Luận văn Thiết kế và thi công Card ghi

BOÄ GIAÙO DUÏC VAØ ÑAØO TAÏO

ÑAÏI HOÏC QUOÁC GIA TP. HOÀ CHÍ MINH

TRÖÔØNG ÑAÏÏI HOÏC SÖ PHAÏM KYÕ THUAÄT

KHOA ÑIEÄN – ÑIEÄN TÖÛ

BOÄ MOÂN ÑIEÄN TÖÛ

  

LUAÄN VAÊN TOÁT NGHIEÄP

Ä Ê Á

Ä

Ñeà taøi:

THIEÁT KEÁ VAØ THI COÂNG

CARD GHI- ÑOÏC EPROM

Sinh Vieân Thöïc Hieän : NGOÂ SYÕ

Lôùp:

95 KÑÑ

Giaùo Vieân Höôùng Daãn: TRAÀN VAÊN TROÏNG

TRÖÔNG T. BÍCH NGAØ

TP. HOÀ CHÍ MINH

THAÙNG 03/2000

Ñaïi Hoïc Quoác Gia Tp. Hoà Chí Minh

Tröôøng Ñaïi Hoïc Sö Phaïm Kyõ Thuaät

Coäng Hoøa Xaõ Hoäi Chuû NghóaVieät Nam

Ñoäc Laäp – Töï Do – Haïnh Phuùc

-----oOo-----

KHOA ÑIEÄN

BOÄ MOÂN ÑIEÄN TÖÛ

NHIEÄM VUÏ LUAÄN VAÊN TOÁT NGHIEÄP

Hoï vaø teân: NGOÂ SYÕÂ

Nieân khoùa: 1995-2000

Ngaønh

: Kyõ Thuaät Ñieän –Ñieän Töû

1. Ñaàu ñeà luaän vaên:

THIEÁT KEÁ VAØ THI COÂNG CARD GHI ÑOÏC EPROM

......................................................................................................................................

2. Cô sôû ban ñaàu:

......................................................................................................................................

3. Noäi dung caùc phaàn lyù thuyeát vaø tính toaùn:

......................................................................................................................................

4. Caùc baûn veõ vaø ñoà thò:

......................................................................................................................................

5. Giaùo vieân höôùng daãn: TRAÀN VAÊN TROÏNG – TRÖÔNG T. BÍCH NGAØ

6. Ngaøy giao nhieäm vuï :.............................................................................................

7. Ngaøy hoaøn thaønh nhieäm vuï:..................................................................................

THOÂNG QUA BOÄ MOÂN

Ngaøy…………thaùng…………naêm…………..

Giaùo vieân höôùng daãn

Chuû nhieäm boä moân

TRAÀN VAÊN TROÏNG

TRÖÔNG T. BÍCH NGAØ

NHAÄN XEÙT CUÛA GIAÙO VIEÂN HÖÔÙNG DAÃN

.............................................................................................................................

NHAÄN XEÙT CUÛA GIAÙO VIEÂN PHAÛN BIEÄN

.............................................................................................................................

NHAÄN XEÙT CUÛA HOÄI ÑOÀNG CHAÁM LUAÄN VAÊN TOÁT NGHIEÄP

.............................................................................................................................

MUÏC LUÏC

PHAÀN I: MÔÛ ÑAÀU............................................................................... 1

C@ÖÔNG I: CHÖÔNG DAÃN NHAÄP........................................................2

I. ÑAËT VAÁN ÑEÀ .....................................................................................2

II. GIÔÙI HAÏN ÑEÀ TAØI..............................................................................2

III. MUÏC ÑÍCH NGHIEÂN CÖÙU ................................................................3

CHÖÔNG II: CÔ SÔÛ LYÙ LUAÄN ...............................................................4

I. ÑAËC ÑIEÅM, YEÂU CAÀU ÑEÀ TAØI ........................................................4

II. MUÏC ÑÍCH ÑEÀ TAØI............................................................................4

III. PHÖÔNG PHAÙP THIEÁT KEÁ ...............................................................4

IV. PHÖÔNG PHAÙP THU THAÄP DÖÕ LIEÄU .............................................4

V. TRÌNH TÖÏ THIEÁT KEÁ ........................................................................5

PHAÀN II: NOÄI DUNG.......................................................................... 6

CHÖÔNG I. TOÅNG QUAN MAÏCH TÍCH HÔÏP.......................................7

I. ÑÒNH NGHÓA......................................................................................7

II. VI MAÏCH SOÁ ......................................................................................7

III. VI MAÏCH NHÔÙ...................................................................................8

IV. VI MAÏCH VI XÖÛ LYÙ ........................................................................10

CHÖÔNG II: GIÔÙI THIEÄU KIT PROFI – 5E.......................................12

I. GIÔÙI THIEÄU VEÀ IC 2764 ..................................................................12

II. GIÔÙI THIEÄU VEÀ VI XÖÛ LYÙ 8085.....................................................16

III. GIÔÙI THIEÄU VEÀ 8255A ....................................................................19

IV. GIÔÙI THIEÄU VEÀ KIT PROFI – 5E ....................................................28

CHÖÔNG III. THIEÁT KEÁ PHAÀN CÖÙNG...............................................33

I. KHAÙI NIEÄM ......................................................................................33

II. NGUOÀN CUNG CAÁP ........................................................................34

III. CARD GHI DOÏC EPROM.................................................................36

CHÖÔNG IV. THIEÁT KEÁ PHAÀM MEÀM ................................................44

I. GIÔÙI THIEÄU ......................................................................................44

II. SÔ ÑOÀ KHOÁI.....................................................................................44

III. CHÖÔNG TRÌNH PHAÀN MEÀM........................................................56

PHAÀN III: PHAÀN KEÁT LUAÄN......................................................... 68

I. TOÅNG KEÁT........................................................................................68

II. ÑAÙNH GIAÙ........................................................................................68

III. HÖÔÙNG PHAÙT TRIEÅN .....................................................................68

IV. TAØI LIEÄU THAM KHAÛO..................................................................69

LÔØI NOÙI ÑAÀU

Trong thôøi ñaïi buøng noå thoâng tin, khoa hoïc kyõ thuaät, söï ra ñôøi vaø phaùt trieån

vöôït baäc cuûa boä vi xöû lyù ñaõ laøm thay ñoåi caáu truùc haàu heát caùc ngaønh trong moïi laõnh

vöïc. Trong heä thoáng töï ñoäng ñieàu khieån, maùy tính, maïng ñieän thoaïi… hoaït ñoäng

döôùi söï ñieàu khieån cuûa boä vi xöû lyù theo moät chöông trình laäp saün ñöôïc löu giöõ trong

moät vi maïch nhôù maø ngöôøi ta thöôøng goïi laø ROM (Read Only Memory).

