Thiết kế và thi công máy thu phát ký tự 8 BIT
Tài liệu Thiết kế và thi công máy thu phát ký tự 8 BIT: ... Ebook Thiết kế và thi công máy thu phát ký tự 8 BIT
Tóm tắt tài liệu Thiết kế và thi công máy thu phát ký tự 8 BIT, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
PHAÀN A
GIÔÙI THIEÄU
ÑAÀU ÑEÀ LUAÄN VAÊN
THIEÁT KEÁ VAØ THI COÂNG
MAÙY THU PHAÙT KYÙ TÖÏ 8 BIT
Giaùo Vieân Höôùng Daãn : NGUYEÃN THANH BÌNH
Sinh Vieân thöïc Hieän : MAI ÑAÊNG KHOA
Lôùp : 95KÑÑ
TP.HCM Thaùng 2 naêm 2000
Boä Giaùo Duïc Vaø Ñaøo Taïo Coäng Hoøa Xaõ Hoäi Chuû Nghóa Vieät Nam
Tröôøng Ñaïi Hoïc Sö Phaïm Kyõ Thuaät Ñoäc Laäp – Töï Do – Haïnh Phuùc
Khoa Ñieän – Boä Moân Ñieän Töû
------------------------------ ------------------J-----------------
NHIEÄM VUÏ LUAÄN VAÊN TOÁT NGHIEÄP
Hoï Vaø Teân : MAI ÑAÊNG KHOA
Khoùa : 1995 – 2000
Lôùp : 95 KÑÑ
Ngaønh : Kyõ Thuaät Ñieän – Ñieän Töû
Ñeà Taøi:
THIEÁT KEÁ VAØ THI COÂNG MAÙY
THU PHAÙT KYÙ TÖÏ 8 BIT
Phaàn Thuyeát Minh: Caùc phaàn lyù thuyeát vaø thuyeát minh coù lieân quan
Baûng Veõ, Baûng Bieåu: Caùc baûng veõ vaø baûng bieåu caàn thieát
Giaùo Vieân Höôùng Daãn Toaøn Phaàn: Thaày NGUYEÃN THANH BÌNH
Ngaøy Nhaän Ñeà Taøi: 01/01/2000
Ngaøy Noäp Ñeà Taøi: 28/02/2000
Giaùo Vieân Höôùng Daãn Thoâng Qua Boä Moân
Ngaøy……thaùng……naêm 2000
Chuû Nhieäm Boä Moân
NHAÄN XEÙT CUÛA GIAÙO VIEÂN HÖÔÙNG DAÃN
NHAÄN XEÙT CUÛA GIAÙO VIEÂN PHAÛN BIEÄN
LÔØI MÔÛ ÑAÀU
Trong nöûa cuoái theá kyû naøy, nhaân loaïi ñaõ chöùng kieán cuoäc caùch maïng khoa hoïc kyõ thuaät dieãn ra treân caùc lónh vöïc. Trong ñoù maïnh meõ vaø vuõ baõo nhaát laø lónh vöïc coâng ngheä Vi Ñieän Töû, ñaëc bieät laø Kyõ Thuaät Soá. Caùc saûn phaåm cuûa coâng ngheä kyõ thuaät cao. Nhöõng ñieàu kyø dieäu do theá giôùi kyõ thuaät soá ñem laïi cho con ngöôøi thì khoâng caàn phaûi keå sau ñaây.
Tìm hieåu vaø öùng duïng ñöôïc kieán thöùc kyõ thuaät soá nhaèm phuïc vuï cho nhu caàu thöïc teá ñang laø vaán ñeà quan taâm cuûa sinh vieân ngaønh Ñieän Töû, caùc ngaønh coù lieân quan vaø nhöõng ngöôøi yeâu thích lónh vöïc naøy.
Vieäc giaûng daïy vaø hoïc taäp moân hoïc Vi Maïch Soá seõ ñöôïc hieäu quaû cao hôn khi caùc vaán ñeà trong lyù thuyeát ñöôïc trieån khai cuï theå vaøo caùc baøi thöïc haønh.
Nhu caàu caàn thieát hieän nay cuûa phoøng thí nghieäm laø caùc thieát bò chuyeân duïng phuïc vuï cho yeâu caàu caùc baøi thí nghieäm moân hoïc Vi Maïch Soá.
Tuy nhieân, ñieàu kieän thöïc teá cuûa tröôøng thì chöa ñaùp öùng ñöôïc nhu caàu naøy. Do ñoù ñeà taøi “Thieát Keá vaø Thi Coâng Maùy Thu Phaùt Kyù Töï 8 Bit” ñöôïc thöïc hieän nhaèm ñaùp öùng moät phaàn naøo ñoù cho nhu caàu treân.
Do thôøi gian thöïc hieän ñeà taøi töông ñoái ngaén, neân taäp luaän vaên naøy seõ khoâng theå traùnh khoûi nhöõng haïn cheá cuõng nhö sai soùt. Chuùng toâi kính mong ñöôïc söï chæ daãn quyù baùo cuûa quyù thaày coâ, nhöõng goùp yù cuûa caùc baïn sinh vieân ñeå ñeà taøi ngaøy caøng ñöôïc hoaøn thieän hôn.
Xin chaân thaønh caûm ôn.
TP.HCM Ngaøy 27 Thaùng 02 Naêm 2000
Sinh Vieân Thöïc Hieän
MAI ÑAÊNG KHOA
LÔØI CAÛM TAÏ
Sau 6 tuaàn leã thöïc thöïc hieän ñeà taøi, taäp luaän vaên ñaõ ñöôïc hoaøn taát vôùi söï coá gaéng cuûa baûn thaân.
Ñöôïc söï ñoäng vieân, chæ baûo vaø höôùng daãn heát söùc taän tình cuûa chính thaày NGUYEÃN THANH BÌNH, ngöôøi thaày ñaõ tröïc tieáp theo doõi höôùng daãn thöïc hieän ñeà taøi naøy.
Cuøng vôùi söï ñoùng goùp khoâng nhoû cuûa quyù thaày coâ khoa ñieän, nhöõng goùp yù quyù baùo cuûa caùc baïn sinh vieân lôùp 95KÑÑ. Chuùng toâi seõ khoâng bao giôø queân nhöõng ñoùng goùp naøy.
Xin chaân thaønh caûm ôn thaày höôùng daãn, caûm ôn taát caû nhöõng ngöôøi giuùp ñôû chuùng toâi hoaøn thaønh ñeà taøi naøy.
TP.HCM Ngaøy 27 Thaùng 02 Naêm 2000
Sinh Vieân Thöïc Hieän
MAI ÑAÊNG KHOA
MUÏC LUÏC
Trang
GIÔÙI THIEÄU i
Trang töïa ii
Nhieäm vuï ñoà aùn iii
Nhaän xeùt cuûa giaùo vieân höôùng daãn iv
Nhaän xeùt cuûa giaùo vieân phaûn bieän v
Lôøi môû ñaàu vi
Lôøi caûm taï vii
Muïc luïc viii
Lieät keâ caùc baûng x
Lieät keâ caùc hình xi
NOÄI DUNG 1
Chöông 1: DAÃN NHAÄP
1.1. Ñaët vaán ñeà 1
1.2. Taàm quan troïng cuûa vaán ñeà 1
1.3. Giôùi haïn vaán ñeà 2
1.4. Muïc ñích nghieân cöùu 2
Chöông 2: CÔ SÔÛ LYÙ LUAÄN
2.1. Daøn yù nghieân cöùu 4
2.2. Ñoái töôïng nghieân cöùu 4
2.3. Phöông phaùp nghieân cöùu 4
2.4. Thôøi gian nghieân cöùu 5
Chöông 3: LYÙ THUYEÁT CÔ SÔÛ THIEÁT KEÁ
3.1. Giôùi thieäu veà maùy phaùt töø 16 bit (Word Generator) 6
3.1.1. Giôùi thieäu 6
3.1.2. Ñaëc ñieåm 6
3.1.3. Hoaït ñoäng 6
3.2. Ñeà nghò moät maùy phaùt töø 8 bit baèng linh kieän ñieän töû 7
3.2.1. Lyù do ñeà nghò 7
3.2.2. Ñeà nghò baèng sô ñoà khoái 8
3.2.3. Ñeà nghò baèng linh kieän ñieän töû 8
3.3. Phaùt trieån maùy phaùt töø ñeà nghò thaønh maùy thu phaùt kyù töï 8 bit 12
Chöông 4: TÍNH TOAÙN THIEÁT KEÁ MAÙY THU PHAÙT KYÙ TÖÏ 8 BIT
4.1. Thieát keá khoái nguoàn 14
4.2. Thieát keá khoái xöû lyù döõ lieäu 16
4.2.1. Ñôn vò xöû lyù döõ lieäu 16
4.2.3. Boä nhôù heä thoáng 17
4.2.4. Choát, ñeäm ñòa chæ vaø döõ lieäu cho vi xöû lyù 17
4.2.5. Giaûi maõ ñòa chæ cho heä thoáng 18
4.2.7. Tính toaùn choïn löïa linh kieän cho maïch taïo xung ñôn oån 22
4.3. Thieát keá khoái baøn phím vaø hieån thò 26
4.3.1. Baøn phím 26
4.3.2. Maøn hình hieån thò 26
4.3.3. Giôùi thieäu vi maïch laäp trình 8279 27
4.3.4. Keát noái 8279 giöõa baøn phím vaø hieån thò 27
4.3.5. Laäp trình khôûi taïo cho 8279 28
4.3.6. Tính toaùn linh kieän cho maïch choïn LED hieån thò 30
4.4. Thieát keá khoái giao tieáp ngoaïi vi 32
4.4.1. Thu phaùt döõ lieäu 8 bit song song 33
4.4.2. Thu phaùt döõ lieäu noái tieáp baát ñoàng boä vaø ñoàng boä 35
4.4.3. Boä taïo xung Clock 35
4.3.4. Laäp trình khôûi taïo 8253 36
4.3.5. Maïch choïn ñôn vò xung Clock 37
Chöông 5: XAÂY DÖÏNG CHÖÔNG TRÌNH MONITOR
5.1. Giôùi thieäu 42
5.2. Cô sôû xaây döïng chöông trình Monitor 42
5.3. Caùc böôùc xaây döïng chöông trình Monitor 43
5.4. Moät soá yeâu caàu ñoái vôùi chöông trình Monitor 43
5.5. Caáp phaùt vuøng nhôù 43
5.6. Xaây döïng chöông trình Monitor 43
5.7. Löu ñoà khoái chöông trình Monitor 45
5.8. Löu ñoà thuaät giaûi chöông trình Monitor 48
Chöông 6: THI COÂNG
6.1. Thi coâng phaàn cöùng 65
6.2. Thi coâng phaàn meàm 74
Chöông 7: HÖÔÙNG DAÃN SÖÛ DUÏNG MAÙY THU PHAÙT KYÙ TÖÏ 8 BIT
7.1. Khôûi ñoäng heä thoáng vaø nhaäp maät maõ 76
7.2. Choïn vuøng maøn hình soaïn thaûo vaø thuû tuïc soaïn thaûo 77
7.3. Choïn caùc cheá ñoä laøm vieäc 77
Chöông 8: TOÙM TAÉT - ÑEÀ NGHÒ - KEÁT LUAÄN
8.1. Toùm taét ñeà taøi 82
8.2. Ñeà nghò 83
8.3. Keát luaän 84
PHUÏ LUÏC VAØ TAØI LIEÄU THAM KHAÛO
Phuï luïc 1 .Giôùi thieäu linh kieän söû duïng 85
Phuï luïc 2 .Chöông trình Monitor 126
LIEÄT KEÂ BAÛNG
Baûng 1.1: Baûng ñòa chæ ngoaïi vi cuûa heä thoáng 21
Baûng 1.2: Baûng ñòa chæ boä nhôù cuûa heä thoáng 21
Baûng 6.1: Baûng döï truø vaät tö linh kieän 66
Baûng 7.1: Baûng qui ñònh maõ LED 7 ñoaïn cho kyù töï vaø kyù soá 79
Baûng 7.2: Baûng qui ñònh maõ phím aán cuûa baøn phím 81
LIEÄT KEÂ HÌNH
Hình 3.1: Maùy phaùt töø 16 bit 6
Hình 3.2: Sô ñoà khoái maùy phaùt töø ñeà nghò 8 bit 8
Hình 3.3: Sô ñoà boá trí maøn hình hieån thò, baøn phím maùy phaùt töø ñeà nghò 11
Hình 3.4: Sô ñoà khoái caáu truùc maùy thu phaùt kyù töï 8 bit 13
Hình 4.1: Sô ñoà khoái nguoàn 14
Hình 4.2: Sô ñoà nguyeân lyù maïch nguoàn 14
Hình 4.3: Sô ñoà khoái xöû lyù döõ lieäu 16
Hình 4.4: Sô ñoà giaûi maõ ñòa chæ cho heä thoáng 19
Hình 4.5: Baûn ñoà ñòa chæ boä nhôù 19
Hình 4.6: Baûn ñoà ñòa chæ caùc ngoaïi vi 20
Hình 4.7: Sô ñoà nguyeân lyù maïch taïo xung ñôn oån 22
Hình 4.8: Sô ñoà maïch ñieän Reset 23
Hình 4.9: Sô ñoà maïch ñieän baûo veä döõ lieäu trong boä nhôù RAM 23
Hình 4.10: Sô ñoà nguyeân lyù maïch ñieän khoái xöû lyù döõ lieäu 25
Hình 4.11: Sô ñoà khoái baøn phím vaø hieån thò maùy thu phaùt kyù töï 8 bit 26
Hình 4.12: Sô ñoà nguyeân lyù maïch ñieän khoái baøn phím vaø hieån thò 29
Hình 4.13: Sô ñoà maïch ñieän choïn LED 7 ñoaïn duøng Transitor 30
Hình 4.14: Sô ñoà maïch ñieän thuùc caùc LED ñôn saéc duøng Transitor 30
Hình 4.15: Sô ñoà boá trí maøn hình hieån thò vaø baøn phím 31
Hình 4.16: Sô ñoà khoái giao tieáp ngoaïi vi 32
Hình 4.17: Sô ñoà maïch ñieän keát noái 8251 vôùi vi xöû lyù vaø ngoaïi vi 35
Hình 4.18: Sô ñoà maïch ñieän boä taïo xung Clock 37
Hình 4.19: Sô ñoà maïch ñieän khoái giao tieáp ngoaïi vi 39
Hình 4.20: Sô ñoà maïch ñieän khoái xöû lyù chính 39
Hình 4.21: Sô ñoà maïch ñieän khoái baøn phím vaø hieån thò 40
PHAÀN B
NOÄI DUNG
CHÖÔNG 1
DAÃN NHAÄP
1.1.ÑAËT VAÁN ÑEÀ:
Nhöõng vaán ñeà lyù thieát cuûa moân hoïc Vi Maïch Soá maø sinh vieân ngaønh Ñieän Töû ñaõ ñöôïc hoïc seõ ñöôïc laøm saùng toû hôn trong caùc baøi thöïc taäp Maïch Soá. Phuïc vuï cho vieäc thöïc taäp moân hoïc naøy, thöïc teá thì ôû phoøng thöïc taäp cuûa Tröôøng Ñaïi Hoïc Sö Phaïm Kyõ Thuaät ñaõ coù “Boä thöïc taäp Vi Maïch” goùp phaàn giaûi quyeát ñöôïc moät soá coâng vieäc. Tuy nhieân noù chöa ñaùp öùng ñöôïc moät soá yeâu caàu cuï theå caàn ñöôïc trieån khai trong thöïc haønh.
Chaúng haïn, yeâu caàu thöïc teá ñaët ra cho caùc baøi thöïc taäp laø: naïp döõ lieäu 8 bits cho caùc boä nhôù ROM, RAM, maïch DAC, maïch Vi Xöû Lyù, maïch Vi Ñieàu Khieån, ….. hoaëc caàn moät nguoàn xung Clock chuaån coù chu kyø thay ñoåi ñöôïc theo yù muoán.
Ñeå thöïc hieän ñöôïc yeâu caàu treân tröôùc tieân caàn phaûi coù nguoàn maõ kyù töï 8 bits coù theå thay ñoåi ñöôïc noäi dung giaù trò caàn truyeàn ñi. Hay noùi ñuùng hôn laø caàn moät thieát bò thöïc taäp coù khaû naêng cho pheùp ngöôøi söû duïng soaïn thaûo ñöôïc noäi dung nguoàn maõ kyù töï caàn truyeàn.
Xuaát phaùt töø ñoù, ñeà taøi “Thieát keá vaø thi coâng maùy thu phaùt kyù töï 8 bit” ñöôïc baét tay thöïc hieän nhaèm ñaùp öùng ñöôïc phaàn naøo nhu caàu treân.
Thaät ra, caàn phaûi keå theâm moät soá yeáu toá goùp phaàn taïo neân khôûi ñieåm xuaát phaùt cho ñeà taøi naøy laø söï gôïi yù, chæ höôùng ñi cuûa chính ngöôøi thaày höôùng daãn ñeà taøi naøy.
1.2.TAÀM QUAN TROÏNG CUÛA VAÁN ÑEÀ:
Maëc duø trong thöïc teá baûn thaân ngöôøi thöïc hieän ñeà taøi naøy chöa ñöôïc tieáp xuùc vôùi thieát bò thöïc taäp coù tính naêng nhö treân hay caùc taøi lieäu coù lieân quan.
Tuy nhieân, cuõng khoâng daùm khaúng ñònh raèng noù khoâng coù trong thöïc teá, cuõng nhö cho raèng thieát bò thöïc taäp naøy laø hoaøn toaøn môùi laï. Nhöng thieát nghó raèng, ôû caùc quoác gia coù ngaønh coâng nghieäp Ñieän Töû phaùt trieån, söï hieän dieän cuûa thieát bò thöïc taäp naøy ñaõ coù töø laâu trong phoøng thöïc taäp Vi Maïch Soá.
