Ở hệ thống này, ta dùng các tổ hợp của các chữ số 0..9 để biểu diễn các giá trị. Một số trong hệ thập phân được biểu diễn theo các số mũ của 10. VD: Số 5346,72 biểu diễn như sau: 5346,72 = 5.103 + 3.102 + 4.10 + 6 + 7.10-1 + 2.10-2 Tuy nhiên, trong các mạch điện tử, việc lưu trữ và phân biệt 10 mức điện áp khác nhau rất khó khăn nhưng việc phân biệt hai mức điện áp thì lại dễ dàng. Do đó, người ta sử dụng hệ nhị phân để biểu...
Tài liệu vi xử lý Đại cương CHƯƠNG 1: ĐẠI CƯƠNG Các hệ thống số dùng máy tính loại mã 1.1 Hệ thập phân (Decimal Number System) Trong thực tế, ta thường dùng hệ thập phân để biểu diễn giá trị số Ở hệ thống này, ta dùng tổ hợp chữ số để biểu diễn giá trị Một số hệ thập phân biểu diễn theo số mũ 10 VD: Số 5346,72 biểu diễn sau: 5346,72 = 5.103 + 3.102 + 4.10 + + 7.10-1 + 2.10-2 Tuy nhiên, mạch điện tử, việc lưu trữ phân biệt 10 mức điện áp khác khó khăn việc phân biệt hai mức điện áp lại dễ dàng Do đó, người ta sử dụng hệ nhị phân để biểu diễn giá trị hệ thống số 1.2 Hệ nhị phân (Binary Number System) Hệ nhị phân dùng chữ số để biểu diễn giá trị số Một số nhị phân (binary digit) thường gọi bit Một chuỗi gồm bit nhị phân gọi nibble, chuỗi bit gọi byte, chuỗi 16 bit gọi word chuỗi 32 bit gọi double word Chữ số nhị phân bên phải chuỗi bit gọi bit có ý nghĩa nhỏ (least significant bit – LSB) chữ số nhị phân bên trái chuỗi bit gọi bit có ý nghĩa lớn (most significant bit – MSB) Một số hệ nhị phân biểu diễn theo số mũ Ta thường dùng chữ B cuối chuỗi bit để xác định số nhị phân VD: Số 101110.01b biểu diễn giá trị số: 101110.01b = 1x25 + 0x24 + 1x23 +1x22 + 1x21 + + 0x2-1 + 1x2-2 Chuyển số nhị phân thành số thập phân: Để chuyển số nhị phân thành số thập phân, ta cần nhân chữ số số nhị phân với giá trị thập phân cộng tất giá trị lại VD: 1011.11B = 1x23 + 0x22 + 1x21 + + 1x2-1 + 1x2-2 = 11.75 Chuyển số thập phân thành số nhị phân: Để chuyển số thập phân thành số nhị phân, ta dùng phương pháp sau: ¾ Phương pháp 1: Ta lấy số thập phân cần chuyển trừ 2i 2i số lớn nhỏ hay số thập phân cần chuyển Sau đó, ta lại lấy kết thực tương tự 20 dừng Trong trình thực hiện, ta ghi lại giá trị hay cho bit tuỳ theo trường hợp số thập phân nhỏ 2i (0) hay lớn 2i (1) Phạm Hùng Kim Khánh Trang Tài liệu vi xử lý Đại cương i VD: Xét số 21 số lớn 24 23 22 21 20 16 21 = 1 5 1 ( 21 = 10101B) ¾ Phương pháp 2: Lấy số cần chuyển chia cho 2, ta nhớ lại số dư lấy tiếp thương kết chia cho thực tương tự thương cuối Kết chuyển đổi chuỗi bit số dư lấy theo thứ tự ngược lại VD: Chuyển 227 số nhị phân Số bị chia Thương 227 113 113 56 56 28 28 14 14 7 3 1 ( 227 = 11100011b) Số dư ( LSB) 0 1 ( MSB) Để thực chuyển số thập phân nhỏ sang số nhị phân, ta làm sau: lấy số cần chuyển nhân với 2, giữ lại phần nguyên lại lấy phần lẻ nhân với Quá trình tiếp tục phần lẻ dừng Kết chuyển đổi chuỗi bit giá trị phần nguyên VD: Chuyển 0.625 thành số nhị phân 0.625 × = 1.25 0.25 × = 0.5 0.5 × = 1.0 ( 0.625 = 0.101b) 1.3 Hệ thập lục phân (Hexadecimal Number System) Như biết trên, dùng hệ nhị phân cần số lượng lớn bit để biểu diễn Giả sử số 1024 = 210 cần 10 bit để biểu diễn Để rút ngắn kết biểu diễn, ta dùng hệ thập lục phân dựa sở số mũ 16 Khi đó, bit hệ nhị phân (1 nibble) biểu diễn chữ số hệ thập lục phân (gọi số hex) Trong hệ thống này, ta dùng số kí tự A F để biểu diễn cho giá trị số Thông thường, ta dùng chữ h cuối để xác định số thập lục phân 1.4 Mã BCD (Binary Coded Decimal) Trong thực tế, số ứng dụng đếm tần, đo điện áp, … ngõ dạng số thập phân, ta dùng mã BCD Mã BCD dùng bit nhị phân để mã hoá cho số thập phân Như vậy, số hex A F không tồn mã BCD Phạm Hùng Kim Khánh Trang Tài liệu vi xử lý VD: 1.5 Đại cương Số thập phân Số BCD 0101 0010 1001 Mã hiển thị Led đoạn (7-segment display) Đối với ứng dụng dùng hiển thị số liệu Led đoạn, ta dùng mã hiển thị Led đoạn (bảng 1.1) a f a b c d e f g b g e c d Bảng 1.1: Số thập phân Số thập lục phân 10 11 12 13 14 15 A B C D E F Số nhị phân 0000 0001 0010 0011 0100 0101 0110 0111 1000 1001 1010 1011 1100 1101 1110 1111 Mã Led đoạn a b c d e f g Hiển thị 1111110 0110000 1101101 1111011 0110011 1011011 1011111 1110000 1111111 1110011 1111101 A 0011111 B 0001101 C 0111101 D 1101111 E 1000111 F Các phép toán số học 2.1 Hệ nhị phân 2.1.1 Phép cộng Phép cộng hệ nhị phân thực giống hệ thập phân Bảng thật phép cộng bit với bit nhớ (carry) sau: Phạm Hùng Kim Khánh Trang Tài liệu vi xử lý Đại cương Bảng 1.2: A 0 0 1 1 Vào B CIN 0 1 1 0 1 1 S 1 0 Ra COUT 0 1 1 S = A ⊕ B ⊕ CIN COUT = AB + CIN(A ⊕ B) VD: 1001 1010 + 1100 1100 Nhớ 0111 0110 2.1.2 Số bù (2’s component) Trong hệ thống số thông thường, để biểu diễn số âm ta cần thêm dấu – vào chữ số Tuy nhiên, hệ thống máy tính, ta khơng thể biểu diễn Phương pháp thông dụng dùng bit có ý nghĩa lớn (MSB) làm bit dấu (sign bit): MSB = số âm MSB = số dương Khi đó, bit lại biểu diễn độ lớn (magnitude) số Như vậy, ta dùng bit để biểu diễn thu 256 tổ hợp ứng với giá trị 255 (số không dấu) hay –127 –0 +0 … +127 (số có dấu) Để thuận tiện việc tính tốn số có dấu, ta dùng dạng biểu diễn đặc biệt số bù Số bù số nhị phân xác định cách lấy đảo bit cộng thêm VD: Số biểu diễn : 0000 0111 có MSB = (biểu diễn số dương) Số bù : 1111 1000 + = 1111 1001 Số đại diện cho số – Ta thấy, để