dụng phổ biến thì sản phẩmcủa đề tài có thể được ứng dụng trước mắt là phục vụ cho những thí nghiệmứng dụng thực tế của vi xử lý và ngoại vi đang được sử dụng khá phổ biếntrên thị trường Việt Nam Nếu tiếp tục phát triển hơn nữa hy vọng nó sẽ đápứng đủ nhu cầu thí nghiệm và ứng dụng của giới yêu thích vi xử lý và ngoại vivà có khả năng thay thế các thiết bị thực tập 8085 nhập ở nước ngoài vì nóphù hợp với thị trường điện tử ở nước ta và đặc biệt hơn nữa đề tài sẽ cungcấp một cái nhìn cụ thể về cấu tạo, các nguyên tắc hoạt động xảy ra đối với vixử lý 8085 và ngoại vi

CHƯƠNG II

CƠ SỞ LÝ LUẬN

2.1 DÀN Ý NGHIÊN CỨU :

- Giới thiệu tổng quát về vi xử lý

- Thết kế cấu trúc sơ đồ khối của thiết bị

- Thiết kế phần bàn phím và hiển thị

- Thíêt kế khối xử lý trung tâm CPU và ngoại vi

- Thi công phần cứng thiết bị

- Hướng dẫn sử dụng phần cứng của thiết bị

2.2 ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU :

Đối tượng nghiên cứu chủ yếu là thiết bị thực tập vi xử lý 8085 Profi – 5E của Đức

2.3 PHƯƠNG PHÁP VÀ PHƯƠNG TIỆN NGHIÊN CỨU :

2.3.2 Phương tiện :

Ngoài thiết bị thực tập VXL 8085 của trường ĐHSP Kỹ Thuật TP.HồChí Minh, các dụng cụ đo đạc như dao động ký, mày phát sóng, đồng hồVOM… để thực hiện đề tài này còn phải thiết kế một số mạch phụ hay dùngtestboard để thử nghiệm các ngoại vi khảo sát như 8279, 8251, 8253, 8255,

8259, ADC 0809, DAC 0808

2.4 THỜI GIAN NGHIÊN CỨU :

Từ ngày 18/12/1999 đến ngày 28/2/2000

CHƯƠNG III GIỚI THIỆU TỔNG QUÁT VỀ

VI XỬ LÝ & NGOẠI VI

3.1 SƠ LƯỢC VỀ LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN & CẤU TRÚC CỦA VI

XỬ LÝ.

3.1.1 Sơ lược về lịch sử phát triển của các bộ vi xử lý :

Trong quá trình hình thành và phát triển của VXL có thể chia thành cácgia đoạn sau:

o Giai đoạn 1 (1971 - 1973) đây là giai đoạn khởi đầu của vi xử lý.Các vi xử lý này đều có độ dài từ dữ liệu ngắn, tốc độ làm việcthấp, tập lệnh đơn giản như 4004, 8008

o Giai đoạn 2 (1974 - 1977) các bộ vi xử lý giai đoạn này có tậplệnh phong phú hơn và thường có khả năng phân biệt địa chỉ bộnhớ và đung lượng đến 64 K byte, tốc độ xử lý cũng đã đượctăng lên vài Mhz Các vi xử lý đại diện cho giai đoạn này như

6800, 6809 của Motorola; 8085, 8080 của Intel và Z80 củaZilog

o Giai đoạn 3 (1978 - 1982) đại diện các bộ vi xử lý giai đoạn nàylà các vi xử lý 16 Bit tốc ộ làm việc có thể lên đến 10 Mhz

o Giai đoạn 4 (1984 đến nay)

Các bộ VXL đại diện cho gia đoạn này là các VXL 32 bit 80386/80486và 64 bit Pentium/ Pentium II / Pentium III của Intel, các VXL 32 bit 68020/68030/ 68040/ 68060 của Motorola Đặc điểm của VXL trong giai đoạn này làbus địa chỉ đều là 32 bit (có khả năng phân biệt được 4 GB bộ nhớ) và có khảnăng làm việc với bộ nhớ ảo

Người ta còn áp dụng các cơ chế hoặc các cấu trúc đã được áp dụngtrong mày tính lớn vào các VXL như : Cơ chế xử lý xen kẽ liên tục dòng mãlệnh (Pipeline), bộ nhớ cache (bộ nhớ ẩn), bộ nhớ ảo Các bộ VXL này đềucó bộ quản lý bộ nhớ (MMV) và nhiều khi cả bộ đồng xử lý toán học ở bêntrong

Tốc độ VXL cũng đã được cải tiến liên tục như hiện nay là 600MHZ đốivới CPU Intel Pentium III, chính nhờ các cải tiến đó mà các bộ VXL ngày nayđược dùng rất rộng rãi trong rất nhiều lãnh vực Phần lớn các bộ VXL thế hệnày đều được sản xuất bằng công nghệ HCMOS

3.1.2 Cấu trúc Vi Xử Lý:

Vi xử lý là một vi mạch có mật độ tích hợp cao, trong đó gồm có khả năngnhận, xử lý và xuất dữ liệu: Đặc biệt là quá trình xử lý được điều khiển theomột chương trình gồm tập các lệnh mà người sử dụng có thể thay đổi mộtcách để dàng Một vi xử lý có thể hiểu được từ một vài trăm cho đến hàngngàn lệnh Vì vậy, nó có khả năng thực hiện được rất nhiều yêu cầu điềukhiển khác nhau

Cấu tạo của vi xử lý thường được biểu diễn dưới dạng đồ khối Qua đó,người sử dụng có thể thấy được các đặc điểm cần thiết để phục vụ cho việclập trình, cấu tạo cơ bản của vi xử lý về cơ bản có thể chia làm 3 khối chính:

- Đơn vị số học – Logic

Cơ sở của đơn vị số học – logic là một mạch cộng n.bit, mạch cộng nàycòn được mở rộng thêm để thực hiện các phép xử lý khác như : Tính số bùbậc 2, phép trừ, các hàm logic…

- Các thanh ghi

Thanh ghi giống như ô nhớ bên trong vi xử lý, điểm khác biệt ở chổ làthanh ghi được phân biệt bằng tên thay vì bằng địa chỉ như ô nhớ Thanh ghidùng để chứa dữ liệu, các kết quả trung gian của phép tính, tính số lượngthanh ghi ảnh hưởng rất lớn đến tốc độ xử lý vì tần số truy xuất bộ nhớ sẽ ítđi.Vì vậy, các vi xử lý hiện đại thường có nhiều thanh ghi (ô nhớ dựa trên vịtrí của bộ nhớ)

- Đơn vị điều khiển

Là phần quan trọng nhất trong vi xử lý, mọi hoạt động của máy tínhđược phối hợp một cách chặc chẻ bởi các tín hiệu tạo ra từ các đơn vị điềukhiển

Máy tính thi hành tuần tự từng chỉ thị của chương trình cho đến khi cólệnh dừng hoặc thao tác vòng lặp Chương trình điều khiển được chứa trongbộ nhớ dưới dạng tổ hợp các bit gọi là mã đối tượng Nhưng để viết chươngtrình một chỉ thị thường được viết dưới dạng gợi nhớ

3.2 PHÂN LOẠI VÀ ỨNG DỤNG CỦA VI XỬ LÝ VÀ NGOẠI VI :

Đối với vi xử lý ngoài việc phân loại dựa vào nhãn hiệu chế tạo của cáchãng người ta còn căn cứ vào khả năng xử lý dữ liệu của vi xử lý Ba thông sốcho phép đáng giá khả năng xử lý của vi xử lý đó là:

 Độ dài từ dữ liệu của vi xử lý : Đây là đặc điểm quan trọng của vi xử lýnói lên khả năng trao đổi dữ liệu giữa vi xử lý và các thiết bị khác Hiệnnay có nhiều vi xử lý với độ dài từ dữ liệu: 8 bit, 16 bit, 32 bit và 64 bit.Với bộ vi xử lý nhiều bit thì có ưu điểm là:

- Cùng thời gian truy xuất bộ nhớ thì lượng thông tin truyền đinhiều hơn

- Độ chính xác cũng tăng mà không làm tăng làm thời giantính toán

 Độ dài từ dữ liệu tăng thì cũng làm tăng số lượng dây dẫn trong bus dữliệu Do đó số chân của vi xử lý cũng phải nhiều Điều này được giảiquyết bằng phương pháp đa lộ thời gian tuy nhiên phương pháp này sẽ làmgiảm vận tốc truyền dữ liệu

 Độ dài từ địa chỉ: Cho biết số lượng ô nhớ mà vi xử lý có thể liên hệ trựctiếp Vi xử lý có dung lượng bộ nhớ càng lớn thì khả năng càng cao

 Tốc độ mà vi xử lý có thể thực hiện một lệnh

Thông số này được đánh giá thông qua tần số xung clock cấp cho vi xử lýlàm việc vi xử lý có tần số càng lớn thì tốc độ xử lý càng nhanh.

Ngày nay vi xử lý được ứng dụng rất rộng rãi trong mọi lãnh vực như:Máy tính, viễn thông, điều khiển tự động, trong các thiết bị phục vụ nghiêncứu, khoa học, quân sự, y tế… Sự phát triển mạnh mẽ của vi xử lý với tốc độchóng mặt, tuy nhiên các vi xử lý 8 bit vẫn có chổ đứng thực sự trong lãnh vựcđiều khiển tự động với hệ thống vừa và nhỏ Người ta cũng có thể sử dụng vixử lý 8 bit vào công việc khác do những ưu điểm của nó như giá thành, đơngiản dể sử dụng

Vớiù IC ngoại vi sự ra đời của nó chẳng qua để trợ giúp với vi xử lý thựchiện một chức năng nào đó tùy thuộc vào yêu cầu cụ thể Tùy vào các hãngchế tạo, tùy vào chức năng cụ thể của từng ngoại vi mà ta phân biệt chúng.Các IC ngoại vi là công cụ đắc lực giúp vi xử lý giao tiếp với thế giới tươngtự, điều khiển thiết bị…

3.3 XÁC ĐỊNH GIẢI PHÁP CHO VIỆC THIẾT KẾ PHẦN CỨNG:

Mỗi thiết bị thực tập vi xử lý tùy theo yêu cầu khác nhau mà sẽ đưa ra những giải pháp thiết kế khác nhau Tuy nhiên cấu trúc phần cứng của một thiết bị thực tập vi xử lý nói chung là không có sự thay đổi nhiều và không nằm ngoài hai phần chính khối xử lý trung tâm và các Mudul vào/ra

Dựa trên phương châm là việc học tập đều bắt đầu từ những điều cơ bản,dể hiểu nhất nhằm giúp người học để dàng lĩnh hội được những kiến thức cơ bản và từ đó có thể tự xây dựng cho mình một kiến thức vững chắc Do vậy đề tài này sẽ đi thực hiện phần cứng dựa trên quan điểm trên Theo quan điểm đó thì các vi xử lý và các ngoại vi sẽ được chọn và phục vụ cho học tập và ứng dụng sẽ mang những nét như cơ bản, dễ tìm hiểu và ứng dụng và quan trọng hơn hết là nó phổ biến trên thị trường Việt Nam Ngoài ra việc thiết kế sẽ tìm ra một phương pháp hợp lý nhất cho phép người sử dụng có thể làm chủ được thiết bị thực tập

CHƯƠNG IV

XÂY DỰNG SƠ ĐỒ KHỐI CHO THIẾT BỊ THỰC TẬP

VXL 8085

4.1 KIẾN THỨC LIÊN QUAN ĐẾN ĐỀ TÀI:

Ngoài các kiến thức cơ sở và chuyên ngành đã học ở trường như : Kỹ thuật xung số, kỹ thuật mạch điện tử, vi mạch… đề tài này còn đòi hỏi các kiến thức chuyên sâu về vi xử lý nói chung và vi xử lý 8085 nói riêng cũng như cấu tạo, nguyên tắc hoạt động, cách thức khởi tạo và lập trình điều khiển các ngoại vi

Để thực hiện đề tài này ngoài việc khảo sát các linh kiện còn phải nắmvững một số kiến thức chính như :

- Cấu tạo, nguyên tắc hoạt động của VXL 8085

- Vấn đề giao tiếp giữa VXL với bộ nhớ, giữa VXL và các IC ngoại vi

- Nguyên tắc thực hiện quét phím, quét hiển thị led 7 đoạn

- Phương pháp giải mã địa chỉ

- Ngắt trong VXL là gì? Sự cần thiết của ngắt và vấn đề ngắt

ưu tiên

- Các bộ định thời và ứng dụng

- Vấn đề truyền dữ liệu đồng bộ và bất đồng bộ nối tiếp theo chuẩn RS 232 dùng vi mạch chuyên dùng 8251

- Vấn đề truyền dữ liệu song song dùng vi mạch điều khiển vào ra song song 8255

- Phương pháp chuyển đổi tương tự sang số và số xung tương tựvà khảo sát ứng dụng cụ thể đối với vi mạch ADC 0809, DAC 0808

Các kiến thức trên sẽ được ứng dụng để trình bày ở phần thiết kế cụ thể và được giới thiệu chi tiết ở phần phụ lục

4.2 XÂY DỰNG SƠ ĐỒ KHỐI & XÁC ĐỊNH YÊU CẦU CỤ THỂ

CỦA CÁC KHỐI 4.2.1 Xây dựng sơ đồ khối:

Dựa trên yêu cầu cụ thể của đề tài ta có thể chia thiết bị thực tập thànhcác khối chính sau:

- Khối vi xử lý trung tâm 8085

- Khối đệm

- Khối bộ nhớ ROM & RAM

- Khối quét phím và hiển thị

- Khối truyền dữ liệu nối tiếp

- Khối truyền dữ liệu song song

- Khối định thời và tạo xung

- Khối chuyển đổi tương tự sang số

- Khối chuyển đổi số sang tương tự

- Khối giải mã địa chỉ

- Khối chốt

- Khối điều khiển ngắt ưu tiên

Ở đây khối xử lý trung tâm sẽ nhận dữ liệu điều khiển từ khối bàn phím hay các thiết bị điều khiển bên ngoài để xử lý và cho ra tín hiệu để điều khiển hoạt động của các khối khác như hiển thị, điều khiển ghi/đọc từ khối bộnhớ hay điều khiển truyền dữ liệu… Như vậy khối này sẽ cấp bus địa chỉ để xác định vị trí mà VXL sẽ liên hệ đến, bus dữ liệu để đọc hay xuất dữ liệu ra hệ thống, bus điều khiển để cho các tín hiệu điều khiển hệ thống Nói chung nhiệm vụ của khối này là xử lý dữ liệu hệ thống

Muốn nâng cao khả năng tải của các bus để đảm bảo việc nuôi các mạchbên ngoài, các tín hiệu vào ra của khối xử lý trung tâm CPU cần phải được khuếch đại thông qua khối đệm một chiều hay hai chiều Ngõ ra của các khối đệm thường là ngõ 3 ba trạng thái

Vi xử lý là IC chuyên xử lý về dữ liệu, điều khiển theo một chương trình.Muốn vi xử lý làm một công việc gì thì người sử dụng phải lập trình cho nó Chương trình là tập hợp các lệnh được cấu tạo từ những số nhị phân Chương trình phải được lưu trữ ở đâu để vi xử lý nhận lệnh và thi hành, đôi khi trong lúc xử lý chương trình vi xử lý cần nơi để lưu trữ tạm thời các dữ liệu sau đó lấy ra để tiếp tục xử lý Nơi lưu trữ cho chương trình vi xử lý thực hiện và nơi lưu trữ dữ liệu tạm thời dữ liệu chính là bộ nhớ Có thể nói bộ nhớ đối với vi xử lý rất quan trọng, vi xử lý sẽ không thực hiện được chức năng của mình nếu thiếu bộ nhớ Khối bộ nhớ của vi xử lý là các IC có thể đọc dữ liệu ra, ghidữ liệu vào hay chỉ đọc dữ liệu ra Khối bộ nhớ sẽ nhận địa chỉ được chỉ định từ vi xử lý để chọn ô nhớ cần truy xuất , nhận lệnh điều khiển từ vi xử lý để đưa dữ liệu ra bus dữ liệu hay ghi dữ liệu từ bus dữ liệu vào Tuỳ theo khả năng quản lý bộ nhớ của vi xử lý mà khối bộ nhớ sẽ có dung lượng khác nhau.Đưa dữ liệu vào hiển thị là một phần không thể thiếu trong việc thiết kế một hệ thống vi xử lý Bàn phím là một thiết bị vào rất thông dụng trong các hệ vi xử lý Trong trường hợp đơn giản nhất đó có thể chỉ là một công tắc gắn phím (mà ta thường chỉ quan tâm đến ký hiệu trên mặt phím) nối vào hai chânnào đó của vi xử lý Ở mức độ phức tạp hơn khối này có thể bao gồm hàng chục công tắc có gắn phím được tổ chức theo một ma trận; phức tạp hơn nữa khối sẽ chứa một vi xử lý chuyên dùng quản lý cả trăm công tắc có gắn phím với nhiệm vụ nhận ra phím được gõ và tạo mã đưa đến cho hệ vi xử lý Dù đơn lẻ hay là tập hợp các phím, khi ghép nối chúng với bộ vi xử lý ta cũng phải thỏa mãn một số yêu cầu đặc biệt để đảm bảo cả hệ thống hoạt động đúng

