Tài liệu Bài giảng kỹ thuật vi xử lý_Chương 1 pdf

Bài Bài giảng giảng Kỹ Kỹ thuật thuật Vi Vi xử lý xử lý Ngành Điện tử Ngành Điện tử - - Viễn thông Viễn thông Đại học Bách khoa Đà Nẵng Đại học Bách khoa Đà Nẵng của của Hồ Hồ Viết Việt Viết Việt , , Khoa Khoa CNTT CNTT - - ĐTVT ĐTVT Tài liệu tham khảo Tài liệu tham khảo [1] Kỹ [1] Kỹ thuật thuật vi vi xử lý xử lý , , Văn Thế Minh Văn Thế Minh , NXB , NXB Giáo Giáo dục dục , 1997 , 1997 [2] Kỹ [2] Kỹ thuật thuật vi vi xử lý và Lập trình xử lý và Lập trình Assembly Assembly cho cho hệ hệ vi vi xử lý xử lý , , Đỗ Xuân Tiến Đỗ Xuân Tiến , NXB , NXB Khoa học Khoa học & & kỹ kỹ thuật thuật , 2001 , 2001 Chương Chương 1 1 Các hệ thống số Các hệ thống số , , mã hoá mã hoá , , linh kiện số cơ bản linh kiện số cơ bản 1.1 1.1 Các hệ thống số Các hệ thống số - - Hệ Hệ thập phân thập phân - - Hệ Hệ nhị phân nhị phân - - Hệ Hệ thập lục phân thập lục phân 1.2 1.2 Các hệ thống mã hoá Các hệ thống mã hoá - - ASCII ASCII - - BCD BCD 1.3 1.3 Các linh kiện điện tử số cơ bản Các linh kiện điện tử số cơ bản - - Các cổng Các cổng logic: AND, OR, XOR,NOT logic: AND, OR, XOR,NOT - - Các bộ giải mã Các bộ giải mã , , Các Các IC IC chốt chốt , , đêm đêm 1.1 1.1 Các hệ thống số Các hệ thống số   Hệ Hệ đếm thập phân đếm thập phân (Decimal) (Decimal)   Còn gọi là hệ đếm cơ số mười Còn gọi là hệ đếm cơ số mười ( ( Vì có quá ít người có chín ngón tay hoặc mười một ngón chân Vì có quá ít người có chín ngón tay hoặc mười một ngón chân ?) ?)   Dùng mười ký hiệu Dùng mười ký hiệu : : 1,2,3,4,5,6,7,8,9,0 1,2,3,4,5,6,7,8,9,0   Ví dụ Ví dụ :1.1: :1.1: Ba nghìn Chín trăm Bảy mươi Tám Ba nghìn Chín trăm Bảy mươi Tám 3978 3978 = 3x10 = 3x10 3 3 + 9x10 + 9x10 2 2 + 7x10 + 7x10 1 1 + 8x10 + 8x10 0 0 = 3000 + 900 + 70 + 8 = 3000 + 900 + 70 + 8 1.1 1.1 Các hệ thống số Các hệ thống số   Hệ Hệ đếm nhị phân đếm nhị phân (Binary) (Binary)   Còn gọi là Còn gọi là Hệ Hệ đếm cơ số hai đếm cơ số hai   Sử Sử dụng hai ký hiệu dụng hai ký hiệu (bit): 0 (bit): 0 và và 1 1 ( ( Các hệ thống điện tử số chỉ sử dụng hai mức điện áp Các hệ thống điện tử số chỉ sử dụng hai mức điện áp ?) ?)   Kích cỡ Kích cỡ , LSB, MSB , LSB, MSB của số nhị phân của số nhị phân   Số Số nhị phân không dấu nhị phân không dấu (Unsigned) (Unsigned)   Số Số nhị phân có dấu nhị phân có dấu (Số (Số bù hai bù hai ) ) Số Số nhị phân nhị phân   Mỗi ký hiệu Mỗi ký hiệu 0 0 hoặc hoặc 1 1 được gọi là được gọi là 1 Bit ( 1 Bit ( B B inary inary Dig Dig it it - - Chữ số nhị phân Chữ số nhị phân ) )   Kích cỡ của một số nhị phân là số Kích cỡ của một số nhị phân là số bit bit của nó của nó   MSB (Most Significant Bit): Bit MSB (Most Significant Bit): Bit sát trái sát trái   LSB (Least Significant Bit): Bit LSB (Least Significant Bit): Bit sát phải sát phải   Ví dụ Ví dụ 1.1: 1.1: 1010101010101010 1010101010101010 là một số nhị phân là một số nhị phân 16 16 - - bit bit MSB LSB Số Số nhị phân không dấu nhị phân không dấu   Chỉ biểu diễn được các giá trị không Chỉ biểu diễn được các giá trị không âm âm (>= 0) (>= 0)   Với Với n n - - bit bit có thể biểu diễn các giá trị có thể biểu diễn các giá trị từ từ 0 0 đến đến 2 2 n n – – 1 1   Ví dụ Ví dụ 1.3: 1.3: Giá trị Giá trị V V của số nhị phân của số nhị phân không dấu không dấu 1101 1101 được tính được tính : : V(1101) = 1x2 V(1101) = 1x2 3 3 + 1x2 + 1x2 2 2 + 0x2 + 0x2 1 1 + 1x2 + 1x2 0 0 = 8 + 4 + 0 + 1 = 13 = 8 + 4 + 0 + 1 = 13 Số Số nhị phân không dấu nhị phân không dấu   Tổng quát Tổng quát : : Nếu số nhị phân Nếu số nhị phân N n N n - - bit: bit: N = b N = b ( n ( n - - 1) 1) b b ( n ( n - - 2) 2) …. …. b b 1 1 b b 0 0 thì giá trị thì giá trị V V của nó là của nó là : : V = b V = b (n (n - - 1) 1) x 2 x 2 (n (n - - 1) 1) +b +b (n (n - - 2) 2) x2 x2 (n (n - - 2) 2) + + … … + b + b 1 1 x 2 x 2 1 1 + b + b 0 0 x 2 x 2 0 0 Các số nhị phân không dấu Các số nhị phân không dấu 4 4 - - bit bit biểu biểu diễn được các giá trị từ diễn được các giá trị từ ? ? đến đến ? ? 16 16 giá trị từ giá trị từ 0 0 đến đến 15 15 Nhị phân không dấu Nhị phân không dấu Giá trị thập phân Giá trị thập phân 0000 0000 0 0 0001 0001 1 1 0010 0010 2 2 0011 0011 3 3 0100 0100 4 4 0101 0101 5 5 0110 0110 6 6 0111 0111 7 7 1000 1000 8 8 1001 1001 9 9 1010 1010 10 10 1011 1011 11 11 1100 1100 12 12 1101 1101 13 13 1110 1110 14 14 1111 1111 15 15 Số Số nhị phân không dấu nhị phân không dấu   Dải giá Dải giá tri tri của các số không dấu của các số không dấu 8 8 - - bit bit là là [0,255] [0,255] (unsigned char (unsigned char trong trong C) C)   Dải giá Dải giá tri tri của các số không dấu của các số không dấu 16 16 - - bit bit là là [0,65535] [0,65535] (unsigned (unsigned int trong int trong C) C) Chuyển đổi thập phân Chuyển đổi thập phân sang sang nhị phân nhị phân  Ví dụ 1.4 Chuyển 25 sang nhị phân không dấu. Dùng phương pháp chia 2 liên tiếp Chia 2 Thương số Dư số  25/2 = 12 1 LSB  12/2 = 6 0  6/2 = 3 0  3/2 = 1 1  1/2 = 0 1 MSB Kết quả là: 11001 [...]... 0 1 2 3 4 5 6 7 Binary 0000 00 01 0 010 0 011 010 0 010 1 011 0 011 1 Hexa 8 9 A B C D E F Binary 10 00 10 01 1 010 10 11 110 0 11 01 111 0 11 11 Chuyển đổi Hexa & nhị phân Ví dụ 1. 7 Chuyển số hexa 2F8 và ABBA sang nhị phân Thay thế mỗi ký hiệu hexa bằng 4-bit tương ứng với nó 2 F 8 0 010 11 11 1000 A B B A 10 10 10 11 1 011 10 10 Kết quả 2F8h = 0 010 111 110 00b ABBAh = 10 1 010 111 011 1 010 b Chuyển đổi Hexa & nhị phân Ví dụ 1. 8... 00 01 1 0 010 2 0 011 3 010 0 4 010 1 5 011 0 6 011 1 7 10 00 -8 10 01 -7 10 10 -6 10 11 -5 11 00 -4 11 01 -3 11 10 -2 11 11 -1 Số nhị phân có dấu Dải giá tri của các số có dấu 8-bit là [ -12 8, +12 7] (char trong C) Dải giá tri của các số có dấu 16 -bit là [-32768,+32767] (int trong C) Tìm đối số (Lấy bù 2) Tổng của một số với đối số của nó bằng 0 Ví dụ 1. 5 Đối số của số nhị phân có dấu 10 011 1 01? 10 011 1 01 011 00 010 + 1. .. Bảng mã BCD Thập phân 0 1 2 3 4 5 6 7 BCD 0000 00 01 0 010 0 011 010 0 010 1 011 0 011 1 Thập phân 8 9 BCD 10 00 10 01 1 010 10 11 110 0 11 01 111 0 11 11 Mã BCD Đừng nhầm mã hoá BCD với vi c chuyển đổi thập phân sang nhị phân: Ví dụ 1. 9: Cho số thập phân 15 Mã BCD của nó là: 00 010 1 01 Số nhị phân không dấu 8-bit tương ứng là: 000 011 11 Bit, Nibble, Byte, Word Bit: Một chữ số nhị phân 0 hoặc 1 Nibble: 4-bit (nửa byte)... ABBAh = 10 1 010 111 011 1 010 b Chuyển đổi Hexa & nhị phân Ví dụ 1. 