Giáo trình phân tích quy trình ứng dụng điều chế thiết bị bán dẫn chứa các mạch logic điện tử p2

.

12

LUÂÄN VĂN TỐT NGHIỆP

Toàn bộ các tín hiệu của 8085 có thể đïc phân thành 6 nhóm:
(1) Tuyến đòa 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

1
X1

2
X2

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

8085

and
Externally
Initiated
Signals

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

Hình 3: các nhóm hoạt động của 8085

I.1.1.2.

Cấu trúc bên trong 8085:

8085ù bao gồm đơn vò logic và số học ALU (Arithmetic and Logic Unit),
đơn vò đònh 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).

. LUÂÄN VĂN TỐT NGHIỆP

INTA
INTR

13

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)

Re
g.
Sel
ect

Multiplexer
(8)
(8)
W
Z

Temp. Reg.
Temp. Reg.
(8)
(8)
B
C
Reg.
Reg.
(8)
(8)
D
E
Reg.
Reg.
(8)
(8)
H
L
Reg.
Reg.
Stack Pointer

Register
Array

(16)

Program Counter

(16)

Incrementer / Decrementer
Address Lactch
(16)

Power Supply
+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

Data Address Buffer

(8)

AD7 - AD0
Address Data Bus

Hình 4: Sơ đồ khối chức năng của 8085
I.1.2. Cấu trúc phần mềm:
Tập lệnh của 8085
Một lệnh (Instruction) là một mẫu nhò phân (binary pattern) được thiết kế bên
trong vi xử lý để thực hiện một chức năng cụ thể (Instruction set), xác đònh 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


.
14

LUÂÄN VĂN TỐT NGHIỆP

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 đòa chỉ) 16 bit.
I.2. IC NGOẠI VI 8255:
I.2.1. Cấu trúc:
I.2.1.1. Phần cứng:
8255 là một thiết bò 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 bò 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

PC0

14

27

D7

PC1

15

26

Vcc

PC2

16

25

PB7

PC3

17

24

PB6

PB0

18

23

PB5

PB1

19

22

PB4

PB2

20

21

PB3

Group
A
Control

Bidirectional
Data Bus
Data
Bus
Buffer
D7-D0

RD
WR
A1
A0

Read
Write
Control
Logic

Group
A
Control

Group
A
Port
A
(8)

I/O
PA7-PA0

Group
A
Port C
Upper
(4)

I/O
PA7-PA0

Group
A
Port C
Lower
(4)

I/O

PA7-PA0

Group
B
Port
B
(8)

I/O
PA7-PA0

RESET

CS

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


.

LUÂÄN VĂN TỐT NGHIỆP

Tên các chân

15

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 bò 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 điều
khiển. Khi A0 và A1 ở mức logic 1, như đã đề cập ở trên. Thanh ghi này không thể bò
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
đònh 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 và B.


. LUÂÄN VĂN TỐT NGHIỆP

D7

D6

D5

D4

D3

16

D2

D1

GROUP B

D0

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 đònh 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 đònh được đòa chỉ các cổng A, B và C và của thanh ghi điều khiển theo
logic chọn chip (CS) và các đường đòa 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:
Để A, C là cổng nhập (8 bít), B là cổng xuất(8bít), và chọn ngoại vi có đòa chỉ
từ 00 – 03 thì phải làm như sau:

.

17

LUÂÄN VĂN TỐT NGHIỆP

Gởi từ điều khiển 99hex vào thanh ghi điều khiển.
Xuất từ điều khiển ra thanh ghi điều khiển có đòa 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 thò đa hợp. Bất lợi của phương pháp dùng phần mềm là vi xử lí bò bận trong lúc
kiểm tra và làm tươi hiển thò. 8279 sẽ thay thế vi xử lí đảm trách hai nhiệm vụ này.
8279 (Hình ) là một thiết bò dạng DIP _ 40, có hai phần chính : bàn phím và
hiển thò. 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 thò có thể cung cấp một hiển thò 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 thò. Phần
hiển thò 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 của 8279
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


.
18

LUÂÄN VĂN TỐT NGHIỆP

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 thò 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 đòa
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.

 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 thò.


.

19

LUÂÄN VĂN TỐT NGHIỆP

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 thò.

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

CTRL/STB

1

input Mode: trong chế độ
quét phím, mức logic của
từng ngõ vào này sẽ được
lưu trữ với vò trí của phím
để tạo ra 1 giá trò của

phím được nhấn.

OUT A0 – A3

4

Đêy là 2 portngõ ra của

OUT B0 – B3

4

thanh ghi hiển thò 16 x 4
bit. Dữ liệu từ những thanh
ghi này sẽ được đưa ra
đồng bộ kết hợp với các


. LUÂÄN VĂN TỐT NGHIỆP

20
đường quét scan lines để
đa hợp thành số hiển thò.
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 thò trong quá
trình chuyển đổi giữa các
số hay khi gặp lệnh xóa
hiển thò.

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

CL RESE

DB0-

RD WR CS A0

Data
Buffer

I/O Control

IR
FIFO/Sensor
RAM
Status

Internal Data Bus (8)

Display
Address
Registers

16 x 8
Display
RAM

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

SL0-

SHIF
RL0-RL7

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 đòa 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.


.
21

LUÂÄN VĂN TỐT NGHIỆP

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 thò 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.

 Đặt mốt hiển thò / bàn phím

MSB
Mã

0

LSB
0

0

D

D

K

K

K

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

0

0

Hiển thò 8 kí tự 8 bit

_

ghi trái

0

1

Hiển thò 16 kí tự 8 bit

_

ghi trái

1

0

Hiển thò 8 kí tự 8 bit

_

ghi phải

1

1

Hiển thò 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 thò có lập mã

1 1 0

Ngõ vào Strob, quét hiển thò có giải mã

Trong suốt thời gian RAM hiển thò đang bò xoá ( 160 S), 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 thò trở nên khả dụng trở lại, bit này tự động được đặt lại.


.

22

LUÂÄN VĂN TỐT NGHIỆP

 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 thò / bàn phím
+ Lập trình xung đồng hồ
+ Xoá RAM hiển thò, 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 đòa chỉ cũng không kém phần quan trọng.
Bảng : Bảng đồ đòa 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

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 đòa chỉ
bộ nhớ
0000H
1FFFH
2000H
3FFFH
4000H
5FFFH
6000H
7FFFH
8000H
9FFFH
A000H
BFFFH