Tài liệu Vi xử lý và cấu trúc máy tính vi xử lý 8086 (3)

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA : ĐIỆN TỬ --------------o0o----------------- BÀI TẬP LỚN MÔN: VI XỬ LÝ VÀ CẤU TRÚC MÁY TÍNH  Giáo viên hướng dẫn: Dương Thị Hằng  Nhóm sv thực hiện: Nhóm 17: Phạm Thị Hoa Nguyễn Thị Tú Ngô Thị Tuyến LỚP ĐIỆN TỬ 2 K12 1 BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI LỜI NÓI ĐẦU Trước đây, từ khi con người đã tìm ra được công nghệ lập trình vi xử lý, tiểu biểu là hang Intel đã chế tạo thành công chip vi xử lý mang tên 8086 vào năm 1987, đã mở đầu cho họ vi xử lý x86, nó có thể quản lý đươc 1MB bộ nhớ, với tốc đô xử lý lên tới 2,5 triệu lệnh trên một giây. Để rồi cho tới bây giờ, hang loạt các thế hệ vi xử lý ra đời vơi công nghệ cao hơn, tốc độ xử lý cao hơn, xử lý đồng thới được nhiều lệnh hơn và đặc biệt có thể xử lý dữ liệu lên tới 64 bit. Với sự phát triển đó, hang loạt các sản phẩm ứng dụng ra đời, với những các công việc mà chúng làm được rất đa dạng, từ các ứng dụng trong nên công nghiệp hiện đại, cho tới các ứng dụng trong nền nông nghiệp và tới cả đời sống của mỗi con người. nó đã giúp con người giải quyết được rất nhiều khó khăn mà con người không thể làm được. Để hiểu rõ hơn về vai trò của kĩ thuật vi xử lý, nhóm chúng em xin trình bày một vài ví dụ đơn giản mà học Vi xử lý 8086 có thể làm được. trong quá trình trình bày có gì sai sót mong các thầy cô bỏ qua và đóng góp những ý kiến để chúng em rút kinh nghiệm và làm tốt các bài báo cáo sau này. LỚP ĐIỆN TỬ 2 K12 2 BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI Nhận xét và đóng góp ý kiến của giáo viên: …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… LỚP ĐIỆN TỬ 2 K12 3 BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI PHỤ LỤC: BỘ CÔNG THƯƠNG...................................................................................................................1 LỜI NÓI ĐẦU..............................................................................................................................2 I. NỘI DUNG THỰC HIỆN.....................................................................................................5 1.Viết chương trình thực hiện nhập vào hai số hexa từ bàn phím, tính tích của hai số và hiển thị tích dưới dạng nhị phân.................................................................................................................5 2.Xây dựng mạch giải mã địa chỉ cho bộ nhớ gồm các vi mạch nhớ được bố trí như sau:..........5 3. Thiết kế mạch ghép nối giữa bộ vi xử lý 8086 và 8255 với các địa chỉ của cổng PA, PB, PC, thanh ghi điều khiển lần lượt là 6h,4h,2h,0h. Ghép 1 đèn LED-GREEN và 1 đèn LED-RED với cổng PA, một nút bấm (Button) với cổng PC hoặc PB. Viết chương trình điều khiển để bấm Button thì LED-RED sáng nhấp nháy 10 lần, không bấm thì LED-GREEN sáng.......................5 II. MỤC ĐÍCH VÀ YÊU CẦU...............................................................................................5 1. Mục đích................................................................................................................................5 2. Yêu cầu..................................................................................................................................6 III. CƠ SỞ LÝ THUYẾT.........................................................................................................6 1. Cấu trúc máy tính...................................................................................................................6 a. Khái niệm...............................................................................................................................6 b. Các bộ phậncủa cấu trúc máy tính :.....................................................................................6 c. phần cứng và phần