giáo trình nghề sửa chữa điện tử công nghiệp

giáo trình nghề sửa chữa điện tử công nghiệp giáo trình nghề sửa chữa điện tử công nghiệp giáo trình nghề sửa chữa điện tử công nghiệp giáo trình nghề sửa chữa điện tử công nghiệp giáo trình nghề sửa chữa điện tử công nghiệp giáo trình nghề sửa chữa điện tử công nghiệp giáo trình nghề sửa chữa điện tử công nghiệp giáo trình nghề sửa chữa điện tử công nghiệp giáo trình nghề sửa chữa điện tử công nghiệp giáo trình nghề sửa chữa điện tử công nghiệp giáo trình nghề sửa chữa điện tử công nghiệp giáo trình nghề sửa chữa điện tử công nghiệp giáo trình nghề sửa chữa điện tử công nghiệp giáo trình nghề sửa chữa điện tử công nghiệp giáo trình nghề sửa chữa điện tử công nghiệp giáo trình nghề sửa chữa điện tử công nghiệp

BỘ LAO ĐỘNG – THƯƠNG BINH VÀ XÃ HỘI TỔNG CỤC DẠY NGHỀ Dự án giáo dục kỹ thuật và dạy nghề (VTEP) GIÁO TRÌNH VI XỬ LÝ Mả số : CIO 02 31 00 NGHỀ : SỬA CHỬA ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP Trình độ : 3 HÀ NỘI – 2004 2 Mã tài liệu : Mã quốc tế ISBN : Tuyên bố bản quyền Tài liệu này thuộc loạI sách giáo trình Cho nên các nguồn thông tin có thể được phép dùng nguyên bản hoặc trích dùng cho các mục đích về đào tạo và tham khảo MọI mục đích khác có ý đồ lệch lạc hoặc sử dụng vớI mục đích kinh doanh thiếu lành mạnh sẻ bị nghiêm cấm Tổng cục dạy nghề sẻ làm mọI cách để bảo vệ bản quyền củ a mình Tổng cục dạy nghề cám ơn và hoan nghênh các thông tin giúp cho việc tu sửa và hoàn thiện tốt hơn tài liệu này Địa chỉ liên hệ Dự án giáo dục kỹ thuật và nghề nghiệp Tiểu ban phát triển chương trình học liệu 3 LỜI TỰA Tài liệu này là một trong các kết quả của dự án GDKT – DN được tài trợ bởi ngân hàng phát triển Á châu cho các trường kỹ thuật trọng điễm toàn quốc trực thuộc tổng cục dạy nghề. Tài liệu được soạn là một giáo trình phục vụ cho đối tượng công nhân nghề sửa chửa điện tử công nghiệp. Do đó, trình tự nội dung được sắp xếp từ dể đến khó nhằm giúp người học tiếp thu một cách dể dàng. Đồng thời đi kèm với tài liệu còn có sổ tay hướng dẩn dành riêng cho giáo viên trong đó đề nghị các bước thực hiện quá trình giãng dạy một cách nhất quán từ đó tạo điều kiện cho giáo viên khai thác nội dung giá trình một cách tốt nhất Đội ngủ biên soạn là nhóm CDC của trường công nhân kỹ thuật cần thơ, nội dung của tài liệu là sự kết hợp giữa yêu c ầu đào tạo với tình hình công nghệ hiện tại trong thực tế sản xuất và cũng được tham khảo theo tình hình giãng dạy tại các trường kỹ thuật cũng như các cơ sở đào tạo nghề có liên quan. Tài liệu này được thiết kế theo từng mô đun/ môn học thuộc hệ thống mô đun/ môn học của một chương trình đào tạo hoàn chỉnh nghề sửa chửa thiết bị điện tử công nghiệp ở cấp trình độ 3 và được dùng làm giáo trình cho học viên trong các khóa đào tạo, cũng có thể được sử dụng cho đào tạo ngắn hạn hoặc cho các công nhân kỹ thuật, các nhà quản lý và người sử dụng nhân lực tham khảo. Đây là tài liệu thử nghiệm sẻ được hoàn chỉnh để trở thành chính thức trong hệ thống dạy nghề. Hà Nội, ngày tháng năm 2005 Giám đốc D ự án quốc