Tài liệu Thiết kế và thi công Card Ghi-Đọc EPROM, chương 1 pptx

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ MẠCH TÍCH HP ĐỊNH NGHĨA: Mạch tích hợp là mạch điện mà các phần tử được chế tạo đồng thời trên cùng một đế, và các phần tử này không tách rời nhau, thông thường người ta gọi là IC (Intergrated Circuit). Với sự phát triển không ngừng về kỹ thuật và công nghệ chế tạo linh kiện điện tử, đã cho ra đời những mạc` tích hợp có độ tin cậy cao, kích thước nhỏ. Tính đa dụng cũng như tính kinh tế cũng được phát huy. Theo mức độ tích hợp ta phân ra các mạch tích hợp sau:  Loại nhỏ ( SSI ) chứa dưới 12 cổng logic cơ bản.  Loại vừa ( MSI ) tích hợp đến cả trăm cổng logic cơ bản.  Loại lớn ( LSI ) tích hợp đến cả ngàn cổng logic cơ bản.  Loại cực lớn ( VLSI ) tích hợp đến hơn một ngàn cổng logic. Đây là các loại mạch vi xử lý . Theo chức năng vi mạch người ta phân ra các loại sau:  Vi mạch tương tự ( Analog IC ).  Vi mạch số (Digital IC ).  Vi mạch chuyển đổi ADC, DAC ( Analog – Digital Converter ).  Vi mạch nhớ ( Memory IC ).  Vi mạch vi xử lý (Processor). Và nhiều loại vi mạch chuyên dụng khác nữa. VI MẠCH SỐ: Vi mạch số là các vi mạch mà nó chỉ làm việc đúng với các tín hiệu gián đoạn, rời rạc. Các tín hiệu này chính là các giá trò có điện (High) và không có điện (Low) của điện áp. Với sự phát triển rất nhanh v mạnh của kỹ thuật số. Vi mạch số ngày nay đang được ưa chuộng và được ứng dụng trong các ngành then chốt như: máy tính điện tử, đo lường, điều khiển… cũng như trong lónh vực dân dụng như quang báo… Bằng công nghệ khác nhau mà nhà chế tạo đã sản xuất ra IC số theo 2 loại chính để tạo nên 2 loại IC phổ biến. TTL ( Transistor – Transistor logic ) làm việc ở mức điện áp 5v ± 10%. CMOS ( Complementary Mos) làm việc ở điện áp cao hơn với 1 dãy rộng. Điển hình của loại IC TTL là họ 74xx, 74Hxx, 74LSxx,… và cho CMOS là 74Cxx,74CHxx, 45xx. Mỗi loại có những ưu việt cũng như khuyết điểm riêng. Tùy vào những ứng dụng cụ thể mà ta chọn cho thích hợp. VI MẠCH NHỚ: Là vi mạch có khả năng lưu trữ dữ liệu. Về mặt điện tích thì chúng được xem như nhiều ô nhớ mà ta có thể đặt vào một giá trò điện áp là High hoặc Low. Và giá trò này sẽ được lưu trữ theo thời gian tùy theo từng loại. Có 2 loại mạch nhớ cơ bản là ROM và RAM. III.1. Ram ( Random Access Memory): Là bộ nhớ có thể truy xuất và ghi vào. Nói cách khác RAM là bộ nhớ thay đổi, nghóa là nó sẽ mất dữ liệu khi bò mất nguồn nuôi. Có 2 loại RAM sau: III.1.1. SRAM ( Static RAM): Được gọi là RAM tónh, là dạng RAM hoạt động theo nguyên tắc của Flip – Flop D. dữ liệu ghi vào được tồn trữ theo thời gian. III.1.2. DRAM ( Dynamic RAM): Được gọi là RAM động. Là dạng RAM hoạt động như tụ điện, do đó dữ liệu có thể bò mất sau khi ngắt điện. Vì thế đối với DRAM để đảm bảo không mất dữ liệu thì ta phải làm tươi RAM sau một khoảng thời gian ấn đònh. III.2. ROM (Real Only Memory): Là bộ nhớ chỉ có thể đọc được dữ liệu được ghi trước từ nó. Nhưng cũng có một số loại ROM ta có thể ghi