4 2 5 giao tiếp máy tính với vi xử lí 8085

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

GIAO TIẾP MÁY TÍNH VỚI
VI XỬ LÍ 8085


LUÂÄN VĂN TỐT NGHIỆP

Chương I:

CHƯƠNG DẪN NHẬP

1


LUÂÄN VĂN TỐT NGHIỆP

2

I. ĐẶT VẤN ĐỀ:
Khi nhu cầu học tập ngày càng cao thì thiết bị, phương tiện dạy học càng
đóng vai trò quan trọng, nó giúp người thầy dỡ vất vả trong việc truyền thụ kiến
thức, giúp người học nhanh chóng tiếp thu, ngoài ra còn để minh họa, chứng
thực môt cách cụ thể những bài học mơ hồ trừu tượng.
Trong bài này, người thực hiện muốn đề cập đến môn học vi xử lý, lập
trình vi xử lý, một môn học mang ý nghóa thiết thực trong xã hội mà quá trình
công nghiệp hóa, hiện đại hóa diễn ra từng ngày. Khi học môn này, người học
không chỉ được học về cấu trúc vi xử lý cả phần cứng lẫn phần mềm, cách kết
nối với các IC ngoại vi 8255, 8279, … mà còn phải sử dụng thành thạo Kit vi xử lý
8085,…
Khi viết một chương trình trên Kit vxl 8085 và để kiểm nghiệm chương

trình đó thì ngưòi học phải qua các bước :
Bước 1: Xác định mục đích yêu cầu của chương trình.
Mục đích, yêu cầu được xác định từ đề bài, hoặc một nhu cầu thực tế,
đây là mục đích chung của chương trình. Để thực hiện mục đích chung
này, có thể sẽ phải qua nhiều bước, mà mỗi bước là một mục đích cụ thể
mới, được giải quyết bằng một chương trình nhỏ hơn, phát sinh trong
giai đoạn viết lưu đồ.
Bước 2: Vẽ lưu đồ
Lưu đồ dùng để trình bày cách giải quyết vấn đề, thường thì ngôn ngữ
dùng trong lưu đồ không phải là một ngôn ngữ máy xác định nào, lưu đồ
thực chất để giúp người thảo chương chia nhỏ một chương trình lớn. Từ
lưu đồ tổng quát, có thể vẽ ra lưu đồ chi tiết.
Bước 3: Viết chương trình bằng ngôn ngữ gợi nhớ(ngôn ngữ Assembler).
Bước 4: Chuyển sang mã máy.
Bước 5: Nhập mã máy vào Kit bằng phím.
Bước 6: Chạy thử chương trình và kiểm tra kết quả.
Một chương trình được viết phải được chạy thử và kiểm tra kết quả, kết
quả phải đúng trong mọi trường hợp cho phép (điều kiện đặt ra trước) của
chương trình, và từ kết quả kiểm tra mà phán đoán, nhận định lỗi để sửa chương
trình từ đâu, có khi phải sửa lại cả lưu đồ.
Trong cách làm trên, ta nhận thấy có những khó khăn riêng sau:
−
Quá trình dịch từ ngôn ngữ gợi nhớ sang mã máy (bước 4), đòi hỏi
sự quen thuộc bảng tra mã, nếu không việc này chiềm nhiếu thời gian, và
việc kiểm tra lại cũng chiếm không ít thời gian. Tại những lệnh jump, những
lệnh call, cần phải xác định địa chỉ cụ thể, chính xác của ô nhớ rồi mới xác
định được lệnh jump. Việc này chỉ hoàn tất khi chương trình được dịch sang
mã máy gần như đầy đủ.
−
Ở giai đoạn nhập mã máy (bước 5), để nhập nhanh thì phải nhớ vị

trí phím, phải nhập chính xác để tránh thời gian dò để sửa một chương trình
nhập sai. Để nhập một byte cần gõ 3 phím và phải đối chiếuqua lại giữa bản
dịch chương trình, nội dung hiển thị trên các led 7 đoạn cùng với địa chỉ ô
nhớ và bàn phím.


LUÂÄN VĂN TỐT NGHIỆP

3

−
Đối với những ai trong giai đoạn khởi đầu học lập trình vi xử lý, thì
2 việc trên luôn xẩy ra nhầm lẫn gây mất nhiều thời gian vô ích.
− Khi cần thêm hoặc xóa, hoặc sửa chương trình thì mất nhiều thời gian để
dò lại chương trình, nhập lại khó khăn, thậm chí phải nhập lại phần lớn chương
tình.
− Sau khi bị mất điện thì dữ liệu lưu trong RAM không có nguồn dự trữ sẽ
bị mất hết, phải nhập lại toàn bộ chương trình. Đối với những chương trình nhỏ
thì thời gian nhập không đáng kể, nhưng đối với những chương trình lớn thì đây
là công việc mất nhiều thời gian, và gây phiền hà cho người học cũng như người
lập trình vi xử lý.
Bên cạnh đó, thực tế đã có những thiết bị nạp EPROM rất tiện lợi, mà có
thể đem ý tưởng đó vào việc học lập trình vi xử lý nhất là việc giao tiếp với thiết
bị khác từ vi xử lý là một điều khá dễ dang.
Ngoài ra, chương trình đại học rất bao quát, thời gian và điều kiện chỉ cho
phép sinh viên đi hết bề nổi của chương trình mà chưa có hoặc ít có dịp tìm hiểu
về chiều sâu. Do đó, đồ án tốt nghiệp là một cơ hội tốt cho sinh viên đào sâu vào
chương trình học, ứng dụng bài học vào thực tế, chứng minh được sự hữu ích của
những kiến thức đã học được trong môi trường sư phạm.
Từ những lý do trên, người viết quyết định chọn đề tài “GIAO TIẾP MÁY

