Cấu trúc chung của một hệ vi xử lý .... Chế độ địa chỉ tương đối chỉ số .... Chế độ địa chỉ tương đối chỉ số cơ sở.... Cấu trúc lập trình cơ bản bằng hợp ngữ.... Định địa chỉ tương đối .
Trang 1TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP
KHOA: ĐIỆN
BỘ MÔN: KỸ THUẬT VI ĐIỀU KHIỂN
BÀI GIẢNG PHÁT CHO SINH VIÊN
(LƯU HÀNH NỘI BỘ) Theo chương trình 180 TC hoặc tương đương
Sử dụng cho năm học 2008 - 2009 Tên bài giảng: Kỹ thuật vi xử lý
Số tín chỉ: 3
Thái Nguyên, năm 2008
Trang 2MỤC LỤC
I Phần 1: Phần lý thuyết
CHƯƠNG I: CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN VÀ CẤU TRÚC CHUNG -1-
1.1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ VI XỬ LÝ -1-
1.1.1 Tổng quan -1-
1.1.2 Đặc điểm chung của bộ vi xử lý -3-
1.2 CẤU TRÚC CHUNG HỆ VI XỬ LÝ VÀ TỔ CHỨC BÊN TRONG CPU -5-
1.2.1 Cấu trúc chung của một hệ vi xử lý -5-
1.2.2 Cấu trúc chung của CPU -7-
1.3 CẤU TRÚC DỮ LIỆU TRONG HỆ VI XỬ LÝ -10-
1.3.1 Các hệ đếm dùng trong hệ vi xử lý -10-
1.3.2 Biểu diễn các số và ký tự theo mã hệ hai -11-
1.3.3 Các phép toán số học với mã hệ hai -26-
CHƯƠNG II: HỌ VI XỬ LÝ INTEL 8086 -20-
2.1 CẤU TRÚC CỦA BỘ VI XỬ LÝ 8086 -20-
2.1.1 Tổng quan -20-
2.1.2 Cấu trúc bên trong và hoạt động của bộ vi xử lý 8086 -20-
2.1.3 Mô tả chức năng các chân của vi xử lý 8086 -27-
2.1.4 Tổ chức bộ nhớ của vi xử lý 8086 -31-
2.2 CÁC CHẾ ĐỘ ĐỊA CHỈ CỦA BỘ VI XỬ LÝ 8086 -32-
2.2.1 Chế độ địa chỉ thanh ghi -35-
2.2.2 Chế độ địa chỉ tức thì -35-
2.2.3 Chế độ địa chỉ trực tiếp -36-
2.2.4 Chế độ địa chỉ gián tiếp qua thanh ghi -36-
2.2.5 Chế độ địa chỉ tương đối cơ sở -36-
2.2.6 Chế độ địa chỉ tương đối chỉ số -37-
2.2.7 Chế độ địa chỉ tương đối chỉ số cơ sở -37-
2.2.8 Chế độ địa chỉ chuỗi (String) - mảng -38-
2.2.9 Chế độ địa chỉ cổng (Port) -38-
2.3 TẬP LỆNH CỦA VI XỬ LÝ 8086 -38-
2.3.1 Giới thiệu chung -38-
2.3.2 Tập lệnh của vi xử lý 8086 -39-
2.4 CÁC MẠCH PHỤ TRỢ -68-
2.4.1 Mạch tạo xung nhịp -68-
2.4.2 Mạch chốt và đệm Bus -70-
2.4.3 Các bộ nhớ -74-
Trang 32.4.4 Mạch giải mã địa chỉ -77-
2.5 BIỂU ĐỒ THỜI GIAN ĐỌC/GHI CỦA VI XỬ LÝ -82-
2.5.1 Xung nhịp và chu kỳ máy -82-
2.5.2 Chu kỳ đọc/ghi của vi xử lý 8086 -83-
2.6 CÁC CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC CỦA VI XỬ LÝ 8086 -84-
2.6.1 Chế độ khởi động -84-
2.6.2 Chế độ đợi -85-
2.6.3 Chế độ treo -85-
2.6.4 Chế độ ngắt -85-
2.6.5 Chế độ dừng -86-