mền.........................................................................................................7 2. Cấu tạo và chức năng của 806...............................................................................................8 a. Sơ đồ khối của 8086...............................................................................................................8 b. Sơ đồ chân của 8086............................................................................................................10 c. Các hàm ngắt và tập lệnh của 8086.....................................................................................12 a. CÁC THIẾT BỊ NGOẠI VI.................................................................................................15 1. Cấu tạo và chức năng của IC 8255A....................................................................................15 2. Cấu tạo bộ giải mã...............................................................................................................18 3. Cấu tạo và chức năng cửa IC 74LS138................................................................................19 V. MỘT SỐ VÍ DỤ...............................................................................................................20 1. Bài tập 1...............................................................................................................................20 a. Sơ đồ thuật toán...................................................................................................................20 b. Code chương trình...............................................................................................................20 2. Bài tập 2...............................................................................................................................22 3.Bài tập 3...................................................................................................................................24 a. Sơ đồ thuật toán...................................................................................................................24 b. Code chương trình...............................................................................................................25 c. Ghép nối phần cứng................................................................................................................26 IV. KẾT LUẬN......................................................................................................................27 LỚP ĐIỆN TỬ 2 K12 4 BỘ CÔNG THƯƠNG I. TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI NỘI DUNG THỰC HIỆN 1.Viết chương trình thực hiện nhập vào hai số hexa từ bàn phím, tính tích của hai số và hiển thị tích dưới dạng nhị phân 2.Xây dựng mạch giải mã địa chỉ cho bộ nhớ gồm các vi mạch nhớ được bố trí như sau: ROM(8K x 8 bit) 00000H (Địa chỉ đầu của ROM) Khoảng trống RAM(8K x 8 bit) RAM(32K x 8 bit) 0FFFFH (Địa chỉ đầu cuối RAM) 3. Thiết kế mạch ghép nối giữa bộ vi xử lý 8086 và 8255 với các địa chỉ của cổng PA, PB, PC, thanh ghi điều khiển lần lượt là 6h,4h,2h,0h. Ghép 1 đèn LED-GREEN và 1 đèn LED-RED với cổng PA, một nút bấm (Button) với cổng PC hoặc PB. Viết chương trình điều khiển để bấm Button thì LED-RED sáng nhấp nháy 10 lần, không bấm thì LED-GREEN sáng II. MỤC ĐÍCH VÀ YÊU CẦU 1. Mục đích - Giới thiệu rõ hơn về cách ghép nối giữa vi xử lý 8086 với các thiết bị ngoại vi và bộ nhớ ngoài. - Hiểu được cách chọn địa chỉ và ghép nối bộ nhớ từ các vi mạch nhớ khác nhau. - Hiểu được cách giải mã địa chỉ và chọn bit để kết nối với 8255. - Hiểu thêm và hoạt đổng của các IC giải mã LỚP ĐIỆN TỬ 2 K12 5 BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI 2. Yêu cầu - Câu 1: lâp trình bằng ngôn ngữ ASM – hợp ngữ, ngắn gọn, dễ hiểu hiển thị các thông báo khi chạy chương trình. III. - Câu 2: đây là phần thiết kế bộ nhớ, vẽ bằng phần mềm Proteus - Câu 3: phần lập