Hiển thị là thiết bị đưa tin tức ra thông báo cho người sử dụng Trong trường hợp đơn giản đó có thể chỉ là một vài Led đơn lẻ để báo hiệu một vài

trạng thái nào đó Phức tạp hơn, đó là các đèn Led được tổ chức thành đèn chỉthị bảy đoạn hoặc nhiều hơn để hiển thị các thông tin dưới dạng số hoặc chữ Ngoài ra CPU có thể phối ghép với khối hiển thị bằng tinh thể lỏng, màn hìnhbằng ống tia điện tử hay đèn hình.

Khối hiển thị có thể hiển thị ở chế độ hiển thị tĩnh với đặc điểm khá đơn giản về kết cấu nhưng rất tốn năng lượng: để thắp sáng các nét của đèn thì đòi hỏi phải có dòng điện liên tục đi qua Để khắc phục nhược đểm này ta thường sử dụng mạch phối ghép hiển thị động làm theo nguyên tắc dồn kênh: Các Led sẽ thay nhau sáng theo một chu kỳ nhất định với cùng dữ liệu điều khiển Công xuất tiêu thụ nhờ thế mà giảm đi rất nhiều mà vẫn đạt được hiệu quả hiển thị Trong thực tế có nhiều mạch tích hợp đã được chế tạo để phối hợp với vi xử lý đảm nhận nhiệm vụ quét phím và hiển thị ở khối bàn phím vàhiển thị Có những mạch kết hợp các phối ghép bàn phím – hiển thị đèn Led trong một vi mạch để tạo thuận lợi cho người sử dụng khi xây dựng các kit vi xử lý

Trong một hệ thống vi xử lý, ngoài các phần tử nhớ (ROM,RAM) vi xử lý còn phải thông tin với các ngoại vi (8253, 8255, 8251… ) Các phần tử nhớ và các phần tử vào ra do vi xử lý quản lý đều dùng chung bus địa chỉ, bus dữ liệu và một vài tín hiệu điều khiển từ vi xử lý Do vậy để vi xử lý xác định nó đang cần giao tiếp với phần tử nào tại những thời điểm khác nhau thì đòi hỏi phải có một thiết bị chỉ ra cho vi xử lý biết điều đó Thiết bị thực hiện điều này nằm trong khối giải mã địa chỉ Mạch giãi mã là một trong những khâu gây ra việc trễ thời gian của tín hiệu từ CPU tới bộ nhớ hoặc ngoại vi do đó trong khi chọn mạch nhớ và ngoại vi ta phải tính đến Có nhiều mạch tích hợpcũng đã được chế tạo để thực hiện chức năng giải mã Tùy theo quy mô của khối giải mã mà ta có thể có ở đầu ra một hay nhiều tín hiệu chọn vỏ

Trong thực tế mạch định thời (Timer) hay mạch trễ và mạch tạo xung rất được sử dụng với nhiều mục đích khác nhau, và là mạch phụ rất quan trọng trong các hệ vi xử lý Trong một hệ thống vi xử lý khối định thời và tạo xung có thể được thực hiện bằng phầm mềm nhưng khá phức tạp Để giảm nhẹ công việc này người ta đã tích hợp những ngoại vi có thể thực hiện chức năng trên

Để giảm bớt khó khăn về mặt công nghệ do việc phải chế tạo nhiều chân cho các tín hiệu của vi mạch xử lý trung tâm CPU, người ta đã tìm cách hạn chế số chân của các vi mạch này bằng cách dồn kênh nhiều tín hiệu trên cùng một chân Do đó yêu cầu được đặt ra là phải tách các tín hiệu này như thế nào? Việc này được thực hiện bằng cách sử dụng một khối có chứa các vi mạch có chức năng thích hợp bên ngoài( thông thường thì đó là các mạch chốt) Ngoài ra khối chốt còn có nhiệm vụ giữ lại dữ liệu để điều khiển một thiết bị hay một linh kiện nào đó Để hỗ trợ cho việc tách thông tin đa hợp hayđiều khiển các vi mạch trong khối chốt vi xử lý sẽ đưa ra các tín hiệu điều khiển phù hợp

Việc phối ghép hệ vi xử lý và các thiết bị làm việc với các đại lượng tương tự là một nhu cầu rất hay gặt trong thực tế đời sống cũng như trong côngnghiệp Các phần tử mà hệ vi xử lý cần phải phối ghép thường là các đầu đo ( bộ cảm biến hoặc bộ biến đổi ) ở đầu vào và các cơ cấu chấp hành ở đầu ra

Cơ cấu chấp hành thường là loại số hay tương tự Cơ cấu chấp hành số thườnglà các khóa điện tử dùng để đóng ngắt các mạch cấp điện cho phần tử cần điều khiển, vì vậy cơ cấu này chỉ cầ cấp tín hiệu logic thích hợp là được Còn các cơ cấu chấp hành tương tự thì cần phải được nối với vi xử lý thông qua cácbộ chuyển đổi số sanh tương tự DAC và mạch khuếch đại công suất để thực hiên các thao tác do vi xử lý đưa đến Để ghép nối với các thiết bị như vậy vi xử lý cần phải thông qua các khối chuyển đổi số sang tương tự và tương tự sang số

Người ta rất muốn tận dụng khả năng của vi xử lý để thực hiện nhiều công việc Do đó dã chế tạo các đường tín hiệu điều khiển yêu cầu vi xử lý tạm dừng công việc đang thực hiện để thực hiện một công việc khác.khi công việc này thực hiện xong thì mới quay về thực hiện tiếp công việc đang gián đoạn, cách làm việc theo kiểu này gọi là ngắt vi xử lý để trao đổ dữ liệu Thông thường các tín hiệu để xác định vi xử lý làm việc theo kiểu này đã được thiết kế tích hợp bên trong vi xử lý Tùy theo khả năng của từng bộ xử lýtrung tâm mà cho các yêu cầu ngắt nhiều hay ít Đôi khi để mở rộng thêm cácyêu cầu ngắt khối xử lý trung tâm còn phải ghép nối với khối mở rộng ưu tiênngắt bên ngoài thông qua các tín hiệu điều khiển

Vấn đề truyền dữ liệu cũng được đề cập nhiều trong hệ vi xử lý Hai phương pháp truyền dữ liệu rất thường gặp trong thực tế là phương pháp truyền dữ liệu nối tiếp và phương pháp truyền dữ liệu song song Ưu điểm củaviệc truyền song song là tốc độ truyền nhanh do truyền tất cả các bit của một ký tự cùng một lúc Tuy nhiên đòi hỏi nhiều đường truyền và khoảng cách truyền gần Để khắc phục vấn đề này phương thức truyền nối tiếp ra đời Phương pháp này đòi hỏi đường truyền ít hơn và truyển đi được xa hơn; tuy nhiên tốc độ chậm hơn do phải truyền tuần tự từng bit của một ký tự Để phụcvụ cho khối truyền dữ liệu người ta đã chế tạo nhiều mạch tích hợp chuyên dùng Các mạch tích hợp này sẽ kết hợp với vi xử lý giải quyết các vấn đề phối ghép truyền thông tin rất hiệu quả