Trôû laïi vôùi ñeà taøi naøy, lieân heä ñeán ñieàu kieän thöïc teá. Trong chöông trình hoïc chính khoùa ôû tröôøng, ngöôøi thöïc hieän ñeà taøi ñaõ ñöôïc hoïc moân hoïc”Giaûi tích maïch treân maùy tính” vaø cuõng laøm quen vôùi phaàn meàm moâ phoûng maïch EWB 5.0 (Electronics Workbench). Trong ñoù coù moät thieát bò moâ phoûng mang teân “Maùy phaùt töø” (Word Generator) phaùt döõ lieäu 16 bit maõ nhò phaân. Nhaän xeùt toång quan, thieát bò naøy coù khaû naêng trôû thaønh thieát bò thöïc taäp ñaùp öùng ñöôïc nhu caàu treân neáu ñöôïc choïn laøm maãu thieát keá. Ñoái töôïng nghieân cöùu ñaõ coù, tieán haønh quan saùt tìm hieåu hoaït ñoäng, xaùc ñònh giaûi phaùp thieát keá thay theá, xaây döïng sô ñoà maïch ñieän, xaùc ñònh vaø taän duïng linh kieän coù saün trong nöôùc ñeå thieát keá vaø cho chaïy thöû nghieäm. Treân cô sôû ñoù, môû roäng vaø phaùt trieån, thieát keá hoaøn chænh thaønh moät “Maùy thu phaùt kyù töï 8 bit”. Ñoù laø höôùng ñi, phöông thöùc thöïc hieän cuûa ñeà taøi naøy.
Tuy nhieân, cho duø laø thieát bò phaùt maõ kyù töï 8 bit hay 16 bit thì ñaây cuõng laø caùch thöùc ñeå nhöõng vaán ñeà lyù thieát, giaûi phaùp thieát keá, caáu truùc cuûa thieát bò seõ ñöôïc giôùi thieäu giaûi quyeát, trình baøy trong ñeà taøi naøy. Ñoù laø nhöõng vaán thuù vò cho nhöõng ai yeâu thích quan taâm ñeán lónh vöïc naøy.
1.3.GIÔÙI HAÏN VAÁN ÑEÀ:
Khi ñeà caäp ñeán vaán ñeà thu phaùt kyù töï thì coù raát nhieàu vaàn ñeà lieân quan caàn phaûi neâu ra nhö:
Ñöôøng truyeàn (Voâ tuyeán, höûu tuyeán)
Caùc maõ kyù töï gôûi ñi (maõ ASCII, Baudot, EBCDIC, …)
Caùc cheá ñoä truyeàn: (song song, noái tieáp baát ñoàng boä vaø ñoàng boä)
Toác ñoä truyeàn chuaån.
Tuy nhieân, do ñeà taøi naøy thöïc hieän trong ñieàu kieän.
Taøi lieäu coù lieân quan ñeán ñeà taøi naøy raát ít.
Thôøi gian thöïc hieän chæ trong voøng 6 tuaàn leã.
ÔÛ Tröôøng Ñaïi Hoïc, ngöôøi thöïc hieän khoâng ñöôïc hoïc caùc moân veà truyeàn soá lieäu, thoâng tin soá, ….
Do ñoù thieát bò “Maùy thu phaùt kyù töï 8 bits ñöôïc thieát keá “coù ñaëc ñieåm chính sau:
Ñöôøng truyeàn laø höûu tuyeán
Thu phaùt maõ kyù töï 8 bits song song coù vaø khoâng baét tay.
Coù khaû naêng thu phaùt maõ kyù töï ôû cheá ñoä noái tieáp ñoàng boä vaø baát ñoàng boä.
Coù khaû naêng giao tieáp baét tay ñöôïc vôùi thieát bò thöïc taäp cuøng loaïi hoaëc caùc boä thieát bò thöïc taäp khaùc coù ôû phoøng thöïc taäp.
Phaùt xung Clock coù taàn soá thay ñoåi ñöôïc trong phaïm vi töø 1Hz ñeán 3MHz.
Hoaït ñoäng ñöôïc ôû caùc cheá ñoä:
STEP
CYCLE
BREAK PIONT
BURST
PATTERN
1.4. MUÏC ÑÍCH NGHIEÂN CÖÙU:
Khi baét tay vaøo thöïc hieän ñeà taøi naøy, ngöôøi thöïc hieän mong muoán raèng saûn phaåm cuûa ñeà taøi phaûi ñöôïc öùng duïng, coù khaû naêng ñaùp öùng ñöôïc phaàn naøo nhu caàu vaø veà thieát bò thöïc taäp ôû phoøng thöïc taäp Vi Maïch soá cuûa tröôøng. Ñoù laø muïc ñích tröôùc maét.
Hôn theá nöõa, laø thieát bò thöïc taäp naøy khoâng chæ phuïc vuï cho vieäc thöïc taäp moân hoïc Vi Maïch Soá, maø coøn coù khaû naêng ñaùp öùng ñöôïc vieäc trieån khai caùc vaán ñeà lyù thieát cuûa caùc moân hoïc coù lieân quan nhö: Vi Xöû Lyù, Vi Ñieàu Khieån, Ñieàu Khieån, . . ..
Ñoàng thôøi ñaây laø caùch thöùc ñöôïc aùp duïng ñeå coù khaû naêng thay theá daàn caùc thieát bò thöïc taäp phaûi nhaäp veà töø nöôùc ngoaøi.
Vaø ñaëc bieät, ñoái vôùi ngöôøi nghieân cöùu ñaây laø ñieàu kieän, cô hoäi, caùch thöùc ñeå cuûng coá, boå sung vaø öùng duïng nhöõng gì ñaõ ñöôïc lónh hoäi ñöôïc trong lyù thuyeát vaø thöïc haønh. Ñeå roài söû duïng vaø öùng duïng noù nhaèm ñaùp öùng cho nhu caàu thöïc teá.
CHÖÔNG 2
CÔ SÔÛ LYÙ LUAÄN
2.1.DAØN YÙ NGHIEÂN CÖÙU.
Lyù thuyeát cô sôû thieát keá.
Giôùi thieäu toång quaùt veà maùy phaùt töø 16 bit (Word Generator).
Ñeà nghò maùy phaùt töø baèng linh kieän ñieän töû.
Phaùt treån maùy phaùt töø ñeà nghò 8 bit thaønh maùy thu phaùt kyù töï 8 bit.
Tính toaùn thieát keá maùy thu phaùt kyù töï 8 bit..
Thieát keá khoái nguoàn.
Thieát keá khoái xöû lyù döõ lieäu .
Thieát keá khoái baøn phím vaø maøn hình hieån thò.
Thieát keá khoái giao tieáp vôùi thieát bò ngoaïi vi.
Xaây duïng chöông trình Monitor.
Thi coâng.
Höôùng daãn söû duïng maùy thu phaùt kyù töï 8 bit.
2.2.ÑOÁI TÖÔÏNG NGHIEÂN CÖÙU.
Ñeå thöïc hieän ñeà taøi naøy, caàn phaûi coù ñoái töôïng nghieân cöùu cuï theå, coù nghóa laø phaûi coù moät thieát bò thöïc taäp ñieån hình cuï theå. Ñeå coù theå töï tay thaùo raùp, nghieân cöùu, quan saùt caáu truùc, tìm hieåu nguyeân lyù hoaït ñoäng vaø vaän haønh thieát bò hoaït ñoäng.
Ñieàu ñoù seõ taïo cô sôû cho vieäc thieát keá sau naøy. Nhöng thöïc teá ñieàu ñoù khoâng thöïc hieän ñöôïc, bôûi vì khoâng thieát bò naøo caû keå caû taøi lieäu coù lieân quan.
Do ñoù ngöôøi thöïc hieän quyeát ñònh choïn thieát bò moâ phoûng mang teân “Maùy phaùt töø” 16 bit (Word Generator) trong phaàn meàm moâ phoûng maïch EWB 5.0 (Electronics Work bench) laøm ñoái töôïng nghieân cöùu cho ñeà taøi. Ñaây laø thieát bò maø tröôùc ñaây coù laàn ñaõ ñöôïc ñeà caäp ñeán ôû caùc phaàn tröôùc.
2.3.PHÖÔNG PHAÙP VAØ PHÖÔNG TIEÄN NGHIEÂN CÖÙU.
Phöông phaùp:
Tham khaûo taøi lieäu: bao goàm caùc taøi lieäu coù lieân quan ñeán ñeà taøi nhö : vi maïch soá, kyõ thuaät, vi xöû lyù, kyõ thuaät laäp trình hôïp ngöõ, truyeàn soá lieäu.
Quan saùt: söû duïng phaàn meàm EWB 5.0 kích laáy maùy phaùt töø 16 bits (Word Generator) ra maøn hình soaïn thaûo vaø keát noái thieát bò vaøo maïch ñieän moâ phoûng cuï theå. kích hoaït cho thieát bò hoaït ñoäng ôû caùc cheá ñoä SETP, CYCLE, BREAK PIONT, BURST, PATTERN, quan saùt quaù trình hoaït ñoäng vaø ghi nhaän.
Thöïc nghieäm: söû duïng kít vi xöû lyù 8085A keát hôïp vôùi kit môû roäng baøn phím vaø hieån thò. Taïm goïi laø kit vi xöû lyù 8085A môû roäng ñeå vieát chöông trình Monitor, chöông trình cho cheá ñoä STEP, CYCLE, BURST, PATTERN vaø caùc phím chöùc naêng khaùc cuûa thieát bò.
Phöông tieän:
Söû duïng maùy vi tính PC ñeå quan saùt, söû duïng maùy phaùt töø 16 bits trong phaàn meàm EWB 5.0.
Ngoaøi kit vi xöû lyù môû roäng 8085A ngöôøi thöïc hieän coøn phaûi söû duïng theâm caùc Testboard, boä thöïc taäp vi maïch ñeå vieát thöû nghieäm caùc chöông trình coù lieân quan ñeán 8255A, 8253, 8251A, chöông trình queùt baøn phím vaø hieån thò cho 8279, thöû nghieäm caùc vi maïch 74221, 74244, MC 1488, MC 1489, 4017, …
2.4.THÔØI GIAN NGHIEÂN CÖÙU.
Thôøi gian phaân boá thöïc hieän ñeài taøi trong 6 tuaàn leã nhö sau:
Tuaàn 1: Laäp ñeà cöông toång quaùt.
Tuaàn 2: Thu thaäp taøi lieäu.
Tuaàn 3: Laäp ñeà cöông chi tieát.
Tuaàn 4, 5, : Khai trieån ñeà cöông vaø ñaùnh maùy (vieát xong phaàn naøo gôûi ñi ñaùnh maùy phaàn ñoù).
Tuaàn 6 : Chænh söûa, ñònh daïng, in aán, ñoùng bìa vaø noäp ñeà taøi.
Do thôøi gian thöïc hieän ñeà taøi töông ñoái ngaén, neân phaûi chôø ñeán ngaøy noäp ñeà taøi, vaø trong thôøi gian chôø baûo veä luaän vaên toát nghieäp, ngöôøi thöïc hieän ñeà taøi môùi baét tay vaøo thöïc hieän coâng vieäc thi coâng maùy thu phaùt kyù töï 8 bit.
CHÖÔNG 3
LYÙ THUYEÁT
CÔ SÔÛ THIEÁT KEÁ
3.1.GIÔÙI THIEÄU TOÅNG QUAÙT VEÀ MAÙY PHAÙT TÖØ 16 BIT (WORD GENARATOR).
3.1.1.Giôùi thieäu.
Maùy phaùt töø laø teân goïi cuûa moät trong nhöõng thieát bò (Instruments) moâ phoûng phuïc vuï caáp phaùt nguoàn maõ nhò phaân 16 bit cho caùc maïch ñieän moâ phoûng trong phaàn meàm EWB 5.0 (Electronics Workbench). Ñaây laø phaàn meàm hoå trôï cho vieäc giaûi tích maïch treân maùy tính, gioáng nhö caùc phaàn meàm khaùc nhö Circuit Maker, Pspice…phuïc vuï cho vieäc giaûng daïy vaø hoïc taäp cuûa sinh vieân ngaønh kyõ thuaät Ñieän töû.
Hình 3.1.Hình daïng maùy phaùt töø
3.1.2.Ñaëc ñieåm.
Maùy phaùt töø coù chöùc naêng phaùt kyù töï maõ nhò phaân 16 bit vaø maõ ASCII. YÙ nghóa caùc chuù thích treân maët maùy phaùt töø:
INITIAL: hieän thò ñòa chæ ñaàu vuøng döõ lieäu soaïn thaûo (maõ Hexa).
FINAL :hieån thò ñòa chæ cuoái vuøng döõ lieäu soaïn thaûo(maõ Hexa).
EDIT : hieån thò ñòa chæ döõ lieäu hieän haønh(maõ Hexa).
CURRENT: hieån thò döõ lieäu döôùi daïng maõ hexa .
BINARY : hieån thò giaù trò caùc bit maõ nhò phaân phaân 16 bit.
ASCII : hieån thò döõ lieäu daïng ASCII.
FREQUENCY : hieån thò taàn soá laøm vieäc töø 1HZ ñeán 999MHZ.
3.1.3.Hoaït ñoäng.
Maùy phaùt töø coù caùc chöùc naêng hoaït ñoäng cô baûn thoâng qua caùc hoäp thoaïi sau:
Caùc cheá ñoä hoaït ñoäng :
CYCLE: maùy seõ phaùt laàn löôït maõ nhò phaân töø ñòa chæ ñaàu vuøng döõ lieäu soaïn thaûo ñeán ñòa chæ cuoái roài quay trôû veà ñòa chæ ñaàu tieáp tuïc voøng laäp.
STEP: moät kyù töï maõ nhò phaân 16 bit seõ ñöôïc phaùt ra moãi khi kích hoaït vaøo hoäp thoaïi STEP.
BREAK POINT: cho pheùp ñaët caùc ñieåm döøng taïi caùc ñòa chæ soaïn thaûo. Khi ñoù maùy phaùt seõ phaùt maõ kyù töï töø ñòa chæ ñaàu vuøng soaïn thaûo ñeán ñieåm döøng ñaàu tieân neáu tieáp tuïc taùc ñoäng BREAK POINT thì maùy seõ tieáp tuïc phaùt maõ kyù töï cho ñeán ñieåm döøng tieáp theo.
BURST:maùy seõ phaùt maõ kyù töï töø ñòa chæ ñaàu vuøng döõ lieäu soaïn thaûo ñeán ñòa chæ cuoái vaø sau ñoù quay trôû veà döøng laïi taïi ñòa chæ ñaàu vuøng döõ lieäu soaïn thaûo.
PARTERN: khi kích hoaït vaøo hoäp thoaïi naøy seõ xuaát hieän moät danh saùch caùc hoäp thoaïi khaùc nhö :
SHIFT LEFT: dòch traùi vuøng döõ lieäu.
SHIFT RIGHT: dòch phaûi vuøng döõ lieäu.
UP COUNTER: ñeám leân.
DOWN COUNTER: ñeám xuoáng.
CLEAR BUFFER: xoùa vuøng ñeäm döõ lieäu.
OPEN: cho pheùp môû moät phaàn meàm khaùc trong cuøng moâi tröôøng laøm vieäc.
SAVE : löu tröõ taøi lieäu vaøo ñóa.
INTERNAL :heä thoáng hoaït ñoäng vôiù xung Clock beân trong
EXTERNAL :heä thoáng hoaït ñoäng vôùi xung Clock beân ngoaøi
:cho pheùp xung clock taùc ñoäng theo caïnh leân hoaëc caïnh xuoáng
DATA READY : bao goàm 16 ngoõ song song ra ñeå keát noái vôùi maïch ñieän moâ phoûng vaø caùc ñeøn traïng thaùi cuûa caùc bit nhò phaân töông öùng.
3.2.ÑEÀ NGHÒ MOÄT MAÙY PHAÙT TÖØ 8 BIT BAÈNG LINH KIEÄN ÑIEÄN TÖÛ.
3.2.1 Lyù do ñeà nghò :
Ñeà nghò ôû ñaây ñoàng nghóa vôùi thay theá töông ñöông, coù nghóa laø ngöôùi thöïc hieän muoán thay theá Maùy Phaùt Töø trong phaàn meàm EWB 5.0 baèng moät Maùy Phaùt Töø töông ñöông nhöng ñöôïïc thieát keá vaø laép raùp töø linh kieän ñieän töû chuyeân duïng.
Thay theá ñeå laøm gì ?. Trôû laïi yeâu caàu thöïc teá ñaët ra ôû phoøng thöïc taäp Vi Maïch ñaõ ñöôïc neâu ra tröôùc ñaây. Ñeå ñaùp öùng ñöôïc yeâu caàu treân thì khoâng coù giaûi phaùp naøo khaùc hôn laø thöïc hieän giaûi phaùp treân.
Lyù do ñeà nghò Maùy Phaùt Töø 8 bit thay vì 16 bit laø nhaèm muïc ñích deã daøng cho vieäc choïn löïa caùc linh kieän xöû lyù döõ lieäu 8 bit. Bôûi vì ngöôøi thöïc hieän coù yù ñònh öùng duïng kyõ thuaät Vi xöû lyù ñeå thieát keá.
Ñoàng thôøi nhöõng gì ñöôïc ñeà nghò, choïn löïïa trong phaàn naøy seõ ñöôïc söû duïng laøm neàn taûng cô sôû cho caùc thieát keá sau naøy.
Nhöng tröôùc heát laø xaây döïng sô ñoà khoái töông thích, xaùc ñònh linh kieän töông öùng cho caùc khoái
3.2.2 Ñeà nghò Maùy Phaùt Töø 8 bit baèng sô ñoà khoái:
Hình 3.2.Sô ñoà khoái maùy phaùt töø ñeà nghò 8 bit
Khoái nguoàn: cung caáp naêng löôïng cho heä thoáng hoaït ñoäng.
Khoái xuû lyù döõ lieäu: thöïc hieän vieäc xöû lyù thoâng tin vaø ñieàu khieån caùc hoaït ñoäng cuûa thieát bò do ñoù ngöôøi thöïc hieän ñaët teân cho noù laø khoái vi xöû lyù cho caùc thieát keá sau naøy.
Khoái baøn phím vaø hieån thò: laø khoái xuaát nhaäp cô baûn trong caùc heä vi xöû lyù, coù chöùc naêng nhaän caùc giaù trò nhaäp vaøo töø baøn phím vaø hieån thò caùc giaù trò thoâng tin leân maøn hình.
Khoái taïo xung Clock: cung caáp caùc giaù trò taàn soá theo yeâu caàu.
Khoáigiao tieáp ngoaïi vi:trao ñoå thoâng tinvôùi thieát bò beân ngoaøi.
3.2.3. Ñeà nghò Maùy Phaùt Töø 8 bit baèng linh kieän ñieän töû.