TÍNH VỚI VI XỬ LÝ 8085”.
Đề tài đưa ra một chương trình như một công cụ hỗ trợ việc học lập trình
vi xử lý trên Kit8085 với một thứ tự sau:
1)
Xác định mục đích yêu cầu của chương trình cần viết.
2)
Vẽ lưu đồ.
3)
Viết chương trình bằng ngôn ngữ Assembly (ngôn ngữ gợi nhớ).
4)
Nhập chương trình bằng ngôn ngữ Assembly vào máy (dùng Norton).
5)
Gọi chương trình dịch Assembler để dịch từ ngôn ngữ Assembly sang
một file có phần mở rộng “prn” chứa mã máy.
6)
Trong chương trình Giao tiếp, gọi file dịch để nạp vào RAM.
7)
Chạy thử và kiểm tra kết quả.
Cách làm này có những ưu điểm sau:
− Dịch từ ngôn ngữ Assembly (ngôn ngữ gợi nhớ) tốn rất ít thời gian vì việc này
do máy tính đảm trách, với độ chính xác tuyệt đối.
− Cũng vậy, việc nạp dữ liệu vào RAM cũng chỉ trong vài giây, và được kiểm
tra trong khi nạp nên độ chính xác cũng tuyệt đối.
− Ngoài ra, chương trình được lưu trữ, quản lý dể dàng, dể xem lại, dể kiểm
tra. Khi cần thêm, hoặc xóa hoặc sửa hoặc chép lại một đoạn chương trình,
ngay cả thay đổi địa chỉ bắt đầu, cũng rất đơn giản.
− Về độ chính xác và thời gian cần thiết thì đối với chương trình các lớn càng
có lợi, càng phải nạp chương trình nhiếu thì càng có lợi.
II. TẦM QUAN TRỌNG CỦA VẤN ĐỀ.
Trong xã hội ngày càng phát triển, lượng kiến thức cần truyền tải trong

nhà trường ngày càng tăng, mà thời gian cho phép ngày càng bị giảm đi, thì sự


LUÂÄN VĂN TỐT NGHIỆP

4

nổ lực của cả người dạy lẫn người học đều rất cần thiết. Bên cạnh đó, phương
tiện ít nhiều sẽ góp phần quan trọng trong quá trình học tập.
Trước đây, việc học lập trình vi xử lý đã diễn ra một cách tự nhiên, có thể
coi như đã đầy đủ về phương tiện học tập. Nhưng nay, nếu có thêm một chương
trình mô phỏng các họ vi điều khiển, hay vi xử lý, giao tiếp máy tính với vi xử lý
để truyền file… thì tất nhiên sẽ có mặt tích cực, mang thêm nhiều lợi ích cho việc
học.
“Giao tiếp máy tính với vi xử lý” còn là một chứng thực về giao tiếp _
những gì đã được học _ trên chính kit thực tập, điều đó sẽ kích hoạt sự tìm tòi,
sự ham thích hiểu biết của sinh viên.
III. GIỚI HẠN VẤN ĐỀ
Đây là một chuyên đề thú vị, có nhiều vần đề đáng quan tâm, nhưng do
những giới hạn về thời gian và kiến thức, nên trong đồ án này, người viết chỉ có
thể trình bày những phần sau:
−
Khái quát Kit 8085 sử dụng, các linh kiện có liên quan trực tiếp
đến giao tiếp.
−
Cách thức sử dụng kit, những hoạt động bên trong kit về lệnh, dữ
liệu … mà sau đó sẽ được thay thế bằng cách nạp từ máy tính.
−
Giao tiếp máy tính.
−