gia 4 MỤC LỤC LỜI TỰA 3 MỤC LỤC 4 GIỚI THIỆU VỀ MÔ ĐUN 6 Vị trí, ý nghĩa, vai trò mô đun 6 Mục tiêu của môdun 6 Mục tiêu thực hiện của mô đun 6 Nội dung chính của mô đun 6 SƠ ĐỒ QUAN HỆ THEO TRÌNH TỰ HỌC NGHỀ 7 CÁC HÌNH THỨC HỌC TẬP CHÍNH TRONG MÔ ĐUN 8 YÊU CẦU VỀ ĐÁNH GIÁ HOÀN THÀNH MÔ ĐUN 8 BÀI 1: CẤU TRÚC HỌ VI XỬ LÝ MCS-80/85 9 GIỚI THIỆU 9 MỤC TIÊU THỰC HIỆN 9 NỘI DUNG CHÍNH 9 1. GIỚI THIỆU CHUNG 10 1.1 Cấu trúc chung 10 1.2 Đặc tính chung của vi xử lý 11 2. VI XỬ LÝ 8085A 13 2.1 Chức năng các chân ra 13 2.2 Mô tả nguyên lý hoạt động 17 BÀI 2: TẬP LỆNH 8085A 23 GIỚI THIỆU 23 MỤC TIÊU THỰC HIỆN 23 NỘI DUNG CHÍNH 23 1. GIỚI THIỆU 24 2. TẬP LỆNH 24 2.1 Nhóm lệnh truyền dữ liệu 24 2.2 Nhóm lệnh số học – logic 26 2.3 Nhóm lệnh so sánh 35 2.4 Nhóm lệnh nhảy 35 2.5 Nhóm lệnh về ngăn xếp 37 2.6 Nhóm lệnh điều khiển 39 BÀI 3: GIAO TIẾP I/O 40 GIỚI THIỆU 40 MỤC TIÊU THỰC HIỆN 40 NỘI DUNG CHÍNH 40 1. TỔNG QUAN 41 1.1 Thiết bị ngoại vi có không gian địa chỉ riêng 41 1.2 Thiết bị ngoại vi dùng chung địa chỉ với bộ nhớ 41 2. GIẢI MÃ ĐỊA CHỈ CHO THIẾT BỊ NGOẠI VI 41 3. CÁC MẠCH CỔNG ĐƠN GIẢN 42 4. VI MẠCH GIAO TIẾP SONG SONG LẬP TRÌNH ĐƯƠC 8255A 43 4.1 Mô tả chức năng 44 4.2 Các chế độ hoạt động 47 4.3 Ứng dụng 82C55A 56 5. VI MẠCH GIAO TIẾP NỐI TIẾP LẬP TRÌNH ĐƯỢC 8251A 60 5.1 Đặc tính 60 5.2 Mô tả chức năng 61 5.3 Hoạt động chi tiết 66 5.4 Ứng dụng 8251A 73 5 BÀI 4: NGẮT VÀ CHƯƠNG TRÌNH PHỤC VỤ NGẮT 81 GIỚI THIỆU 81 MỤC TIÊU THỰC HIỆN 81 NỘI DUNG CHÍNH 81 1. TỔNG QUAN 82 1.1 Nguyên lý vào/ra dử liệu theo phương pháp thăm dò 82 1.2 Các phương pháp thông dụng 82 2. TRAO ĐỔI DỬ LIỆU BẰNG NGẮT 84 2.1 Tổ chức ngắt 84 2.2 Quy trình xử lý yêu cầu ngắt 86 3. VI MẠCH XỬ LÝ NGẮT 8259A 87 3.1 Tóm tắt đặc tính 8259A 87 3.2 Sơ đồ khối 88 3.3 Mô tả chức năng 89 3.4 Lập trình 8259A 94 TÀI LIỆU THAM KHẢO 106 6 GIỚI THIỆU VỀ MÔ ĐUN Vị trí, ý nghĩa, vai trò mô đun • Đây là một mô đun chuyên ngành được học vào năm thứ hai của trình độ 3 sau khi học viên đã hoàn tất các mô đun hổ trợ trước đó như: Linh kiện điện tử, mạch điện tử, kỹ thuật số. • Trong các dây chuyền sản xuất, cung như các thiết bị tự động đơn lẻ hiện nay việc ứng dụng vi xử lý trong các lỉnh vực này là rất phổ biến nhằm tăng tính linh hoạt, độ chính xác cũng như độ ổn định của hệ thống. Do đó, kiến thức về vi xử lý rất cần thiết cho công nhân ngành sửa chửa thiết bị điện tử công nghiệp. Mục tiêu của môdun Sau khi hoàn tất mô-đun này, học viên có năng lực: • Hiểu, giải thích được nguyên lý làm việc các hệ điều khiển ứng dụng vi xử lý • Cải tiến được chức năng của hệ vi xử lý theo yêu cầu • Phảt triển được các hệ điều khiển trên cơ sở khối trung tâm là vi xử lý Mục tiêu thực hiện của mô đun • Vận hành, kiểm tra được các hệ điều khiển ứng dụng vi xử lý • Sửa chửa được phần mềm và thay thế được linh kiện phần cứng • Thi công, lắp ráp thiết bị theo sơ đồ có sẳn. Nội dung chính của mô đun Mô đun này bao gồm 4 bài học như sau : 1. Cấu trúc họ vi xử lý MCS-80/85 2. Tập lệnh 8085A 3. Giao tiếp I/O 4. Ngắt và chương trình phục vụ ngắt 7 S QUAN H THEO TRèNH