RES chân khởi động, nối với mạch RC để 8284 có thể tự khởi động khi bật nguồn. Reset: nối vào Reset của 8086 và là tín hiệu khởi động lại cho toàn bộ hệ thống. CSYNC: lối vào cho xung đồng bộ chung khi trong hệ thống có các 8284 dùng dao động ngoài tại chân EFI. Khi dùng mạch dao động trong thì phải nối mass chân này. Hình trên biểu diển các đường nối tín hiệu chính của 8284. Mạch 8284 nhận xung khởi động từ bên ngoài thông qua mạch RC, khi bắt dầu bật điện hoặc xung khởi động lại khi bấm công tắc K từ xung này 8284 có nhiệm vụ đưa ra xung khởi động đồng bộ cho CPU cùng với tất cả các thành phần khác của hệ thống. 4. TỔNG QUAN VỀ BỘ NHỚ: Trước khi nói về kết nối bộ nhớ với vi xử lý 8086 nhóm thực hiện nói qua về bộ nhớ bán dẩn thường dùng để kết nối với vi xử lý. Bao gồm: - Bộ nhớ cố đònh ROM (Read Only Memory – Bộ nhớ chỉ đọc), thông tin trong bộ nhớ sẽ không mất đi khi mạch bò mất điện nguồn cung cấp. - Bộ nhớ bán cố đònh EPROM (Erasable Programnable ROM) là bộ nhớ ROM có thể lập trình được bằng xung điện và xóa được bằng tia cực tím. - Bộ nhớ không cố đònh RAM (Random Access Memory – Bộ nhớ truy cập ngẩu nhiên). Trong nội dung đề tài nhóm thực hiện dùng SRAM (Static RAM – RAM tỉnh, trong đó mỗi phần tử nhớ là một mạch lật hai trạng thái ổn đònh) và DRAM (Dynamic RAM – RAM động, trong đó mỗi phần tử nhớ là một tụ điện rất nhỏ được chế tạo bằng công nghệ MOS) để kết nối với vi xử lý. Mỗi bộ nhớ thường được chế tạo nên từ nhiều vi mạch nhớ. Một vi mạch nhớ thường có cấu trúc tiêu biểu như sau: +5V CLK CL 8086 RESE RESE F/ CSYN X 1 RE K Khởi động hệ 8284 Hình 4.4: Sơ đồ các đường tín hiệu chính của 8284 Theo sơ đồ trên ta thấy một vi mạch nhớ có các nhóm tín hiệu sau: - Nhóm tín hiệu đòa chỉ: Các tín hiệu đòa chỉ có tác dụng chọn ra một ô nhớ (một từ nhớ) cụ thể để ghi/đọc. Các ô nhớ có độ dài khác nhau tùy theo nhà sản xuất: 1, 4, 8… bit. Số đường tín hiệu đòa chỉ có liên quan đến dung lượng của mạch nhớ. Với một mạch nhớ có n bit đòa chỉ thì dung lượng của mạch nhớ đó là 2 n từ nhớ. Thí dụ: với bộ nhớ 8 bit ta có n = 8 nên dung lượng bộ nhớ là 256 byte (2 8 =256 byte), 16 bit nên n = 16 ta có dung lượng bộ nhớ là 65536 byte… - Nhóm tín hiệu dữ liệu: Các tín hiệu dữ liệu thường là đầu ra đối với mạch ROM hoặc đầu vào/ra dữ liệu chung đối với RAM. Cùng tồn tại mạch nhớ RAM với đầu ra và đầu vào dữ liệu riêng biệt,đối với RAM loại này khi dùng trong mạch bus dữ liệu người sử dụng phải nối hai đầu đó lại. Các mạch nhớ thường có đầu ra dữ liệu kiểu ba trạng thái, số đường dữ liệu quyết đònh độ dài từ nhớ của mạch nhớ. - Nhóm tín hiệu chọn vi mạch: Các tín hiệu chọn là CS (Chip Select) hoặc CE (Chip Enable) thường được dùng để chọn vi mạch nhớ cụ thể để ghi/đọc. Tín hiệu chọn ở các mạch RAM thường là CS, còn ở các mạch ROM thường là CE. Các tín hiệu chọn thường nối với đầu ra của bộ giãi mã đòa chỉ. Khi một mạch nhớ không được chọn thì bus dữ liệu của nó bò treo. - Nhóm tín hiệu điều khiển: Tín hiệu điều khiển cần có trong tất cả các mạch nhớ. Các mạch ROM thường có một đầu vào điều khiển OE (Output Enable) để cho phép dữ liệu được xuất ra bus. Một mạch nhớ không được mở bởi OE thì bus dữ liệu của nó bò treo. WR: Write – ghi WE: Write Enable-cho phép đọc. OE: Output Enable-đầu vào điều khiển. CS: Chip Select- chân chọn. RD: Read – đọc. Tín hiệu dữ liệu Tín hiệu đòa chỉ A 0 A1 A2 . . . Am WE D 0 D1 D2 . . . Dn CS OE Chân chọn RD Hình 4.5: Sơ đồ một vi mạch nhớ Một mạch RAM nếu chỉ có một tín hiệu điều khiển thì thường đó là R/W đề điều khiển quá trình ghi đọc. Nếu mạch nhớ RAM có hai tín hiệu điều khiển thì thường là WE (Write Enable) để điều khiển ghi và OE để điều khiển đọc. Hai tín hiệu này phải ngược pha nhau để điều khiển việc đọc và ghi của mạch nhớ. Một thông số đặc trưng khác của bộ nhớ là thời gian truy xuất tac. Nói chung, nó được đònh nghóa như là thời gian kể từ có xung đòa chỉ trên bus đòa chỉ cho đến khi có dữ liệu ra ổn dònh trên bus dữ liệu. Thời gian truy xuất của bộ nhớ phụ thuộc rất nhiều vào công nghệ chế tạo của nó. Các bộ nhớ làm bằng công nghệ lưỡng cực có thời gian truy xuất nhỏ (10 30 ns) còn bộ nhớ làm bằng công nghệ MOS có thời gian truy xuất lớn hơn nhiều ( > 150 ns). Bộ nhớ được sử dụng trong việc kết nối kit 8086 là EPROM 2764: 4.1). EPROM 2764: Khi đọc EPROM có các đặc tính sau: CE [20] Vi (low) OE [22] Vi (low) PGM [27] Vcc (high) Vpp [1] Vcc Vcc [28] Vcc A0 A15 Address D0 D7 Data 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 28 27 26 25 24 23 22 21 10 19 18 17 16 15 Vpp A12 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0 D0 D1 D2 GND Vcc PCM NC A8 A9 A11 OE A10 CE D7 D6 D5 D4 D3 2764 Hình 4.6: Sơ đồ chân 276 4 Các chế độ hoạt động của EPROM 2764: Trạng thái CE OE PGM Vpp Out Đọc Chờ Lập trình Kiễm tra Cấm lập trình Vl Vh Vl Vl Vh Vl X X Vl X Vh X Vl Vh X Vcc Vcc 21V 21V 21V Out Tắt In Out Tắt 4.2). RAM 62256: Sơ đồ chân: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 28 27 26 25 24 23 22 21 10 19 18 17 16 15 A 14 A12 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0 D0 D1 D2 GND Vcc WE A13 A8 A9 A11 OE A10 CE D7 D6 D5 D4 D3 62256 Hình 4.8: Sơ đồ chân 62256 D 8 D 15 D 0 D 7 OE CS OE CS CS từ bộ giãi mã MEMR Hình 4.7: Mô hình kết nối bộ giải mã với bộ nhớ GIỚI THIỆU KIT VI XỬ LÝ 8086 1. Bộ VXL và tần số làm việc. Bộ VXL 8086 cuả Intel có tần số hoạt động là 8MHz, có 20 đường điạ chỉ nên có thể quản lý được 1Mb bộ nhớ và có 16 đường dữ liệu và 4 tín hiệu điều khiển nên sử dụng IC 74LH573 làm IC chốt đòa chỉ thấp. 2. Tổ chức bộ nhớ: Bộ nhớ cố đònh gồm hai EPROM, là bộ nhơ ROM có thể lập trình được bằng xung điện và xóa được bằng tia cực tím. Hai EPROM này được dùng là IC 2764 được thiết kế cho vùng đòa chỉ từ F0000 đến FFFFFFH. Bộ nhớ đươc dùng đễ lưu trữ chương