trình viết bằng hợp ngữ, mạch được mô phỏng bằng phần mêm Protues, mạch trình bày gòn gàng, hoạt động đúng yêu cầu đề bài CƠ SỞ LÝ THUYẾT 1. Cấu trúc máy tính a. Khái niệm Vi xử lý là một thành phần không thể thiếu của máy tính, ngoài ra để tạo ra một hệ hoàn chỉnh phải cần có các bộ phận khác như bôn nhớ, thiết bị vào/ra như bàn phím, màn hình... b. Các bộ phậncủa cấu trúc máy tính :  Bộ vi xử lý (CPU- Central Processin Unit) LỚP ĐIỆN TỬ 2 K12 6 BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI Đóng vai trò như một bộ não của máy tính. Đây là một vi mạch số với mức độ tích hợp cực lớn, bên trong nó bao gồm nhiều khối chức năng khác nhau như đơn vị số nguyên để thao tác tính toán với các số nguyên,.... Các thông số quan trọng của một bộ vi xử lý : + Tần số làm việc + Độ rộng bus dữ liệu m + Độ rộng bus địa chỉ n  Bộ nhớ Bộ nhớ được chia thành RAM và ROM: + RAM (Random Access Memory): là bộ nhớ có thể ghi/đọc, có nghĩa là ta có thể đọc thông tin từ bộ nhớ, xóa thông tin cũ trong bộ nhớ hoặc ghi thông tin mới vào bộ nhớ; nội dung thông tin trong RAM sẽ bị mất đi khi bị mất nguồn. + ROM (Read Only Memory) :dùng để chứa các chương trình điều khiển hệ thống như chương trình để kiểm tra các thiết bị mỗi khi bật nguồn, chương trình khởi động máy… Nội dung bên trong ROM không bị mất đi khi bị mất nguồn.  Mạch ghép nối vào/ra Mạch ghép nối vao/ra có nhiệm vụ tạo ra khả năng giao tiếp giữa hệ vi xử lý với thế giới bên ngoài. Bao gồm các thiết bị như : thiết bị vào (bàn phím, chuột, máy quét….).thiết bị ra(màn hình, máy in, …..)  Bus hệ thống Gồm có: + Bus điều khiển:là các đương dây mang các tín hiệu điều khiển hoạt động hoặc phản ánh trạng thái của các khối như /RD, /WR, /INT… + Bus dữ liệu là các đường dây mang số liệu mà vi xử lý đang trao đổi với thiết bị nhớ hoặc thiết bị ra/vào. + Bus địa chỉ : mang thông tin về địa chỉ của ô nhowshay một thiết bị vào/ra. c. phần cứng và phần mền  Phần cứng Phần cứng (hardware) là thuật ngữ dùng để chỉ toàn bộ những thiết bị cơ khí, điện tử tạo nên máy tính như các ổ đĩa, màn hình,…  Phần mền Phần mền (software) là thuật ngữ dùng để chỉcác chương trình máy tính, nó được thực thi trên phần cứng bằng cách điều khiển sự hoạt động của phần cứng. Các phần mền được chia thành các loại sau: Hệ điều hành như DOS, Windows,…. Trình tiện ích như NC, NU, BKAV,… Chương trình ứng dụng như MS Word, Protel,…… Ngôn ngữ lập trình pascal, C, C++, Java,…. LỚP ĐIỆN TỬ 2 K12 7 BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI 2. Cấu tạo và chức năng của 806 a. Sơ đồ khối của 8086 - Bên trong bộ vi xử lý 8086 bao gồm 2 khối chính: + Khối thực hiện lệnh (EU- Execution Unit) là nơi giả mã và thi hành các lệnh + giao tiếp bus (BIU- Bus Interface Unit) có nhiệm vụ đẩm bảo việc trao đổi thông tin giữa 8086 với các linh kiện bên ngoài - Sau đây chúng ta sẽ tìm hiều cấu tạo bên trong của từng khối.  Khối thực hiện lệnh (EU) Khối thực hiện lệnh (EU- Execution Unit) là nơi giả mã và thi hành các lệnh. EU bao gồm: - Bộ xử lý số học và logic(ALU - Arithmatic Logiccal Unit) là nơi thưc hiện các lệnh số học và lệnh logic. - Các thanh ghi đa năng: Có chứa 4 thanh ghi đa năng 16 bit, mỗi thanh ghi có thể chứa bất kì các loại dữ liệu, tuy nhiên một số công việc, các thanh ghi này lại có chức năng đặc biệt của riêng nó mà các thanh ghi khác không thực hiện được. + Thanh ghi AX: đây là thanh ghi chứa, kết quả của các thao tác thường được chứa ở đây. Nếu kết quả là 8 bit thì thanh ghi AL sẽ được sử dụng + Thanh ghi BX: đây là thanh ghi cơ sở, thương được chứa địa chỉ cơ sở của một bảng khi sử dụng lệnh XLAT. + Thanh ghi CX: đây là thanh ghi đếm, nó thường được chứa số lần lặp lại trong trường hợp dùng lênh LÔP, còn CL thì thường được chứa số lần quay hay dịch bít của các thanh ghi. + Thanh ghi DX: đây là thanh ghi dữ liệu, nó thường được sử dụng cùng với thanh ghi AX để thực