4 6 7 thiết kế thiết bị thực tập vi xử lý 8085

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ THIẾT BỊ THỰC TẬP VI XỬ LÝ 8085 LỜI MỞ ĐẦU Sự phát triển mạnh mẽ cơng nghệ điện tử chung vi xử lý nói riêng đem lại nhiều ứng dụng mặt Cùng với phát triển nhu cầu tìm hiểu, học tập vi xử lý địi hỏi ngày cao Các thí nghiệm vi xử lý chế tạo để phục vụ cho mục đích học tập thí nghiệm Dựa kết thí nghiệm ứng dụng thực tế ưu điểm mạnh phương pháp học Các thí nghiệm vi xử lý chế tạo nhiều nhiên khó đáp ứng đủ nhu cầu tìm hiểu, ứng dụng, học tập ngày cao giới sinh viên kỹ sư Do thực đề tài “ Thiết kế thiết bị thực tập vi xử lý 8085” mục đích bổ sung thêm vấn đề mà thiết bị thực tập trước chưa đáp ứng thực đề tài cách để người thực có dịp tiếp thu thêm lượng liến thức bổ ích tự khẳng định giá trị phần kiến thức tiếp thu sau năm học tập Những thiếu sót thực đề tài điều khó tránh khỏi, mong nhận ý kiến đóng góp quý thầy cô, anh chị bạn TP Hồ Chí Minh ngày 20/ 2/2000 Sinh viên thực : Lê Hồng Việt Chương I DẪN NHẬP 1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ: Từ mạch IC quy mô nhỏ xuất vào năm 50 lịch sử kỹ thuật điện tử mạch tích hợp siêu lớn năm gần thực khẳng định vi điện tử tạo cách mạng lớn kỷ Đặc biệt đời vi xử lý đưa lại ứng dụng quan trọng công tác nghiên cứu khoa học sống Từ hãng Intel® cho đời vi xử lý 4004 vi xử lý khơng ngừng cải tiến phát triển vượt bậc Cùng với hãng khác Motorala, ZiLog… việc cải tiến vi xử lý chắn không ngừng phát triển mạnh kỷ tới Song song với phát triển vũ bão vi xử lý việc học tập tiếp cận với cơng nghệ kỷ thuật cao điều thiếu Ở nước công nghiệp việc học tập tiếp thu công nghệ bắt buộc sinh viên chuyên ngành Với trang bị phương tiện học tập tài liệu đầy đủ cơng nghệ nói chung vi xử lý nói riêng giúp họ dễ dàng việc tiếp cận tri thức nhân loại Ở nước ta điều kiện chưa cho phép nên sinh viên số kỹsư chuyên ngành điện – điện tử vi xử lý cịn đề tài chưa nghiên cứu chuyên sâu chí cịn có người cịn cho vấn đề lạ Qua thực tế tìm hiểu từ người yêu thích vi xử lý ngoại vi bộc phát từ thân biết rằng : việc học tập tìm hiểu ứng dụng vi xử lý ngoại vi bạn sinh viên chuyên ngành lãnh vực điện nói chung quan tâm có nhu cầu tìm hiểu cao Tuy nhiên vấn đề đặt : tài liệu, linh kiện chưa thể đáp ứng nhu cầu vấn đề thiếu thiết bị học tập vi xử lý ngoại vi Việc học vi xử lý IC ngoại vi thuộc loại thực nghiệm Ngoài việc học lý thuyết sinh viên cần phải thực tế kiểm nghiệm hiểu rõ từ cho sáng tạo, tư tốt Bức xúc vấn đề thông qua gợi ý người chuyên sâu lãnh vực vi xử lý ngoại vi nhận biết : Các vi xử lý nhiều hãng khác sử dụng nhiều lĩnh vực khác có nhiều đặc điểm chung đặc biệt mang tính kế thừa Về góc độ sư phạm với vi xử lý đơn giản việc hiểu tương đối dễ người bắt đầu thâm nhập vào lãnh vực người thực đề tài bắt tay vào thực 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 nước ta nói chung cịn thua nước phát triển phát triển giới khu vực Hiện điều kiện sở vật chất kỹ thuật chưa cho phép nên sản phẩm linh kiện điện tử chũ yếu nhập nước Việc nhập sản phẩm hay phổ biến nước có cơng nghiệp