vixulychuong1 pdf

Bài giảng Kỹ thuật Vi xử lý
Bài giảng Kỹ thuật Vi xử lý


Ngành Điện tử-Viễn thông
Ngành Điện tử-Viễn thông
Đại học Bách khoa Đà Nẵng
Đại học Bách khoa Đà Nẵng
của Hồ Viết Việt, Khoa CNTT-ĐTVT
của Hồ Viết Việt, Khoa CNTT-ĐTVT
Tài liệu tham khảo
Tài liệu tham khảo
[1] Kỹ thuật vi xử lý, Văn Thế Minh, NXB Giáo
[1] Kỹ thuật vi xử lý, Văn Thế Minh, NXB Giáo
dục, 1997
dục, 1997
[2] Kỹ thuật vi xử lý và Lập trình Assembly cho
[2] Kỹ thuật vi xử lý và Lập trình Assembly cho
hệ vi xử lý, Đỗ Xuân Tiến, NXB Khoa học & kỹ
hệ vi xử lý, Đỗ Xuân Tiến, NXB Khoa học & kỹ
thuật, 2001
thuật, 2001


Chương 1
Chương 1

1.1 Các hệ thống số
- Hệ thập phân
- Hệ nhị phân
- Hệ thập lục phân
1.2 Các hệ thống mã hoá
- ASCII
- BCD
1.3 Các linh kiện điện tử số cơ bản
- Các cổng logic: AND, OR, XOR,NOT
- Các bộ giải mã


1.1 Các hệ thống số
1.1 Các hệ thống số

Hệ đếm thập phân (Decimal)

Còn gọi là hệ đếm cơ số mười
(Vì có quá ít người có chín ngón tay hoặc mười một ngón chân?)

Dùng mười ký hiệu:
1,2,3,4,5,6,7,8,9,0

Ví dụ:1.1:
Ba nghìn Chín trăm Bảy mươi Tám
3978 = 3x10
3
+ 9x10
2

+ 7x10
1
+ 8x10
0
= 3000 + 900 + 70 + 8


1.1 Các hệ thống số
1.1 Các hệ thống số

Hệ đếm nhị phân (Binary)

Còn gọi là Hệ đếm cơ số hai

Sử dụng hai ký hiệu (bit): 0 và 1
(Các hệ thống điện tử số chỉ sử dụng hai mức điện áp?)

Kích cỡ, LSB, MSB của số nhị phân

Số nhị phân không dấu (Unsigned)

Số nhị phân có dấu (Số bù hai)


Số nhị phân
Số nhị phân

Mỗi ký hiệu 0 hoặc 1 được gọi là 1 Bit (Binary
Digit- Chữ số nhị phân)


Kích cỡ của một số nhị phân là số bit của nó

MSB (Most Significant Bit): Bit sát trái

LSB (Least Significant Bit): Bit sát phải

Ví dụ 1.1: 1010101010101010
là một số nhị phân 16-bit
MSB LSB


Số nhị phân không dấu
Số nhị phân không dấu

Chỉ biểu diễn được các giá trị không âm (>= 0)

Với n-bit có thể biểu diễn các giá trị từ 0 đến 2
n
–
1

Ví dụ 1.3: Giá trị V của số nhị phân không dấu
1101 được tính:
V(1101) = 1x2
3
+ 1x2
2
+ 0x2
1
+ 1x2

0


= 8 + 4 + 0 + 1 = 13
= 8 + 4 + 0 + 1 = 13


Số nhị phân không dấu
Số nhị phân không dấu

Tổng quát: Nếu số nhị phân N n-bit:
N = b
( n-1)
b
( n-2)
…. b
1
b
0
thì giá trị V của nó là:
V = b
(n -1)
x 2
(n-1)
+b
(n-2)
x2
(n-2)
+
… + b

1
x 2
1
+ b
0
x 2
0
Các số nhị phân không dấu 4-bit biểu diễn được các
giá trị từ ? đến ?