Vieäc ñeà nghò Maùy Phaùt Töø 8 bit baèng linh kieän ñieän töû phaûi ñaûm baûo caùc chöùc naêng cuûa noù. Ñoàng thôøi deã daøng cho ngöôøi söû duïng thao taùc deã daøng trong khi soaïn thaûo döõ lieäu.
3.2.3.1. Giaûi phaùp ñeà nghò cho khoái nguoàn.
Trong phaàn meàm EWB 5.0 thì vieäc caáp nguoàn cho Maùy Phaùt Töø ñöôïc thöïc hieän baèng caùch click chuoäc vaøo bieåu töôïng coâng taéc ñoùng môû nguoàn ñieän POWER / PAUSE. Coøn ôû ñaây, caàn coù nguoàn cung caáp cuï theå vaø phaûi thoûa caùc yeâu caàu veà:
Ñieän aùp cung caáp ngoõ ra phaûi oån ñònh.
Khaû naêng khaùng nhieãu cao.
Ñaùp öùng doøng taûi cho toaøn thieát bò.
Coù nguoàn döï phoøng (Back up) neáu trong heä thoáng coù söû duïng boä nhôù RAM.
3.2.3.2.Giaûi phaùp ñeà nghò cho khoái xöû lyù döõ lieäu.
Trong khoái xöû lyù döû lieäu thoâng thöôøng bao goàm caùc thaønh phaàn chuû yeáu sau :
Ñôn vò xöû lyù döû lieäu.
Boä nhôù heä thoáng.
Maïch giaûi maõ ñòa chæ .
Caùc ngoaïi vi phoái gheùp.
Nhö ñaõ giôùi thieäu ôû phaàn ñaàu, ñeå hoaït ñoäng ñöôïc caùc cheá ñoä nhö: STEP, CYCLE, BURST, PATTERN, BREAK PIONT hay chuyeån ñoåi soá Hex, ASCII thaønh maõ nhò phaân 16 bit, hieån thò giaù trò döõ lieäu, ñòa chæ soaïn thaûo leân maøn hình laøm vieäc, dòch traùi, dòch phaûi vuøng döõ lieäu …Ñaây laø moät chöùc naêng thuoäc veà xöû lyù döõ lieäu vaø thi haønh chöùc naêng.
Coù nhieàu loaïi linh kieän xöû lyù döõ lieäu 8 bit chuyeân duïng coù khaû naêng ñöôïc caùc chöùc naêng treân nhö: Z80, 8085A, caùc hoï MC 6800 … caùc hoï vi ñieàu khieån nhö: 8031, 8951, 8051…
ÔÛ ñaây, do baûn chaát ñeà taøi laø xöû lyù döõ lieäu 8 bit do ñoù ngöôøi thöïc hieän quyeát ñònh choïn linh kieän 8085A laøm ñôn vò xö û lyù trung taâm, hôn nöõa ñaây laø linh kieän ñaõ ñöôïc tìm hieåu qua vaø bôûi tính phoå duïng cuûa noù.
Boä nhôù heä thoáng bao goàm caû boä nhôù ROM vaø RAM, ôû heä thoáng naøy tuøy thuoäc vaøo dung löôïng chöông trình MONITOR vaø caáu hình cuûa thieát bò maø choïn dung löôïng boä nhôù cho phuø hôïp.
Phaàn maïch giaûi maõ ñòa chæ coù nhieàu phöông phaùp ñeå thöïc hieän nhö duøng vi maïch chuyeân duïng, duøng EPROM , duøng coång logic.
3.2.2.3. Giaûi phaùp ñeà nghò cho khoái baøn phím vaø hieån thò.
Trong caùc heä thoáng vi xöû lyù, baøn phím vaø maøn hình hieån thò laø thieát bò xuaát nhaäp chuû yeáu phuïc vuï cho vieäc thoâng tin giöõa ngöôøi söû duïng vaø thieát bò.
Ñaûm baûo cho vieäc thay theá töông öùng vôùi caùc tính naêng hieän haønh, ñoàng thôøi ñaûm baûo cho ngöôøi söû duïng nhaän bieát ñöôïc ñieàu ñang thöïc hieän laø maøn hình hieån thò (Monitor) cuûa maùy vaø baøn phím (Keyboard) cho pheùp ñöa döõ lieäu soaïn thaûo vaøo maùy.
Maøn hình hieån thò (Monitor).
Maøn hình hieån thò cho bieát traïng thaùi, cheá ñoä hoaït ñoäng hieän haønh cuûa thieát bò.
Ñeå ñaùp öùng cho vieäc hieån thò ñòa chæ soaïn thaûo (Address), döõ lieäu (Data), taàn soá hoaït ñoäng (Frequency)… coù nhieàu phöông phaùp thöïc hieän:
Duøng maøn aûnh tinh theå loûng (LCD) (Lyquid Crystal Display).
Duøng LED 7 ñoaïn (Seven Segmen LED).
Duøng boùng ñeøn hình CRT (Cathod Ray Tube).
Duøng ma traän LED (Matrix LED).
Trong ñaëc ñieåm hieån thò cuûa thieát bò naøy, thì vieäc hieån thò laø caùc con soá thaäp phaân (Decemal) hay caùc soá thaäp luïc (Hexa) cho ñòa chæ, döõ lieäu vaø taàn soá.
Do ñoù giaûi phaùp löïa choïn hieån thò laø duøng LED 7 ñoaïn vaø caùc LED ñôn saéc ñeå ñaùp öùng cho phaàn hieån thò.
Baøn phím (Keyboard).
Coù nhieàu daïng baøn phím ñöôïc söû duïng khaù phoå duïng nhaèm ñaùp öùng cho vieäc nhaäp caùc giaù trò soaïn thaûo trong thöïc teá nhö:
Duøng loaïi phím maøng (Mem brane).
Duøng loaïi phím ñieän dung (Capacitive).
Duøng loaïi phím ñieän trôû.
Duøng loaïi phím hieäu öùng Hall.
Ñoái vôùi thieát bò naøy ñeå deã daøng cho vieäc thao taùc aán phím khi soaïn thaûo vaø tính phoå bieán ôû thò tröôøng, neân ngöôùi thöïc hieän choïn giaûi phaùp duøng baøn phím ñieän dung (Loaïi baøn phím cuûa maùy vi tính).
Sô ñoà boá trí maøn hình hieån thò (Monitor) vaø baøn phím (Keyboard).
Hình 3.3.Sô ñoà boá trí maøn hình hieån thò vaø baøn phím cho maùy phaùt töø ñeà nghò
Ngoaøi caùc phím soaïn thaûo phuïc vuï cho vieäc nhaäp döõ lieäu nhö: töø phím soá 0 …F. Hay caùc phím chöùc naêng, heä thoáng coøn coù theâm caùc phím môû roäng khaùc. Phím TAB cho pheùp xaùc ñònh vuøng laøm vieäc baèng di chuyeån daáu “·” ñeán caùc vuøng soaïn thaûo caàn thöïc thi thay cho con troû treân maøn hình maøn vi tính.
Phím SHIFT môû roäng theâm caùc chöùc naêng cho thieát bò (trong thieát bò naøy phím naøy khoâng ñöôïc söû duïng).
Phím RESET ñaët laïi toaøn boä heä thoáng.
Phím PAUSE cho pheùp döøng taïm thôøi.
Do tính haïn cheá cuûa maøn hình LED 7 ñoaïn, do ñoù ñeå thöïc hieän ñöôïc chöùc naêng BREAK PIONT trong phaàn maøn hình hieån thò coù theâm 2 LED 7 ñoaïn ñeå xaùc ñònh caùc ñieåm döøng cuûa chöùc naêng naøy, ñöôïc chuù thích laø SET.
PATTERN ñoù laø chuù thích cho 2 LED 7 ñoaïn ñeå xaùc ñònh caùc traïng thaùi cuûa cheá ñoä PATTERN.
Ñoàng thôøi treân baøn phím coù theâm hai phím SET vaø CLEAR ñeå phuïc cho chöùc naêng BREAK PIONT.
Trong phaàn ñeà nghò naøy, ngöôøi thöïc hieän khoâng ñeà caäp ñeán hai chöùc naêng: SAVE vaø OPEN cuûa cheá ñoä PATTERN.
Trong ñoù, coøn coù theâm 8 LED 7 ñoaïn ñeå hieån thò giaù trò cuûa caùc bit nhò phaân.
3.2.2.4. Giaûi phaùp ñeà nghò cho khoái giao tieáp ngoaïi vi.
Khoái naøy coù nhieäm vuï trao ñoåi thoâng tin vôùí caùc thieát bò ngoaïi vi beân ngoaøi nhö:giao tieáp vôùi maùy vi tính, thieát bò cuøng loaïi, hoaëc caùc thieát bò thöïc taäp khaùc ôû phoøng thöïc taäp vi maïch.
Ñoái vôùi ñeà taøi naøy chæ giôùi haïn trong phaïm vi giao tieáp vôùi thieát bò thöïc taäp cuøng loaïi. Do ñoù coù theå choïn löïa moät trong caùc vi chuyeân duïng maïch sau:
Vi maïch choát 74LS373 (choát theo möùc döông), 74LS374 (choát theo söôøn döông).
Söû duïng vi maïch laäp trình 8255A ( duøng caùc Port I/O cuûa 8255A).
Giaûi phaùp löïa choïn linh kieän cho khoái giao tieáp vôí thieát bò ngoaïivi duøng khaù phoå duïng laø duøng vi maïch choát 74LS373.
Sô ñoà maïch ñieän nguyeân lyù cho caùc khoái seõ ñöôïc trình baøy cuï theå trong chöông 4.
3.3. PHAÙT TRIEÅN MAÙY PHAÙT TÖØ 8 BIT ÑEÀ NGHÒ THAØNH MAÙY THU PHAÙT KYÙ TÖÏ 8 BIT.
Töø moät Maùy Phaùt Töø 8 bit ñeà nghò ñaõ ñöôïc xaây döïng baèng linh kieän ñieän töû, ñaûm baûo ñöôïc caùc chöùc naêng töông öùng vôùi Maùy Phaùt Töø trong phaàn meàm EWB 5.0. Tuy nhieân noù chæ môùi cho pheùp phaùt maõ kyù töï 8 bit ôû cheá ñoä song song khoâng baét tay.
Do ñoù moät yeâu caàu ñöôïc ñaët ra laø caàn coù moät thieát bò coù khaû naêng thu phaùt döõ lieäu 8 bit ôû cheá ñoä:
Truyeàn maõ kyù töï 8 bit noái tieáp.
Truyeàn song song coù baét tay.
Tryeàn noái tieáp, ñoàng boä vaø baát ñoàng boä.
Ñoàng thôøi coù khaû naêng giao coù tieáp baét tay vôùi thieát bò thöcï taäp cuøng loaïi, kit Vi xöû lyù 8058A, boä thöïc taäp vi maïch, boä thí nghieäm vi xöû lyù, hay caùc thieát bò thöïc taäp ôû phoøng thöïc taäp vi maïch.
Xuaát phaùt töø yeâu caàu vöøa ñaët ra vaø döïa treân cô sôû neàn taûn nhöõng gì cuûa moät maùy phaùt töø ñeà nghò 8 bit vöøa xaây döïng ñöôïc, seõ tieán haønh boå sung theâm ñeå thieát keá hoaøn chænh thieát bò nhaèm ñaùp öùng cho nhu caàu thöïc taäp vi maïch ôû thöïc Taát nhieân laø seõ coù thay ñoåi ít nhieàu trong vieäc xaùc ñònh giaûi phaùp choïn löïa cho vieäc thieát keá, choïn linh kieän cho caùc khoái trong thieát bò ñeå cho phuø hôïp vôùi yeâu caàu ñaët ra vaø ñieàu kieän thöïc teá.
3.3.1. Sô ñoà khoái cuûa Maùy Thu Phaùt Kyù Töï 8 bit.
Hình 3.4.Sô ñoà khoái caáu truùc maùy thu phaùt kyù töï 8 bit
CHÖÔNG 4
TÍNH TOAÙN THIEÁT KEÁ
MAÙY THU PHAÙT KYÙ TÖÏ 8 BIT
4.1. THIEÁT KEÁ KHOÁI NGUOÀN.
Ñeå heä thoáng hoaït ñoäng oån ñònh, khoái nguoàn giöõ vai troø quan troïng trong vieäc cung caáp moät ñieän aùp DC lieân tuïc, coá ñònh cho toaøn boä heä thoáng.
4.1.1. Sô ñoà khoái cuûa nguoàn cung caáp.
Hình 4.1.Sô ñoà khoái nguoàn
Boä nguoàn trong heä thoáng cung caáp caùc nguoàn
Nguoàn cung caáp cho caùc linh kieän laäp trình nhö: vi xöû lyù, ngoaïi vi, caùc ñeøn led, ROM, RAM…
Nguoàn döï phoøng (Back up) cho boä nhôù RAM.
Ñoái vôùi heä thoáng naøy, boä nguoàn phaûi taïo ra caùc caáp ñieän aùp:
+5V cho caùc IC cuûa hoï Intel (vi xöû lyù 8085A, 8255A…) vaø caùc hoï TTL
± 12VDC cho IC kích phaùt ñöôøng truyeàn kyù töï (MC1488, MC 1489). Trong ñoù caáp ñieän aùp +5VDC laø caàn ñoä oån ñònh cao nhaát ñeå heä thoáng hoaït ñoäng oån ñònh.
4.1.1.1. Choïn löïa bieán aùp cho heä thoáng.
Do trong thieát bò coù söû duïng nguoàn moät chieàu ñoái xöùng : +12V vaø -12V
Neân trong boä ngu._.oàn söû duïng bieán aùp nguoàn ñoâi coù ñieåm giöõa 0V (bieán aùp vi sai)
Caùc thoâng soá ñaëc tính caàn quan taâm khi choïn bieáp aùp laø:
Ñieän aùp hieäu duïng sô caáp: 220V ¸ 240V.
Ñieän aùp hieäu duïng thöù caáp goàm 24VAC.
Doøng taûi ngoõ ra laø 1A.
4.1.1.2 Maïch chænh löu vaø loïc nguoàn.
Coù nhieàu daïng linh kieän chænh löu laø:
Duøng Diode.
Duøng boä chænh löu caàu.
Tuy nhieân daïng chænh löu diode laø thoâng duïng nhaát ñoàng thôøi cuõng laø caùch choïn löïa cho boä chænh löu trong khoái nguoàn.
Boä loïc nguoàn DC coù nhieàu daïng thoâng duïng ñöôïc duøng trong caùc thieát bò nhö:
Loïc duøng tuï ñieän.
Loïc duøng keát hôïp ñieän trôû – tuï ñieän (R – C).
Loïc keát hôïp ñieän trôû, cuoän caûm, tuï ñieän (R – L – C).
Tuy nhieân giaûi phaùp löïa choïn ôû ñaây laø duøng tuï ñieän.
4.1.1.3. Maïch oån aùp DC.
Caùc daïng oån aùp DC ñöôïc duøng phoå duïng trong thöïc teá laø:
OÅn aùp duøng diode oån aùp (Diode Zener).
OÅn aùp duøng Transistor.
OÅn aùp duøng maïch tích hôïp (IC Regulator).
Do yeâu caàu veà möùc ñoä oån ñònh, ñoä chính xaùc cuûa möùc ñieän aùp neân duøng IC oån aùp ñeå thieát keá cho maïch.
Hôn nöõa trong caùc IC oån aùp ñeàu coù maïch baûo veä ngaén maïch beân trong vaø baûo veä choáng quaù taûi do nhieät. Trong boä nguoàn naøy linh kieän IC oån aùp ñöôïc duøng laø hoï 78H05, 78H12, 79H12.
4.1.2. Sô ñoà maïch nguyeân lyù khoái nguoàn.
Do trong heä thoáng coù söû duïng boä nhôù RAM do ñoù caàn nguoàn döï phoøng (Back up)
Hình 4.2.Sô ñoà nguyeân lyù maïch ñieän nguoàn
4.2. THIEÁT KEÁ KHOÁI XÖÛ LYÙ DÖÕ LIEÄU.
Trong heä thoáng naøy khoái xöû lyù döû lieäu thöïc hieän caùc chöùc naêng löu tröõ nhaän, xöû lyù caùc giaù trò thoâng tin theo chöông trình nhaäp vaøo töø baøn phím, thoâng vaø thi haønh caùc chöùc naêng töông öùng.
4.2.1. Sô ñoà khoái xöû lyù döõ lieäu.
Hình 4.3. Sô ñoà khoái ñôn vò xöû lyù döõ lieäu.
4.2.2. Ñôn vò xöû lyù döû lieäu.
Coù nhieàu ñôn vò xöû lyù döû lieäu khaù phoå duïng trong caùc heä vi xöû lyù 8 bit nhö:
Vi xöû lyù 8085A (Intel)
Vi xöû lyù Z80 (Zilog)
Vi xöû lyù MC 6800 (Motorola)
Caùc hoï vi ñieàu khieån cuûa Intel (8031, 8051, 8951, 8751P)
Linh kieän vi xöû lyù ñöôïc duøng trong heä thoáng naøy laø vi xöû lyù 8085A, thöïc chaát linh kieän naøy khaù phoå duøng treân thò tröôøng maø ngöôøi thöïc hieän ñeà taøi naøy ñaõ coù ñieàu kieän tìm hieåu trong chöông trình hoïc.
4.2.2.1.Giôùi thieäu ñôn vò Vi Xöû Lyù 8085A.
Ñaây laø moät linh kieän xöû lyù döû lieäu 8 bit coù 16 ñöôøng ñòa chæ coù khaû naêng quaûn lyù ñöôïc 64kB boä nhôù (xem phaàn phuï luïc 1).
4.2.2.2 .Keát noái ñôn vò xöû lyù trung taâm 8085A vaøo maïch ñieän.
Vi Xöû Lyù 8085A coù 40 chaân ñöôïc söû duïng cho caùc chöùc naêng sau :
Bus ña hôïp AD0 _AD7 : keát noái ñeán maïch choát ñòa chæ 74373 ñeå taùch ñeå taùch ra thaønh :bus ñòa chæ D0 _D7 vaø bus ñòa chæ Ao _A7.
RD\,RW\ :keát noái ñeán caùc ngoõ vaøo töông öùng ñeå ñieáu khieån coâng vieäc ghi/ñoïc ñoái vôùi boä nhôù vaø caùc ngoaïi vi.