Maëc duø ROM khoâng ñöôïc nhaéc ñeán trong boä vi xöû lyù, nhöng noù coù maët haàu heát

trong caùc heä vi xöû lyù vaø cuøng phaùt trieån ñoàng thôøi vôùi söï phaùt trieån cuûa boä vi xöû lyù

ñeå ñaùp öùng kòp thôøi vôùi hoaït ñoäng cuûa caùc heä naøy. Vi maïch nhôù coù nhieàu loaïi,

nhöng hieän nay EPROM ñöôïc söû duïng nhieàu nhaát do nhöõng öu vieät cuûa noù.

Vaán ñeà ñaët ra laø laøm sao chuùng ta coù theå ghi moät chöông trình ñieàu khieån vaøo

EPROM? Vaø caùch thöùc chuùng ta ñoïc ñöôïc moät chöông trình ñaõ naïp saün trong

EPROM nhö theá naøo? Ñoù chính laø chöùc naêng cuûa moät maïch ghi ñoïc EPROM maø ñeà

taøi ñaõ thieát keáâ vaø thi coâng.

Do thôøi gian thöïc hieän ñeà taøi coù haïn, hôn nöõa ñaây laø laàn ñaàu tieân laøm vieäc vôùi

tính naêng ñoäc laäp neân vieäc môû roäng ñeà taøi khoâng thöïc hieän ñöôïc maø chæ döøng laïi ôû

möùc ñoä ñôn giaûn vaø khaû naêng sai soùt coù theå xaûy ra. Em raát mong söï goùp yù cuûa quyù

thaày coâ vaø caùc baïn ñeå ñeà taøi hoaøn chænh hôn.

TP. Hoà Chí Minh thaùng 3 naêm 2000.

Sinh vieân thöïc hieän

NGOÂ SYÕ

LÔØI CAÛM ÔN

Sau nhöõng thaùng ngaøy mieät maøi tìm hieåu, hoïc hoûi

luaän vaên ñaõ hoaøn thaønh ñuùng thôøi gian quy ñònh. Trong

suoát thôøi gian naøy, em luoân ñöôïc söï giuùp ñôõ cuûa quyù

thaày coâ trong Khoa Ñieän. Ñaëc bieät laø söï höôùng daãn taän

tình, nhöõng lôøi ñoäng vieân khích leä cuûa thaày Traàn Vaên

Troïng vaø coâ Tröông Thò Bích Ngaø, hai giaùo vieân ñaõ

höôùng daãn cho em.

Em khoâng bieát noùi gì hôn ñeå baøy toû loøng bieát ôn

chaân thaønh ñeán quyù thaày coâ. Ngöôøi ñaõ vì em maø boû ra

bieát bao coâng söùc ñeå cho ñeà taøi em ñöôïc troïn veïn. Qua

ñaây em xin gôûi ñeán thaày Traàn Vaên Troïng vaø coâ

Tröông Thò Bích Ngaø lôøi kính chuùc söùc khoûe ñeå ñi

heát söï nghieäp troàng ngöôøi cuûa mình, goùp phaàn ñaøo taïo

nhöõng nhaân taøi cho ñaát nöôùc cuõng nhö taïo tieáng vang

cho Tröôøng ÑH Sö Phaïm Kyõ Thuaät.

Xin chaân thaønh caûm ôn caùc baïn beø, thaân höõu ñaõ

coñ nhöõng ñoùng goùp cho ñeà taøi hoaøn thaønh troïn veïn.

TP. Hoà Chí Minh thaùng 3 naêm 2000.

Sinh vieân thöïc hieän

NGOÂ SYÕ

PHAÀN I

CHÖÔNG DAÃN NHAÄP

ÑAËT VAÁN ÑEÀ:

Vôùi xu höôùng khoa hoïc kyõ thuaät ngaøy caøng phaùt trieån maïnh meõ, nhaát laø trong

lónh vöïc thoâng tin vieãn thoâng, ñieän töû, coâng nghieäp… Nhieàu thieát bò, linh kieän môùi

ñaõ ra ñôøi thay theá cho nhöõng thieát bò, linh kieän tröôùc ñoù coù phaàn haïn cheá.

Nhôø söï vi maïch hoùa ñaõ ñem laïi nhöõng lôïi ích to lôùn cho cuoäc soáng cuûa con

ngöôøi. Haàu heát khi xöû lyù döõ lieäu, ñieàu khieån… ngöôøi ta ñeàu choïn xöû lyù treân neàn

taûng soá hoïc vaø ñaïi soá logic, vôùi söï trôï giuùp cuûa caùc heä vi maïch soá. Ñaëc bieät laø caùc

heä vi maïch soá laäp trình ñöôïc maø ngöôøi ta thöôøng goïi laø ROM (Real Only Memory).

Vì theá em seõ khaûo saùt caùch ghi ñoïc EPROM ñeå laøm ñeà taøi toát nghieäp cuûa mình.

GIÔÙI HAÏN ÑEÀ TAØI:

Tuy ROM khoâng ñöôïc nhaéc ñeán trong boä vi xöû lyù, nhöng noù hieän dieän haàu heát

trong taát caû caùc heä vi xöû lyù vaø noù phaùt trieån ñoàng thôøi vôùi söï phaùt trieån cuûa boä vi xöû

lyù, ñeå ñaùp öùng kòp thôøi cuûa heä naøy.

Theo suoát quaù trình phaùt trieån cuûa ROM, em nhaän thaáy hieän nay haàu heát caùc

öùng duïng ñeàu taäp trung vaøo EPROM vì nhöõng öu vieät cuûa noù. Vôùi khaû naêng coù haïn,

hôn nöõa thôøi gian tieán haønh ñeà taøi chæ trong thôøi gian ngaén neân chæ thieát keá maïch ghi

ñoïc EPROM duøng kit vi xöû lyù vôùi moät loaïi EPROM duy nhaát ñoù laø 2764.

