BÀI TẬP LỚN MÔN HỌC KIẾN TRÚC MÁY TÍNH: NGHIÊN CỨU TÌM HIỂU VỀ TẬP LỆNH VI XỬ LÝ 8086

Cách đây 30 năm, Intel tung ra bộ vi xử lý 8086, giới thiệu kiến trúc x86, làm nền tảng cho tất cả các PC bao gồm Windows, Mac hay Linux được sản xuất ngày nay. Sự ra đời của bộ vi xử lý Intel 8086 năm 1978 là một sự kiện trọng đại đối với ngành công nghiệp máy tính. Bộ vi xử lý 8086 là trung tâm của bất kỳ máy tính nào, từ Windows, Mac hay Linux, đã biến Intel từ một công ty sản xuất chip bán dẫn nhỏ thành một tên tuổi nổi tiếng nhất trên thế giới. Điều ngạc nhiên về sự thành công kỳ diệu của 8086 là rất ít người kỳ vọng về nó khi 8086 còn đang được “thai nghén”. Lịch sử của bộ vi xử lý cách mạng này là một câu chuyện kinh điển về một nhóm nhỏ các kỹ sư thiên tài có thể đạt được thành công khi họ được tự do làm công việc nghiên cứu theo những cách sáng tạo

Trường đại học công nghiệp Hà Nội Khoa Công Nghệ Thông Tin - - BÀI TIỂU LUẬN MÔN HỌC: KIẾN TRÚC MÁY TÍNH ĐỀ TÀI: Nghiên cứu tìm hiểu về tập lệnh vi xử lý 8086 Giáo viên hướng dẫn: Nguyễn Thanh Hải Lớp: Đại học KTPM3-K9 Nhóm sô: 7 Hà Nội, ngày 15 tháng 10 năm 2015 Trường đại học công nghiệp Hà Nội Khoa Công Nghệ Thông Tin Báo cáo bài tập lớn môn học Kiến trúc Máy tính ĐỀ TÀI: Nghiên cứu tìm hiểu về tập lệnh vi xử lý 8086 Nhóm thực hiện: Nhóm 7–Lớp KTPM3-K9 Thành viên trong nhóm: 1 Hoàng Tấn Phát 2 Thân Thế Văn 3 Lê Thanh Trà 4 Ngô Văn Chường 5 Nguyễn Hữu Minh 6 Lê Quốc Bình Giáo viên hướng dẫn: Nguyễn Thanh Hải (GV Kiến Trúc Máy Tính) Hà Nội ,ngày 15 tháng 10 năm 2015 2 MỤC LỤC Nội dung Trang Lịch sử ra đời của VXL 8086 4 Khái niệm 5 Sơ đồ khối 7 Sơ đồ chân 10 Các hàm ngắt và tập lệnh của 8086 11 Các thiết bị ngoại vi IC 8255A 14 IC giải mã địa chỉ 74273 16 Giải mã địa chỉ 74LS139 17 Cấu tạo LED 7 đoạn 18 Kết luận 19 3  Mở đầu 1 Nhiệm vụ của bài Nghiên cứu tìm hiểu về tập lệnh vi xử lý 8086 2 Bố cục * Trình bày sơ đồ khối chức năng bên trong CPU 8086 * Đặc điểm chức năng các thanh trong CPU 8086 * Cấu trúc lệnh cùng tập lệnh của 8086  Nội dung I LỊCH SỬ RA ĐỜI BỘ VI XỬ LÝ 8086 Cách đây 30 năm, Intel tung ra bộ vi xử lý 8086, giới thiệu kiến trúc x86, làm nền tảng cho tất cả các PC bao gồm Windows, Mac hay Linux được sản xuất ngày nay Sự ra đời của bộ vi xử lý Intel 8086 năm 1978 là một sự kiện trọng đại đối với ngành công nghiệp máy tính Bộ vi xử lý 8086 là trung tâm của bất kỳ máy tính nào, từ Windows, Mac hay Linux, đã biến Intel từ một công ty sản xuất chip bán dẫn nhỏ thành một tên tuổi nổi tiếng nhất trên thế giới Điều ngạc nhiên về sự thành công kỳ diệu của 8086 là rất ít người kỳ vọng về nó khi 8086 còn đang được “thai nghén” Lịch sử của bộ vi xử lý cách mạng này là một câu chuyện kinh điển về một nhóm nhỏ các kỹ sư thiên tài có thể đạt được thành công khi họ được tự do làm công việc nghiên cứu theo những cách sáng tạo Khi sự phát triển của 8086 bắt đầu vào tháng 5 năm 1976, các giám đốc điểu hành của Intel chưa bao giờ tưởng tượng được sự tác động ngoạn mục mà 8086 mang lại Công ty xem 8086 như một dự án lấp chỗ trống trong khi công ty đang kỳ vọng vào một bộ vi xử lý phức tạp và khác biệt là 8800 (tên sau đó là iAPX 432) Trong một kỷ nguyên mà hầu hết các dòng chip đều sử dụng 8-bit dữ liệu, 