TRAP :chaân söû duïng ngaét ñeå döøng chöông trình taïm thôøi khi aán phím PAUSE
RST 7.5 :keát noái ñeán ngoõ ra boä ñeám 2 cuûa 8253
RST 6.5: keát noái ñeán ngoõ RxC cuûa 8251A ñeå ngaét vi xöû lyù thöïc hieän chöông trình thu döõ lieäu noái tieáp.
RST 5.5 : keát noái ñeán ngoõ TxC cuûa 8251A ñeå ngaét vi xöû lyù thöïc hieän chöông trình truyeàn döõ lieäu noái tieáp.
RESET OUT : ñöôïc söû duïng ñeå reset caùc ngoaivi coù trong heä thoáng nhö 8251,8255, 8279.
CLK OUT ñöôïc duøng ñeå caáp xung clock chocaùc ngoaïi vi nhö : 8251,8255,8279, 8253
IO/M\ keát noái ñeán 74LS138 ñeå thöïc hieän giaûi maõ ñòa chæ kieåu MEMORY cho toaøn heä thoáng.
4.2.3. Boä nhôù heä thoáng.
Trong heä thoáng Vi Xöû Lyù coù maët caû hai linh kieän nhôù laø ROM vaø RAM:coù chöùc naêng;
ROM (Read only Memory) ñöôïc duøng ñeå löu tröõ chöông trình ñieàu khieån heä thoáng (Monitor)
RAM: (Radom Access Memory) ñöôïc söû duïng ñeå löu tröõ chöông trình döõ lieäu soaïn thaûo cuûa ngöôøi söû duïng ñöa vaøo thieát bò, caùc vuøng nhôù taïm thôøi, ngaên xeáp.
Ñoái vôùi boä nhôù ROM vaø RAM coù raát ña daïng veà ñaëc tính kyõ thuaät vaø dung löôïng boä nhôù.
Boä nhôù ROM coù nhieàu loaïi nhö: PROM, EPROM,…
Trong heä thoáng naøy duøng loaïi EPROM hoï Intel: 2764 coù dung löôïng boä nhôù laø 8KB.
Boä nhôù RAM coù hai loaïi cô baûn laø DRAM vaø SRAM.
Boä nhôù ñöôcï söû duïng laø SRAM HM 6264 coù dung löôïng boä nhôù laø 8KB.
4.2.4. Maïch choát, ñeäm tuyeán ñòa chæ vaø döõ lieäu cho vi xöû lyù 8085A.
4.2.4.1. Maïch choát tuyeán ñòa chæ thaáp.
Trong moät heä thoángcoù söû duïng Vi xöû lyù 8085A, baét buoäc phaûi choát (Latch) tuyeán ñòa chæ thaáp ñeå giaûi ña hôïp (Demux) tuyeán AD0 – AD7 thaønh hai tuyeán rieâng bieät
Tuyeán ñòa chæ thaáp A0 – A7 vaø
Tuyeán döõ lieäu D0 – D7.
Coù hai vi maïch choát ñöôïc söû duïng cho caùc heä vi xöû lyù laø 74LS373. Choát theo möùc döông vaø 74LS374, choát theo söôøn döông.
Do tính phoå duïng neân 74LS373 ñöôïc duøng trong caùc heä thoáng, ñoàng thôøi ñaây cuõng laø vi maïnh ñeäm cho tuyeán ñòa chæ thaáp.
4.2.4.2. Ñeäm tuyeán ñòa chæ caoA8 – A15 vaø tuyeán döõ lieäu D0 – D7.
Maëc duø trong vi xöû lyù 8085 ñaõ coù maïch ñeäm cho tuyeán ñòa chæ.
Theo soå tay kyõ thuaät 8085A coù khaû naêng cung caáp doøng 400mA vaø ruùt doøng 2mA, nhöng theo yeâu caàu kyõ thuaät trong heä thoáng coù nhieàu töø 10 thaønh phaàn trôû leân caàn phaûi coù maïch ñeäm ñeå taêng khaû naêng caáp doøng.
Ñeà caäp ñeán vi maïch ñeäm coù raát nhieàu loaïi nhö:
Caùc vi maïch ñeäm moät chieàu duøng cho maïch ñeäm ñòa chæ nhö:
74LS244, 8282, 8283.
Caùc vi maïch ñeäm hai chieàu – duøng cho maïch ñeäm döõ lieäu nhö:
74LS245, 8286, 8287.
Tuy nhieân linh kieän duøng cho maïch ñeäm phoå duïng nhaát laø:
74LS244: duøng ñeäm tuyeán ñòa chæ.
74LS245: duøng ñeäm tuyeán döõ lieäu.
4.2.5. Maïch giaûi maõ ñòa chæ.
Ñoái vôùi moät soá heä thoáng Vi Xöû Lyù, caàn phaûi coù maïch giaûi maõ ñòa chæ cuï theå ñeå cho vi xöû lyù hieåu raèng noù ñang caàn thoâng tin vôùi phaàn töû naøo trong maïch. Chaúng haïn ,noù caàn laøm vieäc vôùi boä nhôù ROM, RAM, hay caùc thieát bò ngoaïi vi…
4.2.5.1. Caùc phöông phaùp giaûi maõ ñòa chæ.
Coù ba phöông phaùp ñeå giaûi maõ ñòa chæ:
Giaûi maõ toaøn phaàn.
Giaûi maõ töøng phaàn.
Giaûi maõ theo khoái.
Ñeå thöïc hieän caùc kieåu giaûi maõ treân thì trong heä Vi xöû lyù 8085A cho pheùp giaûi maõ ñòa chæ theo kieåu:
Giaûi maõ kieåu boä nhôù kieåu MEMORY.
Giaûi maõ kieåu I/O .
Giaûi maõ duøng EPROM.
Trong heä thoáng naøy thì chæ söû duïng moät kieåu giaûi maõ MEMORY cho boä nhôù vaø heä thoáng caùc IC ngoaïi vi trong heä thoáng.
Caùc daïng vi maïch giaûi maõ chuyeân duïng töø m ñöôøng sang n ñöôøng ñöôïc duøng nhö:
74LS138 – giaûi maõ 3 ñöôøng sang 8 ñöôøng.
74LS154 – giaûi maõ 4 ñöôøng sang 16 ñöôøng.
Ôû ñaây duøng 74LS138 ñeå giaûi maõ cho heä thoáng.
Sô ñoà maïch giaûi maõ cho boä nhôù vaø ngoaïi vi.
Hình 4.4. Sô ñoà giaûi maõ ñòa chæ cho heä thoáng
Hình 4.5.Baûn ñoà ñòa chæ boä nhôù vaø ngoaïi vi
Hình 4.6.Baûng ñoà ñòa chæ caùc ngoaïi vi
Baûng1.1. ñòa chæ ngoaïi vi cuûa heä thoáng
Ngoaïi vi
A15
A14
A13
A12®A0
Vuøng ñòa chæ
8251A
0
0
1
1
0
0
0®0
1®1
4000H
4003H
8253
0
0
1
1
1
1
0®0
1®1
6000H
6003H
8255A
1
1
0
0
0
0
0®0
1®1
8000H
8003H
8279(I)
1
1
0
0
1
1
0®0
1®1
A000H
A003H
8279(II)
1
1
1
1
0
0
0®0
1®1
C000H
C000H
74244
1
1
1
1
1
1
0®0
1®1
E000H
Baûng1.2. Baûng ñòa chæ boä nhôù heä thoáng.
Boä nhôù
A15
A14
A13
A12®A0
Vuøng nhôù
ROM
0
0
0
0
0
0
0 ® 0
1 ® 1
0000H
1FFFH
RAM
0
0
0
0
1
1
0 ® 0
1 ® 1
2000H
3FFFH
4.2.6. Xöû lyù ngaét vaø caùch khôûi taïo beân ngoaøi cho heä thoáng.
Trong moät heä thoáng vi xöû lyù caàn phaûi coù ñaùp öùng ngaét ñeå ngaét moät söï thi haønh chöông trình khi coù yeâu caàu thoâng thöôøng, vi xöû lyù ñöôïc thieát keá chuû yeáu laø ñeå phuïc vuï cho vieäc trao ñoåi döõ lieäu vaøo/ra heä thoáng. Ñoàng thôøi ñaây cuõng laø caùch taän duïng khaû naêng cuûa vi xöû lyù ñeå thöïc thi theâm nhieàu coâng vieäc khaùc nöõa.
Trong Vi xöû lyù 8085A coù thieát keá caùc tín hieäu ngaét coù theå söû duïng ñeå döøng moät söï thöïc thi chöông trình. Ñoù laø ngaét theo thöù töï nhö sau:
RESET IN: ñaët laïi heä thoáng.
INTR.
TRAP.
RST 7.5.
RST 6.5.
RST 6.5.
Trong heä thoáng naøy ñeå phuïc vuï cho yeâu caàu thieát bò khi caàn: Döøng taïm thôøi khi chöông trình , hoaëc khi caàn thu hoaëc phaùt döõ lieäu 8 bit noái tieáp coù baét tay vôùi thieát bò khaùc.
Do ñoù caùc ngaét ñöôïc duøng trong heä thoáng laø:
RESET IN: ñaët laïi toaøn boä heä thoáng.
TRAP: döøng taïm thôøi chöông trình ñeå phuïc vuï cho phím PAUSE.
RST 7.5: ngaét Vi xöû lyù ñeå kieåm soaùt toác ñoä thu döõ lieäu (RxC) vaø phaùt döõ lieäu (TxC).
RST 6.5: ngaét Vi xöû lyù khi caàn thu döõ lieäu 8 bit noái tieáp baát ñoàng boä .
RST 5.5: ngaét Vi xöû lyù ñeå phaùt döõ lieäu 8 bit noái tieáp baát ñoàng boä .
4.2.7. Tính toaùn maïch taïo xung ñôn oån ñeå kích cho chaân TRAP, CLOCK IN 4017.
Caùc vi maïch ñöôïc duøng ñeå taïo xung ngaét taùc ñoäng vaøo chaân ngaét TRAP cuûa Vi xöû lyù 8085A laø 74LS123, 74LS221, 74LS122, hay vi maïch hoï 555, hoaëc duøng phaàn meàm.
Ñeå taïo ñöôïc moät maïch coù ngoõ ra moät traïng thaùi beàn, trong heä thoáng naøy duøng vi maïch 74221, ñöôïc kích hoaït bôûi moät xung aâm.
Hình 4.7.Sô ñoà nguyeân lyù maïch ñieän taïo xung ñôn oån
Vi maïch ñöôïc ñöa ôû ñaây laø 74LS221. Ñaây laø vi maïch chuyeân duïng chöùa hai boä taïo xung moät trang thaùi beàn (Monostable Multivibrator).
Ôû ñaây ñoä roäng xung ñöôïc tính theo coâng thöùc:
Trong ñoù: T ñöôïc tính theo msec
C tính theo mF
R tính theo KW
Ñeå taïo ñöôïc xung coù ñoä roäng 50 msec chuùng ta caàn coù R = 10 KW, C = 22 mF.
4.2.8. Tính vaø choïn löïa linh kieän cho maïch Reset.
Hình 4.8. Sô ñoà nguyeân lyù maïch Reset
Giaû söû khi môùi vöøa caáp nguoàn (hoaëc vöøa nhaû nuùt Reset ñieän aùp rôi treân tuï C baèng 0)
Vc = 0V phöông trình naïp cuûa tuï laø:
Vc = Vcc. [1 – exp (-t/RC)]
Suy ra: t = R.C. ln [(Vcc/Vcc – Vc)]
Hay R = t/{C. ln [(Vcc/Vcc – Vc)]}.
Ñeå ñaûm baûo tính hieäu Reset coù taùc duïng thì ñieän aùp treân tuï C phaûi ôû möùc cao trong khoaûng thôøi gian t1, choïn Vc (t1 = 0,055) = 0,8V
(ñieän aùp ôû möùc cao nhaát), ta coù R = 0,287/C.
Maët khaùc R phaûi coù giaù trò sao cho khi nuùt Reset ñöôïc aán, doøng ñieän töø nguoàn qua R xuoáng mass coù giaù trò nhoû nhaát.
Do ñoù choïn C = 22mF, R = 10KW.
4.2.9. Maïch baûo veä döõ lieäu trong boä nhôù RAM khi aán nuùt Reset.
Khi aán nuùt Reset heä thoáng seõ taïo neân moät nhieãu gaây neân laøm cho vi xöû lyù ghi giaù moät giaù trò döõ lieäu ngaåu nhieân naøo ñoùvaøo boä nhôù RAM do nhieãu nguoàn ñieän gaây ra. Ñieàu ñoù daãn ñeán vi xöû lyù thöïc thi sai leäch chöông trình moät caùch nhaàm laãn. Ñeå khaéc phuïc hieän töôïng treân trong maïch söû duïng maïch baûo veä döõ lieäu khi Reset heä thoáng.
Hình 4.9. Sô ñoà maïch ñieän nguyeân lyù baûo veä döõ lieäu.
Khi aán nuùt Reset möùc Logic ôû ngoõ ra coång ñeäm 7414 seõ ôû möùc cao khi ñoù caùc ngoõ vaøo cho pheùp ghi vaø choïn cuûa RAM seõ ôû möùc cao do ñoù döõ lieäu beân trong RAM ñöôïc baûo veä hoaøn toaøn khoâng bò ghi nhaàm döõ lieäu ngaãu nhieân vaøo boä nhôù.
Hình 4.10. Sô ñoà nguyeân lyù maïch ñieän khoái xöû lyù döû lieäu
4.3. THEÁT KEÁ KHOÁI BAØN PHÍM VAØ HIEÅN THÒ.
Sô ñoà khoái
Hình 4.11. Sô ñoà khoái baøn phím vaø heån thò
4.3.1. Baøn phím (Keyboard).
Baøn phím laø moät thieát bò vaøo raát thoâng duïng trong caùc heä vi xöû lyù, thieát bò laäp trình.
Coù nhieáu daïng phím aán ñöôïc söû duïng trong caùc heä thoáng ñoù laø:
Phín aán kieåu ñieän trôû.
Phín aán kieåu ñieän dung (Capacitive).
Phín aán loaïi maøng (Membrane).
Phín aán kieåu hieäu öùng Hall.
Tuy nhieân ñeå thuaän tieän cho thao taùc aán phím vaø tính phoå duïng cuûa noù, neân trong ñeà taøi naøy söû duïng loaïi baøn phím ñieän dung (loaïi baøn phím cuûa maùy vi tính).
4.3.2. Maøn hình hieån thò.
Ñeå ñaùp öùng cho maøn hình hieån thò coù nhieàu phöông phaùp thöïc hieän:
Duøng maøn aûnh tinh theå loûng (LCD) (Lyquid Crystal Display).
Duøng led 7 ñoaïn (Seven segmen led).
Duøng boùng ñeøn hình CRT (Cathod Ray Tube).
Duøng ma traän led (Matrix led).
Do vieäc hieån thò ôû thieát bò khoâng caàn phöùc taïp, chæ döøng laïi ôû vieäc hieån thò caùc con soá thaäp phaân vaø kí töï ñôn giaûn neân maøn hình hieån thò laø duøng led 7 ñoaïn loaïi Anod chung (Common Anod) ñoàng thôøi coù taêng cöôøng moät soá Led ñôn saéc ñeå xuaát hieän traïng thaùi hieän haønh cuûa maùy.
Ñeå thöïc hieän cho chöùc naêng queùt phím vaø hieån thò coù hai phöông phaùp ñöôïc duøng khaù phoå bieán laø:
Duøng phaàn meàm.
Duøng phaàn cöùng (söû duïng vi maïch giaûi maõ baøn phím vaø hieån thò chuyeân duïng).
Tuy nhieân baát lôïi cuûa phöông phaùp duøng phaàn meàm laø vi xöû lyù baän kieåm tra phím aán vaø laøm töôi RAM hieån thò. Do ñoù ñeå giaûi phoùng cho vi xöû lyù khoûi coâng vieäc treân, trong ñeà taøi naøy löïa choïn giaûi phaùp duøng phaàn cöùng.
Coù nhieàu daïng vi maïch chuyeân duïng thöïc hieän caû hai chöùc naêng laø:
8279C (Intel)
8048, 8042 (Intel) phuïc vuï baøn phím maùy vi tính PC.
Vi maïch ñöôïc löïa choïn cho phaàn hieån thò vaø queùt phím cuûa heä thoáng laø 8279C.
4.3.3.Giôùi thieäu vi maïch 8279C.
Ñaây laø vi maïch chuyeân duïng phuïc vuï cho vieäc queùt baøn phím vaø hieån thò ña hôïp, cuûa Intel saûn suaát.(xem phuï luïc phaàn 1).
Do ñaëc ñieåm cuûa thieát bò maõ, soá löôïng led 7 ñoaïn boá trí cho maøn hình hieån thò khaù nhieàu. Toång coäng laø 29 led 7 ñoaïn.
Trong khi ñoù moãi vi maïch chuyeân duïng 8279. Khi coù söû duïng theâm vi maïch môû roäng giaûi maõ töø 4 ñöôøng sang 16 ñöôøng thì chæ ñaùp öùng hieån thò toái ña laø 16 led 7 ñoaïn maø thoâi.
Do ñoù trong phaàn baøn phím vaø hieån thò naøy ñaõ phaûi duøng ñeán hai vi maïch 8279 vaø hai vi maïch môû roäng 74LS154.
4.3.4. Keát noái 8279 vôùi baøn phím vaø hieån thò.
Phaân boá chöùc naêng cho hai vi maïh nhö sau;
Vi maïch 8279 (I) söû duïng 4 ñöôøng SL0 _SL3 keát noái ñeán 74154 ñeå cho ra 16 ñöôøng queùt duøng cho hieån thò 16 led 7 ñoaïn ñaàu tieân.
Vi maïch 8279 (II) phuïc vuï cho vieäc queùt baøn phím vaø hieån thò caùc led 7 ñoaïn coøn laïi
söû duïng 8 ñöôøng RL0 _RL7 keát hôïp vôi 4 ñöôøng queùt cuûa 74154 taïo thaønh ma traän baøn phím. (8 haøng x4 coät).bao goàm 32 phím.
Baøn phím coù taát caû 35 phím vaø hai coâng taéc cô khí hai traïng thaùi. Trong ñoù coù:
31 phím queùt.
4 phím khoâng duøng phöông phaùp queùt laø: SHIFT, RESET, PAUSE, vaø UNIT.
