Luận văn Thiết kế máy thu phát ký tự 8 bit

PHAÀN A GIÔÙI THIEÄU ÑAÀU ÑEÀ LUAÄN VAÊN THIEÁT KEÁ VAØ THI COÂNG MAÙY THU PHAÙT KYÙ TÖÏ 8 BIT Giaùo Vieân Höôùng Daãn : NGUYEÃN THANH BÌNH Sinh Vieân thöïc Hieän : MAI ÑAÊNG KHOA Lôùp : 95KÑÑ TP.HCM Thaùng 2 naêm 2000 Boä Giaùo Duïc Vaø Ñaøo Taïo Coäng Hoøa Xaõ Hoäi Chuû Nghóa Vieät Nam Tröôøng Ñaïi Hoïc Sö Phaïm Kyõ Thuaät Ñoäc Laäp – Töï Do – Haïnh Phuùc Khoa Ñieän – Boä Moân Ñieän Töû ------------------------------ ------------------J----------------- NHIEÄM VUÏ LUAÄN VAÊN TOÁT NGHIEÄP Hoï Vaø Teân : MAI ÑAÊNG KHOA Khoùa : 1995 – 2000 Lôùp : 95 KÑÑ Ngaønh : Kyõ Thuaät Ñieän – Ñieän Töû Ñeà Taøi: THIEÁT KEÁ VAØ THI COÂNG MAÙY THU PHAÙT KYÙ TÖÏ 8 BIT Phaàn Thuyeát Minh: Caùc phaàn lyù thuyeát vaø thuyeát minh coù lieân quan Baûng Veõ, Baûng Bieåu: Caùc baûng veõ vaø baûng bieåu caàn thieát Giaùo Vieân Höôùng Daãn Toaøn Phaàn: Thaày NGUYEÃN THANH BÌNH Ngaøy Nhaän Ñeà Taøi: 01/01/2000 Ngaøy Noäp Ñeà Taøi: 28/02/2000 Giaùo Vieân Höôùng Daãn Thoâng Qua Boä Moân Ngaøy……thaùng……naêm 2000 Chuû Nhieäm Boä Moân NHAÄN XEÙT CUÛA GIAÙO VIEÂN HÖÔÙNG DAÃN NHAÄN XEÙT CUÛA GIAÙO VIEÂN PHAÛN BIEÄN LÔØI MÔÛ ÑAÀU Trong nöûa cuoái theá kyû naøy, nhaân loaïi ñaõ chöùng kieán cuoäc caùch maïng khoa hoïc kyõ thuaät dieãn ra treân caùc lónh vöïc. Trong ñoù maïnh meõ vaø vuõ baõo nhaát laø lónh vöïc coâng ngheä Vi Ñieän Töû, ñaëc bieät laø Kyõ Thuaät Soá. Caùc saûn phaåm cuûa coâng ngheä kyõ thuaät cao. Nhöõng ñieàu kyø dieäu do theá giôùi kyõ thuaät soá ñem laïi cho con ngöôøi thì khoâng caàn phaûi keå sau ñaây. Tìm hieåu vaø öùng duïng ñöôïc kieán thöùc kyõ thuaät soá nhaèm phuïc vuï cho nhu caàu thöïc teá ñang laø vaán ñeà quan taâm cuûa sinh vieân ngaønh Ñieän Töû, caùc ngaønh coù lieân quan vaø nhöõng ngöôøi yeâu thích lónh vöïc naøy. Vieäc giaûng daïy vaø hoïc taäp moân hoïc Vi Maïch Soá seõ ñöôïc hieäu quaû cao hôn khi caùc vaán ñeà trong lyù thuyeát ñöôïc trieån khai cuï theå vaøo caùc baøi thöïc haønh. Nhu caàu caàn thieát hieän nay cuûa phoøng thí nghieäm laø caùc thieát bò chuyeân duïng phuïc vuï cho yeâu caàu caùc baøi thí nghieäm moân hoïc Vi Maïch Soá. Tuy nhieân, ñieàu kieän thöïc teá cuûa tröôøng thì chöa ñaùp öùng ñöôïc nhu caàu naøy. Do ñoù ñeà taøi “Thieát Keá vaø Thi Coâng Maùy Thu Phaùt Kyù Töï 8 Bit” ñöôïc thöïc hieän nhaèm ñaùp öùng moät phaàn naøo ñoù cho nhu caàu treân. Do thôøi gian thöïc hieän ñeà taøi töông ñoái ngaén, neân taäp luaän vaên naøy seõ khoâng theå traùnh khoûi nhöõng haïn cheá cuõng nhö sai soùt. Chuùng toâi kính mong ñöôïc söï chæ daãn quyù baùo cuûa quyù thaày coâ, nhöõng goùp yù cuûa caùc baïn sinh vieân ñeå ñeà taøi ngaøy caøng ñöôïc hoaøn thieän hôn. Xin chaân thaønh caûm ôn. TP.HCM Ngaøy 27 Thaùng 02 Naêm 2000 Sinh Vieân Thöïc Hieän MAI ÑAÊNG KHOA LÔØI CAÛM TAÏ Sau 6 tuaàn leã thöïc thöïc hieän ñeà taøi, taäp luaän vaên ñaõ ñöôïc hoaøn taát vôùi söï coá gaéng cuûa baûn thaân. Ñöôïc söï ñoäng vieân, chæ baûo vaø höôùng daãn heát söùc taän tình cuûa chính thaày NGUYEÃN THANH BÌNH, ngöôøi thaày ñaõ tröïc tieáp theo doõi höôùng daãn thöïc hieän ñeà taøi naøy. Cuøng vôùi söï ñoùng goùp khoâng nhoû cuûa quyù thaày coâ khoa ñieän, nhöõng goùp yù quyù baùo cuûa caùc baïn sinh vieân lôùp 95KÑÑ. Chuùng toâi seõ khoâng bao giôø queân nhöõng ñoùng goùp naøy. Xin chaân thaønh caûm ôn thaày höôùng daãn, caûm ôn taát caû nhöõng ngöôøi giuùp ñôû chuùng toâi hoaøn thaønh ñeà taøi naøy. TP.HCM Ngaøy 27 Thaùng 02 Naêm 2000 Sinh Vieân Thöïc Hieän MAI ÑAÊNG KHOA MUÏC LUÏC Trang GIÔÙI THIEÄU i Trang töïa ii Nhieäm vuï ñoà aùn iii Nhaän xeùt cuûa giaùo vieân höôùng daãn iv Nhaän xeùt cuûa giaùo vieân phaûn bieän v Lôøi môû ñaàu vi Lôøi caûm taï vii Muïc luïc viii Lieät keâ caùc baûng x Lieät keâ caùc hình xi NOÄI DUNG 1 Chöông 1: DAÃN NHAÄP 1.1. Ñaët vaán ñeà 1 1.2. Taàm quan troïng cuûa vaán ñeà 1 1.3. Giôùi haïn vaán ñeà 2 1.4. Muïc ñích nghieân cöùu 2 Chöông 2: CÔ SÔÛ LYÙ LUAÄN 2.1. Daøn yù nghieân cöùu 4 2.2. Ñoái töôïng nghieân cöùu 4 2.3. Phöông phaùp nghieân cöùu 4 2.4. Thôøi gian nghieân cöùu 5 Chöông 3: LYÙ THUYEÁT CÔ SÔÛ THIEÁT KEÁ 3.1. Giôùi thieäu veà maùy phaùt töø 16 bit (Word Generator) 6 3.1.1. Giôùi thieäu 6 3.1.2. Ñaëc ñieåm 6 3.1.3. Hoaït ñoäng 6 3.2. Ñeà nghò moät maùy phaùt töø 8 bit baèng linh kieän ñieän töû 7 3.2.1. Lyù do ñeà nghò 7 3.2.2. Ñeà nghò baèng sô ñoà khoái 8 3.2.3. Ñeà nghò baèng linh kieän ñieän töû 8 3.3. Phaùt trieån maùy phaùt töø ñeà nghò thaønh maùy thu phaùt kyù töï 8 bit 12 Chöông 4: TÍNH TOAÙN THIEÁT KEÁ MAÙY THU PHAÙT KYÙ TÖÏ 8 BIT 4.1. Thieát keá khoái nguoàn 14 4.2. Thieát keá khoái xöû lyù döõ lieäu 16 4.2.1. Ñôn vò xöû lyù döõ lieäu 16 4.2.3. Boä nhôù heä thoáng 17 4.2.4. Choát, ñeäm ñòa chæ vaø döõ lieäu cho vi xöû lyù 17 4.2.5. Giaûi maõ ñòa chæ cho heä thoáng 18 4.2.7. Tính toaùn choïn löïa linh kieän cho maïch taïo xung ñôn oån 22 4.3. Thieát keá khoái baøn phím vaø hieån thò 26 4.3.1. Baøn phím 26 4.3.2. Maøn hình hieån thò 26 4.3.3. Giôùi thieäu vi maïch laäp trình 8279 27 4.3.4. Keát noái 8279 giöõa baøn phím vaø hieån thò 27 4.3.5. Laäp trình khôûi taïo cho 8279 28 4.3.6. Tính toaùn linh kieän cho maïch choïn LED hieån thò 30 4.4. Thieát keá khoái giao tieáp ngoaïi vi 32 4.4.1. Thu phaùt döõ lieäu 8 bit song song 33 4.4.2. Thu phaùt döõ lieäu noái tieáp baát ñoàng boä vaø ñoàng boä 35 4.4.3. Boä taïo xung Clock 35 4.3.4. Laäp trình khôûi taïo 8253 36 4.3.5. Maïch choïn ñôn vò xung Clock 37 Chöông 5: XAÂY DÖÏNG CHÖÔNG TRÌNH MONITOR 5.1. Giôùi thieäu 42 5.2. Cô sôû xaây döïng chöông trình Monitor 42 5.3. Caùc böôùc xaây döïng chöông trình Monitor 43 5.4. Moät soá yeâu caàu ñoái vôùi chöông trình Monitor 43 5.5. Caáp phaùt vuøng nhôù 43 5.6. Xaây döïng chöông trình Monitor 43 5.7. Löu ñoà khoái chöông trình Monitor 45 5.8. Löu ñoà thuaät giaûi chöông trình Monitor 48 Chöông 6: THI COÂNG 6.1. Thi coâng phaàn cöùng 65 6.2. Thi coâng phaàn meàm 74 Chöông 7: HÖÔÙNG DAÃN SÖÛ DUÏNG MAÙY THU PHAÙT KYÙ TÖÏ 8 BIT 7.1. Khôûi ñoäng heä thoáng vaø nhaäp maät maõ 76 7.2. Choïn vuøng maøn hình soaïn thaûo vaø thuû tuïc soaïn thaûo 77 7.3. Choïn caùc cheá ñoä laøm vieäc 77 Chöông 8: TOÙM TAÉT - ÑEÀ NGHÒ - KEÁT LUAÄN 8.1. Toùm taét ñeà taøi 82 8.2. Ñeà nghò 83 8.3. Keát luaän 84 PHUÏ LUÏC VAØ TAØI LIEÄU THAM KHAÛO Phuï luïc 1 .Giôùi thieäu linh kieän söû duïng 85 Phuï luïc 2 .Chöông trình Monitor 126 LIEÄT KE BAÛNG Baûng 1.1: Baûng ñòa chæ ngoaïi vi cuûa heä thoáng 21 Baûng 1.2: Baûng ñòa chæ boä nhôù cuûa heä thoáng 21 Baûng 6.1: Baûng döï truø vaät tö linh kieän 66 Baûng 7.1: Baûng qui ñònh maõ LED 7 ñoaïn cho kyù töï vaø kyù soá 79 Baûng 7.2: Baûng qui ñònh maõ phím aán cuûa baøn phím 81 LIEÄT KE HÌNH Hình 3.1: Maùy phaùt töø 16 bit 6 Hình 3.2: Sô ñoà khoái maùy phaùt töø ñeà nghò 8 bit 8 Hình 3.3: Sô ñoà boá trí maøn hình hieån thò, baøn phím maùy phaùt töø ñeà nghò 11 Hình 3.4: Sô ñoà khoái caáu truùc maùy thu phaùt kyù töï 8 bit 13 Hình 4.1: Sô ñoà khoái nguoàn 14 Hình 4.2: Sô ñoà nguyeân lyù maïch nguoàn 14 Hình 4.3: Sô ñoà khoái xöû lyù döõ lieäu 16 Hình 4.4: Sô ñoà giaûi maõ ñòa chæ cho heä thoáng 19 Hình 4.5: Baûn ñoà ñòa chæ boä nhôù 19 Hình 4.6: Baûn ñoà ñòa chæ caùc ngoaïi vi 20 Hình 4.7: Sô ñoà nguyeân lyù maïch taïo xung ñôn oån 22 Hình 4.8: Sô ñoà maïch ñieän Reset 23 Hình 4.9: Sô ñoà maïch ñieän baûo veä döõ lieäu trong boä nhôù RAM 23 Hình 4.10: Sô ñoà nguyeân lyù maïch ñieän khoái xöû lyù döõ lieäu 25 Hình 4.11: Sô ñoà khoái baøn phím vaø hieån thò maùy thu phaùt kyù töï 8 bit 26 Hình 4.12: Sô ñoà nguyeân lyù maïch ñieän khoái baøn phím vaø hieån thò 29 Hình 4.13: Sô ñoà maïch ñieän choïn LED 7 ñoaïn duøng Transitor 30 Hình 4.14: Sô ñoà maïch ñieän thuùc caùc LED ñôn saéc duøng Transitor 30 Hình 4.15: Sô ñoà boá trí maøn hình hieån thò vaø baøn phím 31 Hình 4.16: Sô ñoà khoái giao tieáp ngoaïi vi 32 Hình 4.17: Sô ñoà maïch ñieän keát noái 8251 vôùi vi xöû lyù vaø ngoaïi vi 35 Hình 4.18: Sô ñoà maïch ñieän boä taïo xung Clock 37 Hình 4.19: Sô ñoà maïch ñieän khoái giao tieáp ngoaïi vi 39 Hình 4.20: Sô ñoà maïch ñieän khoái xöû lyù chính 39 Hình 4.21: Sô ñoà maïch ñieän khoái baøn phím vaø hieån thò 40 PHAÀN B NOÄI DUNG CHÖÔNG 1 DAÃN NHAÄP 1.1.ÑAËT VAÁN ÑEÀ: Nhöõng vaán ñeà lyù thieát cuûa moân hoïc Vi Maïch Soá maø sinh vieân ngaønh Ñieän Töû ñaõ ñöôïc hoïc seõ ñöôïc laøm saùng toû hôn trong caùc baøi thöïc taäp Maïch Soá. Phuïc vuï cho vieäc thöïc taäp moân hoïc naøy, thöïc teá thì ôû phoøng thöïc taäp cuûa Tröôøng Ñaïi Hoïc Sö Phaïm Kyõ Thuaät ñaõ coù “Boä thöïc taäp Vi Maïch” goùp phaàn giaûi quyeát ñöôïc moät soá coâng vieäc. Tuy nhieân noù chöa ñaùp öùng ñöôïc moät soá yeâu caàu cuï theå caàn ñöôïc trieån khai trong thöïc haønh. Chaúng haïn, yeâu caàu thöïc teá ñaët ra cho caùc baøi thöïc taäp laø: naïp döõ lieäu 8 bits cho caùc boä nhôù ROM, RAM, maïch DAC, maïch Vi Xöû Lyù, maïch Vi Ñieàu Khieån, ….. hoaëc caàn moät nguoàn xung Clock chuaån coù chu kyø thay ñoåi ñöôïc theo yù muoán. Ñeå thöïc hieän ñöôïc yeâu caàu treân tröôùc tieân caàn phaûi coù nguoàn maõ kyù töï 8 bits coù theå thay ñoåi ñöôïc noäi dung giaù trò caàn truyeàn ñi. Hay noùi ñuùng hôn laø caàn moät thieát bò thöïc taäp coù khaû naêng cho pheùp ngöôøi söû duïng soaïn thaûo ñöôïc noäi dung nguoàn maõ kyù töï caàn truyeàn. Xuaát phaùt töø ñoù, ñeà taøi “Thieát keá vaø thi coâng maùy thu phaùt kyù töï 8 bit” ñöôïc baét tay thöïc hieän nhaèm ñaùp öùng ñöôïc phaàn naøo nhu caàu treân. Thaät ra, caàn phaûi keå theâm moät soá yeáu toá goùp phaàn taïo neân khôûi ñieåm xuaát phaùt cho ñeà taøi naøy laø söï gôïi yù, chæ höôùng ñi cuûa chính ngöôøi thaày höôùng daãn ñeà taøi naøy. 1.2.TAÀM QUAN TROÏNG CUÛA VAÁN ÑEÀ: Maëc duø trong thöïc teá baûn thaân ngöôøi thöïc hieän ñeà taøi naøy chöa ñöôïc tieáp xuùc vôùi thieát bò thöïc taäp coù tính naêng nhö treân hay caùc taøi lieäu coù lieân quan. Tuy nhieân, cuõng khoâng daùm khaúng ñònh raèng noù khoâng coù trong thöïc teá, cuõng nhö cho raèng thieát bò thöïc taäp naøy laø hoaøn toaøn môùi laï. Nhöng thieát nghó raèng, ôû caùc quoác gia coù ngaønh coâng nghieäp Ñieän Töû phaùt trieån, söï hieän dieän cuûa thieát bò thöïc taäp naøy ñaõ coù töø laâu trong phoøng thöïc taäp Vi Maïch Soá. Trôû laïi vôùi ñeà taøi naøy, lieân heä ñeán ñieàu kieän thöïc teá. Trong chöông trình hoïc chính khoùa ôû tröôøng, ngöôøi thöïc hieän ñeà taøi ñaõ ñöôïc hoïc moân hoïc”Giaûi tích maïch treân maùy tính” vaø cuõng laøm quen vôùi phaàn meàm moâ phoûng maïch EWB 5.0 (Electronics Workbench). Trong ñoù coù moät thieát bò moâ phoûng mang teân “Maùy phaùt töø” (Word Generator) phaùt döõ lieäu 16 bit maõ nhò phaân. Nhaän xeùt toång quan, thieát bò naøy coù khaû naêng trôû thaønh thieát bò thöïc taäp ñaùp öùng ñöôïc nhu caàu treân neáu ñöôïc choïn laøm maãu thieát keá. Ñoái töôïng nghieân cöùu ñaõ coù, tieán haønh quan saùt tìm hieåu hoaït ñoäng, xaùc ñònh giaûi phaùp thieát keá thay theá, xaây döïng sô ñoà maïch ñieän, xaùc ñònh vaø taän duïng linh kieän coù saün trong nöôùc ñeå thieát keá vaø cho chaïy thöû nghieäm. Treân cô sôû ñoù, môû roäng vaø phaùt trieån, thieát keá hoaøn chænh thaønh moät “Maùy thu phaùt kyù töï 8 bit”. Ñoù laø höôùng ñi, phöông thöùc thöïc hieän cuûa ñeà taøi naøy. Tuy nhieân, cho duø laø thieát bò phaùt maõ kyù töï 8 bit hay 16 bit thì ñaây cuõng laø caùch thöùc ñeå nhöõng vaán ñeà lyù thieát, giaûi phaùp thieát keá, caáu truùc cuûa thieát bò seõ ñöôïc giôùi thieäu giaûi quyeát, trình baøy trong ñeà taøi naøy. Ñoù laø nhöõng vaán thuù vò cho nhöõng ai yeâu thích quan taâm ñeán lónh vöïc naøy. 1.3.GIÔÙI HAÏN VAÁN ÑEÀ: Khi ñeà caäp ñeán vaán ñeà thu phaùt kyù töï thì coù raát nhieàu vaàn ñeà lieân quan caàn phaûi neâu ra nhö: Ñöôøng truyeàn (Voâ tuyeán, höûu tuyeán) Caùc maõ kyù töï gôûi ñi (maõ ASCII, Baudot, EBCDIC, …) Caùc cheá ñoä truyeàn: (song song, noái tieáp baát ñoàng boä vaø ñoàng boä) Toác ñoä truyeàn chuaån. Tuy nhieân, do ñeà taøi naøy thöïc hieän trong ñieàu kieän. Taøi lieäu coù lieân quan ñeán ñeà taøi naøy raát ít. Thôøi gian thöïc hieän chæ trong voøng 6 tuaàn leã. ÔÛ Tröôøng Ñaïi Hoïc, ngöôøi thöïc hieän khoâng ñöôïc hoïc caùc moân veà truyeàn soá lieäu, thoâng tin soá, …. Do ñoù thieát bò “Maùy thu phaùt kyù töï 8 bits ñöôïc thieát keá “coù ñaëc ñieåm chính sau: Ñöôøng truyeàn laø höûu tuyeán Thu phaùt maõ kyù töï 8 bits song song coù vaø khoâng baét tay. Coù khaû naêng thu phaùt maõ kyù töï ôû cheá ñoä noái tieáp ñoàng boä vaø baát ñoàng boä. Coù khaû naêng giao tieáp baét tay ñöôïc vôùi thieát bò thöïc taäp cuøng loaïi hoaëc caùc boä thieát bò thöïc taäp khaùc coù ôû phoøng thöïc taäp. Phaùt xung Clock coù taàn soá thay ñoåi ñöôïc trong phaïm vi töø 1Hz ñeán 3MHz. Hoaït ñoäng ñöôïc ôû caùc cheá ñoä: STEP CYCLE BREAK PIONT BURST PATTERN 1.4. MUÏC ÑÍCH NGHIEÂN CÖÙU: Khi baét tay vaøo thöïc hieän ñeà taøi naøy, ngöôøi thöïc hieän mong muoán raèng saûn phaåm cuûa ñeà taøi phaûi ñöôïc öùng duïng, coù khaû naêng ñaùp öùng ñöôïc phaàn naøo nhu caàu vaø veà thieát bò thöïc taäp ôû phoøng thöïc taäp Vi Maïch soá cuûa tröôøng. Ñoù laø muïc ñích tröôùc maét. Hôn theá nöõa, laø thieát bò thöïc taäp naøy khoâng chæ phuïc vuï cho vieäc thöïc taäp moân hoïc Vi Maïch Soá, maø coøn coù khaû naêng ñaùp öùng ñöôïc vieäc trieån khai caùc vaán ñeà lyù thieát cuûa caùc moân hoïc coù lieân quan nhö: Vi Xöû Lyù, Vi Ñieàu Khieån, Ñieàu Khieån, . . .. Ñoàng thôøi ñaây laø caùch thöùc ñöôïc aùp duïng ñeå coù khaû naêng thay theá daàn caùc thieát bò thöïc taäp phaûi nhaäp veà töø nöôùc ngoaøi. Vaø ñaëc bieät, ñoái vôùi ngöôøi nghieân cöùu ñaây laø ñieàu kieän, cô hoäi, caùch thöùc ñeå cuûng coá, boå sung vaø öùng duïng nhöõng gì ñaõ ñöôïc lónh hoäi ñöôïc trong lyù thuyeát vaø thöïc haønh. Ñeå roài söû duïng vaø öùng duïng noù nhaèm ñaùp öùng cho nhu caàu thöïc teá. CHÖÔNG 2 CÔ SÔÛ LYÙ LUAÄN 2.1.DAØN YÙ NGHIEÂN CÖÙU. Lyù thuyeát cô sôû thieát keá. Giôùi thieäu toång quaùt veà maùy phaùt töø 16 bit (Word Generator). Ñeà nghò maùy phaùt töø baèng linh kieän ñieän töû. Phaùt treån maùy phaùt töø ñeà nghò 8 bit thaønh maùy thu phaùt kyù töï 8 bit. Tính toaùn thieát keá maùy thu phaùt kyù töï 8 bit.. Thieát keá khoái nguoàn. Thieát keá khoái xöû lyù döõ lieäu . Thieát keá khoái baøn phím vaø maøn hình hieån thò. Thieát keá khoái giao tieáp vôùi thieát bò ngoaïi vi. Xaây duïng chöông trình Monitor. Thi coâng. Höôùng daãn söû duïng maùy thu phaùt kyù töï 8 bit. 2.2.ÑOÁI TÖÔÏNG NGHIEÂN CÖÙU. Ñeå thöïc hieän ñeà taøi naøy, caàn phaûi coù ñoái töôïng nghieân cöùu cuï theå, coù nghóa laø phaûi coù moät thieát bò thöïc taäp ñieån hình cuï theå. Ñeå coù theå töï tay thaùo raùp, nghieân cöùu, quan saùt caáu truùc, tìm hieåu nguyeân lyù hoaït ñoäng vaø vaän haønh thieát bò hoaït ñoäng. Ñieàu ñoù seõ taïo cô sôû cho vieäc thieát keá sau naøy. Nhöng thöïc teá ñieàu ñoù khoâng thöïc hieän ñöôïc, bôûi vì khoâng thieát bò naøo caû keå caû taøi lieäu coù lieân quan. Do ñoù ngöôøi thöïc hieän quyeát ñònh choïn thieát bò moâ phoûng mang teân “Maùy phaùt töø” 16 bit (Word Generator) trong phaàn meàm moâ phoûng maïch EWB 5.0 (Electronics Work bench) laøm ñoái töôïng nghieân cöùu cho ñeà taøi. Ñaây laø thieát bò maø tröôùc ñaây coù laàn ñaõ ñöôïc ñeà caäp ñeán ôû caùc phaàn tröôùc. 2.3.PHÖÔNG PHAÙP VAØ PHÖÔNG TIEÄN NGHIEÂN CÖÙU. Phöông phaùp: Tham khaûo taøi lieäu: bao goàm caùc taøi lieäu coù lieân quan ñeán ñeà taøi nhö : vi maïch soá, kyõ thuaät, vi xöû lyù, kyõ thuaät laäp trình hôïp ngöõ, truyeàn soá lieäu. Quan saùt: söû duïng phaàn meàm EWB 5.0 kích laáy maùy phaùt töø 16 bits (Word Generator) ra maøn hình soaïn thaûo vaø keát noái thieát bò vaøo maïch ñieän moâ phoûng cuï theå. kích hoaït cho thieát bò hoaït ñoäng ôû caùc cheá ñoä SETP, CYCLE, BREAK PIONT, BURST, PATTERN, quan saùt quaù trình hoaït ñoäng vaø ghi nhaän. Thöïc nghieäm: söû duïng kít vi xöû lyù 8085A keát hôïp vôùi kit môû roäng baøn phím vaø hieån thò. Taïm goïi laø kit vi xöû lyù 8085A môû roäng ñeå vieát chöông trình Monitor, chöông trình cho cheá ñoä STEP, CYCLE, BURST, PATTERN vaø caùc phím chöùc naêng khaùc cuûa thieát bò. Phöông tieän: Söû duïng maùy vi tính PC ñeå quan saùt, söû duïng maùy phaùt töø 16 bits trong phaàn meàm EWB 5.0. Ngoaøi kit vi xöû lyù môû roäng 8085A ngöôøi thöïc hieän coøn phaûi söû duïng theâm caùc Testboard, boä thöïc taäp vi maïch ñeå vieát thöû nghieäm caùc chöông trình coù lieân quan ñeán 8255A, 8253, 8251A, chöông trình queùt baøn phím vaø hieån thò cho 8279, thöû nghieäm caùc vi maïch 74221, 74244, MC 1488, MC 1489, 4017, … 2.4.THÔØI GIAN NGHIEÂN CÖÙU. Thôøi gian phaân boá thöïc hieän ñeài taøi trong 6 tuaàn leã nhö sau: Tuaàn 1: Laäp ñeà cöông toång quaùt. Tuaàn 2: Thu thaäp taøi lieäu. Tuaàn 3: Laäp ñeà cöông chi tieát. Tuaàn 4, 5, : Khai trieån ñeà cöông vaø ñaùnh maùy (vieát xong phaàn naøo gôûi ñi ñaùnh maùy phaàn ñoù). Tuaàn 6 : Chænh söûa, ñònh daïng, in aán, ñoùng bìa vaø noäp ñeà taøi. Do thôøi gian thöïc hieän ñeà taøi töông ñoái ngaén, neân phaûi chôø ñeán ngaøy noäp ñeà taøi, vaø trong thôøi gian chôø baûo veä luaän vaên toát nghieäp, ngöôøi thöïc hieän ñeà taøi môùi baét tay vaøo thöïc hieän coâng vieäc thi coâng maùy thu phaùt kyù töï 8 bit. CHÖÔNG 3 LYÙ THUYEÁT CÔ SÔÛ THIEÁT KEÁ 3.1.GIÔÙI THIEÄU TOÅNG QUAÙT VEÀ MAÙY PHAÙT TÖØ 16 BIT (WORD GENARATOR). 3.1.1.Giôùi thieäu. Maùy phaùt töø laø teân goïi cuûa moät trong nhöõng thieát bò (Instruments) moâ phoûng phuïc vuï caáp phaùt nguoàn maõ nhò phaân 16 bit cho caùc maïch ñieän moâ phoûng trong phaàn meàm EWB 5.0 (Electronics Workbench). Ñaây laø phaàn meàm hoå trôï cho vieäc giaûi tích maïch treân maùy tính, gioáng nhö caùc phaàn meàm khaùc nhö Circuit Maker, Pspice…phuïc vuï cho vieäc giaûng daïy vaø hoïc taäp cuûa sinh vieân ngaønh kyõ thuaät Ñieän töû. Hình 3.1.Hình daïng maùy phaùt töø 3.1.2.Ñaëc ñieåm. Maùy phaùt töø coù chöùc naêng phaùt kyù töï maõ nhò phaân 16 bit vaø maõ ASCII. YÙ nghóa caùc chuù thích treân maët maùy phaùt töø: INITIAL: hieän thò ñòa chæ ñaàu vuøng döõ lieäu soaïn thaûo (maõ Hexa). FINAL :hieån thò ñòa chæ cuoái vuøng döõ lieäu soaïn thaûo(maõ Hexa). EDIT : hieån thò ñòa chæ döõ lieäu hieän haønh(maõ Hexa). CURRENT: hieån thò döõ lieäu döôùi daïng maõ hexa . BINARY : hieån thò giaù trò caùc bit maõ nhò phaân phaân 16 bit. ASCII : hieån thò döõ lieäu daïng ASCII. FREQUENCY : hieån thò taàn soá laøm vieäc töø 1HZ ñeán 999MHZ. 3.1.3.Hoaït ñoäng. Maùy phaùt töø coù caùc chöùc naêng hoaït ñoäng cô baûn thoâng qua caùc hoäp thoaïi sau: Caùc cheá ñoä hoaït ñoäng : CYCLE: maùy seõ phaùt laàn löôït maõ nhò phaân töø ñòa chæ ñaàu vuøng döõ lieäu soaïn thaûo ñeán ñòa chæ cuoái roài quay trôû veà ñòa chæ ñaàu tieáp tuïc voøng laäp. STEP: moät kyù töï maõ nhò phaân 16 bit seõ ñöôïc phaùt ra moãi khi kích hoaït vaøo hoäp thoaïi STEP. BREAK POINT: cho pheùp ñaët caùc ñieåm döøng taïi caùc ñòa chæ soaïn thaûo. Khi ñoù maùy phaùt seõ phaùt maõ kyù töï töø ñòa chæ ñaàu vuøng soaïn thaûo ñeán ñieåm döøng ñaàu tieân neáu tieáp tuïc taùc ñoäng BREAK POINT thì maùy seõ tieáp tuïc phaùt maõ kyù töï cho ñeán ñieåm döøng tieáp theo. BURST:maùy seõ phaùt maõ kyù töï töø ñòa chæ ñaàu vuøng döõ lieäu soaïn thaûo ñeán ñòa chæ cuoái vaø sau ñoù quay trôû veà döøng laïi taïi ñòa chæ ñaàu vuøng döõ lieäu soaïn thaûo. PARTERN: khi kích hoaït vaøo hoäp thoaïi naøy seõ xuaát hieän moät danh saùch caùc hoäp thoaïi khaùc nhö : SHIFT LEFT: dòch traùi vuøng döõ lieäu. SHIFT RIGHT: dòch phaûi vuøng döõ lieäu. UP COUNTER: ñeám leân. DOWN COUNTER: ñeám xuoáng. CLEAR BUFFER: xoùa vuøng ñeäm döõ lieäu. OPEN: cho pheùp môû moät phaàn meàm khaùc trong cuøng moâi tröôøng laøm vieäc. SAVE : löu tröõ taøi lieäu vaøo ñóa. INTERNAL :heä thoáng hoaït ñoäng vôiù xung Clock beân trong EXTERNAL :heä thoáng hoaït ñoäng vôùi xung Clock beân ngoaøi :cho pheùp xung clock taùc ñoäng theo caïnh leân hoaëc caïnh xuoáng DATA READY : bao goàm 16 ngoõ song song ra ñeå keát noái vôùi maïch ñieän moâ phoûng vaø caùc ñeøn traïng thaùi cuûa caùc bit nhò phaân töông öùng. 3.2.ÑEÀ NGHÒ MOÄT MAÙY PHAÙT TÖØ 8 BIT BAÈNG LINH KIEÄN ÑIEÄN TÖÛ. 3.2.1 Lyù do ñeà nghò : Ñeà nghò ôû ñaây ñoàng nghóa vôùi thay theá töông ñöông, coù nghóa laø ngöôùi thöïc hieän muoán thay theá Maùy Phaùt Töø trong phaàn meàm EWB 5.0 baèng moät Maùy Phaùt Töø töông ñöông nhöng ñöôïïc thieát keá vaø laép raùp töø linh kieän ñieän töû chuyeân duïng. Thay theá ñeå laøm gì ?. Trôû laïi yeâu caàu thöïc teá ñaët ra ôû phoøng thöïc taäp Vi Maïch ñaõ ñöôïc neâu ra tröôùc ñaây. Ñeå ñaùp öùng ñöôïc yeâu caàu treân thì khoâng coù giaûi phaùp naøo khaùc hôn laø thöïc hieän giaûi phaùp treân. Lyù do ñeà nghò Maùy Phaùt Töø 8 bit thay vì 16 bit laø nhaèm muïc ñích deã daøng cho vieäc choïn löïa caùc linh kieän xöû lyù döõ lieäu 8 bit. Bôûi vì ngöôøi thöïc hieän coù yù ñònh öùng duïng kyõ thuaät Vi xöû lyù ñeå thieát keá. Ñoàng thôøi nhöõng gì ñöôïc ñeà nghò, choïn löïïa trong phaàn naøy seõ ñöôïc söû duïng laøm neàn taûng cô sôû cho caùc thieát keá sau naøy. Nhöng tröôùc heát laø xaây döïng sô ñoà khoái töông thích, xaùc ñònh linh kieän töông öùng cho caùc khoái 3.2.2 Ñeà nghò Maùy Phaùt Töø 8 bit baèng sô ñoà khoái: Hình 3.2.Sô ñoà khoái maùy phaùt töø ñeà nghò 8 bit Khoái nguoàn: cung caáp naêng löôïng cho heä thoáng hoaït ñoäng. Khoái xuû lyù döõ lieäu: thöïc hieän vieäc xöû lyù thoâng tin vaø ñieàu khieån caùc hoaït ñoäng cuûa thieát bò do ñoù ngöôøi thöïc hieän ñaët teân cho noù laø khoái vi xöû lyù cho caùc thieát keá sau naøy. Khoái baøn phím vaø hieån thò: laø khoái xuaát nhaäp cô baûn trong caùc heä vi xöû lyù, coù chöùc naêng nhaän caùc giaù trò nhaäp vaøo töø baøn phím vaø hieån thò caùc giaù trò thoâng tin leân maøn hình. Khoái taïo xung Clock: cung caáp caùc giaù trò taàn soá theo yeâu caàu. Khoáigiao tieáp ngoaïi vi:trao ñoå thoâng tinvôùi thieát bò beân ngoaøi. 3.2.3. Ñeà nghò Maùy Phaùt Töø 8 bit baèng linh kieän ñieän töû. Vieäc ñeà nghò Maùy Phaùt Töø 8 bit baèng linh kieän ñieän töû phaûi ñaûm baûo caùc chöùc naêng cuûa noù. Ñoàng thôøi deã daøng cho ngöôøi söû duïng thao taùc deã daøng trong khi soaïn thaûo döõ lieäu. 3.2.3.1. Giaûi phaùp ñeà nghò cho khoái nguoàn. Trong phaàn meàm EWB 5.0 thì vieäc caáp nguoàn cho Maùy Phaùt Töø ñöôïc thöïc hieän baèng caùch click chuoäc vaøo bieåu töôïng coâng taéc ñoùng môû nguoàn ñieän POWER / PAUSE. Coøn ôû ñaây, caàn coù nguoàn cung caáp cuï theå vaø phaûi thoûa caùc yeâu caàu veà: Ñieän aùp cung caáp ngoõ ra phaûi oån ñònh. Khaû naêng khaùng nhieãu cao. Ñaùp öùng doøng taûi cho toaøn thieát bò. Coù nguoàn döï phoøng (Back up) neáu trong heä thoáng coù söû duïng boä nhôù RAM. 3.2.3.2.Giaûi phaùp ñeà nghò cho khoái xöû lyù döõ lieäu. Trong khoái xöû lyù döû lieäu thoâng thöôøng bao goàm caùc thaønh phaàn chuû yeáu sau : Ñôn vò xöû lyù döû lieäu. Boä nhôù heä thoáng. Maïch giaûi maõ ñòa chæ . Caùc ngoaïi vi phoái gheùp. Nhö ñaõ giôùi thieäu ôû phaàn ñaàu, ñeå hoaït ñoäng ñöôïc caùc cheá ñoä nhö: STEP, CYCLE, BURST, PATTERN, BREAK PIONT hay chuyeån ñoåi soá Hex, ASCII thaønh maõ nhò phaân 16 bit, hieån thò giaù trò döõ lieäu, ñòa chæ soaïn thaûo leân maøn hình laøm vieäc, dòch traùi, dòch phaûi vuøng döõ lieäu …Ñaây laø moät chöùc naêng thuoäc veà xöû lyù döõ lieäu vaø thi haønh chöùc naêng. Coù nhieàu loaïi linh kieän xöû lyù döõ lieäu 8 bit chuyeân duïng coù khaû naêng ñöôïc caùc chöùc naêng treân nhö: Z80, 8085A, caùc hoï MC 6800 … caùc hoï vi ñieàu khieån nhö: 8031, 8951, 8051… ÔÛ ñaây, do baûn chaát ñeà taøi laø xöû lyù döõ lieäu 8 bit do ñoù ngöôøi thöïc hieän quyeát ñònh choïn linh kieän 8085A laøm ñôn vò xö û lyù trung taâm, hôn nöõa ñaây laø linh kieän ñaõ ñöôïc tìm hieåu qua vaø bôûi tính phoå duïng cuûa noù. Boä nhôù heä thoáng bao goàm caû boä nhôù ROM vaø RAM, ôû heä thoáng naøy tuøy thuoäc vaøo dung löôïng chöông trình MONITOR vaø caáu hình cuûa thieát bò maø choïn dung löôïng boä nhôù cho phuø hôïp. Phaàn maïch giaûi maõ ñòa chæ coù nhieàu phöông phaùp ñeå thöïc hieän nhö duøng vi maïch chuyeân duïng, duøng EPROM , duøng coång logic. 