8800 đã nhảy vọt lên 32 bit Khả năng xử lý đa nhiệm nâng cao và mạch quản lý bộ nhớ có thể được xây dựng tạo thành CPU, cho phép hệ điều hành chạy ít dòng mã điều khiển hơn Nhưng dự án 8800 gặp khó khăn Dự án này đã vấp phải rất nhiều sự trì hoãn khi các kỹ sư Intel nhận thấy rằng thiết kế phức tạp của chip rất khó có thể chế tạo với công nghệ chip hiện thời Vấn đề của Intel chưa dừng ở đó, Intel bị “chọc sườn” bởi công ty Zilog (công ty được thành lập từ những kỹ sư xuất phát từ Intel) Zilog nhanh chóng chiếm thị phần cho dòng vi xử lý bậc trung với sản phẩm Z80 CPU Ra đời tháng 7, năm 1976 Z80 là phiên bản nhái nâng cao của dòng chip Intel 8080 - dòng chip đã khởi nguồn cho cuộc cách mạng máy tính cá nhân Intel đã phải đưa ra câu câu trả lời cho Z80 Kỹ sư kì cựu của Intel – Stephen Morse là tác giả của những đoạn mã trong 8086 4 Các giám đốc điều hành của Intel vẫn duy trì niềm tin vào 8800 nhưng biết rằng công ty cần câu trả lời cho mối nguy từ Zilog Họ quay sang Stephen Morse, người kỹ sư điện tử 36 tuổi, người đã gây ấn tượng với họ về sự nghiên cứu kỹ càng tới các lỗi trong thiết kế chip 8800 Công ty chỉ định Morse làm kỹ sư duy nhất cho dự án 8086 “Nếu ban giám đốc Intel có một ý niệm mơ hồ nào đó rằng kiến trúc này sẽ tồn tại cho rất nhiều thế hệ và trong các bộ vi xử lý… ngày nay thì họ sẽ không bao giờ tin tưởng giao công việc này cho duy nhất một người” ông Morse hồi tưởng lại Bổ nhiệm Morse là một lý do ngạc nhiên khác Ông ta là kỹ sư phần mềm Trước đây, thiết kế CPU ở Intel là miền đất chỉ cho các kỹ sư phần cứng “Lần đầu tiên, chúng tôi nhìn các tính năng của bộ vi xử lý từ các khía cạnh của phần mềm Câu hỏi không phải là những tính năng gì chúng ta có thể phát triển mà là những tính năng gì chúng ta muốn để làm cho phần mềm hiệu quả hơn.” Morse nói Hướng tiếp cận tập trung vào phần mềm đã chứng minh cho cuộc cách mạng trong ngành công nghiệp này Mặc dù 8086 là dự án “con cưng” của Morse, nhưng ông ta không làm việc đơn độc Tham gia vào nhóm của Morse là các nhân viên của Intel, bao gồm Bill Pohlman, Jim McKevitt và Bruce Ravenel, tất cả đã góp sức đưa 8086 bước ra thị trường vào mùa hè năm 1978 Vượt ra ngoài việc chỉ dừng lại ở một số yêu cầu cơ bản, 8086 tương thích với các phần mềm viết cho 8080 và có khả năng hỗ trợ 128KB bộ nhớ - các nhà lãnh đạo của Intel không can thiệp vào công việc của Morse “Bởi vì không ai mong đợi thiết kế sẽ tồn tại lâu dài, không rào cản nào ngáng chân công việc của tôi, tôi tự do làm những gì mình muốn” ông nói II TỔ CHỨC BỘ XỬ LÝ INTEL 8086 1 Khái niệm Vi xử lý là một bộ phận trung tâm của máy tính, nó có nhiệm vụ xử lý thông tin, vào ra dữ liệu, điều khiển các thiết bị ngoại vi,… Một máy tính có cấu trúc bao gồm: chip vi xử lý trung tâm (CPU), bộ nhớ ROM, RAM và các thiết bị ngoại vi có nhiệm vụ giao tiếp giữa máy tính với con người Sơ đồ khối cấu trúc máy tinh như sau: 5 a Các bộ phậncủa cấu trúc máy tính : • Bộ vi xử lý (CPU- Central Processin Unit) Với vai trò là bộ xử lý trung tâm, là đầu não của một máy tính, bộ vi xử lý phải thực thi nhiều nhiệm vụ từ việc vào/ra dữ liệu, xử lý thông tin, tính toán số liệu, điều khiển các thiết bị ngoại vi,… • Bộ nhớ - Bộ nhớ được chia thành RAM và ROM: + RAM (Random Access Memory): là bộ nhớ có thể ghi/đọc, có nghĩa là ta có thể đọc thông tin từ bộ nhớ, xóa thông tin cũ trong bộ nhớ hoặc ghi thông tin mới vào bộ nhớ; + ROM (Read Only Memory) :dùng để chứa các chương trình điều khiển hệ thống như chương trình để kiểm tra các thiết bị mỗi khi bật nguồn, chương trình khởi động máy… Nội dung bên trong ROM không bị mất đi khi bị mất nguồn • Mạch ghép nối vào/ra Mạch ghép nối vào/ra có nhiệm vụ tạo ra khả năng giao tiếp giữa hệ vi xử lý với thế giới bên ngoài Bao gồm các thiết bị như : thiết bị vào (bàn phím, chuột, máy quét….).thiết bị ra(màn hình, máy in, … ) • Bus hệ thống Gồm có: + Bus điều khiển:là các đương dây mạng các tín hiệu điều khiển hoạt động hoặc phản ánh trạng thái của các khối như /RD, /WR, /INT… + Bus dữ liệu là các đường dây mang số liệu mà vi xử lý đang trao đổi với thiết bị nhớ hoặc thiết bị ra/vào + Bus địa chỉ : mang thông tin về địa chỉ của ô nhớ hay một thiết bị vào/ra b phần cứng và phần mềm: 6 • Phần cứng Phần cứng (hardware) là thuật ngữ dùng để chỉ toàn bộ những thiết bị cơ khí, điện tử tạo nên máy tính như các ổ đĩa, màn hình,… • Phần mềm Phần mềm (software) là thuật ngữ dùng để chỉ các chương trình máy tính, nó được thực thi trên phần cứng bằng cách điều khiển sự hoạt động của phần cứng Các phần mền được chia thành các loại sau: Hệ điều hành như DOS, Windows,… Trình tiện ích như NC, NU, BKAV,… Chương trình ứng dụng như MS Word, Protel,…… Ngôn ngữ lập trình pascal, C, C++, Java,… 2 Cấu tạo và chức năng của 8086 a Sơ đồ khôi của 8086 * Đặc điểm chức năng các thanh ghi trong CUP 8086 7 CPU-8086 có 16 thanh ghi, mỗi thanh ghi là 16 bit, có thể chia 4 nhóm sau: 1 Thanh ghi đoạn: Gồm 4 thanh ghi 16 bit: CS, DS, ES, SS Đây là những thanh ghi dùng để chứa địa chỉ đoạn của các ô nhớ khi cần truy xuất Mỗi thanh ghi đoạn quản lý 1 đoạn tối đa 64K ô nhớ trong bộ nhớ trong Người sử dụng chỉ được phép truy xuất ô nhớ dựa vào địa chỉ tương đối CPU (cụ thể là BIU) có nhiệm vụ chuyển đổi địa chỉ tương đối thành địa chỉ tuyệt đối để truy xuất vào ô nhớ tuyệt đối tương ứng trong bộ nhớ CS: Thanh ghi đoạn mã lệnh, lưu địa chỉ đoạn chứa mã lệnh chương trình của người sử dụng DS: Thanh ghi đoạn dữ liệu, lưu địa chỉ đoạn chứa dữ liệu (các biến) trong chương trình ES: Thanh ghi đoạn dữ liệu thêm, lưu địa chỉ đoạn chứa dữ liệu thêm trong chương trình SS: Thanh ghi đoạn ngăn xếp, lưu địa chỉ đoạn của vùng ngăn xếp CS:Code Segment DS:Data Segment ES:Extra data Segment SS:Stack Segment Thông thường bốn thanh ghi này có thể chứa những giá trị khác nhau, do đó chương trình có thể được truy cập trên bốn đoạn khác nhau và chương trình chỉ có thể truy cập cùng 1 lúc tối đa bốn đoạn Mặc khác, đối với những chương trình nhỏ, chỉ sử dụng 1 đoạn duy nhất, khi đó cả bốn thanh ghi đều chứa cùng giá trị địa chỉ đoạn, gọi là đoạn chung 2 Thanh ghi đa dụng (General Register): Bao gồm bốn thanh ghi đa dụng 16 bit (AX, BX, CX, DX) Mỗi thanh ghi đa dụng có thể được sử dụng với nhiều mục đích khác nhau, tuy nhiên từng thanh ghi có công dụng riêng của nó AX : Là thanh ghi tích lũy cơ bản Mọi tác vụ vào/ra đều dùng thanh ghi này, tác vụ dùng số liệu tức thời, một số tác vụ chuỗi ký tự và các lệnh tính toán đều