Thiết kế và thi công hệ xử lý song song

Thiết kế và thi.công hệ xử lý song song GIỚI THIỆU CHUNG VỀ HE XU LY SONG SONG D CẤU TRÚC CƠ BẮN: U Máy tính nhiều bộ xứ lý độc lập: Truớc đây, các máy tính ban đâu chỉ có một CPU và

Trang 1

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC QUỐC GIÁ TP HỒ CHÍ MINH TRUONG DA! HOC SU PHAM KY THUAT KHOA sỹ THỊ "khai Anh TỬ

SVTH : LỄ VŨ TƠẠ: vIẦN LỚP : 94TCKXDD

Trang 2

cá Vu se

F3¿5 -

By-o} -

21: mt `

s2» „ 939 ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN -ĐIỆN TỬ

Trang 3

Lời Cảm Tạ

Em xin chân thành cảm ơn các thây cô TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ

THUẬT đã trang bị cho em những kiến thức để có được những thành quả cho bản thân,

Đặc biệt là thầy TRAN SUM thay NG UYỄN VIỆT HÙNG, thầy NGUYÊN ĐÌNH PHÚ

đã tận tình giúp dỡ trong thời giam làm luận ấn Em xin tổ lòng thương tiếc vô hạn đếm

thầy TRÀ SUM và chúa xế mối mất mát vô cùng to lớn đối với gia đình Xin cẳm ơu các bạn sinh viên đồ đóng góp ý kiến thẳng thắng và châu tình trong quá trình nghiền cứu cơ

bản , Tất cả những đóng góp quý bầu đó đà góp phần làm thành công luận án tốt nghiệp, dap tìng điục các vêu cầu da đè ra

Mặc đu đã hèt vức cố gắng nhưng chắc chấn đồ án vấn còn một số sai sót Rất

mong được dong góp và thông cảm

Em: xùa chân thành cám ơn các thầy cô và nguyện sẽ liên tục học tập, nghiên cứu

dé ngày càng tiến bộ hơn.

Trang 4

Bộ giáo dục và đào tạo Cộng Hòa Xã Hội Chủ Nghĩa Việt

Nam

Đại học quốc gta TP HOM Độc Lập - Tự Do - Hạnh Phúc

Khoa Điện

Bộ Món Điện - Điện Tứ

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

Họ tên sinh viên : LÊ VÕ TOẠI NHÂN

lớp :94TCKDĐD

Nghành : Kỹ thuật điện - điện tư

1 Tén dé tai:

Thiết kế và thi công hệ xử lý song song

2 Các số liệu ban đầu:

Sử dụng hai vi xử lý Z80 : một là master(chủ) + một là slave(tớ) và có thể hoán

Nghiên cứu chương trình hệ thống của một số kit như 8085, Z80

3 Nội dung các phần thuyết minh tính toán :

Trình bày về hệ xử lý song song

Trình bày sơ đổ khối hệ hai kit Z80

Trang 5

Thiết kế hệ thống, cần phải chế tạo hai mạch riêng biệt

§ Trình bày kết quả thi công

§_ Xây dựng hài thí nghiệm cho mô hình

4 Các bản ve:

Gốm các bán vẻ cần thiết ;vd đồ nguyện lý, sở đồkhối,

% (riáo viên hưởng dẫn : TRẤN SUM - NGUYEN VIET HONG

6ö, Ngày giau nhiệm vụ

7, Ngày hoàn thành nhiệm vụ: : 28-3-2002

Ngày \ tháng! năm 2000

We Chi mie m bộ môn

Trang 6

Nhận Xét Luận Văn Tốt Nghiệp Của GIÁO Viên Hướng Dẫn

Họ và tên sinh viên : LÊ VŨ TOẠI

Lớp : 94 TCKĐĐ

Cần bộ hướng dẫn : TRẤN SUM -NGUYỄN VIỆT HÙNG

Tên đề tài : Thiết kế và thi công hệ xử lý song song

Ô20060000000000000000000000000000000000000000600000000000000000000000660060000006000000000000000000000000906060606

°40090000000000000000060000000000000000000000000060000000000000000000000009000000000000000000000600600006066 eee