4.2.2 Yêu cầu cụ thể của các khối:

Nhiệm vụ của khối xử lý dữ liệu hệ thống sẽ do vi xử lý 8 bit 8085 đảm nhận Vi xử lý 8085 sẽ được kết nối sao cho có thể cho phép người sử dụng thực hiện được các chức năng xử lý dữ liệu của mình đối với hệ thống

Khối đệm dữ liệu phải đảm bảo đủ năng lượng để cung cấp cho các tải logic của hệ thống Yêu cầu của hệ thống đối với khối này là phải đảm bảo khả năng lái của tuyến dữ liệu, tuyến địa chỉ và các tín hiệu điều khiển từ

khối xử lý trung tâm cũng như các tín hiệu điều khiển khác liên quan Tuyến dữ liệu phải đệm hai chiều còn các tín hiệu khác chỉ cần đệm một chiều.Khối bộ nhớ được yêu cầu dung lượng nhớ là: 16 K Byte cho ROM hệ thống và chưa các chương trình tiện ích, 16K byte cho RAM để lưu trữ tạm dữ liệu xử lý, một socket mở rộng bộ nhớ 8 K có thể là RAM hay ROM hệ thống.Khối bàn phím và hiển thị phải cung cấp đủ một ma trận gồm 31 phím và

16 led hiển thị 7 đoạn Anode chung Ngoài ra có thể mở rộng số lượng phím lên 64 phím ở bên ngoài Việc quét bàn phím có thể thực hiện theo kiểu ngắt hay hỏi vòng (polling), việc hiển thị có thể thực hiện nhiều kiểu hiển thị như vào trái hay vào phải có hay không tăng tự động hiển thị IC ngoại vi thực hiện các chức năng trên cho khối này là 8279

Khối truyền dữ liệu nối tiếp thì phải cho phép người sử dụng truyền đượcdữ liệu đồng bộ hay bất đồng bộ, có thể khống chế được tốc độ truyền bằng cách lập trình xung nhịp truyền dữ liệu, có khả năng giao tiếp với máy tính qua cổng COM theo tiêu chuẩn RS 232 Ngoại vi thực hiện khối năng sẽ là 8251A của Intel và IC kích phát thu theo chuẩn RS 232 là MC 1488 và MC

1489 Khối truyền dữ liệu song song cũng theo tiêu chuẩn RS 232 có thể giao tiếp với máy tính qua cổng máy in hay giao tiếp với thiết bị thực tập khác Ngoại vi sử dụng là 8255 ngoài chức năng giao tiếp còn cho phép sử dụng cácchức năng khác như: chuyển đổi tương tự sang số, quét phím, quét hiển thị…Khối định thời và tạo xung cho phép lập trình điều khiển được phầm mềm để cho xung nhịp chuẩn cho khối truyền dữ liệu nối tiếp, cũng như xung clock sử dụng cho mục đích thí nghiệm khác Khối này sử dụng hai ngoại vi

8253 Một sử dụng để thực hiện cho phần cứng hệ thống và một cho phép người sử dụng can thiệp vào tìm hiểu

Khối chuyển đổi tương tự sang số với yêu cầu là chuyển đổi được tín hiệu tương tự thành số 8 bit, có 8 ngõ vào tương tự có thể lựa chọn được Khối này sử dụng vi mạch chuyển đổi 8 bit ADC 0809 được kết nối trực tiếp với khối xử lý trung tâm

Khối chuyển đổi số sang tương tự dùng vi mạch chuyển đổi 8 bit DAC

0808 sao cho có thể chuyển đổi tín hiệu số 8 bit thành tín hiệu tương tự ở ngõ

ra với điện áp nhỏ hơn 5v

Khối giải mã địa chỉ cần thiết phải đủ đầu ra để chọn bộ nhớ và các IC ngoại vi Ở đây nó phải đáp ứng được 8 ngõ ra cho IC ngoại vi và 6 đầu ra theo kiểu bộ nhớ

Khối chốt phải tách được địa chỉ và dữ liệu đa hợp thành địa chỉ thấp và dữ liệu, cũng như chốt dữ liệu để điều khiển khối chuyển đổi số sang tương tự Từ các yêu cầu trên ta có thể đưa ra sơ đồ kết nối các khối chi tiết như hình 4.1

Hình 4.1 : Cấu trúc sơ đồ khối của thiết bị thực tập vi xử lý 8085

CHƯƠNG V THIẾT KẾ CỤ THỂ

Dựa trên yêu vầu đề ra của đề tài và cấu trúc sơ đồ khối chi tiết đã được xác định

ở chương IV ta sẽ đi thiết kế cụ thể cho từng khối

5.1 THIẾT KẾ KHỐI XỬ LÝ TRUNG TÂM.

Vi xử lý (microprocessor) là một thiết bị bán dẫn chứa các mạch logic điện tử

được chế tạo theo công nghệ LSI hoặc VLSI Vi xử lý có khả năng thực hiện các

chức năng tính toán và tạo ra các quyết định làm thay đổi trình tự thi hành chươngtrình Vi xử lý là một thiết bị logic lập trình được, được thiết kế bằng các thanh ghi,các flip-flop và các phần tử định thời Vi xử lý có một tập lệnh được thiết kế bêntrong, để xử lý dữ liệu và truyền thông với các thiết bị ngoại vi Có nhiều loại vi xửlý và cũng có nhiều hãng chế tạo vi xử lý

Như đã đề cập từ đầu khối xử lý trung tâm mà đề tài này thực hiện sẽ là vi xử

lý 8085 8085 là một bộ vi xử lý 8 bit do Intel sản xuất, đầu tiên vào năm 1977 Nó có khả năng định địa chỉ cho bộ nhớ tới 64 Kbyte Thiết bị này có 40 chân, dạng Dip, đòi hỏi nguồn đơn + 5VDC Toàn bộ các tính hiệu của 8085 có thể đuợc phân thành

6 nhóm:

1 Tuyến địa chỉ.

2 Tuyến dữ liệu.

3 Các tín hiệu trạng thái và điều khiển.

4 Nguồn cung cấp và các tín hiệu tần số.

5 Các ngắt và các tín hiệu khởi tạo ngoại vi

6 Các cổng I/O nối tiếp.

Hình 5.1 trình bày các tín hiệu của 8085

Hình 5.1 : Sơ đồ các tín hiệu của 8085

8085 có 8 đường tín hiệu, A 15 -A 8, là các tín hiệu một chiều, được sử dụng nhưtuyến địa chỉ cao

Tuyến đa hợp địa chỉ và dữ liệu.

đích kép Các đường này được sử dụng lúc thì thực hiện chức năng như tuyến địa chỉthấp, lúc thì như là tuyến dữ liệu Khi thi hành một lệnh, trong một phần đầu của chukỳ, các đường này được sử dụng như là tuyến địa chỉ thấp Suốt phần còn lại của chukỳ, các đường này được dùng như tuyến dữ liệu Điều này cũng được gọi là tuyến đahợp (multiplexing the bus) Tuy nhiên, có thể tách tuyến địa chỉ thấp từ các tín hiệu

đa hợp này nhờ sử dụng một mạch chốt

 Các tín hiệu điều khiển và trạng thái

Nhóm các tín hiệu này bao gồm 2 tín hiệu điều khiển (RD và WR), 3 tín hiệu

để chỉ thị sự bắt đầu của hoạt động

 ALE - Address Latch Enable : Cho phép chốt địa chỉ Ngõ ra của tín hiệu

này sẽ cho một xung dương tác động cạnh lên được phát ra mỗi lần 8085 bắt đầu

hiệu này về cơ bản được sử dụng để chốt các địa chỉ thấp từ tuyến đa hợp địa chỉ vàdữ liệu.

 RD - Read : Đọc Đây là tín hiệu điều khiển Đọc tác động mức thấp Tín

hiệu này chỉ thị đọc I/O hoặïc bộ nhớ và dữ liệu có khả dụng trên tuyến dữ liệu.