thực việc xác định số bù số A, cần phải: - Biểu diễn số A theo mã bù - Đảo bit (tìm số bù A) - Cộng thêm vào để nhận số bù Khi biểu diễn theo số bù 2, sử dụng bit ta có giá trị số thay đổi từ 128 127 2.1.3 Phép trừ Phép trừ số nhị phân thực tương tự hệ thập phân Bảng thật phép trừ bit với bit mượn (borrow) sau: Phạm Hùng Kim Khánh Trang Tài liệu vi xử lý Đại cương Bảng 1.3: A 0 0 1 1 Vào B BIN 0 1 1 0 1 1 D 1 0 Ra BOUT 1 0 S = A ⊕ B ⊕ BIN BOUT = AB + A ⊕ B BIN ( ) VD: 0110 1101 = 149 - 0011 0001 = 49 0011 1100 = 100 Ngoài cách trừ trên, ta thực phép trừ thông qua số bù số trừ VD: 0110 1101 - 0011 0001 Số bù → Nhớ 0110 1101 + 1100 1111 0011 1100 1100 1110 + = 1100 1111 (Số bù 2) Trong phép cộng với số bù 2, ta bỏ qua bit nhớ cuối → kết phép cộng số bù 0011 1100 Đây kết phép trừ, bit MSB = cho biết kết số dương VD: 77 0100 1101 0100 1101 - 88 - 0101 1000 → + 1010 1000 - 11 1111 0101 Số 88 = 0101 1000 → số bù 1010 0111 → số bù 2: 1010 1000 Kết phép cộng số bù 1111 0101 có MSB = nên số âm Số bù 0000 1010 → số bù 2: 0000 1011 Kết 11 nên phép trừ cho kết –11 Ta thấy, để thực chuyển số bù thành số có dấu cần thực hiện: - Lấy bù bit để tìm số bù - Cộng với - Thêm dấu trừ để xác định số âm Phạm Hùng Kim Khánh Trang Tài liệu vi xử lý Đại cương 2.1.4 Phép nhân Phép nhân số nhị phân tương tự số thập phân Chú ý phép nhân nhân số bit có kết số bit, số bit có kết số 16 bit, … VD: 11 1011b X9 1001b 99 1011 0000 0000 1011 1100011b Đối với máy tính, phép nhân thực phương pháp cộng dịch phải (add-and-right-shift): - Thành phần dầu tiên tổng số bị nhân LSB số nhân Ngược lại, LSB số nhân thành phần - Mỗi thành phần thứ i tính tương tự với điều kiện phải dịch trái số bị nhân i bit - Kết cần tìm tổng thành phần nói 2.1.5 Phép chia Phép chia số nhị phân tương tự số thập phân VD: 30/5 = 11110 110 110 101 011 000 110 110 Tương tự phép nhân, ta dùng phép trừ phép dịch trái thực phép trừ Tuy nhiên, để thuận tiện cho tính tốn, thay dùng phép trừ số chia, ta thực phép cộng số bù số chia - Đổi số chia số bù - Lấy số bị chia cộng với số bù số chia + Nếu kết có bit dấu = bit tương ứng thương = + Nếu kết có bit dấu = bit tương ứng thương = ta phải khôi phục lại giá trị số bị chia cách cộng kết với số chia - Dịch trái kết thu thực tiếp tục kết hay nhỏ số chia Phạm Hùng Kim Khánh Trang Tài liệu vi xử lý Đại cương 2.2 Hệ thập lục phân 2.2.1 Phép cộng Thực chuyển số hex cần cộng thành số nhị phân, tính kết số nhị phân sau chuyển lại thành số hex VD: 7Ah 3Fh B9h → → ← 0111 1010 0011 1111 1011 1001 Thực cộng trực tiếp số hex, kết cộng lớn 15 nhớ trừ cho 16 VD: A F → B9h 1010 2510 Ah + Fh = 