3.2.2.3. Giaûi phaùp ñeà nghò cho khoái baøn phím vaø hieån thò. Trong caùc heä thoáng vi xöû lyù, baøn phím vaø maøn hình hieån thò laø thieát bò xuaát nhaäp chuû yeáu phuïc vuï cho vieäc thoâng tin giöõa ngöôøi söû duïng vaø thieát bò. Ñaûm baûo cho vieäc thay theá töông öùng vôùi caùc tính naêng hieän haønh, ñoàng thôøi ñaûm baûo cho ngöôøi söû duïng nhaän bieát ñöôïc ñieàu ñang thöïc hieän laø maøn hình hieån thò (Monitor) cuûa maùy vaø baøn phím (Keyboard) cho pheùp ñöa döõ lieäu soaïn thaûo vaøo maùy. Maøn hình hieån thò (Monitor). Maøn hình hieån thò cho bieát traïng thaùi, cheá ñoä hoaït ñoäng hieän haønh cuûa thieát bò. Ñeå ñaùp öùng cho vieäc hieån thò ñòa chæ soaïn thaûo (Address), döõ lieäu (Data), taàn soá hoaït ñoäng (Frequency)… coù nhieàu phöông phaùp thöïc hieän: Duøng maøn aûnh tinh theå loûng (LCD) (Lyquid Crystal Display). Duøng LED 7 ñoaïn (Seven Segmen LED). Duøng boùng ñeøn hình CRT (Cathod Ray Tube). Duøng ma traän LED (Matrix LED). Trong ñaëc ñieåm hieån thò cuûa thieát bò naøy, thì vieäc hieån thò laø caùc con soá thaäp phaân (Decemal) hay caùc soá thaäp luïc (Hexa) cho ñòa chæ, döõ lieäu vaø taàn soá. Do ñoù giaûi phaùp löïa choïn hieån thò laø duøng LED 7 ñoaïn vaø caùc LED ñôn saéc ñeå ñaùp öùng cho phaàn hieån thò. Baøn phím (Keyboard). Coù nhieàu daïng baøn phím ñöôïc söû duïng khaù phoå duïng nhaèm ñaùp öùng cho vieäc nhaäp caùc giaù trò soaïn thaûo trong thöïc teá nhö: Duøng loaïi phím maøng (Mem brane). Duøng loaïi phím ñieän dung (Capacitive). Duøng loaïi phím ñieän trôû. Duøng loaïi phím hieäu öùng Hall. Ñoái vôùi thieát bò naøy ñeå deã daøng cho vieäc thao taùc aán phím khi soaïn thaûo vaø tính phoå bieán ôû thò tröôøng, neân ngöôùi thöïc hieän choïn giaûi phaùp duøng baøn phím ñieän dung (Loaïi baøn phím cuûa maùy vi tính). Sô ñoà boá trí maøn hình hieån thò (Monitor) vaø baøn phím (Keyboard). Hình 3.3.Sô ñoà boá trí maøn hình hieån thò vaø baøn phím cho maùy phaùt töø ñeà nghò Ngoaøi caùc phím soaïn thaûo phuïc vuï cho vieäc nhaäp döõ lieäu nhö: töø phím soá 0 …F. Hay caùc phím chöùc naêng, heä thoáng coøn coù theâm caùc phím môû roäng khaùc. Phím TAB cho pheùp xaùc ñònh vuøng laøm vieäc baèng di chuyeån daáu “·” ñeán caùc vuøng soaïn thaûo caàn thöïc thi thay cho con troû treân maøn hình maøn vi tính. Phím SHIFT môû roäng theâm caùc chöùc naêng cho thieát bò (trong thieát bò naøy phím naøy khoâng ñöôïc söû duïng). Phím RESET ñaët laïi toaøn boä heä thoáng. Phím PAUSE cho pheùp döøng taïm thôøi. Do tính haïn cheá cuûa maøn hình LED 7 ñoaïn, do ñoù ñeå thöïc hieän ñöôïc chöùc naêng BREAK PIONT trong phaàn maøn hình hieån thò coù theâm 2 LED 7 ñoaïn ñeå xaùc ñònh caùc ñieåm döøng cuûa chöùc naêng naøy, ñöôïc chuù thích laø SET. PATTERN ñoù laø chuù thích cho 2 LED 7 ñoaïn ñeå xaùc ñònh caùc traïng thaùi cuûa cheá ñoä PATTERN. Ñoàng thôøi treân baøn phím coù theâm hai phím SET vaø CLEAR ñeå phuïc cho chöùc naêng BREAK PIONT. Trong phaàn ñeà nghò naøy, ngöôøi thöïc hieän khoâng ñeà caäp ñeán hai chöùc naêng: SAVE vaø OPEN cuûa cheá ñoä PATTERN. Trong ñoù, coøn coù theâm 8 LED 7 ñoaïn ñeå hieån thò giaù trò cuûa caùc bit nhò phaân. 3.2.2.4. Giaûi phaùp ñeà nghò cho khoái giao tieáp ngoaïi vi. Khoái naøy coù nhieäm vuï trao ñoåi thoâng tin vôùí caùc thieát bò ngoaïi vi beân ngoaøi nhö:giao tieáp vôùi maùy vi tính, thieát bò cuøng loaïi, hoaëc caùc thieát bò thöïc taäp khaùc ôû phoøng thöïc taäp vi maïch. Ñoái vôùi ñeà taøi naøy chæ giôùi haïn trong phaïm vi giao tieáp vôùi thieát bò thöïc taäp cuøng loaïi. Do ñoù coù theå choïn löïa moät trong caùc vi chuyeân duïng maïch sau: Vi maïch choát 74LS373 (choát theo möùc döông), 74LS374 (choát theo söôøn döông). Söû duïng vi maïch laäp trình 8255A ( duøng caùc Port I/O cuûa 8255A). Giaûi phaùp löïa choïn linh kieän cho khoái giao tieáp vôí thieát bò ngoaïivi duøng khaù phoå duïng laø duøng vi maïch choát 74LS373. Sô ñoà maïch ñieän nguyeân lyù cho caùc khoái seõ ñöôïc trình baøy cuï theå trong chöông 4. 3.3. PHAÙT TRIEÅN MAÙY PHAÙT TÖØ 8 BIT ÑEÀ NGHÒ THAØNH MAÙY THU PHAÙT KYÙ TÖÏ 8 BIT. Töø moät Maùy Phaùt Töø 8 bit ñeà nghò ñaõ ñöôïc xaây döïng baèng linh kieän ñieän töû, ñaûm baûo ñöôïc caùc chöùc naêng töông öùng vôùi Maùy Phaùt Töø trong phaàn meàm EWB 5.0. Tuy nhieân noù chæ môùi cho pheùp phaùt maõ kyù töï 8 bit ôû cheá ñoä song song khoâng baét tay. Do ñoù moät yeâu caàu ñöôïc ñaët ra laø caàn coù moät thieát bò coù khaû naêng thu phaùt döõ lieäu 8 bit ôû cheá ñoä: Truyeàn maõ kyù töï 8 bit noái tieáp. Truyeàn song song coù baét tay. Tryeàn noái tieáp, ñoàng boä vaø baát ñoàng boä. Ñoàng thôøi coù khaû naêng giao coù tieáp baét tay vôùi thieát bò thöcï taäp cuøng loaïi, kit Vi xöû lyù 8058A, boä thöïc taäp vi maïch, boä thí nghieäm vi xöû lyù, hay caùc thieát bò thöïc taäp ôû phoøng thöïc taäp vi maïch. Xuaát phaùt töø yeâu caàu vöøa ñaët ra vaø döïa treân cô sôû neàn taûn nhöõng gì cuûa moät maùy phaùt töø ñeà nghò 8 bit vöøa xaây döïng ñöôïc, seõ tieán haønh boå sung theâm ñeå thieát keá hoaøn chænh thieát bò nhaèm ñaùp öùng cho nhu caàu thöïc taäp vi maïch ôû thöïc Taát nhieân laø seõ coù thay ñoåi ít nhieàu trong vieäc xaùc ñònh giaûi phaùp choïn löïa cho vieäc thieát keá, choïn linh kieän cho caùc khoái trong thieát bò ñeå cho phuø hôïp vôùi yeâu caàu ñaët ra vaø ñieàu kieän thöïc teá. 3.3.1. Sô ñoà khoái cuûa Maùy Thu Phaùt Kyù Töï 8 bit. Hình 3.4.Sô ñoà khoái caáu truùc maùy thu phaùt kyù töï 8 bit CHÖÔNG 4 TÍNH TOAÙN THIEÁT KEÁ MAÙY THU PHAÙT KYÙ TÖÏ 8 BIT 4.1. THIEÁT KEÁ KHOÁI NGUOÀN. Ñeå heä thoáng hoaït ñoäng oån ñònh, khoái nguoàn giöõ vai troø quan troïng trong vieäc cung caáp moät ñieän aùp DC lieân tuïc, coá ñònh cho toaøn boä heä thoáng. 4.1.1. Sô ñoà khoái cuûa nguoàn cung caáp. Hình 4.1.Sô ñoà khoái nguoàn Boä nguoàn trong heä thoáng cung caáp caùc nguoàn Nguoàn cung caáp cho caùc linh kieän laäp trình nhö: vi xöû lyù, ngoaïi vi, caùc ñeøn led, ROM, RAM… Nguoàn döï phoøng (Back up) cho boä nhôù RAM. Ñoái vôùi heä thoáng naøy, boä nguoàn phaûi taïo ra caùc caáp ñieän aùp: +5V cho caùc IC cuûa hoï Intel (vi xöû lyù 8085A, 8255A…) vaø caùc hoï TTL ± 12VDC cho IC kích phaùt ñöôøng truyeàn kyù töï (MC1488, MC 1489). Trong ñoù caáp ñieän aùp +5VDC laø caàn ñoä oån ñònh cao nhaát ñeå heä thoáng hoaït ñoäng oån ñònh. 4.1.1.1. Choïn löïa bieán aùp cho heä thoáng. Do trong thieát bò coù söû duïng nguoàn moät chieàu ñoái xöùng : +12V vaø -12V Neân trong boä nguoàn söû duïng bieán aùp nguoàn ñoâi coù ñieåm giöõa 0V (bieán aùp vi sai) Caùc thoâng soá ñaëc tính caàn quan taâm khi choïn bieáp aùp laø: Ñieän aùp hieäu duïng sô caáp: 220V ¸ 240V. Ñieän aùp hieäu duïng thöù caáp goàm 24VAC. Doøng taûi ngoõ ra laø 1A. 4.1.1.2 Maïch chænh löu vaø loïc nguoàn. Coù nhieàu daïng linh kieän chænh löu laø: Duøng Diode. Duøng boä chænh löu caàu. Tuy nhieân daïng chænh löu diode laø thoâng duïng nhaát ñoàng thôøi cuõng laø caùch choïn löïa cho boä chænh löu trong khoái nguoàn. Boä loïc nguoàn DC coù nhieàu daïng thoâng duïng ñöôïc duøng trong caùc thieát bò nhö: Loïc duøng tuï ñieän. Loïc duøng keát hôïp ñieän trôû – tuï ñieän (R – C). Loïc keát hôïp ñieän trôû, cuoän caûm, tuï ñieän (R – L – C). Tuy nhieân giaûi phaùp löïa choïn ôû ñaây laø duøng tuï ñieän. 4.1.1.3. Maïch oån aùp DC. Caùc daïng oån aùp DC ñöôïc duøng phoå duïng trong thöïc teá laø: OÅn aùp duøng diode oån aùp (Diode Zener). OÅn aùp duøng Transistor. OÅn aùp duøng maïch tích hôïp (IC Regulator). Do yeâu caàu veà möùc ñoä oån ñònh, ñoä chính xaùc cuûa möùc ñieän aùp neân duøng IC oån aùp ñeå thieát keá cho maïch. Hôn nöõa trong caùc IC oån aùp ñeàu coù maïch baûo veä ngaén maïch beân trong vaø baûo veä choáng quaù taûi do nhieät. Trong boä nguoàn naøy linh kieän IC oån aùp ñöôïc duøng laø hoï 78H05, 78H12, 79H12. 4.1.2. Sô ñoà maïch nguyeân lyù khoái nguoàn. Do trong heä thoáng coù söû duïng boä nhôù RAM do ñoù caàn nguoàn döï phoøng (Back up) Hình 4.2.Sô ñoà nguyeân lyù maïch ñieän nguoàn 4.2. THIEÁT KEÁ KHOÁI XÖÛ LYÙ DÖÕ LIEÄU. Trong heä thoáng naøy khoái xöû lyù döû lieäu thöïc hieän caùc chöùc naêng löu tröõ nhaän, xöû lyù caùc giaù trò thoâng tin theo chöông trình nhaäp vaøo töø baøn phím, thoâng vaø thi haønh caùc chöùc naêng töông öùng. 4.2.1. Sô ñoà khoái xöû lyù döõ lieäu. Hình 4.3. Sô ñoà khoái ñôn vò xöû lyù döõ lieäu. 4.2.2. Ñôn vò xöû lyù döû lieäu. Coù nhieàu ñôn vò xöû lyù döû lieäu khaù phoå duïng trong caùc heä vi xöû lyù 8 bit nhö: Vi xöû lyù 8085A (Intel) Vi xöû lyù Z80 (Zilog) Vi xöû lyù MC 6800 (Motorola) Caùc hoï vi ñieàu khieån cuûa Intel (8031, 8051, 8951, 8751P) Linh kieän vi xöû lyù ñöôïc duøng trong heä thoáng naøy laø vi xöû lyù 8085A, thöïc chaát linh kieän naøy khaù phoå duøng treân thò tröôøng maø ngöôøi thöïc hieän ñeà taøi naøy ñaõ coù ñieàu kieän tìm hieåu trong chöông trình hoïc. 4.2.2.1.Giôùi thieäu ñôn vò Vi Xöû Lyù 8085A. Ñaây laø moät linh kieän xöû lyù döû lieäu 8 bit coù 16 ñöôøng ñòa chæ coù khaû naêng quaûn lyù ñöôïc 64kB boä nhôù (xem phaàn phuï luïc 1). 4.2.2.2 .Keát noái ñôn vò xöû lyù trung taâm 8085A vaøo maïch ñieän. Vi Xöû Lyù 8085A coù 40 chaân ñöôïc söû duïng cho caùc chöùc naêng sau : Bus ña hôïp AD0 _AD7 : keát noái ñeán maïch choát ñòa chæ 74373 ñeå taùch ñeå taùch ra thaønh :bus ñòa chæ D0 _D7 vaø bus ñòa chæ Ao _A7. RD\,RW\ :keát noái ñeán caùc ngoõ vaøo töông öùng ñeå ñieáu khieån coâng vieäc ghi/ñoïc ñoái vôùi boä nhôù vaø caùc ngoaïi vi. TRAP :chaân söû duïng ngaét ñeå döøng chöông trình taïm thôøi khi aán phím PAUSE RST 7.5 :keát noái ñeán ngoõ ra boä ñeám 2 cuûa 8253 RST 6.5: keát noái ñeán ngoõ RxC cuûa 8251A ñeå ngaét vi xöû lyù thöïc hieän chöông trình thu döõ lieäu noái tieáp. RST 5.5 : keát noái ñeán ngoõ TxC cuûa 8251A ñeå ngaét vi xöû lyù thöïc hieän chöông trình truyeàn döõ lieäu noái tieáp. RESET OUT : ñöôïc söû duïng ñeå reset caùc ngoaivi coù trong heä thoáng nhö 8251,8255, 8279. CLK OUT ñöôïc duøng ñeå caáp xung clock chocaùc ngoaïi vi nhö : 8251,8255,8279, 8253 IO/M\ keát noái ñeán 74LS138 ñeå thöïc hieän giaûi maõ ñòa chæ kieåu MEMORY cho toaøn heä thoáng. 4.2.3. Boä nhôù heä thoáng. Trong heä thoáng Vi Xöû Lyù coù maët caû hai linh kieän nhôù laø ROM vaø RAM:coù chöùc naêng; ROM (Read only Memory) ñöôïc duøng ñeå löu tröõ chöông trình ñieàu khieån heä thoáng (Monitor) RAM: (Radom Access Memory) ñöôïc söû duïng ñeå löu tröõ chöông trình döõ lieäu soaïn thaûo cuûa ngöôøi söû duïng ñöa vaøo thieát bò, caùc vuøng nhôù taïm thôøi, ngaên xeáp. Ñoái vôùi boä nhôù ROM vaø RAM coù raát ña daïng veà ñaëc tính kyõ thuaät vaø dung löôïng boä nhôù. Boä nhôù ROM coù nhieàu loaïi nhö: PROM, EPROM,… Trong heä thoáng naøy duøng loaïi EPROM hoï Intel: 2764 coù dung löôïng boä nhôù laø 8KB. Boä nhôù RAM coù hai loaïi cô baûn laø DRAM vaø SRAM. Boä nhôù ñöôcï söû duïng laø SRAM HM 6264 coù dung löôïng boä nhôù laø 8KB. 4.2.4. Maïch choát, ñeäm tuyeán ñòa chæ vaø döõ lieäu cho vi xöû lyù 8085A. 4.2.4.1. Maïch choát tuyeán ñòa chæ thaáp. Trong moät heä thoángcoù söû duïng Vi xöû lyù 8085A, baét buoäc phaûi choát (Latch) tuyeán ñòa chæ thaáp ñeå giaûi ña hôïp (Demux) tuyeán AD0 – AD7 thaønh hai tuyeán rieâng bieät Tuyeán ñòa chæ thaáp A0 – A7 vaø Tuyeán döõ lieäu D0 – D7. Coù hai vi maïch choát ñöôïc söû duïng cho caùc heä vi xöû lyù laø 74LS373. Choát theo möùc döông vaø 74LS374, choát theo söôøn döông. Do tính phoå duïng neân 74LS373 ñöôïc duøng trong caùc heä thoáng, ñoàng thôøi ñaây cuõng laø vi maïnh ñeäm cho tuyeán ñòa chæ thaáp. 4.2.4.2. Ñeäm tuyeán ñòa chæ caoA8 – A15 vaø tuyeán döõ lieäu D0 – D7. Maëc duø trong vi xöû lyù 8085 ñaõ coù maïch ñeäm cho tuyeán ñòa chæ. Theo soå tay kyõ thuaät 8085A coù khaû naêng cung caáp doøng 400mA vaø ruùt doøng 2mA, nhöng theo yeâu caàu kyõ thuaät trong heä thoáng coù nhieàu töø 10 thaønh phaàn trôû leân caàn phaûi coù maïch ñeäm ñeå taêng khaû naêng caáp doøng. Ñeà caäp ñeán vi maïch ñeäm coù raát nhieàu loaïi nhö: Caùc vi maïch ñeäm moät chieàu duøng cho maïch ñeäm ñòa chæ nhö: 74LS244, 8282, 8283. Caùc vi maïch ñeäm hai chieàu – duøng cho maïch ñeäm döõ lieäu nhö: 74LS245, 8286, 8287. Tuy nhieân linh kieän duøng cho maïch ñeäm phoå duïng nhaát laø: 74LS244: duøng ñeäm tuyeán ñòa chæ. 74LS245: duøng ñeäm tuyeán döõ lieäu. 4.2.5. Maïch giaûi maõ ñòa chæ. Ñoái vôùi moät soá heä thoáng Vi Xöû Lyù, caàn phaûi coù maïch giaûi maõ ñòa chæ cuï theå ñeå cho vi xöû lyù hieåu raèng noù ñang caàn thoâng tin vôùi phaàn töû naøo trong maïch. Chaúng haïn ,noù caàn laøm vieäc vôùi boä nhôù ROM, RAM, hay caùc thieát bò ngoaïi vi… 4.2.5.1. Caùc phöông phaùp giaûi maõ ñòa chæ. Coù ba phöông phaùp ñeå giaûi maõ ñòa chæ: Giaûi maõ toaøn phaàn. Giaûi maõ töøng phaàn. Giaûi maõ theo khoái. Ñeå thöïc hieän caùc kieåu giaûi maõ treân thì trong heä Vi xöû lyù 8085A cho pheùp giaûi maõ ñòa chæ theo kieåu: Giaûi maõ kieåu boä nhôù kieåu MEMORY. Giaûi maõ kieåu I/O . Giaûi maõ duøng EPROM. Trong heä thoáng naøy thì chæ söû duïng moät kieåu giaûi maõ MEMORY cho boä nhôù vaø heä thoáng caùc IC ngoaïi vi trong heä thoáng. Caùc daïng vi maïch giaûi maõ chuyeân duïng töø m ñöôøng sang n ñöôøng ñöôïc duøng nhö: 74LS138 – giaûi maõ 3 ñöôøng sang 8 ñöôøng. 