trình hệ thống của kit. Bộ nhớ không cố đònh RAM (Ramdom Access Memory – Bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên). Trong kit dùng hai Ram này được thiết kế từ đòa chỉ 80000 – đến 8FFFF. VXL 8086 có khã năng quản lý 1Mb bộ nhớ nhưng do ứng dụng thực tế của kit chỉ thiết từ 80000 đến FFFFFH dùng cho các RAM, EPROM và các IC ngoại vi. 3. Giới thiệu về bàn phím: Vi mạch 8279 có khả năng rất đặc biệt: có khả năng vừa quét bàn phím rời vừa hiển thò được 16 Led 7 đoạn. Do yêu cầu của hệ thống kit 8086 nhập dữ liệu vào hệ thống thông qua bàn phím cũng như việc hiển thò các số liệu ra Led nên ở đây nhóm chọn vi mạch 8279 để thực hiện chức năng này. a). Bàn phím: Bàn phím không phải là thiết bò điện tử mà nó là những công tắc thường hở, nó giúp người sử dụng giao tiếp với hệ thống. Do yêu cầu của hệ thống nên nhóm không sử dụng hết 64 phím mà vi mạch 8279 quản lý được, cụ thể là 26 phím. Để 8279 làm việc quét phím trước tiên ta phải thiết lập các từ điều khiển gởi ra 8279, các đường tín hiệu SL3 SL0 dùng để quét, dữ liệu trên đường này có thể thiết lập theo hai kiểu Encode và Decode. Nếu thiết lập theo kiểu Decode thì 4 đường SL3 SL0 có thể quét hiển thò 4 led 7 đoạn mà yêu cầu của 4 đường SL3SL0 phải ở chế độ Decode nên ta phải chọn 8279 ở chế độ Encode sau đó mới giải mã 4 đường SL3 SL0 thành chế độ Decode lúc này giãi mã từ 4 đường sang 16 đường để có khả năng hiển thò ra 16 Led. Do yêu cầu của đề tài là hiển thò ra 8 Led nên ta chọn IC 74LS138 để giãi mã cho vi mạch 8379. Các ngõ SHIFT và CNTL dùng để mở rộng các tổ hợp phím. Do hệ thống không sử dụng hết phím nên 2 ngõ nay được nối Mass. Nguyên lý làm việc của 8279 trong việc quét phím: Để 8279 lam công việc quét phím ta chọn chế độ KKK = 100 (Encode Scan Sensor Matrix) và gởi các từ điều khiển này 8279 đề khởi tạo chế độ quét phím. Các đường SL3 SL0 quét liên tục qua 74138 để hiển thò và phím ấn. Khi có một phím ấn, 8279 tự động chống dội sau 10,3 ms và kiểm tra một lần nữa để xem phím đó có ấn nữa hay không, nếu có thì 8279 thiết lập mã cho phím này và lưu trử mã của phím vào RAM bên trong, sau đó báo cho vi xử lý biết có một phím tác động và yêu cầu vi xử lý nhập mã cho phím này bằng cách tác động đến tín hiệu ngắt IRQ hoặc bằng cách đổi thanh ghi trạng thái FiFo làm cho 3bit NNN sẽ khác mức 000 khi có một phím được ấn. CHƯƠNG V GIAO TIẾP NỐI TIẾP DÙNG VI MẠCH 8251 I. TRUYỀN THÔNG TIN NỐI TIẾP: Việc truyền thông tin giữa các bộ phận nằm gần nhau trong hệ vi xử lý có thể được thực hiện thông qua bus song song mở rộng hoặc các mạch phối ghép song song. Trong đó các byte hoặc các từ được chuyển từ bộ phận này sang bộ phận khác trên một tập các đường mạch in hoặc dây cáp. Trong trường hợp cần phải truyền thông tin ở các thiết bò cách xa nhau làm sao tiết kiệm được số đường dây dẫn cần thiết cho việc truyền. Từ yêu cầu trên đã ra đời phương pháp