Một số điểm cần lưu ý khi viết một chương trình bằng ngôn ngữ
gợi nhớ cho chương trình dịch Assembler để tạo ra một file có phần mở rộng
.prn.
−
Cấu trúc một file .prn, những số liệu nào cần xuất.
−
Đôi nét về ngôn ngữ C, chương trình Download
−
Chương trình nhận dữ liệu.
IV. MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU
Trước mắt: đây là một vấn đề hay, đã thu hút người viết từ lâu mà nay mới
có dịp thực hiện, và cũng là nhu cầu cần thiết trong thực tế.
Lâu dài: tuy chỉ là một thiết kế đơn giản, nhưng là một cơ sở ban đầu có
thể phát triển thêm ra hướng tổng quát.
V. XÁC ĐỊNH THUẬT NGỮ
Tựa đề tài là “Giao tiếp máy tính với kit vi xử lý 8085”. Thực chất, vấn đề
giao tiếp chỉ là một cơ sở, phương tiện chủ yếu. Còn sản phẩm của đề tài là một
giao diện trên màn hình vi tính mà trong đó, người dùng cho thể chọn fie cần
truyền, và truyền xuống kit qua một port nào đó để nạp dữ liệu vào RAM.
Đề tài này chỉ thực hiện việc nạp dữ liệu vào RAM mà sau đó sẽ có những
phát triển khác. Thực tế đề ra là việc thực hành lập trình vi xử lý trên kit,
chương trình chỉ là để thực tập, chủ yếu chỉ nạp vào RAM, mà việc nạp dữ liệu
vào Kit mất nhiều thời gian, và mục đích của đề tài trước tiên là để giải quyết
vấn đề đó, sau đó có thể phát triển lên để đọc các vùng RAM, EPROM.


LUÂÄN VĂN TỐT NGHIỆP

Chương II:

CƠ SỞ LÝ LUẬN

5


LUÂÄN VĂN TỐT NGHIỆP

6

Từ vấn đề đặt ra như ở chương 1 đã trình bày, người thực hiện đề tài đã
tiến hành giải quyết theo hướng sau:
−
Xác định thiết bị giao tiếp: Kit vi xử lý 8085 đã có sẵn các IC ngoại vi 8255
làm nhiệm vụ giao tiếp, chỉ cần chọn IC, xác định địa chỉ của IC đó, địa chỉ
của các port vào ra, mode hoạt động của các port, xác định các điểm nối kết
phần cứng với máy tính và viết chương trình nhận, phát dữ liệu.
−
Xác định cổng giao tiếp: đối với máy tính: chọn cổng LPT1 (mà sau này có
thể phát triển để có thể sử dụng cả LPT2, COM1, COM2) với phướng pháp
giao tiếp song song bất đồng bộ.
−
Xây dựng giao diện trên màn hình máy tính:Yêu cầu cần có …… và phù hợp
với người sử dụng. Sau đó tiến hành viết giải thuật, và bắt tay vào viết
chương trình. Ở đây, người thực hiện đã viết chương trình truyền dữ liệu
trong môi trường Borland C 3.1. Trong quá trình viết, phải giải quyết những
khó khăn phát sinh một cách cụ thể.
−
Viết chương trình truyền, nhận dữ liệu với Kit.
−
Ghép nối các phần lại.

−
Thử nghiệm.
−
Sửa lỗi.
−
Phương pháp chủ yếu là tham khảo tài liệu và thực nghiệm


LUÂÄN VĂN TỐT NGHIỆP

Chương III:

KIT THỰC TẬP
VI XỬ LÝ 8085

7


LUÂÄN VĂN TỐT NGHIỆP

8

I. KIT THỰC TẬP VI XỬ LÝ 8085:
Kit thực tập vi xử lý 8085 là một loại máy tính chủ yếu phục vụ cho mục
đích học tập và nghiên cứu thiết kế về lónh vực vi xử lý. Kit này, xuất phát tại
trường ĐH Sư phạm kỹ thuật – Trung tâm Việt-Đức, và do nhu cầu học tập và
nhu cầu thực tế, các giáo viên trong bộ môn Điện-Điện tử của trường đã cải tiến
cho phù hợp. Mặt khác, sinh viên thuộc khoa, trong các đề tài tốt nghiệp, đồ án
môn học, cùng với sự hứng thú, đã tham khảo, tìm hiểu về cấu tạo và nguyên lý
hoạt động, và mở rộng thêm một số chức năng cho kit.

Một Kit thực tập vi xử lý thường có các phần chính được trình bày trong sơ
đồ khối ở (Hình 1).
Với mục đích của đề tài này là giao tiếp song song nên trong Kit 8085, chỉ
cần quan tâm đến 8085 và bộ lệnh 8085, 8255, 8279.
I.1. SƠ LƯC VI XỬ LÝ 8085:
Vi xử lý (microprocessor) là một thiết bị bán dẫn chứa các mạch logic điện
tử có khả năng xử lý các dữ liệu, chương trình từ ngoài đưa vào để điều khiển
các IC, thiết bị kết nối theo mục đích định trước.
I.1.1. Cấu trúc phần cứng:
I.1.1.1. Cấu trúc bên ngoài:
8085 là một bộ vi xử lý 8 bit do Intel sản xuất, đầu tiên vào năm 1977. Nó
có khả năng định địa chỉ cho bộ nhớ tới 64 Kbyte, IC này có 40 chân, dạng DIP,
sử dụng nguồn đơn + 5V.
Chức năng, dạng tín hiệu, trạng thái các chân của 8085 được cho ở bảng
sau:
Bảng 1:
Chân

Ký hiệu

In/out 3 state

Ý nghóa

1,2

X1, X2

I

X1, X2 là 2 ngõvào của mạch dao
động. Tần số ngõ vào được chia cho
2 bởi mạch chia bên trong. Tần số
làm việc cực đạicủa:
8085A: 6MHz
8085A-2: 10MHz


LUÂÄN VĂN TỐT NGHIỆP

9
8085A-1:12MHz

3

Reset Out

O

Cho biết CPU đang reset. Tín hiệu
này có thể dùng để reset các thành
phần khác trong mạch.