®*990©06006006060000000600066%

Trang 7

Nhận Xét Luận Văn Tốt Nghiệp Của Giáo Viên Phản Biện

Họ và tên sinh viên : LÊ VŨ TOẠI NHÂN

90000000000000000000000000060006000066

929000000000000000000000000606060000000006060

99990060000000%0000000000060

Ô90900000000600000006000009000060000006006000000000000000000000000000609009000060000066

900000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000400000000000606066 +“Đ%°e°se°b°°

99090060000060000000000060000009000000000000000000000000009000009000000060060606066

9990000000000006060060090000000006000000600000060000000000000000600060006060606

Trang 8

^

A

LOINOIDAU - ĐẶT VẤN ĐỀ

Đối với những hệ thống phức tạp, thường gồm nhiều bộ vi xử lý, trong đó mỗi bộ vi xử lý

xử lý một công đoạn nhất định Yêu cầu được đặt ra là làm thế nào để thay đối chương

trình ứng dụng của các bộ vi xử lý khác mà chỉ cần thao tác trên một bộ vi xử lý Bộ vi xử

lý ấy được gọi là bộ vi xử lý chủ Phương thức này càng tỏ rõ ưu điểm khi số bộ vi xử lý trong hệ thông càng nhiều, khoảng cách giữa các bộ vi xử lý xa, chương trình ứng dụng

đài

Việc nghiên cứu chế tạo và đưa vào sử dụng một hệ thống như vậy là rất cần thiết

VÀ €ó Ý nghĩa tức tiên,

‘rong phat vide tar, cmì chí nghiên cứa sự phối ghép giữa hai bộ vị xử lý Thực ra

sự phối phép duệu hộ vị xử lý với nhau cũng đưa trên nên tầng hai bộ vị xứ lý Ngoài

ra cmì công nghiên cứu sơ bộ về cơ chế thực hiện lệnh ¿ng song đối với hệ thống này '

Mac di da có những nỗ lực cao độ nhưng để tai chấc chấn vẫn có nhiều thiếu sót

Chúng tôi rất mong để tài tiếp tục được nghiền cứu và phát triển, triển khai ứng dụng vào

thực tiền,

Đề tài được chia làm năm phần :

a Phần một : Giới thiệu chung về hệ xử lý song song

Trong phan nay chủ yếu giới thiệu về các phương thức thực hiện lệnh song song,

phân tích yêu cầu của để tài

a Phan hai : Sơ đô khối hệ thống cần thiết kế

Trong phần này chủ yếu trình bày sơ đổ khối của hệ thống và khảo sát CPU Z80

a Phần ba : Thiết kế hệ thống

Trong phần này chú yếu triển khai sơ đồ khối thành sơ đồ nguyên lý, xác định các thông số của hệ thống

a Phần bốn: Thi công và trình bày kết quả

Trong phần này chúng em làm cho ý tưởng của đề tài trở thành hiện thực, kiểm

nghiệm các đặc tính của hệ thống

Phần năm : Xây dựng bài thí nghiệm cho mô hình

Trong phân này chứng em xây dựng các bài thí nghiệm dựa trên các đặc tính của hệ thống, nghiên cứu cách thực hiện lệnh song song bằng thực nghiệm.

Trang 9

Luận án tốt nghiệp Thiết kế và thi.công hệ xử lý song song

GIỚI THIỆU CHUNG VỀ HE XU LY SONG SONG

D CẤU TRÚC CƠ BẮN:

U Máy tính nhiều bộ xứ lý độc lập:

Truớc đây, các máy tính ban đâu chỉ có một CPU và thực hiện ở mỗi thời điểm chỉ

| lênh Các thế hệ sau tăng tốc đô tính toán có hiệu quả lên bằng cách cho phép một số lệnh đực thức hiện cùng một lúc, Phường pháp đơn gián nhất là dùng hai hay nhiều CPU

độc lấp với nhau, công phần chia bộ nhớ như hình đứ11 đây :

Thường mỗi CPU có một chương trình riêng để chạy, không ảnh hưởng đến các

CPU khác Một máy tính có nhiều bộ vi xử lý gọi là hệ thống đa xử lý

Một số hài toán yêu cầu thực hiện phép tính giếng nhau nhưng trên những đữ kiện

khác nhau Ví dụ chương trình dự đoán thời tiết đọc số đo nhiệt độ từng giờ từ 1000 trạm

khí tượng, tính số đo nhiệt độ trung bình của cả ngày ở mỗi trạm bằng cách thực hiện

những phép tính giống nhau trên mỗi trạm Đối với dữ kiện mỗi trạm, máy tính sẽ nạp

giá trị đầu vào thanh ghi, rồi cộng với giá trị thứ 2, 3, cuối cùng lấy tổng chia cho 24