Luaän vaên bao goàm nhöõng noäi dung sau:

-

Chöông I: Toång quaùt veà maïch tích hôïp.

Chöông II: Giôùi thieäu kit PROFI – 5E.

Chöông III: Thieát keá maïch ghi ñoïc EPROM.

Chöông IV: Thieát keá phaàn meàm.

MUÏC ÑÍCH NGHIEÂN CÖÙU:

Vôùi taàm quan troïng cuûa ROM trong caùc öùng duïng thöïc teá, töø nhöõng nhu caàu

sinh hoaït – giaûi trí haèng ngaøy ñeán nhöõng öùng duïng trong ño löôøng, ñieàu khieån… Ñeå

caùc thieát bò giaûm toái thieåu söï coá vaø chính xaùc thì ñoøi hoûi nhöõng chöông trình phaûi

ñöôïc laäp trình saün. Vì muoán hieåu saâu trong vieäc laäp trình cuûa EPROM neân em ñaõ

choïn ñeà taøi card ghi ñoïc EPROM ñeå trao doài, môû roäng kieán thöùc cho mình.

CHÖÔNG II: CÔ SÔÛ LYÙ LUAÄN

ÑAËC ÑIEÅM, YEÂU CAÀU CUÛA ÑEÀ TAØI:

Vôùi khaû naêng coù haïn, hôn nöõa yeâu caàu ñaët ra cuûa ñeà taøi laø khoâng ñi roäng heát

caùc loaïi ROM maø ñi saâu vaøo moät linh kieän ñöôïc söû duïng roäng raõi hieän nay laø

EPROM 2764. Do ñoù ñeà taøi seõ thieát keá card ghi ñoïc EPROM coù nhöõng ñaëc ñieåm

sau:

- Card phaûi deã söû duïng, kích thöôùc nhoû goïn.

- Ñoä tin caäy cao.

- Deå di chuyeån.

MUÏC ÑÍCH CUÛA ÑEÀ TAØI:

Ñeà taøi maø em thieát keá khoâng coù söï quy moâ nhö nhöõng ñeà taøi cuûa ñaøn anh ñi

tröôùc. Nhöng khoâng vì theá maø noù keùm ñi phaàn thöïc teá. Do tính chaát thoâng duïng cuûa

EPROM trong ñôøi soáng thì vieäc thieát keá card ghi ñoïc EPROM duøng kit vi xöû lyù coù

nhöõng thuaän lôïi hôn vieäc giao tieáp baèng maùy tính veà phöông dieän kinh teá cuõng nhö

kích thöôùc.

Ngoaøi ra, ñeà taøi seõ laø nhöõng gì ñuùc keát laïi sau nhöõng naêm ngoài treân gheá giaûng

ñöôøng cuûa tröôøng ÑH Sö Phaïm Kyõ Thuaät.

PHÖÔNG PHAÙP THIEÁT KEÁ:

Töø nhöõng ñaëc ñieåm, yeâu caàu cuûa ñeà baøi, em ñaõ choïn ra phöông aùf thöïc hieän

theo trình töï sau:

- Tham khaûo yù kieán cuûa giaùo vieân, baïn beø vaø thu thaäp taøi lieäu lieân quan.

- Ñeà ra phöông aùn thi coâng coù tính khaû thi xeùt treân caùc maët kinh teá vaø kyõ thuaät.

- Thöïc hieän theo phöông aùn, thi coâng döôùi söï chæ daãn cuûa giaùo vieân höôùng daãn.

PHÖÔNG PHAÙP THU THAÄP DÖÕ LIEÄU:

Nhöõng taøi lieäu, nhöõng vaán ñeà coù lieân quan ñeán ñeà taøi chuû yeáu do giaùo vieân

höôùng daãn cung caáp.

Ngoaøi ra, em coøn tham khaûo yù kieán cuûa quyù thaày coâ trong Khoa Ñieän vaø caùc

baïn beø thaân thuoäc.

Em cuõng boû ra raát nhieàu thôøi gian ñeå töï mình nghieân cöùu, tìm toøi nhöõng phaàn

lieân quan trong ñeà taøi.

TRÌNH TÖÏ THIEÁT KEÁ:

Sau khi baét tay vaøo laøm ñeà taøi, em ñaõ tuaân thuû caùc böôùc sau:

- Thu thaäp döõ lieäu.

- Phaân tích döõ lieäu.

- Ñeà ra caùc phöông aùn vaø löïa choïn.

- Thi coâng.

- Kieåm tra vaø keát luaän.

PHAÀN II

CHÖÔNG I: TOÅNG QUAN VEÀ MAÏCH TÍCH HÔÏP

ÑÒNH NGHÓA:

Maïch tích hôïp laø maïch ñieän maø caùc phaàn töû ñöôïc cheá taïo ñoàng thôøi treân cuøng

moät ñeá, vaø caùc phaàn töû naøy khoâng taùch rôøi nhau, thoâng thöôøng ngöôøi ta goïi laø IC

(Intergrated Circuit).

Vôùi söï phaùt trieån khoâng ngöøng veà kyõ thuaät vaø coâng ngheä cheá taïo linh kieän ñieän

töû, ñaõ cho ra ñôøi nhöõng maïc` tích hôïp coù ñoä tin caäy cao, kích thöôùc nhoû. Tính ña

duïng cuõng nhö tính kinh teá cuõng ñöôïc phaùt huy.

Theo möùc ñoä tích hôïp ta phaân ra caùc maïch tích hôïp sau:

Loaïi nhoû ( SSI ) chöùa döôùi 12 coång logic cô baûn.

Loaïi vöøa ( MSI ) tích hôïp ñeán caû traêm coång logic cô baûn.

Loaïi lôùn ( LSI ) tích hôïp ñeán caû ngaøn coång logic cô baûn.

Loaïi cöïc lôùn ( VLSI ) tích hôïp ñeán hôn moät ngaøn coång logic. Ñaây laø caùc loaïi

maïch vi xöû lyù .