vào nó với một số điều kiện đặc biệt. Hình 1: Sơ đồ logic ROM được đơn giản hóa. Tùy theo công nghệ chế tạo và cách thức ghi dữ liệu mà ta có các loại ROM sau: ROM A 3 A 2 A 1 A 0 D 7 D 0 Data bus Andress Bus Control Input III.2.1. PROM (Programmable ROM ): Là loại chỉ ghi được dữ liệu một lần và không đổi được nữa. Người sử dụng có thể tự lập trình trên PROM. Thường gọi là ROM cầu chì, có giá thành thấp, được sử dụng trong các ứng dụng quy mô nhỏ. III.2.2. MROM (Mask – Programmed ROM): Là loại ROM chỉ sản xuất theo đơn đặt hàng vì chỉ được lập trình một lần duy nhất và chương trình được cài sẵn trong quá trình chế tạo của nhà sản xuất. Thường gọi là ROM mặt nạ.III.2.3. EPROM (Erasable ROM): Là loại ROM lập trình được nhiều lần. Mỗi lần lập trình sai có thể lập trình lại bằng cách xóa đi trước khi thực hiện chương trình mới. Xóa EPROM bằng cách chiếu tia cực tím vào cửa sổ trên thân EPROM. Khi EPROM được xóa sạch có nghóa là toàn bộ tế bào nhớ đều ở mức 1. EPROM được ký hiệu 27xxxx. III.2.4. EEROM (Electrically EPROM ): EPROM có 2 nhược điểm sau: Muốn thay đổi chương trình khác phải đem đi xóa và lập trình lại, việc này rất tốn thời gian. Khi ta muốn thay đổi nội dung của một bit tại một đòa chỉ nào đó thì phải xóa toàn bộ EPROM. Do đó EEPROM đã ra đời để cải tiến EPROM. EEPROM có thể xóa bằng điện. Và khi xóa có thể xóa toàn bộ hay từng từ (Word) trong ma trận nhớ. Ký hiệu EEPROM: 28xxx. Điện áp lập trình là 5v vì bên trong có bộ chuyển đổi DC sang DC (từ 5v÷21v). VI MẠCH VI XỬ LÝ Vi xử lý là vi mạch lớn hoặc cực lớn (LSI hoặc VLSI ) có chức făng tương tự đơn vò xử lý trung tâm ( CPU: Center Processer Unit ) của máy tính thông thường nhưng mức độ thấp hơn về tốc độ cũng như về khả năng xử lý và xuất dữ liệu. Một vi xử lý có thể thực hiện vài trăm lệnh đến hàng ngàn lệnh. Do đó nó có khả năng thực hiện được rất nhiều việc khác nhau tùy theo yêu cầu của người sử dụng. Tính ưu việt của vi xử lý trong kỹ thuật điều khiển và đo lường ngày càng được khẳng đònh do tính mềm dẻo của phần mềm. Mặc dù nó phức tạp trong hoạt động thiết kế, nhưng tính kinh tế là một ưu điểm và kích thước nhỏ. Thông thường 1 hệ vi xử lý gồm có 2 phần chính:  Phần cứng.  Phần mềm. Phần cứng bao gồm 3 phần chủ yếu: đơn vò xử lý trung tâm (CPU), khối nhớ, khối vào ra. Ngoài ra còn có các đường dẫn tín hiệu, bộ dao động … Phần mềm: là các chương trình do người sử dụng viết để điều khiển theo yêu cầu của mình. Một số vi xử lý thông dụng hiện nay là Z80, 6800, 8085, 8031… Càng về sau thì các hệ vi xử lý càng tiến bộ về khả năng xử lý dữ liệu và tốc độ xử lý… Sơ đồ cấu trúc 1 bộ vi xử lý: CPU ROM RAM I/O OUT IN Addess Bus Data Bus Control Bus . có thể ghi vào nó với một số điều kiện đặc biệt. Hình 1: Sơ đồ logic ROM được đơn giản hóa. Tùy theo công nghệ chế tạo và cách thức ghi dữ liệu mà ta có. khiển và đo lường ngày càng được khẳng đònh do tính mềm dẻo của phần mềm. Mặc dù nó phức tạp trong hoạt động thi t kế, nhưng tính kinh tế là một ưu điểm và