16 giá trị từ 0 đến 15
16 giá trị từ 0 đến 15
Nhị phân không dấu
Nhị phân không dấu
Giá trị thập phân
Giá trị thập phân
0000
0000
0
0
0001
0001
1
1
0010
0010
2
2
0011

0011
3
3
0100
0100
4
4
0101
0101
5
5
0110
0110
6
6
0111
0111
7
7
1000
1000
8
8
1001
1001
9
9
1010
1010
10

10
1011
1011
11
11
1100
1100
12
12
1101
1101
13
13
1110
1110
14
14
1111
1111
15
15


Số nhị phân không dấu
Số nhị phân không dấu

Dải giá tri của các số không dấu 8-bit là [0,255]
(unsigned char trong C)

Dải giá tri của các số không dấu 16-bit là

[0,65535] (unsigned int trong C)


Chuyển đổi thập phân sang nhị phân
Chuyển đổi thập phân sang nhị phân

Ví dụ 1.4
Chuyển 25 sang nhị phân không dấu. Dùng phương pháp
chia 2 liên tiếp
Chia 2 Thương số Dư số

25/2 = 12 1 LSB

12/2 = 6 0

6/2 = 3 0

3/2 = 1 1

1/2 = 0 1 MSB
Kết quả là: 11001


Số nhị phân có dấu
Số nhị phân có dấu

Biểu diễn được cả các giá trị âm

Còn gọi là Số bù hai


Với n-bit có thể biểu diễn các giá trị từ – 2
(n-1)

đến 2
(n-1)
– 1

Ví dụ 1.3: Giá trị V của số nhị phân có dấu 1101
được tính:
V(1101) = – 1x2
3
+ 1x2
2
+ 0x2
1
+ 1x2
0


= – 8 + 4 + 0 + 1 = – 3
= – 8 + 4 + 0 + 1 = – 3


Số nhị phân có dấu
Số nhị phân có dấu

Tổng quát: Nếu số nhị phân N n-bit:
N = b
( n-1)
b

( n-2)
…. b
1
b
0
thì giá trị V của nó là:
V = –b
(n -1)
x 2
(n-1)
+b
(n-2)
x2
(n-2)
+
… + b
1
x 2
1
+ b
0
x 2
0
Các số nhị phân có dấu 4-bit biểu diễn được các giá
trị từ ? đến ?


16 giá trị từ - 8 đến 7
16 giá trị từ - 8 đến 7
Nhị phân có dấu

Nhị phân có dấu
Giá trị thập phân
Giá trị thập phân
0000
0000
0
0
0001
0001
1
1
0010
0010
2
2
0011
0011
3
3
0100
0100
4
4
0101
0101
5
5
0110
0110
6

6
0111
0111
7
7
1000
1000
- 8
- 8
1001
1001
-7
-7
1010
1010
-6
-6
1011
1011
-5
-5
1100
1100
-4
-4
1101
1101
-3
-3
1110

1110
-2
-2
1111
1111
-1
-1


Số nhị phân có dấu
Số nhị phân có dấu

Dải giá tri của các số có dấu 8-bit là [-128,+127]
(char trong C)

Dải giá tri của các số có dấu 16-bit là [-
32768,+32767] (int trong C)


Tìm đối số (Lấy bù 2)
Tìm đối số (Lấy bù 2)

Tổng của một số với đối số của nó bằng 0

Ví dụ 1.5
Đối số của số nhị phân có dấu 10011101?
10011101 Số có dấu (-99)

01100010 Lấy bù 1


+ 1 Cộng 1

01100011 Kết quả (+99)


Chuyển số thập phân sang nhị phân có dấu
Chuyển số thập phân sang nhị phân có dấu

Vơí số dương:Giống như chuyển thập phân sang
nhị phân không dấu rồi thêm bit 0 vào sát bên
trái

Ví dụ: Chuyển 25 sang nhị phân có dấu:
Kết quả: 011011

Với số âm: Chuyển đối số sang nhị phân có dấu
rồi lấy bù 2


Chuyển số thập phân sang nhị phân có dấu
Chuyển số thập phân sang nhị phân có dấu
V
V
í dụ 1.6 Chuyển – 26 sang nhị phân
í dụ 1.6 Chuyển – 26 sang nhị phân
1.
1.
chuyển đối số
chuyển đối số
:

:
+26
+26
= 11010
= 11010
2.
2.
Đưa 0 vào sát trái
Đưa 0 vào sát trái
:
:
011010
011010
3. B
3. B
ù 1
ù 1
:
:
100101
100101
4. C
4. C
ộng
ộng
1:
1:
+ 1
+ 1

-26 =
-26 =


100110
100110




Số thập lục phân
Số thập lục phân

Quen gọi là số Hexa (Hexadecimal)

Còn gọi là hệ đếm cơ số mười sáu

Sử dụng 16 ký hiệu để biểu diễn:
0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,A,B,C,D,E,F