1010 + 1510 = 2510 7h + 3h = 710 + 310 = 1010 → nhớ 2510 – 1610 = 910 = 9h → cộng số nhớ: 1010 + 110 = 1110 = Bh 2.2.2 Phép trừ Thực tương tự phép cộng Các thiết bị số 3.1 Cổng đệm (buffer) cổng logic (logic gate) Cổng đệm: A A X A X Cổng NOT: A X = A Cổng AND: A B Phạm Hùng Kim Khánh X = AB A 0 1 B 1 X 0 Trang Tài liệu vi xử lý Đại cương Cổng NAND: A B X = AB A 0 1 B 1 X 1 A 0 1 B 1 X 1 A 0 1 B 1 X 0 A 0 1 B 1 X 1 A 0 1 B 1 X 0 Cổng OR: A B X= A + B Cổng NOR: A B X= A + B Cổng EX-OR: A B X=A⊕B Cổng EX-NOR: A 3.2 X = A ⊕B Thiết bị logic lập trình Thay sử dụng cổng logic rời rạc, ta dùng thiết bị logic lập trình (programmable logic device) PLA (Programmable Logic Array), PAL (Programmable Array Logic) hay PROM (Programmable Read Only Memory) để liên kết thiết bị LSI (Large Scale Intergration) PLA (hay FPLA – Field PLA): Dùng ma trận cổng AND OR để lập trình cácc phá huỷ cầu chì FPLA linh động lại khó lập trình Phạm Hùng Kim Khánh Trang Tài liệu vi xử lý Đại cương A B AB AB B A B AB A + AB AB + B Hình 1.1 – Sơ đồ PLA PAL: ma trận OR cố định sẵn ta lập trình ma trận AND A B AB AB B A Hình 1.2 – Sơ đồ PAL A+ A B AB + B A +B AB + A B PROM: ma trận AND cố định sẵn ta lập trình ma trận OR A B AB AB AB AB AB+AB AB AB Hình 1.3 – Sơ đồ PROM AB + A B Phạm Hùng Kim Khánh Trang Tài liệu vi xử lý Đại cương 3.3 Chốt, flipflop ghi Chốt (latch): Chốt thiết bị số lưu trữ lại giá trị số ngõ D Q D X CLK CLK 1 Q QN Q Q CLK D PR CL Flipflop: CL: clear - PR CL D CLK Q 1 1 1 1 1 0 X X X X X ↑ ↑ X X X QN QN PR: Preset Q QN QN CLK: Clock Nếu xuất cạnh lên tín hiệu CLK ngõ Q có giá trị theo liệu D Nếu PR = Q = Nếu CL = Q = Trạng thái PR = CL = trạng thái cấm, ngõ không ổn định - Thanh ghi (register): Thanh ghi nhóm flipflop kết nối song song để lưu trữ số nhị phân Giá trị nhị phân đưa vào ngõ vào flipflop Khi có tác động cạnh lên tín hiệu CLK ngõ flipflop lưu trữ giá trị nhị phân số nhị phân đưa vào tác động cạnh len cho tín hiệu CLK D1 CLK Q D 4 Q D0 CLK Q D PR Q Q Q CL CLK D Q0 Q CLK PR CL D2 PR Q CL D CL PR D3 Q1 Q2 Q3 CLK Hình 1.4 – Thanh ghi dạng đơn giản Phạm Hùng Kim Khánh Trang 10 Tài liệu vi xử lý Đại cương Q Q CLK Q D PR D Q Q CLK Hình 1.5 – Thanh ghi dịch 3.4 Bộ nhớ 3.4.1 Các kiểu nhớ ROM (Read Only Memory): Đặc tính chung ROM liệu lưu trữ khơng bị khơng cịn nguồn cung cấp cho ROM (tính nonvolatile – ổn định) Ta thực tác vụ đọc ROM ROM chia thành: ROM che mặt nạ (Masked ROM), PROM (ROM lập trình được), EPROM (ROM xố tia cực tím) EEPROM (ROM xoá điện) RAM (Random Access Memory): RAM có đặc tính tất nội dung chứa RAM bị khơng cịn nguồn cung cấp cho RAM (tính volatile – khơng ổn định) Có loại RAM: tĩnh động - SRAM (Static RAM): dùng ma trận flipflop để lưu trữ liệu nên ta ghi giá trị nhị phân vào RAM cách đưa liệu vào ngõ vào flipflop cấp xung clock cho flipflop - DRAM (Dynamic RAM): tạo cổng transistor lưu trữ điện tích Tuy nhiên, tượng rị rỉ điện tích theo thời gian, ta phải thực nạp điện lại Quá trình gọi làm tươi (refreshing) nhớ Thuận lợi DRAM số lượng lớn transistor đặt chip nhớ nên có dung lượng cao nhanh SRAM Phạm Hùng Kim Khánh CLK CL CLK Q Q CL D PR PR Q CLK CL D CL IN PR Trong trường hợp flipflop kết nối nối tiếp với nhau, ta có ghi dịch (shift register) Trang 11 OUT Tài liệu vi xử lý Đại cương 3.4.2 Cấu trúc bên nhớ OE CS WE Row address decoder Memory Array EN Three – state driver Column address decoder Hình 1.6 – Cấu trúc nội nhớ tiêu biểu CS (Chip Select):cho phép nhớ hoạt động OE (Output Enable): cho phép đọc liệu từ nhớ bên WE (Write Enable): cho phép ghi liệu vào nhớ Row address decoder, Column address decoder: giải mã hàng cột để chọn vị trí memory cell (flipflop hay tụ điện) Three-state driver: lái ngõ trạng thái để đệm ngõ Giới thiệu vi xử lý 4.1 Các hệ vi xử lý - Thế hệ (1971 – 1973): vi xử lý bit, đại diện 4004, 4040, 8080 (Intel) hay IPM-16 (National Semiconductor) + Độ dài word thường bit (có thể lớn hơn) + Chế tạo công nghệ PMOS với mật độ phần tử nhỏ, tốc độ thấp, dòng tải thấp giá thành rẻ + Tc 10 ữ 60 às / lnh vi tn số xung nhịp 0.1 ÷ 0.8 MHz + Tập lệnh đơn giản phải cần nhiều vi mạch phụ trợ - Thế hệ (1974 – 1977): vi xử lý bit, đại diện 8080, 8085 (Intel) hay Z80 (Zilog) + Tập lệnh phong phú + Địa đến 64 KB Một số vi xử lý phân biệt 256 địa cho thiết bị ngoại vi + Sử dụng công nghệ NMOS hay CMOS Phạm Hùng Kim Khánh Trang 12 Tài liệu vi xử lý Đại cương + Tốc độ ÷ µs / lệnh với tần số xung nhịp ÷ MHz Thế hệ (1978 – 1982): vi xử lý 16 bit, đại diện 68000/68010 (Motorola) hay 8086/80286/80386 (Intel) + Tập lệnh đa dạng với lệnh nhân, chia xử lý chuỗi + Địa nhớ từ ÷ 16 MB phân biệt tới 64KB địa cho ngoại vi + Sử dụng cơng nghệ HMOS + Tốc độ 0.1 ÷ µs / lệnh với tần số xung nhịp ÷ 10 MHz - Thế hệ 4: vi xử lý 32 bit 68020/68030/68040/68060 (Motorola) hay 80386/80486 (Intel) vi xử lý 32 bit Pentium (Intel) + Bus địa 32 bit, phân biệt GB nhớ + Có thể dùng thêm đồng xử lý (coprocessor) + Có khả làm việc với nhớ ảo + Có chế pipeline, nhớ cache + Sử dụng cơng nghệ HCMOS - 4.2 Vi xử lý (µP – microproccessor) 4.2.1 Phân loại vi xử lý - Multi chip: dùng hay nhiều chip LSI (Large Scale Intergration: tích hợp từ 1000 ÷ 10000 transistor) cho ALU control Microprocessor: dùng chip LSI/VLSI (Very Large Scale