Biên soạn giáo trình Điện tử Ứng dụng phần mềm sms 32v23 mô phỏng vi Điều khiển

Khi thực hiện để tài này nhằm giúp cho nhóm nghiên cứu có điều kiện ứng dụng những kiến thức đã được trang bị ở nhà trường, đồng thời có cơ hội để tìm hiểu thêm về những kiến thức mới tr

Trang 1

BO GIAO DUC VA DAO TAO TRUONG DAI HOC SU’ PHAM KY THUAT

THÀNH PHÓ HÒ CHÍ MINH

HGMUIIE

ĐỎ ÁN TÓT NGHIỆP NGÀNH LUẬN VĂN TÓT NGHIỆP

BIÊN SOẠN GIÁO TRÌNH ĐIỆN TỬ

UNG DUNG PHAN MEM SMS 32V23

MO PHONG VI DIEU KHIEN

GVHD: NGUYÊN PHƯƠNG QUANG SVTH: NGUYÊN TRÀN THANH NHÀN

“LOO )'1 11: IE

TP Hồ Chí Minh, tháng 07/2002

Trang 2

BIEN SOAN GIAO TRINH GIANG DAY UNG

DUNG PHAN MEM SMS32V23 MO PHONG

TRONG VI DIEU KHIEN

GVHD: NGUYEN PHUGNG QUANG SVTH : NGUYEN TRAN THANH NHAN MSSV : 00301035

LỚP : CT2000 KĐĐ NIÊN KHÓA 2000 - 2002

$KL 004136

Trang 4

Bộ Giáo Dục & Dao Tao Cộng Hoà Xã Hội Chủ Nghĩa Việt Nam 'Trường ĐH Sư Phạm Kỹ Thuật Độc Lập - Tự Do - Hạnh Phúc

Bộ Môn Điện Tử

NHIỆM VỤ LUẬN ÁN TỐT NGHIỆP

Họ và tên: Nguyễn Trần Thanh Nhàn

Trần Thị Hồng

Ngành : Kỹ thuật Điện - Điện Tử Lớp : CT 2000 KĐĐ

Để tải :

BIẾN SOẠN GIÁO TRINH BIEN TU UNG DUNG PHAN

MÊM SMS32V23 MÔ PHONG VI ĐIỀU KHIỂN

Nhiệm vụ (yêu cầu và nội dung ) :

Ngày giao nhiệm vụ luận án: $141 2002,

Ngày hoàn thành nhiệm vụ t‡-L4002

Họ tên giáo viên hướng dẫn : Nguyễn Phương Quang

Nội dung và yêu cầu luận án tốt nghiệp đã được thông qua bộ môn

Ngay Ab thang 4 năm2002

Chủ nhiệm bộ môn Giáo viên hướng dẫn

Vy

Trang 5

Luận án tốt nghiệp GVHD : Nguyễn Phương Quang

LỜI CẢM ƠN

Qua những năm tháng học tập ở trường, chúng em đã nhận được sự dạy bảo, sự giúp đỡ tận tình của quí thầy cô trường Đại Học Sư Phạm Kỹ

Thuật, chúng em đã vượt qua những chặn đường đầy khó khăn, để đạt

được mục đích học tập như ngày hôm nay Với lòng biết ơn sâu sắc, chúng

em kính xin được gởi lời cảm ơn chân thành nhất đến :

-_ Thầy Nguyễn Phương Quang, thầy trực tiếp hướng dẫn đề tài,

đã tận tình chỉ dẫn trong suốt thời gian thực hiện đề tài để từ

đó chúng em đã đúc kết cho mình những kiến thức bổ ích

- Qui thay cé khoa Dién — Điện Tử ,

- Qui thay cé trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật

-_ Tập thể lớp CT 2000 KĐĐ cùng các bạn sinh viên

Đã giúp đã hướng dẫn và chỉ bảo nhiệt tình cho chúng em trong suốt

thời gian làm luận án cũng như đã truyền đạt những kiến thức hết sức hữu

ích, quí báu cho chúng em trong những năm học vừa qua để làm hành trang bước vào tương lai

Cám ơn quí thầy cô, nhà trường đã dành sự quan tâm cho tập luận

án

Cám ơn tất cả đã tạo điều kiện cho chúng em hoàn thành tập luận

án này

Tp.Hồ Chí Minh, ngày 6 tháng 7 năm 2002

Nhóm sinh viên thực hiện

Nguyễn Trần Thanh Nhàn

Trần Thị Hông

——————————ễ SVTH:: Nguyễn Trần Thanh Nhàn

Trang 6

Luận án tốt nghiệp ee GVHD : Nguyễn Phương Quang

` 2 Ậ

LOI MO DAU

Khi nền văn minh của nhân loại ngày càng đi lên và phát triển thì

ngành điện - điện tử đã góp phần quan trọng không nhỏ trong sự phát

triển đó Nó là một trong những ngành mũi nhọn của nền kinh tế quốc dân

và giữ vai trò quan trọng trong quá trình công nghiệp hoá và hiện đại hóa

đất nước

Ta không phóng đại khi nói rằng bộ vi xử lý (Microprocessor) đã cách mang hóa ngành công nghiệp điện tử và đã có một tác động đáng kể

đến nhiều lĩnh vực trong cuộc sống con người Sự phát triển loại IC ( mạch

úch hợp) có mật độ cực kỳ cao đã góp phần giảm mạnh kích cỡ và giá

thánh của máy vi tính, tính đa năng của chúng đượcc thể hiện trong đủ

mọi loại sản phẩm và ứng dụng

Ở nước ta hiện nay, vấn đề này cũng khá phát triển, có thể thấy rõ

qua những ứng dụng kỹ thuật số điều khiển trong nhiều ngành công nghiệp khác nhau Do đó để cập nhật những vấn đề mới này, các trường