Theo chöùc naêng vi maïch ngöôøi ta phaân ra caùc loaïi sau:

Vi maïch töông töï ( Analog IC ).

Vi maïch soá (Digital IC ).

Vi maïch chuyeån ñoåi ADC, DAC ( Analog – Digital Converter ).

Vi maïch nhôù ( Memory IC ).

Vi maïch vi xöû lyù (Processor).

Vaø nhieàu loaïi vi maïch chuyeân duïng khaùc nöõa.

VI MAÏCH SOÁ:

Vi maïch soá laø caùc vi maïch maø noù chæ laøm vieäc ñuùng vôùi caùc tín hieäu giaùn ñoaïn,

rôøi raïc. Caùc tín hieäu naøy chính laø caùc giaù trò coù ñieän (High) vaø khoâng coù ñieän (Low)

cuûa ñieän aùp.

Vôùi söï phaùt trieån raát nhanh vað maïnh cuûa kyõ thuaät soá. Vi maïch soá ngaøy nay ñang

ñöôïc öa chuoäng vaø ñöôïc öùng duïng trong caùc ngaønh then choát nhö: maùy tính ñieän töû,

ño löôøng, ñieàu khieån… cuõng nhö trong lónh vöïc daân duïng nhö quang baùo…

Baèng coâng ngheä khaùc nhau maø nhaø cheá taïo ñaõ saûn xuaát ra IC soá theo 2 loaïi chính

ñeå taïo neân 2 loaïi IC phoå bieán.

TTL ( Transistor – Transistor logic ) laøm vieäc ôû möùc ñieän aùp 5v ± 10%.

CMOS ( Complementary Mos) laøm vieäc ôû ñieän aùp cao hôn vôùi 1 daõy roäng.

Ñieån hình cuûa loaïi IC TTL laø hoï 74xx, 74Hxx, 74LSxx,… vaø cho CMOS laø

74Cxx,74CHxx, 45xx.

Moãi loaïi coù nhöõng öu vieät cuõng nhö khuyeát ñieåm rieâng. Tuøy vaøo nhöõng öùng duïng

cuï theå maø ta choïn cho thích hôïp.

VI MAÏCH NHÔÙ:

Laø vi maïch coù khaû naêng löu tröõ döõ lieäu. Veà maët ñieän tích thì chuùng ñöôïc xem

nhö nhieàu oâ nhôù maø ta coù theå ñaët vaøo moät giaù trò ñieän aùp laø High hoaëc Low. Vaø giaù

trò naøy seõ ñöôïc löu tröõ theo thôøi gian tuøy theo töøng loaïi. Coù 2 loaïi maïch nhôù cô baûn

laø ROM vaø RAM.

III.1. Ram ( Random Access Memory):

Laø boä nhôù coù theå truy xuaát vaø ghi vaøo. Noùi caùch khaùc RAM laø boä nhôù thay ñoåi,

nghóa laø noù seõ maát döõ lieäu khi bò maát nguoàn nuoâi.

Coù 2 loaïi RAM sau:

III.1.1. SRAM ( Static RAM):

Ñöôïc goïi laø RAM tónh, laø daïng RAM hoaït ñoäng theo nguyeân taéc cuûa Flip –

Flop D. döõ lieäu ghi vaøo ñöôïc toàn tröõ theo thôøi gian.

III.1.2. DRAM ( Dynamic RAM):

Ñöôïc goïi laø RAM ñoäng. Laø daïng RAM hoaït ñoäng nhö tuï ñieän, do ñoù döõ lieäu coù

theå bò maát sau khi ngaét ñieän. Vì theá ñoái vôùi DRAM ñeå ñaûm baûo khoâng maát döõ lieäu

thì ta phaûi laøm töôi RAM sau moät khoaûng thôøi gian aán ñònh.

III.2. ROM (Real Only Memory):

Laø boä nhôù chæ coù theå ñoïc ñöôïc döõ lieäu ñöôïc ghi tröôùc töø noù. Nhöng cuõng coù

moät soá loaïi ROM ta coù theå ghi vaøo noù vôùi moät soá ñieàu kieän ñaëc bieät.

D₀

A₃

ROM

A₂

A₁

A₀

Data bus

Andress Bus

D₇

Control

Input

Hình 1: Sô ñoà logic ROM ñöôïc ñôn giaûn hoùa.

Tuøy theo coâng ngheä cheá taïo vaø caùch thöùc ghi döõ lieäu maø ta coù caùc loaïi ROM

sau:

III.2.1. PROM (Programmable ROM ):

Laø loaïi chæ ghi ñöôïc döõ lieäu moät laàn vaø khoâng ñoåi ñöôïc nöõa. Ngöôøi söû duïng coù

theå töï laäp trình treân PROM. Thöôøng goïi laø ROM caàu chì, coù giaù thaønh thaáp, ñöôïc söû

duïng trong caùc öùng duïng quy moâ nhoû.

III.2.2. MROM (Mask – Programmed ROM):

Laø loaïi ROM chæ saûn xuaát theo ñôn ñaët haøng vì chæ ñöôïc laäp trình moät laàn duy

nhaát vaø chöông trình ñöôïc caøi saün trong quaù trình cheá taïo cuûa nhaø saûn xuaát.

III.2.3. EPROM (Erasable ROM):

Laø loaïi ROM laäp trình ñöôïc nhieàu laàn. Moãi laàn laäp trình sai coù theå laäp trình laïi

baèng caùch xoùa ñi tröôùc khi thöïc hieän chöông trình môùi.

Xoùa EPROM baèng caùch chieáu tia cöïc tím vaøo cöûa soå treân thaân EPROM. Khi

EPROM ñöôïc xoùa saïch coù nghóa laø toaøn boä teá baøo nhôù ñeàu ôû möùc 1.

EPROM ñöôïc kyù hieäu 27xxxx.

III.2.4. EEROM (Electrically EPROM ):

EPROM coù 2 nhöôïc ñieåm sau:

Muoán thay ñoåi chöông trình khaùc phaûi ñem ñi xoùa vaø laäp trình laïi, vieäc naøy raát

toán thôøi gian.

Khi ta muoán thay ñoåi noäi dung cuûa moät bit taïi moät ñòa chæ naøo ñoù thì phaûi xoùa

toaøn boä EPROM.