Vì chương trình giống nhau được dùng trên mỗi tập dữ kiện, I bộ xử lý với I bộ đếm

chương trình nhưng có n bộ số học và n thanh ghi nên có thể thực hiện phép tính trên n

SUTH : LÊ VŨ T0DẠI NHÂN Trang 1

Trang 10

Luận án tố! nghiệp Thiết kế và thi công hệ xử lý song song

tập dữ kiện đồng thời nên việc sử dụng một hệ sử lý trở thành một yêu cầu trong thực

tế

Ngoài ra còn có nhiều dạng cấu trúc khác nhưng do giới hạn của để tài nên

không trình bài thêm

A

I) NHAN XE'T CHUNG Vi HE XU LY SONG SONG :

Hệ xử lý song song có cấu trúc phức tạp hơn hệ xử lý đôc lập ( thực hiện

lệnh một cách tuần tự và do một bộ ALU đấm nhận ) nhưng tốc độ thực hiện

chương trình nhanh hơn rất nhiều,

HH CẤU TRÚC HỆ THỐNG CẦN THIẾT KẾ :

Hệ thủng cần thiết kế có cấu trúc như hình Í-{ với bộ nhớ chính có phân cách

IV) PHAN TICH YEU CAU CUA bE TÀI:

® Thiet ké 1 hệ thống gồm 2 vi xứ lý 259, môi vĩ xứ lý đều có bộ nhớ, đơn

vị giao tiếp vào/ra và chương trình riêng để hoạt động độc lập khi chưa

ghép nối

8 Bộ nhớ, đơn vị giao tiếp vào/ra có thế được sử dụng qua lại giữa hai vi

xử lý

m Vi xit ly nay có thể khống chế hoạt động của vi xử lý kia và ngược lại

Khống chế hoạt động là bắt buộc ví xử lý kia thực hiện chương trình tại địa chỉ tùy ý

V) MỤC ĐÍCH Ý NGHĨA CỦA ĐỀ TÀI :

N Mục đích : nghiên cứu cơ chế điều khiển bus và ứng dụng, xây dựng mô

hình có sử dụng cơ chế này

N Ý nghĩa : góp phần trong việc xây dựng các hệ thống điểu khiển hiện

đại

VD GIỚI HẠN CỦA ĐỀ TÀI :

se Không nghiên cứu cụ thể quá trình thực hiện lệnh song song, chỉ nghiên cứu sơ

lược trong phần xây dựng bài thí nghiệm cho mô hình

Hướng giải quyết vấn để được trình bày trong phần thiết kế hệ thống

SVTH : LÊ VŨ TDẠI NHÂN Trang 2

Trang 11

Luận án tốt nghiệp Thiết kế và thi công hệ xử lý song song

PHẦN HAI

SƠ ĐỒ KHỐI HỆ HAI VI XỬ LÝ Z80

II) SƠ ĐỒ KHỐI :

Việc khảo sát cẩu tric CPU Z80 xem như là kiến thức cơ bắn nên em không trình bài ở phân này mà sẽ trình bài ở phần phụ lục cúa đề tài

a 7.Ớ a,

Trang 12

II GIẢI THÍCH:

ZÑ0-I có thể sử dụng bộ nhớ và đơn vị vào ra của Z80-2 bằng cách đưa tín hiệu

điều khiến đến mạch điều khiến bus, mạch này sẽ làm cho điện thế tại chân BUSRQ của

ZR0-2 ở múc [0] Nếu các tín hiệu hợp lý, mạch điều khiển bus sẽ mở cổng đệm hai

chiên, Tướng tự cho ⁄Ó-2, Các tín hiệu hợp lý có nghĩa là khi Z80-1 yêu cầu Z80-2

nhưững bụi thì /8Ó-2 không được yêu cầu Z240-] nhưng bús Tương tự cho 280-2

ZRO1 có thể khổng chế hoạt động của ⁄40-2 băng cách tác động đến chân NMI của ZNO-3 Tháng tự cho 80-2,