 WR- Write : Ghi Đây là tín hiệu điều khiển Ghi tác động mức thấp Tín hiệu

này chỉ thị rằng dữ liệu trên tuyến dữ liệu được ghi vào một ô nhớ hoặc I/O đã chọn.

 IO/M : Đây là tín hiệu trạng thái được sử dụng để phân biệt giữa các hoạt

động I/O và bộ nhớ khi nó ở mức thấp, nó chỉ thị một hoạt động liên quan đến bộ nhớ Tín hiệu này sẽ được kết hợp với RD\ và WR\ để tạo ra các tín hiệu điều khiển I/O và bộ nhớ.

định các trạng thái hoạt động khác nhau của vi xử lý, nhưng chúng không được sửdụng trong hệ thống này

chân này Mỗi chủng loại 8085 đều có tần số tối đa cho phép đưa vào:

 6 MHz đối với 8085A

 10 MHz đối với 8085A- 2

 12 MHz đối với 8085A- 1

Vi xử lý được chọn thiết kế là loại 8085A nên tần số thạch anh được chọn là

6 Mhz.

 CLK _ OUT - Clock Output : Ngõ ra xung đồng hồ đồng bộ với xung clk củahệ thống và có tần số bằng phân nửa ngõ vào xung clock cấp cho vi xử lý Nó sẽđược dùng để cung cấp các tín hiệu xung đồng hồ cho các thành phần khác thuộc hệthống

 Các ngắt và các hoạt động khởi tạo bên ngoài.

Vi xử lý 8085 có năm tín hiệu ngắt với mức ưu tiên và tác động khác nhau có

thể được sử dụng để ngắt một sự thi hành chương trình và một tín hiệu trả lời ngắt

INTA (Interrupt Acknowledge) Ngoài tín hiệu ngắt INTR và tín hiệu trả lời ngắt INTA dùng cho mạch điều khiển ưu tiên ngắt 8259, các tín hiệu ngắt khác đều được

đưa ra cho phép người sử dụng thực hiện các yêu cầu khác

Ngoài các ngắt, ba chân - RESET, HOLD và READY - tiếp nhận các tín hiệu khởi tạo bên ngoài như là các ngõ vào Để đáp ứng yêu cầu HOLD, vi xử lý có một tín hiệu gọi là HLDA (Hold Acknowledge) Để hệ thống hoạt động bình thường thì

READY phải ở mức cao và HOLD phải ở mức thấp Nếu READY ở mức cao thì vi

xử lý sẽ chờ cho đến khi nó xuống lại mức thấp, còn khi HOLD được yêu cầu bằng

một tín hiệu mức thấp thì vi xử lý sẽ chấp thuận bằng cách gửi tín hiệu HLDA Hai

tín hiệu này sẽ được đưa ra cho phép sử dụng

 RESET IN : Khi tín hiệu trên chân này xuống logic thấp, bộ đến chươngtrình được đặt về không, các tuyến ở trạng thái tổng trở cao và vi xử lý bị đặt lại Tínhiệu ngõ vào này được kết nối với phím reset cứng bên phần bàn phím và hiển thị

 RESET OUT : Tín hiệu này chỉ thị rằng vi xử lý đang được đặt lại Tín hiệu

này có thể sử dụng để đặt lại các thiết bị khác

 Các cổng I/O nối tiếp

Vi xử lý 8085 có hai tín hiệu để thực hiện việc truyền dữ liệu nối tiếp.

 SID : Serial Input Data Dữ liệu vào nối tiếp Tín hiệu này nạp vào

 SOD : Serial Output Data Dữ liệu ra nối tiếp Ngõ ra này được nêu

rõ bởi lệnh SIM.

Hai tín hiệu này chỉ đưa ra cho phép sử dụng mà không được sử dụngtrong hệ thống Các vấn đề cụ thể đối với các tín hiệu ngắt của 8085 cũngnhư cấu trúc bên trong, hoạt động và tập lệnh sẽ được trình bày chi tiết ở

phần phụ lục Sơ đồ kết nối chi tiết của vi xử lý 8085 được cho ở sơ đồ nguyên lý của CPU.

5.2 CHỐT, ĐỆM TUYẾN ĐỊA CHỈ, TUYẾN ĐIỀU KHIỂN VÀ DỮ

LIỆU CHO 8085.

5.2.1 CHỐT TUYẾN ĐỊA CHỈ THẤP

Do trong hệ thống vi xử lý 8085 tuyến dữ liệu và địa chỉ thấp được chế tạo đa

hợp nên bắt buộc phải chốt tuyến địa chỉ thấp để giải đa hợp (demultiplex) tuyến

Tuyến AD 7 _ AD 0 được kết nối như là ngõ vào đến mạch chốt 74LS573 Tín hiệu ALE được nối đến chân cho phép (G) của mạch chốt, tín hiệu điều khiển ngõ

ra (OC) của mạch chốt được nối đất (luôn được chấp nhận).

Hình 5.2 : Sơ đồ mạch chốt tuyến địa chỉ thấp.

ALE ở mức cao trong mỗi chu kỳ T1 Khi ALE ở mức cao, ngõ ra của mạch chốt thay đổi tùy theo dữ liệu vào Khi ALE xuống thấp dữ liệu ngõ vào không được

đưa đến ngõ ra, dữ liệu xuất hiện ở ngõ ra chính là dữ liệu trước đó Tại thời điểm này dữ liệu ngõ vào thay đổi cũng không làm ảnh hưởng đến dữ liệu ngõ ra Vậy vi

xử lý 8085 kết hợp với IC chốt 74LS573 để tách các đường địa chỉ và dữ liệu tạo

thành các bus địa chỉ thaÁp và bus dữ liệu tách rời, kết hợp với bus điều khiển để thiết kế hệ thống Ngoài chức năng chốt ngõ ra của mỗi ngõ ra của 74LS573 còn có khả năng tải đến 30 tải logic TTL_LS

5.2.2 ĐỆM TUYẾN ĐỊA CHỈ CAO

Mạch đệm (buffer) là một mạch logic để khuếch đại dòng điện hoặc công suất Mạch đệm về cơ bản được sử dụng để làm tăng khả năng lái (drive) của một

mạch logic

Hình 5.3 trình bày một mạch điện dùng IC đệm một chiều được cấu tạo bở ngõ

ra ba trạng thái 74LS244 (vì tuyến địa chỉ là tuyến một chiều, hướng từ vi xử lý đến

các thiết bị bên ngoài) để làm tăng khả năng lái của tuyến địa chỉ cao Về cơ bản,

2mA) : chúng chỉ có thể lái một tải logic TTL Mặc dù bên trong 8085 đã có các

mạch đệm dữ liệu và địa chỉ, nhưng theo hướng dẫn của các nhà chế tạo, một hệ

thống vi xử lý có từ 10 thành phần trở lên nên dùng các mạch đệm.

Mạch đệm 74LS244 có khả năng cấp dòng 15mA và rút dòng 24mA.

ALE

AD0 AD1 AD2 AD3 AD4 AD5 AD6 AD7

Tuyến địa chỉ thấp đã được chốt (giải đa hợp)

A0 A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7

Tuyến dữ liệu đã được giải đa hợp

D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7

Hình 5.3 : Sơ đồ mạch đệm tuyến địa chỉ cao, tuyến điều khiển và tuyến dữ liệu

5.2.3 ĐỆM TUYẾN DỮ LIỆU VÀ CÁC TÍN HIỆU ĐIỀU KHIỂN

Trong hệ thống các đường dữ liệu dùng để cung cấp dữ liệu cho bộ nhớ và các

IC ngoại vi để tăng khả năng tải của các đường dữ liệu khối đệm dữ liệu sẽ dùng

IC đệm 2 chiều 74LS245 để làm tăng khả năng lái của tuyến dữ liệu 74LS245 có

thể rút dòng 24mA và cấp dòng 15mA 74LS245 có 8 đường dữ liệu hai chiều: hướng của dòng dữ liệu được xác định bởi chân điều khiển hướng DIR Hình 5.3 chứng tỏ rằng mạch đệm luôn được cho phép nhờ nối đất tín hiệu G Hướng của dòng dữ liệu được xác định bằng cách nối tín hiệu RD\ từ vi xử lý đến tín hiệu DIR Khi vi xử lý ghi (Write) vào các ngoại vi, RD\ lên cao và dòng dữ liệu từ vi xử lý đến các ngoại vi Khi vi xử lý đang đọc (Read) từ các ngoại vi, RD\ xuống thấp và

dòng dữ liệu hướng đến vi xử lý, tuyến địa chỉ thấp không cần thiết phải dùng thêm

IC đệm trong hệ thống này vì trong bản thân mạch chốt 74LS573, dữ liệu địa chỉ đã

được đệm rồi

Các tín hiệu điều khiển cần được cung cấp để điều khiển cho nhiều thiết bịtrong hệ thống do đó nó cần phải được đệm để tăng khả năng tải Nguyên tắc đệmđược thực hiện tương tự như việc đệm tuyến địa chỉ cao, sơ đồ cụ thể được trình bày

ở sơ đồ nguyên lý Các tín hiệu được đệm bao gồm RD\, WR\, CLOCK_OUT,

RESET_OUT.