4

SOD

O

Serial Output: ngõ ra dữ liệu nối tiếp

được xác định bởi lệnh SIM.

5

SID

I

Serial Input: ngõ vào dữ liệu nối
tiếp, dữ liệu này được nạpàobit thứ 7
của thanh ghi Accumulator khi thực
hiện lệnh RIM.

6

TRAP

I

Trap: tín hiệu không ngăn được. Ngõ
vào trap được kích bởi cạnh lên.

7,8,9

RST 7.5, 6.5, 5.5

I

Restart Intrerupt Repuest: là các tín
hiệu ngắt có thể ngăn được. RST 7.5

có thể được kích bằng cạnh, RST 6.5
và 5.5 có thể được kích bằng mức.

10

INTR

I

Interrupt:

là

tín

hiệu

ngắt

thôngdụng có thể che được lệnh kích
bằng mức.
11

INTA\

O

Interrupt Acknowledge: tín hiwệu
dùng để báo cho thiết bị yêu cầu
ngắt INTR biết rằng microprocessor

đã chấp nhận yêu cầu ngắt và thiết
bị yêu cầu ngắt hãy đặt lệnh lên bus
dữ liệu.

19-12

AD7-AD0

I/O-3

Address/Data bus: các đường dữ liệu
và các đường địa chỉ được tích hợp
chung với nhau. trạng thái T1 của
chu kỳ máy, cá ngõ này đóng vai trò
là các ngõ ra địa chỉ. Các trạng thái
còn lại của chu kỳ máy, nó đóng vai
trò là các đường dữ liệu.

20

Vss

28-22

A15-A8

Ground.
O-3

Address bus:các ngõ này được dùng

LUÂÄN VĂN TỐT NGHIỆP

10
để xuất 8 bit địa chỉ cao.

30

ALE

O

Address Latch Ennable: ngõ này tạ
ra một xungở trạng thái T1 của chu
kỳ máy để xác định A15-A8 và AD7AD0 là các đường địa chỉ.

31

WR\

O-3

Write:

dùng

để

xác

định

icroprocessor đang thực hiện lệnh
ghi dữ liệu lên bộ nhớ hay IO.
32

RD\

O-3

Read:

dùng

để

xác

định

microprocessor đang thực hiện lệnh
đọc dữ liệu từ bộ nhớ hay IO.
29,33,34

S0,S1, IO/M\

O,O-3

Machine Cycle Status: 3 bit này cho

biết trạng thái chu kỳ máy.
IO/M\ S1 S0 Trạng thái
0

0

1

Memory Write

0

1

0

Memory Read

0

1

1

Op-code fetch.

1

0

1

IO write.

1

1

0

IO read.

1

1

1

Interrupt
Ackowledge.

trạng thái dừng (halt), S1=S2=0 và
IO/M\ ở trạng thái tổng trở cao.
Trong khoảng thời gian Hold và
reset thì trạng thái của S0 và S1
không xác định,IO/M\ ở trạng thái
tổng trở cao. Thường thì các bit
WR\, RD\ và IO/M\ dùng để xác
định trạng thái làm việc của bus
như: memory read, memory write,

IO read, IO write.


LUÂÄN VĂN TỐT NGHIỆP

35

READY

11
I

Ready là tín hiệu trả lời từ bộ nhớ
hoặc thiết bị ngoại vi IO cho
microprocesser

biết

để

microprocessor có thể hoàn thành
chu kỳ máy đang thực hiện.
36

RESET IN

I

Reset: ngõ vào reset 8085 để trở về
trạng thái ban đầu của nó. Tín hiệu

này phải ở mức 0 khoảng 3 chu kỳ
xung clock.

37

CLK

O

Clock out: ngõ ra tín hiệu clock để
cung cấp cho các thiết bị khác. Tần
số của nó bằngtần số ngõ vào chia 2.

38

HLDA

O

Hold Ackowledge: tín hiệu ngõ ra
cho biết tín hiệu hold đã được chấp
nhận và CPU sẽ ở trạng thái Hold ở
chu kỳ xung clock tiếp theo.

39

HOLD

I

Hold request: nhận tín hiệu yêu cầu
ngưng từ bộ điều khiển DMA.

40

Vcc

Power: nguồn cung cấp +5V.