74LS154 – giaûi maõ 4 ñöôøng sang 16 ñöôøng. Ôû ñaây duøng 74LS138 ñeå giaûi maõ cho heä thoáng. Sô ñoà maïch giaûi maõ cho boä nhôù vaø ngoaïi vi. Hình 4.4. Sô ñoà giaûi maõ ñòa chæ cho heä thoáng Hình 4.5.Baûn ñoà ñòa chæ boä nhôù vaø ngoaïi vi Hình 4.6.Baûng ñoà ñòa chæ caùc ngoaïi vi Baûng1.1. ñòa chæ ngoaïi vi cuûa heä thoáng Ngoaïi vi A15 A14 A13 A12®A0 Vuøng ñòa chæ 8251A 0 0 1 1 0 0 0®0 1®1 4000H 4003H 8253 0 0 1 1 1 1 0®0 1®1 6000H 6003H 8255A 1 1 0 0 0 0 0®0 1®1 8000H 8003H 8279(I) 1 1 0 0 1 1 0®0 1®1 A000H A003H 8279(II) 1 1 1 1 0 0 0®0 1®1 C000H C000H 74244 1 1 1 1 1 1 0®0 1®1 E000H Baûng1.2. Baûng ñòa chæ boä nhôù heä thoáng. Boä nhôù A15 A14 A13 A12®A0 Vuøng nhôù ROM 0 0 0 0 0 0 0 ® 0 1 ® 1 0000H 1FFFH RAM 0 0 0 0 1 1 0 ® 0 1 ® 1 2000H 3FFFH 4.2.6. Xöû lyù ngaét vaø caùch khôûi taïo beân ngoaøi cho heä thoáng. Trong moät heä thoáng vi xöû lyù caàn phaûi coù ñaùp öùng ngaét ñeå ngaét moät söï thi haønh chöông trình khi coù yeâu caàu thoâng thöôøng, vi xöû lyù ñöôïc thieát keá chuû yeáu laø ñeå phuïc vuï cho vieäc trao ñoåi döõ lieäu vaøo/ra heä thoáng. Ñoàng thôøi ñaây cuõng laø caùch taän duïng khaû naêng cuûa vi xöû lyù ñeå thöïc thi theâm nhieàu coâng vieäc khaùc nöõa. Trong Vi xöû lyù 8085A coù thieát keá caùc tín hieäu ngaét coù theå söû duïng ñeå döøng moät söï thöïc thi chöông trình. Ñoù laø ngaét theo thöù töï nhö sau: RESET IN: ñaët laïi heä thoáng. INTR. TRAP. RST 7.5. RST 6.5. RST 6.5. Trong heä thoáng naøy ñeå phuïc vuï cho yeâu caàu thieát bò khi caàn: Döøng taïm thôøi khi chöông trình , hoaëc khi caàn thu hoaëc phaùt döõ lieäu 8 bit noái tieáp coù baét tay vôùi thieát bò khaùc. Do ñoù caùc ngaét ñöôïc duøng trong heä thoáng laø: RESET IN: ñaët laïi toaøn boä heä thoáng. TRAP: döøng taïm thôøi chöông trình ñeå phuïc vuï cho phím PAUSE. RST 7.5: ngaét Vi xöû lyù ñeå kieåm soaùt toác ñoä thu döõ lieäu (RxC) vaø phaùt döõ lieäu (TxC). RST 6.5: ngaét Vi xöû lyù khi caàn thu döõ lieäu 8 bit noái tieáp baát ñoàng boä . RST 5.5: ngaét Vi xöû lyù ñeå phaùt döõ lieäu 8 bit noái tieáp baát ñoàng boä . 4.2.7. Tính toaùn maïch taïo xung ñôn oån ñeå kích cho chaân TRAP, CLOCK IN 4017. Caùc vi maïch ñöôïc duøng ñeå taïo xung ngaét taùc ñoäng vaøo chaân ngaét TRAP cuûa Vi xöû lyù 8085A laø 74LS123, 74LS221, 74LS122, hay vi maïch hoï 555, hoaëc duøng phaàn meàm. Ñeå taïo ñöôïc moät maïch coù ngoõ ra moät traïng thaùi beàn, trong heä thoáng naøy duøng vi maïch 74221, ñöôïc kích hoaït bôûi moät xung aâm. Hình 4.7.Sô ñoà nguyeân lyù maïch ñieän taïo xung ñôn oån Vi maïch ñöôïc ñöa ôû ñaây laø 74LS221. Ñaây laø vi maïch chuyeân duïng chöùa hai boä taïo xung moät trang thaùi beàn (Monostable Multivibrator). Ôû ñaây ñoä roäng xung ñöôïc tính theo coâng thöùc: Trong ñoù: T ñöôïc tính theo msec C tính theo mF R tính theo KW Ñeå taïo ñöôïc xung coù ñoä roäng 50 msec chuùng ta caàn coù R = 10 KW, C = 22 mF. 4.2.8. Tính vaø choïn löïa linh kieän cho maïch Reset. Hình 4.8. Sô ñoà nguyeân lyù maïch Reset Giaû söû khi môùi vöøa caáp nguoàn (hoaëc vöøa nhaû nuùt Reset ñieän aùp rôi treân tuï C baèng 0) Vc = 0V phöông trình naïp cuûa tuï laø: Vc = Vcc. [1 – exp (-t/RC)] Suy ra: t = R.C. ln [(Vcc/Vcc – Vc)] Hay R = t/{C. ln [(Vcc/Vcc – Vc)]}. Ñeå ñaûm baûo tính hieäu Reset coù taùc duïng thì ñieän aùp treân tuï C phaûi ôû möùc cao trong khoaûng thôøi gian t1, choïn Vc (t1 = 0,055) = 0,8V (ñieän aùp ôû möùc cao nhaát), ta coù R = 0,287/C. Maët khaùc R phaûi coù giaù trò sao cho khi nuùt Reset ñöôïc aán, doøng ñieän töø nguoàn qua R xuoáng mass coù giaù trò nhoû nhaát. Do ñoù choïn C = 22mF, R = 10KW. 4.2.9. Maïch baûo veä döõ lieäu trong boä nhôù RAM khi aán nuùt Reset. Khi aán nuùt Reset heä thoáng seõ taïo neân moät nhieãu gaây neân laøm cho vi xöû lyù ghi giaù moät giaù trò döõ lieäu ngaåu nhieân naøo ñoùvaøo boä nhôù RAM do nhieãu nguoàn ñieän gaây ra. Ñieàu ñoù daãn ñeán vi xöû lyù thöïc thi sai leäch chöông trình moät caùch nhaàm laãn. Ñeå khaéc phuïc hieän töôïng treân trong maïch söû duïng maïch baûo veä döõ lieäu khi Reset heä thoáng. Hình 4.9. Sô ñoà maïch ñieän nguyeân lyù baûo veä döõ lieäu. Khi aán nuùt Reset möùc Logic ôû ngoõ ra coång ñeäm 7414 seõ ôû möùc cao khi ñoù caùc ngoõ vaøo cho pheùp ghi vaø choïn cuûa RAM seõ ôû möùc cao do ñoù döõ lieäu beân trong RAM ñöôïc baûo veä hoaøn toaøn khoâng bò ghi nhaàm döõ lieäu ngaãu nhieân vaøo boä nhôù. Hình 4.10. Sô ñoà nguyeân lyù maïch ñieän khoái xöû lyù döû lieäu 4.3. THEÁT KEÁ KHOÁI BAØN PHÍM VAØ HIEÅN THÒ. Sô ñoà khoái Hình 4.11. Sô ñoà khoái baøn phím vaø heån thò 4.3.1. Baøn phím (Keyboard). Baøn phím laø moät thieát bò vaøo raát thoâng duïng trong caùc heä vi xöû lyù, thieát bò laäp trình. Coù nhieáu daïng phím aán ñöôïc söû duïng trong caùc heä thoáng ñoù laø: Phín aán kieåu ñieän trôû. Phín aán kieåu ñieän dung (Capacitive). Phín aán loaïi maøng (Membrane). Phín aán kieåu hieäu öùng Hall. Tuy nhieân ñeå thuaän tieän cho thao taùc aán phím vaø tính phoå duïng cuûa noù, neân trong ñeà taøi naøy söû duïng loaïi baøn phím ñieän dung (loaïi baøn phím cuûa maùy vi tính). 4.3.2. Maøn hình hieån thò. Ñeå ñaùp öùng cho maøn hình hieån thò coù nhieàu phöông phaùp thöïc hieän: Duøng maøn aûnh tinh theå loûng (LCD) (Lyquid Crystal Display). Duøng led 7 ñoaïn (Seven segmen led). Duøng boùng ñeøn hình CRT (Cathod Ray Tube). Duøng ma traän led (Matrix led). Do vieäc hieån thò ôû thieát bò khoâng caàn phöùc taïp, chæ döøng laïi ôû vieäc hieån thò caùc con soá thaäp phaân vaø kí töï ñôn giaûn neân maøn hình hieån thò laø duøng led 7 ñoaïn loaïi Anod chung (Common Anod) ñoàng thôøi coù taêng cöôøng moät soá Led ñôn saéc ñeå xuaát hieän traïng thaùi hieän haønh cuûa maùy. Ñeå thöïc hieän cho chöùc naêng queùt phím vaø hieån thò coù hai phöông phaùp ñöôïc duøng khaù phoå bieán laø: Duøng phaàn meàm. Duøng phaàn cöùng (söû duïng vi maïch giaûi maõ baøn phím vaø hieån thò chuyeân duïng). Tuy nhieân baát lôïi cuûa phöông phaùp duøng phaàn meàm laø vi xöû lyù baän kieåm tra phím aán vaø laøm töôi RAM hieån thò. Do ñoù ñeå giaûi phoùng cho vi xöû lyù khoûi coâng vieäc treân, trong ñeà taøi naøy löïa choïn giaûi phaùp duøng phaàn cöùng. Coù nhieàu daïng vi maïch chuyeân duïng thöïc hieän caû hai chöùc naêng laø: 8279C (Intel) 8048, 8042 (Intel) phuïc vuï baøn phím maùy vi tính PC. Vi maïch ñöôïc löïa choïn cho phaàn hieån thò vaø queùt phím cuûa heä thoáng laø 8279C. 4.3.3.Giôùi thieäu vi maïch 8279C. Ñaây laø vi maïch chuyeân duïng phuïc vuï cho vieäc queùt baøn phím vaø hieån thò ña hôïp, cuûa Intel saûn suaát.(xem phuï luïc phaàn 1). Do ñaëc ñieåm cuûa thieát bò maõ, soá löôïng led 7 ñoaïn boá trí cho maøn hình hieån thò khaù nhieàu. Toång coäng laø 29 led 7 ñoaïn. Trong khi ñoù moãi vi maïch chuyeân duïng 8279. Khi coù söû duïng theâm vi maïch môû roäng giaûi maõ töø 4 ñöôøng sang 16 ñöôøng thì chæ ñaùp öùng hieån thò toái ña laø 16 led 7 ñoaïn maø thoâi. Do ñoù trong phaàn baøn phím vaø hieån thò naøy ñaõ phaûi duøng ñeán hai vi maïch 8279 vaø hai vi maïch môû roäng 74LS154. 4.3.4. Keát noái 8279 vôùi baøn phím vaø hieån thò. Phaân boá chöùc naêng cho hai vi maïh nhö sau; Vi maïch 8279 (I) söû duïng 4 ñöôøng SL0 _SL3 keát noái ñeán 74154 ñeå cho ra 16 ñöôøng queùt duøng cho hieån thò 16 led 7 ñoaïn ñaàu tieân. Vi maïch 8279 (II) phuïc vuï cho vieäc queùt baøn phím vaø hieån thò caùc led 7 ñoaïn coøn laïi söû duïng 8 ñöôøng RL0 _RL7 keát hôïp vôi 4 ñöôøng queùt cuûa 74154 taïo thaønh ma traän baøn phím. (8 haøng x4 coät).bao goàm 32 phím. Baøn phím coù taát caû 35 phím vaø hai coâng taéc cô khí hai traïng thaùi. Trong ñoù coù: 31 phím queùt. 4 phím khoâng duøng phöông phaùp queùt laø: SHIFT, RESET, PAUSE, vaø UNIT. Coâng taéc gaït hai traïng thaùi EXT/INT chuyeån cheá ñoä hoaëc duøng xung clock beân ngoaøi heä thoáng Coâng taéc gaït hai traïng thaùi UP/DOWN chuyeån traïng thaùi hoaëc taùc ñoäng theo söôøn leân cuûa xung clock hoaëc taùc ñoäng theo söôøn xuoáng cuûa xung clock. 4.3.5. LAÄP TRÌNH KHÔÛI TAÏO CHO VI MAÏCH 8279. Vi maïch laäp trình 8279 ñöôïc khôûi taïo theo trình töï sau: Ñaët mode baøn phím hieån thò. Laäp trình xung ñoàng hoà. Xoùa RAM hieån thò, FIFO. Vieäc ñoïc maõ phím aán trong heä thoáng naøy ñöôïc thöïc hieän baèng kyõ thuaät hoûi voøng (Polling) Hình 4.12. Sô ñoà nguyeân lyù maïch ñieän phaàn baøn phím vaø hieån thò 4.3.6. Tính toaùn, choïn linh kieän thuùc doøng cho caùc LED hieån thò. 4.3.6.1.Choïn transistor thuùc cho caùc LED 7 ñoaïn. Trong heä thoáng naøy söû duïng Transistor ñeå choïn caùc ñeøn hoaït ñoäng, ôû ñaây caùc ñeøn LED 7 ñoaïn duøng loaïi Anod chung, do ñoù choïn linh kieän Transistor loaïi PNP, laøm nhieäm vuï choïn caùc ñeøn LED 7 ñoaïn hoaït ñoäng ôû cheá ñoä ngaét daãn. Hình 4.13. Maïch choïn led duøng trasistor Khi Transistor daãn thì cöïc C coù ñieän aùp xaáp xæ laø Vcc do ñoù Anod chung cuûa LED 7 ñoaïn ñöôïc xem nhö noái vôùi nguoàn Vcc ñeán ñeøn ñöôïc choïn. Doøng qua töông öùng moãi ñoaïn LED khoaûng 10mA, do ñoù doøng cöïc ñaïi qua cöïc C cuûa Transistor laø 70mA (10mA x 7). Choïn caùc Transistor ñeå thuùc laø A1015 vôùi Pmax = 400mW, Icmax = 150mA, b = 70, ta coù Vcc = VBE + VRB + VI Khi Transistor daãn ñieän aùp vaøo cöïc B ôû möùc Logic thaáp. Suy ra choïn Vi = 0,4V (ñieän aùp möùc ra cao nhaát cuûa TTL), ta coù: VRB = 5V – 0,7V – 0,4V = 3,9V. Maø IB = IC /bbh = 70/2 = 3,5mA giaù trò IB nhoû hôn voøng ra ôû möùc thaáp cuûa TTL (IOlmax = 16 mA) do ñoù chaáp nhaän ñöôïc. RB = VRB / IB = 3,9V/3,5mA = 1,1 KW do ñoù choïn RB = 1 KW. 4.3.6.2.Choïn Trasistor thuùc cho caùc LED ñôn saéc. Hình 4.14. Maïch thuùc caùc led ñôn duøng transistor. Ñeå ñeäm doøng cho caùc LED ñôn vaø döõ lieäu 8 bit ngoõ ra trong heä thoáng duøng Transistor loaïi NPN cuï theå laø loaïi C945 vôùi Pmax = 250mW, ICmax = 150mA, b = 180 ñieän aùp rôi treân ñieän trôû RC : VRC = VCC – VCEQ – VLED . Trong ñoù VLED laø ñieän aùp rôi treân moãi LED coù giaù trò tieâu bieåu laø 1,7V. VCEQ : ñieän aùp rôi treân moái noái CE. Suy ra VRC = 5V – 0,2V – 1,7V = 3,1V do ñoù: RC = VRC /IC = 3,1V/10mA = 310W Doøng qua cöïc B ñöôïc xaùc ñònh bôûi: IB = IC /b = 10/180 = 56mA. Ta coù VRB = Vi – VBE = VCC – VCebh – VD – VBE = 5V – 0,2V – 0,7V – 0,7V = 3,4V. Suy ra RB = VRB /IB = 3,4V/56mA = 60KW Trong thöïc teá, do heä soá khueách ñaïi cuûa Transistor khoâng ñaït ñöôïc trò soá nhö lyù thuyeát neân choïn giaù trò cuûa RB trong khoaûng 10KW. 4.3.7. Sô ñoà boá trí maøn hình hieån thò vaø baøn phím soaïn thaûo cho maùy thu phaùt kyù töï 8 bit. Hình 4.15. Sô ñoà boá trí baøn phím vaø maøn hình hieån thò cuûa maùy thu phaùt kyù töï 8 bit 4.4. THIEÁT KEÁ KHOÁI GIAO TIEÁP VÔÙI THIEÁT BÒ NGOAÏI VI. Hình 4.16. Sô ñoà khoái phaàn giao tieáp vôùi thieát bò ngoaïi vi Trong moät heä thoáng thu phaùt döõ lieäu, vieäc thoâng tin giöõa caùc boä phaän naèm gaàn nhau trong heä thoáng vi xöû lyù coù theå thöïc hieän thoâng qua caùc maïch hoaëc caùc bus phoái gheùp song song. Trong tröôøng hôïp caàn phaûi thoâng tin giöõa caùc thieát bò caùch xa nhau thì khoâng theå thöïc hieän caùch treân ñöôïc. Ñoù cuõng laø yeâu caàu ñaët ra ñoái vôùi maùy thu phaùt kyù töï 8 bit. Nhieäm vuï chính cuûa khoái naøy laø thöïc hieän coâng vieäc giao tieáp vôùi caùc thieât bò ngoaïi vi maø cuï theå laø thöïc hieän caùc cheá ñoä sau: Thu phaùt maõ kyù töï 8 bit song song coù baét tay. Thu phaùt maõ kyù töï 8 bit noái tieáp ñoàng boä vaø baát ñoàng boä. Caáp phaùt hoaëc nhaän nguoàn xung Clock cho caùc thieát bò beân ngoaøi, 4.4.1. Thu phaùt döõ lieäu 8 bit song song. Phuïc vuï cho cheá ñoä thu phaùt döõ lieäu 8 bit song song. Coù nhieàu vi maïch thöïc hieän chöùc naêng treân nhö: 8212, 8282, 8286. Vi maïch laäp trình 8255A PPI, 8155(Intel), 6821 PIA (Motorola), 6530 RRIOT, 6522VIA, Z80POI. Tuy nhieân do tính chuyeân duïng cuûa vi maïch laäp trình 8255A, neân ñaây laø vi maïch ñöôïc choïn ñeå phuïc vuï cho cheá ñoä thu phaùt maõ kyù töï 8 bit song song coù baét tay vaø khoâng baét tay. 4.4.1.1. Giôùi thieäu vi maïch laäp trình 8255A. Ñaây laø vi maïch vaøo ra theo chöông trình raát thoâng duïng thöôøng coù trong caùc vi tính PC/XT, PC/AT vaø caùc thieát bò trao ñoåi thoâng tin khaùc (xem phaàn phuï luïc 1). 