đại học, cao đẳng đã đưa kỹ thuật này vào chương trình giảng dạy cho

sinh viên Tuy nhiên do tài liệu về vi xử lý, vi điều khiển cũng mới phổ

biến và còn khá mới lạ trong trường học Vì vậy để giúp cho người học có

cái nhìn tổng quát và cơ bản về vi xử lý, vi điều khiển nên chúng em đã chọn đề tài : “ Biên soạn giáo trình điện tử ứng dụng phân mềm

SMS32V23 mô phông vi điều khiển ” Trong quá trình thực hiện luận án

này, với kiến thức và thời gian có hạn nên đề tài còn nhiều sai sót không

tránh khỏi nên mong thầy cô và các bạn sinh viên thông cảm và đóng góp

ý kiến quí báu đề đề tài này hoàn thiện hơn

Xin chân thành cảm ơn !

Nhóm sinh viên thực hiên

i

SVTH : Nguyễn Trần Thanh Nhàn

Trang 7

Nhận xét của giáo viên hướng dẫn

Nhận xót của giáo viên phản biện

Lời cắm ơn

Lời mở đầu

Mục lục

PHAN B: NOI DUNG

Chương 1: DAN NHAP

Chương 4: CÀI ĐẶT CHƯƠNG — Mô PION G i cccacoocacsassnvcosssseinsassssce 19

Chương 5: THÁO CÀI ĐẶT

Chương 6: NHẬP MÔN THIẾT KẾ LẬP TRÌNH .- 24

5.2 Cấu trúc IF- THEN

5.3 Cấu trúcIF- THEN - ELSE

Trang 8

———————

5.6 Cấu trúc lập WHILE- DO

5.7 Cấu trúc lập REPEAT - UNTIL

Chương 7: HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG CHƯƠNG TRÌNH MÔ PHONG

VÀ CÁC BÀI TẬP

Chuong 8: CAC CHUONG TRINH MINH HOA DIEU KHIEN CÁC

THIET BI NGOAI VI TRONG CHUONG TRINH MO PHONG

SMS32V23

Keyboard Input (Nhập từ bàn phím)

Traffic Lights (Đèn giao thông)

Seven Segment Display (Led 7 doan)

Heater and Thermostat (Lồ sấy và cảm biến nhiệt)

Snake and Maze (Rắn và ma trận)

Stepper Motor (Động cơ bước)

Lift Simulation (Thang máy)

PHẦN C: PHỤ LỤC VÀ TÀI LIỆU THAM KHẢO

OE

Trang 9

a= he pm Z 3

NOI DUNG

Trang 10

Trang 11

phần phát triển của khoa học tính toán và xử lý thông tin, nó ảnh hưởng

quyết định đến con đường “tin học hoá” xã hội, tức là con đường mà

thông tin đã và đang trở thành lực lượng sản xuất trực tiếp trong nên sản xuất của kỷ nguyên tới

Nhớ sự phát triển của công nghệ điện tử, nhất là công nghệ chế tạo

vi điện tử, đóng thời cùng với sự phát triển của các thế hệ máy vi tinh, các bộ ví điểu khiển “Microprocessor” cũng ra đời và phát triển

Microcontroller la một hệ vi xử lý thật sự được tổ chức trong một chíp bao gôm bộ ví xử lý “Microcontroller”, bộ nhớ chương trình “EPROM”, bộ

nhớ đữ liệu “RAM”, các cổng vao/ ra Một hệ vi xử lý tối đa không có giới hạn trên về số lượng thành phần, về chức năng thực hiện và về quy

mô ứng dụng Vấn đề là trên cơ sở của yêu câu cụ thể của hệ cần thiết kế

mà tổ chức được phần cứng của hệ ở dạng tối thiểu (nhằm tăng tốc độ, giảm giá thành và tăng độ tin cậy) và xây dựng phần mềm thật tối ưu nhằm tăng khả năng linh hoạt và mềm dẻo trong các phép xử lý, gia công

và biến đổi tính hiệu mà hệ phải thực hiện

Qua các vấn để nêu ở trên, ta thấy việc học về vi xử lý, vi điều

khiển, tương đối khó đối với sinh viên các ngành điện tử — viễn thông,

công nghệ thông tin, tự động điều khiển khi mới bắt đầu học Do đó để

giúp các bạn làm quen và hiểu được những vấn để đơn giản ban đầu và dan đi vào nghiên cứu sâu hơn về vi xử lý, vi điều khiển chúng em đã

tiến hành thực hiện để tài này Bản chất của chương trình trong phần

mềm này mô tả vi xử lý 80X86 (8086, 80186, 80286 ) nhưng được trang

bị đây đủ eác giao tiếp I/ O (như bàn phím, ngõ ra điều khiển đèn giao

thông, thang máy, lò sấy , động cơ bước ) nên mới được giới thiệu là mô phồng vi điều khiển (Micro Controller Simulator)

—————————ễễ SVTH : Nguyễn Trần Thanh Nhàn Trang 2

Trang 12

GVHD : Nguyễn Phương Quang

2 Vị trí của dé tai:

Khi tiếp cận với vi xử lý, vi điều khiển sinh viên thường gặp

nhiều khó khăn chung quanh viiệc sử dụng tập lệnh của vi xử lý vào việc

lập trình, nếu chỉ học lý thuyết thì thật khó để sử dụng thông thạo vi xử

lý Nếu tiếp cận theo hướng thực hành thông qua phần mềm này, người

học sẽ dễ dàng tiếp cận với việc lập trình vi xử lý hơn

Đây là một phần mềm rất hay giúp cho sinh viên dẫn làm quen với

các tấp lệnh cơ bản, chương trình điều khiển các giao điện phần cứng liên

quan đến thực tế Khi hiểu được chương trình này thì nó sẽ là nền tảng để ngươi học học tiếp các chương trình ngôn ngữ cao hơn, nghiên cứu về các chip 40X51, 89X51 dé hdn