Trong hệ thống vi xử lý, các ngoại vi được kết nối ở dạng song song giữa tuyếtđịa chỉ và tuyến dữ liệu Vi xử lý chỉ thông tin với một thiết bị tại một thời điểm, khi

đó phải cách ly tất cả các thiết bị còn lại Việc sử dụng các mạch 3 trạng thái

(Tri_state) sẽ giải quyết được vấn đề trên và làm giảm dòng tải khi thiết bị khôngđược chọn

5.3 GIẢI MÃ ĐỊA CHỈ

Trong một hệ thống vi xử lý các phần tử nhớ (ROM, RAM) vaØ các I/O ngoại

vi (8251, 8253, 8255, 8279 ) dùng chung tuyến điạ chỉ, tuyến dữ liệu và các tín hiệu điều khiển như : RD\, WR\ Để vi xử lý hiểu rằng, nó đang hay cần thông tin với bộ nhớ nào (ROM hay RAM), hoặc với I/O nào (8251, 8253, hay 8255 ) và với phần

tử nào trong một thiết bị (ô nhớ nào, thanh ghi nào: trạng thái, điều khiển hay thanhghi dữ liệu) Bắt buộc vấn đề giải mã địa chỉ phải được sử dụng

5.3.1 CÁC PHƯƠNG PHÁP GIẢI MÃ ĐỊA CHỈ

Có tất cả 3 phương pháp để giải mã địa chỉ :

Có nhiều kỹ thuật khác nhau để thực hiện 3 phương pháp trên, đó là :

Array).

Các kỹ thuật giải mã nêu trên đều có ưu điểm và những hạn chế của nó Tùytheo điều kiện thực tế mà ta sẽ chọn phương pháp giải mã thích hợp.Các kỹ thuật

này đều có thể áp dụng bộ nhớ và I/O ngoại vi Nhưng đối với I/O ngoại vi, cho

phép chọn lựa một trong hai phương pháp :

a> Giải mã I/O ngoại vi (Puripheral I/O) hay còn gọi là I/O cách ly (Isolated I/O)

b > Giải mã I/O có lập bản đồ nhớ (Memory - Mapped I/O)

Bảng 5.1 cho một phép so sánh về hai phương pháp này.

Bảng 5.1 So sánh I/O có lập bản đồ nhớ và I/O ngoại vi.

2 Các tín hiệu

3 Các lệnh có khả

dụng

Các lệnh liên quan đến bộ

nhớ như : STA; LDA; STAX;

LDAX; MOV M,R; ADD M;

bản đồ I/O độc lập với

bản đồ bộ nhớ có thể

kết nối 256 thiết bị vào,

Nhiều phần cứng hơn được

cần để giải mã địa chỉ 16 bit

Ít phần cứng hơn được

cần để giải mã địa chỉ 8

tiếp thực hiện với dữ liệu I/O

Không thể áp dụng

5.3.2 THIẾT KẾ KHỐI GIẢI MÃ ĐỊA CHỈ CHO CPU.

Để giải mã cho các phần tử nhớ và các IC ngoại vi của đề tài ta chọn các phương pháp sau:

 Giải mã địa chỉ cho hệ thống bộ nhớ.

Cơ sở để chọn lựa kích cỡ bộ nhớ chính là dung lượng phần mềm Phần mềm ở đây bao gồm chương trình hệ thống (chương trình monitor) và chương trình của người dùng Ngoài ra người ta còn căn cứ vào khả năng quản lý vùng nhớ của vi xử lý Đối với vi xử lý 8085 dung lượng bộ nhớ mà nó quản lý là 64K byte

Hệ thống bộ nhớ được yêu cầu trong thiết bị thực tập này bao gồm :

nhớ RAM hay EPROM hệ thống ngoài Nếu dùng bộ nhớ RAM thì

EPROM chứa chương trình hệ thống sẽ nằm trên board chính và địa chỉ của

RAM sẽ chiếm một vùng nhớ 8K trong vùng nhớ mà vi xử lý quản lý, còn

nếu dùng EPROM thì EPROM hệ thống sẽ là EPROM mở rộng bộ nhớ Ngoài ra bộ nhớ RAM sẽ được thiết kế có nguồn dự phòng, còn đối với việc dùng RAM mở rộng cho phép có hay không dùng nguồn dự phòng Điều

này cho phép người sử dụng có thể thử chương trình Monitor dễ dàng

Bộ nhớ EPROM (Erasable Programmable ROM) có nhiệm vụ lưu giữ thường

xuyên chương trình quản lý hệ thống của thiết bị thực tập và các chương trình tiệních khác có liên quan đến thiết bị thực tập

Bộ nhớ RAM ( Random Access Memory ) sẽ lưu giữ tạm thời các thông số cần

thiết cho chương trình và cả chương trình điều khiển của người dùng thiết bị thực

tập Việc thiết kế vùng nhớ RAM 16K nhằm mục đích cho phép người thực tập sử dụng chung thiết bị dễ dàng quản lý vùng nhớ RAM mà mình sử dụng.

Đối với bộ nhớ EPROM hay RAM khi thiết kế ta hay quan tâm đến thời gian

truy xuất của nó Thời gian truy bộ nhớ (tACC) là khoảng thời gian từ lúc áp đặt địa

chỉ tới các ngõ vào địa chỉ của EPROM hay RAM cho đến khi dữ liệu xuất hiện ở

ngõ ra

Khoảng thời gian mà địa chỉ có giá trị trên bus địa chỉ của 8085A là tAD =575ns, sau khoảng thời gian này vi xử lý sẽ bắt đầu đọc dữ liệu Do đó để dữ liệukhông bị mất thì thời gian truy xuất bộ nhớ phải nhỏ hơn 575ns

Ngoài ra ta cũng phải tính đến thời gian bị trì hoãn ở khối giải mã và khốiđệm Nếu thời gian truy xuất bộ nhớ và thời gian trì hoãn ở khối giãi mã và khốiđệm lớn hơn thời gian mà địa chỉ có giá trị trên bus địa chỉ thì dữ liệu sẽ bị sai và tasẽ khắc phục bằng cách khống chế chân READY của vi xử lý và các chu kỳ đợi

Bảng 5.2 - Bản đồ nhớ và bảng địa chỉ bộ nhớ của hệ thống.

BẢN ĐỒ NHỚ

0000 H

EPROM 1

8 K 1FFF H

2000 H

EPROM 2

8 K 3FFF H

BẢNG ĐỊA CHỈ BỘ NHỚ CỦA HỆ THỐNG

0

00

00

11

00

11

6000 H

7FFF H

RAM3 1

1

00

00

11

A000 H

BFFF H

chia thành 6 khối bằng nhau, mỗi khối có dung lượng 8K.

Nếu muốn giải mã địa chỉ cho hệ thống này bằng kỹ thuật dùng bộ giải mã thì

yêu cầu đặt ra là : Bộ giải mã phải có ít nhất 6 ngõ ra Do đó có thể chọn bộ giải mã

74LS138 : là IC giải mã 3 đường sang 8 đường với ngõ ra được chọn tác động ở mức

thấp Hai ngõ ra còn lại của khối giải mã sẽ được đưa ra cho phép người sử đụngchọn vỏ thiết bị khác theo kiểu bộ nhớ Khi đó mỗi thiết bị sẽ chiếm một vùng nhớ

74LS138 cho bởi sách tra cứu, sơ đồ nguyên lý của bộ giải mã kiểu bộ nhớ được cho

ở hình 5.4.