Intergration: tích hợp ÷ 10000 transistor) cho ALU control Single chip microprocessor (còn gọi microcomputer / microcontroller): chip LSI/VLSI chứa tồn khối hình 1.7 4.2.2 Sơ đồ khối máy tính cổ điển Input ALU (Arithmetic Logic Unit) Output Control Memory Hình 1.7 – Sơ đồ khối máy tính cổ điển - ALU (đơn vị logic số học): thực toán cho máy tính bao gồm: +, -, *, /, phép tốn logic, … Control (điều khiển): điều khiển, kiểm soát đường liệu thành phần máy tính Memory (bộ nhớ): lưu trữ chương trình hay kết trung gian Input (nhập), Output (Xuất): thiết bị xuất nhập liệu (còn gọi thiết bị ngoại vi) 4.2.3 Sơ đồ khối µP Có khối chức năng: đơn vị thực thi (EU - Execution unit), (Sequencer) đơn vị giao tiếp bus (BIU – Bus interface unit) Phạm Hùng Kim Khánh Trang 13 Tài liệu vi xử lý Đại cương - EU: thực lệnh số học logic Các toán hạng chứa ghi liệu (data register) hay ghi địa (address register), hay từ bus nội (internal bus) - Bộ tuần tự: gồm giải mã lệnh (instruction decoder) đếm chương trình (program counter) + Bộ đếm chương trình chứa lệnh thực + Bộ giải mã thực bước cần thiết để thực thi lệnh Khi chương trình bắt đầu, đếm chương trình (PC) địa bắt đầu Địa chuyển qua nhớ thơng qua address bus Khi tín hiệu Read đưa vào control bus, nội dung nhớ liên quan đưa vào giải mã lệnh Bộ giải mã lệnh khởi động phép toán cần thiết để thực thi lệnh Q trình địi hỏi số chu kỳ máy (machine cycle) tuỳ theo lệnh Sau lệnh thực thi, giải mã lệnh đặt PC đến địa lệnh kế Sequencer EU Data register Instruction decoder ALU Addr register Program counter Internal bus BIU Data bus driver Control bus driver Addr bus driver Data bus Control bus Addr bus Hình 1.8 – Sơ đồ khối vi xử lý Phạm Hùng Kim Khánh Trang 14 Tài liệu vi xử lý Đại cương 4.2.4 Sơ đồ khối hệ vi xử lý ADDRESS BUS Input Port µP Memory Output Port DATA BUS CONTROL BUS Hình 1.9 – Sơ đồ khối hệ vi xử lý Mọi hoạt động hệ vi xử lý giống nhau, không phụ thuộc loại vi xử lý hay trình thực µP đọc lệnh từ nhớ (memory), thực thi lệnh sau đọc lệnh kế Q trình đọc lệnh gọi instruction fetch cịn q trình thực gọi fetch – execute sequence Tuy nhiên có số µP nhận số lệnh bắt đầu thực thi Các port I/O: Các port nhập (input) xuất (output) dùng để giao tiếp µP thiết bị ngoại vi (không thể nối trực tiếp với bus) Port xuất ghi Khi µP ghi liệu địa Port Port chứa liệu data bus Dữ liệu chốt Port µP ghi liệu Port Port nhập driver trạng thái Khi µP đọc vào từ địa Port, driver trạng thái lái liệu từ bên vào data bus Sau đó, µP đọc liệu từ bus Phạm Hùng Kim Khánh Trang 15 Tài liệu vi xử lý Đại cương Các tín hiệu tiêu biểu µP: CK Address Reset Data