dùng thanh AX 8 BX: Thanh ghi nền dùng để tính toán địa chỉ ô nhớ CX: Là thanh ghi đếm, thường dùng để đếm số lần trong một lệnh vòng lặp hoặc lệnh xử lý chuổi ký tự DX: Thanh ghi dữ liệu, thường chứa địa chỉ của một số lệnh vào/ra, lệnh tính toán số học (kể cả lệnh nhân và chia) Mỗi thanh ghi 16 bit có thể chia đôi thành 2 thanh ghi 8 bit Do đó, CPU-8086 có 8 thanh ghi 8 bit là: AH, AL; BH, BL; CH, CL; DH, DL (thanh ghi AH và AL tương ứng với byte cao và byte thấp của thanh ghi AX, tương tự cho các thanh ghi 8 bit còn lại) Ví dụ: AX = 1234h => AH = 12h, AL = 34h 3 Thanh ghi con trỏ và chỉ số (Pointer & Index register): Chức năng chung của nhóm thanh ghi này là chứa địa chỉ độ dời của ô nhớ trong vùng dữ liệu hay ngăn xếp SI : Thanh ghi chỉ số nguồn DI : Thanh ghi chỉ số đích BP: Thanh ghi con trỏ nền dùng để lấy số liệu từ ngăn xếp SP : Thanh ghi con trỏ ngăn xếp luôn chỉ vào đỉnh ngăn xếp SI:Source Index Reg DI:Destination Index Reg BP:Base Pointer Reg SP:Stack Pointer Reg SI và DI chứa địa chỉ độ dời của ô nhớ tương ứng trong đoạn có địa chỉ chứa trong DS hoặc ES (dữ liệu, còn gọi là Biến) Còn BP và SP chứa địa chỉ độ dời của ô nhớ tương ứng trong đoạn có địa chỉ chứa trong SS, dùng để thâm nhập số liệu trong ngăn xếp 4 Thanh ghi Đếm chương trình và thanh ghi trạng thái (Cờ): F:Flag Register IP:Intrucstion Pointer Reg * Thanh ghi con trỏ lệnh IP (còn gọi là PC – đếm chương trình) là thanh ghi 16 bit chứa địa chỉ của lệnh kế tiếp mà CPU sẽ thực hiện trong Các lệnh của chương trình có địa chỉ đoạn trong CS * Thanh ghi Cờ (F) dài 16 bit, mỗi bit là một cờ Mỗi cờ có giá trị 1 (gọi là SET –Đặt) hoặc 0 (gọi là CLEAR – Xóa) Hình 1.2 mô tả 9 bit trong số 16 bit tương ứng với 9 cờ trạng thái (các bit còn lại dùng cho dự trữ mở rộng khi thiết kế các CPU khác) 9 Thanh ghi cờ được chia thành hai nhóm: * Nhóm cờ điều khiển (bảng 1.1) bao gồm các cờ dùng để điều khiển sự hoạt động của CPU và giá trị của cờ được thiết lập bằng các lệnh phần mềm * Nhóm cờ trạng thái (bảng 1.2) bao gồm các cờ phản ánh kết quả thực hiện lệnh cũng như trạng thái của CPU b Sơ đồ chân của 8086 Vi xử lý 8086 được thiết kế để hoạt động một trong hai chế độ, tùy thuộc vào mức điện áp đặt ở chân số 33 (chân MN/MX): Chế độ tối thiểu (chế độ MIN) đươc thiết lập nếu điện áp ở chân số 33 ở mức 5V Chế độ tối đa (chế độ MAX) được thiết lập nếu điện áp ở chân số 33 ở mức 0V Vi xử lý 8086 có 20 đường địa chỉ từ A0 đến A19 tong đó 16 đường dây địa chỉ thấp từ A0 đến A15 được ghép kênh dữ liệu từ D0 đến D15 trên các chân từ AD0 đến AD15 ; còn 4 đường dây địa chỉ cao nhất từ A16 đến A19 được ghép kênh với tín hiệu trạng thái từ S3 đến S6 trên các chân A16/S3 đến A19/S6 - Vi xử lý 8086 có 16 đường dây dữ liệu từ Do đến D15 được ghép kênh với 16 đường địa chỉ thấp từ D0 đến D15 Khi hoạt động ở chu kỳ bus dữ liệu thì các đường dây này mang thông tin về dữ liệu, là dữ liệu đọc ra hay vào bộ nhớ - Bốn đường dây địa chỉ cao nhất từ A16 đến A19 của 8086 cũng được ghép kênh , nhưng trong trường hợp này nó được ghép kênh với các tín hiệu trạng thái từ S3 đến S6 Các bít trang thái này được đưa ra cùng thời điểm với các dữ liệu được truyền trên các chân AD0 đén AD15 - READY: Tín hiệu báo cho CPU biết