4.4.1.2 Keát noái 8255A vôùi heä thoáng. Vi maïch laäp trình 8255A coù 3 Port xuaát nhaäp trong ñoù: Port A ñöôïc söû duïng ñeå cho vieäc nhaäp xuaát döõ lieäu 8 bit song song. Port C ñöôïc söû duïng thöïc hieän trao ñoåi caùc tín hieäu baét tay. Port B ñöôïc söû duïng ñeå xuaát caùc tín hieäu caáp cho caùc LED ñôn ñeå chæ thò caùc cheá ñoä thi haønh nhö :Tx/Rx, STEP, CYCLE, PATTERN, BURST, BREAK PIONT, HANDSHAKE. Trong ñoù port A va port B ñöôïc keát noái ñeán ñaàu noái chuaån DB _25F ñeå thöïc hieän vieäc trao ñoåi thoâng tin vôùi thieát bò khaùc. 4.4.1.3. Laäp trình cho 8255A Ñeå thöïc hieän cheá ñoä treân, vieäc laäp trình cho vi maïch 8255A ñöôïc thöïc hieän ôû Mode 0. 4.4.2. Thu phaùt döõ lieäu noái tieáp 8 bit ñoàng boä vaø baát ñoàng boä (dò boä). Truyeàn döõ lieäu noái tieáp laø ôû ñaàu phaùt döõ lieäu döôùi daïng song song ñaàu tieân ñöôïc chuyeån thaønh döõ lieäu noái tieáp. Tín hieäu tieáp noái sau ñoù ñöôïc truyeàn ñi lieân tuïc töøng bit treân moät ñöôøng daây. Ôû ñaàu thu tín hieäu seõ ñöôïc bieán ñoåi ngöôïc laïi ñeå taùi taïo tín hieäu daïng song song thích hôïp cho vieäc xöû lyù tieáp theo. Haõng Intel cho ra ñôøi vi maïch chuyeân duïng thöïc hieän ñöôïc caû hai kieåu truyeàn thoâng tin treân laø 8251A hay coøn goïi laø maïch USART. Moät daïng vi maïch thöù hai cuõng ñöôïc duøng roäng raõi trong caùc thieát bò thoâng tin noái tieáp laø vi maïch USAT 8250A/16450, UART 6402, ACIA 6850… Ñeå ñaùp öùng yeâu caàu ñaët ra neân löïa choïn vi maïch USART 8251A (Intel). 4.4.2.1.Giôùi thieäu vi maïch USART 8251A. Ñaây laø moät vi maïÏÏch thu phaùt ñoàng boä vaø khoâng ñoàng boä,coù theå söû duïng ñeå trao ñoåi trao ñoåi thoâng tin noái tieáp vôùi baát kyø maùy vi tính naøo ,hay baát kyø thieát bò ngoaïi vi naøo, (xem phaàn phuï luïc 1). 4.1.2.2.Laäp trình cho USART 8251A. Trong heä thoáng naøy, vi maïch 8251A ñöôïc khôûi taïo ñeå laøm vieäc ôû hai mode cô baûn: Mode noái tieáp baát ñoàng boä: Mode noái tieáp ñoàng boä. Coâng vieäc choïn taàn soá xung Clock ñöôïc thöïc hieän baèng phím UNIT ôû baøn phím. 4.4.3.Caùc chuaån trong giao tieáp vaø vi maïch kích chuaån thu – phaùt döõ lieäu. Töông töï nhö caùc thieát bò ngoaïi vi khaùc, (maùy vi tính, maùy in…) vieäc trao ñoåi döõ lieäu ñieàu phaûi theo moät chuaån giao tieáp nhaát ñònh. Coù nhieàu daïng chuaån khaùc nhau ñöôïc söû duïng ñeå phoái gheùp thöôøng gaëp trong caùc thieát bò nhö: RS – 232C, RS – 449, RS – 423AS vaø RS – 422AS… Ñeå thoáng nhaát cho vieäc giao tieáp ñöôïc töông thích giöõ thieát bò vôùi caùc heä thoáng khaùc neân chuaån RS – 232C, ñöôïc söû duïng. 4.4.3.1.Giôùi thieäu chuaån RS – 232C. i./ Chuaån noái daây DB – 25 F (25 chaân). Chuaån naøy ñöôïc duøng cho vieäc trao ñoåi döõ lieäu 8 bit song song coù baét tay. ii./ Chuaån noái daây DB – 9F (9 chaân). Chuaån naøy phuïc vuï cho vieäc thoâng tin noái tieáp ôû khoaûng caùch xa. iii./ Vi maïch kích chuaån thu phaùt RS – 223C. Thoâng tin giöõa thieát bò vôùi heä hoáng khaùc ñöôïc truyeàn taûi thoâng qua caùp chuaån RS – 232C. Tuy nhieân trôû khaùng vaø tín hieäu TTL cuûa vi maïch USART khoâng thích hôïp ñeå phaùt leân ñöôøng daây xoaén ñoâi hoaëc caùp ñoàng truïc neân thöôøng ñoøi hoûi caùc vi maïch kích phaùt vaø thu. Haõng MOTOROLA ñaõ cho ra ñôøi hai loaïi vi maïch ñaùp öùng yeâu caàu treân laø: Vi maïch kích phaùt MC 1488. Vi maïch kích thu MC 1489. Hình 4.17. Sô ñoà keát noái USART 8251A vôùi vi xöû lyù vaø RS -232C 4.4.4.Boä taïo xung Clock. Trong heä thoáng naøy boä taïo xung Clock coù vai troø: Cung caáp xung Clock chuaån cho khoái thu phaùt döõ lieäu noái tieáp maø cuï theå laø caáp cho vi maïch USART 8251A (TxC vaø RxC). ñeå ñaït toác ñoä thu phaùt chuaån (baud) ñuùng yeâu caàu. Taïo xung ngaét cho vi xöû lyù 8085A ñeå kieåm soaùt toác ñoä truyeàn/nhaän. Cung caáp xung clock cho caùc thieát bò khaùc beân ngoaøi. Ñeå taïo ñöôïc xung Clock chuaån coù nhieàu caùch ñeå thöïc hieän. Duøng phaàn meàm. Duøng phaàn cöùng: söû duïng vi maïch chuyeân duïng ñeå taïo xung Clock nhö: Caùc hoï vi maïch 555. Vi maïch ñeám/ñònh thôøi laäp trình ñöôïc 8253, 8254 (Intel) Ñaëc bieät vi maïch 8253 ñöôïc duøng phoå bieán trong caùc boä ñònh thôøi, hôn nöõa do yeâu caàu cuûa thieát bò laø caàn coù nguoàn xung Clock coù theå thay ñoåi ñöôïc töø ñôn vò laø HZ ñeán MHZ, nhaèm ñaùp öùng cho toác ñoä chuaån. Do ñoù 8253 ñöôïc choïn ñeå caáp xung Clock cho heä thoáng. 4.4.4.1.Giôùi thieäu vi maïch ñònh thôøi 8253. 8253 laø vi maïch ñònh thôøi ña naêng ñöôïc söû duïng laøm boä ñeám söï kieän, taoï xung laäp trình 8253 coù chöùa 3 boä ñeám (0,1vaø 2) 4.4.2.Laäp trình khôûi taïo cho 8253. Vi maïch 8253 coù taát caû 3 boä ñeám (0,1 vaø 2) vaø 6 mode hoaït ñoäng, (xem phaàn phuï luïc 1). Trong boä taïo xung Clock naøy thì söû duïng caû 3 boä ñeám ñeå thöïc hieän vieäc chia taàn soá . Boä ñeám 0: chia taàn soá ôû ñôn vò MHZ. Boä ñeám 1: chia taàn soá ôû ñôn vò KHZ. Boä ñeám 2: chia taàn soá ôû ñôn vò HZ. Muoán vi maïch 8251A thu/phaùt döõ lieäu ôû toác ñoä bao nhieâu (75, 110, 300, 1200, 2400, 4800 hay 9600 bit/s) chæ caàn laäp trình cho vi maïch 8253 phaùt xung Clock coù taàn soá töông öùng. Vieäc khôûi taïo caùc boä ñeám ñöôïc thöïc hieän caùc böôùc sau: Ghi moät töø ñieàu khieån vaøo thanh ghi ñieàu khieån. Naïp byte thaáp cuûa soá ñeám vaøo thanh ghi boä ñeám. Naïp byte cao cuûa soá ñeám vaøo thanh ghi boä ñeám. Trong heä thoáng naøy caùc boä ñeám ñöôïc khôûi taïo ñeå hoaït ñoäng ôû Mode 2. 4.4.5.Maïch choïn ñôn vò xung Clock. Ñeå thöïc hieän vieäc choïn ñôn vò xung Clock laø HZ, KHZ, hoaëc MHZ, ôû ñaây trong maïch söû duïng vi maïch taïo xung clock ñôn oån 74LS221 vaø vi maïch 4017 ñeå thöïc hieän vieäc choïn treân. Hình 4.18. Sô ñoà nguyeân lyù maïch taïo xung clockï Trong heä thoáng naøy ñeå kieåm tra traïng thaùi tröôùc ñoù cuûa maïch choïn ñôn vò xung Clock, hoaëc ñang hieän haønh ôû ñôn vò Hz, KHz, hoaëc MHz, trong maïch duøng vi maïch cho pheùp 74244 ñeå ñoïc traïng thaùi hieän haønh cuûa maïch choïn xung Clock, ñoàng thôøi baùo leân maøn hình hieån thò ñôn vò taàn soá hieän haønh ñang ñöôïc choïn. 4.4.6.Sô ñoà nguyeân lyù hoaøn chænh maïch ñieän khoái giao tieáp ngoaïi vi. Hình 4.19. Sô ñoà maïch ñieän khoái giao tieáp ngoaïi vi Hình 4.20. Sô ñoà maïch ñieän nguyeân lyù khoái xöû lyù chính Hình 4.21. Sô ñoà nguyeân lyù maïch baøn phím vaø hieån thò Do sô ñoà nguyeân lyù maïch ñieän hoaøn chænh cuûa maùy thu phaùt kyù töï 8 bit chieám moät dieän tích maïch in khaù lôùn. Do ñoù, ñeå ñaõm baûo tính kyõ thuaät, thaåm myõ cuûa thieát bò neân trong luùc chaïy maïch in(board), ngöôøi thöïc hieän quyeát ñònh taùch sô ñoà nguyeân lyù maïch ñieän toaøn phaàn cuûa thieát bò thaønh hai maïch ñieän rieâng bieät nhau bao goàm: Maïch ñieän baøn phím vaø hieån thò chæ chöùa LED hieån thò vaø baøn phím. (hình 4.23). Maïch ñieän xöû lyù chính (CPU) chöùa caùctoøan boä caùc linh kieän coøn laïi. (hình 4.22). Hai bo maïch naøy lieân heä vôùi nhau baèng caùc bus daây. CHÖÔNG 5 XAÂY DÖÏNG CHÖÔNG TRÌNH MONITOR 5.1.GIÔÙI THIEÄU. Nhö chuùng ta ñaõ bieát chöông trình Monitor laø phaàn meàm ñieàu khieån thieát bò hoaït ñoäng theo yeâu caàu. Ñeå cho thieát bò hoaït ñoäng maïnh meõ, deã daøng trong söû duïng neân ngöôøi thöïc hieän ñeà taøi ñaõ öùng duïng kyõ thuaät vi xöû lyù thieát keá maùy thu phaùt kyù töï 8 bit. Vi maïch xöû lyù ñöôïc söû duïng ôù ñaây laø 8085A (Intel). Phaàn cöùng ñoù nhöõng gì coá ñònh, noù nhö moät coå maùy, muoán noù hoaït ñoäng phaûi coù moät coâng nhaân laønh ngheà ñieàu khieån noù ñeå taïo ra saûn phaåm coù chaát löôïng. Töø ñoù chuùng ta nhaän raèng muoán phaàn cöùng hoaït ñoäng ñöôïc ñoøi hoûi phaûi coù söï can thieäp cuûa con ngöôøi, maø chuû yeáu laø thoâng qua phaàn meàm ñieàu khieån.Do ñoù söï hoaït ñoäng linh hoaït cuûa thieát bò phuï thuoäc raát nhieàu vaøo kyõ naêng laäp trình phaàn meàm cho heä thoáng Nhö vaäy phaàn meàm vaø phaàn cöùng laø hai boä phaän bieät laäp nhau nhöng khoâng theå taùch rôøi nhau. Trong heä thoáng, chuùng hoå trôï cho nhau ñeå hình thaønh neân hoaït ñoäng cuûa thieát bò. Trong thieát bò naøy phaàn meàm ñieàu khieån ñöôïc xaây döïng treân cô sôû neàn taûn laø taäp leänh cuûa vi xöû lyù 8085A ñeå ñaùp öùng caùc chöùc naêng hoaït ñoäng cuûa thieát bò. 5.2.CÔ SÔÛ XAÂY DÖÏNG CHÖÔNG TRÌNH MONITOR. Coâng vieäc xaây döïng chöông trình Monitor ñöôïc thöïc hieän döïa treân cô sôû yeâu caàu caùc chöùc naêng hoaït ñoäng ñaët ra cuûa thieát bò keát hôïp vôùi caáu truùc phaàn cöùng ñöôïc thieát keá. Ñeå thöïc hieän coâng vieäc treân, nhoùm thöïc hieän ñaõ tieán haønh söû duïng kit vi xöû lyù 8085A cuûa tröôøng keát hôïp vôùi kit môû roäng vaø baøn phím vaø hieån thò, taïm goïi laø kit vi xöû lyù 8085A môû roäng ñeå vieát thöû nghieäm caùc chöông trình con rieâng bieät phuïc vuï cho moãi chöùc naêng cuûa thieát bò.Tieán haønh kieåm nghieäm vaø ñieàu laïi cho ñuùng vôùi yeâu caàu ñaët ra. Cuoái cuøng laø lieân keát vôùi chöông trình laïi theo trình töï hôïp lyù vaø naïp vaøo EPROM heä thoáng ñeå quaûn lyù vaø ñieàu khieån caùc hoaït ñoäng cuûa thieát bò. 5.3. CAÙC BÖÔÙC XAÂY DÖÏNG CHÖÔNG TRÌNH MONITOR Xaây döïng löu ñoà khoái cho heä thoáng. Vieát chöông trình baèng maõ ngöõ. Dòch chöông trình sang maõ maùy. Naïp chöông trình vaøo boä nhôù. Kieåm tra xem döõ lieäu ñaõ naïp coù ñuùng khoâng. Cho chaïy chöông trình. Giaùm ñònh keát quaû. 5.4. MOÄT SOÁ YEÂU CAÀU ÑOÁI VÔÙI CHÖÔNG TRÌNH MONITOR. Xuaát phaùt töø vieäc giôùi haïn ñeà taøi ñeå ñaët ra caùc yeâu caâu ñoái vôùi chöông trình Monitor nhö sau: Caùch thöùc hoaït ñoäng töông töï nhö maùy phaùt töø 16 bits (Word Generator) trong phaàn meàm moâ phoûng maïch EWB 5.0. Laøm vieäc ôû cheá ñoä thu phaùt döõ lieäu song song, noái tieáp baát ñoàng boä. Caùc chöông trình con ñöôïc trình baøy ôû daïng löu ñoà giaûi thuaät. Caùc nhaõn ñöôïc söû duïng ñeå ñaïi dieän cho ñòa chæ oâ nhôù. Caùc chöông trình con coù giaûi thuaät gioáng nhau chæ ñöôïc trình baøy moät laàn. Theo thöù töï chöông trình Monitor thì chöông trình naøo xuaát hieän tröôùc seõ ñöôïc trình baøy tröôùc. 5.5.CAÁP PHAÙT VUØNG NHÔÙ: Boä nhôù heä thoáng coù dung löôïng 16 KByte ñöôïc caáp phaùt nhö sau. ROM 8 KByte ñöôïc duøng ñeå löu tröõ toaøn boä nhöõng gì coù lieân quan ñeán chöông trình Monitor cuûa heä thoáng. RAM 8KByte ñöôïc söû duïng duøng ñeå löu tröõ chöông trình soaïn thaûo döõ lieäu cuûa ngöôøi söû duïng, duøng ngaên xeáp, vuøng nhôù taïm thôøi, vuøng ñeäm döõ lieäu. 5.6.XAÂY DÖÏNG CHÖÔNG TRÌNH MONITOR: 5.1.1.Khôûi taïo ngaên xeáp Ngaên xeáp ñöôïc ñònh nghóa laø moät vuøng nhôù hay oâ nhôù RAM ñöôïc söû duïng duøng ñeå löu tröõ thoâng tin moät caùch taïm thôøi trong suoát quaù trình thi haønh chöông trình. Thoâng tin trao ñoåi vôùi ngaên xeáp coù tính chaát: vaøo sau ra tröôùc (LIFO: Last in, First out). Thoâng thöôøng ngaên xeáp ñöôïc khôûi taïo baét ñaàu töø ñòa chæ ñaùy vuøng nhôù RAM. Trong heä thoáng naøy ngaên xeáp ñöôïc khôûi taïo baét ñaàu töø ñòa chæ 3FFFH. 5.6.2.Khôûi taïo ngoaïi vi. Ñeå caùc ngoaïi vi trong heä thoáng hoaït ñoäng oån ñònh taát caû caùc ngoaïi vi ñeàu ñöôïc khôûi taïo ñeå traùnh söï hoaït ñoäng sai leäch do moät soá ngoaïi vi khoâng ñöôïc khôûi taïo. Ñieàu ñoù coù nghóa laø thanh ghi ñieàu khieån hoaëc thanh ghi döõ lieäu nhaän caùc giaù trò ngaåu nhieân vaø noù hieåu ñoù laø giaù trò khôûi taïo. Trong heä thoáng naøy coâng vieäc thöïc hieän cuûa chöông trình Monitor phaàn lôùn thöïc hieän taäp trung vaøo coâng vieäc hieån thò vaø queùt phím do ñoù vi maïch 8279 seõ ñöôïc khôûi taïo nhieàu laàn. 5.6.3.Khôûi taïo caùc ngaét Trong phaàn cöùng cuûa heä thoáng naøy söû duïng heát caû 3 ngaét cuûa vi xöû lyù 8085A. RST 7.5: duøng cho 8253 RST 6.5 vaø RST 5.5 duøng cho 8251A ñeå ngaét vi xöû lyù thöïc thi chöông trình truyeàn döõ lieäu. 