8 Chuyển số nhị phân 11 0 010 1 011 111 110 sang hexa - Trước hết theo hướng từ LSB về MSB chia số nhị phân đó thành các nhóm 4-bit - Sau đó thay thế mỗi nhóm 4-bit bằng ký hiệu hexa tương ứng với nó 11 00 C 10 10 A 11 11 F Kết quả: 11 0 010 1 011 111 110 b = 11 10 E CAFEh 1. 2 Các hệ thống mã hoá ASCII: American Standard Code for Information Interchange Dùng... phân 1 chuyển đối số: +26 = 11 010 2 Đưa 0 vào sát trái: 011 010 3 Bù 1: 10 010 1 4 Cộng 1: + 1 -26 = 10 011 0 Số thập lục phân Quen gọi là số Hexa (Hexadecimal) Còn gọi là hệ đếm cơ số mười sáu Sử dụng 16 ký hiệu để biểu diễn: 0 ,1, 2,3,4,5,6,7,8,9,A,B,C,D,E,F Mỗi ký hiệu tương ứng với 4-bit Mục đích: Biểu diễn số nhị phân ở dạng ngắn gọn 11 110 000 = F0 10 1 010 10 = AA 010 1 010 1 Nhị phân = 55 Thập lục phân... giá trị từ – 2(n -1) đến 2(n -1) – 1 Ví dụ 1. 3: Giá trị V của số nhị phân có dấu 11 01 được tính: V (11 01) = – 1x23 + 1x22 + 0x 21 + 1x20 =–8 + 4 + 0 +1 =–3 Số nhị phân có dấu Tổng quát: Nếu số nhị phân N n-bit: N = b( n -1) b( n-2) … b1 b0 thì giá trị V của nó là: V = –b(n -1) x 2(n -1) +b (n-2) x2 (n-2)+ … + b1 x 21 + b0 x 20 Các số nhị phân có dấu 4-bit biểu diễn được các giá trị từ ? đến ? 16 giá trị từ -... tiếp nhau, chữ A có mã ASCII là 41h • Các chữ cái thường: a z nằm liên tiếp nhau, chữ a có mã ASCII là 61h • Mã ASCII của chữ in và chữ thường tương ứng chỉ khác nhau ở bit 5 A: 010 000 01 B: 010 00 010 Z: 010 110 10 z: 011 110 10 a: 011 000 01 b: 011 00 010 • 32 ký tự điều khiển được xếp đầu bảng mã (00h đến 1Fh) Bảng mã ASCII Bảng mã ASCII Mã BCD BCD (Binary Coded Decimal) Quen gọi là số BCD Dùng để mã hoá các... Octet) Word (Từ): 16 -bit Double Word (Từ kép): 32-bit K = 210 = 10 24 Kb (kilôbit) = 10 24 bit = 12 8 byte KB (kilôbyte) = 10 24 byte Kbps (Kilobit per second): Kilôbit trên giây M = 220 = 10 24 K = 10 48576 Mb (Mêgabit) = 10 24 Kb = 10 48576 MB (Mêgabyte) = 10 24 KB = 10 48576 G = 230 = 10 24 M = 10 48576 K Gb (Gigabit) = 10 24 Mb = 10 48576 GB (Gigabyte) = 10 24 MB = 10 48576 T=? bit byte Kb KB 1. 3 Các linh kiện... hơn 2 đầu vào Trên một chip có thể có nhiều cổng AND Cổng logic AND: IC 7408 Cổng logic AND: IC 7 411 Cổng logic OR A 1 B 1 A OR B 1 1 0 1 0 1 1 0 0 0 A A OR B B Cổng OR có thể có nhiều hơn 2 đầu vào Trên một chip có thể có nhiều cổng OR Cổng logic OR: IC 7432 Cổng logic XOR A 1 B 1 A XOR B A 0 B 1 0 1 0 1 1 0 0 0 A XOR B Cổng XOR có thể có nhiều hơn 2 đầu vào Trên một chip có thể có nhiều cổng XOR ... Scale Integration): Vi mạch tích hợp cỡ nhỏ MSI (Medium Scale Integration): Vi mạch tích hợp cỡ trung LSI (Large Scale Integration): Vi mạch tích hợp cỡ lớn VLSI (Very Large Scale Integration) :Vi mạch tích hợp cỡ cực lớn SSI: Các cổng logic and, or, xor, not MSI: Các bộ giải mã, Các chốt, đệm LSI,VLSI: Các bộ vi xử lý, vi điều khiển, DSPs Cổng logic AND A B A AND B 1 1 1 1 0 0 0 1 0 0 0 0 A A AND B . 0 010 2 2 0 011 0 011 3 3 010 0 010 0 4 4 010 1 010 1 5 5 011 0 011 0 6 6 011 1 011 1 7 7 10 00 10 00 8 8 10 01 10 01 9 9 10 10 10 10 10 10 10 11 1 011 11 11 11 00 11 00 12 12 . 8 10 00 10 00 1 1 00 01 00 01 9 9 10 01 10 01 2 2 0 010 0 010 A A 10 10 10 10 3 3 0 011 0 011 B B 10 11 1 011 4 4 010 0 010 0 C C 11 00 11 00 5 5 010 1 010 1 D D 11 01 110 1