Do ñoù EEPROM ñaõ ra ñôøi ñeå caûi tieán EPROM.

EEPROM coù theå xoùa baèng ñieän. Vaø khi xoùa coù theå xoùa toaøn boä hay töøng töø

(Word) trong ma traän nhôù.

Kyù hieäu EEPROM: 28xxx.

Ñieän aùp laäp trình laø 5v vì beân trong coù boä chuyeån ñoåi DC sang DC (töø 5v÷21v).

VI MAÏCH VI XÖÛ LYÙ:

Vi xöû lyù laø vi maïch lôùn hoaëc cöïc lôùn (LSI hoaëc VLSI ) coù chöùc faêng töông töï ñôn

vò xöû lyù trung taâm ( CPU: Center Processer Unit ) cuûa maùy tính thoâng thöôøng nhöng

möùc ñoä thaáp hôn veà toác ñoä cuõng nhö veà khaû naêng xöû lyù vaø xuaát döõ lieäu.

Moät vi xöû lyù coù theå thöïc hieän vaøi traêm leänh ñeán haøng ngaøn leänh. Do ñoù noù coù khaû

naêng thöïc hieän ñöôïc raát nhieàu vieäc khaùc nhau tuøy theo yeâu caàu cuûa ngöôøi söû duïng.

Tính öu vieät cuûa vi xöû lyù trong kyõ thuaät ñieàu khieån vaø ño löôøng ngaøy caøng

ñöôïc khaúng ñònh do tính meàm deûo cuûa phaàn meàm. Maëc duø noù phöùc taïp trong hoaït

ñoäng thieát keá, nhöng tính kinh teá laø moät öu ñieåm vaø kích thöôùc nhoû.

Thoâng thöôøng 1 heä vi xöû lyù goàm coù 2 phaàn chính:

 Phaàn cöùng.

 Phaàn meàm.

Phaàn cöùng bao goàm 3 phaàn chuû yeáu: ñôn vò xöû lyù trung taâm (CPU), khoái nhôù, khoái

vaøo ra. Ngoaøi ra coøn coù caùc ñöôøng daãn tín hieäu, boä dao ñoäng …

Phaàn meàm: laø caùc chöông trình do ngöôøi söû duïng vieát ñeå ñieàu khieån theo yeâu caàu

cuûa mình.

Moät soá vi xöû lyù thoâng duïng hieän nay laø Z80, 6800, 8085, 8031… Caøng veà sau thì

caùc heä vi xöû lyù caøng tieán boä veà khaû naêng xöû lyù döõ lieäu vaø toác ñoä xöû lyù…

Sô ñoà caáu truùc 1 boä vi xöû lyù:

Addess Bus

OUT

ROM

RAM

I/O

CPU

IN

Data Bus

Control Bus

CHÖÔNG II: GIÔÙI THIEÄU KIT PROFI – 5E

GIÔÙI THIEÄU VEÀ EPROM 2764

I.1. GIÔÙI THIEÄU:

EPROM 2764 do haõng Intel saûn xuaát coù caùc ñaëc ñieåm.

Nguoàn cung caáp V_cc= 5v.

Dung löôïng: 8k x 8 bit ( goàm 65.536 bit).

Thôøi gian toái ña ñeå laäp trình choïn IC 2764 laø 420s.

Thôøi gian truy xuaát toái ña:

Cheá ñoä bình thöôøng laø 280 ns.

Cheá ñoä nhanh laø 200ns.

Xung laäp trình ñôn.

Coâng suaát tieâu taùn thaáp.

ÔÛ cheá ñoä hoaït ñoäng: doøng toái ña 150mA

ÔÛ traïng thaùi chôø: doøng toái ña 35mA.

Hoaït ñoäng döïa treân caùc thoâng soá cuûa hoï TTL.

Ngoõ ra 3 traïng thaùi.

Laäp trình baèng ñieän vaø xoùa baèng tia cöïc tím.

I.1.1. SÔ ÑOÀ CHAÂN CUÛA EPROM 2764:

Trong ñoù:

A0 ñeán A12 bus ñòa chæ (ngoõ vaøo).

D0 ñeán D7 bus döõ lieäu (ngoõ ra).

OE: ñieàu khieån cho pheùp ngoõ ra (ngoõ vaøo).

CE: ñieàu khieån choïn chip (ngoõ vaøo).

Vpp: ñieän aùp laäp trình.

PGM: xung laäp trình vôùi ñoä roäng caàn thieát.

I.1.2. BAÛNG TRAÏNG THAÙI HOAÏT ÑOÄNG EPROM 2764:

CHAÂN CE

OE

(22)

V_IL

X

V_IL

PGM

(27)

V_IH

X

V_IL

V_IH

V_PP

(1)

V_CC

V_PP

V_CC

(28)

V_CC

OUTPUT

(11-13,15-19)

Ra

Cheá ñoä

(20)

V_IL

V_IH

V_IL

Ñoïc

Chôø

Z cao

Vaøo

Ra

Naïp C/T

Kieåm C/T

Caám naïp C/T V_IH

X

V_PP

V_CC

Z cao

11

12

13

15

16

17

18

19

10

9

8

7

6

5

4

3

25

24

21

23

2

20

22

27

1

00

A₀

A₁

A₂

A₃

A₄

A₅

A₆

A₇

A₈

A₉

A₁₀

A₁₁

A₁₂

01

02

03

04

05

06

07

2764

CE

OE

PGM

VPP

Trong ñoù caùc ñieän aùp:

VIH töông öùng vôùi möùc logic 1 cuûa TTL.

VIL töông öùng vôùi möùc logic 0 cuûa TTL.

X: laø traïng thaùi khoâng quan taâm.

I.1.3. SÔ ÑOÀ KHOÁI EPROM 2764:

V_pp

V_cc

D₀÷D₇

GND

Logic ñieàu

OE

CE/PGM

Ñeäm ngoõ ra

khieån

Maïch cuûa Y

(Y gating)

Giaûi maõ Y

A₀÷A₁₂

Ma traän nhôù

65.536 bit

Giaûi maõ X

I.2. CHEÁ ÑOÄ ÑOÏC:

Giaûn ñoà xung chu kyø ñoïc:

Khi caùc chaân CE, OE ôû möùc logic 0 vaø V_ppôû +5v thì cheá ñoä ñoïc ñöôïc xaùc laäp.