5.7. LÖU ÑOÀ KHOÁI CHÖÔNG TRÌNH MONITOR 5.8.LÖU ÑOÀ GIAÛI THUAÄT CHÖÔNG TRÌNH MONITOR Call’’KEYBRD’’ Call “HIEÅN THÒ 1” Call “ÑOÅI MAÕ” LOOPA : Call “HIEÅN THÒ 2” JMP “START 1” START 1: 2FOOH ¬ OOH 2FO1H ¬ O3H Chöông trình con laáy maõ ñòa chæ hieän haønh Ñaây laø moät chöông trình coù chöùc naêng laáy ñòa ñaàu vaø ñòa chæ cuoái naïp vaøo 4 oâ nhôù töø 2900H – 2930H Khoâng coù thanh ghi naøo bò ñieàu chænh. Chöông trình con ñoåi maõ Chuöông trình naøy coù chöùc naêng COPY döõ lieäu töø 2000 H - 200FH ñoåi maõ thaønh maõ 7 ñoaïn naïp laïi vuøng ñòa chæ töø: 2300 H – 230 FH vaø COPY döõ lieäu töø 2600 H – 260FH ñoåi thaønh maõ 7 ñoaïn vaø naïp laïi ñòa chæ töø 2400 – 240FH. Chöông trình con DATA OUT coù nhieäm vuï xuaát döõ lieäu ra maøn hình vaø ra port A Chöông trình BREAK PIONT CHECK coù nhieäm vuï baùo soá ñieåm döøng ñaõ ñöôïc ñaët. Chöông trình DATA CURRENT coù chöùc naêng baùo döû lieäu hieän haønh ra maøn hình. Chöông trình coù chöùc naêng chuyeån ñoåi döû lieäu chöùa trong thanh ghi A thaønh 8 bit chöùa vaøo trong oâ nhôù coù ñòa chæ chöùa trong caëp thanh ghi DE. Chöông trình chuyeån ñoåi 8 oâ nhôù coù ñòa chæ chöùa trong caëp thanh ghi DE thaønh döõ lieäu 8 bit chöùa trong thanh ghi A. Chöông trình baùo soá ñieåm döøng ñaõ ñöôïc ñaët vaøo vaø hieån thò soá ñieåm döøng ra maøn hình. Chöông trình con hieån thò 2 Hieån thò ra maøn hình toaøn boä caùc thoâng soá laøm vieäc: Chöông trình con copy döõ lieäu Chöông trình kieåm tra maät maõ do ngöôøi söû duïng nhaäp vaøo ñeå quyeát ñònh caùc chöùc naêng laøm vieäc tieáp theo cuûa thieát bò. Chöông trình con phím chöùc naêng break piont Chöông trình phím chöùc naêng enter Chöông trình coù chöùc naêng xaùc ñònh ñòa chæ, döõ lieäu caàn thi haønh ñeå phuïc vuï cho caùc chöùc naêng khaùc cuûa thieát bò do ngöôøi söû duïng nhaäp vaøo. Chöông trình chöùc naêng phím BURST. Chöông trình chöùc naêng phím CYCLE. Chöông trình chöùc naêng phím STEP. CHÖÔNG 6 THI COÂNG Quaù trình thi coâng thieát bò ñöôïc chia laøm hai coâng ñoaïn: Thi coâng phaàn cöùng. Thi coâng phaàn meàm. Hai coâng ñoaïn naøy coù theå tieán haønh ñoäc laäp khoâng caàn phaûi song song vôùi nhau. 6.1.THI COÂNG PHAÀN CÖÙNG. Quaù trình thi coâng phaàn cöùng dieãn ra theo trình töï sau: Xaùc ñònh caáu hình phaàn cöùng thieát bò Xaây döïng sô ñoà nguyeân lyù maïch ñieän treân giaáy Kieåm tra laïi caùch keát noái caùc linh kieän vôùi nhau Tìm kieám döï truø linh kieän vaät tö. Ñieàu chænh laïi sô ñoà maïch ñieän (neáu coù thay ñoåi) Söû duïng phaàn meàm EAGLE (Version 3.51 for DOS) ñeå veõ sô ñoà nguyeân lyù maïch ñieän treân maùy vi tính. Kieåm tra caùc loãi treân sô ñoà maïch nguyeân lyù treân maùy tính (Schematic). Boá trí linh kieän Chaïy sô ñoà maïch in treân maùy tính(board). Kieåm tra vaø söûa caùc loãi treân ñöôøng maïch in. Ñaët maïch in (keùo luïa) Kieåm tra vaø chöõa loãi caùc moái haøn treân maïch in . Veä sinh maïch in. Haøn ñeá chaân linh kieän vaøo bo maïch. Caém linh kieän vaøo bo maïch Kieåm tra vò trí linh kieän so vôùi sô ñoà boá trí linh kieän. Ñieàu chænh laïi vò trí. Keát noái caùc bo maïch laïi vôùi nhau. Kieåm tra toaøn boä laïi heä thoáng. Caáp ñieän cho thieát bò. Cho chaïy thöû nghieäm. Quan saùt keát quaû, ghi nhaän Phaùt trieån theâm phaàn cöùng (neáu coù ñieàu kieän cho pheùp) Trang trí voû hoäp Keát thuùc Baûng 6.1.Döï truø thieát bò vaät tö linh kieän STT Teân linh kieän Soá löôïng Giaù caû ñoàng/con Thaønh tieàn (ñoàng) BO MAÏCH BAØN PHÍM VAØ HIEÅN THÒ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 LED 7 ñoaïn (Anod chung) LED ñôn Coâng taéc gaït Vi maïch queùt phím 8279 Giaûi maõ 74154 Ñeäm 7414 Transistor A1015 Transistor C1815 Ñieän trôû (330 W) Maïch in 2 lôùp (210 mm x 297 mm) Phím aán (phím maùy tính) Diode 1418 30 20 2 2 2 4 30 10 50 1 35 4 2800 400 500 80000 16000 3000 300 300 100 311850 1000 200 84000 8000 1000 160000 32000 12000 9000 3000 5000 311850 35000 800 BO MAÏCH XÖÛ LYÙ CHÍNH (CPU} 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 Vi xöû lyù 8085A Thaïch anh 6MHz Vi maïch choát ñòa chæ 74373 Vi maïch ñeäm döõ lieäu 74245 Vi maïch ñeäm ñòa chæ 74244 Vi maïch giaûi maõ 74138 Vi maïch ñeäm 7414 Vi maïch coång NOT Boä nhôù ROM 2764 (8KB) Boä nhôù RAM 6264 (8KB) Vi maïch giao tieáp 8255 Vi maïch ñònh thôøi 8253 Vi maïch giao tieáp baát ñoàng boä 8251A Vi maïch ñeám 4017 Vi maïch kích chuaån phaùt MC 1489 Vi maïch kích chuaån thu MC 1489 Ñaàu noái DB 25 (troïn boä) Ñaàu noái DB 9 (troïn boä) Vi maïch taïo xung ñôn oån 74221 Maïch in 2 lôùp (297 mm x 210 mm) Tuï hoùa (10mF) 1 1 1 1 3 1 4 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 10 37000 6000 3000 3000 3000 3000 3000 2000 30000 20000 30000 25000 22000 3000 4000 6000 32000 13000 3800 311800 200 37000 6000 3000 3000 9000 3000 12000 2000 30000 20000 30000 25000 22000 3000 4000 6000 32000 13000 3800 311800 2000 STT Teân linh kieän Soá löôïng Giaù caû ñoàng/con Thaønh tieàn (ñoàng) BO MAÏCH NGUOÀN 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 Bieán theá 1A (nguoàn ñoâi 12V) Diode IN 4007 Tuï loïc 2200 Tuï loïc Titan IC oån aùp (7805, 7912, 7812) Pin döï phoøng JP 1x2 JP 1x3 JP 1x9 JP 2x8 JP 1x4 JP 2x10 JP 2x13 Daây beï 20 (3dm) Maïch in 1 lôùp (50mm x 70mm) 1 5 3 40 3 1 5 3 3 3 2 6 10 1 1 20000 200 2000 200 3000 10000 500 500 500 1000 500 1000 1500 10000 2000 20000 1000 6000 8000 9000 10000 2500 1500 1500 3000 1000 6000 15000 10000 2000 Toång coäng :1320500 (ñoàng) Bo maïch nguoàn . Do caáu truùc phaán cöùng thieát bò coù khaù nhieàu linh kieän, ñaëc bieät do soá löôïng LED hieån thò phím aán khaù nhieàu, neân chæ rieâng bo maïch baøn phím vaø hieàn thò cuõng ñaõ chieám moät dieän tích khaù lôùn (210mmm ´ 297mm), do ñoù ngöôøi thöïc hieän queát ñònh taùch rieâng maïch ñieän thaønh 2 bo maïch rieâng bieät nhö sau: Bo maïch baøn phím vaø hieån thò (chæ chöùa caùc LED hieån thò vaø baøn phím). Bo maïch xöû lyù trung taâm CPU ( chöùa toaøn boä caùc linh kieän coøn laïi) Hai bo maïch treân lieân keát vôùi nhau qua caùc bus daây . SÔ ÑOÀ MAÏCH IN BO NGUOÀN Sô ñoà boá trí linh kieän maïch nguoàn Sô ñoà maïch in maët ñaùy Sô ñoà maïch in maët treân SÔ ÑOÀ MAÏCH IN BO MAÏCH CHÍNH (a). Sô ñoà boá trí linh kieän bo maïch chính (b). Sô ñoà maïch in maët treân (c). Sô ñoà maïch in maët ñaùy BO MAÏCH BAØN PHÍM VAØ HIEÅN THÒ (d). Sô ñoà boá trí linh kieän baøn phím vaø hieån thò (e). Sô ñoà maïch in maët treân (f). Sô ñoà maïch in maët ñaùy 6.2.THI COÂNG PHAÀN MEÀM: Coâng ñoaïn phaùt trieån phaàn meàm coù theå ñöôïc tieán haønh song song hoaëc ñoäc laäp vôùi vieäc xaây döïng caáu hình phaàn cöùng cho thieát bò. Do ñoù, sau khi ñaõ naém ñöôïc yeâu caàu ñaët ra vaø noäi dung chöông trình Monitor, nhoùm tieán haønh vieát löu ñoà khoái theo noäi dung thieát keá phaàn meàm vaø trieån khai ra thaønh caùc chöông trình con ñeå deã daøng cho vieäc laäp trình vaø kieåm tra loãi Trình töï tieán haønh theo caùc böôùc sau: Vieát chöông trình baèng maõ ngöõ. Sau khi ñaõ coù löu ñoà, nhoùm tieán haønh vieát chöông trình baèng caùc leänh cuï theå cuûa VI XÖÛ LYÙ 8085 A. Cho chaïy thöû nghieäm chöông trình treân Kit VI XÖÛ LYÙ 8085 A keát hôïp vôùi Kit môû roäng baøn phím vaø hieån thò cuûa tröôøng ÑHSPKT (taïm goïi laø boä vi xöû lyù 8085A môû roäng). Quan saùt keát quaû, ñieàu chænh chöông trình cho phuø hôïp vôùi yeâu caàu. Ñieàu chænh laïi chöông trình ñaõ ñaït yeâu caàu cho phuø hôïp vôùi caáu hình phaàn cöùng cuûa thieát bò ñang thieát keá. Lieân keát caùc chöông trình con laïi theo moät trình töï logic hôïp lyù thaønh moät chöông trình Monitor hoaøn chænh, ñeå quaûn lyù kieåm soaùt coâng vieäc ñieàu khieån thieát bò. Kieåm tra laïi toaøn boä chöông trình Monitor, ñieàu chænh. Dòch chöông trình sang maõ maùy. Duøng chöông trình dòch maõ ngöõ Assembler M80 ñeå dòch chöông trình Monitor töø maõ ngöõ sang maõ maùy. Kieåm tra laïi toaøn boä chöông trình dòch maõ ngöõ. Naïp chöông trình vaøo EPROM. Chaïy chöông trình heä thoáng. Quan saùt keát quaû. Keát luaän. CHÖÔNG 7 HÖÔÙNG DAÃN SÖÛ DUÏNG MAÙY THU PHAÙT KYÙ TÖÏ 8 BIT 7.1.KHÔÛI ÑOÄNG VAØ NHAÄP MAÕ CHO THIEÁT BÒ Trình töï thöïc hieän nhö sau: Caáp ñieän cho heä thoáng. AÁn phím RESET ñeå ñaët toaøn boä laïi heä thoáng veà traïng thaùi saün saøng laøm vieäc ban ñaàu. Khi ñoù treân maøn hình seõ xuaát hieän doøng chöõ giôùi thieäu ñeà taøi vaø yeâu caàu nhaäp PASSWORD (maät maõ). ÔÛ ñaây, maät maõ coù taùc duïng ngaên chaën söï xaâm nhaäp cuûa nhöõng ngöôøi khoâng coù thaåm quyeàn söû duïng thieát bò. Trình töï nhaäp maät maõ aán caùc phím sau: Khi ñoù thieát bò seõ cho pheùp ngöôøi söû duïng ñi vaøo soaïn thaûo vôùi caùc vuøng maøn hình laøm vieäc. 7.2.CHOÏN VUØNG MAØN HÌNH LAØM VIEÄC VAØ THUÛ TUÏC SOAÏN THAÛO. Vieäc löïc choïn vuøng maøn hình soaïn thaûo cuûa maùy phaùt töø (Word Generator). Trong phaàn meàm EWB 5.0 ñöôïc thöïc hieän baèng con troû chuoät (cursor). Ñoái vôùi maùy thu phaùt kí töï 8 bit, thi vieäc choïn vuøng maøn hình soaïn thaûo ñöôïc thöïc hieän baèng caùch aán phím TAB ñeå ñöa daáu nhaéc “·” Veà ñuùng vuøng maøn hình caàn soaïn thaûo. Thí duï: Ngöôøi söû duïng muoán soaïn thaûo moät vuøng döõ lieäu coù ñòa chæ töø 2000H ñeán 2005H vôùi döõ lieäu sau: Ñòa chæ Kyù töï Maõ Hexa 2000H 2001H 2002H 2003H 2004H 2005H A b C E d F 77 7C 58 5E 79 71 Thao taùc thöïc hieän nhö sau: Aán phím TAB cho ñeán khi daáu “·” Hieån thò naèm ôû taïi ñòa chæ INTIAL (ñòa chæ ñaàu) nhaäp giaù trò 2000H ñeán 2005H Aán phím TAB ñöa daáu “·” Veà vuøng maøn hình DATA (döõ lieäu) sau ñoù nhaäp laàn löôït caùc giaù trò döõ lieäu vaøo. Chuù yù sau khi nhaäp giaù trò döõ lieäu töông öùng vôùi ñòa chæ ñoù, sau ñoù aán phím UP ñeå taêng leân ñòa chæ keá tieáp. Trình töï aán phím baét ñaàu töø ñòa chæ soaïn thaûo 2000H ñeán döõ lieäu 77H. Sau ñoù: Laàn löôït cho ñeán ñòa chæ cuoái laø 2005H. Aán phím TAB ñeå ñöa daáu “·” Veà maøn hình FINAL (ñòa chæ cuoái). Nhaäp giaù trò 5005H vaøo vaø aán phím ENTER. Thao taùc töông töï ñoái vôùi vieäc ñaët taàn soá hoaït ñoäng (Clock). Aán phím TAB ñöa daáu nhaéc veà maøn hình CLOCK. Aán phím UNIT ñeå choïn ñôn vò taàn soá xung Clock caàn ñaët. Coù 3 Led ñôn saéc maøu ñoû hieån thò cho caùc ñôn vò HZ, KHZ vaø MHZ. Nhaäp giaù trò taàn soá baèng soá thaäp phaân vaøo töø baøn phím vaø sau ñoù aán phím ENTER. 7.3. CHOÏN CHEÁ ÑOÄ LAØM VIEÄC. Sau khi ñaõ nhaäp toaøn boä döõ lieäu soaïn thaûo vaøo heä thoáng tieán haønh cho thi haønh caùc cheá ñoä laøm vieäc cuûa thieát bò. Cho thi haønh caùc phím caùc phím chöùc naêng nhö: Phím STEP. Phím CYCLE. Phím BURST. Phím BREAK POINT. Phím PATTERN Ñeå chaïy cheá ñoä BREAK POINT tieán haønh trình töï sau: Aán phím BREAK POINT. Aán phím TAB ñöa daáu nhaéc “·” veà maøn hình CURRENT. Aán phím UP hoaëc DOWN ñeå choïn ñòa chæ laøm ñieåm döøng. Neáu choïn ñòa chæ naøo thì aán phím SET ñeå xaùc nhaän ñieåm ñoù hoaëc aán phím CLEAR ñeå xoùa ñieåm döøng vaø choïn. Soá ñieåm döøng seõ hieån thò treân maøn hình SET (2 LED 7 ñoaïn), soá ñieåm döøng cho pheùp toái ña laø 99. Phím PATTERN coù caùc chöông trình maãu ñöôïïc xaùc ñònh baèng con soá thaäp phaân treân maøn hình PATTERN vôùi qui ñònh nhö sau: 00: CLEAR BUFFER (xoùa vuøng ñeäm). 01: UP COUNTER (ñeám leân). 02: DOWN COUNTER (ñeám xuoáng). 03: SHIFT RIGHT (dòch phaûi). 04: Shift Left (dòch traùi).. AÁn phím UP hoaëc DOWN ñeå choïn chöông trình maãu treân vaø aán ENTER. Thöïc hieän cheá ñoä giao tieáp coù baét tay. Aán phím Tx/Rx ñeå choïn traïng thaùi trao ñoåi döõ lieäu hoaëc phaùt hoaëc thu döõ lieäu. Aán phím HANDSHAKE ñeå baét tay vôùi caùc thieát bò khaùc khi trao ñoåi döõ lieäu. Cheøn moät byte döõ lieäu: Xoùa moät byte döõ lieäu CLEAR: Thöïc hieän töông töï nhö cheá ñoä cheøn moät byte döõ lieäu. Tìm kieám moät byte döõ lieäu vôùi moät ñòa chæ hieän haønh SEARCH. Aán phím TAB ñöa daáu “·” Veà maøn hình DATA. Nhaäp byte döõ lieäu vaøo vaø aán ENTER. Aán phím TAB ñöa daáu nhaéc “·” veà maøn hình CURENT. Aán phím UP hoaëc DOWN choïn ñòa chæ caàn cheøn vaøo. Aán phím INSERT. Aán phím TAB ñöa daáu nhaéc veà maøn hình DATA, nhaäp byte döõ lieäu caàn cheøn vaøo vaø aán ENTER. Aán phím SEARCH cho ñeán khi tìm ñöôïc ñòa chæ caàn tìm. Phím UP vaø DOWN ñöôïc söû duïng cho vieäc taêng hoaëc giaûm giaù trò cuûa ñòa chæ soaïn thaûo vaø taàn soá hoaït ñoäng cuûa thieát bò. Baûng 7.1 Qui ñònh maõ LED 7 ñoaïn cho caùc kyù töï vaø kyù soá KYÙ TÖÏ CHÖÕ HOA CHÖÕ THÖÔØNG HIEÅN THÒ MAÕ (HEXA) HIEÅN THÒ MAÕ (HEXA) A A 77 B b 7C C C 39 c 58 D d 5E E E 79 F F 71 G G 3D g 6F H H 76 h 74 I I 06 i 01 J J 1E K k 7A L L 38 M m 55 N N 37 n 54 O O 3F o 5C P P 73 Q q 67 R R 31 r 50 S S 6D T t 78 U U 3E V v 1C W w 1D X X 70 Y y 6E Z Z 49 KYÙ SOÁ HIEÅN THÒ MAÕ (HEXA) 0 0 3F 1 1 06 2 2 5B 3 3 4F 4 4 66 5 5 6D 6 6 7D 7 7 07 8 8 7F 9 9 6F A A 77 B B 7C C C 58 D D 5E E E 79 F F 71 Baûng 7.2 Qui ñònh maõ phím aán cuûa baøn phím SOÁ TT PHÍM AÁN MAÕ PHÍM AÁN (MAÕ HEXA) 1 0 00H 2 1 01H 3 2 02H 4 3 03H 5 4 04H 6 5 05H 7 6 06 H 8 7 04 H 9 8 08 H 10 9 09 H 11 A 10 H 12 B 11 H 13 C 12 H 14 D 13 H 15 E 14 H 16 F 15 H 17 UP 16 H 18 DOWN 17 H 19 STEP 18 H 20 CYCLE 19 H 21 BURST 1A H 22 BREAKPIONT 1B H 23 PATTERN 1C H 24 SET 1D H 25 CLEAR 1C H 26 INSERT 1E H 27 SEARCH 1F H 28 TAB 20 H 29 ENTER 21 H 30 HANDSHAKE 22 H 31 Tx/Rx 23H CHÖÔNG 8 TOÙM TAÉT – ÑEÀ NGHÒ – KEÁT LUAÄN 8.1.TOÙM TAÉT ÑEÀ TAØI Sau hôn 6 tuaàn nghieân cöùu thöïc hieän ñeà taøi, taäp luaän vaên ñaõ ñöôïc hoaøn thaønh. Caùc vaán ñeà trong ñeà taøi ñöôïc trình baøy vaø giaûi quyeát theo tình töï logic töø toång quaùt ñeán cuï theå. Trong moãi vaán ñeà ñöôïc chia seõ ra thaønh töøng phaàn nhoû ñeå giaûi quyeát. Noäi dung trình baøy cuûa ñeà taøi ñöôïc chia thaønh 8 chöông. Tuy nhieân vaán ñeà coát loõi cuûa ñeà taøi ñöôïc taäp trung vaøo caùc chöông 3, 4 vaø 5. Neáu nhö ôû chöông 3 ñaõ ñeà nghò moät maùy phaùt töø ñöôïc xaây döïng töø linh kieän ñieän töû vaø moät höôùng phaùt trieån hoaøn chænh moät maùy thu phaùt kyù töï 8 bit. chöông 4, caáu truùc caùc khoái cuûa thieát bò seõ ñöôïc trieån khai thaønh nhöõng maïch ñieän cuï theå. Coâng vieäc thieát keá neân maùy thu phaùt kyù töï 8 bit ñöôïc thöïc hieän baèng caùch öùng duïng kyõ thuaät vi xöû lyù maø cuï theå ôû ñaây laø duøng vi xöû lyù 8085 A ñeå thieát keá neân thieát bò. Chöông trình Monitor ñöôïc xaây döïng ôû chöông 5, trình baøy phöông höôùng thöïc hieän, caùc thuaät giaûi vaø lieân keát caùc chöông trình con laïi theo moät trình töï logic hôïp lyù ñeå quaûn lyù vaø kieåm soaùt toaøn boä heä thoáng phaàn cöùng cuõng nhö thi haønh chöùc naêng cuûa thieát bò. Chöông 6. Trình baøy caùch thöùc thi coâng phaàn cöùng vaø phaàn meàm. Chöông 7. Höôùng daãn caùch söû duïng maùy thu phaùt kyù töï 8 bit . 