Cũng có thể khống chế hoạt đóng cúa ví xử iý báng cách thay đổi địa chỉ trổ về

trong ngàn xếp, những cách này rất phức tạp nếu trung chương trình hệ thống có nhiều chương trình còn,

Khi Z80-2 nhường bus, Z80-1 cần truy xuất đến vùng nhớ riếng có địa chỉ trùng

với vàng nhớ riêng của Z80-2 thì Z80-1 sẽ khóa mạch ia mã của Z80-2 bằng cách tác động đến chân E của mạch giải mã thông qua mạch điểu khiến bus Tương tự cho Z80-2

$VTH : LÊ VŨ TDẠI NHÂN Trang 4

Trang 13

Geom cae phim O, 1, 2, 3, 4.5, 6, 7, #9, ALB C.D, BE, F Cac phim nay diing dé

nhấp di héwd ma Hexa vao ving nhớ danh cho ngưJi sử dung

b) Cac phim chức năng :

-Phun RESET : Ding dé khdi dong lai bệ thống

-Phim MEMW : dùng để di chuyển dữ liệu từ thanh ghi của Z89 hoặc từ ô nhớ tạm ( đến

lúc thiết kế chương trình hệ thống sẽ quyết định) vao bộ nhớ RAM dành cho người sử

dụng)

- Phím RUN : Dùng để ra lệnh cho vi xử lý thí hành chương trình tại một địa chỉ

định trước Khi ghép nối với nhau, chương trình ứng dụng xác định Z80 nào là chủ

thì phím RUN của mạch vi xử lý Z80 ấy có tác dụng ra lệnh cho toàn hệ thống

hoạt động

- Phím ADW : Dùng để báo cho vi xử lý biết 2 byte đữ liệu sắp nạp vào là địa chỉ

- Phím UP : Dùng để xem đữ liệu ở các ô nhớ có địa chỉ lớn hơn địa chỉ của ô nhớ hiện hành ( là địa chỉ đang hiển thị trên 4 led trái)

-Phím DOWN : Dùng để xem dữ liệu ở các ô nhớ có địa chỉ nhỏ hơn địa chỉ hiện

hành

Hai phím UP và DOWN dùng để kiểm tra, thay đổi dữ liệu nhập vào từ

bàn phím

- Phím DEL : Dùng để xóa 4 bit hoặc I byte dữ liệu của ô nhớ hiện hành

- Phím REG : Dùng để xem nội dung các cặp thanh ghi tùy ý

SVTH : LE VO TOAI NHAN

Trang 14

I) Xác định số led 7 đoạn cùng chức năng mỗi led :

- Cần 4 led để hiển thị địa chỉ ở mã Hexa

- Cần 2 led để hiển thị đữ liệu của ô nhớ hiện hành ở mã Hexa

HD Xác dịnh số ÍC giao tiếp ngoại vị, số IC nhớ các loại :

a) IC nhớ: - RAM 6264 - 31C,

«1 PROM 2754 - 2IC,

b) HỆ giao ĐẾPp ngoại vì :

-Ñ2ŠSA ; 1 1C - dùng cho việc giao tiếp với các thiết bị ngoại vi mở rộng

-8279 ; 1 IC - dùng cho việc quét phím và hiển thị

IV) Xác dịnh vùng địa chỉ cho các IC : 1) Với mạch Z80-1 ( mạch ví xứ lý 1) :

Trang 15

Luận án tốt nghiện Thiết kế và thi công hệ xử lý song song

3) Thống kê các vùng địa chỉ có thể truy xuất trực tiếp từ mạch vi xử lý

kia mà không cần điều khiển chân E của IC giải mã:

a) Truy xuất từ Z80-1 ( mạch vi xử lý 1) :

RAM 2-I: A000-BFFF H RAM 2-2 : C000-DFFF H RAM 2-3 : E000-FFFFH 8279-2 : 08-09 H 8255-2 :0C-OFH 74573-2 : 18H

b) Truy xuất từ Z80-2 ( mạch vi xử lý 2 ):

RAM I-I :4000-5FFFH RAM 1-2 : 6000-7FFFH RAM I-3 : 8000-9FFF H 8279-1 : 00-01 H 8255-1 :04-07H 74573-1 : 10H

SVTH : LÊ VŨ TDẠI NHÂN Trang 7

Trang 16

RAMI RAM2 RAM3

inh 3-1b) Kết nối IC giải mã

Trang 17

Luận án tốt nghiệp Thiết kế và thí công hệ xử lý song song

VD MỖI MẠCH VI XỬ LÝ CẨN MỘT IC CHỐT ĐỂ TÁC ĐỘNG BEN CAC CHAN CAN THIET CUA VI XU LY VA CUA MACH DIEU

KHIỂN BUS :