Các chân của IC đượïc bố trí như hình vẽ sau (hình 2):

X1

1

40

Vcc

X2

2

39

HOLD

RESET(OUT)

3

38

SOD

4

37

SID
TRAP

5

36

HLDA
CLK(OUT)
RESET IN

6

35

READY

RST7.5

7

34

IO/M

RST6.5

8

33

S1

RST5.5
INTR

9

32

RD

10

31

WR

INTA

11

30

ALE

AD0

12

29

S0

AD1

13

28

A15

AD2

14

27

A14

AD3

15

26

A13

8085


LUÂÄN VĂN TỐT NGHIỆP

12

Toàn bộ các tín hiệu của 8085 có thể đïc phân thành 6 nhóm:
(1) Tuyến địa chỉ
(2) Tuyến dữ liệu
(3) Các tín hiệu trạng thái và điều khiển
(4) Nguồn cung cấp và các tín hiệu tần số
(5) Các ngắt và các tín hiệu tần số
(6) Các cổng I/O nối tiếp

+5V GND

Serial
I/O
Ports

SID
SOD

5
4

TRAP
RST 7.5
RST 6.5
RST 5.5
Interrupts INTR

6
7
8
9
10

READY
HOLD
RESET IN

35
39
36

and
Externally
Initiated
Signals

1

X1

2
X2

40
20
Vcc Vss
28
A15
High Outer
Address Bus
21
A8

8085

AD7

19
Multiplexed
Address/Data Bus

AD0

12
30
29
33
34

32
31
11
18

21

21

RESET
OUT

CLK
OUT

ALE
S0
S1
IO/M
RD
WR
INTA
HLDA

Control
and
Status Signals


LUÂÄN VĂN TỐT NGHIỆP

13

Hình 3: các nhóm hoạt động của 8085
I.1.1.2.

Cấu trúc bên trong 8085:

8085ù bao gồm đơn vị logic và số học ALU (Arithmetic and Logic Unit),
đơn vị định thời và điều khiển (Timing and Control Unit) , bộ giải mã và
thanh ghi lệnh (Instruction Register and Decoder), dãy thanh ghi ( Register
Array), điều khiển ngắt (Interrupt Control) và điều khiển I/O nối tiếp
(Serial I/O Control) (xem hình 4).

INTA
INTR

RST 6.5 TRAP

RST 5.5

SID

RST 7.5

Interrupt Control

SOD

Serial I/O Control

8 Bit Internal Data Bus

Accumulater
(8)

Instruction
Register
(8)

Temp. Reg.
(8)

Flag
Flip Flops
Instruction
Decoder
and
Machine
Cycle
Encoding

Arithmatic
Logic
Unit
(ALU)
(8)
Power Supply

Multiplexer

Re
g.
Sel
ect

(8)
W
Temp. Reg.
(8)
B
Reg.
(8)
D
Reg.
(8)
H
Reg.

(8)
Z
Temp. Reg.
(8)
C
Reg.
(8)
E
Reg.
(8)
L

Reg.

Stack Pointer

Register
Array

(16)

Program Counter

(16)
Incrementer / Decrementer
Address Lactch
(16)

+5V
GND

X1
X2

CLK
GEN

Timing and Control
Control

CLK OUT

Status

RD WR ALE S0

DMA

S1

IO/M

READY

Reset

HLDA
RESET OUT
HOLD
RESET IN

(8)
Address Buffer

AD15 - AD8
Address Bus

Hình 4: Sơ đồ khối chức năng của 8085
I.1.2. Cấu trúc phần mềm:
Tập lệnh của 8085

Data Address Buffer

(8)

AD7 - AD0
Address Data Bus


LUÂÄN VĂN TỐT NGHIỆP

14

Một lệnh (Instruction) là một mẫu nhị phân (binary pattern) được thiết kế
bên trong vi xử lý để thực hiện một chức năng cụ thể (Instruction set), xác định
các chức năng mà vi xử lý có thể thực hiện. Tập lệnh của 8085 có 74 lệnh (hơn
8080 hai lệnh), các lệnh này có thể được phân thành 5 nhóm chức năng :
− Các hoạt động (sao chép) truyền dữ liệu
− Các hoạt động toán học
− Các hoạt động logic
− Các hoạt động rẽ nhánh
− Và, các hoạt động điều khiển
Tập lệnh vi xử lý 8085 được phân thành 3 nhóm tuỳ theo kích cỡ từ :
1. Các lệnh một từ hoặc 1 byte
2. Các lệnh hai từ hoặc 2 byte
3. Các lệnh ba từ hoặc 3 byte
Lệnh một byte chứa mã hoạt động (Opcode) và toán tử (Operand) trong
cùng một byte.
Trong lệnh hai byte, byte thứ nhất nêu lên mã hoạt động và theo sau là
toán tử.
Đối với lệnh ba byte, byte đầu tiên cho biết mã hoạt động, 2 byte theo sau
là dữ liệu (nội dung hoặc địa chỉ) 16 bit.

I.2. IC NGOẠI VI 8255:
I.2.1. Cấu trúc:
I.2.1.1. Phần cứng:
8255 là một thiết bị I/O giao tiếp song song, nó có thể được lập trình để
truyền dữ liệu dưới các điều kiện khác nhau, từ I/O đơn giản đến I/O có ngắt. Nó
khá linh hoạt, đa năng và tinh tế (khi có nhiều cổng I/O được đòi hỏi), nhưng
cũng phức tạp. Nó là một thiết bị I/O phổ dụng có thể được sử dụng với hầu hết
bất kỳ bộ vi xử lý nào.
8255 có 40 chân dạng DIP như hình 5.

