Tài liệu Giao tiếp giữa KIT vi xử lý 8085 và máy tính Nguồn, chương 4 doc

Chương 4: BỘ NHỚ
1. KHÁI NIỆM:
Bộ nhớ là các vi mạch được tích hợp với mật độ cao. Bộ
nhớ chính là nơi lưu trữ các chương trình cho vi xử lý cũng như
lưu trữ các kết quả khi xử lý, vì vậy mọi hệ thống điều khiển tự
động dùng vi xử lý đều phải dùng tới bộ nhớ.
2. HOẠT ĐỘNG TỔNG QUÁT CỦA MỘT BỘ NHỚ:
Quá trình hoạt động truy xuất dữ liệu của bộ nhớ đều
thông qua các bước sau:
- Nhận đòa chỉ để chọn đúng ô n`ớ cần truy xuất.
- Nhận tín hiệu điều khiển, tín hiệu này sẽ cho phép
đọc hay ghi dữ liệu từ bộ nhớ.
- Nhận dữ liệu vào ô nhớ khi thực hiện chức năng ghi
hoặc gởi dữ liệu ra khi thực hiện chức năng đọc.
Hình 1.6 : Sơ đồ mô tả các đường tín hiệu của
bộ nhớ.
Các đường điều khiển bao gồm ngõ vào Memory Enable
và ngõ vào Read\Write.
Ngõ vào Memory Enable dùng để cho phép bộ nhớ hoạt
BỘ NHỚ
Các đường dữ
liệu vào\ra
Các đường
điều khiển
Các đường
đòa chỉ vào
động.
Ngõ vào Read \ Write dùng để xác đònh chế độ hoạt động
của bộ nhớ: đọc dữ liệu ra hay ghi dữ liệu vào.
Các đường đòa chỉ vào xác đònh đúng đòa chỉ ổ nhớ cần truy
xuất.

Các đường dữ liệu dùng để truyền dữ liệu hai chiều.
3. PHÂN LOẠI BỘ NHỚ:
Bộ nhớ được phân thành 2 loại, mỗi loại có cơ chế hoạt
động khác nhau nhưng cùng có chung chức năng chính là lưu trữ
dữ liệu.
- Bộ nhớ chỉ đọc (ROM – Read Only Memory): trong lúc
hoạt động bình thường, dữ liệu chỉ có thể đọc ra chứ không có
thể ghi vào.
- Bộ nhớ truy xuất ngẫu nhiên (RAM – Random Access
Memory): bất kỳ ô nhớ nào cũng dễ dàng truy xuất như những ô
nhớ khác tức là dữ liệu có thể dễ dàng ghi vào cũng như đọc ra.
a. Bộ nhớ ROM:
ROM là bộ nhớ được thiết kế cho các ứng dụng cần tỷ lệ đọc
dữ liệu cao. ROM lưu trữ dữ liệu cố đònh và trong khi hoạt động
bình thường chỉ dùng để đọc dữ liệu ra chứ không thể ghi dữ liệu
vào ROM.
Có nhiều loại ROM khác nhau, dưới đây là một số loại ROM
thường gặp :
- PROM (Programmable ROM): loại ROM này chỉ có thể
lập trình được một lần, sau đó không thể xóa hay nạp lại để thay
đổi dữ liệu.
-
EPROM (Erasable Programmable ROM): với loại ROM
này, dữ liệu có thể xóa đi để nạp dữ liệu mới được. Tuy nhiên,
khi cần thay đổi giá trò của một ô nhớ thì không thể chỉ xóa dữ
liệu của ô nhớ đó mà phải xóa hết rồi nạp lại toàn bộ dữ liệu.
Để xóa dữ liệu của EPROM phải dùng ánh sáng cực tím.
Còn để nạp dữ liệu cho ROM phải dùng mạch nạp cho ROM.
Họ EPROM có mã số 27xxx.
- EEPROM (Electrically Erasable Programmable ROM):

đây là loại ROM cải tiến từ EPROM. Với loại EEPROM này có
thể xóa và nạp các ô n`ớ một cách độc lập, không cần xóa đi
toàn bộ các ô nhớ chứa chương trình như của EPROM. Họ
EEPROM có mã số 28xxx.
Trong thực tế, với các hệ thống điều khiển dùng vi xủ lý,
người ta thường sử dụng EPROM vì nó có thể cho phép người sử
dụng nạp và xóa chương trình nhiều lần, đồng thời tính kinh tế
cao (rẻ và dễ kiếm hơn EEPROM nhiều lần). Chính vì vậy, trong
đề tài này, nhóm đã sử dụng EPROM để làm bộ nhớ cho hệ thống
điều khiển của mình.
EPROM có nhiều loại với các dung lượng khác nhau. Sau
đây là bảng liệt kê các loại EPROM.
Bảng liệt kê các loại EPROM:
Tên
EPROM
Dung
lượng
Ngõ ra Thời gian truy
xuất
2707 1 Kbytes 3 trạng
thái
150 ns
2716 2 Kbytes 3 trạng
thái
150 ns
2732 4 Kbytes 3 trạng
thái
250 ns
2764 8 Kbytes 3 trạng
thái