8.2.ÑEÀ NGHÒ Thöïc söï, ngöôøi thöïc hieän ñeà taøi chöa haøi loøng laém vôùi nhöõng gì thöïc hieän trong ñeà taøi naøy. Tuy nhieân maëc duø ñaõ coá gaéng heát söùc mình nhöng do thôøi gian coù haïn, neân baét buoäc ngöôøi thöïc hieän ñeà taøi phaûi döøng laïi coâng vieäc nghieân cöùu. Do ñoù ngöôøi thöïc hieän ñeà taøi hy voïng raèng, nhöõng khoùa sau seõ tieáp tuïc coá gaéng hoaøn thieän ñeà taøi, ñeå noù trôû thaønh moät saûn phaåm hoaøn chænh nhö teân goïi “Maùy thu phaùt kyù töï 8 bit”. Moät vaøi ñeà nghò tham khaûo cho nhöõng ai coù yù ñònh phaùt trieån ñeà taøi naøy. Hoaøn thieän theâm nhöõng chöùc naêng cho thieát bò maø ngöôøi thöïc hieän ñeà taøi chöa kòp xaây döïng. Phaùt trieån thaønh maùy thu phaùt kyù töï 16 bit. Môû roäng vuøng nhôù RAM soaïn thaûo daønh cho ngöôøi söû duïng. Thay theá baøn phím maùy tính baèng caùc phím maøng, maøn hình LED 7 ñoaïn baèng maøn hình tinh theå loûng (LCD). Choïn moät caáu hình khaùc cho thieát bò. Môû roäng caùc coång giao tieáp ñeå thieát bò coù khaû naêng giao tieáp vôùi maùy vi tính vaø caùc thieát bò thöïc taäp khaùc coù ôû phoøng thöïc taäp vi maïch Môû roäng theâm cho thieát bò coù khaû naêng phaùt caùc maõ döõ lieäu khaùc nhö: Baudot, EBCDIC,…. Theâm chöùc naêng bieán ñoåi ADC vaø DAC cho thieát bò. Thay ñoåi caáu truùc phaàn cöùng hoaëc giaûi phaùp phaàn meàm ñeå giaûm thieåu kích thöôùc hieän nay cuûa thieát bò. 8.3.KEÁT LUAÄN Qua thôøi gian nghieân cöùu vaø hoïc hoûi, ngöôøi thöïc hieän ñeà taøi ñaõ thu thaäp ñöôïc nhieàu ñieàu boå ích cho baûn thaân ñaëc bieät laø hieåu caáu truùc phaàn cöùng cuõng nhö caùch xaây döïng chöông trình Monitor ñeå ñieàu khieån thieát bò ñeå töø ñoù môû roäng sang caùc hoï vi xöû lyù khaùc nhö Z80, hay caùc hoï vi ñieàu khieån nhö: 8051, 8031, 8951,…. Ñoàng thôøi cuõng laø ñieàu kieän ñeå ngöôøi thöïc hieän ñeà taøi ruùt ra ñöôïc nhöõng kinh nghieäm, caùch khaéc phuïc ñeå giaûi quyeát caùc khoù khaên naåy sinh trong quaù trình thöïc hieän ñeà taøi. Ñaëc bieät laø naém ñöôïc caùch giaûi quyeát keát hôïp töông thích giöõa phaàn cöùng vaø phaàn meàm trong thieát keá. Chaúng haïn, ñoái vôùi ñeà taøi naøy thì vieäc löïa choïn caáu hình phaàn cöùng thieát coù theå seõ bò seõ thay ñoåi trong quaù trình thöû nghieäm chöông trình Monitor. Phaàn cöùng ñöôïc boå sung hoaøn thieän daàn cuøng vôùi phaàn meàm. Duø baûn thaân em ñaõ heát söùc coá gaéng, song do thôøi gian thöïc hieän coù haïn cheá neân ñeà taøi naøy seõ khoâng traùnh khoûi nhöõng thieáu soùt. Em kính mong nhaän ñöôïc söï chæ baûo vaø söï goùp yù quyù baùo cuûa quí thaày coâ vaø baïn beø ñeå ñeà taøi ñöôïc hoaøn thieän hôn. Moät laàn nöõa, chuùng em xin chaân thaønh caûm ôn thaày NGUYEÃN THANH BÌNH, cuøng quyù thaày coâ ñaõ taän tình höôùng daãn, giuùp ñôõ chuùng em trong thôøi gian thöïc hieän ñeà taøi naøy. Xin chaân thaønh caûm ôn baïn beø ñaõ giuùp ñôõ ñeå chuùng toâi coù theå hoaøn thaønh ñöôïc ñeà taøi. Sinh vieân thöïc hieän ñeà taøi. MAI ÑAÊNG KHOA PHAÀN C PHUÏ LUÏC 1.GIÔÙI THIEÄU BOÄ VI XÖÛ LYÙ 8085A. 1.1.Giôùi thieäu chung. Vi xöû lyù (Microprocessor) laø moät linh kieän baùn daãn chöùa caùc maïch ñieän Logic ñöôïc cheá taïo theo coâng ngheä LSI hoaëc VLSI. Vi xöû lyù coùkhaû naêng thöïc hieän caùc chöùc naêng tính toaùn vaø taïo ra caùc quyeát ñònh laøm thay ñoåi trình töï ñeå thi haønh chöông trình. Vi xöû lyù laø thieát bò Logic laäp trình ñöôïc, ñöôïc thieát keá baèng caùc thanh ghi (Register) caùc Flip-Flop vaø caùc boä ñònh thôøi (Timer). Chöùc naêng chính cuûa moät boä vi xöû lyù (CPU) laø coù khaû naêng nhaän xöû lyù vaø xuaát döõ lieäu, quaù trình naøy ñöôïc ñieàu khieån theo moät chöông trình goàm taäp hôïp caùc leänh töø beân ngoaøi maø ngöôøi söû duïng coù theå thay ñoåi moät caùch deã daøng. Moät CPU coù theå hieåu ñöôïc töø vaøi chuïc, vaøi traêm ñeán haøng ngaøn leänh. Vì vaäy CPU coù khaû naêng thöïc hieän ñöôïc raát nhieàu yeâu caàu ñieàu khieån khaùc nhau. 1.2.Caáu truùc beân trong boä vi xöû lyù 8085A. (Hình 1.1) trình baøy caáutruùc beân trong cuûa 8085A noù bao goàm: Ñôn vò xöû lyù Logic vaø soá hoïc ALU (Arithmetic), ñôn vò ñònh thôøi vaø ñieàu khieån (Timing And Control Unit), boä giaûi maõ vaø thanh ghi leänh (Instruction Register and Decoder), daõy thanh ghi (Register Array) ñieàu khieån ngaét (Interrupt Control) vaø ñieàu khieån I/O noái tieáp (Serial I/O Control). 1.2.1.Ñôn vò Logic vaø soá hoïc ALU. Ñôn vò naøy thöïc hieän caùc chöùc naêng tính toaùn bao goàm: Thanh ghi tích luõy (Accumulator), thanh ghi taïm (Temporary Register), caùc maïch Logic vaø soá hoïc, vaø 5 côø baùo (Flag) trong thanh ghi côø (Flag Regisrer). Thanh ghi taïm duøng ñeå löu tröû soá lieäu trong suoát quaù trình hoaït ñoäng soá hoïc vaø Logic. Keát quaû ñöôïc löu tröû vaøo thanh ghi tích luõy, vaø caùc côø (caùc Flip-Flop) ñöôïc ñaët (set: baèng 1)hoaëc ñöôïc ñaët laïi (Reset: baèng 0) tuøy theo keát quaû tính toaùn. Caùc côø chòu aûnh höôûng cuûa caùc pheùp toaùn Logic vaø soá hoïc trong ALU. Trong haàu heát caùc hoaït ñoäng naøy, keát quaû ñöôïc löu tröû vaøo thanh ghi tích luõy. Do ñoù caùc côø thöôøng phaûn aùnh caùc ñieàu kieän döõ lieäu trong thanh ghi tích luõy tröø moät vaøi tröôøng hôïp ngoaïi leä. 1.2.2. Thanh ghi côø (Flag Register) Caùc bit ghi traïng thaùi thöôøng coù trong moät thanh ghi traïng thaùi. Hình 1.1. Caáu taïo thanh ghi traïng thaùi S: Sign: (bit daáu) S = 1: Khi keát quaû laø soá aâm. S = 0: Khi keát quaû laø soá döông. Z: Zero (bit Zero). Z = 1: Khi keát quaû baèng 0 Z = 0: Khi keát quaû khaùc 0. AC – Auxikary Carry (bit nhôù soá phuï) AC = 1: Khi caùc pheùp tính bò traøn treân 3 bit (D3) AC = 0: Khi pheùp toaùn khoâng bò traøn treân 3 bit (D3) P: Party (bit chaún leõ). P = 1: Khi keát quaû laø soá chaún. P = 1: Khi keát quaû laø soá leõ. CY: Cary (bit soá nhôù) Cy = 1: Khi keát quaû soá nhôù. Cy = 0: Khi keát quaû coù soá mhôù. Trong 5 soá côø treân, thì côø AC ñöôïc duøng beân trong ñoái vôùi pheùp toaùn BCD. Hình 1.2. Sô ñoà khoái chöùc naêng cuûa 8085 1.2.3.Ñôn vò ñònh thôøi vaø ñieàu khieån. Ñôn vò naøy ñoàng boä taát caû caùc hoaït ñoäng cuûa CPU baèng xung ñoàng hoà vaø phaùt ra caùc tín heäu ñieàu khieån caàn thieát cho vieäc thoâng tin giöõa CPU vaø thieát bò ngoaïi vi. Caùc tín hieäu laø caùc xung ñoàng boä ghæ thò söï coù saún cuûa döõ lieäu treân tuyeán döõ lieäu. 1.2.4.Thanh gh vaø boä giaõi maõ. Thanh ghi leänh vaø boä giaõi maõ thuoäc veà ALU. Khi moät leänh ñöôïc tìm thaáy töø boä nhôù noù ñöôïc naïp vaøo thanh ghi leänh. Boä giaõi maõ seõ thöïc hieän giaûi maõ leänh vaø thöïc thi trình töï cuûa leänh ñoù. Thanh ghi leänh khoâng theå xaâm nhaäp vaø laäp trình baèng baát kyø baèng leänh naøo. 1.2.5.daõy thanh ghi. Caùc thanh ghi laäp trình goàm coù: A, B,C, D, E, F, H vaø L coù theå laäp trình ñoäc laäp hoaëc keát hôïp thaønh töøng caëp: AF = (PSW), BC = (B), PE = (D), HL = (H). Ngoaøi ra coøn coù hai thanh ghi phuï goïi laø caùc thanh ghi taïm W vaø Z thuoäc daõi thanh ghi caùc thanh ghi naøy ñöôïc söû duïng ñeå duy trì döõ lieäu 8 bit trong khi thi haønh moät soá leänh SP (Strack Pointer): con troû ngaên xeáp. PC (Program Counter): boä ñeám chöông trình. Ñaây laø hai thanh ghi 16 bit voâ cuøng quan troïng. 1.3.Ñònh nghóa caùc chaân cuûa CPU 8085. CPU 8085 laø moät chip vi xöû lyù ñôn 8 bit keânh N coù ñaëc tính sau: Nguoàn nuoâi 5V± 10%, IMAX = 170 mA. Taàn soá xung ñoàng hoà 6MHZ. Maïch taïo xung ñoàng hoà ñöôïc tích hôïp, coù theå duøng thaïch anh, RC, hoaëc LC laép raùp theâm beân ngoaøi. Chöùc naêng ñieàu khieån heä thoáng ñöôïc tích hôïp treân maïch. Coù 4 vectô ngaét: trong ñoù coù moät yeâu caàu ngaét khoâng che ñöôïc (Non – MasKable – Interrupt) vaø moät töông thích 8080A. Coù toång I/O noái tieáp. Phaàn meàm töông thích 100% vôùi 8080A. Coù coång I/O noái tieáp. Thöïc hieän ñöôïc caùc pheùp tínhsoá hoïc: thaäp phaân, nhò phaân vaø 16 bit. Ñòa chæ ñöôïc tieáp 64K byte oâ nhôù. Toaøn boä caùc tín hieäu coù theå ñöôïc chia laøm 6 nhoùm. Tuyeán ñòa chæ. Tuyeán döõ lieäu. Caùc tín hieäu traïng thaùi vaø ñieàu khieån. Nguoàn cung caáp vaø caùc tín hieäu taàn soá. Caùc ngaét vaø caùc tín hieäu khôûi taïo ngoaïivi. Caùc coång I/O noái tieáp. Hình 1.3.sô ñoà tín hieäu cuûa CPU 8085 Hình 1.4. sô ñoà chaân CPU 8085A 1.3.1.Tuyeán ñòa chæ CPU 8085A coù 8 ñöôøng tín hieäu, A15 – A8 laø caùc tín hieäu moät chieàu ñöôïc söû duïng nhö tuyeán ñòa chæ cao. 1.3.2.Tuyeán döõ lieäu / ñòa chæ ña hôïp. Caùc ñöôøng tín hieäu AD0 – AD7 laø caùc ñöôøng hai chieàu, chuùng phuïc vuï muïc ñích keùp. Caùc ñöôøng naøy söû duïng luùc thì nhö laø moät tuyeán ñòa chæ, luùc nhö laø moät tuyeán döõ lieäu. Khi thi haønh moät leänh, trong moät phaàn ñaàu cuûa chu kyø, caùc ñöôøng naøy ñöôïc söû duïng nhö laø moät tuyeán ñòa chæ thaáp. Suoát phaàn coøn laïi cuûa chu kyø caùc ñöôøng naøy ñöôïc xem nhö laø moät tuyeán döõ lieäu: ñieàu naøy cuõng ñöôïc goïi laø ña hôïp tuyeán (Multilexing the bus) Tuy nhieân, tuyeán ñòa chæ thaáp coù theå ñöôïc taùch ra töø caùc tín hieäu naøy nhôø moät söû duïng moät maïch choát (Latch). 1.3.3.Caùc tín hieäu ñieàu khieån vaø traïng thaùi. Bao goàm hai tín hieäu laø , 3 tín hieäu traïng thaùi laø IO/, S1 vaø So ñeå xaùc ñònh loaïi hoaït ñoäng vaø moät tín hieäu ñaëc bieät: ALE, ñeå chæ thò söï baét ñaàu cuûa hoaït ñoäng. ALE –Address Latch Enable. Cho pheùp choát ñòa chæ. Ñaây laø moät xung taùc ñoäng caïnh leân ñöôïc phaùt ra moãi laàn 8085 baét ñaàu moät hoaït ñoäng (chu kyø maùy), noù chæ thò raèng caùc bit ADo – AD7 laø caùc bit ñòa chæ. veà cô baûn caùc tín hieäu naøy ñöôïc söû duïng ñeå choát caùc ñòa chæ thaáp töø moät tuyeán ña hôïp vaø cho ra moät taäp rieâng bieät 8 ñöôøng ñòa chæ, A7 ñeán A0, ALE laø moät tín hieäu ñieàu khieån. - Read: ñoïc, ñaây laø moät tín hieäu ñieàu khieån ñoïc (taùc ñoäng möùc thaáp) tín hieäu naøy chæ thò ñoïc. I/O hoaëc boä nhôù vaø döõ lieäu khaû duïng treân tuyeán döõ lieäu. - Write: Vieát (ghi) ñaây laø tín hieäu ñieàu khieån ghi (taùc ñoäng möùc thaáp) tín hieäu naøy chæ thò raèng, döõ lieäu treân tuyeán döõ lieäu ñöôïc ghi vaøo moät oâ nhôù hoaëc I/O ñaõ choïn. IO/: In put Out put/ Memory: ñaây laø tín hieäu traïng thaùi ñöôïc söû duïng, ñeå phaân bieät giöõa caùc hoaït ñoäng I/O vaø boä nhôù. Khi noù ôû möùc thaáp, tín hieäu naøy ñöôïc keát hôïp vôùi ñeå taïo ra caùc tín hieäu ñieàu khieån I/O vaø boä nhôù. S1 vaø SO: Status, ñaây laø caùc tín hieäu traïng thaùi, töông töï nhö IO/, coù theå xaùc ñònh caùc hoaït ñoäng khaùc nhau, nhöng chuùng hieám khi ñöôïc söû duïng trong caùc heä thoáng nhoû. 1.3.4.Nguoàn cung caáp vaø taàn soá xung ñoàng hoà. VCC: Nguoàn cung caáp +5V. VSS: tham chieáu ñaát (GND). X1 vaø X2: thaïch anh (hoaëc maïch L – C, R – C) ñöôïc noái taïi hai chaáu naøy. Moãi chuûng loaïi 8085 ñeàu coù taàn soá toái ña cho pheùp vaøo hai chaân naøy. 6MH ñoái vôùi 8085A. 10MHZ ñoái vôùi 8085A – 2 12MHZ ñoái vôùi 8085A – 1. Taàn soá ñöôïc ñöa vaøo töø X1 vaø X2 seõ ñöôïc chia hai beân trong vi xöû lyù. Clock Out Put (ngoõ ra xung ñoàng hoà, cung caáp tín hieäu xung ñoàng hoà, caùc thaønh phaàn khaùc trong heä thoáng Do ñoù Baûng 1.1.Baûng traïng thaùi cuûa caùc tín hieäu ñieàu khieån Chu kyø maùy Traïng thaùi Caùc tín hieäu ñieàu khieån IO/ S1 S0 Tìm kieám maõ hoaït ñoäng. 