Tài liệu đồ án vi mạch hệ vi xử lý 8085A, chương 1 docx

Chương 1: Giới thiệu về Hệ vi xử lý
I. Sơ lược về Hệ thống Vi xử lý:
Hệ thống Vi xử lý bao gồm: bộ xử lý trung tâm (CPU:
Central Processing Unit), bộ nhớ và bộ giao tiếp thiết bò ngoại
vi. Các khối này liên lạc với nhau thông qua các bus đòa chỉ, bus
dữ liệu và bus điều khiển.
Sơ đồ khối của một hệ Vi xử lý
Chức năng của từng khối:
Bộ xử lý trung tâm
CPU
Bộ nhớ
(Memory)
ROM-RAM
Bộ giao tiếp
vào ra
(I/O)
Các thiết bò
vào ra
Bus đòa chỉ
Bus điều khiển
Bus dữ liệu
1. Khối xử lý trung tâm (CPU:Central Processing Unit):
Là khối quan trọng nhất và được xem là bộ não của cả hệ
thống. Các hệ Vi xử lý, các máy tính sử dụng các bộ Vi xử lý
làm đơn vò trung tâm xử lý dữ liệu (CPU). CPU điều khiển tất cả
các linh kiện còn lại trong hệ thống thông qua mã lệnh. CPU có
rất nhiều chức năng như thực hiện giao tiếp với bên ngoài, thực
hiện các phép toán số học-logic, vận chuyển số liệu, xuất kết
quả, điều khiển giao tiếp với các thiết bò khác.
2. Bộ nhớ (Memory):
Có vai trò quan trọng trong một hệ vi xử lý, là nơi lưu trữ

chương trình điều khiển, các dữ liệu, kết quả trung gian trong
qúa trình tính toán, xử lý. Được chia thành hai loại:
- ROM (Read Only Memory): chứa chương trình điều khiển
của hệ thống, các dữ liệu nạp trong ROM không bò xóa đi khi hệ
Vi xử lý hoạt động và không bò mất đi khi hệ thống bò mất
nguồn điện cung cấp.
- RAM (Random Access Memory): khi hệ Vi xử lý hoạt
động thì chương trình hệ thống sẽ thiết lập trong RAM những
vùng nhớ cần thiết cho hoạt động của hệ thống để chứa một
phần chương trình ứng dụng và các kết quả của chương trình.
3. Khối giao tiếp vào-ra (I/O Interface):
Đây là chiếc cầu nối giữa CPU với thế giới bên ngoài. Một
hệ thống Vi xử lý muốn đưa dữ liệu ra để điều khiển các thiết bò
bên ngoài hoặc muốn nhận các dữ liệu từ bên ngoài vào để xử
lý thì phải thông qua bộ giao tiếp vào ra. Các bộ giao tiếp còn
được gọi là các bộ xử lý ngoại vi (PPU: Peripheral Processing
Unit).
4. Hệ thống Bus:
Hệ thống các Bus (nhóm nhiều dây hay tín hiệu có cùng
chức năng liên lạc) đảm bảo cho sự liên lạc được thông suốt
giữa CPU, các bộ nhớ và bộ giao tiếp ngoại vi.
Có ba loại bus:
- Bus đòa chỉ (address bus): dùng để xác đònh vò trí, dò tìm
thông tin trên bộ nhớ, bộ giao tiếp ngoại vi, chỉ có một chiều là
truyền từ CPU ra.
- Bus dữ liệu (data bus): được nối song song từ CPU ra các
bộ nhớ và bộ giao tiếp ngoại vi. Bus này là hai chiều nhưng tại
một thời điểm chỉ là thu hoặc phát thông tin.
- Bus điều khiển (control bus): là bus chỉ đònh cho nhiều
động tác khác nhau. CPU dùng để điều khiển trạng thái các linh

kiện bên ngoài. Mỗi đường trong Control bus chỉ là hoặc ra hoặc
vào đối với CPU.
II. Giới thiệu về Vi xử lý:
Vi xử lý là một vi mạch điện tử có mật độ tích hợp cao,
trong đó bao gồm các vi mạch số có khả năng nhận, xử lý và
xuất dữ liệu. Vi xử lý có chức năng hoạt động như là một đơn vò
xử lý trung tâm (CPU - Central Processing Unit) trong máy tính
số. Hoạt động chính của Vi xử lý là xử lý dữ liệu, quá trình này
được điều khiển theo một chương trình gồm tập hợp các lệnh từ
bên ngoài mà người sử dụng có thể thay đổi tùy theo yêu cầu
của công việc. Một Vi xử lý có khả năng hiểu và thực hiện rất
nhiều yêu cầu điều khiển khác nhau một cách chính xác trong
thời gian rất ngắn. Vi xử lý phải nằm trong một Hệ thống Vi xử
lý thì nó mới phát huy được tác dụng, có nghóa là Vi xử lý phải
được kết nối với các mạch điện bên ngoài và các thiết bò giao
tiếp khác.
Chức năng chính của Vi xử lý là xử lý dữ liệu. Để thực
hiện được công việc này, Vi xử lý phải có các mạch logic cho
việc xử lý, điều khiển dữ liệu và các mạch logic điều khiển
khác. Các mạch logic sẽ chuyển dữ liệu từ nơi này đến nơi khác
và thực hiện các phép toán trên dữ liệu còn mạch điều khiển sẽ
quyết đònh mạch điện nào cho việc xử lý dữ liệu. Các công việc
mà Vi xử lý thực hiện được điều khiển bằng một hay nhiều
lệnh. Tập hợp các lệnh để thực hiện xong một yêu cầu đặt ra
được gọi là một chương trình.
Quá trình thực hiện một lệnh của Vi xử lý là đầu tiên Vi xử
lý sẽ đón lệnh từ bộ nhớ, sau đó các mạch logic điều khiển sẽ
giải mã lệnh nhằm xác đònh xem lệnh này yêu cầu Vi xử lý thực
hiện công việc gì, cuối cùng Vi xử lý sẽ thực hiện đúng công
việc của các lệnh đã yêu cầu.

III. Cấu trúc và hoạt động của Vi xử lý:
1. Cấu trúc cơ bản của một Vi xử lý:
Một Vi xử lý về cơ bản gồm có ba khối chức năng: Đơn vò
thực thi, bộ điều khiển tuần tự và bus giao tiếp.
Data Register
Address Register
ALU
Instruction Decoder
Program Counter
Control Logic
Sơ đồ khối cấu trúc cơ bản của một Vi xử lý.