Döõ lieäu chæ xuaát ra trong moät khoaûng thôøi gian t_ACC, t_OE.

I.3. CHEÁ ÑOÄ CHÔØ:

Töø baûng traïng thaùi, khi CE ôû möùc logic 1, V_ppôû möùc +5v thì cheá ñoä chôø ñöôïc

thieát laäp. ÔÛ cheá ñoä naøy laøm giaûm coâng suaát tieâu thuï coøn 75%. Doøng ñieän tieâu thuï toái

ña 35 mA. Caùc ngoõ ra ôû 3 traïng thaùi (Hi – Z ), ñoäc laäp vôùi ngoõ vaøo CE.

I.4. CHEÁ ÑOÄ LAÄP TRÌNH:

Cheá ñoä laäp trình seõ ñöôïc hoaøn haûo khi EPROM ñaõ ñöôïc xoùa saïch. Khi ñoù, caùc bit

cuûa EPROM ñeàu ôû traïng thaùi logic 1. Vieäc laäp trình ñöôïc tieán haønh töø ñòa chæ thaáp

nhaát ñeán ñòa chæ cao hôn vaø noù seõ keát thuùc khi ta heát döõ lieäu ñöa vaøo maø khoâng ñoøi

hoûi laø phaûi chieám heát caùc oâ nhôù cuûa EPROM.

Ñeå laäp trình EPROM 2764 ta caàn thöïc hieän caùc böôùc cô baûn sau:

Ñöa ñòa chæ vaøo bus ñòa chæ cuûa EPROM ñeå choïn oâ nhôù laäp trình.

Ñöa döõ lieäu caàn naïp vaøo bus döõ lieäu cuûa EPROM. Moãi laàn döõ lieäu vaøo thì oâ nhôù

töï ñoäng taêng leân 1 ñôn vò.

Ñieän aùp caàn naïp EPROM 2764: Vpp =+21v hoaëc =+12,5v

Chaân CE ñöôïc noái xuoáng mass (möùc logic 0).

Khi coâng vieäc treân ñaõ hoaøn taát nghóa laø ñòa chæ vaø döõ lieäu ñaõ oån ñònh thì xung laäp

trình ñöôïc ñöa vaøo chaân PGM.

Giaûn ñoà xung laäp trình:

Khi laäp trình, ngöôøi laäp trình coù theå thaâm nhaäp baát kyø oâ nhôù naøo vaøo baát kyø luùc

naøo. Vieäc choïn ñòa chæ coù khoaûng caùch lieân tuïc hay ngaåu nhieân.

I.5. CHEÁ ÑOÄ CAÁM LAÄP TRÌNH:

Cheá ñoä naøy seõ thöïc thi khi ngöôøi vieát chöông trình ñieàu khieån chaân CE leân möùc

logic 1. Luùc naøy caùc ngoõ ra ôû toång trôû cao. Cheá ñoä caám laäp trình noùi chung vaø chaân

CE noùi rieâng ñöôïc xem nhö laø moät coâng taéc choïn löïa khi maø ta laäp trình song song

nhieàu EPROM 2764 cuøng moät luùc.

I.6. CHEÁ ÑOÄ KIEÅM TRA LAÄP TRÌNH:

Khi ta chuyeån sang cheá ñoä naøy vôùi muïc ñích laø kieåm tra nhöõng döõ lieäu vöøa

nhaäp vaø xem coù sai soùt khoâng. Khi kieåm tra caùc chaân CE, OE ôû möùc logic 0, V_pp=

+21v.

GIÔÙI THIEÄU VI XÖÛ LYÙ 8085:

Vi xöû lyù 8085 do haõng Intel saûn xuaát. Ñoù laø vi xöû lyù 8 bit, caùc vi xöû lyù 8 bit laø

söï caûi tieán cuûa caùc vi pöû lyù 4 bit ra ñôøi vaøo ñaàu thaäp nieân 70. Coù nhieuà haõng saûn

xuaát vi xöû lyù 8 bit nhö: Intel, Motorola, Zilog… Vieäc choïn vi xöû lyù 8085 laøm kit coù

nhöõng öu vieät cuûa noù.

II.1. ÑAËC TÍNH ÑIEÄN:

Nguoàn cung caáp: 5v ±10%, I_max= 170 mA.

Taàn soá xung ñoàng hoà: 5MHz. Maïch tích xung ñoàng hoà ñöôïc tích hôïp coù theå söû

duïng thaïch anh, maïch RC, LC beân ngoaøi.

Ñôn vò ñieàu khieån ñöôïc tích hôïp.

Coù 4 vector ngaét, trong ñoù coù moät daønh cho nhu caàu ngaét khoâng ngaên ñöôïc (Non

– Maskable). Vaø moät töông thích vôùi 8080A.

Coång vaøo/ra noái tieáp.

Tính nhò phaân, thaäp phaân vaø thaäp luïc phaân (tính 16 bit).

Khaû naêng ñònh ñòa chæ tröïc tieáp 64 Kbyte.

Phaàn meàm töông thích 100% vôùi Z80.

II.2. CAÁU TRUÙC PHAÀN CÖÙNG 8085:

Sô ñoà chaân cuûa vi xöû lyù 8085 vaø sô ñoà logic ôû hình 8.

Trong ñoù chöùc naêng cuûa caùc chaân ñöôïc trình baøy döôùi ñaây:

Chaân

1,2

Kyù hieäu

X₁, X₂

In/Out

3 state

I

YÙ nghóa

X₁, X₂laø 2 ngoõ vaøo cuûa maïch dao ñoäng. Taàn soá

ngoõ vaøo ñöôïc chia bôói 2 maïch chia beân trong.

Taàn soá laøm vieäc phuï thuoäc vaøo loaïi vi xöû lyù .

Ñoái vôùi 8085A laø 6 MHz.

Ñoái vôùi 8085A1 laø 12MHz.

Ñoái vôùi 8085A2 laø 10MHz.

