II. CẤU TRÚC PHẦN MỀM CỦA 8255A:
c) Thiết kế mạch tạo tín hiệu điều khiển: (mạch dao động)
Trong hệ thống số nĩi chung và hệ thống vi điều khiển nĩi riêng xung clock đĩng vai trị quan trọng trong tồn bộ hệ thống, một phần do tính chất làm việc của các mạch logic như: counter, timers… nhưng chức năng quan trọng nhất của xung clock là đồng bộ các hoạt động cuả các linh kiện khác nhau trong mạch do đĩ mạch tạo xung thiết kế phải thoả mản điều kiện sau:
Đảm bảo độ ổn định cuả tần số làm việc, giảm tối thiểu sai số ngẫu nhiên.
Thích ứng với các linh kiện làm việc liên quan đến kỹ thuật số như đã giới thiệu ở phần trước, mạch tạo xung được chế tạo trong IC 8951 do vậy điều kiện thứ hai coi như đã thỏa. Đối với mạch dao động dùng RL độ ổn định khơng cao do khĩ xác định được chính xác giá trị RL do đĩ khơng thỏa yêu cầu đặt ra.
Sử dụng thạch anh là cĩ tính thuyết phục nhất bởi thạch anh cĩ tính ổn định cao và cĩ giá trị xác định sai số rất nhỏ trong hệ thống bit, cĩ thể nĩi hầu hềt các linh kiện đều trực tiếp hoặc gián tiếp liên quan đến tần số clock. Chính vì vậy việc lựa chọn tần số làm việc thích hợp là một trong những buớc quan trọng nhất.
Như chúng ta đã biết ở điều kiện lý tưởng tần số làm việc của CPU phải hồn tồn tương thích với tốc độ truy xuất dữ liệu cuả bộ nhớ. Điều này khĩ cĩ thể thực hiện được vì khĩ cĩ thể kiếm trên thị trường hiện nay do vậy ta phải chọn giải pháp khác linh hoạt hơn mà vẫn đáp ứng được tần số làm việc cho hệ thống.
Qua các tài liệu cho thấy tốc độ truy xuất dữ liệu trung bình khoảng 120ms đến 450ms tuơng ứng với 2,2MHz đến 8,3 MHz với 8951 tần số làm việc thường từ 0Hz đến 24MHz do đĩ ta chọn tần số trong khoảng này là được, ở đây tần số làm việc được chọn là 12MHz do thạch anh 12MHz rất phổ biến hiện nay và giá thành hạ so với các loại khác, mạch được mắc như sau: C1, C2 ổn định cho thạch anh.
C1 C2 18 19 XTAL1 XTAL2 8951
Hình 2-2:mạch dao động d) Thiết kế mạch Reset:
Do chương trình quản lý và điều khiển hệ thống là chương trình đầu tiên khi tiến hành khi mới cấp điện. Cho nên tại thời điểm đĩ thanh ghi pc phải lưu tại địa chỉ đầu tiên của chương trình, muốn làm được việc này cần phải cĩ một mạch tác động bên ngồi. Đĩ chính là mạch Reset, chính lúc nhận Reset, CPU sẽ xố thanh ghi PC về địa chỉ ban đầu. Đây chính là tầm quan trọng của mạch reset.
Thực ra mạch reset chỉ là một mạch nhỏ với chức năng tạo ra một xung tác động vào chân reset của CPU tại thời điểm cấp nguồn cho hệ thống, cũng cĩ thể sử dụng mạch reset này để reset một số linh kiện khác nếu cĩ nhu cầu như 8255. Đối với 8951 chân reset được kí hiệu RST(9) chịu tác động tương ứng với trạng thái [H], cĩ nghĩa là khi chúng ta đưa tín hiệu vào ở mức [1] thì sẽ làm CPU quay trở lại trạng thái ban đầu. Tác động này gọi là reset CPU. Lưu ý là chân mang kí hiệu reset luơn thường trực để ở trạng thái thấp [L] chỉ lúc nào cần reset CPU, ta mới tạm thời đưa lên trạng thái cao [H].
Mạch điện sâu đây đáp ứng được tất cả các yêu cầu đặt ra:
Hình 2-3:Mạch reset.
Giải thích: Đối với mạch này khi chúng ta cho điện áp vào mạch thì mạch reset sẽ tự động tác động nên được gọi là mạch tự động reset hay mạch reset khi đĩng nguồn cung cấp (power on reset). Ngồi ra bất kì lúc nào cần thiết chúng ta vẫn cĩ thể nhấn cơng tắt reset xuống để khởi động lại hệ thống.
Thời gian reset cuả 8951 tác động ở mức cao trong khoảng hai chu kì máy tức là khoảng 2µs (trường hợp mạch dao động sử dụng thạch anh 12MHz) sau đĩ xuống thấp để 8951 bắt đầu làm việc.
Dựa vào thời hằng Rl để tính tốn ta chọn được các giá trị như sau: R1=8,2 kΩ R2=100 Ω C=10 µF Vcc C RST R1 R2 Reset