• Phần Microprocessors course Phạm Thế Duy (ptduy@yahoo.com) Nội dung: Giới Thiệu Chung Sơ đồ khối và mô tả các tín hiệu của 8051 Các ghi Các lệnh bản của 8051 Cấu trúc ngôn ngữ Assembly và chạy các chương trình 8051 Bản đồ bộ nhớ của 8051 Các bit cờ và ghi PSW của 8051 Các chế độ địa chỉ của 8051 Các phép tính số học và BCD 16 bit Ngăn xếp của 8051 Các lệnh LOOP và JUMP Các lệnh chương trình Lập trình cho các cổng vào Giới thiệu Hệ thớng vi xử lý đa dụng • • • • CPU thực hiện các lệnh điều khiển hoạt động của toàn bộ hệ thống Không có các bộ nhớ RAM, ROM, và các vào CPU Bộ nhớ và vào là các chip riêng biệt Ví dụ ： Intel’s x86, Motorola’s 680x0 CPU Bộ vi xử lý đa dụng Nhiều chip kết nối với Data Bus RAM ROM I/O Port Address Bus Control Bus Hệ thống vi xử lý đa dụng Timer Serial COM Port Bộ vi điều khiển : • Là mợt hệ thớng vi xử lý nhỏ được kết nối sẵn một IC • CPU, RAM, ROM, I/O cùng nằm một CHIP • Ví dụ ： Motorola’s 6811, Intel’s 8051, Zilog’s Z8 and PIC 16X Power RAM Monitoring Reset Control Clock & Timming CPU ROM I/O Port Một Chip Serial Timer Port Bộ vi điều khiển So sánh giữa Vi Xử Lý và Vi Điều Khiển Vi Xử Lý • CPU, ROM, RAM và các vào là các IC riêng • Người thiết kế có thể quyết định dung lượng ROM, RAM và cởng vào • Giá thành cao • Có thể sử dụng cho nhiều ứng dụng khác Vi Điều Khiển • CPU, RAM, ROM, I/O và timer nằm cùng mợt chip • Dung lượng ROM, RAM và sớ lượng vào là cớ định • Thường sử dụng cho các ứng dụng có giá thành hạ, tiêu thụ công suất ít và chiếm diện tích nhỏ • Thường sử dụng cho các ứng dụng đơn giản Hệ thớng nhúng • Hệ thớng nhúng là hệ thống vi xử lý được nhúng vào các ứng dụng cụ thể • Mợt hệ thớng nhúng sử dụng các bộ vi xử lý hoặc vi điều khiển chỉ thực hiện mợt nhiệm vụ nhất • Trong các hệ thống nhúng thông thường chỉ có một phần mềm ứng dụng nhất, thông thường được nạp vào ROM • Ví dụ ： Máy in, bàn phím, card trò chơi Ba yếu tố để lựa chọn một bộ vi điều khiển Phối hợp giữa ba yếu tố: hiệu suất tính toán, hiệu quả thực hiện nhiệm vụ và giá thành hệ thớng • Tớc đợ, dung lượng ROM và RAM, số lượng cổng vào ra, các loại cổng vào ra, số lượng Timer, kích thước, kiểu chân IC, cơng śt tiêu thụ • Dễ dàng nâng cấp cần • Giá thành mỡi IC Các cơng cụ phần mềm sẵn có • Các phần mềm hợp dịch (Assemblers), Các phần mềm gỡi rối (debuggers), Các phần mềm biên dịch C (C compilers), Phần mềm chạy thử (emulator), Phần mềm mô phỏng (simulator), hỗ trợ kỹ thuật (technical support) Có sẵn thị trường và có nguồn cung cấp tin cậy Block Diagram External interrupts Interrupt Control On-chip ROM for program code Timer/Counter On-chip RAM Timer Timer CPU OSC Bus Control I/O Ports P0 P1 P2 P3 Address/Data Serial Port TxD RxD Counter Inputs So sánh các vi điều khiển họ 8051 Đặc tính 8051 ROM (program space in bytes) 4K RAM (bytes) 128 Timers I/O pins 32 Serial port Interrupt sources 8052 8K 256 32 8031 0K 128 32 Cấu tạo một chân P0 Read latch TB2 Internal CPU bus D Write to latch Clk P0.X pin Q P1.X Q M1 TB1 Read pin 8051 IC P1.x Port ： Chân 32-39 ： • P0 là mợt cởng open drain – Open drain là thuật ngữ sử dụng cho các IC MOS, tương tự thuật ngữ open collector sử dụng cho các IC TTL • Khi sử dụng cổng P0 để truyền dữ liệu với vào cần phải nối thêm điện trở pull-up bên ngoài – Mỗi chân P0 cần nối với điện trở pull-up 10K bên ngoài – Với điện trở bên ngoài P0 sẽ là cổng sau cấp nguồn Nối điện trở Pull-Up cho P0 Vcc Port P0.0 