điện tử phát triển thực khó khăn tốn nhiều thời gian tiền bạc Do vậy, việc tận dụng linh kiện, thiết bị điện, điện tử có sẵn thị trường Việt Nam để thiết kế thành sản phẩm cụ thể phục vụ cho sống, cho học tập, cho xã hội đã, giải pháp hữu hiệu cho sinh viên kỹ sư Đề tài “Thiết kế thiết bị thực tập vi xử lý 8085” thực bối cảnh Vấn đề quan trọng việc khảo sát lý thuyết thực tế cụ thể từ IC ngoại vi, vi xử lý ứng dụng vào yêu cầu cụ thể xã hội 1.3 GIỚI HẠN VẤN ĐỀ: Nói đến vi xử lý biết đến hãng tiếng chuyên sản xuất chúng Intel, Motorola, Zilog… chế tạo từ vài thập niên trở lại đây, song khơng ngừng cải tiến phát triển vượt bậc Do nói vi xử lý đa dạng nguồn gốc chủng loại Bắt tay vào thực đề tài điều kiện không thuận lợi :  Ngồi mơn học có kiến thức liên hệ như: kỹ thuật điện tử, kỹ thuật xung số, vi mạch…thì thời gian học vi xử lý trường Với 15 tiết chuyên đề vi xử lý nên dù cố gắng người học nắm bắt khái niệm cấu tạo lệnh vi xử lý cụ thể đó, cịn IC ngoại vi tự tìm hiểu qua tài liệu Trong trường khác vi xử lý ngoại vi môn học chuyên sâu hay chuyên ngành cụ thể  Thời gian thực đề tài gói gọn gần hai tháng  Kinh nghiệm kiến thức thực tế chưa nhiều  Tài liệu VXL ngoại vi tiếng Việt thật khan khó khăn để tìm tài liệu liên quan VXL ngoại vi có thị trường Việt Nam  Việc thực đề tài bắt buộc phải gói gọn điều kiện linh kiện khảo sát phải có thị trường Việt Nam có ứng dụng cụ thể vào học tập đời sống Qua thực tế khảo sát qua tham khảo ý kiến thầy, cô người có liên quan đến chuyên ngành vi xử lý ngoại vi đề tài “Thiết kế thiết bị thực tập VXL 8085” thực đặc điểm sau: - Dùng vi xử lý bit 8085A cho khối xử lý trung tâm - Ma trận phím gồm 31 phím phím cứng, mở rộng tối đa 64 phím ngồi nhờ đầu nối - Vùng nhớ EPROM sử dụng 16K byte, RAM 16K byte socket dùng để mở rộng nhớ 8K byte thể RAM hay ROM hệ thống - 16 Led đoạn dùng để hiển thị liệu địa nhớ hay ngoại vi, 10 led đơn dùng cho hiển liệu số nhị phân 16 led đơn báo trạng thái logic công tắc mảng - Tần số xung clock hệ thống 6MHZ Cho phép khảo sát ứng dụng ngoại vi testboard thiết bị thực tập: - 8225A : Mạch phối ghép vào/ra song song lập trình - Bộ định thời gian lập trình 8253 - Lập trình qt phím hiển thị 8279 - Điều khiển ngắt ưu tiên lập trình 8259 - Truyền liệu nối tiếp 8251 - Chuyển đổi tương tự sang số bit ADC 0809 - Chuyển đổi số bit sang tương tự DAC 0808 Dùng IC chốt 74LS573, IC giải mã đường sang đường 74LS138 IC đệm hai chiều 74LS245, chiều 74LS244 cho thiết kế hệ thống - Cho phép thâm nhập vào phần cứng vi xử ngoại vi để hiểu rõ chức nguyên lý hoạt động ngoại vi vi xử lý - Có thiết kế sẵn phần cứng giao tiếp với máy tính qua cổng máy in LPT qua cổng COM theo chuẩn RS232 phần cứng cho phép giao tiếp hai thiết bị thực tập với - Có thiết kế mạch tạo tín hiệu thử mạch đơn ổn, cơng tắc gạt tạo mức logic phục vụ cho phần thí nghiệm mạch testboard - Do thời gian có hạn nên phần mềm điều khiển hệ thống bạn khác thực dựa phần cứng mà đề tài thiết kế 1.4 MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU : Đề tài vi xử lý 8085 không đề tài lạ mà thực tế khảo sát từ lâu nước nước Ngoài ứng dụng vi xử lý 8085 IC phổ dụng vào lãnh vực điều khiển, thông tin… đề cập nhiều, thiết bị thực tập vi xử lý 8085 chế tạo Vì câu hỏi đặt là: đề tài nghiên cứu nhằm mục đích mà thông tin ứng dụng vi xử lý 8085 khảo sát từ trước? Đồng ý đặc điểm đề tài có giá trị phải mang tính chất mẻ Tuy nhiên tính mẻ hiểu theo nghĩa tương đối nghĩa đề tài từ trước đến chưa nghiên cứu Quan điểm kế thừa phát triển quan điểm chủ yếu tình hình khoa học phát triển Với quan điểm kim nam cho việc thực đề tài Qua khảo sát vài thiết bị thực tập vi xử lý 8085 khóa trước hay qua tài liệu nhận thấy : Mặc dù hoàn thiện nhiên cịn nhiều vấn đề nảy sinh mà trước chưa đề cập hay chưa đề cập tới (Ở mục đích đề tài thực phần cứng nên giới hạn phần mềm khơng đề cập) Một điều khó phủ nhận để lập trình điều khiển thiết bị tốt phải hiểu rõ phần cứng thiết bị Tuy nhiên thiết bị thực cho phép người sử dụng thâm nhập vào phần cứng có khó khăn Ngoại vi thiết bị chế tạo gắn liền với vi xử lý ngoại vi điều mang chức chuyên sâu ứng dụng mạnh mẽ nhiều công việc Thực tế nhận thấy thiết bị khảo sát IC ngoại vi phục vụ cho phần cứng hệ thống người sữ dụng khó thâm nhập ứng dụng chúng với mục đích khác Ngồi nhiều đề tài thực nhiều lãnh vực khác với nhiều nhu cầu : giao tiếp với giới tương tự, giao tiếp với máy tính thực gặp nhiều khó hăn vấn đề thử nghiệm thiết bị thí nghiệm khơng đáp ứng đủ nhu cầu nên phải tốn nhiều thời gian để bổ sung mạch thử khơng thuận tiện Vì thực đề tài ngồi mục đích giúp cho người thực đề tài tìm hiểu kỹ cấu tạo, chức năng, nguyên lý hoạt động tập lệnh vi xử lý8085 ngoại vi sử dụng phổ biến sản phẩm đề tài ứng dụng trước mắt phục vụ cho thí nghiệm ứng dụng thực tế vi xử lý ngoại vi sử dụng phổ biến thị trường Việt Nam Nếu tiếp tục phát triển hy vọng đáp ứng đủ nhu cầu thí nghiệm ứng dụng giới yêu thích vi xử lý ngoại vi có khả thay thiết bị thực tập 8085 nhập nước ngồi phù hợp với thị trường điện tử nước ta đặc biệt đề tài cung cấp nhìn cụ thể cấu tạo, nguyên tắc hoạt động xảy vi xử lý 8085 ngoại vi CHƯƠNG II CƠ SỞ LÝ LUẬN 2.1 DÀN Ý NGHIÊN CỨU : - Giới thiệu tổng quát vi xử lý Thết kế cấu trúc sơ đồ khối thiết bị Thiết kế phần bàn phím hiển thị - Thíêt kế khối xử lý trung tâm CPU ngoại vi Thi công phần cứng thiết bị Hướng dẫn sử dụng phần cứng thiết bị 2.2 ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU : Đối tượng nghiên cứu chủ yếu thiết bị thực tập vi xử lý 8085 Profi – 5E Đức 2.3 PHƯƠNG PHÁP VÀ PHƯƠNG TIỆN NGHIÊN CỨU : 2.3.1 Phương pháp : - Tham khảo tài liệu: Chủ yếu tài liệu có kiến thức liên hệ đến kỹ thuật số, kỹ thuật điện tử, ngoại vi vi xử lý - Thực nghiệm : Kết nối phần cứng ngoại vi testboard kết nối với kit VXL 8085 Viết chương trình để thử nghiệm cách hoạt động ngoại vi 2.3.2 Phương tiện : Ngoài thiết bị thực tập VXL 8085 trường ĐHSP Kỹ Thuật TP.Hồ Chí Minh, dụng cụ đo đạc dao động ký, mày phát sóng, đồng hồ VOM… để thực đề tài phải thiết kế số mạch phụ hay dùng testboard để thử nghiệm ngoại vi khảo sát 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 lịch sử phát triển vi xử lý :