Hình 5.4 : Sơ đồ nguyên lý mạch giải mã địa chỉ.

 Giải mã địa chỉ cho hệ thống ngoại vi.

Mỗi địa chỉ giúp vi xử lý định vị một thanh ghi tương ứng trong một ngoại vinào đó Số lượng thanh ghi cần được định vị trong mỗi ngoại vi thường là khác nhau

Chẳng hạn 8251, 8259 có hai thanh ghi cần được định vị, trong khi 8253, 8255 có tới bốn thanh ghi cần định vị, còn ADC0809 có tới 3 đường địa chỉ để chọn lựa 1 trong 8

ngõ vào cần dùng Muốn thực hiện được phương pháp giải mã theo khối, bắt buộcphải qui đều số lượng thanh ghi trong mỗi khối bằng số lượng thanh ghi tối đa cầnđịnh vị trong một ngoại vi Tức là, đối với hệ thống này, mỗi khối có 8 thanh ghi

Xem bảng 5.3.

Bảng 5.3 bản đồ I/O và bảng địa chỉ ngoại vi

BẢN ĐỒ I/O

BẢNG ĐỊA CHỈ NGOẠI VI CỦA HỆ THỐNG

Ngoại vi A 7 A 6 A5 A 4 A 3 A 2 A 1 A 0 Vùng địa chỉ

mạch giải mã địa chỉ cho hệ thống ngoại vi

Khi IO/ M = logic 1 , vi xử lý sẽ chọn thanh ghi nào trong ngoại vi nào tùy

Khi IO/ M = logic 0, ô nhớ nào trong bộ nhớ nào sẽ được chọn phụ thuộc vào

5.4 KẾT NỐI KHỐI BỘ NHỚ.

Như đã đề cập ở trên khối bộ nhớ sẽ bao gồm 16K byte dùng 2 IC nhớEPROM 8Kx8bit 2764, 16 K byte dùng IC nhớ RAM 8Kx8bit và một socket mởrộng bộ nhớ 8K Sơ đồ kết nối cụ thể được cho ở hình 5.5, cấu tạo và nguyên tắchoạt động của các IC nhớ RAM 6264 và EPROM 2764 được cho ở sách tra cứu

Hình 5.5 Sơ đồ nguyên lý của khối bộ nhớ.

Các địa chỉ của IC nhớ sẽ được nối đến bus địa chỉ để nhận địa chỉ từ vi xử lýchọn đúng ô nhớ cần truy xuất Các ngõ vào tín hiệu điều khiển chọn vỏ thiết bị mà

vi xử lý cần xử lý sẽ nối với ngõ ra của bộ giải mã địa chỉ bộ nhớ để chọn thiết bịthực hiện chức năng xuất hay ghi dữ liệu

Các bộ nhớ RAM được thiết kế dùng bộ nguồn dự phòng để giữ lại dữ liệu khimất nguồn chính Để dữ liệu trong RAM không bị sai ngay khi nguồn được cấp lại(do RAM sẽ ghi giá trị dữ liệu ngẫu nhiên lúc mạch reset thực hiện chức năng resethệ thống) ta sẽ khống chế chân cho phép ghi của RAM bằng các cổng logic đượcthực hiện như hình 5.5

Khi đóng điện ngõ ra chân 4 của cổng đảo giả sử sẽ ở mức cao qua cổng ORcấp bởi 7432 sẽ khiến ngõ vào WR\ ở mức cao khống chế ghi dữ liệu Nếu socketmở rộng được dùng làm bộ nhớ ROM nhờ công tắc gạt SW1 thì nó sẽ chiếm vùng

không được sử dụng, còn nếu SW1 cho phép sử dụng ROM1 thì socket mở rộng sẽquản lý vùng nhớ RAM3 RAM mở rộng có thể đùng nguồn dự phòng hay khôngnhờ SW2

5.5 THIẾT KẾ KHỐI ĐỊNH THỜI VÀ TẠO XUNG.

Để cung cấp xung clock cho ngoại vi truyền dữ liệu nối tiếp 8251, cũng nhưcấp xung clock hay các tín hiệu thử cho hoạt động thí nghiệm và nhằm giảm nhẹ tính

phức tạp của công việc viết phần mềm khi phải xây dựng các chương trình trì hoãn,

một bộ định thời được đòi hỏi cho phần cứng đó là 8253 Ngoài ra đây là một ngoại

vi dễ sử dụng và có thể thực hiện được nhiều chức năng khác nhau nên sẽ thiết kế

thêm một vi mạch 8253 cho phép người sử dụng tìm hiểu cách hoạt động, các chức

năng cũng như phần mềm điều khiển của nó để có thể ứng dụng vào một mục đíchcụ thể nào đó

5.5.1 GIỚI THIỆU 8253.

8253 là một ngoại vi định thời gian lập trình được (Programmable interval

timer / counter) có chức năng tương tự như các bộ đếm và bộ định thời được thiết kếbằng phần mềm

8253 là một thiết bị có 24 chân, dạng DIP, do Intel chế tạo, đòi hỏi nguồn đơn

+ 5V Nó phát ra những trì hoãn thời gian chính xác và có thể được sử dụng cho các

ứng dụng như là đồng hồ thời gian thực, bộ đếm sự kiện, chia tần số, mạch dao độngone-shot, máy phát sóng vuông và máy phát dạng sóng phức tạp

8253 chứa ba bộ đếm 16 bit có thể có thể khởi tạo hoạt động độc lập với nhau.

Mỗi bộ đếm có thể khởi tạo hoạt động trong 6 chế độ mà 8253 có thể thự hiện được.Việc khởi tạo 8253 có thể thực hiện theo nhiều kiểu khá đơn giản 8254 có sơ đồchân và các chức năng tương thích với 8253 nhưng nó có thể đọc trực tiếp dữ liệucủa bộ đếm đang thực hiện mà không phải dùng lệnh chốt đọc về như 8253, tần sốhoạt động của 8254 cũng cao hơn nhiều Các bộ đếm của 8253 có thể khởi tạo hoạtđộng ở chế độ đếm BCD hay đếm nhị phân Cấu tạo, nguyên tắc hoạt động và cáchlập trình đối với 8253 được trình bày chi tiết ở phần phụ lục

5.5.2 KẾT NỐI 8253 VỚI HỆ THỐNG.

 Tần số xung đồng đồng hồ và thời gian trì hoãn

Tần số xung đồng hồ tối đa tại ngõ vào của 8253A là 4Mhz (đối với 8254 là8mHz, 8254 - 2 là 10mHz)

N là giá trị số đếm nạp cho bộ đếm đó, thế thì :

1

Giao tiếp với 8253

Trong hệ thống này, 8253 có nhiệm vụ là :

 Cấp xung clock cho phần truyền và nhận (TXC và RXC) của 8251A đểlập trình tốc độ truyền (baud).

dụng

Căn cứ vào chức năng các chân của 8253 để kết nối với 8085 và một vài tínhiệu có liên quan Xem hình Hình 5.6

Hình 5.6 : Sơ đồ kết nối 8253 với vi xử lí và các tín hiệu có liên quan

Ngõ vào xung clock của 2 bộ đếm 0 và 1 của 8253 dùng cho hệ thống sẽ đượcnối với clock_out của vi xử lý Muốn 8251A truyền dữ liệu với máy tính với tốc độbao nhiêu (75, 110, 300, 1200, 2400, 4800, hay 9600 bit/s) chỉ cần lập trình cho8253A phát ra xung định thời (tại chân out 0 và out1) có tần số tương ứng Ngõ vàocủa bộ đếm còn lại sẽ được nối đến ngõ ra của một mạch dao động 500KHz dùngcho chuyển đổi ADC Chân gate dùng để khống chế hoạt động của ba bộ đếm nàysẽ được cho phép bằng cách nối lên +5v 8253 còn lại đưa các tín hiệu của ba bộđếm ra cho phép thao tác bên ngoài