DS5000 P0.1 P0.2 8751 P0.3 P0.4 8951 P0.5 P0.6 P0.7 10 K Chức thứ của P0 • Khi kết nới 8051/8031 với bộ nhớ ngoài, 8051 sẽ sử dụng các cổng để cung cấp địa chỉ và đọc lệnh – 8031 có khả truy cập 64KB bộ nhớ ngoài – Địa chỉ 16-bit ： P0 địa chỉ A0-A7, P2 cung cấp A8A15 – P0 còn sử dụng làm các đường dữ liệu D0-D7 • Khi P0 sử dụng làm BUS đa hợp địa chỉ/dữ liệu nó cần được kết nối với một bộ cài bên ngoài để cài lại địa chỉ • P0 khơng cần nới thêm điện trở pull-up 74LS373 PSEN ALE P0.0 P0.7 74LS373 G D OE OC A0 A7 D0 D7 EA P2.0 A8 P2.7 A15 8051 ROM Đọc ROM ngoài (1/2) P0.0 74373 latches the address and send to OE ROM OC G 74LS373 A0 P0.7 A7 PSEN ALE Send address to ROM D Address D0 D7 EA P2.0 A8 P2.7 A12 8051 ROM Đọc ROM ngoài (2/2) PSEN ALE P0.0 P0.7 74373 latches the address and send to ROM 74LS373 G D Address OE OC A0 A7 D0 D7 EA ROM send the instruction back P2.0 A8 P2.7 A12 8051 ROM Chân ALE • Tín hiệu ALE sử dụng để giải đa hợp (demultiplexing) địa chỉ và dữ liệu bằng cách nối tới chân G của bộ cài 74LS373 – Khi ALE=0, P0 sử dụng làm BUS dữ liệu D0-D7 – Khi ALE=1, P0 cung cấp địa chỉ A0-A7 – Với chức cho phép P0 multiplex địa chỉ và dữ liệu Port ： Chân 21-28 ： • Port khơng cần sử dụng điện trở Pull – Up, ví nó đã có sẵn bên • Hệ thống 8031, P2 cung cấp địa chỉ A8-A15 Port ： chân 10-17 ： • Port không cần sử dụng điện trở Pull – Up, ví nó đã có sẵn bên • Sau Reset P3 cũng là một cổng ra, nhiên các chân cổng này có thể sử dụng cho các chức khác • Các chức khác của P3 – Làm tín hiệu cổng nối tiếp ： RxD, TxD – Làm ngõ vào yêu cầu ngắt ngoài ： /INT0, /INT1 – Timer/counter ： T0, T1 – Làm tín hiệu truy cập bộ nhớ ngoài hệ thống ： /WR, /RD Các chức khác của P3 P3 Bit Function Pin P3.0 RxD 10 P3.1 TxD 11 P3.2 INT0 12 P3.3 INT1 13 P3.4 T0 14 P3.5 T1 15 P3.6 WR 16 P3.7 RD 17 review • Phần cứng đơn giản: – nguồn ổn áp 5V (cấp vào Vcc và GND) – Mạch dao động: thạch anh, tụ 30pF – Mạch Reset • Khới chức năng: – – – – – – – Giám sát nguồn Cổng song song Cổng nối tiếp Ngắt Định thời - Timer Dung lượng nhớ ROM, RAM ADC, DAC Tuesday, November 12, 2019 85 review • Thanh ghi: – Chung: R0 đến R7; A, B, DPTR, SP, PSW – Cổng song song: P0 – P3 (Px.0 – Px.7) – Cổng nối tiếp: SBUF, SCON, PCON – Ngắt: IE, IP – Timer: TL0, TH0, TL1, TH1, TMOD, TCON – Thanh ghi điều khiển nguồn: PCON • Tập lệnh – chế đợ địa chỉ : Tuesday, November 12, 2019 86 review • Chế đợ địa chỉ: – Tức thời: #32 – Trực tiếp: 32 – Thanh ghi: R0 – R7, A, B, DPL, DPH, SP, P0, P1, P2, P3, SCON, SBUF, TL0, TH0, TL1, TH1, TCON, TMOD, PSW, PCON, IE, IP – Gián tiếp ghi: @R0, @ R1 – Chỉ số: MOVC A,@A+DPTR – MOVX A,@R0; MOVX A,@R1, MOVX A,@DPTR Tuesday, November 12, 2019 87 review • Tập lệnh: – Di chuyển dữ liệu: MOV Tuesday, November 12, 2019 88 ... XTAL2 XTAL1 GND 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 8 0 51 (80 31) 40 39 38 37 36 35 34 33 32 31 30 29 28 27 26 25 24 23 22 21 Vcc P0.0(AD0 P ) 0 .1( AD1) P0.2(AD2 P ) 0.3(AD3) P0.4(AD4) P0 .5( AD5) P0.6(AD6)... Interrupt sources 8 052 8K 256 32 80 31 0K 12 8 32 Các tín hiệu của 8 0 51 PDIP/Cerdip P1.0 P1 .1 P1.2 P1.3 P1.4 P1 .5 P1.6 P1.7 RST (RXD)P3.0 (TXD)P3 .1 (INT0)P3.2 (INT1)P3.3 (T0)P3.4 (T1)P3 .5 (WR)P3.6 (RD)P3.7... ;A=0 8 0 51 Tuesday, November 12 , 2 019 P1.7 P1.6 P1 .5 P1.4 P1.3 P1.2 P1.2 P1.0 27 SUBB A,source ;A=A-source-CY SETB C SUBB A,R5 ADC SETB C ADC ;CY =1 ;A=A-R5 -1 A,source ;A=A+source+CY A,R5 ;CY =1 ;A=A+R5+1