Khi thực hiện để tài này nhằm giúp cho nhóm nghiên cứu có điều

kiện ứng dụng những kiến thức đã được trang bị ở nhà trường, đồng thời

có cơ hội để tìm hiểu thêm về những kiến thức mới trong các chương trình phẩn mên ứng dụng liên quan đến vi xử lý, vi điều khiển, viết

chương trình cho các giao diện phần cứng

han dé tai:

ác dù nhóm nghiên cứu đã cố gắng hết sức, nhưng do thời gian có

hạn và lần đầu tiên thực hiện công tác nên nhóm chỉ dừng lại ở mức độ

đơn giản là :

-_ Nghiên cứu về cấu trúc của hệ thống chương trình mô phỏng

- Hướng dẫn nhập môn thiết kế lập trình vi xử lý, vi điều khiển

-_ Hướng dẫn sử dụng chương trình mô phồng và đưa ra các bài tập minh

họa cho các thiết bị ngoại vi

Mặc dù vậy, khi bắt tay vào thực hiện là cả một lượng kiến thức

khá lớn và thời gian nghiên cứu lâu dài Do đó để tài này vẫn còn một số hạn chế :

-_ Bài tập củng cố chỉ giải được một phần

-_ Chương trình mô phỏng này chỉ có thể mô phỏng với các thiết bị ngoại

vi có trong chương trình, không thể đưa ra để thiết kế trong thực tế

“———————— SVTH : Nguyễn Trần Thanh Nhàn Trang 3

Trang 13

Nếu có thời gian và kinh phí, nhóm sẽ nghiên cứu các phần mềm

khác như phân mềm UMPS có thể tải phần mễm Freeware về tại địa chỉ UMPS Simulator.com để làm phong phú thêm cho để tài và đây cũng là

một hướng phát triển của để tài

4 Mục đích nghiên cứu :

Để tài này có thể ứng dụng phục vu cho các sinh viên nghiên cứu

về vi xứ lý, vi điều khiển ở mức độ cơ ban Các bạn sinh viên cũng có thể

xem trang web do nhóm nghiên cứu tạo ra để được hướng dẫn thêm các thong tin về để tài

—ễễễễễễễễễễễễễễ

Trang 14

Trang 15

1/ Đối tượng sử dụng chương trình mô phông:

Chương trình mô phỏng thích hợp cho các sinh viên đang nghiên

cứu điều khiển lập trình ở cấp thấp, hoặc cấu trúc máy tính

Chương trình mô phỏng này có thể được sử dụng cho cả những học

sinh ở lứa tuổi 14 đến 16 khi giải quyết những vấn để đơn giản như điều khiển đèn giao thông, điều khiển theo hình rắn chạy

Ngoài ra chương trình còn giúp cho sinh viên các năm cuối có thể

giải quyết những vấn để lập trình ở cấp thấp, khá phức tạp có liên quan

đến những lệnh nhảy có điều kiện, các qui trình ngắt phần cứng, phần

mm và toán tứ logic Mặc dù các chương trình không lớn, nhưng là một

môi trưởng tốt để ta có thể thiết kế lập trình theo modun

2/ Chương trình mô phồng thì phù hợp cho các lớp như :

©_ Lớp hệ thống vi xử lý căn bản

e_ Các lớp lập trình ngôn ngữ thấp

3/ Phần mô tả chương trình mô phỏng :

Trong phiên bản phần mềm hướng dẫn, không có các lệnh sau:

CALL, RET, INI và IRET Bộ ngắt Timer phần cứng không chạy được

bởi vì lệnh IRET cũng không được sử dụng Các phiên bản đăng ký bao

gồm nhiều tính năng do đó để đăng ký thì ta phải kết nối internet

Chương trình mô phỏng này mô phỏng trên CPU 8 bit tương tự như

8 bit thấp của họ vi xử lý 80X86 (X: _;1; 2; 3 .) RAM được mô phỏng có

256 byte

4/ Các đặc trưng của chương trình mô phống :

e CPUS8bit

e 16 céng vào /ra (một số cổng rất ít xài )

SVTH : Nguyễn Trần Thanh Nhàn Trang 6

Trang 16

Luận án tốt nghiệp GVHD ; Nguyễn Phương Quang

¢ Chạy chương trình một cách liên tục và gián đoạn (chạy thử)

Trang 17

Luận án tốt nghiệp GVHD : Nguyễn Phuong Quang

Trong màn hình giao diện Sms32v23 ta thấy trên thanh công cụ có các trình đơn : Eile, Edit, View, Help với các thanh ghi AL, BL, CL, DL,

ác thanh ghi mục đích đặt biệt IP, SR, SP

ra trên màn hình còn có các giao diện phan cứng và các biểu

tượng hổ trợ như: Assemble, Step, Run F9, Slower, Faster, Stop,

Continue, CPU Reset, Show Ram Chức năng của chúng sẽ được trình

và

bay kỹ ở phần sau

6/ t;iới thiệu các giao diện phần cứng:

Yan hinh VOU:

-ong cu ta nhấp vào biểu tượng BI tic nay trén man

sẽ xuất hiện màn hình VDU

Ta nhấp chuột vào biểu tượng Bl , lúc này trên màn hình soạn thảo

sẽ xuất hiện giao diện của đèn giao thông

jghts on Pore

ee

Trong giao diện đèn giao thông có 8 bit điều khiển, nhưng chỉ có 6

bit điều khiển tắt mở đèn (MSB)trong đó 3 bit điều khiển đèn bên trái, 3

Trang 18

“————————ễễ

bit còn lại điều khiển đèn bên phải; 2 bit còn lại là bit thấp (LSB) không

sử dụng Bit bằng 0: đèn tắt Bit lên 1: đèn sáng

s* Led 7 đoạn:

Nhấp chuột vào biểu tượng ‘Bl , trên màn hình soạn thảo sẽ xuất hiện

giao điện của Led 7 đoạn

BE

Trong giao điện Led 7 đoạn có 8 bit điều khiển Trong đó 7 bit điều

khiển các đoạn của Led sáng tắt tương ứng (MSB), bit = 0: đoạn Led

tương ting tat, bit = 1: đoạn Led tương ứng sáng

Bit còn lại dùng để chọn Led hoạt động (LSB) Bit bằng 0: Led trái

hiển thị Bit lên 1: Led phải hiển thị

* Rắn và ma trận:

Khi ta nhấp vào biểu tượng trên thanh công cụ, thì trên màn

hình soạn thảo sẽ xuất hiện giao diện của rắn và ma trận

Trong giao diện này có 8 bit để điều khiển rắn

e Bốn bit bên trái chỉ hướng rắn di chuyển (lên, xuống, trái,

phải)

e_ Bốn bit bên phải chỉ khoảng cách rắn sẽ di chuyển

Trang 19

s* Lò gia nhiệt và cảm biến nhiệt

Nhấp chuột vào biểu tượng BÍ, sẽ xuất hiện giao diện lò gia nhiệt

và cảm biến nhiệt trên màn hình soạn thảo

g rian hình mô phỏng lò sấy này có 8 bit điều khiển Trong đó

+ bịt bén trái (MSB) được sử dụng để bật và tắt lò sấy, bit bên phải

được sử dụng để dò tìm (như một cắm biến nhiệt) có hay không,

trên 21C Các bit còn lại không sử dụng

** Thang máy:

Khi nhấp vào biểu tượng li , sẽ xuất hiện màn hình mô phỏng

thang máy trên màn hình soạn thầo

Trong giao diện mô phỏng thang máy có 8 bit điều khiển Trong đó

4 bit thấp (LSB) được dùng để điều khiển sự di chuyển lên xuống của

thang máy, và lấy dữ liệu điều khiển ra thang máy ,sử dụng sợi dây có

đánh số 1, có nghĩa là cầm biến đã bật lên Số 0 cho biết cầm biến đã tắt

Trong bốn bit cao có 2 bit mô phồng 2 công tắc điều khiển sự lên

xuống của thang máy

————

SVTH : Nguyễn Trần Thanh Nhàn "Trang 11

Trang 20

Luận án tốt nghiệp GVHD : Nguyễn Phương Quang,

VD

99 tlight.asm : 99 sevseg.asm VD: 99 hon.asm — 99 heff.asm

99 snake.asm

Trang 21

Luận án tốt nghiệp SSS ễ — GVHD : Nguyễn Phương Quang, TT —-

7/ Tài liệu hướng dẫn :

Văn bản giúp đỡ trực tuyến được lưu trong tập tin Window help có thể mở trong Word Nguôn Rich Text Format (RTF) cho tập tin help cũng

có sẵn Nhiều chương trình xử lý word bao gồm MS Word có thể đọc các file RTF, Người sử dụng đã đăng ký được phép sửa đổi các tập tin Help cho sinh viên sử dụng và được phép in hay photo ra nhiều bản

Trang 22

CHƯƠNG 3

CẤU TRÚC HỆ THỐNG

=————ễễễễễ- SVTH : Nguyễn Trần Thanh Nhàn Trang 14

Trang 23

Luận án tốt nghiệp GVHD : Nguyễn Phương Quang,

Chương trình mô phỏng này cho phép bạn thực hiện hầu hết các vấn đề được để cập trong phần mêm này

Bộ mô phỏng bao gồm khối xử lý trung tâm (CPU), 256 byte của

bộ nhớ truy xuất ngẫu nhiên (RAM) và 16 cổng vào ra nhưng chỉ sử dụng

5 port, bộ định thời điều khiển ngất port 2 tại thời gian định sấn bằng cách

Chương trình mô phồng có thể lập trình để chạ y nhiều chương trình

khác nhau Trong thực tế, bộ nhớ RAM được thay thế bằng ROM và hệ

thống chỉ chạy 1 chương trình cố định được đặt trong ROM Ở đây có

hàng trăm thí dụ về các hệ thống như : điều khiển đèn giao thông, các trò

chơi giải trí đơn giản, điều khiển tỉ vi từ xa, định thời gian cho lò viba, hệ

thống điều khiển động cơ xe hơi, bộ điều khiển lò gia nhiệt, các hệ thống điều khiển môi trường

_— —

Trang 24

1 Khối xử lý trung tâm:

Đơn vị xử lý trung tâm là “ bộ não” của máy vi tính Tất cả các sự tính toán, sự quyết định và việc dịch chuyển dữ liệu điều được thực thi ở

đây CPU dùng các vị trí lưu trữ được gọi là thanh ghi Nó chứa khối số

học và đơn vị logic (viết tắt là ALU) khối này thực hiện việc xử lý Dữ liệu được lấy từ các thanh ghi, được xử lý và kết quả sau khi xử lý xong