Coâng taéc gaït hai traïng thaùi EXT/INT chuyeån cheá ñoä hoaëc duøng xung clock beân ngoaøi heä thoáng
Coâng taéc gaït hai traïng thaùi UP/DOWN chuyeån traïng thaùi hoaëc taùc ñoäng theo söôøn leân cuûa xung clock hoaëc taùc ñoäng theo söôøn xuoáng cuûa xung clock.
4.3.5. LAÄP TRÌNH KHÔÛI TAÏO CHO VI MAÏCH 8279.
Vi maïch laäp trình 8279 ñöôïc khôûi taïo theo trình töï sau:
Ñaët mode baøn phím hieån thò.
Laäp trình xung ñoàng hoà.
Xoùa RAM hieån thò, FIFO.
Vieäc ñoïc maõ phím aán trong heä thoáng naøy ñöôïc thöïc hieän baèng kyõ thuaät hoûi voøng (Polling)
Hình 4.12. Sô ñoà nguyeân lyù maïch ñieän phaàn baøn phím vaø hieån thò
4.3.6. Tính toaùn, choïn linh kieän thuùc doøng cho caùc LED hieån thò.
4.3.6.1.Choïn transistor thuùc cho caùc LED 7 ñoaïn.
Trong heä thoáng naøy söû duïng Transistor ñeå choïn caùc ñeøn hoaït ñoäng, ôû ñaây caùc ñeøn LED 7 ñoaïn duøng loaïi Anod chung, do ñoù choïn linh kieän Transistor loaïi PNP, laøm nhieäm vuï choïn caùc ñeøn LED 7 ñoaïn hoaït ñoäng ôû cheá ñoä ngaét daãn.
Hình 4.13. Maïch choïn led duøng trasistor
Khi Transistor daãn thì cöïc C coù ñieän aùp xaáp xæ laø Vcc do ñoù Anod chung cuûa LED 7 ñoaïn ñöôïc xem nhö noái vôùi nguoàn Vcc ñeán ñeøn ñöôïc choïn. Doøng qua töông öùng moãi ñoaïn LED khoaûng 10mA, do ñoù doøng cöïc ñaïi qua cöïc C cuûa Transistor laø 70mA (10mA x 7).
Choïn caùc Transistor ñeå thuùc laø A1015 vôùi Pmax = 400mW, Icmax = 150mA, b = 70, ta coù Vcc = VBE + VRB + VI
Khi Transistor daãn ñieän aùp vaøo cöïc B ôû möùc Logic thaáp.
Suy ra choïn Vi = 0,4V (ñieän aùp möùc ra cao nhaát cuûa TTL), ta coù:
VRB = 5V – 0,7V – 0,4V = 3,9V.
Maø IB = IC /bbh = 70/2 = 3,5mA giaù trò IB nhoû hôn voøng ra ôû möùc thaáp cuûa TTL (IOlmax = 16 mA) do ñoù chaáp nhaän ñöôïc.
RB = VRB / IB = 3,9V/3,5mA = 1,1 KW do ñoù choïn RB = 1 KW.
4.3.6.2.Choïn Trasistor thuùc cho caùc LED ñôn saéc.
Hình 4.14. Maïch thuùc caùc led ñôn duøng transistor.
Ñeå ñeäm doøng cho caùc LED ñôn vaø döõ lieäu 8 bit ngoõ ra trong heä thoáng duøng Transistor loaïi NPN cuï theå laø loaïi C945 vôùi Pmax = 250mW, ICmax = 150mA, b = 180 ñieän aùp rôi treân ñieän trôû RC : VRC = VCC – VCEQ – VLED .
Trong ñoù VLED laø ñieän aùp rôi treân moãi LED coù giaù trò tieâu bieåu laø 1,7V.
VCEQ : ñieän aùp rôi treân moái noái CE.
Suy ra VRC = 5V – 0,2V – 1,7V = 3,1V do ñoù:
RC = VRC /IC = 3,1V/10mA = 310W
Doøng qua cöïc B ñöôïc xaùc ñònh bôûi: IB = IC /b = 10/180 = 56mA.
Ta coù VRB = Vi – VBE = VCC – VCebh – VD – VBE = 5V – 0,2V – 0,7V – 0,7V = 3,4V.
Suy ra RB = VRB /IB = 3,4V/56mA = 60KW
Trong thöïc teá, do heä soá khueách ñaïi cuûa Transistor khoâng ñaït ñöôïc trò soá nhö lyù thuyeát neân choïn giaù trò cuûa RB trong khoaûng 10KW.
4.3.7. Sô ñoà boá trí maøn hình hieån thò vaø baøn phím soaïn thaûo cho maùy thu phaùt kyù töï 8 bit.
Hình 4.15. Sô ñoà boá trí baøn phím vaø maøn hình hieån thò cuûa maùy thu phaùt kyù töï 8 bit
4.4. THIEÁT KEÁ KHOÁI GIAO TIEÁP VÔÙI THIEÁT BÒ NGOAÏI VI.
Hình 4.16. Sô ñoà khoái phaàn giao tieáp vôùi thieát bò ngoaïi vi
Trong moät heä thoáng thu phaùt döõ lieäu, vieäc thoâng tin giöõa caùc boä phaän naèm gaàn nhau trong heä thoáng vi xöû lyù coù theå thöïc hieän thoâng qua caùc maïch hoaëc caùc bus phoái gheùp song song. Trong tröôøng hôïp caàn phaûi thoâng tin giöõa caùc thieát bò caùch xa nhau thì khoâng theå thöïc hieän caùch treân ñöôïc. Ñoù cuõng laø yeâu caàu ñaët ra ñoái vôùi maùy thu phaùt kyù töï 8 bit.
Nhieäm vuï chính cuûa khoái naøy laø thöïc hieän coâng vieäc giao tieáp vôùi caùc thieât bò ngoaïi vi maø cuï theå laø thöïc hieän caùc cheá ñoä sau:
Thu phaùt maõ kyù töï 8 bit song song coù baét tay.
Thu phaùt maõ kyù töï 8 bit noái tieáp ñoàng boä vaø baát ñoàng boä.
Caáp phaùt hoaëc nhaän nguoàn xung Clock cho caùc thieát bò beân ngoaøi,
4.4.1. Thu phaùt döõ lieäu 8 bit song song.
Phuïc vuï cho cheá ñoä thu phaùt döõ lieäu 8 bit song song. Coù nhieàu vi maïch thöïc hieän chöùc naêng treân nhö: 8212, 8282, 8286.
Vi maïch laäp trình 8255A PPI, 8155(Intel), 6821 PIA (Motorola), 6530 RRIOT, 6522VIA, Z80POI.
Tuy nhieân do tính chuyeân duïng cuûa vi maïch laäp trình 8255A, neân ñaây laø vi maïch ñöôïc choïn ñeå phuïc vuï cho cheá ñoä thu phaùt maõ kyù töï 8 bit song song coù baét tay vaø khoâng baét tay.
4.4.1.1. Giôùi thieäu vi maïch laäp trình 8255A.
Ñaây laø vi maïch vaøo ra theo chöông trình raát thoâng duïng thöôøng coù trong caùc vi tính PC/XT, PC/AT vaø caùc thieát bò trao ñoåi thoâng tin khaùc (xem phaàn phuï luïc 1).
4.4.1.2 Keát noái 8255A vôùi heä thoáng.
Vi maïch laäp trình 8255A coù 3 Port xuaát nhaäp trong ñoù:
Port A ñöôïc söû duïng ñeå cho vieäc nhaäp xuaát döõ lieäu 8 bit song song.
Port C ñöôïc söû duïng thöïc hieän trao ñoåi caùc tín hieäu baét tay.
Port B ñöôïc söû duïng ñeå xuaát caùc tín hieäu caáp cho caùc LED ñôn ñeå chæ thò caùc cheá ñoä thi haønh nhö :Tx/Rx, STEP, CYCLE, PATTERN, BURST, BREAK PIONT, HANDSHAKE.
Trong ñoù port A va port B ñöôïc keát noái ñeán ñaàu noái chuaån DB _25F ñeå thöïc hieän vieäc trao ñoåi thoâng tin vôùi thieát bò khaùc.
4.4.1.3. Laäp trình cho 8255A
Ñeå thöïc hieän cheá ñoä treân, vieäc laäp trình cho vi maïch 8255A ñöôïc thöïc hieän ôû Mode 0.
4.4.2. Thu phaùt döõ lieäu noái tieáp 8 bit ñoàng boä vaø baát ñoàng boä (dò boä).
Truyeàn döõ lieäu noái tieáp laø ôû ñaàu phaùt döõ lieäu döôùi daïng song song ñaàu tieân ñöôïc chuyeån thaønh döõ lieäu noái tieáp. Tín hieäu tieáp noái sau ñoù ñöôïc truyeàn ñi lieân tuïc töøng bit treân moät ñöôøng daây. Ôû ñaàu thu tín hieäu seõ ñöôïc bieán ñoåi ngöôïc laïi ñeå taùi taïo tín hieäu daïng song song thích hôïp cho vieäc xöû lyù tieáp theo.
Haõng Intel cho ra ñôøi vi maïch chuyeân duïng thöïc hieän ñöôïc caû hai kieåu truyeàn thoâng tin treân laø 8251A hay coøn goïi laø maïch USART. Moät daïng vi maïch thöù hai cuõng ñöôïc duøng roäng raõi trong caùc thieát bò thoâng tin noái tieáp laø vi maïch USAT 8250A/16450, UART 6402, ACIA 6850…
Ñeå ñaùp öùng yeâu caàu ñaët ra neân löïa choïn vi maïch USART 8251A (Intel).
4.4.2.1.Giôùi thieäu vi maïch USART 8251A.
Ñaây laø moät vi maïÏÏch thu phaùt ñoàng boä vaø khoâng ñoàng boä,coù theå söû duïng ñeå trao ñoåi trao ñoåi thoâng tin noái tieáp vôùi baát kyø maùy vi tính naøo ,hay baát kyø thieát bò ngoaïi vi naøo, (xem phaàn phuï luïc 1).
4.1.2.2.Laäp trình cho USART 8251A.
Trong heä thoáng naøy, vi maïch 8251A ñöôïc khôûi taïo ñeå laøm vieäc ôû hai mode cô baûn:
Mode noái tieáp baát ñoàng boä:
Mode noái tieáp ñoàng boä.
Coâng vieäc choïn taàn soá xung Clock ñöôïc thöïc hieän baèng phím UNIT ôû baøn phím.
4.4.3.Caùc chuaån trong giao tieáp vaø vi maïch kích chuaån thu – phaùt döõ lieäu.
Töông töï nhö caùc thieát bò ngoaïi vi khaùc, (maùy vi tính, maùy in…) vieäc trao ñoåi döõ lieäu ñieàu phaûi theo moät chuaån giao tieáp nhaát ñònh.
Coù nhieàu daïng chuaån khaùc nhau ñöôïc söû duïng ñeå phoái gheùp thöôøng gaëp trong caùc thieát bò nhö: RS – 232C, RS – 449, RS – 423AS vaø RS – 422AS…
Ñeå thoáng nhaát cho vieäc giao tieáp ñöôïc töông thích giöõ thieát bò vôùi caùc heä thoáng khaùc neân chuaån RS – 232C, ñöôïc söû duïng.
4.4.3.1.Giôùi thieäu chuaån RS – 232C.
i./ Chuaån noái daây DB – 25 F (25 chaân).
Chuaån naøy ñöôïc duøng cho vieäc trao ñoåi döõ lieäu 8 bit song song coù baét tay.
ii./ Chuaån noái daây DB – 9F (9 chaân).
Chuaån naøy phuïc vuï cho vieäc thoâng tin noái tieáp ôû khoaûng caùch xa.
iii./ Vi maïch kích chuaån thu phaùt RS – 223C.
Thoâng tin giöõa thieát bò vôùi heä hoáng khaùc ñöôïc truyeàn taûi thoâng qua caùp chuaån RS – 232C.
Tuy nhieân trôû khaùng vaø tín hieäu TTL cuûa vi maïch USART khoâng thích hôïp ñeå phaùt leân ñöôøng daây xoaén ñoâi hoaëc caùp ñoàng truïc neân thöôøng ñoøi hoûi caùc vi maïch kích phaùt vaø thu.
Haõng MOTOROLA ñaõ cho ra ñôøi hai loaïi vi maïch ñaùp öùng yeâu caàu treân laø:
Vi maïch kích phaùt MC 1488.
Vi maïch kích thu MC 1489.
Hình 4.17. Sô ñoà keát noái USART 8251A vôùi vi xöû lyù vaø RS -232C
4.4.4.Boä taïo xung Clock.
Trong heä thoáng naøy boä taïo xung Clock coù vai troø:
Cung caáp xung Clock chuaån cho khoái thu phaùt döõ lieäu noái tieáp maø cuï theå laø caáp cho vi maïch USART 8251A (TxC vaø RxC). ñeå ñaït toác ñoä thu phaùt chuaån (baud) ñuùng yeâu caàu.
Taïo xung ngaét cho vi xöû lyù 8085A ñeå kieåm soaùt toác ñoä truyeàn/nhaän.
Cung caáp xung clock cho caùc thieát bò khaùc beân ngoaøi.
Ñeå taïo ñöôïc xung Clock chuaån coù nhieàu caùch ñeå thöïc hieän.
Duøng phaàn meàm.
Duøng phaàn cöùng: söû duïng vi maïch chuyeân duïng ñeå taïo xung Clock nhö:
Caùc hoï vi maïch 555.
Vi maïch ñeám/ñònh thôøi laäp trình ñöôïc 8253, 8254 (Intel)
Ñaëc bieät vi maïch 8253 ñöôïc duøng phoå bieán trong caùc boä ñònh thôøi, hôn nöõa do yeâu caàu cuûa thieát bò laø caàn coù nguoàn xung Clock coù theå thay ñoåi ñöôïc töø ñôn vò laø HZ ñeán MHZ, nhaèm ñaùp öùng cho toác ñoä chuaån.
Do ñoù 8253 ñöôïc choïn ñeå caáp xung Clock cho heä thoáng.
4.4.4.1.Giôùi thieäu vi maïch ñònh thôøi 8253.
8253 laø vi maïch ñònh thôøi ña naêng ñöôïc söû duïng laøm boä ñeám söï kieän, taoï xung laäp trình 8253 coù chöùa 3 boä ñeám (0,1vaø 2)
4.4.2.Laäp trình khôûi taïo cho 8253.
Vi maïch 8253 coù taát caû 3 boä ñeám (0,1 vaø 2) vaø 6 mode hoaït ñoäng, (xem phaàn phuï luïc 1).
Trong boä taïo xung Clock naøy thì söû duïng caû 3 boä ñeám ñeå thöïc hieän vieäc chia taàn soá .
Boä ñeám 0: chia taàn soá ôû ñôn vò MHZ.
Boä ñeám 1: chia taàn soá ôû ñôn vò KHZ.
Boä ñeám 2: chia taàn soá ôû ñôn vò HZ.
Muoán vi maïch 8251A thu/phaùt döõ lieäu ôû toác ñoä bao nhieâu (75, 110, 300, 1200, 2400, 4800 hay 9600 bit/s) chæ caàn laäp trình cho vi maïch 8253 phaùt xung Clock coù taàn soá töông öùng.
Vieäc khôûi taïo caùc boä ñeám ñöôïc thöïc hieän caùc böôùc sau:
Ghi moät töø ñieàu khieån vaøo thanh ghi ñieàu khieån.
Naïp byte thaáp cuûa soá ñeám vaøo thanh ghi boä ñeám.
Naïp byte cao cuûa soá ñeám vaøo thanh ghi boä ñeám.
Trong heä thoáng naøy caùc boä ñeám ñöôïc khôûi taïo ñeå hoaït ñoäng ôû Mode 2.
4.4.5.Maïch choïn ñôn vò xung Clock.
Ñeå thöïc hieän vieäc choïn ñôn vò xung Clock laø HZ, KHZ, hoaëc MHZ, ôû ñaây trong maïch söû duïng vi maïch taïo xung clock ñôn oån 74LS221 vaø vi maïch 4017 ñeå thöïc hieän vieäc choïn treân.
Hình 4.18. Sô ñoà nguyeân lyù maïch taïo xung clockï
Trong heä thoáng naøy ñeå kieåm tra traïng thaùi tröôùc ñoù cuûa maïch choïn ñôn vò xung Clock, hoaëc ñang hieän haønh ôû ñôn vò Hz, KHz, hoaëc MHz, trong maïch duøng vi maïch cho pheùp 74244 ñeå ñoïc traïng thaùi hieän haønh cuûa maïch choïn xung Clock, ñoàng thôøi baùo leân maøn hình hieån thò ñôn vò taàn soá hieän haønh ñang ñöôïc choïn.
4.4.6.Sô ñoà nguyeân lyù hoaøn chænh maïch ñieän khoái giao tieáp ngoaïi vi.
Hình 4.19. Sô ñoà maïch ñieän khoái giao tieáp ngoaïi vi
Hình 4.20. Sô ñoà maïch ñieän nguyeân lyù khoái xöû lyù chính
Hình 4.21. Sô ñoà nguyeân lyù maïch baøn phím vaø hieån thò
Do sô ñoà nguyeân lyù maïch ñieän hoaøn chænh cuûa maùy thu phaùt kyù töï 8 bit chieám moät dieän tích maïch in khaù lôùn. Do ñoù, ñeå ñaõm baûo tính kyõ thuaät, thaåm myõ cuûa thieát bò neân trong luùc chaïy maïch in(board), ngöôøi thöïc hieän quyeát ñònh taùch sô ñoà nguyeân lyù maïch ñieän toaøn phaàn cuûa thieát bò thaønh hai maïch ñieän rieâng bieät nhau bao goàm:
Maïch ñieän baøn phím vaø hieån thò chæ chöùa LED hieån thò vaø baøn phím. (hình 4.23).
Maïch ñieän xöû lyù chính (CPU) chöùa caùctoøan boä caùc linh kieän coøn laïi. (hình 4.22).
Hai bo maïch naøy lieân heä vôùi nhau baèng caùc bus daây.
CHÖÔNG 5
XAÂY DÖÏNG
CHÖÔNG TRÌNH MONITOR
5.1.GIÔÙI THIEÄU.