1) Xác định chức năng các chân ngõ ra của IC chốt của mạch Z80-1:

- Q0 ( ký hiệu ; Q0-1 ); điểu khiển chân BUSRQ\ của Z80-2

- ÔI ( ký hiệu : QI-E ) ; điền khiến chân E của IC giải mã địa chỉ ở mạch

- Q2 ( ký hiệu : Q2-1 ) ; điều khiến chân NMI của Z80-2

3) Xúc định chức năng các chân ngõ ra cử ÍC chốt ở mạch Z80-2 :

- Q0 ( ký hiệu : Q0-2 ) : điều khiển chân BU SRQ' của Z80-I

- Q1 ( ký hiệu : QI-2 ) : điều khiển chân E của IC giải mã địa chỉ ở mach

Z80-1

- Q2 ( ký hiệu : Q2-2 ) : điều khiển chân NMT của Z80-1

* Q3-I và Q3-2 : điều khiển chân DIR của IC đệm 74245 (IC10)

* Q4-1 và Q4-2 : điều khiển chin DIR của IC đệm 74245 (Icp), IC này dùng để đệm system control bus (IOR\, MREQ\, RD\, WR)

* Q5-1 và Q5-2 : điều khiển chân DIR của IC đệm 74245 (IC8 va IC 9)

VI HÀM ĐIỀU KHIỂN CHÂN E CUA IC CHỐT Ở MẠCH Z80-1 :

Trang 18

Hình 3-5 : Bảng trạng thái để lập hàm điều khiển chân E của IC đệm 2

Trang 19

BUSAKI\ ở đây là của Z80-I

X) TỔNG HỢP EI,E2:

Do cả 2 vi xử lý cùng điều khiển chân E của IC đệm nên cần phân cách 2

tín hiệu điều khiển :

XD SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ 2 MACH VỊ XỬ LÝ:

$VTH : LÊ VŨ TOA! NHAN

Trang 23

N14

wo | À

7414 1CI8E

DEN `

ras 1C18F

Trang 24

XI) GIẢI THÍCH CHỨC NĂNG MỘT SỐ LINH KIÊN TRONG MACH : a) Chức năng của từng công tắc trong công tắc mảng SWI :

+ 9-8 : thử tín hiệu wait (S10)

+ 10-7 : thử tín hiệu [MT (SH)

+ 11-6 : thử tín hiệu NMI (S12)

+12-Š : thử tín hiệu BUSRQ (S13)

+13-4 : đưa 3 RAM về chế độ standby (S14), bật sang vị trí ON khi mất điện

thì cầng tốt vì 3 RAM được đặt ở chế độ standby một cách chắc chắn

+14-3 dùng để khởi động hệ thống khi hệ thống khó khởi động(S15)

+16-1- dang để cho hoặc không cho nguồn từ pín hay nguồn điện lưới cung

cap che 3 RAM

b) Mach giao tiếp bàn phím và hién thi:

Khdng ding chan tao ngdt IRQ vi viéc | tra phím bị Ấn đã nhả ra chưa sẽ khó khăn, Ở đầy dùng phần mềm để kiểm ưa phím bị ấn do đó việc kiểm tra phím nhả hoặc chứa nhú dễ dàng hơn

Với cách kết nối trên, mã các phím như sau :

m Bước I : để công tắc SI5 cúc hai mạch vi xử lý ở vị trí OFF

M Bước 2: cấp nguồn cho hệ thống

Bước 3: ấn nút reset của hai mạch vi xử lý nếu cần

§ Bước 4: bật SI5 của hai mạch vi xử lý sang vị trí ON

d) Công dụng hiển thi của LedI,2.3.4,5 :

Ledl sáng báo đã cấp nguôn vào mạch

SUTH : LÊ VŨ TDẠI NHÂN Trang 16

Trang 25

Luận án tốt nghiệp Thiết kế và thí công hệ xử lý song song

Led2 sáng báo CPU đang thực hiện chương trình phục vụ ngắt

NMI

Led3 sáng báo CPU đang nhường bus

Led4 sáng báo mạch giải mã không làm việc

LedŠ5 sáng báo CPU đang hoạt động bình thường (không có ngắt hay nhường bus),

©) ( hức năng của các IC đệm :