3

4

5

Reset out

SOD

O

I

Cho bieát CPU ñang reset. Tín hieäu naøy coù theå

duøng ñeå reset caùc thaønh phaàn khaùc trong maïch.

Serial output. Ngoõ ra döõ kieäu noái tieáp ñöôïc xaùc

ñònh bôûi leänh Sim.

SID

Serial input ngoõ vaøo döõ lieäu noái tieáp. Noù ñöôïc

naïp vaøo bit thöù 7 cuûa thanh ghi A khi thöïc hieän

leänh RIM.

6

TRAP

I

Trap: tín hieäu ngaét khoâng ngaên ñöôïc. Ngoõ vaøo

Trap ñöôïc kích bôûi caïnh leân.

7,8,9 RST 7,5;

6,5; 5,5

I

Restart Interrupt Request: laø caùc tín hieäu ngaét

coù theå ngaên ñöôïc.

10

INTR

I

Interrupt: laø tín hieäu ngaét thoâng duïng coù theå che

ñöôïc. Leänh ñöôïc kích baèng möùc.

11

INTA\

O

Interrupt Acknowledge: tín hieäu duøng ñeå baùo

cho thieát bò yeâu caàu ngaét bôûi tín hieäu INTR bieát

raèng vi xöû lyù ñaõ chaáp nhaän yeâu caàu ngaét.

19-12 AD₇÷AD₀I/O-3

Address/databus: ñöôøng ñòa chæ vaø döõ lieäu ñöôïc

tích hôïp chung. ÔÛ traïng thaùi T₁cuûa chu kyø maùy

caùc ngoõ naøy ñoùng vai troø laø ngoõ ra ñòa chæ. Caùc

traïng thaùi coøn laïi cuûa chu kyø maùy ñoùng vai troø

ñöôøng döõ lieäu.

20

Vss

O-3

Ground

28-21 A₁₅÷ A₁₈

Addess bus: caùc ngoõ naøy duøng ñeå xuaát 8 bit ñòa

chæ cao.

30

ALE

O

Addess Latch Enable: ngoõ naøy taïo ra 1 xung ôû

traïng thaùi T₁cuûa chu kyø maùy ñeå xaùc ñònh A₁₅÷

A₈vaø AD₇÷ AD₀laø caùc ñöôøng ñòa chæ.

31

32

29,

WR\

RD\

O-3

Write: duøng ñeå xaùc ñònh Microprocessor ñang

thöïc hieän ghi döõ lieäu leân boä nhôù hay I/O.

Read duøng ñeå xaùc ñònh Microprocessor ñang

thöïc hieän ghi döõ lieäu leân boä nhôù hay I/O.

S₀, S₁

O

O-3

Machine Cycle Status: 3 bit naøy cho bieát traïng

thaùi chu kyø maùy.

33,34 IO/M\

Hình sô ñoà chaân cuûa vi xöû lyù 8085 vaø sô ñoà logic

II.3. CAÁU TRUÙC BEÂN TRONG VI XÖÛ LYÙ 8085:

Sô ñoà caáu truùc Microprocessor 8085A ñöôïc trình baøy ôû hình veõ.

Trong sô ñoà caáu truùc cuûa 8085A coù taát caû caùc khoái cuûa moät

toång quaùt, chæ coù vaøi ñieåm khaùc bieät:

Microprocessor

Moät trong hai thanh ghi Temp ñöôïc thay theá bôûi thanh ghi Accumulator do ñoù

caùc döõ lieäu cho khoái ALU thöïc hieän phaûi coù moät döõ lieäu chöùa trong thanh ghi A.

Caùc thanh ghi thoâng duïng B, C, D, E, H, L thanh ghi Accumulator, thanh ghi traïng

thaùi ñeàu coù chieàu daøi laø 8 bit.

Program Counter vaø Stack pointer laø caùc thanh ghi 16 bit do ñoù dung löôïng boä

nhôù 8085A coù theå truy xuaát laø 64K byte.

Bus döõ lieäu 8 bit D7 – D0 ñöôïc ña hôïp vôùi 8 bit ñòa thaáp A7 – A0 taïo thaønh 8 bit

AD7 – AD0 do ñoù khi söû duïng Microprocessor 8085A phaûi giaûi maõ ña hôïp caùc

ñöôøng naøy ñeå taùch rôøi thaønh caùc ñöôøng ñòa chæ vaø caùc ñöôøng döõ lieäu moät caùch chính

xaùc.

Caùc thanh ghi thoâng duïng B, C, D, E, H, L thanh ghi Accumulator, thanh ghi traïng

thaùi F ñeàu coù chieàu daøi laø 8 bit. Caùc thanh ghi naøy coù theå keát hôïp laïi taïo thaønh töøng

caëp thanh ghi nhö BC, DE, HL, PSW ( chính laø caëp thanh ghi AF).

Thanh ghi traïng thaùi Microprocessor 8085A coù caáu truùc nhö sau:

7

6

5

4

3

2

1

0

AC

S

Z

X

P

X

C

Chöùc naêng cuûa caùc bit nhö sau:

Bit S (signal):

bit daáu

S=1 khi keát quaû laø soá aâm

S=0 khi keát quaû laø soá döông

Z=1 khi keát quaû baèng 0

Z=0 khi keát quaû khaùc 0

Bit Z(zero)

bit zero

Bit AC (Auxiliary)

Bit P (Parity)

Bit C (Carry)

bit traøn phuï AC=1 khi pheùp tính bò traøn leân bit thöù 3

AC=0 khi pheùp tính khoâng bò traøn leân bit thöù 3

bit chaün leû

P=1 khi keát quaû laø soá chaün.

P=0 khi keát quaû laø soá leû.

bit nhôù

C=1 khi keát quaû coù soá nhôù.

C= 0 Khi keát quaû khoâng coù soá nhôù.

Bit x: laø caùc bit khoâng coù yù nghóa.

Microprocessor 8085A coù ngoõ vaøo Reset In duøng ñeå Reset Microprocessor ñeå

thoaùt khoûi 1 chöông trình, khi taùc ñoäng ñeán ngoõ vaøo Reset, Microprocessor seõ ñaët laïi

giaù trò trong thanh ghi PC = 0000_Hvaø caùc chöông trình seõ baét ñaàu thöïc hieän ôû oâ nhôù

coù ñòa chæ 0000_H.