được đưa trở lại các thanh ghi Lệnh Move (MOV) được sử dụng để dịch

chuyển dữ liệu giữa vùng nhớ RAM và các thanh ghi Ở đây ta có rất

nhiều lệnh, mỗi lệnh thì có một chức năng riêng Tất cả các lệnh này

được gọi là tập lệnh

2/ Các thanh ghi đa năng,

CPU có bốn thanh ghi mục đích chung gọi là AL, BL, CL và DL

Những thanh ghi này chứa 8 bít hay 1 byte Các thanh ghi quản lý số

không dấu trong vùng từ 0 đến 255 và ô có dấu vùng từ - 128 đến + 127

: @ đây các thanh ghi này sử dụng như vùng nhớ lưu trữ tạm thời Các

thanh ghi được sử dụng ưu tiên đối với vùng nhớ RAM bởi vì nó cần 1

khoảng thời gian tương đối dài để chuyển dữ liệu giữa RAM và CPU Nhìn chung máy vi tính có tốc độ xử lý nhanh hơn nếu có nhiều thanh ghi

CPU hơn hay bộ nhớ có dung lượng lớn hơn trong CPU

Các thanh ghi được gọi tên là AL, BL,CL và DL vì phiên bản 16 bit

của CPU này có nhiễu thanh ghi gọi là AH, BH, CH và DH Chữ “L” có nghĩa là thấp (Low) và chữ “H” có nghĩa là cao (High) 6 đây, 2 chữ cuối

L và H trong các thanh ghi trên chính là 8 bít thấp và 8 bít cao của thanh

ghi 16 bit

3/ Các thanh ghi mục đích đặc biệt :

Các thanh ghỉ mục đích đặc biệt trong CPU được gọi là IP, SR và

SP

% Con trô lệnh IP

Thanh ghi nay chứa địa chỉ lệnh đang được hiện hành Khi việc

thực thi hoàn thành, IP được giảm xuống và chỉ tới lệnh kế tiếp Lệnh nhảy sẽ thay đối giá trị của IP vì thế thứ tự của chương trình cũng nhầy

=———————— SVTH : Nguyễn Trần Thanh Nhàn Trang l6

Trang 25

Luin An ttnghigp GVHD : Nguyễn Phương Quang

tới 1 vị trí mới Lệnh CALL và A cũng làm thay đổi giá trị lưu trữ trong

IP Khi bộ nhớ RAM hiển thị, thì con trổ lệnh được làm nổi rõ bằng màu

đồ với văn bản vàng

* Thanh ghi trang thai SR

Thanh ghi này chứa các cờ để báo cáo về trạng thái CPU

6,

« Cỡ dấu “S* được thiết lập bằng 1 nếu việc tính toán có kết quả âm

«Cơ tràn “O”được thiết lập nếu kết quả trong thanh ghi lớn hơn 255

« Ngất “I” được thiết lập nếu các lệnh ngắt được cho phép

# Con trỗ ngăn xếp SP

Ngăn xếp là 1 vùng của tổ chức bộ nhớ sử dụng qui tắc vào sau ra trước (LIPO) Con trổ ngăn xếp chỉ tới ô nhớ ngăn xếp chồng kế tiếp Ngăn xếp trong bộ mô phỏng bắt đầu tại địa chỉ BF Ngăn xếp tăng theo

hướng địa chỉ 0, dữ liệu được cất vào ngăn xếp và lưu giữ nó cho lần sử

dụng sau Dữ liệu được lấy ra khỏi ngăn xếp khi cân đến Con trổ ngăn

xếp quản lý nơi ngăn xếp cất và lấy dữ liệu ra Khi hiển thị trong RAM,

con trổ ngăn xếp được tô sáng bằng màu xanh với văn ban vàng

4/ Bộ nhớ truy xuất ngẫu nhiên :

Bộ mô phỏng có 256 byte RAM, có địa chỉ từ 0 đến 155 ( số thập

phân) hay từ 00 đến FF (số Hex) Địa chỉ của RAM thường được đặt trong dấu ngoặc vuông ví dụ như [7C] trong đó 7C là số Hex [7C] đọc là dữ liệu cất tại ô nhớ 7C

5/ Các Bus (luông liên lạc):

Các bus là một tập hợp các day dẫn được sử dụng để mang tín hiệu

đi quanh máy tỉnh Chúng thường được in như các đường song song trong

board mach dién Khe cắm là các ổ cắm cho phép card có thể kết nối với

hệ thống Điển hình một máy tính 8 bit có các thanh ghi với độ rộng 8 bit

=——

SVTH : Nguyễn “Trần Thanh Nhàn Trang 17

@fL, 00 AA46

Trang 26

và 8 đường trong 1 kênh dữ liệu (bus) Một máy tính 16 bit có các thanh

ghi 16 bít, có 16 đường địa chỉ và dữ liệu v v

PC của IBM ban đầu có 8 đường dữ liệu và 20 đường dia chỉ cho phép truy cập bộ nhớ RAM có dung lượng 1 MB Bây giờ thường dùng thanh ghi 32 bit và các bus (năm 1997)

Bus dữ liệu : được sử dụng để mang dữ liệu giữa CPU, RAM và port nhập / xuất (1O) Bộ mô phỏng này có bus dữ liệu 8 bit

uc địa chỉ : được sử dụng để xác định địa chỉ của bộ nhớ RAM

hay port /O được sử dụng Bộ mô phồng này có 8 bịt địa chỉ

Bus điều khiển : xác định RAM hay khối L/O được truy xuất Nó cũng xác định việc đọc hay viết dữ liệu Dữ liệu được viết vào hay xuất

ra trén CPU dén RAM hay cổng L/ O cũng do bus điều khiển này

Đồng hả hệ thống : là đường mang những xung ổn định để mà các

thành phân điện tử đều có thể thực hiện chức năng đúng thời gian Tốc

độ xung clock khoảng 100 đến 200 triệu chu kỳ mỗi giây (vào năm 1997)

