Tài liệu Thiết kế mạch quang báo kết hợp KIT VXL và máy tính, chương 2 pdf

Chương 2: Bộ xử lý logic và số học ALU
Các lệnh logic và số học 8 bit của Z80 được thực hiện
trong ALU, ALU trao đổi với thanh ghi qua Bus dữ liệu bên
trong. Các loại hàm mà ALU thực hiện bao gồm:
ADD: lệnh cộng.
SUBTRACT: lệnh trừ.
LOGICAL AND: Lệnh AND thực hiện phép AND.
LOGICAL OR: Lệnh OR thực hiện phép logic OR.
LOGICAL EXCLUSIVE OR ( Lệnh XOR): thực hiện phép
logic XOR.
COMPARE: Phép so sánh.
LEFT OR RIGHT SHIFTS OR ROTATOR: Lệnh quay
vòng và dòch.
INCREMENT: Lệnh tăng 1.
DECREMENT: Lệnh giảm 1.
SET BIT: Lệnh thiết lập bit trạng thái.
RESET BIT: Lệnh đặt lại bit trạng thái.
TEST BIT: Lệnh kiểm tra bit.
I.4.4. Sơ đồ chân CPU Z80.
Hình 1.2: Sơ đồ chân và sơ đồ logic CPU-Z80
I.5. Bộ nhớ bán dẫn.
I.5.1.Bộ nhớ - Các bộ nhớ thông dụng.
Bộ nhớ là nơi lưu trữ dữ liệu để microprocessor xử lý.Các
bộ nhớ của Microprocessor là các IC, các IC nhớ này có thể
đọc dữ liệu ra, ghi dữ liệu vào hoặc chỉ đọc dữ liệu ra.
I.5.2.Hoạt động tổng quát của một bộ nhớ.
 Nhận đòa chỉ để lựa chọn đúng ô nhớ cần truy xuất.
 Nhận tín hiệu điều khiển để thực hiện việc truy xuất có
nghóa là nhận dữ liệu vào hay gởi dữ liệu ra.
 Nhận dữ liệu để lưu trữ vào ô nhớ khi thực hiện chức
năng ghi.

 Gởi dữ liệu ra khi thực hiện chức năng đọc.
 Kiểm tra tín hiệu cho phép để biết bộ nhớ này có được
phép truy xuất hay không.
I.5.3.Phân loại bộ nhớ.
Thông thường bộ nhớ có thể được phân thành hai loại
tổng quát là:
* ROM(read only memory): bộ nhớ chỉ đọc
* RAM(random access memory): bộ nhớ truy suất ngẫu
nhiên
a>ROM.
Đây là loại bộ nhớ không thay đổi thì các dữ liệu được lưu
trữ trong ROM không bò mất đi hay hư hỏng khi bò mất nguồn
điện. ROM cũng có nhiều dạng khác nhau người ta phân chúng
thành 3 loại tiêu biểu :
+ MASKABLE ROM (ROM mặt nạ): Đây là loại ROM do
nhà sản xuất nạp sẳn chương trình, khi đã nạp chương trình thì
các bit trong ROM này không thay đổi được nữa.
+ PROGRAMMABLE ROM (PROM): Loại ROM này
người sử dụng có thể nạp chương trình bằng một thiết bò gọi là
thiết bò đốt PROM. Khi đã nạp chương trình thì các bit dữ liệu
trong PROM không thể thay đổi được.
+ ERASABLE PROGRAMMABLE ROM (EPROM): Đây
là loại ROM mà người sử dụng có thể nạp chương trình và các
chương trình đó có thể xoá hay thay đổi được bằng một thiết bò
chuyên dùng.
b> RAM (RANDOM ACCESS MEMORY).
RAM là bộ nhớ truy xuất ngẫu nhiên có nghóa là bất kỳ ô
nhớ nào cũng dễ dàng truy xuất như những ô nhớ khác.
RAM được dùng trong máy vi tính để lưu trữ tạm thời
chương trình và dữ liệu, nội dung các ô nhớ trong RAM thay đổi

liên tục khi Microprocessor thực hiện chương trình. Điều này đòi
hỏi chu kỳ đọc, ghi phải nhanh để RAM không làm giảm tốc độ
hoạt động của hệ thống.
Khuyết điểm của RAM là dữ liệu lưu trữ trong RAM sẽ
mất đi khi máy tính mất điện, điều này có thể được cải thiện
bằng cách dùng nguồn pin.
Bộ nhớ RAM được chia làm hai loại SRAM và DRAM.
+ STATIC RAM(SRAM): Đây là loại RAM lưu trữ dữ liệu
mãi mãi nếu nguồn nuôi không bò mất đi. SRAM thực chất là
hàng flip flop, trong đó mỗi flip flop là một phần tử nhớ đại diện
cho 1 bit.
+ DYNAMIC RAM (DRAM) : Đây là loại RAM luôn được
làm tươi. Cấu trúc cơ sở của 1 tế bào nhớ của DRAM là một tụ
điện giữa cực chắn và cực nền của một Transistor. Dưới tác
dụng của dòng rỉ, điện thế trong tụ bò giảm dần vì vậy phải luôn
nạp điện cho mỗi tụ với chu kỳ nạp là 2ns. Việc nạp điện cho tụ
như vậy gọi là quá trình làm tươi DRAM. Quá trình làm tươi
DRAM bao gồm việc đọc dữ liệu ra khỏi ô nhớ rồi viết trở lại.
Trong thời gian làm tươi thì không được truy xuất ô nhớ nào đó.
c> Sơ đồ chân và sơ đồ logic EPROM 2764
Hình 1.3: Sơ đồ chân và sơ đồ logic EPROM 2764
Bảng trạng thái làm việc của EPROM 2764.
MODE CE\ OE
\
PGM
\
V
PP
V
CC

OUTPU
T
Read V
IL
V
IL
V
IH
V
C
C
V
CC
D
OUT
Stand by V
IH
X X V
C
C
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
Program
Inhibit
V
IH
X X V
PP
V
CC
High Z
I.5.4. Khảo sát họ SRAM.
a> Cấu trúc của SRAM.
SRAM được chế tạo theo kỹ thuật MOST. Dữ liệu trong
SRAM sẽ tồn tại nếu không ngắt nguồn nuôi RAM. Dung lượng

SRAM cũng phụ thuộc vào số đường đòa chỉ.
Tương tự như bộ nhớ ROM, bộ nhớ RAM cũng có một số
thanh ghi, mỗi thanh ghi lưu trữ một từ dữ liệu duy nhất và có
một đòa chỉ duy nhất.
Hình 1.4: Cấu trúc bên trong của RAM
b> Sơ đồ chân và sơ đồ logic SRAM 6264
Hình 1.5: Sơ đồ chân và sơ đồ logic RAM 6264
Bảng sau cho ta các chế độ hoạt động, căn bản của RAM
6264 phụ thuộc vào trạng thái của các chân điều khiển.
MODE WR\ CS\ CS OE\ OUTPU
T
Not Select X H X X High Z
Not Select X X L X High Z
Output
Disable
H L H H High Z
Read H L H L Dout
Write L L H H Din
I.6.Khảo sát các ic ngoại vi và ứng dụng.
I.6.1.Khảo sát khảo sát vi mạch giao tiếp 8255A.