450 ns
27128 16
Kbytes
3 trạng
thái
450 ns
27256 32
Kbytes
3 trạng
thái
450 ns
27512 64
Kbytes
3 trạng
thái
450 ns
Trong đề tài nầy, ở đây chỉ trình bày sơ đồ c`ân, sơ đồ logic
cùng bảng trạng thái của vi mạch 2764:
Hình 1.7 : Sơ đồ chân và sơ đồ logic của vi mạch
2764
Bảng trạng thái của vi mạch 2764:
Mode CE\ OE\ PGM
\
V
PP
V
CC
Output
Read V
IL

V
IL
V
IH
V
CC
V
CC
D
out
Stand by V
IH
x x V
CC
V
CC
High Z
Program V
IL
x V
IL
V
PP
V
CC
D
in
Program
verify
V

IL
V
IL
V
IH
V
PP
V
CC
D
out
A
0
A
1
A
11
A
12
CE
\
OE
\
PGM
\
V
pp
D
0
D

7
2764
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
28
27
26
25
24
23
22
21
20
19
18
17
16
15

V
pp
A
12
A
7
A
6
A
5
A
4
A
3
A
2
A
1
A
0
D
0
D
1
D
2
GND
V
cc
PGM

\
NC
A
8
A
9
A
11
OE
\
A
10
CE
\
D
7
D
6
D
5
D
4
D
3
2764
Program
Inhibit
V
IH
x x V

PP
V
CC
High Z
b. Bộ nhớ RAM:
Bộ nhớ RAM là bộ nhớ thay đổi, bất kỳ ô nhớ nào cũng có
thể truy xuất dễ dàng và thời gian truy xuất của các ô nhớ là như
nhau. Khác với bộ nhớ ROM, dữ liệu trong RAM sẽ mất đi khi
nguồn điện cung cấp bò mất. Tuy vậy người ta khắc phục điều này
bằng cách sử dụng nguồn pin để “nuôi” RAM.
RAM thường được dùng trong các hệ thống điều khiển tự
động để lưu trữ dữ liệu tạm thời chương trình hay các dữ liệu.
Do nội dung dữ liệu trong RAM thường thay đổi liên tục trong
quá trình hoạt động nên yêu cầu chu kỳ đọc và ghi của RAM
phải nhanh để không làm ảnh hưởng đến tốc độ của cả hệ
thống.
Cũng như bộ nhớ ROM, bộ nhớ RAM cũng dùng thanh ghi
để lưu trữ dữ liệu, mỗi thanh ghi lưu trữ một dữ liệu và chỉ tương
ứng với một đòa chỉ duy nhất. Khác với bộ nhớ ROM, bộ nhớ
RAM còn có đường điều khiển cho phép ghi hoặc đọc dữ liệu :
R\W.
Bộ nhớ RAM được chia làm hai loại: SRAM và DRAM.
-
SRAM (Static RAM) còn gọi là RAM tónh. Đây là loại
RAM lưu trữ dữ liệu cho đến khi nào nguồn nuôi không còn.
SRAM thực chất là những Flip – Flop (FF), trong đó mỗi FF là
một phần tử nhớ đại diện cho một bit.
-
DRAM (Dynamic RAM) còn gọi là RAM động. Đây là
loại RAM phải luôn được làm “tươi” tức là phải nạp lại dữ liệu

cho RAM trong một khoảng thời gian nhất đònh, nếu không
RAM sẽ bò mất dữ liệu. Trong khi làm tươi RAM, ô nhớ đó
không được phép truy xuất.
Trong đề tài này, nhóm chỉ sử dụng SRAM: 6264 nên ở
đây chỉ trình bày sơ đồ chân, sơ đồ logic và bảng trạng thái của
SRAM này.
Bảng trạng thái làm việc của vi mạch 6264:
Mode WR\ CS\ CS OE\ Outpu
t
Not select x H x X High
Z
Not select x x L X High
Z
Output H L H H High
A
0
A
1
A
11
A
12
CS
\
OE
\
WR
\
CS
D

0
D
7
6264
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
28
27
26
25
24
23
22
21
20
19
18
17

16
15
NC
A
12
A
7
A
6
A
5
A
4
A
3
A
2
A
1
A
0
D
0
D
1
D
2
GND
V
cc

WR
\
CS
A
8
A
9
A
11
OE
\
A
10
CS
\
D
7
D
6
D
5
D
4
D
3
6264
Hình 1.8 : Sơ đồ chân và sơ đồ logic của vi mạch 6264
Disable Z
Read H L H L D
out