8 iC lO: đệm các đường dĩ liệu,

@ 1C 5,9: đệm các đường địa chi

8 lCp: đệm các đường điều khiếu ( ÍOE`, MREQ\, RD\, MR\)

NHD XVC ĐỊNH THÔNG SỐ MỘT SỐ PHẦN TỬ TRONG MẠCH :

L) Mạch led 7 đoạn :

- Sơ đồ chân led 7 đoạn

Hình 3-7 : Sơ dồ chân led 7 đoạn được sử dụng

- Thông số của A564 :

VQI,max = 0,5 V; Von nia = 3,4V

- Để các đoạn sáng đều thì A564 phải dẫn báo hòa trong mọi trường hợp Cụ

thể là phải đẫn bảo hòa trong trường hợp cả 7 đoạn cùng dấu chấm sáng

- Xét mạch của led 2 :

Trang 26

Khi chỉ có đoạn a sáng : Ic(A564) = (5 - 0.2 - I.8 - 0.5) /RII =5 [mA]

Suy ra RIL = 500 [O ], chọn RII=R12= = R1§ = 470 [Q]

Suy ra Ic(A564) = 2,5 / 470 = 5,32 [mA] < 8 [mA]

- Khi tat cd 7 doan cùng dấu chấm thập phân sáng :

Te (ASO4) & 5,32 8 = 42,56 [mA

-Khi Yo 6 [0]: Ib( A504) z (5-0,6-0,5)/R5

Để X5o4 dâu báo hỏa khí [c(a5G4) = 42,56 [mA] thi:

{irra Th ASO4) = 42,56 [mA]

Suv ra RS < 22.909 [KQ) Chon K5=Kh6= .= R10 = 18 [KO]

-Khi Yo [i]: Ueb(A564) = 5-3,4-0,6 = I[V] > 0,6[V] nén A564 vin din

dieu, Nhung thực nghiệm đã chứng tó rãng trong trường hợp này ta không thäy led sáng

2) Xúc định R20.R21.R22 :

- Một số thông số của 74HC573 :

Vormin = 2,40V]; Voumax = 0,5[V]; Io = 20[mA]; Ly; = -2,6[mA]

- Một số thông số của led2,3,4,5 : I= 10 [mA], ap roi : 2 [V]

- Xét mạch của led4 (mạch Z80-1) :

Khi QI1-2 ở [0] : Iled4) = (5-2-0,6-0,6-0,5)/R22 = 6[mA]

Suy ra : R22 z 216,7 [O ] Chọn R20=R21=R22= 220 [Q ]

Khi đó I(led4) = 1,3/220 z 5,91 [mA] Thực nghiệm chứng tỏ led sáng ta

trông thấy được

Khi Q1-2 6 [1] : Ided4) = (5-2-0,6-0,6-2,4)/R22 < 0 nên led tắt

3) Xác định R23, R24:

Một số thông số của C828 :

Chat : Silic Vego = 7[V];Tj = 150 [°C]

Loai : NPN Pc = 400 mW; hr = 130 ~ 520

VCBO = 30[V]Ic = 50 mA; f = 220 Mhz

Khi BUSRQ\ va NMI 4 [1] : Ic(C828) = (5-2-0,6-0,2-0,5)/R23 = 6[mA]

Suy ra R23 = 283.33 [Q ] Chon R23 = 270 [Q ], khi d6 :

Ic(C828) = 1,7/220 = 6,23 [mA] < 8 [mA]

Trang 27

Vì dòng điện Iụ; có trị số rất nhỏ( từ vài chục đến vài trăm HÀ ) nên thường

chọn điện trở này có trị số 4,7 đến 10 [KO]

Ví dụ : Im(74HCI38) = 20 [HA] Trong sơ đổ nguyên lý, chân GI của ICII và IC12 được nối lên nguồn Vcc thông qua điện trở thứ 7:

V(GI) = 5 - 20 [HA].2.6,8 [KO] = 4,728 [V]Ị> 2[V]

6) Mạch tự động cung cấp điện cho RAM khi mất dién :