Interrupt Ready/ Wait Bus Re q Bus Ack Re ad Control Write Hình 1.10 – Các tín hiệu µP Các bus dùng để liên kết thành phần hệ thống với µP µP chọn thiết bị cần sử dụng thông qua address bus đọc hay ghi liệu thông qua data bus Data bus bus chiều, dùng chung cho tất trình trao đổi liệu Mỗi chu kỳ bus (bus cycle) việc thực trao đổi từ liệu µP nhớ hay thiết bị I/O Mỗi chu kỳ bus bắt đầu µP xuất địa nhằm chọn thiết bị I/O hay chọn ô nhớ Chu kỳ ghi Chu kỳ đọc Address bus Databus RD WR Hình 1.11 – Định bus 4.3 Giao tiếp với nhớ 4.3.1 Giao tiếp bus - Các bit địa thấp (giả sử 13 đường A0 ÷ A12) nối trực tiếp đến chip nhớ (giả sử RAM có dung lượng 8K × 8) Các bit địa cao (giả sử A13 ÷ A19) nối với giải mã địa (address decoder) tạo tín hiệu cho phép chip nhớ Do đó, thiết kế ta phải xác Phạm Hùng Kim Khánh Trang 16 Tài liệu vi xử lý Đại cương định chip nhớ thuộc vùng địa Tập hợp vùng theo bảng gọi bảng nhớ (memory map) Các bit địa cao A0 ÷ A12 Data bus RAM Các bit địa thấp A13 ÷ A19 Address decoder Đến thiết bị khác Hình 1.12 – Giao tiếp bus Quan hệ giải mã địa bảng nhớ: MSB LSB Address n bit đến giải mã 2n khối nhớ m bit đến nhớ 2m địa Hình 1.13 – Bảng nhớ 4.3.2 Giải mã địa 4.3.2.1 Dùng 74LS138 A13 A14 A15 Vcc 74LS138 A B C G1 G2A G2B Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7 15 14 13 12 11 10 0000h 2000h 4000h 6000h 8000h A000h C000h E000h - 1FFFh 3FFFh 5FFFh 7FFFh 9FFFh BFFFh DFFFh FFFFh Các tín hiệu đưa tới chân CS IC nhớ Hình 1.14 – Giải mã địa dùng 74LS138 Phạm Hùng Kim Khánh Trang 17 Tài liệu vi xử lý Đại cương 4.3.2.2 Dùng nhiều 74LS138 74LS138 A13 A14 A15 Vcc A16 A17 A18 MEM/IO A19 74LS138 A B C Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7 G1 G2A G2B 15 14 13 12 11 10 A B C 00000h - 0FFFFh G1 G2A G2B 74LS138 70000h - 7FFFFh Vcc A B C 10000h - 1FFFFh Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7 Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7 G1 G2A G2B 15 14 13 12 11 10 00000h 02000h 04000h 06000h 08000h 0A000h 0C000h 0E000h - 01FFFh 03FFFh 05FFFh 07FFFh 09FFFh 0BFFFh 0DFFFh 0FFFFh 15 14 13 12 11 10 10000h 12000h 14000h 16000h 18000h 1A000h 1C000h 1E000h - 11FFFh 13FFFh 15FFFh 17FFFh 19FFFh 1BFFFh 1DFFFh 1FFFFh Hình 1.15 – 74LS138 mắc cascaded (xâu chuỗi) 4.3.2.3 Dùng so sánh A23 A22 A21 A20 A19 A18 A17 A16 11 13 15 17 12 14 16 18 Vcc ALE S1 16 15 14 13 12 11 10 74LS688 P0 P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P=Q 19 A13 A14 A15 Vcc Q0 Q1 Q2 Q3 Q4 Q5 Q6 Q7 74LS138 A B C G1 G2A G2B Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7 15 14 13 12 11 10 xx0000h xx2000h xx4000h xx6000h xx8000h xxA000h xxC000h