truyền thông tin nối tiếp. Ở đầu phát dữ liệu song song đầu tiên được chuyển thành dữ liêu dạng nối tiếp sau đó được truyền đi liên tiếp trên một đường dây. Ở đầu thu, tín hiệu nối tiếp sẽ được biến đổi ngược lại để tái tạo lại dạng tín hiệu dạng song song thích hợp cho việc xử lý tiếp theo. Trong thực tế có 2 phương pháp truyền thông tin kiểu nối tiếp: truyền đồng bộ và truyền không đồng bộ. Trong phương pháp truyền đồng bộ, dữ liệu dữ liệu được truyền theo từng mảng với tốc độ xác đònh. Mảng dữ liệu trước khi được truyền đi sẽ được gắn thêm ở đầu và ở cuối mảng các byte hoặc một nhóm bit đònh dấu đặc biệt. Ở hình 6.1 biểu diễn một bản tin để truyền đồng bộ theo giao thức BISYNC (giao thức truyền thông tin hệ 2 dồng bộ, binary synchronous communication protocal) đây thực chất là giao thức điều khiển theo byte, vì các byte (ký tự) đặc biệt được dùng để đáng dấu các phần khác nhau của bản tin. SYN SYN SOH STX TEXT ETX hay ETB BCC HEADER SYN : Ký tự đồng bộ SOH : Ký tự bắt đầu phần màu đầu HEADER : Phần mào đầu STX : Ký tự bắt đầu văn bản TEXT :Thân văn băn ETX : Ký tự kết thúc văn bản ETB : Ký tự kết thúc văn bản BCC : Ký tự kiểm tra khối HÌNH 5.1 Trong cách truyền không đồng bộ, dữ liệu được truyền đi theo từng ký tự. Ký tự cần truyền đi được gắn thêm một bit đánh dấu ở đầu để báo bắt đấu ký tự (start) và 1 hoặc 2 bit đánh dấu cuối để báo kết thúc ký tự (stop)ï. Vì cuối ký tự được nhận dạng riêng biệt nên nó có thể dược truyền đi theo phương pháp không đồng bộ, được thể hiện trên hình 6.1 Tuỳ theo loại mã được chọn dùng trong khi truyền (Baudot, Ascii, …) độ dài cho mã ký tự có thể là 5, 6, 7, 8 Bit. Tuỳ theo hệ thống truyền tin, bên cạnh các bit dữ liệu còn có thể tuỳ chọn có hay không có 1bit parity để kiễm tra lổi khi truyền có thể tuỳ chọn 1 hoặc 2 bit stop, nhưng bắt buộc phải có một bit start. Như vậy để truyền một ký tự theo phương pháp không đồng bộ, ngoài ký tự mang tin ta buộc phải truyền thêm ít nhất 2 và nhiều nhất là 4 bit phụ để tạo ra khung cho ký tự đó, vì thế phương pháp nầy tuy đơn giản nhưng có hiệu suất không cao. Tốc độ truyền dữ liệu theo phương pháp nối tiếp được đo bằng bit/s. Ngoài ra người ta cũng hay dùng đơn vò baud, đó là giá trò ngòch đảo của thời gian giữa các lần thay đổi mức tín hiệu, với dữ liệu chỉ có hai mức (0 và 1)ø và mỗi thay đổi mức tín hiệu chỉ mã hóa một bit thì có thể hiểu baud = bit/s, các tốc độ truyền thường gặp trong thực tế là 110, 300, 600, 1200, 2400, 4800, 9600, 19200 baud. Để tạo điều kiện dễ dàng cho việc phối ghép đường truyền nối tiếp với hệ vi xử lý và để giảm tối đa các mạch phụ thêm ở bên ngoài người ta đã chế tạo ra các vi mạch tổ hợp cỡ lớn lập trình được có khã năng hoàn thành phần lớn các công việc cần thiết trong khi phối ghép. Đó là các mạch thu phát di bộ vạn năng IN8250/16450 của National và mạch thu phát đồng bộ – dò bộ vạn năng 8251 của