*Một số thông số của pin : U = 3,6 [V]; Tnạp = 60 [mA.h]; 'V HEỠNG S4 = + Ib(A564) = (5-0,6)/R1

B(A564)Ib = Ic(A564) = 60 [mA]

SVTH : LE VO TOAI NHAN

Trang 28

Suy ra RI = 250.4,4/60[mA] = 18,333 [KQ]

Chon RI = 18 [KQ], suy ra Ic(A564) =251.4,4/18[KQ] = 61,11 [mA]

*Khi pin nap day :

-Vcc + Uec(A564) + Ic.R19 + U(D8) + 3,6[V] = 0

U(pin) = 5- Uec( A564) - U(R19) -0,6

Suy ra : Uec(AS04) + U(R19) = 5- 3,6 - 0,6 = 0,8 [V]

Chọn Uce(A564) = 0,7, V (dé A564 không bảo hòa), suy ra :

UCR19) = OLLV], suy ra RIO = ON/6E Lf mA] ~ 1,6 [Q]

Chọn R19 < 1,5 [QO], PaRI9) = 5,6 [inW|,

7) ức lượng công suất của hệ thống :

- làng trêu thụ lớn nhất ( đối với IC ) : 1992{rnA74HC573)

- DOng tiêu thụ nhỏ nhất (đối với IC ) : 65{rnA^](741.532)

- Lồng trung bình cung cấp cho các IC trong h€ thống :

lib = (160 + 68)/2 = 114[mA]

- Công suất tiêu tán trên các IC trong hệ thống :

Ptb = 5 I14[mA].32.2 = 36,4% ƒW]

Công suất tiêu thụ trên các phần tử khác trong mạch đều không đáng kể

Vậy nguồn điện cung cấp cho hệ thống phải có công suất > 36,48 [W]

XIV) VIẾT CHƯƠNG TRÌNH HÊ THỐNG :

1) Các yêu cầu đối với chương trình hệ thống :

- Tiết kiệm bộ nhớ

- Tăng tốc độ thực hiện chương trình

- khi khởi động xong 6 led hiện chữ Z80CPU nhấp nháy với tần số khoảng I

[Hz]

* Thao tác nạp địa chỉ xác định địa chỉ hiện hành :

- Ấn phím ADW, nạp liên tiếp 2 byte địa chỉ

- Ấn phím ADW lần 2, 4 led trái hiện địa chỉ hiện hành vừa nạp

Trường hợp nạp vào nhiều hơn 2 byte thì khi ấn phím ADW lần 2, 2

byte sau cùng được xem là địa chỉ hiện hành

Khi khởi động xong, địa chỉ hiện hành mặc định là 0000 H

- Trường hợp muốn thay đổi địa chỉ mới chỉ cần ấn phím ADW, sau đó thao tác tương tự như trên

* Thao tác nhập dữ liệu :

Sau khi đã xác định địa chỉ hiện hành, muốn nạp dữ liệu thì tiến

hành ấn các phím số bình thường Muốn nạp 1 byte dữ liệu phải nạp 2 lần,

nạp byte cao trước, byte thấp sau Muốn nạp dữ liệu vào bộ nhớ chỉ cần ấn

phim MEMW, khi đó đữ liệu hiện hành được lưu vào ô nhớ hiện hành Sau

khi ấn phím MEMW địa chỉ hiện hành tự động tăng 1 đơn vị, 2 led dữ liệu cũng hiển thị nội dung ô nhớ hiện hành mới

SVTH : LÊ VŨ T0ẠI NHÂN Trang 20

Trang 29

* Thao tác cho thực hiện chương trình :

Chỉ cần ấn phím RUN, khi đó vi xử lý sẽ nhẩy đến ô nhớ hiện hành để thực

hiện chương trình

* Thao tác xem nội dung cặp thanh ghỉ :

- Ấn phím REG một lần,

- Ấn phim có mã là mã của cặp thanh ghi muốn xem

- Ấn phím REG lần nữa để thoát Sau khi thoát khỏi chương trình con phục vụ

cho việc xem nội dụng cấp thanh ghi, trạng thái của bộ vi xử lý phải được phục hết nhĩ cũ,

Bang ma cde cap thanh ghỉ :

Phim 5 I 14 Phim B AF’

* Thao tác xem nội dung ô nhớ có địa chỉ lớn hơn địa chỉ hiện hành 1 đơn vị :