GIÔÙI THIEÄU 8255A:

III.1 CAÁU TRUÙC PHAÀN CÖÙNG:

8085A laø IC ngoaïi vi ñöôïc cheá taïo theo coâng ngheä LSI duøng ñeå giao tieáp song

song giöõa Microprocessor vaø thieát bò ñieàu khieån beân ngoaøi.

Sô ñoà chaân vaø sô ñoà logic:

PA₃

PA₂

PA₁

PA₀

RD\

CS\

GN

D

PA₄

PA₅

PA₆

PA₇

WR\

RESET

D₀

D₁

D₂

D₃

PA7-

PA0

D7-D0

PC7-

PC4

A₁

A₀

8255A

PC₇

PC₆

PC₅

PC₄

PC₀

PC₁

PC₂

PC₃

PB₀

PB₁

PB₂

D₄

D₅

D₆

D₇

V_CC

PB₇

PB₆

PB₅

PB₄

PB₃

RD\

WR\

RESET

PC3-

PC0

A₀

A₁

CS\

PB7-

PB0

Teân caùc chaân 8255A:

D_{7 –}D₀: Data bus (Bi – Direction)

RESET: reset input

CS\: Chip select

RD\: Read input

WR\: Write input

A₀-A₁: Pord Address

PA7 – PA0: Port A

PB7 – PB0: Port B

PC7 – PC0: Port C

8255A giao tieáp vôùi Microprocessor thoâng qua 3 bus: bus döõ lieäu 8 bit D₇– D₀,

bus ñòa chæ A₁A₂, bus ñieàu khieån RD\, WR\, CS\, Reset.

Maõ leänh, thoâng tin traïng thaùi vaø döõ lieäu ñeàu ñöôïc truqeàn treân 8 ñöôøng döõ lieäu

D₇– D₀. Microprocessor gôûi döõ lieäu ñeán 8255A hoaëc Microprocessor ñoïc döõ lieäu töø

8255A tuøy thuoäc vaøo leänh ñieàu khieån. Caùc ñöôøng tính hieäu RD\, WR\, cuûa 8255A

ñöôïc keát noái vôùi caùc ñöôøng RD\, WR\ cuûa Microprocessor.

Tín hieäu Reset duøng ñeå khi khôûi ñoäng 8225A khi caáp ñieän, khi bò Reset caùc

thanh ghi beân trong cuûa 8255A ñeàu bò xoùa vaø 8255A ôû traïng thaùi saún saøng laøm vieäc.

Khi giao tieáp vôùi Microprocessor, ngoõ vaøo tín hieäu Reset naøy ñöôïc keát noái vôùi tín

hieäu Reset Out cuûa Microprocessor.

Tín hieäu Chip select CS\ duøng ñeå löïa choïn 8255A khi Microprocessor giao tieáp

vôùi nhieàu 8255A.

8255A coù 3 port xuaát nhaäp (I/O) coù teân laø Port A, port B, Port C, moãi Port 8 bit.

Port A goàm caùc bit PA₀– PA₇, Port B goàm caùc bit PB₀– PB₇, Port C goàm caùc bit PC₀

– PC₇. Caùc Port naøy coù theå laø caùc Port Input hoaëc Output tuøy thuoäc vaøo leänh ñieàu

khieån, leänh ñieàu khieån do Microprocessor gôûi ñeán chöùa trong thanh ghi leänh (coøn

goïi laø thanh ghi ñieàu khieån) ñeå ñieàu khieån 8255A.

Caùc ñöôøng ñòa chæ A₁A₀cuûa 8255A duøng ñeå löïa choïn caùc Port vaø thanh ghi. A₁

A₀= 00₂duøng ñeå choïn caùc Port A, A₁A₀= 01₂duøng ñeå choïn caùc Port B, A₁A₀=

10₂duøng ñeå choïn caùc Port C, A₁A₀= 11₂duøng ñeå choïn thanh ghi ñieàu khieån.

Trong sô ñoà khoái cuûa 8255A, caùc Port I/O cuûa 8255A chia ra laøm 2 nhoùm:

nhoùm A goàm Port A vaø 4 bit cao cuûa Port C, nhoùm B goàm Port B vaø 4 bit thaáp cuûa

Port C. Ñeå söû duïng caùc Port cuûa 8255A ngöôøi laäp trình phaûi gôûi leänh ñieàu khieån ra

thanh ghi ñieàu khieån ñeå 8255A ñònh caáu hình cho caùc Port ñuùng theo yeâu caàu maø

ngöôøi laäp trình mong muoán.

Caáu truùc töø ñieàu khieån cuûa 8255A:

D₇D₆D₅D₄D₃D₂D₁D₀

GROUP B

PORT C (LOWER)

1 = INPUT

0 = OUTPUT

PORT B

1 = INPUT

0 = OUTPUT

MODE SELECTION

0 = MODE 0

1 = MODE 1

GROUP A

PORT C (UPPER)

1 = INPUT

0 = OUTPUT

PORT A

1 = INPUT

0 = OUTPUT

MODE SELECTION

00 = MODE 0

01 = MODE 1

1X = MODE 2

MODE SET FLAG

1 = ACTIVE

III.2 CAÁU TRUÙC PHAÀN MEÀM:

Do caùc Port ra cuûa 8255A ñöôïc chia laøm 2 nhoùm A vaø B taùch rôøi neân töø ñieàu

khieån cuûa 8255A cuõng ñöôïc chia laøm 2 nhoùm.

Caùc bit D₂D₁D₀duøng ñeå ñònh caáu hình cho nhoùm B:

Bit D₀duøng ñeå thieát laäp 4 bit thaáp cuûa C, D₀= 0: Port C thaáp laø Port xuaát döõ

lieäu, D₀= 1: Port C thaáp laø Port nhaäp döõ lieäu.

Bit D₁duøng ñeå thieát laäp Port B, D₁= 0: Port B laø Port xuaát döõ lieäu, D₁= 1:

Port B laø Port nhaäp döõ lieäu.

Bit D₂duøng ñeå thieát laäp Mode ñieàu khieån chg nhoùm B:

Luận văn Thiết kế và thi công Card ghi - Đọc EPROM