Nhö chuùng ta ñaõ bieát chöông trình Monitor laø phaàn meàm ñieàu khieån thieát bò hoaït ñoäng theo yeâu caàu. Ñeå cho thieát bò hoaït ñoäng maïnh meõ, deã daøng trong söû duïng neân ngöôøi thöïc hieän ñeà taøi ñaõ öùng duïng kyõ thuaät vi xöû lyù thieát keá maùy thu phaùt kyù töï 8 bit. Vi maïch xöû lyù ñöôïc söû duïng ôù ñaây laø 8085A (Intel).
Phaàn cöùng ñoù nhöõng gì coá ñònh, noù nhö moät coå maùy, muoán noù hoaït ñoäng phaûi coù moät coâng nhaân laønh ngheà ñieàu khieån noù ñeå taïo ra saûn phaåm coù chaát löôïng. Töø ñoù chuùng ta nhaän raèng muoán phaàn cöùng hoaït ñoäng ñöôïc ñoøi hoûi phaûi coù söï can thieäp cuûa con ngöôøi, maø chuû yeáu laø thoâng qua phaàn meàm ñieàu khieån.Do ñoù söï hoaït ñoäng linh hoaït cuûa thieát bò phuï thuoäc raát nhieàu vaøo kyõ naêng laäp trình phaàn meàm cho heä thoáng
Nhö vaäy phaàn meàm vaø phaàn cöùng laø hai boä phaän bieät laäp nhau nhöng khoâng theå taùch rôøi nhau. Trong heä thoáng, chuùng hoå trôï cho nhau ñeå hình thaønh neân hoaït ñoäng cuûa thieát bò.
Trong thieát bò naøy phaàn meàm ñieàu khieån ñöôïc xaây döïng treân cô sôû neàn taûn laø taäp leänh cuûa vi xöû lyù 8085A ñeå ñaùp öùng caùc chöùc naêng hoaït ñoäng cuûa thieát bò.
5.2.CÔ SÔÛ XAÂY DÖÏNG CHÖÔNG TRÌNH MONITOR.
Coâng vieäc xaây döïng chöông trình Monitor ñöôïc thöïc hieän döïa treân cô sôû yeâu caàu caùc chöùc naêng hoaït ñoäng ñaët ra cuûa thieát bò keát hôïp vôùi caáu truùc phaàn cöùng ñöôïc thieát keá.
Ñeå thöïc hieän coâng vieäc treân, nhoùm thöïc hieän ñaõ tieán haønh söû duïng kit vi xöû lyù 8085A cuûa tröôøng keát hôïp vôùi kit môû roäng vaø baøn phím vaø hieån thò, taïm goïi laø kit vi xöû lyù 8085A môû roäng ñeå vieát thöû nghieäm caùc chöông trình con rieâng bieät phuïc vuï cho moãi chöùc naêng cuûa thieát bò.Tieán haønh kieåm nghieäm vaø ñieàu laïi cho ñuùng vôùi yeâu caàu ñaët ra. Cuoái cuøng laø lieân keát vôùi chöông trình laïi theo trình töï hôïp lyù vaø naïp vaøo EPROM heä thoáng ñeå quaûn lyù vaø ñieàu khieån caùc hoaït ñoäng cuûa thieát bò.
5.3. CAÙC BÖÔÙC XAÂY DÖÏNG CHÖÔNG TRÌNH MONITOR
Xaây döïng löu ñoà khoái cho heä thoáng.
Vieát chöông trình baèng maõ ngöõ.
Dòch chöông trình sang maõ maùy.
Naïp chöông trình vaøo boä nhôù.
Kieåm tra xem döõ lieäu ñaõ naïp coù ñuùng khoâng.
Cho chaïy chöông trình.
Giaùm ñònh keát quaû.
5.4. MOÄT SOÁ YEÂU CAÀU ÑOÁI VÔÙI CHÖÔNG TRÌNH MONITOR.
Xuaát phaùt töø vieäc giôùi haïn ñeà taøi ñeå ñaët ra caùc yeâu caâu ñoái vôùi chöông trình Monitor nhö sau:
Caùch thöùc hoaït ñoäng töông töï nhö maùy phaùt töø 16 bits (Word Generator) trong phaàn meàm moâ phoûng maïch EWB 5.0.
Laøm vieäc ôû cheá ñoä thu phaùt döõ lieäu song song, noái tieáp baát ñoàng boä.
Caùc chöông trình con ñöôïc trình baøy ôû daïng löu ñoà giaûi thuaät.
Caùc nhaõn ñöôïc söû duïng ñeå ñaïi dieän cho ñòa chæ oâ nhôù.
Caùc chöông trình con coù giaûi thuaät gioáng nhau chæ ñöôïc trình baøy moät laàn.
Theo thöù töï chöông trình Monitor thì chöông trình naøo xuaát hieän tröôùc seõ ñöôïc trình baøy tröôùc.
5.5.CAÁP PHAÙT VUØNG NHÔÙ:
Boä nhôù heä thoáng coù dung löôïng 16 KByte ñöôïc caáp phaùt nhö sau.
ROM 8 KByte ñöôïc duøng ñeå löu tröõ toaøn boä nhöõng gì coù lieân quan ñeán chöông trình Monitor cuûa heä thoáng.
RAM 8KByte ñöôïc söû duïng duøng ñeå löu tröõ chöông trình soaïn thaûo döõ lieäu cuûa ngöôøi söû duïng, duøng ngaên xeáp, vuøng nhôù taïm thôøi, vuøng ñeäm döõ lieäu.
5.6.XAÂY DÖÏNG CHÖÔNG TRÌNH MONITOR:
5.1.1.Khôûi taïo ngaên xeáp
Ngaên xeáp ñöôïc ñònh nghóa laø moät vuøng nhôù hay oâ nhôù RAM ñöôïc söû duïng duøng ñeå löu tröõ thoâng tin moät caùch taïm thôøi trong suoát quaù trình thi haønh chöông trình. Thoâng tin trao ñoåi vôùi ngaên xeáp coù tính chaát: vaøo sau ra tröôùc (LIFO: Last in, First out). Thoâng thöôøng ngaên xeáp ñöôïc khôûi taïo baét ñaàu töø ñòa chæ ñaùy vuøng nhôù RAM.
Trong heä thoáng naøy ngaên._.
5
6
7
8
9
DCD – Data Carrier Detect
RxD – Receive Data
TxD – Transmit Data
DTR – Data Teminal Ready
GND – Ground (Noái ñaát)
DSR – Data – Set – Ready
RTS – Request To – Send
CTS – Clear – To Send
RI – RingIndicator
Loái vaøo
Loái vaøo
Loái ra
Loái ra
Chung
Loái ra
Loái ra
Loái vaøo
Trôû khaùng ra vaø tín hieäu TTL cuûa USART khoâng thích hôïp ñeå phaùt tröïc tieáp leân ñöôøng daây xoaén ñoâi hoaëc caùp ñoàng truïc neân thöôøng ñoøi hoûi caùc maïch kích phaùt vaø thu nhöõng maïch naøy coù theå söû duïng caùc möùc ñieän aùp hoaëc doøng ñieän lôùn hôn tieâu chuaån cuûa IC soá.
Nhôø tính phoå bieán cuûa giao tieáp RS232C ngöôøi ta cheá taïo caùc IC kích hoaït phaùt vaø thu. Hai vi maïch nhö vaäy ñöôïc haõng MOTOROLA saûn xuaát laø IC kích phaùt MC 1488 vaø IC thu MC 1489 coù daïng DIP. Moãi IC kích phaùt MC 1488 nhaän tín hieäu möùc TTL vaø chuyeån thaønh tín hieäu ngoõ ra töông thích vôùi möùc ñieän aùp RS232C. IC thu MC 1489 phaùt hieän caùc möùc vaøo cuûa RS232C vaø chuyeån chuùng thaønh caùc ngoõ ra coù möùc TTL.
Chuaån RS 232C xem Mode nhö laø DCE vaø caùc maùy tính hoaëc laø thieát bò ñaàu cuoái nhö DTE.
Chuaån naøy duøng toác ñoä truyeàn döõ lieäu laø 20Kps vôùi khoaûng caùch truyeàn lôùn nhaát laø 15m. Ñaây laø moät daïng giao tieáp laoïi TTL vaø boä kích ñöôøng truyeàn khoâng caân baèng.
Maëc duø RS232C cuûa EIA ñöôïc thieát keá daønh rieâng cho aùp duïng keát noái moâ-dun vôùi thieát bò ñaàu cuoái, nhöng RS232C coù theå ñöôïc söû duïng hai thieát bò ñaàu cuoái ñöôïc noái vôùi nhau (ôû ñaây laø maùy thu phaùt kyù töï vaø maùy tính). Trong tröôøng hôïp naøy Mode roãng (Null Modem) caùc ñöôøng tín hieäu ñieàu khieån phaûi ñaët cheùo nhau.
Hình 2.6.Nguyeân taéc gheùp noáiTTL- RS-232C vaøRS-232C-TTL.
Hình 2.7.Sô ñoà keát noái 8251A vôùi vi xöû lyù 8085A vaø caùc vi maïch kích chuaån.
3.GIÔÙI THIEÄU VI MAÏCH LAÄP TRÌNH 8279L
3.1.CAÁU TRUÙC VI MAÏCH 8279L
Hình 3.1. Sô ñoà chaân vaø sô ñoà khoái caáu truùc 8279
8279 laø vi maïch chuyeân veà giaûi maõ hieån thò LED 7 ñoaïn vaø queùt phím theo nhieàu phöông phaùp khaùc nhau.
Söû duïng 8279 laø phöông phaùp duøng phaàn cöùng ñeå giao tieáp vôùi baøn phím ma traän vaø hieån thò ña hôïp. Baát lôïi cuûa phöông phaùp duøng phaàn meàm laø vi xöû lyù baän trong luùc kieåm tra vaø laøm töôi hieån thò. Do ñoù 8279 seõ thay theá vi xöû lyù ñaûm traùch hai nhieäm vuï naøy.
Hình 3.2.Sô ñoà khoái caáu truùc cuûa 8279
Vi maïch 8279 laø linh kieän daïng DIP coù 40 chaân coù hai phaàn chính laø: baøn phím vaø hieån thò. Phaàn baøn phím coù theå ñöôïc noái vôùi 1 ma traän toái ña laø 64 phím, söï goõ phím ñöôïc giaûi naåy vaø giaûi maõ phím ñöôïc löu tröõ trong boä nhôù FIFO beân trong (Firt In – Firt Out). Vaøo tröôùc – Ra tröôùc vaø moät laàn tín hieäu ngaét phaùt ra moãi laàn goõ phím.
Phaàn hieån thò coù theå cung caáp moät hieån thò toái ña 16 LED hieån thò, phaàn naøy coù boä nhôù RAM16X8, coù theå söû duïng ñeå ñoïc/ghi thoâng tin cho caùc muïc ñích hieån thò. Phaàn hieån thò coù theå khôûi taïo ôû daïng ghi phaûi (Right Entry) hoaëc ghi traùi (Left Entry).
Taàn soá xung ñoàng hoà caáp cho 8279 toái ña laø 3,125 MHZ.
Sô ñoà khoái logic (Hình 3.2) trình baøy boán phaàn chính cuûa 8279: baøn phím, queùt , hieån thò vaø giao tieáp vôùi vi xöû lyù.
Chöùc naêng cuûa caùc phaàn naøy ñöôïc dieån taû nhö sau:
Phaàn baøn phím:
Phaàn naøy coù 8 ñöôøng (RLO – RL7) coù theå noái vôùi 8 coät cuûa baøn phím coäng theâm vôùi hai ñöôøng theâm vaøo: SHIFT vaø CNTL/STB. Traïng thaùi cuûa phím SHIFT vaø phím CONTROL coù theå ñöôïc löu tröû theo söï ñoùng phím.
Khung maõ döõ lieäu cuûa phím bò aán nhö sau:
CNTL
SHIFT
SCAN
RETURN
Caùc phím töï ñoäng ñöôïc giaûi naåy, baøn phím coù theå hoaït ñoäng ôû hai Mode:
Khoùa ngoaøi hai phím (two – key ockout) hoaëc xoay voøng N phím (N – key rollover).
Mode khoùa ngoaøi hai phím: neáu hai phím ñöôïc aán haàu nhö ñoàng thôøi thì chæ coù caùc phím ñaàu tieân ñöôïc xaùc nhaän.
Mode xoay voøng N phím, caùc phím ñoàng thôøi ñöôïc xaùc nhaän vaø maõ cuûa chuùng ñöôïc löu tröõ vaøo boä ñeäm beân trong, noù cuõng coù theå ñöôïc ñaët sao cho khoâng coù phím naøo ñöôïc xaùc nhaän cho ñeán khi chæ coøn 1 phím ñöôïc aán.
Phaàn baøn phím chöùa boä nhôù RAM FIFO 8X8. RAM FIFO chöùa taùm thanh ghi coù theå löu tröõ taùm söï ghi nhaän cuûa baøn phím, moãi noäi dung döõ lieäu ñöôïc ñoïc ra theo thöù töï ghi vaøo. Logic traïng thaùi giöõ daáu veát coù thöù töï cuûa söï ghi nhaän phím vaø cung caáp moät tín hieäu yeâu caàu ngaét laø IRQ khi FIFO khoâng roãng (Empty).
Phaàn queùt:
Phaàn queùt coù moät boä ñeám queùt vaø 4 ñöôøng queùt (SLO – SL3). Boán ñöôøng naøy coù theå ñöôïc giaûi maõ nhôø söû duïng boä giaûi maõ 4 sang 16 ñöôøng ñeå taïo ra 16 ñöôøng queùt. Caùc ñöôøng queùt naøy coù theå ñöôïc noái ñeán caùc haøng cuûa moät baøn phím daïng ma traän vaø caùc maïch laùi soá cuûa moät hieån thò ña hôïp.
Phaàn hieån thò:
Phaàn hieån thò coù taùm ñöôøng ñöôïc chia thaønh hai nhoùm: A0 – A3 vaø B0 – B3. Caùc ñöôøng naøy coù theå söû duïng hoaëc nhö moät nhoùm taùm ñöôøng hoaëc hai nhoùm boán ñöôøng, trong söï lieân heä vôùi caùc ñöôøng queùt cho moät hieån thò ña hôïp. Hieån thò coù theå ñöôïc nhaáp nhaùy nhôø vaøo chaân . Phaàn naøy chöùa RAM hieån thò 16 X 8. Vi xöû lyù coù theå ghi vaøo hoaëc ñoïc döõ lieäu töø caùc thanh ghi naøy.
Phaàn giao tieáp vi xöû lyù:
Phaàn naøy bao goàm 8 ñöôøng döõ lieäu hai chieàu (DB0 – DB7), moät ñöôøng yeân caàu ngaét (IRQ) vaø 6 ñöôøng giao tieáp luoân caû ñöôøng ñòa chæ cuûa boä ñeäm.
Khi AO ôû möùc cao, caùc tín hieäu ñöôïc hieåu nhö laø caùc töø ñieàu khieån vaø traïng thaùi, khi AO ôû möùc thaáp caùc tín hieäu ñöôïc hieåu nhö laø döõ lieäu.
Tín hieäu IRQ ñöôïc söû duïng ñeå ngaét vi xöû lyù nhaèm chæ thò tính khaû duïng cuûa döõ lieäu, khi IRQ leân möùc cao thì vieäc ghi nhaän döõ lieäu vaøo FIFO
3.2.LAÄP TRÌNH CHO 8279:
Caáu truùc phaàn meàm cuûa 8279:
IC 8279 coù moät ñöôøng ñòa chæ laø Ao coù chöùc naêng choïn löïa nhö sau:
Ao = 0: 8279 xem döõ lieäu töø vi xöû lyù gôûi ñeán laø döõ lieäu ñeå hieån thò.
Ao = 1: 8279 xem döõ lieäu töø vi xöû lyù gôûi ñeán laø döõ lieäu cuûa leänh ñieàu khieån 8279.
3.2.1.CAÙC LEÄNH ÑIEÀU KHIEÅN CUÛA 8279:
Ñaët Mode hieån thò/ baøn phím.
Trong ñoù:
DD: laø Mode hieån thò
KKK: laø Mode baøn phím
DD
00 - Hieån thò 8 kyù töï, 8 bit – Ghi traùi (Left Entry)
01 - Hieån thò 16 kyù töï, 8 bit – Ghi traùi (Left Entry)
10 - Hieån thò 8 kyù töï, 8 bit – Ghi phaûi (Right – Entry)
Hieån thò 16 kyù töï, 8 bit – Ghi phaûi (Right – Entry)
YÙ nghóa cuûa vieäc ghi traùi, ghi phaûi ñöôïc dieãn taû ôû hình 3.3
Hình 3.3: Moái lieân heä giöõa Ram 8279 vaø vò trí hieån thò.
KKK
000 Baøn queùt phím coù laäp maõ – Khoùa ngoaøi 2 phím
001 Baøn queùt coù giaûi maõ – Khoùa ngoaøi 2 phím
010 Baøn queùt phím coù laäp maõ – Khoùa voøng N phím
011 Baøn queùt coù giaûi maõ – Khoùa voøng N phím
100 Ma traän caûm bieán, queùt coù laäp maõ
101 Ma traän caûm bieán, queùt coù giaûi maõ
110 Ngoõ vaøo Strob, queùt hieån thò coù laäp maõ
Ngoõ vaøo Strob, queùt hieån thò coù giaûi maõ
Khi queùt phím coù giaûi maõ ñöôïc ñaët trong Mode baøn phím, hieån thò seõ giaûm xuoáng 4 kyù töï, khoâng phuï thuoäc vaøo vieäc ñaët Mode hieån thò.
Ôû Mode coù laäp maõ, caùc ngoõ ra SL (Scan Lines) taùc ñoäng möùc cao vaø theo sau laø maãu bit nhò phaân töø 0 ñeán 7 hoaëc töø 0 ñeán 15 tuøy theo hieån thò 8 hoaëc 16 kyù töï ñöôïc choïn.
Ôû Mode giaûi maõ, caùc ngoõ ra (Scan Lines) taùc ñoäng möùc thaáp vaø ôû moät trong 4 ngoõ ra ôû möùc thaáp taïi moät thôøi ñieåm baát kyø ñöôïc cho. Caùc ngoõ ra giaûi maõ laëp laïi maãu: 1110, 1101, 1011, 0111.