Chỉ cần ấn phím UP một lần

* Thao tác xem nội dung ô nhớ có địa chỉ nhỏ hơn địa chỉ hiện hành

một đơn vị:

Chỉ cần ấn phím DOWN một lần

* Thao tác xóa đữ liệu ô nhớ hiện hành :

-_ Ấn phím Del một lần, 2 led dữ liệu hiện 00

- Ấn phím MEMW để nạp lệnh NOP vào ô nhớ hiện hành

« Yêu cầu đặc biệt : nếu ấn I phím và giữ chặt thì vi xử lý chỉ tác động | lần

Chương trình phục vụ ngAt dat tai dia chi 4500(Z80-1) va A500(Z80-2)

SVTH : LE VO TOAI NHÂN : Trang 2ï

Trang 30

2) Lưu đồ chương trình chính :( hình 3-8 )

‘

+ Khởi tạo ngăn xếp

+ Xuất đữ liệu an toàn ra

Khi ấn nút RUN mặc nhiên

Chạy chương trình tại 4000

+ Gọi chương trình con 3-6 AFE0,AFEI,AFE2(Z80-2)

+ Gọi chương trinh con display | thành 6 byte mã 7 đoạn

a và được lưu vào 4FD0-4FD5

TT (Z80-1) va AFDO-AFD5(Z80-2)

Goi chuong trinh con quét phim - Chương trình con display :

c6 chifc nang di chuyén 6 6

Đ nhớ chứa mã 7 đoạn vào display

Phím chức năng Nhay đến khối | RAM của 8279 được in ˆ xử lý chức năng

| S Gọi chương trình

dịch chuyển data

+ Gọi chương trình con 3-6 Dữ liệu an toàn là đữ

+ Gọi chương trình con Display liệu để 2 vi xử lý hoạt

+ Xuất dữ liệu an toàn ra IC chốt động độc lập Mã hexa của

Trang 31

Trang 32

Luận án tết nghiệp Thiết kế và thi công hệ xử lý song song

4) Lưu đồ chương trình xử lý phím RUN :

ae

+HL<HL+1 +A<(HL)

+(4FE0) <A +(4FE2) < H

Trang 33

6)_Lưu đồ chương trình xử lý phím DOWN :

Trang 34

6) Lưu đồ chương trình xử lý phím DOWN :

Begin

+H<- (41:2) |

4 +HL <HL-1 +A <(HL)

+(4FE0) <A

Trang 35

7) Lưu đồ chương trình xử lý phím ADW :

+ (4FE0) 00 +(4EF1) & 00

+ Gol xí chường trinh con 3-6

| +OG@1 chương trình con display

Cho 2 và ])3 hiện chữ a.d

+ (4FE1) < (4FEO)

1°

Trang 36

Luận án tết nghiệp Thiết kế và thi công hệ xử lý song song

8) Lưu đồ chương trình chuyển 2 ô nhớ :

Trang 37

Thiết kế và thi công hệ xử lý song song

10) Lưu đồ chương trình con

xử lý phím MEMVW :

——————

i : +HL<-HL+*+I

Trang 38

11) Lưu đồ chương trình con xử lý phím REG : (Hình 3-17)

Phim B ; ——> Nhãy đến chương

Trang 39

tiện SN lội 6MB Thiết kế và thí công hệ xử lý sang song

2) Lưu đồ các chương trình phục vụ cho việc xem nội dung các cặp thanh ghi :

a) Lưu đồ chương trình xem HL ; b) Lưu đồ chương trình xem BC : (3-19)

+ A < (4FE0) + Dời trái A 4 lần và And với F0

+ Or với thanh ghi chứa tạm mã phím + (4FE0) << A

Trang 40

Luan dn tot nghiệp Thiết kế và thi công hệ xử lý song song

+A< (HL) + (DE) <A

TH : LE VO TOAI NHAN :

Tiêu đề	Thiết kế và thi công hệ xử lý song song
Tác giả	Lê Vũ Toại Nhân
Người hướng dẫn	Nguyễn Việt Hùng, Trần Sum
Trường học	Đại học Sư phạm Kỹ thuật
Chuyên ngành	Kỹ thuật điện - điện tử
Thể loại	Luận văn tốt nghiệp
Năm xuất bản	2000
Thành phố	TP Hồ Chí Minh

Định dạng
Số trang	111
Dung lượng	38,96 MB