5.6 THIẾT KẾ KHỐI GIAO TIẾP VÀO/RA

Nhằm mục đích cho phép người thực tập thí nghiệm được việc truyền dữ liệugiữa các thiệt bị thực tập với nhau hay giữa thiết bị thực tập với máy tính đề tài nàysẽ giải quyết vấn đề trên bằng cách thiết kế sẵn phần cứng cho phép thí nghiệmtruyền dữ liệu nối tiếp đồng bộ hay bất đồng bộ dùng 8251 và truyền dữ liệu song

song dùng 8255 Ngoài việc truyền dữ liệu còn cho phép sử dụng 8255 cho các thínghiệm khác Việc truyền dữ liệu sẽ thực hiện theo tiêu chuẩn RS232 thông qua đầunối cổng COM và cổng máy in Các cách hoạt động và khởi tạo của 8251 và 8255cũng như cách thức để tạo ra tiêu chuẩn RS232 được trình bày ở phần phụ lục Ngoài

ra việc giao tiếp giữa thiết bị thực tập với máy tính còn cho phép: Dùng máy tính đểlập trình cho thiết bị thực tập Khi đó vấn đề lập trình, soạn thảo chỉnh sữa chươngtrình và lưu trữ trở nên dễ dàng hơn

5.6.1 Giới thiệu 8251A.

8251A là một thiết bị lập trình được thiết kế cho việc truyền dữ liệu nối tiếpđồng bộ và bất đồng bộ, đóng vỏ ở dạng DIP 28 chân Có thể chia 8251 ra làm nămphần : Logic điều khiển Đọc / Ghi, bộ truyền, bộ nhận, mạch đệm tuyến dữ liệu, vàđiều khiển Mođun

Logic điều khiển giao tiếp trên chip với vi xử lí, quyết định các chức năngcủa chíp tùy theo từ điều khiển trong thanh ghi của nó và kiểm soát dòng dữ liệu

Phần truyền chuyển đổi một từ ở dạng song song (parallel word) được tiếp

Hình 5.7 Sơ đồ kết nối chi tiết 8251 với hệ thống.

5.6.2 Giao tiếp 8251A với vi xử lý

Đối với hệ thống này, 8251A sẽ được kết nối cho phép có thể khởi tạo truyềndữ liệu nối tiếp đồng bộ hay bất đồng bộ Xung đồng hồ cấp cho hai phần Thu /Phát của 8251A được lấy từ OUT0 và OUT1 của bộ định thời dùng 8253B Muốn8251A truyền dữ liệu với tốc độ bao nhiêu baud, chỉ cần lập trình số chia từ 3 MHzcho bộ đếm 0 và bộ đếm 1 của 8253B và lập trình hêï số tốc độ (1 ; 16 hay 64) trong8251A

Thông tin cần trao đổi nối tiếp giữa thiết bị thực tập và máy tính cũng nhưgiữa các thiết bị thực tập với nhau được truyền tải thông qua cáp chuẩn RS232C.Xem Hình 5.7

CS_Chip select : Chọn 8251: Khi tín hiệu này xuống thấp, 8251A được chọn.Tín hiệu được nối đến ngõ ra mạch giải mã địa chỉ cho 8251

C / D_Control / Data : Điều khiển / Dữ liệu Khi tín hiệu này ở mức cao,thanh ghi điều khiển hoặc thanh ghi trạng thái được định địa chỉ, khi nó xuống thấp,bộ đệm dữ liệu được định địa chỉ Trong hệ thống nó sẽ được kết nối với địa chỉ A0để thực hiện chức năng này Thanh ghi điều khiển và thanh ghi trạng thái được phânbiệt bởi các tín hiệu WR và RD, một cách tương ứng

WR\_Write : Ghi Khi tín hiệu này xuống mức thấp, vi xử lí hoặc ghi vàothanh ghi điều khiển hoặc gởi ra bộ đệm dữ liệu do đó tín hiệu này sẽ được nối đếntín hiệu điều khiển WR\ cấp từ vi xử lý

RD\_Read : Đọc được nối đến RD\ của hệ thống Khi tín hiệu này xuốngmức thấp, vi xử lí hoặc đọc một trạng thái từ thanh ghi trạng thái hoặc tiếp nhận dữliệu từ bộ đệm dữ liệu

RESET_Reset : Đặt lại Một mức logic cao trên tín hiệu này sẽ bị đặt lại8251A và đưa nó về chế độ không làm việc (idle mode) do đó có thể nối đếnreset_out của vi xử lý

CLK_Clock : Xung đồng hồ Đây là ngõ vào của hệ thống Xung đồng hồnày không thể điều khiển tốc độ truyền hoặc tốc độ nhận Xung đồng hồ cần thiếtcho việc thông tin với xử lí do đó có thể nối đến clock_out của vi xử lý

này

khiển tốc độ mà ở đó các bit được phát bởi USART Tần số xung đồng hồ có thểbằng 1 ; 16 hoặc 64 lần tốc độ baud

nó ở mức cao, nó chỉ thị rằng thanh ghi của bộ đệm đang rỗng và USTRT sẵn sàngtiếp nhận một byte Nó được đưa ra cho phép có thể được sử dụng để ngắt vi xử líhoặc để chỉ trạng thái Tín hiệu này được đặt lại (reset) khi một byte dữ liệu tải vàobộ đệm

trên chân này chỉ thị bằng thanh ghi xuất đang rỗng Tín hiệu này được đặt lại khimột byte được truyền từ bộ đếm đến thanh ghi xuất

trên đường này và được chuyển đổi thành một byte song song trong thanh ghinhận của bộ thu

đồng hồ để điều khiển tốc độ mà ở đó các bit được tiếp nhận bởi USART Ởmốt bất đồng bộ, xung đồng hồ có thể được đặt bằng 1; 16 hoặc 64 lần tốc độbaud

cao khi USART có một kí tự trong thanh ghi đệm và sẵn sàng truyền nó đến vixử lí Đường này được đưa ra cho phép sử dụng chỉ thị trạng thái hoặc để ngắt

vi xử lí

Trở kháng ra và tín hiệu TTL của USART không thích hợp để phát trực tiếp lênđường dây xoắn đôi hoặc cáp đồng trục, nên thường đòi hỏi các mạch kích phát vàthu, những mạch này có thể sử dụng các mức điện áp và / hoặc dòng điện lớn hơntiêu chuẩn của những IC số.

Nhờ tính phổ biến của giao tiếp RS232, người ta đã chế tạo các IC kích phátvà thu Hai vi mạch như vậy được MOTOROLA sản xuất là IC xuất phát MC1488 và

IC thu MC1489 có dạng vỏ vuông

Mỗi IC kích phát 1488 nhận một tín hiệu mức TTL và chuyển thành tín hiệu

ở ngõ ra tương thích với mức điện áp của RS232C, IC thu 1489 phát hiện các mứcvào của RS232C và chuyển chúng thành các ngõ ra có mức TTL

Chuẩn RS232C xem MODEM như là DCE và các máy tính hoặc thiết bị đầucuối như là DTE Chuẩn này dùng với tốc độ truyền dữ liệu là 20 Kps với khoảngcách truyền lớn nhất gần 15m Đây là một dạng giao tiếp loại TTL + bộ kích đườngtruyền không cân bằng

Mặc dù RS232C của EIA được dành riêng để áp dụng kết nối giữa mô-dunvới thiết bị đầu cuối, nhưng RS232C có thể được sử dụng khi hai thiết bị đầu cuốiđược nối với nhau (ở đây là thiết bị thực tập nối với nhau hay nối với máy tính).Trong trường hợp này Modem rỗng (null Modem), các đường dây tín hiệu điều khiểnphải được đặt chéo nhau

5.6.3 Kết nối 8255 với hệ thống.

Vi mạch 8255A là vi mạch giao tiếp ngoại vi lập trình được (PPI) Nó được dùng kết để nối giao tiếp song song giữa vi xử lý và thiết bị điều khiển bên ngoài Trong đề tài này ngoài mục đích dùng 8255 cho việc thí nghiệm truyền dữ liệu song song thì nó còn cho phép người sử dụng có thể thực hiện các công việc khác như chuyển đổi số sang tương tự quét phím và quét hiển thị… Hình 5.8 trình bày sơ đồ kết nối chi tiết của 8255 với hệ thống