8255
PA3

1

40

PA4

PA2

2

39

PA5

PA1

3

38

PA6

PA0
RD

4

37

PA7

5

36

WR

CS

6

35

RESET

GND

7

34

D0

A1

8

33

D1

A0

9

32

D2

PC7

10

31

D3

PC6

11

30

D4

PC5

12

29

D5

PC4

13

28

D6

Group
A
Control

Bidirectional
Data Bus

Data
Bus
Buffer
D7-D0

Group
A
Port
A
(8)

I/O
PA7-PA0

Group
A
Port C
Upper
(4)

I/O
PA7-PA0

Group
A
Port C
Lower

I/O
PA7-PA0

LUÂÄN VĂN TỐT NGHIỆP

15

Hình 5 : sơ đồ chân và Sơ đồ khối của 8255
Bảng 2: Bảng liệt kê chức năng các chân IC 8255
Tên các chân

Chức năng

D7 – D0

Data bus (Bi – Direction)

RESET

Rest Input

CS\

Chip Select

RD\

Read Input

WR\

Write Input

A0, A1

Port Address

PA7 – PA0

Port A

PB7 – PB0

Port B

PC7 – BC0

Port C

Sơ đồ khối trên hình 5. trình bày hai cổng 8 bit (A và B) và hai cổng 4 bit
(CU và CL) bộ điện tuyến dữ liệu, và logic điều khiển. Hình 5.9 (b) trình bày một
sơ đồ đơn giản hóa nhưng mở rộng của cấu trúc bên trong, chứa một thanh ghi
điểu khiển. Sơ đồ khối này chứa tất cả các phần tử của một thiết bị lập trình;
cổng C thực hiện chức năng tương tự chức năng của thanh ghi trạng thái, ngoài
ra còn cung cấp các tín hiệu bắt tay.
I.2.1.2. Phần mềm:
Từ điều khiển
Hình 6 trình bày một thanh ghi được gọi là thanh ghi điều khiển (control
register). Nội dung của thanh ghi này, gọi là từ điều khiển (control word), nêu
rõ một chức năng I/O cho mỗi cổng. Thanh ghi có thể được xâm nhập để ghi từ

LUÂÄN VĂN TỐT NGHIỆP

16

điều khiển. Khi A0 và A1 ở mức logic 1, như đã đề cập ở trên. Thanh ghi này
không thể bị xâm nhập đối với hoạt động Đọc.
Bit D7 của thanh ghi điều khiển nêu rõ hoặc chức năng I/O hoặc chức năng
Đặt/Đặt lại bit như phân loại trong Hình 5.8 (b). Nếu D7 = 1các bit D6 ÷ D5 quyết
định các chức năng I/O ở các mốt khác nhau. Nếu bit D7 = 0, cổng C hoạt động ở
mốt Đặt/Đặt lại bit (BSR). Từ điều khiển BSR không ảnh hưởng đến các chức
năng của các cổng A vaø B.


LUÂÄN VĂN TỐT NGHIỆP

D7

D6

D5

D4

D3

17

D2

D1

D0

GROUP B
PORT C (LOWER)
1=INPUT
0=OUTPUT
PORT B
1=INPUT
0=OUTPUT
MODE SELECTION
0=MODE 0
1=MODE 1

GROUP A
PORT C (UPPER)
1=INPUT
0=OUTPUT
PORT A
1=INPUT
0=OUTPUT
MODE SELECTION
00=MODE 0
01=MODE 1
1X=MODE 2

MODE SET FLAG
1=ACTIVE

Hình 6: Cấu trúc từ điều khiển của IC ngoại vi 8255.
Căn cứ vào từ điều khiển của 8255, có thể klhởi tạo 8255 ở các mode 0
hoặc mode 1 hoặc mode 2, và có thể xác định hướng vào ra dữ liệu cho mỗi
port.
Để trao đổi thông tin với các ngoại vi (ở đây là các mô - đun vào ra) thông
qua 8255, ba bước sau đây là cần thiết :
(1) Xác định được địa chỉ các cổng A, B và C và của thanh ghi điều khiển theo
logic chọn chip (CS) và các đường địa chỉ A0, A1.
(2) Ghi từ điều khiển vào thanh ghi điều khiển.
(3) Ghi các lệnh I/O để thông tin với các ngoại vi thông qua cổng A,B và C.
Hệ thống Kit đã được đặt cho 8255 làm việc với các ngõ vào / ra ở mốt 0
như sau :
1. Các ngõ ra được chốt
2. Các ngõ vào không được chốt
3. Các cổng không có khả năng bắt tay và ngắt.
Ví dụ:


LUÂÄN VĂN TỐT NGHIỆP

18

Để A, C là cổng nhập (8 bít), B là cổng xuất(8bít), và chọn ngoại vi có địa
chỉ từ 00 – 03 thì phải làm như sau:
Gởi từ điều khiển 99hex vào thanh ghi điều khiển.
Xuất từ điều khiển ra thanh ghi điều khiển có địa chỉ 03hex.
I.3. IC GIẢI MÃ HIỂN THỊ 8279:
I.3.1. Cấu trúc 8279
I.3.1.1. Phần cứng:
8279 là một phương pháp phần cứng để giao tiếp với bàn phím ma trận và

hiển thị đa hợp. Bất lợi của phương pháp dùng phần mềm là vi xử lí bị bận trong
lúc kiểm tra và làm tươi hiển thị. 8279 sẽ thay thế vi xử lí đảm trách hai nhiệm
vụ này.
8279 (Hình ) là một thiết bị dạng DIP _ 40, có hai phần chính : bàn phím
và hiển thị. Phần bàn phím có thể được nối với một ma trận tối đa 64 phím, sự
gõ phím được giải nẩy và mãphím được lưu trữ vào bộ nhớ FIFO bên trong (First
_ In _ First _ Out : Vào trước, ra trước) , và một tín hiệu ngắt được phát ra mỗi
lần gõ phím. Phần hiển thị có thể cung cấp một hiển thị có quét tối đa 16 Led.
Phần này có bộ nhớ RAM 16 x 8, có thể được sử dụng đọc / ghi thông tin cho các
mục đích hiển thị. Phần hiển thị có thể được khởi tạo ở dạng ghi phải (right
entry) hoặc ghi trái (left entry).
Tần số xung đồng hồ cấp cho 8279 tối đa là 3,125MHz

Hình 7: Sơ đồ chân logic cuûa 8279


LUÂÄN VĂN TỐT NGHIỆP

19

Bảng 3: Chức năng các chân IC 8279
Tên chân

Số chân

Mô tả và chức năng

DB0 – DB7

8

Bi-directional
databus:Đường dữ liệu 2
chiều.
Tất cả các lệnh và dữ
liệu giữaCPU và 8279
được truyền trên những
đường dữ liệu này.

CLK

1

Clock input: ngõ vào
xung clock. Xung clock
có

tần

ố

tối

đa

là

3,125MHz.
RESET

1

Reset in: dùng để đặt lại
trạng thái làm việc của
8279 khi ngõ vào này ở
mức cao.
Sau khi được reset, 8279
có thể làm việc ở chế độ:
− Hiển thị 16 ký tự lối
vào trái.
− Lập mã quét phím
khóa ngoài 2 phím.

CS\

1

Chip select: tác động
mức thấp cho phép 8279
thực hiện các chức năng
kết nối với CPU để
truyền và nhận dữ liệu.

A0

1

Buffer address: đường
địa chỉ này thương được
kết nối với đ5a chỉ A0

của vi xử lý dùng để
phân biệt lệnh hay dữ
liệu.
− A0=[1]: tín hiệu vào
ra là lệnh.


LUÂÄN VĂN TỐT NGHIỆP

20
− A0=[0]:tín hiệu vào
ra là dữ liệu.

RD\, WR\

2

Read, Write:ch phép đọc
hay ghi dữ liệu lên bus dữ
liệu, thanh ghi điều khiển
hay bộ nhớ RAM hiển
thị.

IRQ

1

Interrupt

Request:

đường tín hiệu yêu cầu
ngắt (output). Ngõ ra này
sẽ ở mức cao nế có dữ
liệu ở trong bộ nhớ FIFO
hay SensorRAM, ngõ ra
này sẽ ở mức thấp mỗi
khicó sự đọc bộ nhớ
FIFO/SensorRAM

và

trởlại mức cao khi d4có
dữ liệu chứa trong RAM.
Vss, Vcc

2

Cấp nguồn 0Vvà +5V cho
8279.

SL0 – SL3

4

Scan lines: 4 đường scan
line nàycó thể giải mã ra
16 đường hay mã hóa
thành

1

đường,

được

dùng để quét phím hay
ma trận cảm biến và
hiển thị.
RL0 – RL7

8

Return line: được nối với
đường scan line thông
qua các phím hay công
tắc cảm biến. Ở chế độ
quét phím, sẽ kết hợp với
các đường scan lines tạo
thành mã của phím được
nhấn.

SHIFT

1

Shift, Control / Strobe


LUÂÄN VĂN TỐT NGHIỆP

CTRL/STB

1

21
input Mode: trong chế
độ quét phím, mức logic
của từng ngõ vào này sẽ
được lưu trữ với vị trí
của phím để tạo ra 1 giá
trị của phím được nhấn.

OUT A0 – A3

4

Đêy là 2 portngõ ra của

OUT B0 – B3

4

thanh ghi hiển thị 16 x 4
bit. Dữ liệu từ những
thanh ghi này sẽ được
đưa ra đồng bộ kết hợp
với các đường quét scan
lines để đa hợp thành số
hiển thị.

Hai ngõ ra 4 bit này có
thể xóa độc lập và có thể
kết hợp với nhau để tạo
thành một ngõ ra 8 bit.

BD\

1

Blanking display: dùng
để xóa hiển thị trong quá
trình chuyển đổi giữa các
số hay khi gặp lệnh xóa
hiển thị.