T HC NGH Chính trị PHáP LU ậ T Q uốC òNG THể C HấT TIN H ọC ANH VĂN Atlđ T chc sn Chế tạo MạCH ĐIệN T ử Đ O L ệ L kiện điện t ử Đ iện Kỹ Thuật . t cụng sut Vi iu khin 1, 2 kh l tr plc Thc hnh PLC X lý li profibus ĐầU VO U RA Các môn học chung Hai môđun b ổ tr ợ V ẽ ĐIệN Đ IÊN CƠ BảN Mch T nõng cao Mỏy in Trang b in K.T. Cóm bin Vi mch PLD K thut s K thut xung Vi mch tng t TKM in-in t Vi x lý Tớnh toỏn mch in t c bn 8 CÁC HÌNH THỨC HỌC TẬP CHÍNH TRONG MÔ ĐUN Hình thức 1: Học lý thuyết trên lớp - Tất cả các bài học từ 1 đến 4 - Giải các câu hỏi và bài tập phần lý thuyết - Viết chương trinh điều khiển - Phân tích chương trình có sẳn Hình thức 2: Học thực hành trong xưởng - Chạy thử các chương trình đả viết trên lớp - Ráp mô hình thiết bị ngoại vi - Ráp toàn bộ mạch điều khiển kết hợp mô hình thiết bị ngoại vi và kiểm tra hoạ t động Hình thức 3: Tự nghiên cứu - Tự đề ra yêu cầu và thực hiện - Tham khảo các vấn đề liên quan trên sách báo, internet YÊU CẦU VỀ ĐÁNH GIÁ HOÀN THÀNH MÔ ĐUN Hiểu và thực hiện được các nội dung sau - Phân tích được chương trình trên hệ thống thực. - Phát triển được phần mềm theo yêu cầu - Lắp ráp, vận hành và sửa chửa được hệ điều khiển dùng vi xử lý Về thái độ - Chuyên cần, sáng tạo - Luôn kiểm tra kết quả bằng nhiều phương pháp khác nhau để tăng mức độ tin cậy, chính xác. 9 BÀI 1 Tên bài: Cấu trúc họ vi xử lý MCS-80/85 Mã bài: CIO 02 31 01 GIỚI THIỆU Bài học này tập trung giới thiệu về cấu trúc, đặc tính và nguyên lý hoạt động của một bộ vi xử lý rất cơ bản của hãng INTEL đó là họ 8085, từ những kiến thức cơ sở đó người học có thể tự nghiên cứu để hiểu các vi xử lý khác. Bài học thuần túy lý thuyết chỉ cần nắm được những nội dung cần thiết nhất trong thời gian học trên l ớp. MỤC TIÊU THỰC HIỆN • Hiểu được cấu túc chung của vi xử lý, phân biệt vi xử lý dựa trên các đặc điễm cơ bản • Hiểu cấu trúc cụ thể của bộ vi xử lý 8085A • Hiểu nguyên lý hoạt động các khối chức năng, giải thích được giản đồ thời gian hệ thống của 8085A NỘI DUNG CHÍNH Nội dung bài học tập trung về các chủ đề chính như sau: • Khái niệm cơ bản về vi xử lý: Các khối cấu tạo chính, các kiểu định địa chỉ dử liệu • Đặc tính và cấu tạo bộ vi xử lý 8085A. • Sơ đồ chân và ý nghĩa các chân ra của 8085A. • Cấu tạo hệ thống thanh ghi, ý nghĩa các bít trong thanh ghi cờ. • Chế độ RESET, cách RESET tự động khi mở máy • Đặc điễ m các ngỏ vào ngắt. • Phương pháp tạo xung đồng hồ hệ thống • Tạo trạng thái wait cho mỗi chu kỳ máy • Phân tích thời gian hệ thống, giản đồ thời gian hệ thống. 10 1. GIỚI THIỆU CHUNG Vi xử lý là một vi mạch có mật độ tích hợp cao, trong đó gồm các mạch số có khả năng nhận, xử lý và xuất dữ liệu: Đặc biệt là quá trình xử lý được điều khiển theo một chương trình gồm tập hợp các lệnh mà người xử dụng có thể thay đổi một cách dể dàng. Một vi xử lý có thể hiểu được từ một vài trăm cho đến hàng ngàn lệnh. Vì vậy, nó có khả năng thực hiện được rất nhiều yêu cầu điều khiển khác nhau. 1.1 Cấu trúc chung Cấu trúc của vi xử lý thường được biểu diển dưới dạng sơ đồ khối. Qua đó, người xử dụng có