tình trạng sẵn sàng của thiết bị ngoại vi hay bộ nhớ Khi READY = 1 thì CPU thực hiện đọc/ghi dữ liệu Khi các thiết bị ngoại 10 vi hay bộ nhớ có tốc độ chậm, chúng có thể đưa tín hiệu READY = 0 để báo cho CPU biết mà chờ chúng - ALE: [I] Address Latch Enable Xung cho phép chốt địa chỉ Khi ALE = 1 có nghĩa là trên các chân ghép kênh AD có địa chỉ của thiết bị vào/ra hoặc ônhớ Khi CPU chấp nhận treo chân này không ở trạng thái trở kháng cao mà ALE = 0 - : [O] Data bus Enable Kích hoạt các bộ đệm bus dữ liệu - : Chọn bộ nhớ (= 0) hoặc thiếtbị vào/ra (= 1) làm việc với CPU Khi đó trên bus địa chỉ sẽ có địa chỉ tương ứng của các thiết bị đó Chân này ở trạng thái trở kháng cao khi CPU chấp nhận treo - :[O] Data Transmit/Receive Tín hiệu này cho biết bus dữ liệu đang vận chuyển dữ liệu vào CPU hay ra khỏi CPU Tín hiệu này cũng dùng để điều khiển các bộ đệm 2 chiều của bus dữ liệu - : Dùng để báo rằng đang truy cập năng cao hay băng thấp của bộ nhớ - :[O] Read signal Xung cho phép đọc Khi RD = 0 thì bus dữ liệu nhận dữ liệu từ bộ nhớ hoặc thiết bị ngoại vi - INTR: [I] Interrupt request Khi có yêu cầu ngắt (INTR = 1) mà cờ cho phép ngắt IF = 1 thì CPU kết thúc lệnh đang làm dở, sau đó đi vào chu kỳ chấp nhận ngắt và đưa ra bên ngoài tín hiệu INTA = 0 - :[I] Tín hiệu tại chân này được kiểm tra bởi lệnh WAIT Khi CPU thực hiện lệnh WAIT mà lúc đó tín hiệu TEST = 1 thì nó sẽ chờ cho đến khi tín hiệu TEST = 0 thì mới thực hiện lệnh tiếp theo - NMI: [I] None-Maskable Interrupt Tín hiệu yêu cầu ngắt không che được - RESET: Dùng để thiết lập lại phần cứng cho CPU Chuyển RESET xuống mức logic 0 dùng để khởi tạo các thanh ghi nội của vi xử lý và khởi tạo chương trình con phục vụ thiết lập hệ thống c Các hàm ngắt và tập lệnh của 8086: • Tập lệnh của 8086 + Lệnh XCHG: toán hạng đích và nguồn được đổi lẫn cho nhau XHCG đích, nguồn + Lệnh XLAT: XLAT nhãn_nguồn + Lệnh ADD, SUB: ADD đích,nguồn - cộng nguồn vào đích 11 + Lệnh ADC: cờ nhớ được cộng vào toán hạng đích và nguồn ADC đích,nguồn + Lệnh DIV: thực hiện phép chia không dấu, toán hạng nguồn có thể là một ô nhớ hay đoạn ghi Nếu toán hạng nguồn là 8 bit thì thương số nằm trong AL, số dư nằm trong AH; nếu toán hạng nguồn là 16 bit, thì thương số nằm trong AX còn số dư nằm trong DX DIV nguồn; + Lệnh IDIV (integer divide): thực hiện phép chia có dấu IDIV nguồn; + Lệnh IMUL: thực hiện phép nhân có dấu IMUL nguồn; + Lệnh INT : dùng để gọi các hàm của DOS và BIOS ; Cú pháp : int 21h + Lệnh MOV: chuyển dữ liệu từ toán hạng nguồn vào toán hạng đích MOV đích, nguồn + Lệnh OUT: xuất dữ liệu từ đoạn chứa ra cổng OUT cộng,đoạn_chứa + Lệnh IN: đọc dữ liệu từ cổng vào đoạn ghi IN đoạn ghi, cổng + Các lệnh AND, OR, XOR và TEST AND đích, nguồn ;AND đích với nguồn, kết quả lưu ở đích OR đích, nguồn ;OR đích với nguồn, kết quả lưu ở đích XOR đích, nguồn;XOR đích với nguồn, kết quả lưu ở đích TEST đích, nguồn ;AND đích với nguồn, kết quả không lưu lại + Lệnh HLT (HaLT): đưa bộ vi xử lý vào trạng thái dừng để chờ ngắt ngoài Dạng lệnh: HLT + Lệnh LOCK: khóa bus trong môi trường có nhiều bộ vi xử lý + Lệnh NOP: không thực hiện một thao tác nào + Lệnh STI: IF được thiết lập 1 + Lệnh WAIT: Bộ vi xử lý ở trạng thái chờ cho đến khi ngắt