Ôû Mode Strob, moät xung taùc ñoäng möùc cao ôû chaân CN/ST seõ Strob döõ lieäu töø caùc chaân SL vaøo FIFO beân trong nôi maø chuùng ñöôïc duy trì cho vi xöû lyù.
3.2.2.LAÄP TRÌNH XUNG ÑOÀNG HOÀ:
Caùc tín hieäu ñònh thôøi vaø ña hôïp cho 8279 ñöôïc phaùt ra bôûi moät boä ñònh thôøi ñaët tröôùc (Prescaler) beân trong. Boä chia ñaët tröôùc chia xung ñoàng hoà beân ngoaøi cho moät soá nguyeân coù theå laäp trình caùc bit PPPPP duøng ñeå xaùc ñònh soá chia naèm trong khoaûng töø 2 ñeán 31. Taàn soá hoaït ñoäng cuûa maïch queùt hieån thò vaø choáng doäi cuûa 8279 laø 100 KHz neáu taàn soá ngoõ vaøo laø 2 MHz thì phaûi chia cho 20 ñeå ñöôïc taàn soá 100 KHz, khi ñoù caùc bit PPPPP phaûi laø 10010
ÑOÏC FIFO/RAM CAÛM BIEÁN:
X: khoâng quan taâm
Töø ñieàu khieån naøy choïn ñòa chæ cuûa maõ phím caàn ñoïc trong RAM FIFO/RAM caûm bieán.
Ôû Mode baøn phím, côø taêng töï ñoäng AI (Automatic Increament) vaø caùc bit ñòa chæ RAM (AAA) khoâng coøn khaû duïng, 8279 seõ töï ñoäng laùi tuyeán döõ lieäu cho moãi laàn ñoïc tieáp theo (Ao = 0) theo ñuùng trình töï ban ñaàu döõ lieäu ñöôïc nhaäp vaøo FIFO. Taát caû nhöõng laàn ñoïc tieáp theo seõ ñeán töø FIFO cho ñeán khi moät leänh khaùc ñöôïc taïo ra.
Mode ma traän caûm bieán, caùc bit ñòa chæ RAM (AAA) ñöôïc choïn moät trong 8 haøng cuûa RAM caûm bieán. Neáu côø AI ñöôïc ñaët (AI = 1) moãi laàn ñoïc keá tieáp seõ ñeán töø haøng tieáp theo cuûa RAM caûm bieán.
ÑOÏC RAM HIEÅN THÒ:
Töø ñieàu khieån naøy choïn ñòa chæ cuûa byte döõ lieäu caàn ñoïc trong RAM hieån thò. Caùc bit AAAA ñöôïc choïn moät trong 16 haøng cuûa RAM hieån thò, neáu côø AI ñöôïc ñaët laïi (AI = 1) ñòa chæ haøng naøy seõ ñöôïc taêng töï ñoäng sau moãi laàn ñoïc hoaëc ghi tieáp theo. Vì cuøng moät boä ñeäm hoaëc ghi. Töø leänh naøy ñaët ñòa chæ ñoïc hoaëc ghi keá tieáp vaø caûm bieán nhaän Mode töï ñoäng taêng cho caû hai hoaït ñoäng ñoïc/ghi.
GHI VAØO RAM HIEÅN THÒ:
Töø ñieàu khieån naøy choïn ñòa chæ trong RAM hieån thò nôi caàn ghi döõ lieäu vaøo. sau ñoù töø leänh AO = 1 taát caû nhöõng laàn ghi keá tieáp vaøo AO = 0 seõ ôû trong RAM hieån thò. Caùc chöùc naêng ñònh ñòa chæ vaø taêng töï ñoäng gioáng nhö ñoïc RAM hieån thò. Tuy nhieân töø leänh naøy khoâng aûnh höôûng ñeán nguoàn cuûa nhöõng laàn ñoïc döõ lieäu keá tieáp. Vi xöû lyù seõ ñoïc döõ lieäu baát kyø RAM naøo. (Hieån thò/FIFO/Caûm bieán) ñöôïc neâu roõ sau cuøng. Leõ ra RAM hieån thò ñöôïc neâu roõ sau cuøng, vieäc ghi vaøo RAM hieån thò, tuy nhieân seõ laøm thay ñoåi vò trí ñoïc tieáp theo.
NHAÁP NHAÙY/CAÁM GHI VAØO HIEÅN THÒ:
Caùc bit IW coù theå ñöôïc söû duïng che nöûa byte A vaø nöûa byte B. Trong nhöõng öùng duïng ñoøi hoûi caùc coång hieån thò 4 bit taùch bieät baèng caùch ñaët côø IW (IW = 1) ñoái vôùi moät trong caùc coång, coång seõ ñöôïc ñaùnh daáu sao cho vieäc ghi vaøo RAM hieån thò töø CPU khoâng aûnh höôûng ñeán coång ñoù. Neáu moãi nöûa cuûa byte ñöôïc nhaäp vaøo boä giaûi maõ BCD, CPU coù theå ghi vaøo moät soá RAM hieån thò maø khoâng aûnh höôûng ñeán soá khaùc ñang hieån thò. Bit Bo töông öùng vôùi bit Do treân tuyeán döõ lieäu cuûa CPU vaø bit A3 töông öùng vôùi bit D7.
Neáu ngöôøi söû duïng muoán nhaáp nhaùy hieån thò, caùc côø BL coù khaû duïng ñoái vôùi moãi nöûa byte. Leänh xoùa sau cuøng ñöôïc phaùt ra xaùc ñònh maõ söû duïng nhö moät “nhaáp nhaùy” taát caû baèng 0 sau söï ñaët laïi. Chuù yù caû hai côø BL phaûi ñöôïc ñaët nhaáp nhaùy moät laàn hieån thò keát hôïp vôùi moät coång ñôn 8 bit.
XOÙA:
Caùc bit CD ñöôïc coù saún trong töø leänh naøy ñeå xoùa taát caû caùc haøng cuûa RAM hieån thò theo moät maõ coù theå choïn löïa nhö sau:
Trong suoát thôøi gian RAM hieån thò ñang bò xoùa (~ 160mS) noù khoâng theå ñöôïc ghi vaøo. Bit coù trong soá lôùn nhaát (MSB) cuûa töø traïng thaùi ñöôïc ñaët trong suoát thôøi gian naøy. Khi RAM hieån thò trôû neân khaû duïng trôû laïi, caùc bit naøy töï ñoäng ñaët laïi.
Neáu CF = 1, traïng thaùi FIFO bò xoùa vaø caùc ngoõ ra ngaét ñöôïc ñaët laïi vaø con troû RAM caûm bieán ñöôïc ñaët laïi taïi haøng 0, CA bit xoùa taát caû, coù söï aûnh höôõng cuûa CD vaø CF. Noù söû duïng CD xoùa maõ treân RAM hieån thò vaø xoùa traïng thaùi FIFO. Hôn theá nöõa noù coøn ñoàng boä laïi boä ñònh thôøi beân trong.
ÑAËT LAÏI MODE BAÙO LOÃI/NGAÉT ÔÛ CUOÁI:
Ñoái vôùi Mode Ma traän caûm bieán töø leänh naøy haï ñöôøng IRQ xuoáng thaáp vaø cho pheùp ghi vaøo RAM khi ñöôøng IRQ naâng leân phaùt hieän moät söï thay ñoåi trong moät giaù trò caûm bieán. Ñieàu naøy cuõng seõ caám ghi vaøo RAM cho ñeán khi ñöôïc ñaët laïi. Ñoái vôùi Mode xoay voøng N phím, neáu bit E ñöôïc ñaët baèng 1, 8279 seõ hoaït ñoäng ôû Mode baùo loãi.
KHÔÛI TAÏO 8279:
Khi khôûi taïo 8279 thöù töï caùc töø ñieàu khieån sau ñaây laø caàn thieát:
Ñaët Mode hieån thò/baøn phím.
Laäp trình xung ñoàng hoà.
Xoùa RAM hieån thò hoaëc FIFO hoaëc caû hai. Caùc töø ñieàu khieån coøn laïi coù theå gôûi ra thanh ghi ñieàu khieån trong luùc caàn thieát hoaëc ñoàng thôøi.
Vieäc ñoïc maõ cuûa phím coù theå ñöôïc thöïc hieän baèng moät trong hai caùch:
Duøng ngaét (Interrup) hoaëc kyõ thuaät hoûi voøng (Polling). Khi moät phím ñöôïc aán xuoáng, chaân IRQ cuûa 8279 seõ taïo ra moät möùc logic cao, neáu duøng ngaét, chaân naøy phaûi ñöôïc noái ñeán chaân ngaét cuûa 8085 hay CPU, chöông trình phuïc vuï ngaét seõ ñoïc maø phím aán.
Neáu duøng kyõ thuaät hoûi voøng, phaûi kieåm tra traïng thaùi FIFO tröôùc khi muoán ñoïc FIFO ñeå laáy maõ phím aán.
Trong ñeà taøi naøy, ñeå thöïc hieän vieäc queùt baøn phím ñaõ söû duïng kyõ thuaät hoûi voøng (Polling).
4.GIÔÙI THIEÄU IC ÑÒNH THÔØI GIAN/MAÏCH ÑEÁM THÔØI GIAN 8253:
4.1GIÔÙI THIEÄU CHUNG:
Maïch ñònh thôøi gian laäp trình ñöôïc 8253 A laø moät maïch phuï raát quan troïng trong caùc heä xöû lyù cuûa Intel. Noù coù theå ñaùp öùng moät soá yeâu caàu öùng duïng khaùc nhau trong heä vi xöû lyù nhö: ñeám thôøi gian, ñeám söï kieän, chia taàn soá, taïo ra daõy xung.
8253 laø moät thieát bò coù 24 chaân, daïng DIP ñoøi hoûi nguoàn ñôn +5V. Noù phaùt ra nhöõng trì hoaõn thôøi gian chính xaùc vaø coù theå öùng duïng nhö laø ñoàng hoà thôøi gian thöïc (real time clock) boä ñeám söï kieän (event counter) maïch dao ñoäng ñôn oån, maùy phaùt soùng vuoâng (Square Wave generator) vaø maùy phaùt daïng soùng phöùc taïp (Complex Wave form generator).
8253 chöùa 3 boä ñeám 16 bit coù theå hoaït ñoäng ñoäc laäp ôû baát kyø moät trong 6 Mode. Ñeå kích hoaït moät boä ñeám, töø ñieàu khieån vaø moät soá ñeám 16 bit ñöôïc naïp vaøo thanh ghi cuûa noù, boä ñeám baét ñaàu suy giaûm cho ñeán khi soá ñeám baèng 0, khi ñoù noù phaùt ra moät xung, xung naøy coù theå duøng ñeå maét vi xöû lyù. Moãi boä ñeám coù theå ñeám ôû daïng nhò phaân hoaëc daïng BCD. Ngoaøi ra moät soá ñeám coù theå ñöôïc ñoïc bôûi vi xöû lyù trong khi boä ñeám ñang giaûm.
4.2.CAÁU TRUÙC 8253:
Hình 4.1 trình baøy sô ñoà khoái cuûa 8253.
Noù chöùa 3 boä ñeám (0,1 vaø 2), moät boä ñeám tuyeán döõ lieäu, logic ñieàu khieån ñoïc/ghi vaø moät thanh ghi ñieàu khieån.
Xung ñoàng boä CLK vaø coång kích GATE vaø moät tín hieäu ra OUT.
Boä ñeám tuyeán döõ lieäu:
Ñaây laø moät boä ñeám hai chieàu, 8 bit, 3 traïng thaùi ñöôïc keát noái ñeán tuyeán döõ lieäu cuûa vi xöû lyù.
Logic ñieàu khieån:
Phaàn logic ñieàu khieån coù 5 tín hieäu: , , vaø caùc ñöôøng ñòa chæ A0 vaø A1 ñöôïc noái ñeán caùc ñöôøng ñòa chæ A0 vaø A1 cuûa vi xöû lyù moät caùch töông öùng, ñöôïc noái ñeán moät chaân cuûaboä giaûi maõ ñòa chæ.
Thanh ghi ñieàu khieån vaø caùc boä ñeám ñöôïc tuøy choïn theo caùc tín hieäu Ao vaø A1 nhö trình baøy döôùi ñaây.
A1
0
0
1
1
A0
0
1
0
1
Choïn löïa
Boä ñeám 0
Boä ñeám 1
Boä ñeám 2
Thanh ghi ñieàu khieån
Hình 4.2.Sô ñoà nguyeân lyù maïch taïo xung Clock
Thanh ghi töø ñieàu khieån:
Thanh ghi naøy ñöôïc xaâm nhaäp khi caùc ñöôøng Ao vaø A1 ôû logic 1. Noù ñöôïc söû duïng ñeå ghi moät töø leänh, töø naøy neâu roõ boä ñeám naøo seõ ñuôïc duøng, Mode cuûa noù vaø moät hoaït ñoäng ñoïc hoaëc ghi. Tuy nhieân thanh ghi töø ñieàu khieån khoâng khaû duïng ñoái vôùi hoaït ñoäng ñoïc.
Caùc Mode hoaït ñoäng
8253 coù hoaït ñoäng ôû 6 Mode khaùc nhau. Coång GATE cuûa moät boä ñeám ñöôïc söû duïng hoaëc ñeå caámhoaëc ñeå cho pheùp hoaït ñoäng.
Mode O: Taïo yeâu caàu ngaét khi ñeám xong (Terminal Count, TC)
Töø ñieàu khieån laø CW = 10H, Mode naøy chæ ñoïc/ghi LSB vaø cheá ñoä ñeám heä 16 cho boä ñeám O. Khi naïp LSB = N thì sau N +1 xung ñoàng hoà ta coù OUT = 1, boä ñeám sau khi ñaït 0000H thì seõ tieáp tuïc luøi töø FFFFH neáu nhö noù khoâng ñöôïc naïp theâm giaù trò môùi.
Mode 1: Ña haøi ñôïi vôùi thôøi gian laäp trình ñöôïc.
Töø ñieàu khieån laø CW = 12H, chæ ñoïc/ghi LSB vaø cheá ñoä ñeám theo heä 16 cho boä ñeám O. Khi naïp LSB = N vaø GATE = 1 thì OUT = 0 trong N xung ñoàng hoà. Boä ñeám sau ñaït 0000H thì seõ tieáp tuïc luøi töø FFFFH neáu nhö noù khoâng ñöôïc naïp giaù tròñeám môùi vaø khi coù xung GATE = 1 noù laïi taïo ra xung OUT = 0 keùo daøi N xung ñoàng hoà.
Mode 2: Taïo ra xung coù taàn soá FIN/N.
Töø ñieàu khieån, CW = 14 H, chæ ñoïc/ghi LSB vaø cheá ñoä ñeám theo heä 16 cho boä ñeám O.
Naïp LSB = N vaøo boä ñeám thì sau N xung ñoàng hoà, ta coù ôû ñaàu ra OUT = 0 trong thôøi gian moät xung ñoàng hoà.
Mode 3: Taïo ra xung cho pheùp baèng chöông trình töø ñieàu khieån CW = 18H, chæ ñoïc/ghi LSB vaø cheá ñoä ñeám theo heä 16 cho boä ñeám O. Naïp soá ñeám N thì sau N + 1 xung ñoàng hoà ta seõ coù ñöôïc xung cho pheùp tích cöïc thaáp keùo daøi moät xung ñoàng hoà.
Mode 4: Taïo ra xung cho pheùp baèng xung ñieàu khieån GATE.
Töø ñieàu khieån CW = 1AH, chæ ñoïc/ghi LSB vaø cheá ñoä ñeám theo heä 16 cho boä ñeám O. Naïp soá ñeám laø N vaø kích phaùt boä ñeám baèng xung GATE = 1 thì sau N + 1 xung ñoàng hoà seõ coù ñöôïc xung cho pheùp tích cöïc thaáp keùo daøi moät xung ñoàng hoà.
Hình 4.3.Giaûn ñoàthôøi gian cuûa caùc mode cuaû 8235
4.3.LAÄP TRÌNH CHO 8253:
Moãi boä ñeám coù theå laäp trình rieâng bieät baèng caùch ghi töø ñieàu khieån tröôùc, theo sau laø soá ñeám ban ñaàu.
Hình lieät keâ caùc daïng thöùc thanh ghi ñieàu khieån cuûa vi maïch 8253.
Töø ñieàu khieån cho pheùp ngöôøi laäp trình choïn löïa boä ñeám, moát hoaït ñoäng, vaø daïng cuûa hoaït ñoäng (Ñoïc/Ghi). Töø ñieàu khieån cuõng söû duïng ñeå choïn hoaëc soá ñeám nhò phaân hoaëc soá ñeám BCD. Moãi boä ñeám coù theå ñöôïc laäp trình vôùi soá ñeám töø 1 ñeán FFFFh. Soá ñeám baèng O vôùi (FFFFh + 1), (töùc laø 65.536) hoaëc laø 10.000 ôû BCD.
Mode 2 vaø Mode 3 coù soá ñeám nhoû nhaát laø 1. Moãi boä ñeám coù moät töø ñieàu khieån ñöôïc söû duïng ñeå choïn caùch maø boä ñeám hoaït ñoäng.
Neáu 2 byte ñöôïc laäp trình cho boä ñeám thì byte ñaàu tieân laø LSB seõ laøm döøng soá ñeám vaø byte thöù hai (MSB) seõ khôûi ñoäng boä ñeám vôùi soá ñeám môùi.
Thöù töï cuûa vieäc laäp trình raát quan troïng ñoái vôùi moãi boä ñeám, nhöng vieäc laäp trình cho caùc boä ñeám khaùc nhau coù theå ñöôïc xen keû vôùi nhau.
8253 coù theå ñöôïc laäp trình ñeå cung caáp caùc ngoõ ra khaùc nhau thoâng qua hoaït ñoäng ñoïc/ghi ñeå kieåm tra moät soá ñeám trong khi ñeám thoâng qua hoaït ñoäng ñoïc.
4.3.1.HOAÏT ÑOÄNG GHI:
Ñeå khôûi taïo boä ñeám, caàn thieát phaûi theo caùc böôùc sau:
Ghi moät töø ñieàu khieån vaøo thanh ghi ñieàu khieån,
Naïp byte thaáp cuûa soá ñeám vaøo thanh ghi ñieàu khieån.
Naïp byte cao cuûa soá ñeám vaøo thanh ghi ñieàu khieån.