thể thấy được các đặc điễm cần thiết để phục vụ cho việc lập trình. Về cơ bản có thể xem vi xử lý gồm có ba khối chính: Hình 1.1 Sơ đồ khối cấu tạo vi xử lý Đơn vị số học -logic (arithmatic-logic unit) Cơ sở của đơn vị số học-logic là một mạch cộng n bít, mạch cộng này còn được mở rộng thêm để thực hiện các phép xử lý khác như: Tính số bù bậc 2, phép trừ, các hàm logic Các thanh ghi (registers) Thanh ghi giống như ô nhớ bên trong vi xử lý, điểm khác biệt ở chổ là thanh ghi được phân biệt bằng tên thay vì bằng địa chỉ như ô nhớ. Thanh ghi dùng để chứa dữ li ệu, các kết quả trung gian của phép tính, số lượng thanh ghi ảnh hưỡng rất lớn đến tốc độ xử lý vì số lần truy xuất bộ nhớ sẽ ít đi. Vì vây, các vi xử lý hiện đại thường có nhiều thanh ghi. Đơn vị điều khiển (control unit) Là phần quan trọng nhất trong vi xử lý, mọi hoạt động của máy tính được phối hợp một cách chặt chẻ bới các tín hiệu đượ c tạo ra từ đơn vị điều khiển. Máy tính thi hành tuần tự từng chỉ thị của chương trình cho đến khi có lệnh dừng hoặc thao tác vòng lặp. Chương trình điều khiển được chứa trong bộ nhớ dưới dạng tổ hợp các bít gọi là mã đối tượng (object code). Nhưng để dể viết chương trình một lệnh điều khiển thường được viết dưới dạ ng gợi nhớ (mnemonic). Ví dụ: Đối với vi xử lý 8085A, chỉ thị truyền dữ liệu từ thanh ghi B sang thanh ghi A được viết như sau: Address Register Data Register ALU Instruction Decoder Program Counter Logic Control [...]... của các ngắt là cố định như đả giới thiệu ở phần trên Thư tự ưu tiên này khơng được áp dụng cho một chương trình phục vụ ngắt đã được khởi động bởi một ngắt có ưu tiên cao hơn Ngắt RST 5.5 có thể dừng chương trình phục vụ của RST 7.5 nếu các ngắt được cho phép trở lại trước khi kết thúc chương trình này 18 TRAP thường được dùng trong những trường hợp xảy ra sự cố hệ thống, TRAP được tác động theo cả... hồ 5 MHz) và 8085AH-1 với thạch anh 12 MHz (đồng hồ 6 MHz), nên dùng thạch anh có đặc tính như sau: Tần số cộng hưởng song song bằng hai lần tần số xung đồng hồ cần thiết Điện dung nạp CL ≤ 30 pF Điện dung song song CS ≤ 7 pF RS điện trở tương đương song song RS ≤ 75 Ω Cơng suất điều khiển 10 mW Độ dịch tần ±0,005% Nên nối thêm một tụ 20 pF từ X2 xuống GND, tụ này cần thiết với các thạch anh có tần... như một ngắt cơng dụng chung, ngắt chỉ được lấy mẫu trong suốt chu kỳ đồng hồ cuối cùng của lệnh Khi ngắt tác động bộ đếm chương trình sẻ khơng tăng nội dung và tín hiệu INTA sẻ được tạo ra, trong suốt chu kỳ lệnh RESTART hoặc CALL có thể được chèn vào để nhảy đến chương trình phục vụ ngắt, INTR được cho phép và ngăn bằng phần mềm Ngắt này mất hiệu lực khi reset và được chấp nhận tức thời sau một ngắt... Thanh ghi Nội dung ACC hoặc A PC BC, DE, HL Bộ tích lủy Bộ đếm chương trình Thanh ghi chung; con trỏ dử liệu (HL) Con trỏ ngăn xếp Thanh ghi cờ 8 bít 16 bít địa chỉ 8 bít x 6 hoặc 16 bít x 3 SP Flags hoặc F 16 bít địa chỉ 5 cờ Thanh ghi cờ cho biết trạng thái của vi xử lý sau khi thực hiện xong một lệnh, cấu tạo thanh ghi này được trình bày như sau: S Z X AC X P x CY 17 S -Sign (bít dấu) S =1 Khi kết... dạng mã đối tượng, một lệnh điều khiển được tạo nên từ một hoặc nhiều byte: Byte đầu tiên chính là mã cơng tác: Q trình thi hành một lệnh được chia làm hai giai đoạn: Giai đoạn 1: Nhập mã cơng tác vào thanh ghi lệnh bằng một chu kỳ đọc dữ liệu của ơ nhớ có địa chỉ là nội dung của bộ đếm chương trình (program counter) Giai đoạn 2: Thi hành lệnh bao gồm cả việc đọc các byte kế tiếp trong bộ nhớ (đối với... định của mã cơng tác Trong thực tế hai giai đoạn thi hành nêu trên lại được chia làm nhiều bước nhỏ gọi là vi lệnh Đơn vị điều khiển phát ra tín hiệu để điều khiển các vi lệnh theo một chương trình gọi là chương trình vi mơ (micro program) 1.2 Đặc tính chung của vi xử lý Độ dài từ dử liệu (data word) Đây là đặc điểm quan trọng của vi xử lý, nói lên khả năng trao đổi dử liệu giữa vi xử lý với các thiết... mạch dao động tích hợp trong IC có thể tạo nên một thay đổi lớn về tần số khi dùng RC Ưu điễm của phương pháp là rẻ tiền và tần số vào khoảng 3 MHz Hình 1.7 trình bày các mạch tạo dao động, lưu ý là trong hình (d) và (e) cần thiết phải có các điện trở kéo lên để bảo đãm mức cao tại ngỏ ít nhất là 4 V và mức thấp lớn nhất là 0,8 V Để điều khiển các tần số lên đến 6 MHz, có thể đưa dao động ngồi vào... 0 0 0 0 0 BÀI 2 Tên bài: Tập lệnh 8085A Mã bài: CIO 02 31 02 GIỚI THIỆU Bài học này trình bày đầy đủ về tập lệnh điều khiển của bộ vi xử lý 8085A, đặc tính chi tiết của từng lệnh: Độ lớn, mả lệnh, thời gian thực hiện, chức năng Kèm theo các ví dụ nếu cần để làm rỏ hơn tác dụng của lệnh Các bài thực tập viết chương trình trong bài học này được nạp và cho chạy kiểm tra trên KIT thực tập 8085A, hướng... 8085A, hướng dẩn xử dụng tham khảo trong tài liệu kèm theo MỤC TIÊU THỰC HIỆN • • • • Hiểu được tác dụng các lệnh điều khiển của họ vi xử lý 8085A Ứng dụng để viết được các chương trình theo u cầu Phân tích và hiểu được các chương trình có sẳn Thực hiện các ứng dụng thực tế thơng qua các mơ hình NỘI DUNG CHÍNH Nội dung bài học tập trung về các chủ đề chính như sau: • Khái niệm chung về tập lệnh • Nhóm lệnh... 7.5 RST 6.5 RST 5.5 INTR Mức ưu tiên 1 2 3 4 5 Địa chỉ ngắt 24H 3CH 34H 2CH - Tín hiệu kích Cạnh lên và mức cao Cạnh lên (chốt) Mức cao Mức cao Mức cao RESET IN (input) Tín hiệu vào đặt bộ đếm chương trình về 0, xóa cờ cho phép ngắt và FF HOLDA, các cờ và thanh ghi khác khơng ảnh hưởng (ngoại trừ thanh ghi lệnh), bus dử liệu, bus địa chỉ và các đường điều khiển ở trạng thái Z cao Vì ngỏ vào này có . TỔNG CỤC DẠY NGHỀ Dự án giáo dục kỹ thuật và dạy nghề (VTEP) GIÁO TRÌNH VI XỬ LÝ Mả số : CIO 02 31 00 NGHỀ : SỬA CHỬA ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP Trình độ :. điễm toàn quốc trực thuộc tổng cục dạy nghề. Tài liệu được soạn là một giáo trình phục vụ cho đối tượng công nhân nghề sửa chửa điện tử công nghiệp. Do đó, trình tự nội dung được sắp xếp từ dể. tạo nghề có liên quan. Tài liệu này được thiết kế theo từng mô đun/ môn học thuộc hệ thống mô đun/ môn học của một chương trình đào tạo hoàn chỉnh nghề sửa chửa thiết bị điện tử công nghiệp