Như vậy tốc độ xung đổng hồ được xem như có tan số vài MHz

Ngắt phân cứng : đòi hỏi ít nhất 1 đường ngắt Điều này cho phép

CPU đáp ứng từ các việc gây ra bởi phần cứng ví dụ như máy in đang chạy nhưng hết giấy CPU xử lý một số mã máy để trả lời đến lệnh ngắt

Khi hoàn thành, nó sẽ tiếp tục lại các thao tác ban đầu PC IBM có 16

đường ngắt được điều khiển bởi 4 đường

Trang 28

Đầu tiên phải chép các file từ đĩa được nhà sản xuất phân phối trên thị trường hay file được tải trên mạng xuống vào máy tính

1/ Điều kiện cần thiết để cài hệ thống :

SMS32V23.exe đòi hỏi máy phải sử dụng Window 95 hoặc cao hơn như 98, 2000, Me, NT, XP với chuột hay một thiết bị trổ khác để truy cập

vào các phần trợ giúp trong phần mềm

2/ Cai đặt chương trình:

Hãy tạo 1 thư mục cho tất cả các file chương trình mô phỏng và copy chúng từ đĩa tới thư mục này

Trong các đĩa đang bày bán trên thị trường thường có hai phần:

phan Shareware (phần quảng cáo) và phan Crack Nếu chỉ chạy trong Shareware thì một số lệnh trong vi diéu khiển như CALL, RET, INT,

IRET không thực hiện được Muốn chạy được các lệnh này phẩi bể khoá

Việc bể khóa ở đây rất đơn giản chỉ cần chép thư mục Crack vào phần

Shareware, chương trình chạy được các lệnh trên

a SMS32V23.exe là file thực thi của phan mém khi còn là

chương trình Shareware Sau khi Crack, trong phần mềm sẽ

thêm file SMS.exe phải chạy file này chương trình mới chạy được các lệnh IRET, CALL

a Do các file gốc trong chương trình đều là file nén (để tiện

cho việc tao đổi trên Internet) nên phai giải nén các file này thì chương trình mới chạy được

Để thuận tiện cho việc sử dụng chương trình mô phỏng, nhóm

nghiên cứu đã giải nén và bể khóa phần mềm SMS32V23 và chép vào

đĩa CDROM Người sử dụng chỉ việc chép toàn bộ thư mục “SMS32V23”

vào máy tính và sử dụng mà không cần làm thêm một thao tác nào nữa

Goi ý : trong môi trường đại học, các file bài tập nên tạo sẵn cho sinh viên Các file này được đánh số như ví dụ này : 02tlight.asm và

99snake.asm Các tập tin ví dụ khác thì giải thích khả năng của chương

trình mô phỏng và lợi ích của việc sắp xếp các chương trình Sinh viên có

Trang 29

Luận án tốt nghiệp, GVHD : Nguyễn Phương Quang

thể tự viết chương trình DEMO.asm đã được soạn sẵn Các file ví dụ khác

thì thầy cô giữ tham khảo

3/ Cài đặt thông qua mạng máy tính :

Vào mạng tại Website http://www.samphire.demon.co.uk ở mục

Microcontroller Simulator tải về các file trong thư mục SMS32V23, ta có được phần mềm dạy Shareware, muốn chạy được chọn vẹn chương trình

ta cũng crack như đã nêu ở trên

Lưu ý:

Tập tin userinfo.reg, nếu sấn có thì nên cho vào cùng một thư mục như Sms32v23.exe Userinfo.reg chứa mã đăng ký mà bạn cần để chạy

chương trình mô phỏng Khi userinfo.reg bị mắc lỗi, chương trình mô

phỏng sẽ chạy ở chế độ phần mềm quảng cáo Khi bạn đăng ký, bạn sẽ nhận được những hướng dẫn liên quan đến userinfo.reg

Tập tin giúp đỡ trực tuyến - Sms32v23.hlp nên để trong cùng một thư mục với sms32v23 exe

4/ Chạy chương trình :

Nếu bạn đã tạo một biểu tượng (icon) M hãy nhấp 2 lần lên biểu

tượng hay lựa chọn biểu tượng và nhấn Enter Ngoài ra để hiệu chỉnh bạn

có thể nhấp 2 lần lên trên SMS32V23.exe bên trong file manager Bạn có thể kéo hay hạ file mã assembly trong biểu tượng chương trình Tên file

trong chương trình mô phỏng phải có phần mở rộng ( đuôi) .asm Bạn có thể đưa bất cứ kiểu ñle nào vào chương trình mô phồng nhưng kết quả có

thể không sử dụng được

Trang 30

Trang 31

Chương trình SMS32V23 đơn thuần chỉ là một phần mềm ứng

dụng như bao phần mềm ứng dụng khác như Workbenel (EWB) nó

không đòi hỏi phải nằm trong ổ đĩa có WINDOWS (thường là ổ C), do đó

có thể xóa một phần hay toàn bộ chương trình mà không làm đảo lộn các chương trình ứng dụng khác Sử dụng File manager xóa tất cả các file

trong thư mục của chương trình mô phồng Xoá bỏ các biểu tượng hay các

sự liên quan khác đến chương trình mô phỏng từ hệ thống của bạn

Trang 32

Egencia totnghigp GVHD : Nguyễn Phương Quang

Trang 33

MÔ TẢ CHƯƠNG TRÌNH MÔ PHỎNG Trong phiên bản phần mễm quảng cáo (free ware) không có các

lệnh sau: CALL, RET, INI và IRET Bộ ngắt Timer phần cứng không

chạy được bởi vì lệnh IRET cũng không được sử dụng Các phiên bản sau

khi đã đăng ký bao gồm tất cã các tính năng trên và các phần phụ trợ

khác Để đăng ký thì ta phải kết nối internet hoặc chép phần mềm crack

để chuyển phiên bản free ware thành phiên bản chính thức

Chương trình SMS32V23 mô phỏng trên CPU 8 bit, đó chính là 8 bịt thấp của họ vi xử lý 80X86 ( 8086; 80186; 80286; 80386; 80486;