0 1 1 =0 Ñoïc boä nhôù. 0 1 0 =0 Ghi vaøo boä nhôù 0 0 1 =0 Ñoïc I/O 1 1 0 =0 Ghi vaøo I/O 1 0 1 =0 Yeâu caàu ngaét. 1 1 1 =0 Döøng. Z 0 0 Treo Z X X , = Z Ñaët laïi Z X X Vaø = 1 Z: Toång trôû cao ( 3 traïng thaùi: Tri – States) X: Khoâng xaùc ñònh (Don’t care). 1.3.5. Caùc ngaét vaø hoaït ñoäng khôûi taïo beân ngoaøi. CPU 8085 coù 5 tín hieäu ngaét coù theå söû duïng ñeå ngaét moät söï thi haønh chöông trình. CPU 8085 traû lôøi moät ngaét baèng tín hieäu (Interrup Acknowedge). Ngoaøi caùc ngaét, coøn coù 3 chaân: RESET, HOLD, READY tieáp nhaän caùc ngaét beân ngoaøi nhö laø caùc ngoõ vaøo. : Khi tín hieäu naøy ôû möùc Logic thaáp, boä ñeám chöông trình ñöôïc ñaët veà 0. Caùc tuyeán ñòa chæ ôû traïng thaùi toång trôû cao (Hight – Z) vaø CPU ñöôïc ñaët laïi (Reset). RESET OUT: Tín hieäu naøy chæ thò raèng CPU ñang ñöôïc ñaët laïi, ñoàng thôøi tín hieäu naøy coù theå ñöôïc duøng ñeå ñaët caùc thieát bò khaùc trong heä thoáng. 1.3.6.Caùc loaïi ngaét vaø tín hieäu khôûi taïo beân ngoaøi CPU 8085A. INTR (vaøo) Interrup Request. Tín hieäu naøy ñöôïc söû duïng nhö moät ngaét phoå duïng (general – Purpose Interrup) noù töông töï nhö tín hieäu INT cuûa 805A. : (Ra) ) Interrup Acknowledge. Tín hieäu naøy duøng traû lôøi moät yeâu caàu ngaét. RST 7.5 (vaøo) Restar ) Interrup RST 6.5 RST 5.5. Ñaây laø caùc ngaét coù ñònh höôùng (Vectored ) Interrup) vaø che ñöôïc, chuùng ñöôïc duøng ñeå truyeàn söï ñieàu khieån chöông trình ñeán caùc oâ nhôù cuï theå, chuùng coù quyeàn öu tieân cao hôn ngaét INTR. Trong soá 3 ngaét naøy, thöù töï öu tieân laø RST 7.5, RST 6.5, RST 5.5. Baûng 1.2.Caùc ngaét vaø tín hieäu khôûi taïo Loaïi ngaét Oâ nhôù ñeå goïi ngaét TRAP RST 7.5 RST 6.5 RST 5.5 0024H 003CH 0034H 002CH TRAP (vaøo). ñaây laø moät ngaét khoâng che ñöôïc vaø coù quyeàn öu tieân cao nhaát. HOLD (vaøo). tín hieäu naøy chæ thò moät ngoaïi vi nhö boä ñieàu khieån DMA (Direct Memory Access) ñang yeâu caàu söû duïng caùc tuyeán ñòa chæ, döõ lieäu. HLDA (ra). Hold Acknowledge: Tín hieäu naøy traû lôøi yeâu caàu HOLD. READY (vaøo). tín hieäu naøy ñöôïc duøng ñeå trì hoaûn caùc chu kyø hoaëc ghi cuûa CPU cho ñeán khi ngoaïi vi (loaïi ñaùp öùng chaäm) saún saøng gôûi hoaëc nhaän döõ lieäu. Khi tín hieäu naøy xuoáng thaáp CPU ñöôïc ñôïi trong moät soá nguyeân laàn caùc chu kyø ñoàng hoà cho ñeán khi noù leân cao. 1.3.7. Caùc coång I/O noái tieáp. CPU 8085 coù hai ñöôøng tín hieäu ñeå thöïc hieän vieäc truyeàn döõ lieäu noái tieáp. SID (Serial Input Data) Döõ lieäu vaøo noái tieáp tín hieäu naøy naïp vaøo bit D7 cuûa hanh ghi A. Trong suoát quaù trình ñöôïc thöïc hieän bôûi leänh SIM.] 1.4.Taäp leänh cuûa CPU 8085. Moät leänh (Instruction) laø moät maãu nhò phaân (Binary Pattern) ñöôïc thieát keá beân trong cuûa CPU ñeå thöïc hieän moät chöùc naêng cuï theå. moät nhoùm ñaày ñuû caùc leänh ñöôïc goïi laø taäp leänh (Instruction Set) xaùc ñònh caùc chöùc naêng cuï theå maø CPU 8085 coù taát caû 244 leänh ñöôïc chia thaønh caùc nhoùm sau: Nhoùm leänh truyeàn ( sao cheùp) döõ lieäu. Nhoùm leänh toaùn hoïc. Nhoùm leänh nhaõy, reõ nhaùnh. Nhoùm leänh hoaït ñoäng Logic Nhoùm leänh ñieàu khieån. Nhoùm leänh truyeàn (sao cheùp) döõ lieäu: Thöïc hieän sao cheùp döõ lieäu töø nguoàn ñeán nôi ñích maø khoâng laøm thay ñoåi noäi dung sao cheùp. Truyeàn döõ lieäu giöõa caùc thanh ghi. Byte döõ lieäu cuï theå ñeán thanh ghi hoaëc oâ nhôù. Giöõa moät oâ nhôù vaø thanh ghi. Giöõa thieát bò I/O vaø thanh ghi tích luõy. Giöõ thanh ghi vaø ngaên xeáp. Nhoùm leänh hoaït ñoäng toaùn hoïc: Caùc leänh naøy thöïc hieän caùc pheùp toaùn coäng, tröø, taêng, giaûm: Coäng: Coâng baát kyø moät soá 8 bit, hoaëc noäi dung cuûa thanh ghi, hoaëc noäi dung cuûa moät oâ nhôù coù theå coâng vôùi moät noäi dung cuûa moät thanh ghi tích luõy vaø keát quaû ñöôïc ñöa vaøo thanh ghi tích luõy. Hai thanh ghi hoaëc oâ nhôù khoâng theå coäng tröïc tieáp vôùi nhau. Leänh LAD laø moät ngoaïi leä, noù coäng tröïc tieáp döõ lieäu 16 bit trong caùc caëp thanh ghi. Tröø: Tröø baát kyø moät soá 8 bit, hoaëc noäi dung cuûa moät thanh ghi tích luõy. Leänh tröø ñöôïc thöïc hieän ôû daïng buø 2, keát quaû neáu aâm ñöôïïc bieåu dieãn ôû daïng soá buø 2. Hai thang ghi hoaëc oâ nhôù khoâng theå tröø tröïc tieáp. Taêng giaûm: Noäi dung 8 bit cuûa moät thanh ghi hoaëc oâ nhôù coù theå ñöôïc taêng hoaëc giaûm moãi laàn moät ñôn vò. Töông öï nhö noäi dung 16 bit cuûa moät caëp thanh ghi 16 bit coù theå ñöôïc taêng hoaëc giaûm ñi moät. Caùc hoaït ñoäng taêng vaø giaûm khaùc vôùi pheùp coäng vaø tröø ôû moät caùch thöùc raát quan troïng laø chuùng coù theå thöïc hieän trong baát kyø thanh ghi hoaëc oâ nhôù naøo. Nhoùm leänh hoaït ñoäng Logic. Caùc leänh naøy thöïc hieän caùc hoaït ñoäng Logic khaùc nhau vôùi noäi dung cuûa thanh ghi tích luõy. AND, OR, XOR. Baát kyø moät soá 8 bit hoaëc noäi dung cuûa moät thanh ghi hoaëc noäi dung cuûa oâ nhôù coù theå ñöôïc Logic AND, OR hoaëc XOR vôùi noäi dung cuûa thanh ghi tích luõy. Xoay: Moãi bit trong thanh ghi tích luõy coù theå ñöôïc dòch traùi hoaëc phaûi ñeán vò trí keá tieáp. So saùnh: Baát kyø moät soá 8 bit hoaëc noäi dung cuûa moät thanh ghi, hoaëc noäi dung cuûa moät oâ nhôù coù theå so saùnh lôùn hôn, baèng, hoaëc nhoû hôn vôùi noäi dung cuûa thanh ghi tích luõy. Buø: Noäi dung cuûa thanh ghi tích luõy ñöôïc laáy buø taát caû bit 0 ñöôïc thay theá baèng 1 vaø toaøn boä caùc bit 1 ñöôïc thay theá baèng 0. Nhoùm leänh reõ nhaùnh. Nhoùm leänh naøy laøm thay ñoåi tình töï thi haønh cuûa chöông trình: Nhaûy: Caùc leänh nhaûy laø ñieàu kieän quan troïng ñeå ñöa ra quyeát ñònh trong laäp trình. Caùc leänh nhaûy kieåm tra moät ñieàu kieän naøo ñoù (côø Zero hoaëc côø Carry) ñeå laøm thay ñoåi trình töï thi haønh khi gaëp ñieàu kieän, ngoaøi ra coøn coù leänh nhaûy khoâng ñieàu kieän. Goïi, trôû veà vaø khôûi ñoäng laïi: Caùc leänh naøy laøm thay ñoåi trình töï cuûa moät chöông trình baèng caùch goïi chöông trình con hoaëc trôû veà moät chöông trình con. Caùc leänh goïi vaø trôû veà cuõng coù theå kieåm tra caùc côø ñieàu kieän. Nhoùm leänh hoaït ñoäng vaø ñieàu khieån. Caùc leänh naøy ñieàu khieån caùc chöùc naêng vaän haønh nhö laø döøng, ngaét hoaëc khoâng laøm gì caû (NOP). Taäp leänh cuûa CPU 8085A ñöôïc hia laøm 3 nhoùm tuøy theo kích côû cuûa töø leänh. Caùc leänh moät töø hoaëc1 byte. Caùc leänh hai töø hoaëc 2 byte. Caùc leänh ba töø hoaëc 3 byte. Leänh moät byte chöùa maõ hoaït ñoäng (opcode) vaø toaùn töû (operand) trong cuøng moät byte. Trong leänh 2 byte, byte thöù nhaát noùi leân maõ hoaït ñoäng vaø byte thöù hai noùi leân toaùn töû. Ñoái vôùi 3 byte, byte ñaàu tieân laø maõ hoaït ñoäng, hai byte sau laø döõ lieäu 16 bit ( noäi dung hoaëc ñò chæ) 1.5.Maïch choát ñeäm ñòa chæ vaø tuyeán döõ lieäu cho vi xöû lyù CPU 8085A. Maïch choát ñòa chæ tuyeán thaáp. Trong heä thoáng CPU 8085 baét buoäc phaûi choát (latch) tuyeán ñòa chæ ñeå ña hôïp (Demultiplex) tuyeán AD0 - AD7 thaønh hai tuyeán rieâng bieät. Tuyeán ñòa chæ thaáp: A0 – A7 Tuyeán döõ lieäu: D0 – D7 Hình 4.1 trình baøy sô ñoà moät maïch choát duøng tín hieäu ALE ñeå giaûi ña hôïp tuyeán. Hình 1.5.sô ñoà maïch choát tuyeán ñòa chæ thaáp Tuyeán AD0 – AD7 ñöôïc keát noái ñeán ngoõ vaøo cuûa maïch choát 74LS373. Tín hieäu choát ñöôïc noái chaân G cuûa 74LS373. Tín hieäu ñieàu khieån ngoõ ra (OC) cuûa maïch choát luoân luoân ñöôïc noái ñaát (luoân chaáp nhaän). Chaân choát ALE luoân ôû möùc cao trong moãi chu kyø T1. Khi ALE ôû möùc cao, ngoõ ra cuûa maïch choát thay ñoåi tuøy theo döõ lieäu (ñòa chæ ngoõ vaøo). trong moãi chu kyø T1 ngoõ ra cuûa maïch choát laø 0,5H. khi ALE xuoáng thaáp byte 0,5H ñöôïc choát cho ñeán khi coù ALE tieáp theo, ngoõ ra cuûa maïch choát ñaïi dieän tuyeán ñòa chæ thaáp A0 – A7. Hình 1.6.Giaûn ñoà thôøi gian khi truyeàn moät byte töø boâï nhôù ñeán vi xöû lyù 1.6.Maïch ñieäm tuyeán ñòa chæ cao Maïch ñeäm (Buffer) laø moät maïch Logic ñeå khueách ñaïi doøng ñieän hoaëc coâng suaát ñöôïc söû duïng ñeå laøm taêng khaû naêng laùi (Drive) cuûa moät tín hieäu Logic. Hình 1.7 trình baøy moät maïch ñeäm moät chieàu 74LS244 vì tuyeán ñòa chæ laø tuyeán moät chieàu höôùng töø vi xöû lyù ñeán caùc ngoaïi vi. Caùc tuyeán ñòa chæ cuûa CPU 8085 coù theå caáp doøng 400mA (IOH = 400mA) vaø ruùt doøng 2mA (IOH = 2mA) Maëc duø beân trong CPU 8085A ñaõ coù caùc maïch ñeäm döõ lieäu vaø ñòa chæ, nhöng theo khueán caùo cuûa nhaø cheá taïo, neáu trong heä thoáng vi xöû lyù coù töø 10 thaønh phaàn trôû leân thì phaûi duøng caùc maïch ñeäm. Maïch 74LS244 coù khaû naêng caáp doøng ñeán 15mA vaø ruùt doøng 24mA. Hình 1.7. Maïch ñeäm tuyeán ñòa chæ cao 1.7.Maïch ñeäm döõ lieäu Hình 1.8.Trình baøy maïch 74LS245 laø maïch ñeäm hai chieàu vì tuyeán döõ lieäu laø tuyeán hai chieàu, höôùng cuûa doøøng döõ lieäu ñöôïc ñieàu khieån bôûi chaân DIR. Hình 1.8. Mach ñeäm döõ lieäu. Höôùng doøng döõ lieäu ñöôïc xaùc ñòng baèng caùch noái tín hieäu töø CPU 8085A ñeán tín hieäu DIR. Khi CPU ghi (Write) vaøo moät ngoaïi vi, khi leân cao vaø doøng döõ lieäu töø CPU ñeán ngoaïi vi. Khi CPU ñoïc (Read) töø moät ngoaïi vi xuoáng thaáp vaø doøng döõ lieäu höôùng ñeán CPU, coøn tuyeán ñòa chæ thaáp ñaõ ñöôïc ñeäm bôûi 74LS373. Trong heä thoáng vi xöû lyù, caùc ngoaïi vi ñöôïc keát noái ôû daïng song song giöõa tuyeán ñòa chæ , tuyeán döõ lieäu vaø tuyeán ñieàu khieån. CPU thoâng tin vôùi moät trong caùc thieát bò taïi moät thôøi ñieåm. Khi ñoù phaûi caùch ly vôùi taát caû caùc thieát bò coøn laïi. Do ñoù phaûi duøng maïch 3 traïng thaùi (Tri – State) ñeå giaûi quyeát. 1.8.Giaûi maõ ñòa chæ. Trong moät heä thoáng vi xöû lyù, ngoaøi caùc phaàn töû nhôù (RAM, ROM) CPU coøn phaûi thoâng baùo cho caùc I/O ngoaïi vi (8251A, 8253, 8255A, 8279…) ñeå baùo raèng CPU ñang caàn thoâng tin vôùi boä nhôù vaøo ROM hay RAM, hoaëc vôùi I/O naøo, vôùi phaàn töû naøo trong thieát bò (oâ nhôù, thanh ghi…) traïng thaùi, ñieàu khieån hay döõ lieäu. Do ñoù baét buoäc phaûi coù heä thoáng giaõi maõ. 1.8.1.Caùc phöông phaùp giaûi maõ ñòa chæ. Coù 3 phöông phaùp giaûi maõ ñòa chæ: Giaûi maõ töøng phaàn (Partial Address Decoding). Giaûi maõ ñòa chæ toaøn phaàn (Full Address Decoding). Giaûi maõ ñòa chæ theo khoái (Block Address Decoding). Tuy nhieân coù nhieàu caùch khaùc nhau ñeå thöïc hieän moåi caùch trong 3 phöông phaùp treân: Giaûi maõ ñòa chæ duøng Logic ngaåu nhieân (Address Decoding Using Random Logic) Giaûi maõ ñòa chæ duøng boä giaûi maõ m sang n ñöôøng (Address Decoding Using m – Line Decoders). Giaûi maõ ñòa chæ baèng PROM (Address Decoding With PROM). Giaûi maõ ñòa chæ duøng boä Logic laäp trình PLA (Address Decoding Using Program Logic Array). Caùc kyõ thuaät treân ñeàu coù theå aùp duïng cho boä nhôù I/O vaø ngoaïi vi. Ñoái vôùi I/O ngoaïi vi, cho pheùp löïa choïn moät trong hai phöông phaùp. Giaûi maõ I/O ngoaïi vi (Peripheral I/O) hay coøn goïi laø I/O caùch ly. Giaûi maõ I/O coù laäp baûng ñoà nhôù (Memory Mapped I/O). 1.9.Giaûi maõ ñòa chæ cho ñôn vò CPU. Trong heä thoáng naøy, phaàn giaûi maõ ñòa chæ söû duïng kieåu giaûi maõ ñòa chæ duøng caùc boä giaûi maõ töø m ñöôøng n ñöôøng. 1.9.1.giaûi maõ ñòa chæ cho heä thoáng boä nhôù. Cô sôû löïa choïn dung löôïng boä nhôù ñoù chính laø dung löôïng phaàn meàm. Paàn meàm ôû ñaây bao goàm chöông trình heä thoáng (chöông trình Monitor) vaø chöông trình cuûa ngöôøi duøng cho soaïn thaûo. Heä thoáng boä nhôù ôû ñaây goàm coù: Moät EPROM coù dung löôïng 8KB x 8 bit (loaïi 2764). Moät Ram coù dung löôïng 8KB x 8 bit (loaïi 6264). Baûng ñoà nhôù cuûa heä thoáng Hình 1.9.Baûn ñoà boä nhôù heä thoáng. Hình 1.9.Sô ñoà maïch giaûi maõ boä nhôù vaø ngoaïi vi cho heä thoáng. Hình 1.10. Maïch giaõi maõ ñòa chæ cho boä nhôù vaø ngoaïi vi Boä nhôù ROM (Read Only Memory) coù nhieäm vuï löu giöõ chöông trình quaûn lyø heä thoáng. Boä nhôù RAM (Random Accsess Memory) löu giöõ taïm thôøi döõ lieäu soaïn thaûo. Trong heä thoángnaøy taát caû boä nhôù ROM vaø RAM caùc ngoaïi vi ñieàu ñöôïc giaûi maõ theo kieåu Memory. Baûng 1.3.Ñòa chæ cuûa heä thoáng. Boä nhôù A15 A14 A13 A12®A0 Vuøng ñiaï chæ ROM 1