Write L L H H D
in
KẾT NỐI BỘ NHỚ VỚI VI XỬ LÝ
Bộ nhớ có vai trò rất quan trọng trong hệ thống vi xử lý,
hoạt động của bộ nhớ gắn liền với hoạt động của vi xử lý, là nơi
lưu trữ dữ liệu để vi xử lý xử lý. do đó bộ nhớ luôn hiện diện
trong hệ thống vi xử lý và khi sử dụng phải tiến hành kết nối. Bộ
nhớ bao gồm cả ROM và RAM, chúng liên hệ với nhau và đợc kết
nối với vi xử lý thông qua các bus: bus dữ liệu, bus đòa chỉ, và
bus điều khiển. Sơ đồ kết nối được trình bày ở dạng khối sau:
Trong hệ thống có thể có một ROM một RAM hoặc số
lượng ROM và RAM nhiều hơn nữa, việc bộ nhớ được truy xuất
hoàn toàn phụ thuộc vào sự điều khiển của vi xử lý thông qua 1
IC giải mã 74LS138.
Hình 1.8 : Sơ đồ khối kết nối giữa bộ nhớ với vi xử lý
Trong hệ thống có thể có một ROM một RAM hoặc số
lượng ROM và RAM nhiều hơn nữa. Việc bộ nhớ được truy
xuất hoàn toàn phụ thuộc vào sự điều khiển của vi xử lý thông
Vi
xử
lý
Bộ nhớ
ROM
Bộ nhớ
RAM
Bus đòa chỉ
Bus dữ liệu
Bus điều khiển
qua 1 IC giải mã 74LS138.
Khi thiết kế vấn đề quan tâm đầu tiên đó là khả năng truy

xuất bộ nhớ của vi xử lý, kế đến là dung lượng của bộ nhớ cần
sử dụng. Trong thực tế, bộ nhớ có nhiều dung lượng khác nhau
(2K, 4K, 8K… ), nhằm phục vụ cho việc thiết kế đồ án này nhóm
thực hiện lựa chọn bộ nhớ có dung lượng 8Kbyte đó là vi mạch
nhớ 2764 và 6264.
V. VẤN ĐỀ GIẢI MÃ CHO BỘ NHỚ :
Với mỗi bộ nhớ (1EPROM hay 1 RAM) để vi xử lý có thể
truy xuất hết 8 Kbyte bộ nhớ thì phải tiến hành kết nối 13 đường
đòa chỉ A
12
A
11
A
10
A
9
A
8
A
7
A
6
A
5
A
4
A
3
A
2

A
1
A
0
của vi xử lý đến 13
đường đòa chỉ A
12
A
11
A
10
A
9
A
8
A
7
A
6
A
5
A
4
A
3
A
2
A
1
A

0
của bộ nhớ. do
đó tất cả 13 đường đòa chỉ của EPROM và RAM đều được nối
với 13 đường đòa chỉ của vi xử lý. để truyền được tín hiệu với
nhau thì các đường dữ liệu D
7
– D
0
của vi xử lý cũng phải được
kết nối với các đường dữ liệu D
7
– D
0
của từng bộ nhớ. Đường
tín hiệu điều khiển RD\ của vi xử lý được kết nối với ngõ vào
OE\ của EPROM và RAM.
Nếu chỉ như vậy thì khi vi xử lý gởi một đòa chỉ ra để truy
xuất thì các bộ nhớ đều nhận được đòa chỉ này và sẽ cùng gởi dữ
laệu ra hoặc cùng nhận dữ liệu vào. Như vậy dữ liệu mà vi xử lý
nhận được sẽ không biết của ô nhớ nào. Vấn đề được đặt ra là
bằng cách nào để vi xử lý truy xuất chính xác từng ô nhớ yêu
cầu. Công việc này được gii quyết bằng cách thiết kế thêm
phần giải mã đòa chỉ để cho phép hoặc không cho phép bộ nhớ
nào hoạt động.
Riêng đối với bộ nhớ RAM vì RAM là bộ nhớ đọc – ghi
nên phải nối thêm đường WR\ của vi xử lý tới đường WR\ của
RAM.
Sơ đồ mạch giải mã bộ nhớ:
Hình 1.10
: Sơ đồ mạch giải mã bộ nhớ

đến CE
\
của EPROM
đến CS
\
của RAM
A
13
A
14
A
15
A
B
C
O
0
\
O
1
\
O
2
\
O
3
\
O
4
\

O
5
\
O
6
\
O
7
\
E
3
E
1
\
E
2
\