2.7 MỘT SỐ VÍ DỤ -86-
2.8 LẬP TRÌNH HỢP NGỮ CHO VI XỬ LÝ 8086 -90-
2.8.1 Giới thiệu chung về hợp ngữ -90-
2.8.2 Cú pháp của chương trình hợp ngữ -90-
2.8.3 Khuôn dạng của chương trình hợp ngữ -94-
2.8.4 Cấu trúc lập trình cơ bản bằng hợp ngữ -98-
CHƯƠNG III: HỆ VI ĐIỀU KHIỂN 8 BIT HỌ 8051 -103-
3.1 CẤU TRÚC PHẦN CỨNG HỌ VI ĐIỀU KHIỂN 8051 -103-
3.1.1 Giới thiệu chung -103-
3.1.2 Sơ đồ cấu trúc của họ vi điều khiển 8051 -105-
3.1.3 Mô tả chức năng các chân của 8051 -106-
3.1.4 Tổ chức bộ nhớ 8051 -109-
3.1.5 Hoạt động RESET -118-
3.2 CÁC CHẾ ĐỘ ĐỊA CHỈ CỦA 8051 -118-
3.2.1 Kiểu định địa chỉ dùng thanh ghi (Register Addressing) -119-
3.2.2 Kiểu định địa chỉ trực tiếp (Direct Addressing) -119-
3.2.3 Kiểu định địa chỉ gián tiếp (Indirect Addressing) -119-
3.2.4 Định địa chỉ tức thời (Immediate Addressing) -119-
3.2.5 Định địa chỉ tương đối -120-
3.2.6 Định địa chỉ tuyệt đối -120-
3.2.7 Định địa chỉ dài -120-
3.2.8 Định địa chỉ chỉ số -120-
3.3 TẬP LỆNH CỦA 8051 -121-
3.3.1 Nhóm lệnh số học -121-
3.3.2 Nhóm lệnh logic -124-
3.3.3 Nhóm lệnh di chuyển dữ liệu -127-
3.3.4 Nhóm lệnh xử lý bit -129-
3.3.5 Nhóm lệnh rẽ nhánh -131-
3.4 LẬP TRÌNH HỢP NGỮ CHO VI ĐIỀU KHIỂN 8051 -135-
Trang 43.4.1 Trình dịch hợp ngữ -135-
3.4.2 Khuôn dạng của chương trình hợp ngữ -136-
3.4.3 Kiểu dữ liệu và chỉ dẫn -137-
3.4.4 Cổng vào/ra và lập trình -138-
3.4.5 Bộ đếm định thời của 8051 và lập trình -144-
3.4.6 Lập trình truyền thông nối tiếp 8051 -156-
3.4.7 Lập trình ngắt 8051 -170-
CHƯƠNG IV: GHÉP NỐI VÀ TRAO ĐỔI DỮ LIỆU TRONG HỆ VI XỬ LÝ -185-
4.1 GHÉP NỐI VI XỬ LÝ/VI ĐIỀU KHIỂN VỚI BỘ NHỚ NGOÀI -185-
4.1.1 Một số chân của 8051 phục vụ cho ghép nối bộ nhớ ngoài -185-
4.1.2 Ghép nối vi điều khiển 8051 với bộ nhớ chương trình ngoài -186- 4.1.3 Ghép nối vi điều khiển 8051 với bộ nhớ dữ liệu ngoài -187-
4.2 GHÉP NỐI SONG SONG VÀ LẬP TRÌNH -192-
4.2.1 Tổng quan -192-
4.2.2 Ghép nối 8051 với 8255A -193-
4.3 PHỐI GHÉP VI ĐIỀU KHIỂN VỚI THẾ GIỚI THỰC 1 -202-
4.3.1 Phối ghép vi điều khiển với màn tinh thể lỏng LCD -202-
4.3.2 Phối ghép ADC với 8051 và lập trình -214-
4.3.3 Nối ghép 8051 với cảm biến nhiệt -221-
4.4 PHỐI GHÉP VI ĐIỀU KHIỂN VỚI THẾ GIỚI THỰC 2 -223-
4.4.1 Nối ghép 8051 với động cơ bước -223-
4.4.2 Nối ghép 8051 với bàn phím -233-
4.4.3 Nối ghép 8051 với DAC -239-
PHỤC LỤC 1: DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT -243-
