MICROCOMPUTER và những ứng dụng của nó

Chương 1 GIỚI THIỆU MICROCOMPUTER KH & KTMT ĐH Bách Khoa TP.HCM MICROCOMPUTER • “Micro – Computer” : những thiết bị bán dẫn chứa các thành phần điện tử thực hiện các chức năng : tính toán, điều khiển hệ thống…, có thể lập trình được và có kích thước nhỏ. • Hardware + Software = Function Unit Button switch CPU Memory instructions 123 Hoạt động của máy tính bỏ túi Vi xử lý - Vi điều khiển2 KH & KTMT ĐH Bách Khoa TP.HCM MICROCOMPUTER • MicroComputer có mặt trong hầu hết các thiết bị điện tử, kỹ thuật số, hệ thống điều khiển… trong cuộc sống hiện nay •Tại sao microcomputer được sử dụng rộng rãi trong nhiều sản phẩm ? Phím được nhấn Thay đổi nội dung Tia hồng ngoại Hiển thị thông tin/ giao tiếp với trạm Vi xử lý - Vi điều khiển3 KH & KTMT ĐH Bách Khoa TP.HCM MICROCOMPUTER • Các bước cần thiết để phát triển chương trình cho microcomputer •Lập trình : viết và biên dịch chương trình (chuyển chương trình sang dạng mã nhị phân mà microcomputer có thể hiểu và thực thi) •ICE control : gồm các board mạch dùng để “nạp” chương trình đã được biên dịch cho micro- computer, debug… • Nhúng microcomputer đã có chương trình vào hệ thống và bảo trì Vi xử lý - Vi điều khiển4 KH & KTMT ĐH Bách Khoa TP.HCM MICROCOMPUTER • Kiến trúc của MicroComputer Vi xử lý - Vi điều khiển5 KH & KTMT ĐH Bách Khoa TP.HCM MICROCOMPUTER • Kiến trúc của MicroComputer •CPU : đơn vị xử lý trung tâm. CPU 4-bit, 8-bit, 16-bit, 32-bit, 64-bit. • Memory : bộ nhớ chứa lệnh và dữ liệu, gồm 2 loại là ROM và RAM. • Input : thiết bị nhập liệu, ví dụ : bàn phím, công tắc, cảm biến… • Output : thiết bị xuất dữ liệu, ví dụ : monitor, lcd, led 7 đoạn, led matrix… • (Hình minh họa) Vi xử lý - Vi điều khiển6 KH & KTMT ĐH Bách Khoa TP.HCM MICROCOMPUTER • Hoạt động của Microcomputer •Chương trình được chứa trong bộ nhớ chương trình. • CPU thực hiện lặp đi lặp lại chu kỳ gồm 3 bước : 1. Đọc lệnh từ bộ nhớ (Instruction fetch) 2. Giải mã lệnh (Instruction decode) 3. Thực thi lệnh (instruction execute) •Tại một thời điểm CPU chỉ thực thi một lệnh. Thời gian thực hiện một lệnh phụ thuộc vào xung “clock”. •Một số kỹ thuật : pipeline, superscalar… Vi xử lý - Vi điều khiển7 KH & KTMT ĐH Bách Khoa TP.HCM MICROCOMPUTER • Hoạt động của Microcomputer + Vi xử lý - Vi điều khiển8 KH & KTMT ĐH Bách Khoa TP.HCM MICROCOMPUTER • Memory • ROM (Read Only Memory) •Mask ROM • EPROM (Erasable programmable ROM) • OTPROM (One times programmable ROM) • EEPROM (Electrical Erasable programmable ROM) • Flash Memory •… • RAM (Random Access Memory) • Static RAM •Dynamic RAM Vi xử lý - Vi điều khiển9 KH & KTMT ĐH Bách Khoa TP.HCM MICROCOMPUTER • Single-Chip / Multi-Chip Microcomputer Single-Chip Microcomputer Multi-Chip Microcomputer Vi xử lý - Vi điều khiển10 KH & KTMT ĐH Bách Khoa TP.HCM [...].. .MICROCOMPUTER • Dữ liệu trong bộ nhớ và giá trị nhị phân • • • Trong xử lí số giá trị điện áp cao và thấp được biểu diễn bởi hai giá trị 0 và 1, tất cả những thông tin đều được biểu diễn bằng sự kết hợp của 0 và 1 Một kí số nhị phân gọi là một bit, 8 bit kết hợp tạo thành một byte Nhiều byte kết hợp tạo word, long word