Sơ đồ khối logic (Hình 8) trình bày bốn phần chính của 8279 : bàn phím,
quét, hiển thị và giao tiếp vi xử lí. Các chức năng của các phần này được miêu tả
như dưới đây :


LUÂÄN VĂN TỐT NGHIỆP

22

CL RESE

RD WR CS A0

DB0Data
Buffer

IR
FIFO/Sensor
RAM
Status

I/O Control

Internal Data Bus (8)
16 x 8
Display
RAM

Display
Address
Registers

Control and
Timing
Registers

Timing
and
Control

Display
Registers

8x8
FIFO/Sensor

RAM

Keyboard
Debounce
and
Control

Scan Counter

Return

8

OUT A0-A3

OUT

BD

SHIF
RL0-RL7

SL0-

Hình 8: Sơ đồ khối của 8279
Để giao tiếp với vi xử lý, 8279 cần tám đường dữ liệu hai chiều (BD0 _ BD7),
một đường yêu cầu ngắt (IRQ), và sáu đường giao tiếp, kể cả đường địa chỉ của
bộ đệm (A0)
Khi A0 ở mức cao, các tín hiệu được hiểu như là các từ điều khiển và
trạng thái. Khi A0 ở mức thấp, các tín hiệu được hiểu là dữ liệu.

Đường IRQ lên mức cao bất kì lúc nào việc ghi nhận dữ liệu vào FIFO. Tín
hiệu này được sử dụng để ngắt vi xử lí nhằm chỉ thị tính khả dụng của dữ liệu.
I.3.1.2. Lập trình cho 8279
Để có sử dụng 8279, cần biết các từ điều khiển của 8279.
8279 có tất cả tám từ điều khiển, tùy theo mục đích sử dụng mà sẽ chọn từ
điều khiển thích hợp.
b Đặt mốt hiển thị / bàn phím
MSB
Mã

0

LSB
0

0

D

D

K

K

Trong đó, D D là mốt hiển thị và K K K là mốt bàn phím
DD

K

LUÂÄN VĂN TỐT NGHIỆP

23

0

0

Hiển thị 8 kí tự 8 bit

_

ghi trái

0

1

Hiển thị 16 kí tự 8 bit

_

ghi trái

1

0

Hiển thị 8 kí tự 8 bit

_

ghi phải

1

1

Hiển thị 16 kí tự 8 bit

_

ghi phải

KKK
0 0 0 Bàn phím quét có lập mã

_

Khóa ngoài 2 phím

0 0 1 Bàn phím quét có giải mã

_

Khóa ngoài 2 phím

0 1 0 Bàn phím quét có lập mã

_

Xoay vòng N phím

0 1 1 Bàn phím quét có giải mã

_

Xoay vòng N phím

1 0 0 Ma trận cảm biến, quét có lập mã
1 0 1 Ma trận cảm biến, quét có giải mã
1 1 0

Ngõ vào Strob, quét hiển thị có lập mã

1 1 0

Ngõ vào Strob, quét hiển thị có giải mã

Trong suốt thời gian RAM hiển thị đang bị xoá (∼ 160 μS), nó không thể
được ghi vào. Bit có trọng số cao nhất (MSB) của từ trạng thái được đặt trong
suốt thời gian này. Khi RAM hiển thị trở nên khả dụng trở lại, bit này tự động
được đặt lại.


LUÂÄN VĂN TỐT NGHIỆP

24

Γ Khởi tạo 8279
Mặc dù 8279 có tới tám từ điều khiển, nhưng không phải lúc nào cũng sử
dụng hết tất cả tám từ này.
Khi khởi tạo một 8279, thứ tự các từ điều khiển sau đây là cần thiết :
+ Đặt mốt hiển thị / bàn phím
+ Lập trình xung đồng hồ
+ Xoá RAM hiển thị, hoặc FIFO hoặc cả hai
Các từ điều khiển còn lại có thể được gởi ra thanh ghi điều khiển trong lúc
này hoặc khi cần.
II. CÁC THAM SỐ CẦN THIẾT CỦA KIT:
Trên đây, đã giới thiệu các IC quạn trọng để có thể kết nối Kit với máy
tính. Ngoài ra, các thông số về địa chỉ cũng không kém phần quan trọng.
Bảng : Bảng đồ địa chỉ bộ nhớ của kit
Bộ nhớ
ROM1
ROM2
RAM1
RAM2
RAM3
8279

A15

A14

A13

0
0
0

0
0
0
0
0
1
0
0
1
0
1
0
0
1
0
0
1
1
0
1
1
1
0
0
1
0
0
1
0
1

1
0
1
144424443
3 bit ứng với 6
trạng thái của 6
vùng nhớ

A12 ⎯⎯⎯→ A0
0 ⎯⎯⎯→ 0
1 ⎯⎯⎯→ 1
0 ⎯⎯⎯→ 0
1 ⎯⎯⎯→ 1
0 ⎯⎯⎯→ 0
1 ⎯⎯⎯→ 1
0 ⎯⎯⎯→ 0
1 ⎯⎯⎯→ 1
0 ⎯⎯⎯→ 0
1 ⎯⎯⎯→ 1
0 ⎯⎯⎯→ 0
1 ⎯⎯⎯→ 1

Vùng địa chỉ
bộ nhớ
0000H
1FFFH
2000H
3FFFH
4000H
5FFFH

6000H
7FFFH
8000H
9FFFH
A000H
BFFFH