PHỤ LỤC 2: TẬP LỆNH CỦA VI ĐIỀU KHIỂN HỌ 8051 -244-
Nhóm lệnh số học (Mathematical (Arithmetic) Instructions) -244-
Nhóm lệnh Logic (Logic Instructions) -245-
Nhóm lệnh di chuyển dữ liệu (Data Transfer Instructions) -246-
Nhóm lệnh xử lý bit (Bit Oriented Instructions) -248-
Nhóm lệnh rẽ nhánh (Control Transfer Instructions) -249-
II Phần 2: Phần thảo luận, bài tập Chương 1 -252-
Chương 2 -252-
Chương 3 -254-
Chương 4 -256-
Trang 5I Phần 1: Phần lý thuyết
I.1 Yêu cầu đối với sinh viên
- Mục tiêu: Nội dung môn học nhằm giúp sinh viên nắm được kiến thức cơ bản
về hệ Vi xử lý tổng quát; biết cách xây dựng phần cứng một hệ Vi xử lý và lập trình cho các ứng dụng khác nhau trong thực tế của chuyên ngành Tự động hóa , Hệ thống điện, Kỹ thuật điều khiển trên cơ sở phân tích kỹ cấu trúc, hoạt động
và lập trình cho hai loại họ vi xử lý là: họ 80x86 và họ vi điều khiển MCS -51 với các ứng dụng cụ thể
- Nhiệm vụ của sinh viên:
+ Có bài giảng Kỹ thuật vi xử lý do bộ môn biên soạn
+ Chuẩn bị tốt phần kiến thức giáo viên giao trước về nhà
+ Tốt nhất là có thêm máy vi tính với các phần mềm thiết kế hệ vi điều khiển như: Orcad, Proteus, IDE 51
- Đánh giá:
II.2 Các nội dung cụ thể
………
………
………
II Phần 2: Phần thảo luận, bài tập
II1 Yêu cầu đối với sinh viên
- Mục tiêu: Giúp sinh viên củng cố lại kiến thức đã học và nâng cao khả năng
tự nghiên cứu và làm việc theo nhóm
- Nhiệm vụ của sinh viên:
+ Chia nhóm thảo luận
+ Nhận trước đề tài thảo luận và hướng dẫn do giáo viên hướng dẫn ra
+ Tiến hành làm báo cáo Kiểm chứng kết quả bằng các phầm mềm
+ Thảo luận theo nhóm trên lớp
- Hình thức thảo luận: Đại diện mỗi nhóm lên trình bày Các nhóm khác phản
biện Giáo viên hướng dẫn các nhóm thảo luận để đi đến kết luận cuối cùng
- Đánh giá: Điểm báo cáo và điểm thảo luận được tổng hợp lại để cho điểm
II.2 Các nội dung cụ thể
………
………
………
Trang 6TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1]; Cấu trúc và lập trình họ vi điều khiển 8051; Nguyễn Tăng Cường, Phan Quốc Thắng; Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật; Năm 2004
[2]; Kỹ thuật Vi xử lý; Văn Thế Minh; Nhà xuất bản Giáo dục; Năm 1997 [3]; Họ Vi điều khiển 8051; Tống Văn On; Nhà Xuất bản lao động xã hội; Năm
2001
[4]; Giáo trình Vi xử lý; Cao Xuân Tuyển, Vũ Quốc Đông; ĐH KTCN; Năm
2005
[5]; Một số tài liệu trên mạng Internet