Neáu chæ naïp LSB hoaëc MSB, 8253 seõ töï ñoäng hieåu byte khoâng duøng coù giaù trò 00h. Muoán khôûi taïo ñoàng thôøi nhieàu boä ñeám. Chaúng haïn hai boä ñeám coù theå theo moät trong hai phöông phaùp sau ñaây:
Phöông phaùp 1:
LAÄP TRÌNH TÖØ ÑIEÀU KHIEÅN 1; Khôûi taïo boä ñeám 1.
LAÄP TRÌNH TÖØ ÑIEÀU KHIEÅN 2; Khôûi taïo boä ñeám 2.
LAÄP TRÌNH LSB1 ; Döøng boä ñeám 1 vaø laäp trình LSB1.
LAÄP TRÌNH LSB2 ; Döøng boä ñeám 2 vaø laäp trình LSB2.
LAÄP TRÌNH MSB1; Laäp trình MSB1 vaø khôûi ñoäng boä ñeám 1.
LAÄP TRÌNH MSB2; Laäp trình MSB2 vaø khôûi ñoäng boä ñeám 2.
Phöông phaùp 2:
LAÄP TRÌNH TÖØ ÑIEÀU KHIEÅN 1; Khôûi taïo boä ñeám 1.
LAÄP TRÌNH LSB1 ; Döøng boä ñeám 1 vaø laäp trình LSB1.
LAÄP TRÌNH MSB1; Laäp trình MSB1 vaø khôûi ñoäng boä ñeám 1.
LAÄP TRÌNH TÖØ ÑIEÀU KHIEÅN 2; Khôûi taïo boä ñeám 2.
LAÄP TRÌNH LSB2 ; Döøng boä ñeám 2 vaø laäp trình LSB2.
LAÄP TRÌNH MSB2; Laäp trình MSB2 vaø khôûi ñoäng boä ñeám 2.
4.3.2.HOAÏT ÑOÄNG ÑOÏC:
Trong moät soá öùng duïng, ñaëc bieät laø trong caùc boä ñeám söï kieän, caàn thieát phaûi ñoïc giaù trò cuûa boä ñeám trong khi boä ñeám ñang ñeám. Ñieàu naøy coù theå ñöôïc thöïc hieän baèng hai phöông phaùp.
Phöông phaùp thöù nhaát lieân quan ñeán vieäc ñoïc moät soá ñeám sau khi ñaõ laøm döøng boä ñeám caàn ñoïc.
Phöông phaùp thöù hai lieân quan ñeán vieäc ñoïc moät soá ñeám khi soá ñeám ñang thay ñoåi.
Ôû phöông phaùp thöù nhaát vieäc döøng boä ñeám baèng caùch kích hoaït vaøo coång gate, hoaëc ngoõ vaøo xung ñoàng hoà (Clock) cuûa boä ñeám ñöôïc choïn vaø hoaït ñoäng I/O ñöôïc thöïc hieän bôûi vi xöû lyù.
Hoaït ñoäng I/O thöù nhaát laø ñoïc byte thaáp.
Hoaït ñoäng I/O thöù hai laø ñoïc byte cao.
Ôû phöông phaùp thöù hai, moät töø ñieàu khieån töông öùng ñöôïc ghi vaøo thanh ghi ñieàu khieån ñeå choát laïi soá ñeám taïi maïch choát ngoõ ra, vaø hoaït ñoäng I/O thöïc hieän bôûi vi xöû lyù.
Taàn soá xung ñoàng hoà vaø thôøi gian trì hoaõn.
Taàn soá xung ñoàng hoà toái ña taïi ngoõ vaøo cuûa vi maïch 8253 laø 2,6 MHz.
Vi maïch 8254 laø 8 MHz
Vi maïch 8254 – 2 laø 10 MHz.
Goïi fCLK laø taàn soá xung ñoàng hoà ñöa vaøo boä ñeám.
N laø giaù trò soá ñeám naïp cho boä ñeám ñoù thì thôøi gian trì hoaõn do ñeám laø TD.
4.3.GIAO TIEÁP VÔÙI VI MAÏCH 8253 VÔÙI CAÙC NGOAÏI VI VAØ CPU:
Trong heä thoáng naøy 8253 coù nhieäm vuï:
Taïoxung ngaét coù chu kyø cho vi xöû lyù.
Cung caáp xung ñoàng hoà cho caùc nhieäm vuï truyeàn (TxC) vaø nhaän (RxC) cuûa vi maïch 8251 A ñeå laäp trình toác ñoä truyeàn (baud).
Taïo neân taàn doá coù doá chia thay ñoåi laäp trình ñöôïc töø ñôn vò Hz, KHz, MHz.
Muoán vi maïch 8251 A truyeàn döõ lieäu vôùi maùy tính vôùi toác ñoä bao nhieâu (75, 110, 300, 600, 900, 1200, 2400, 4800 hay 9600 bit/S). Chæ caàn laäp trình cho vi maïch 8253 phaùt ra xung ñònh thôøi (taïi chaân OUT) coù taàn soá töông öùng.
Trong heä thoáng naøy 8253 ñöôïc söû duïng caû 3 boä ñeám 0,1 vaø 3.
Boä ñeám O ñöôïc söû duïng ñeå chia taàn soá ñöôïc laáy töø ngoõ ra xung CLOCK OUT cuûa vi xöû lyù 8085 coù taàn soá laø 3 MHz.
Ngoõ vaøo CLC cuûa boä ñeám coù taàn soá laø 3MHz sau ñoù ñöôïc chia ñeå cho ngoõ ra OUT O laø 1MHz.
Boä ñeám 1 ñöôïc söû duïng ñeå chia taàn soá 1MHz laáy töø boä ñeám O ñeå chia taàn soá vaø cho ngoõ OUT 1 coù taàn soá coù ñôn vò laø KHz.
Boä ñeám 2 ñöôïc söû duïng ñeå taàn soá ngoõ vaøo laø KHz ñeå cho ngoõ OUT 2 coù taàn soá coù ñôn vò laø Hz.
Trong heä thoáng duøng vi maïch 4017 ñeå choïn ñôn vò taàn soá ñöôïc chia ôû ngoõ ra thoâng qua phím UNIT vaø 3 ñeøn LED hieån thò ñôn vò taàn soá Hz, KHz, MHz.
Ngoõ ra xung CLOCK cuoái cuøng sau khi ñaõ ñöôïc chia seõ qua coâng taéc (SW) chuyeån maïch ñeå ñöa ñeán caùc nguoàn nhaän sau:
Ñöa ñeán ngoõ vaøo RST 7.5 ñeå taùc ñoäng ngaét vi xöû lyù 8085 khi truyeàn döõ lieäu.
Caáp xung Clock cho thieát bò nhaän vôùi möùc taùc ñoäng, hoaëc taùc ñoäng leân söôøn leân, hoaëc taùc ñoäng söôøn xuoáng cuûa xung Clock nhôø vaøo SW chuyeån maïch.
Caáp xung Clock cho vi maïch 8251 ñeå thöïc hieän ñoàng boä vieäc thu (RxC) hoaëc phaùt (TxC) döõ lieäu.
5.GIÔÙI THIEÄU IC NGOAÏI VI 8255 A:
Hình 5.1. Caáu truùc beân trong cuûa IC 8255 A:
5.1GIÔÙI THIEÄU CHUNG:
IC 8255 A laø moät thieát bò ngoaïi vi giao tieáp song song laäp trình ñöôïc, söû duïng roäng raõi do Intel cheá taïo. Noù coù theå laäp trình ñeå truyeàn döõ lieäu bôûi caùc ñieàu kieän khaùc nhau, töø I/O ñôn giaûi ñeán I/O coù ngaét, IC 8255 khaù linh hoaït, ña naêng vaø tinh teá (Khi coù nhieàu coång I/O ñoøi hoûi). Noù laø moät thieát bò phoå duïng coù theå söû duïng töông thích vôùi haàu heát caùc boävi xöû lyù.
8255 coù 40 chaân daïng DIP, veà cô baûn ñöôïc phaân nhoùm thaønh hai coång (Port) song song 8 bit: A vaø B, vôùi 8 bit coøn laïi cuûa Port C coù theå ñöôïc söû duïng ñoäc laäp hoaëc theo hai nhoùm 2 coång 8 bit.
Cu (Upper: Cao vaø CL (Lower: thaáp)
Hình 5.2. Trình baøy taát caû caùc chöùc naêng cuûa 8255 A
Ñöôïc xeáp theo hai nhoùm moát (Mode). Mode ñaët/Ñaët laïi bit (BSR) vaø Mode I/O.
Mode BSR ñöôïc söû duïng ñeå ñaët laïi caùc bit trong coång C.
Mode I/O ñöôïc chia thaønh 3 Mode: Mode 0, Mode 1 vaø Mode 2.
Ôû Mode 0, taát caû caùc coång coù chöùc naêng nhö nhau ñeàu laø caùc coång I/O ñôn giaûn.
Ôû Mode 1 laø Mode baét tay (Hand shake Mode) nhôø ñoù caùc coång A vaø/ hoaëc B söû duïng caùc bit töø coång C nhö laø tín hieäu baét tay. Ôû Mode baét tay, hai daïng truyeàn döõ lieäu I/O coù theå ñöôïc thi haønh: Kieåm tra traïng thaùi vaø ngaét.
ÔÛ Mode 2: Coång A coù theå ñöôïc ñaët ñeå truyeàn döõ lieäu hai chieàu nhôø söû duïng caùc tín hieäu baét tay töø coång C vaø coång B coù theå ñöôïc ñaët ôû Mode 0 hoaëc Mode 1.
Sô ñoà khoái hình 6.3 trình baøy hai coång 8 bit (A vaø B) vaø hai coång 4 bit (CU vaø CL), boä ñeäm tuyeán döõ lieäu, logic vaø ñieàu khieån. Sô ñoà khoái naøy trình baøy taát caû caùc phaàn töû cuûa moät thieát bò laäp trình, coång C thöïc hieän chöùc naêng töông töï chöùc naêng cuûa thanh ghi traïng thaùi, ngoaøi ra coøn cung caáp tín hieäu baét tay.
Logic ñieàu khieån:
Phaàn ñieàu khieån coù 6 ñöôøng, chöùc naêng vaø vieäc keát noái cuûa chuùng nhö sau:
: (Read) ñoïc, tín hieäu ñieàu khieån naøy cho pheùp hoaït ñoäng ñoïc. Khi tín hieäu naøy ôû möùc logic thaáp, vi xöû lyù ñoïc tín hieäu töø coång I/O ñöôïc choïn cuûa 8255A.
: (Write): Ghi tín hieäu naøy cho pheùp hoaït ñoäng ghi. Khi tín hieäu naøy ôû möùc thaáp, vi xöû lyù ghi vaøo thanh ghi hoaëc coång I/O ñaõ ñöôïc choïn.
Ñoái vôùi heä thoáng naøy, hai chaân naøy ñöôïc keát noái tröïc tieáp vôùi chaân vaø cuûa vi xöû lyù.
RESET (Reset): Ñaët laïi: Ñaây laø moät tín hieäu taùc ñoäng ôû möùc cao, noù xoùa thanh ghi ñieàu khieån vaø ñaët laïi toaøn boä caùc coång ôû mode nhaäp chaân naøy coù theå ñöôïc noái tröïc ñeán chaân RESET OUT cuûa vi xöû lyù.
, A0, A1 Ñaây laø tín hieäu choï thieát bò. ñöôïc oái ñeán moät chaân giaûi maõ, cuï theå laø chaân … cuûa 74LS 138 giaûi maõ.
A0 vaø A1 thöôøng ñöôïc noái ñeán caùc ñöôøng ñòa chæ A0 vaø A1 cuûa vi xöû lyù töông öùng.
Traïng thaùi toå hôïp cuûa , A0 vaø A1 nhö sau
A1
A0
Traïng thaùi choïn löïa
0
0
0
0
1
0
0
1
1
x
0
1
0
1
x
Coång A
Coång A
Coång A
Thanh ghi ñieàu khieån
8255A khoâng choïn löïa
5.2.TÖØ ÑIEÀU KHIEÅN
Hình 5.3. Trình baøy moät thanh ghi goïi laø thanh ghi ñieàu khieån (Control Register). Noäi dung cuûa thanh ghi naøy goïi laø töø ñieàu khieån (Control Word) neâu roõ moät chöùc naêng I/O cho moãi coång. Thanh ghi naøy coù theå xaâm nhaäp ñeå ghi töø ñieàu khieån.
Bit D7 cuûa thanh ghi ñieàu khieån neâu roõ hoaëc chöùc naêng I/O hoaëc chöùc naêng ñaët / ñaët laïi bit.
Neáu bit D7 = 1 coøn caùc bit D6 – D5 quyeát ñònh caùc chöùc naêng I/O ôû caùc Mode khaùc nhau.
Neáu bit D7 = 0, coång C hoaït ñoäng ôû caùc Mode ñaët / ñaët laïi bit (BSR). Töø ñieàu khieån BSR khoâng aûnh höôûng ñeán caùc chöùc naêng cuûa caùc chöùc naêng cuûa caùc coång A vaø B.
Hình 5.3.Daïng töø ñieàu khieån ñoái vôùi Mode I/O cuûa IC 8255A.
Ñeå thoâng tin vôùi caùc thieát bò ngoaïi vi, thoâng qua 8255A caàn thöïc hieän ba böôùc sau ñaây.
Xaùc ñònh ñòa chæ coång A, B vaø C cuû thanh ghi theo Logic choïn chip() vaø caùc ñöôøng ñòa chæ A0 – A1.
Ghi töø ñieàu khieån vaøo thanh ghi ñieàu khieån.
Ghi caùc leänh I/O ñeå thoâng tin vôùi caùc ngoaïi vi thoâng qua caùc coång A, B vaø C.
Ñoái vôùi heä thoáng naøy, choï 8255A laøm vieäc ôû Mode 0 laø thích hôïp nhaát.
Caùc ñaëc dieåm I/O ôû möùc 0 nhö sau:
Caùc ngoõ ra ñöôïc choát (Latch).
Caùc ngoõ vaøo khoâng ñöôïc choát.
Caùc coång khoâng coù khaû naêng baét tay vaø khaû naêng ngaét.
Ñeå coång A laø coång xuaát (8 bit), B vaø C laø hai coång nhaäp (16 bit), töø ñieàu khieån gôûi vaøo thanh ghi ñieàu khieån cuûa 8255A coù giaù trò laø 8BH.
TAØI LIEÄU THAM KHAÛO
1. CHAÂU KIM LANG
Phöông phaùp nghieân cöùu khoa hoïc. Ban Sö Phaïm Kyõ Thuaät. Tröôøng Ñaïi Hoïc Sö Phaïm Kyõ Thuaät TP. HCM, 1989.
DÖÔNG MINH TRÍ
Linh kieän quang ñieän trôû. Nhaø xuaát baûn khoa hoïc vaø kyõ thuaät TP. HCM, 1989.
NGUYEÃN HÖÕU PHÖÔNG
Giaùo trình Maïch soá Taäp 2.
Tröôøng Ñaïi Hoïc Toång Hôïp TP. HCM, 1988.
NGOÂ DIEÂN TAÄP
Laäp trình baèng hôïp ngöõ. Nhaø xuaát baûn khoa hoïc kyõ thuaät, Haø Noäi, 1988. Trang 31 – 97.
Giaùo trình hôïp ngöõ. Khoa Tin hoïc, Ñaïi hoïc môû baùn coâng TP. HCM, 1995.
LEÂ VAÊN VIEÄT
Caáu truùc maùy tính. Khoa Tin hoïc. Ñaïi Hoïc Baùch Khoa TP. HCM, 1988.
NGOÂ DIEÂN TAÄP
Ño löôøng vaø ñieàu khieån baèng maùy tính. Nhaø xuaát baûn khoa hoïc vaø kyõ thuaät, Haø Noäi, 1996.
DÖÔNG MINH TRÍ
Sô ñoà chaân linh kieän baùn daãn. Nhaø xuaát baûn khoa hoïc vaø kyõ thuaät TP. HCM, 1994.
HOÀNG MINH NHAÄT vaø caùc taùc giaû
Thieát keá vaø laép raùp maùy vi tính baèng VI XÖÛ LYÙ Z 80. Thieát keá cô baûn, taäp 1. Nhaø xuaát baûn giaùo duïc, 1994. Trang 77 – 190.
TRAÀN VÓNH AN
Taøi lieäu giaûng daïy moân hoïc thieát keá maïch ñieän töû. Löu haønh noäi boä, Tröôøng Ñaïi Hoïc Sö Phaïm Kyõ Thuaät TP. HCM, 1997.
TRAÀN VAÊN TROÏNG
Kyõ thuaät vi xöû lyù 8085 A. Ñaïi Hoïc Sö Phaïm Kyõ Thuaät TP. HCM, 1995.
VAÊN THEÁ MINH
Kyõ thuaät vi xöû lyù, Nhaø xuaát baûn giaùo duïc, 1997.
HUYØNH ÑAÉC THAÉNG
Caåm nang thöïc haønh vi maïch tuyeán tính TTL/LS CMOS, Nhaø xuaát baûn khoa hoïc vaø kyõ thuaät, Haø Noäi, 1994, trang 7 – 130.
NGUYEÃN MAÏNH GIANG
Kyõ thuaät gheùp noái maùy vi tính, taäp 1. Nhaø xuaát baûn giaùo duïc, 1998.
ROBETJ. BARON LEE HIGBIE
Kieán truùc maùy tính. Nguyeãn Minh Tuaán (dòch) Khoa coâng ngheä thoâng tin. Tröôøng Ñaïi Hoïc Khoa Hoïc Töï Nhieân, 1999.
PAUL BATES, P. ENG
Truyeàn döõ lieäu söû duïng vi maïch LSI. TOÁNG VAÊN ON (dòch). Ñaïi Hoïc Baùch Khoa TP. HCM, 1994.
BARRY B. BREY
The Z80 Microprocessor. Hardware, Software, Programming, Inter facing Prentice – Hall International, 1992, Page 97 – 245.
MPF – I
Experiment Manual (Sofware/Hardware) Multitech Industrial Crop, 1981, Page 21 – 87.
SAVAN. RODEN. CAPPENTER
Electronic Design, Ciruits and Systems the Benjamin/Cummings Publishing Company, InC, 1991, Page 724 – 828.
MICROPROCESSORS and IC families DATA hand book, Intel Comporation, 1993, Page 17 – 97.
._.
Các file đính kèm theo tài liệu này:
DO65.DOC