Nội dung trong bộ nhớ là sự kết hợp các giá trị 0 và 1 Tuy nhiên... chúng có ý nghĩa hoàn toàn khác nhau, lệnh, dữ liệu và kí tự đều được biểu diễn bằng giá trị nhị phân KH & KTMT ĐH Bách Khoa TP.HCM Vi xử lý - Vi điều khiển 11 MICROCOMPUTER • Dữ liệu trong bộ nhớ và giá trị nhị phân • • Với mỗi vi điều khiển sử dụng ngôn ngữ máy khác nhau Ví dụ lệnh ADD trong H8 và Z80 : Lệnh ADD của H8 1000000000000001 Lệnh ADD của Z80 1100011000000001 ADD.B #1, R0L ADD A, 1 KH &... HỌ H8SX H8SX/1582 KH & KTMT ĐH Bách Khoa TP.HCM H8 MICROCOMPUTER KH & KTMT ĐH Bách Khoa TP.HCM Vi xử lý - Vi điều khiển 20 H8 MICROCOMPUTER KH & KTMT ĐH Bách Khoa TP.HCM Vi xử lý - Vi điều khiển 21 H8SX MICROCOMPUTER KH & KTMT ĐH Bách Khoa TP.HCM Vi xử lý - Vi điều khiển 22 H8SX CPU • CPU CISC 32-bit tốc độ cao • 8 thanh ghi đa dụng 32-bit (có thể sử dụng như 16 thanh ghi 16-bit hay 16 thanh ghi 8-bit)... H8SX • VBR (Vector Base Register) Giá trị của VBR là địa chỉ nền của vùng vector ngoại lệ (trừ reset và lỗi địa chỉ CPU) Người dùng có thể đặt bảng vector tại một địa chỉ bằng cách thiết lập giá trị thanh ghi này (20 bit cao được dùng) 31 12 VBR 0 (không dùng) Ví dụ thanh ghi được khởi tạo giá trị H’3000 Địa chỉ của mỗi vector ngắt là H’3000 + (địa chỉ vector của nguồn ngắt KH & KTMT ĐH Bách Khoa TP.HCM... 4-Gbyte không gian bộ nhớ chương trình và dữ liệu • CPU có 4 chế độ hoạt động : • • • • Normal mode Middle mode Advanced mode Maximum mode KH & KTMT ĐH Bách Khoa TP.HCM Vi xử lý - Vi điều khiển 23 H8SX CPU • Chế độ nguồn giảm • Lệnh SLEEP chuyển sang chế đọ này • Lựa chọn tốc độ clock hoạt động của CPU • Tính toán tốc độ cao • • • • • • • • Hầu hết các lệnh thông dụng thực thi trong 1 hoặc 2 chu kỳ Cộng... địa chỉ lớn nhất có thể truy xuất được là 16Mbyte (tổng của vùng chương trình và dữ liệu) Đối với từng phần khác nhau thì, đến 16 Mbyte cho vùng chương trình hoặc đến 64Kbyte cho vùng dữ liệu • Advance mode : Không gian địa chỉ lớn nhất 4 Gbyte có thể được truy xuất một cách tuyến tính Đối với các vùng khác nhau, vùng chương trình lên đến 16Mbyte và vùng dữ liệu lên đến 4Gbyte có thể được cấp phát •... Biểu diễn giá trị dương (unsigned) Biểu diễn cả giá trị dương và âm (signed) : hệ thống số bù hai đươc sử dụng để biểu diễn Ví dụ : chuyển giá trị nhị phân không dấu sang giá trị thập phân Nhị phân Trọng số 0 27 Thập phân : 1 1 2 6 25 0 24 0 0 23 22 1 1 21 20 64 + 32 +2 + 1 = 99 KH & KTMT ĐH Bách Khoa TP.HCM Vi xử lý - Vi điều khiển 14 MICROCOMPUTER • Hệ thống số, BCD, mã ASCII • Numeric data : • Ví... nhất để biết giá trị là dương hay âm 0 0000101 (+5) MSB : Nếu 0 thì >=0, 1 thì . Khoa TP.HCM MICROCOMPUTER • Single-Chip / Multi-Chip Microcomputer Single-Chip Microcomputer Multi-Chip Microcomputer Vi xử lý - Vi điều khiển10 KH & KTMT ĐH Bách Khoa TP.HCM MICROCOMPUTER •. Chương 1 GIỚI THIỆU MICROCOMPUTER KH & KTMT ĐH Bách Khoa TP.HCM MICROCOMPUTER • “Micro – Computer” : những thiết bị bán dẫn chứa. Khoa TP.HCM MICROCOMPUTER • Các bước cần thiết để phát triển chương trình cho microcomputer •Lập trình : viết và biên dịch chương trình (chuyển chương trình sang dạng mã nhị phân mà microcomputer