ngoài + Lệnh PUSH: cất dữ liệu vào ngăn xếp, giảm SP đi 2 PUSH ,nguồn ; 12 + Lệnh PUSHF: chuyển đoạn ghi cờ vào ngăn xếp PUSHF; + Lệnh POP: lấy dữ liệu ra khỏi ngăn xếp và đưa vào toán hạng đích POP dich; + Lệnh POPF: chuyển nội dung của 2 byte từ đinh ngăn xếp vào đoạn ghi cờ, sau đó tăng con trỏ ngăn xếp lên 2 POPF; + Lệnh CALL: gọi thủ tục CALL nhan; + Lệnh RET: trả lại điều khiển khi thủ tục được thực hiện xong RET; • Các hàm ngắt 21h của 8086 - Hàm 1: là hàm chờ đọc vào 1 ký tự từ thiết bị vào ra chuẩn(bàn phím) Kết quả được lưu vào trong AL Cú pháp: MOV AH,1 INT 21H - Hàm 2 : là hàm hiển thị nội dung thanh ghi DL lên màn hình hoặc thi hành các chức năng điều khiển Cú pháp: MOV AH,2 MOV DL,’A’ Int 21H - Hàm 4CH : là hàm kết thúc chương trình hiện tại và trả điều khiển về cho chương trình gọi nó Cú pháp : MOV AH,4CH INT 21H - Hàm 9 : Là hàm hiển thị ra màn hình một chuỗi kí tự Cú pháp : MOV AX,@DATA MOV DS,AX ;khởi tạo thanh ghi đoạn dữ liệu DS MOV AH,9 LEA DX,’chuỗi ký tự’ INT 21H • Cấu trúc chương trình lập trình cho 8086 13 Model small :khai báo kiểu bộ nhớ small Stack 100h :khai báo kích thước ngăn xếp là 100h Data: khai báo đoạn dữ liệu ; khai báo các biến, các hằng ở đây Code: khai báo đoạn mã Main proc : các lệnh chương trình chính Main endp : các hàm và thủ tục End main 3 Các thiết bị ngoại vi * IC 8255A 1 Sơ đồ chân và chức năng của mỗi chân - Trên thị trường và nghiên cứu chúng ta chỉ nghiên cứu loại đóng gói dạng DIP 40 chân của IC 8255A: - Các chân 14, 15, 16, 17, 13, 12, 11, 10: tương ứng theo thứ tự từ PC0 đến PC7 Đây là cổng giao tiếp dữ liệu 8 bít PC, khi cần thiết, nó có thể tách thành 2 phần PC cao từ bít PC7 đến PC4 và PC thấp từ bít PC0 đến PC3 - Các chân 4, 3, 2, 1, 40, 39, 38, 37: tương ứng với cổng PA từ PA0 đến PA7 Đây là cổng giao tiếp dữ liệu 8 bit vào/ ra PA Tùy theo thanh ghi điều khiển được cài đặt mà cổng này có thể xuất dữ liệu ra hoặc nhận dữ liệu vào - Các chân từ 18 đến 25: tương ứng với cổng PB từ PB0 đến PB7 Tương tự như cổng PA, cổng PB cũng có thể đưa dữ liệu 8 bít ra hoặc vào bằng cách thiết lập giá trị của thanh ghi điều khiển - Các chân từ 27 đến 34 : tương ứng theo thứ tự từ D7 đến D0 - Bus dữ liêu(2 chiều) Bus dữ liệu 2 chiều này được nối tới các tín hiệu tương ứng của Vi xử lý để trao đổi dữ liệu vào/ra do chip 8086 xử lý 14 - Chân 35: là chân Reset - khởi tạo trạng thái ban đầu của IC 8255 Nếu đặt mức này lên mức 1 thì IC bị RESET lại từ đầu để mạch có thể chạy được, chúng ta phải đặt chân này về mức 0V – GND - Chân 6: chân /CS - Tín hiệu chọn vi mạch Đây là tín hiệu tích cực ở mức thấp 0v, vì vây chúng ta phải đặt chân này ở mức thấp để chọn IC 8255 hoạt động nhờ vậy, chân này được sử dụng để kết hợp với mạch giải mã địa chỉ để Vi xử lý điều khiển nó hoạt động đúng yêu cầu - Chân 5: chân /RD (Read)- là chân tín hiệu cho phép đọc - Chân 36: chân /WR(Write) – là chân tín hiệu cho phép ghi - Chân 9 và 8: tương ứng với chân tín hiệu địa chỉ A0 – A1, 2 chân này được nối với 2 bít được tách ra từ bộ tách địa chỉ của 8086, 2 chân này dùng để giải mã cho các cổng của 8255 với quy luật sau: + A1A0 là 00: mã hóa cho cổng PA + A1A0 là 01: mã hóa cho cổng PB + A1A0 là 10: mã hóa cho cổng PC + A1A0 là 11: mã hóa cho thanh ghi điều khiển Chính vì vậy, để chọn đúng vị trí cổng chúng ta phải đưa 2 bít bất kì được tách ra từ bộ tách tín hiệu địa chỉ sao cho 2 chân này cũng được mã hóa đúng như quy luật của A1, A0 trên 8255 2 Chế độ hoạt động 1 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0 Tùy thuộc vào đoạn ghi điều khiển khi khởi tạo mà vi mạch có thể hoạt động ở các chế độ 0, 1, 2 khác nhau, chiều của các cổng A, B, C có thể ra hoặc vào Thanh ghi điều khiển gồm có 8 bit, mỗi bít có các chức năng khác nhau: 1 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0 + Bit A6 và A5 dùng để chọn chế độ nhóm A • Nếu A6 A5 là 00 thì chọn chế độ 0 • Nếu A6 A5 là 01 thì chọn chế độ 1 • Các trường hợp khác sẽ không xác định + Bít A4: chọn chiều cho cổng A4, • Nếu A4=0: cổng A4 sẽ xuất dữ liệu ra • Nếu A4=1: cổng A4 sẽ nhận dự liệu bên ngoài vào 15 + Bít A3: chọn chiều ra/vào cho 4 bit cao của cổng PC • Nếu A3=0 thì cho phép cổng PC cao xuất dữ liệu ra • Nếu A3=1 thì cho phép cổng PC cao nhận dữ liệu + Bít A2: chọn chế độ nhóm B • Nếu A2=0 thì chọn chế độ 0 • Nếu A2=1 thì chọn chế độ 1 + Bít A1: chọn chiều ra/vào cho cổng PB • Nếu A1=0 thì cho phép cổng PB xuất dữ liệu ra • Nếu A1=1 thì cho phép cổng PB nhận dữ liệu + Bít A0: chọn chiều ra/vào cho 4 bit thấp của cổng PC • Nếu A0=0 thì cho phép cổng PC thấp xuất dữ liệu ra • Nếu A0=1 thì cho phép cổng PC thấp nhận dữ liệu VD: để chọn chế độ nhóm A là chế độ 0, nhóm B là chế độ 0, cổng PA, PB xuất dữ liệu, cổng PC nhận dữ liệu , ta cài đặt thanh ghi điều khiển như sau: Mov al, 100010001B Out DK, al Chế độ 0: + các cổng A, B, C được sử dụng độc lập với nhau + Cổng A, B, C có thể vào hoặc ra tùy vào đoạn ghi điều khiển - Chế độ 1: chế độ này được gọi là chế độ vào/ra đột cửa hay đối thoại với các bit của cổng C Các cổng A, B, C được chia thành 2 nhóm: + Nhóm A gồm cổng A để trao đổi dữ liệu và cổng C cao để đối thoại với Vi Xử Lý và thiết bị ngoài + Nhóm B gồm cổng B để trao đổi dữ liệu và cổng C thấp để đối thoại với Vi Xử Lý và thiếu bị ngoài * IC giải mã địa chỉ 74273 Cấu tạo bên trong và chức năng các chân: 16 IC 74273 là IC số được tích hợp bỏi 8 con flip-flop loại D lắp theo kiểu đồng bộ xung đồng hồ và chân clear IC gồm có 20 chân trong đó: + Chân 20 nối với Vcc nằm ở dải 4,75 đến 5,25 Volt + Chân 10 nối với Mass + Chân 1 là chân Clear (MR) + Chân 11 là chân xung đồng hồ (CP) + Các chân 3, 4, 7, 8, 13, 14, 17, 18 là chân tín hiệu vào nối với các dây tín hiệu đa hợp của Vi Xử Lý + Các chân 2, 5, 6, 9, 12, 15, 16, 19 là các chân tín hiệu địa chỉ được tách ra - Do nó được tích hợp bởi 8 con FF_D nên mỗi IC chỉ có thể tách được 8 đương địa chỉ đa hợp cua 8086 Vì vậy mạch cần 2 con IC 74273 để tách hết 16 đường địa chỉ của 8086 - Tùy theo đề bài yêu cầu mà các đầu ra này được sử dụng với mục đích khác nhau, các chân này được nối với mạch giải mã địa chỉ đưa vào chân CS của 8255 và dành ra 2 bit để mã hóa cho các cổng của 8255, 2 chân này được nối vào chân A1, A0 của 8255 *Giải mã địachỉ 74LS139: sơ đồ cấu tạo bên trong và chức năng các chân của IC 74LS139: 17 - IC 74LS139 là IC giải mã 2 bít với các đầu ra tích cực ở mức âm IC này được đóng gới dạng DIP 16 chân Bên trong IC này được tích hợp 2 bộ giải mã 2 bit với chức năng các chân như sau: o Chân 1 (1G) và 15(2G): là 2 chân chọn chip của 2 bộ giải mã tích cực ở mức thấp, nghĩa là, để cho phép bộ giải mã nào hoạt động thì chân G tương ứng của bộ đó đặt ở mức 0V o Chân 2, 3 và 14, 13: là 2 chân tín hiệu cần giải mã vào tương ứng của 2 bộ giải mã o Chân 4, 5, 6, 7: là các chân tín hiệu ra Y0, Y1, Y2, Y3 của bộ giải mã thứ nhất o Chân 12, 11, 10, 9: là các chân tín hiệu ra của bộ giải mã thứ hai o Chân 8 (GND) và chân 16 (Vcc): là 2 chân nguồn nuôi chip - Cơ chế mã hóa như sau: nếu 2 chân tín hiệu đầu vào B,A được đặt mưc logic tương ứng là: o 00: thì chân Y0 ở mức logic thấp(0v), các chân ra còn lại ở mức cao o 01: thì chân Y1 ở mức logic thấp(0v), các chân ra còn lại ở mức cao o 10: thì chân Y2 ở mức logic thấp(0v), các chân ra còn lại ở mức cao o 11: thì chân Y3 ở mức logic thấp(0v), các chân ra còn lại ở mức cao * Cấu tạo LED 7 đọan - LED 7 đoạn là loại LED được tích hợp bởi 8 LED đơn sắc sắp xếp thành hình số 8 và 1 dấu chấm phía dưới Có 2 loại LED 7 đoạn: + Chung Anode: các LED tích hợp bên trong được mắc nối chung cực Anot (CA) + Chung Cathode: các LED tích hợp bên trong mắc nối chung cực Katot (CC) 18 Hoat động: Đối với loai LED mắc theo kiểu Anot chung thì chúng ta cấp nguồn Vcc vào chân Anot (chân 8) Để có thể hiển thị các chữ số như mong muốn thì chúng ta phải nối các chân a, b, c, d, e, f, g với mass tương ứng với chữ số đó VD: số 1 thì chúng ta nối chân b(6) và c(4) với mass Số 2 thi chúng ta nối chân a(7), b(6), g(10), e(1) và d(2) với mass Đối với loai mắc theo kiểu Katot chung thi chúng ta nối chân Katot (8) với mass Để có thể hiển thị các chữ số như mong muốn thì chúng ta phải nối các chân a, b, c, d, e, f, g với Vcc tương ứng với chữ số đó III KẾT LUẬN Nhìn chung, bộ vi xử lý 8086 là một bước tiến lớn của hãng sản xuất Intel trong nền lập trình vi xử lý, là bước mở đầu cho sự phát triển các thế hệ vi xử lý tiếp theo cùng với những tính năng mạnh mẽ, kết nối với các thiết bị ngoại dễ dàng cùng với tập lệnh hỗ trợ ngày càng lớn Vơi những gì chúng em đã thực hiện và mô phỏng bằng phần mêm chuyên dụng, chúng ta thấy được những gì mà bộ vi xử lý có thể làm được và những gì mà bộ vi xử lý 8086 vẫn chưa thể giải quyết được như: mạch kết nối cồng kềnh, chi phí lắp đặt cao, tốc độ xử lý còn thấp Vơi những gì mà nhóm em được tiếp thu và học tập, nhóm em đã hoàn thành bài tập lớn thành công Tuy nhiên trong quá trình trình bày không thiếu những sai sót, mong các thầy cô bỏ qua và đóng góp cho chúng em những ý kiến hữu ích để mỗi 19 chúng em được hoàn thiện bản thân hơn, cũng như thành công hơn trong các bài tập lớn tiếp theo 20 ... Công Nghệ Thông Tin Báo cáo tập lớn môn học Kiến trúc Máy tính ĐỀ TÀI: Nghiên cứu tìm hiểu tập lệnh vi xử lý 8086 Nhóm thực hiện: Nhóm 7–Lớp KTPM3-K9 Thành vi? ?n nhóm: Hoàng Tấn Phát... ngắt tập lệnh 8086 11 Các thiết bị ngoại vi IC 8255A 14 IC giải mã địa 74273 16 Giải mã địa 74LS139 17 Cấu tạo LED đoạn 18 Kết luận 19  Mở đầu Nhiệm vụ Nghiên cứu tìm hiểu tập lệnh vi xử. .. vi xử lý 8086 Bớ cục * Trình bày sơ đồ khối chức bên CPU 8086 * Đặc điểm chức các CPU 8086 * Cấu trúc lệnh cùng tập lệnh của 8086  Nội dung I LỊCH SỬ RA ĐỜI BỘ VI XỬ LÝ 8086 Cách