xxE000h - xx1FFFh xx3FFFh xx5FFFh xx7FFFh xx9FFFh xxBFFFh xxDFFFh xxFFFFh G 16 15 14 13 12 11 10 SW DIP-8 Hình 1.16 – Giải mã dùng so sánh 4.3.3 Định nhớ Thời gian truy xuất (access time): - Với chu kỳ đọc: thời gian truy xuất thời gian tính từ lúc địa xuất nhớ có liệu ngõ nhớ Với chu kỳ ghi: thời gian truy xuất thời gian tính từ lúc địa xuất nhớ liệu đưa vào nhớ Phạm Hùng Kim Khánh Trang 18 Tài liệu vi xử lý Đại cương Thời gian chu kỳ (cycle time): thời gian từ lúc bắt đầu chu kỳ nhớ đến bắt đầu chu kỳ Ngồi ra, µP sử dụng thêm số trạng thái chờ đọc nhớ Data buffer RD tOE Data bus Memory tdbuf tACC µP Address bus Addr buffer tabuf Address decoder tdec Hình 1.17 – Các đường trì hỗn giao tiếp µP với nhớ tdbuf: thời gian trì hỗn đệm liệu (data buffer) tabuf: thời gian trì hỗn đệm địa (address buffer) tOE: thời gian đáp ứng nhớ với tín hiệu cho phép ngõ (ouput enable) tCS: thời gian nhớ truy xuất từ Chip Select tACC: thời gian nhớ truy xuất từ địa chỉ, thông thường tACC = tcs tdec: thời gian trì hỗn giải mã (decoder) Định đọc nhớ: Thời gian truy xuất tổng cộng hệ thống nhớ tổng thời gian trì hỗn đệm thời gian truy xuất (access time) nhớ Hiệu thời gian truy xuất cần thiết µP với thời gian truy xuất thật nhớ gọi biên định (timing margin) tDS (Data Setup): thời gian thiết lập liệu cung cấp hệ thống nhớ tDH (Data Hold): thời gian giữ liệu cung cấp hệ thống nhớ Phạm Hùng Kim Khánh Trang 19 Tài liệu vi xử lý Đại cương Timing margin Thời gian truy xuất µP đời hỏi Thời gian thiết lập µP cần Thời gian truy xuất nhớ Địa (từ µP) Địa (đến nhớ) tabuf CS tdec RD tOE Dữ liệu (từ nhớ) Dữ liệu (đến µP) tCS = tACC tDS tDH Hình 1.18 – Định đọc nhớ Định ghi nhớ: taw tcw tAS tAH twp tDS tDH Hình 1.19 – Định ghi nhớ Phạm Hùng Kim Khánh Trang 20 Tài liệu vi xử lý Đại cương taw: thời gian truy xuất ghi (access write) twp: độ rộng xung ghi tối thiểu (write pulse) tAS: thời gian địa hợp lệ trước WR = Thông thường, ta không quan tâm đến địa xác nhận CS nên thường tcw = taw Phạm Hùng Kim Khánh Trang 21 ... hex) Trong hệ thống này, ta dùng số kí tự A F để biểu diễn cho giá trị số Thông thường, ta dùng chữ h cuối để xác định số thập lục phân 1.4 Mã BCD (Binary Coded Decimal) Trong thực tế, số ứng dụng... dạng số thập phân, ta dùng mã BCD Mã BCD dùng bit nhị phân để mã hoá cho số thập phân Như vậy, số hex A F không tồn mã BCD Phạm Hùng Kim Khánh Trang Tài liệu vi xử lý VD: 1.5 Đại cương Số thập... diễn số âm ta cần thêm dấu – vào chữ số Tuy nhiên, hệ thống máy tính, ta khơng thể biểu diễn Phương pháp thông dụng dùng bit có ý nghĩa lớn (MSB) làm bit dấu (sign bit): MSB = số âm cịn MSB = số