Mỗi ký hiệu tương ứng với 4-bit

Mục đích: Biểu diễn số nhị phân ở dạng ngắn gọn
11110000 = F0

10101010 = AA
01010101 = 55

Nhị phân Thập lục phân


Mỗi ký hiệu tương ứng với 4-bit
Mỗi ký hiệu tương ứng với 4-bit
Hexa
Hexa
Binary
Binary
Hexa
Hexa
Binary
Binary
0
0
0000
0000
8
8
1000
1000
1
1
0001
0001
9
9
1001
1001
2

2
0010
0010
A
A
1010
1010
3
3
0011
0011
B
B
1011
1011
4
4
0100
0100
C
C
1100
1100
5
5
0101
0101
D
D
1101

1101
6
6
0110
0110
E
E
1110
1110
7
7
0111
0111
F
F
1111
1111


Chuyển đổi Hexa & nhị phân
Chuyển đổi Hexa & nhị phân

Ví dụ 1.7
Chuyển số hexa 2F8 và ABBA sang nhị phân
Thay thế mỗi ký hiệu hexa bằng 4-bit
tương ứng với nó
2 F 8
0010 1111 1000
A B B A
1010 1011 1011 1010


Kết quả 2F8h = 001011111000b
ABBAh = 1010101110111010b


Chuyển đổi Hexa & nhị phân
Chuyển đổi Hexa & nhị phân

Ví dụ 1.8
Chuyển số nhị phân 1100101011111110 sang
hexa
- Trước hết theo hướng từ LSB về MSB chia số nhị
phân đó thành các nhóm 4-bit
- Sau đó thay thế mỗi nhóm 4-bit bằng ký hiệu
hexa tương ứng với nó

1100 1010 1111 1110
C A F E


Kết quả: 1100101011111110b = CAFEh


1.2 Các hệ thống mã hoá
1.2 Các hệ thống mã hoá

ASCII: American Standard Code for
Information Interchange.

Dùng để biểu diễn các ký tự (characters):

Gồm ký tự hiển thị được và ký tự điều khiển

Mỗi ký tự được biểu diễn bằng 8-bit gọi là
mã ASCII của ký tự đó
•
Các chữ cái in và thường:
Các chữ cái in và thường:
A Z
A Z
và
và
a z
a z
•
Các chữ số thập phân:
Các chữ số thập phân:
0,1,…,9
0,1,…,9
•
Các dấu chấm câu:
Các dấu chấm câu:
; , . :
; , . :


vân vân
vân vân
•
Các ký tự đặc biệt:
Các ký tự đặc biệt:

$ & @ / {
$ & @ / {


vân vân
vân vân
•
Các ký tự điều khiển:
Các ký tự điều khiển:
carriage return (CR) ,
carriage return (CR) ,
line feed (LF), beep,
line feed (LF), beep,


vân vân
vân vân


Mã ASCII
Mã ASCII

Với bảng mã được sắp xếp theo trật tự tăng dần
của mã ASCII:

•
Các chữ số thập phân: 0,1,…,9 nằm liên tiếp nhau, chữ
Các chữ số thập phân: 0,1,…,9 nằm liên tiếp nhau, chữ
số 0 có mã ASCII là 30h
số 0 có mã ASCII là 30h

•
Các chữ cái in:A Z nằm liên tiếp nhau, chữ A có mã
Các chữ cái in:A Z nằm liên tiếp nhau, chữ A có mã
ASCII là 41h
ASCII là 41h
•
Các chữ cái thường: a z nằm liên tiếp nhau, chữ a có
Các chữ cái thường: a z nằm liên tiếp nhau, chữ a có
mã ASCII là 61h
mã ASCII là 61h
•
Mã ASCII của chữ in và chữ thường tương ứng chỉ khác
Mã ASCII của chữ in và chữ thường tương ứng chỉ khác
nhau ở bit 5
nhau ở bit 5
A: 01
A: 01
0
0
00001
00001
B: 01
B: 01
0
0
00010
00010
Z: 01
Z: 01
0

0
11010
11010
a: 01
a: 01
1
1
00001
00001
b: 01
b: 01
1
1
00010
00010
z: 01
z: 01
1
1
11010
11010
•
32 ký tự điều khiển được xếp đầu bảng mã (00h đến
32 ký tự điều khiển được xếp đầu bảng mã (00h đến
1Fh)
1Fh)

Bảng mã ASCII
Bảng mã ASCII


Bảng mã ASCII
Bảng mã ASCII