/5%6 ) Đây chính là điểm mạnh của phần mềm mô phỏng Thứ nhất,

đáy la bộ vi xử lý nổi tiếng một thời của Intel nó được sử dụng trong

nhiều lĩnh vực khác nhau, nhất là trong các máy IBM PC Các bộ vi xử lý

thuộc họ này sử dụng rộng rãi trong hàng chục năm nữa và vì tính kế thừa

của các sản phẩm trong họ 80X86, các chương trình viết cho 8086 vẫn có thể chạy được trên các hệ thống tiên tiến sau này Thứ hai, về góc độ sư

phạm thì đây là bộ vi xử lý khá đơn giản và vì vậy việc hiểu nó là dễ nhất trong các họ vi xử lý khác đối với người mới bắt đầu thân nhập vào lĩnh vực này Thứ ba, các họ vi xử lý trên thế giới tuy có điểm khác nhau

nhưng xét cho cùng cũng có rất nhiều điểm chủ chốt giống nhau, do đó

chỉ cản nắm vững 8086 ta sẽ có cơ sở để nắm bắt tất cả các bộ vi xử lý

khác Tuy dựa vào nền tắng là bộ vi xử lý 8 bit của Intel nhưng phần mềm lại được gọi là"Microcontroller Simulator" ( m6 phỏng vi diéu

khiển) vì nguyên lý làm việc của nó có sự lai tạp của vi điều khiển, ví dụ

trong CPU không hề có bộ nhớ mà chỉ có thanh ghỉ trong khi đó vi xử lý trong phần mêm có cả bộ nhớ chính; CPU muốn giao tiếp với môi trường ngoài thường phải dùng giao tiếp nối tiếp giao tiếp song song ( 8255,

8251 ) thì vi xử lý trong phần mềm mô phỏng giao diện trực tiếp qua các

cổng (port) vơi môi trường bên ngoài Chính vi các yếu tố trên ta có thể

hồng như một hệ vi xử lý ON BOARD

xem vi xử lý trong phần mềm mô p|

- chính là vi điều khiển

Phần mềm SMS32V23 mô phỏng RAM (thực tế xem như ROM)

dung lượng 256 byte Có thể hiển thị theo 3 dạng mã ASCH, mã nguồn

(source), mã Hexa mà không cần trình biên dịch

———————.ẦẦ—-— SVTH : Nguyễn Trần Thanh Nhàn Trang 25

Trang 34

hay tổ hợp các chương trình đơn giản Việc thiết kế những chương trình phức tạp hơn như chương trình monitor, chương trình điều khiển hệ thống bay chương trình với mục đích chuyên biệt thường được bắt đầu sau một

vai phán tích chỉ tiết vấn để được đặt ra

Phân tích và giải quyết vấn để yêu cầu phải hiểu sâu sắc những điểm sau:

+ Đặc tính và yêu cầu của vấn để

« — Giả thiết đã cho

« _ Định dạng thông tin ngõ vào và làm thế nào để chuyển đổi nó

+ Định dạng thông tin ngõ ra và làm thế nào chuyển đổi nó

Dạng dữ liệu và mức độ chính xác

« — Tốc độ yêu cầu thực hiện

* Kích cỡ bộ nhớ

Các lệnh vi điều khiển và thực thi

- — Khả năng vấn để được giải quyết

« — Phương pháp để giải quyết van dé

« — Đánh giá chương trình

« Chương trình bị hủy bỏ như thế nào

2 Lưu đô:

Lưu đồ có thể được sử dụng để thể hiện những thuộc tính của các

thuật toán bằng các biểu đồ phù hợp Các lưu đồ đặc biệt quan trọng

i một phần quan trọng trong chương trình hoàn

Trang 35

Hai cấp biểu đồ thường được ưa chuộng:

+ Lưu đổ hệ thống chỉ ra hướng đi tổng quát của chương trình

« Lưu đổ chỉ tiết cung cấp những chỉ tiết mà nhà lập trình quan

tâm

3 Thiết kế chương trình:

€6 nhiêu loại chương trình: chương trình dành cho các phương trình toán học, chuyển đổi ký hiệu ngõ vào ngõ ra, nhập mã giải mã các dữ liệu chương trình, giao tiếp thiết bị ngoại vi Ví dụ như chương, trình

assembler, monitor, diéu khiển hệ thống hoặc những ứng dụng chuyên

biệt với những chương trình phức tạp hơn

Sau đáy là những điểm cần quan tâm khi thiết kế chương trình:

Thu nhập các ký hiệu hoặc dữ liệu ngõ vào

Phân tích logic và các phép tính trong chương trình chính

Mối liền hệ giữa chương trình chính và chương trình phụ

Sit dung các thanh ghi bên trong

Phân bố bộ nhớ trong chương trình chính

Phân bố bộ nhớ trong chương trình phụ

Phân bố bộ nhớ cho các bảng dữ liệu và phương pháp địa chỉ con

trổ

e Xác định các biến trong chương trình

e_ Cân nhắc trình tự thời gian và tốc độ chương trình

e_ Độ dài và tính chính xác của dữ liệu

«Tài liệu và các phần tham khảo có sẵn

Chương trình là tập hợp của các lệnh được sắp xếp theo một trình

tự cụ thể nhằm giúp vi điều khiển, vi xử lýthực hiện các công việc cụ thể

nào đó Các lệnh trong chương trình được lấy từ tập lệnh của họ vi điều

khiển, vi xử lý đang sử dụng

Trang 36

Trong chương trình mô phỏng này, các chương trình được viết bằng

Đôi khi lệnh khai báo trong chương trình không có chú thích

Nhưng chú thích là rất cần thiết nhất là trong các chương trình phức tạp

Lệnh khai báo có nhãn và phần chú giải sẽ thuận lợi gọi lệnh và gỡ rối

Ngay cả đối với lập trình viên chuyên nghiệp khi xem lại các

chương trình cũ do chính mình viết ra thì phần nhãn này giúp ích rất nhiều

trong việc nắm bắt các phần do chính mình đã viết

5 Các cấu trúc lập trình cơ bản:

Ngày nay, trong khi tiến hành việc thiết kế hệ thống người ta

thường dùng phương pháp thiết kế từ trên xuống dưới Phương pháp này

vì thế cũng được áp dụng trong khi viết phân mềm cho một hệ thống

nhằm giải quyết một nhiệm vụ nhất định nào đó

Bản chất của lập trình này là : đầu tiên ta chia chương trình tổng

thể thành các khối chức năng nhồ hơn, các khối chức năng này lại được

chia tiếp thành các khối chức năng nhỏ hơn nữa Việc phân chia chức

năng phẩi làm cho đến khi mỗi khối nhỏ nầy trở thành các khối chức

năng đơn giản và dễ thực hiện

Trang 37

Trong khi thực hiện các khối chức năng thành phần, thông thường người ta sử dụng các cấu trúc lập trình cơ bản để thực hiện các nhiệm vụ

của khối đó Điểu này làm cho chương trình viết ra trở thành có cấu trúc với các ưu điểm chính là dễ phát triển, dễ hiệu chỉnh hoặc cải tiến và dễ

lập tài liệu

Để giải quyết các công việc khác nhau thông thường trong khi viết chương trình ta chỉ cần đến 3 cấu trúc lập trình cơ bản sau:

e Cấu trúc tuần tự

e_ Cấu trúc lựa chọn (IF- THEN - ELSE)

Thay đổi các cấu trúc này ta có thể tạo ra thêm 4 cấu trúc khác cũng,

có tác dụng trong khi viết chương trình

¢ C&u tic chon kiéu CASE

e Cấu trúc lặp kiểu REPBAT - UNTIL

e Cấu trúc lặp kiểu FOR - DO

Đặc điểm chung của tất cả các cấu trúc lập trình cơ bản là tính cấu

trúc : Chỉ có một lối vào cấu trúc và một lối ra để ra khỏi cấu trúc đó

Trang 38

5.2 Cấu trúc IF - THEN:

Ngữ pháp :

IF Điềukiện THEN Công việc

Từ ngữ pháp của cấu trúc IF - THEN ta thấy nếu thoả mãn Điều

kiện thì Công việc được thực hiện, nếu không công việc sẽ bị bổ qua

Điều này tương đương với việc dùng lệnh nhảy có điều kiện dé bé qua 1

thao tác nào đó trong chương trình hợp ngữ

IF Điểu kiện THEN Côngviệci ELSE Công việc 2

Từ ngữ pháp của cấu trúc IF ~ THEN ta thấy nếu thoả mãn Điều

kiện thì Công việc 1 được thực hiện , nếu không công việc 2 được thực

hiện Điều này tương đương với việc dùng lệnh nhảy có điều kiện và

không điêu kiện để nhầy đến nhãn nào đó trong chương trình hợp ngữ

SAL DUNG

Trang 39

5.4 Cấu trúc CASE:

Ngữ pháp :

CASE Biểu thức

Giá trị 1: công việc 1

Giá trị 2: công việc 2 Giá trị n: công việc n

Từ ngữ pháp của cấu trúc ta thấy nếu Biểu thức có Giá trị 1 thì

công việc I được thực hiện, nếu Biểu thức có Giá trị 2 thì công việc 2

được thực hiện và Điều này tương đương với việc dùng các lệnh nhảy

có điều kiện và nhảy không điều kiện để nhầy đến các nhãn nào đó trong chương trình hợp ngữ Cấu trúc CASE có thể thực hiện bằng các cấu trúc

lựa chọn lổng nhau

5.5 Cấu trúc lặp FOR - DO:

Ngữ pháp :

FOR Số lầnlặp DO Công việc

Từ ngữ pháp của cấu trúc FOR - DO ta thấy ở đây công việc được

thực hiện lặp đi lặp lại tất cả số lần lặp Điều này hoàn toàn tương đương

với việc dùng lệnh LOOP trong hợp ngữ để lập lại CX lần một công

việc nào đó, đương nhiên trước đó ta phải gán số lần lặp cho thanh ghi

cx

Trang 40

Lugn dn tot nghiệp GVHD : Nguyễn Phương Quang

1

Khởi đầu bộ đếm

WHILE Diéukién DO Công việc

Từ ngữ pháp cấu trúc WHILE - DO ta thấy : Điều kiện được kiểm

tra đầu tiên Công việc được lặp đi lặp lại chừng nào điều kiện còn đúng

Điều này trong hợp ngữ hoàn toàn tưởng đương với việc dùng lệnh CMP

để kiểm tra Điều kiện và sau đó dùng lệnh nhảy có điều kiện để thoát khỏi vòng lặp

Tiêu đề	Biên soạn giáo trình điện tử ứng dụng phần mềm SMS 32V23 mô phỏng vi điều khiển
Tác giả	Nguyễn Trần Thanh Nhàn, Trần Thị Hồng
Người hướng dẫn	Nguyễn Phương Quang
Trường học	Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh
Chuyên ngành	Kỹ thuật Điện - Điện Tử
Thể loại	Luận án tốt nghiệp
Năm xuất bản	2002
Thành phố	Thành phố Hồ Chí Minh

Định dạng
Số trang	171
Dung lượng	14,01 MB