Intel. Chiều của dòng ký tự Luôn ở mức cao Luôn ở mức thấp Start D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 Parity Stop Stop Mã của ký tự cần truyền HÌNH 5.2 : Khung của một ký tự để truyền không đồng bộ II. VI MẠCH USART 8251 Trong phần này ta sẽ giới thiệu mạch 8251A đó là vi mạch USART có thể dùng cho cả hai kiểu truyền thông tin nối tiếp đồng bộ, dò bộ. Sơ đồ chân và sơ đồ thanh ghi được trình bày ở hình5.3 1. Sơ đồ chân và sơ đồ khối: a. nhóm tín hiệu ghép nối với vi xử lý gồm: - /CS nối với bộ giải mã đòa chỉ A1 An để chọn 2 thanh ghi (A0 = 1 điều khiển trạng thái, A0 = 0 đệm số liệu ). - C/D nối với đường dây đòa chỉ A0 để chọn một trong 2 cặp thanh ghi trên. - /WR nối với chân /WR của vi xử lý. - /RD nối với chân /RD của vi xử lý. - CLK nối với đường dây CLK của vi xử lý. - Reset nối với đường dây reset của vi xử lý. - D0 … D7 nố với các đường dẫn D0…D7 của VXL b. Nhóm tín hiệu ghép nối vối Modem: - /DTR - /DSR - /RTS - /CTS c. Nhóm tín hiệu gép nối với đường dây truyền – nhận và KGN: - TxEMTY thanh ghi đệm truyền rỗng - TxR cho số lliệu truyền - TxRDy báo số liệu truyền đã sẵn sàng. - RxRDy dáo số liệu nhận đã sẵn sàng. - Syn det/Break : chi đồng bộ / đứt dòng tin d. Nhóm tín hiệu ghép nối với máy phát xung nhòp. - TxD : nhòp truyền. - RxC : nhòp nhận. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 28 27 26 25 24 23 22 21 20 19 18 17 16 15 8251A D1 D0 Vcc /RxC /DTR /RTS /DSR Reset CLK TxD TxEMPTY /CTS Syndet/BR TxRDY D2 D3 RxD GND D4 D5 D6 D7 /TxC /WR /CS C/D /RD RxRDY /CS /RD /WR C/D D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 CLK RST RxRDY TxRDY TxEMTy Vcc GND /DSR /DTR /CTS /RTS Syn/BRK TxC Thanh ghi truyền Thanh ghi đệm truyền Thanh ghi nhận Thanh ghi đệm nhận Thanh ghi chế độ Thanh ghi lệnh T hanh ghi trạng thái TxD RxD Hình 5.3 : Sơ đồ chân (a) và các tnh ghi (b) của 8251A (a) (b) /CS chíp chọn vi mạch /RD read – đọc /WR write – viết C/D control/data - điều khi63n số liệu CLK – clock – nhòp D0 D7 data O/I – bus dữ liệu vào ra /TxC – transmit clock - nhòp truyền RxC – receiver clock RST – reset /DTR dada terminal ready /DSR – data set ready /RTS request to send /CTS clear to send TxD – transmit data RxD – receiver data TxRDy – transmit ready RxRDy – receiver ready TxEMTY – transmist rigister empty Syn/BRK- Breack deteat . - /WR nối với chân /WR của vi xử lý. - /RD nối với chân /RD của vi xử lý. - CLK nối với đường dây CLK của vi xử lý. - Reset nối với đường dây reset của vi xử lý. - D0 … D7 nố với các đường. phím được ấn. CHƯƠNG V GIAO TIẾP NỐI TIẾP DÙNG VI MẠCH 8251 I. TRUYỀN THÔNG TIN NỐI TIẾP: Vi c truyền thông tin giữa các bộ phận nằm gần nhau trong hệ vi xử lý có thể được thực hiện. nối bộ giải mã với bộ nhớ GIỚI THIỆU KIT VI XỬ LÝ 8086 1. Bộ VXL và tần số làm vi c. Bộ VXL 8086 cuả Intel có tần số hoạt động là 8MHz, có 20 đường điạ chỉ nên có thể quản lý được 1Mb bộ