hiện các phép nhân hay chia của các số 16 bit. DX còn được sử dụng để chứa địa chỉ các cổng trong các lệnh vào/ra dữ liệu trực tiếp. LỚP ĐIỆN TỬ 2 K12 8 BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI - Thanh ghi cờ F là một đoạn ghi đặc biệt gọi là đoạn ghi cờ hay đoạn ghi trạng thái. Mỗi bit của đoạn ghi này được dùng để phản ánh một trạng thái nhất định của kết quả phép toán do ALU thực hiện hoặc một trạng thái hoạt động của CPU. Đoạn ghi cờ có 16 bit nhưng chỉ dùng hết 9 bit làm bit cờ. Các bit cờ chia thành hai loại: * Các cờ trạng thái: có 6 cờ trạng thái là C, P, A, Z, S và O. Các cờ trạng thái này được thiết lập bằng 1 hoặc xóa bằng 0 sau hầu hết các lệnh toán học và logic. + C (Carry): cờ nhớ; + P (Parity): cờ chẵn lẻ; + A (Auxiliary): cờ nhớ phụ; + Z (Zero): cờ rỗng, + S (Sign): cờ dấu; + O (Overflow): cờ tràn, * Các cờ điều khiển: có 3 cờ T, I, D. Các cờ này được thiết lập bằng 1 hoặc xóa bằng 0 thông qua các lệnh để điều khiển chế độ làm việc của bộ vi xử lý. + T (Trap): cờ bẫy, + I (Interrupt): cờ ngắt; + D (Direction): cờ hướng - Có 3 đoạn ghi con trỏ (IP, BP, SP) và 2 đoạn ghi chỉ số (SI, DI). Các đoạn ghi này ngầm định được sử dụng làm các đoạn ghi lệch cho các đoạn tương ứng: + IP (Instruction Pointer), BP (Base Pointer ), SP (Stack Ponter), SI (Source Index): DI (Destinaton Index). Bảng tóm tắt sự kết hợp ngầm định giữa đoạn ghi đoạn và đoạn ghi lệch: Đoạn ghi đoạn CS - Đoạn ghi lệch IP DS BX, DI, SI SS SP hoặc BP ES DI Địa chỉ Địa chỉ lệnh sắp thực hiện Địa chỉ trong đoạn dữ liệu Địa chỉ trong đoạn ngăn xếp Địa chỉ chuỗi đích Khối điều khiển (CU- Control unit). Có nhiệm vụ tạo ra các tín hiệu điều khiển các bộ phận bên trong và bên ngoài CPU. LỚP ĐIỆN TỬ 2 K12 9 BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI  Khối giao tiếp bus (BIU) Khối giao tiếp bus (BIU- Bus Interface Unit) có nhiệm vụ đẩm bảo việc trao đổi thông tin giữa 8086 với các linh kiện bên ngoài. BIU gồm : - Một bộ cộng để tạo địa chỉ vật lý 20 bit từ các thanh ghi 16 bit. - Bốn thanh ghi đoạn 16 bit gồm CS, DS, SS và ES để giúp 8086 truy cập tới các đoạn trên bộ nhớ. + Thanh ghi đoạn mã CS (Code Segment),. + Thanh ghi đoạn dữ liệu DS (Data Segment). + Thanh ghi đoạn dữ liệu phụ ES (Extra Segment). + Thanh ghi đoạn ngăn xếp SS (Stack Segment). . - Mạch logic điều khiển có nhiệm vụ đảm bảo giao tiếp giữa 8086 với thiết bị bên ngoài. - Hàng đợi lệnh có độ dài 6 byte là nơi chứa các mã lệnh đọc được nằm sẵn để chờ EU xử lý. b. Sơ đồ chân của 8086 LỚP ĐIỆN TỬ 2 K12 10 BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI Vi xử lý 8086 được thiết kế để hoạt động một trong hai chế độ, tùy thuộc vào mức điện áp đặt ở chân số 33 (chân MN/MX): - Chế độ tối thiểu (chế độ MIN) đươc thiết lập nếu điện áp ở chân số 33 ở mức 5V. là chế độ tong hệ thống chỉ có 8086 và các vi mạch nhớ , các vi mạch ghép nối vào ra. - Chế độ tối đa (chế độ MAX) được thiết lập nếu điện áp ở chân số 33 ở mức 0V, là chế độ áp dụng cho hệ thống đa xử lý, đồng xử lý (8086 và bộ đồng xử lý toán học 8087).  Các chân mang thông tin địa chỉ. -Vi xử lý 8086 có 20 đường địa chỉ từ A0 đến A19 tong đó 16 đường dây địa chỉ thấp từ A0 đến A15 được ghép kênh dữ liệu từ D0 đến D15 trên các chân từ AD0 đến AD15 ; còn 4 đường dây địa chỉ cao nhất từ A16 đến A19 được ghép kênh với tín hiệu trạng thái từ S3 đến S6 trên các chân A16/S3 đến A19/S6.  Các chân mang thông tin dữ liệu. - Vi xử ly 8086 có 16 đường dây dữ liệu từ Do đến D15 được ghép kênh với 16 đường địa chỉ thấp từ D0 đến D15. Khi hoạt động ở chu kỳ bus dữ liệu thì các đường dây này mang thong tin về dữ liệu, là dữ liệu đọc ra hay vào bộ nhớ.  Các chân tín hiệu trang thái. - -  Bốn đường dây địa chỉ cao nhất từ A16 đến A19 của 8086 cũng được ghép kênh , nhưng trong trường hợp này nó được ghép kênh với các tín hiệu trạng thái từ S3 đén S6. Các bít trang thái này được đưa ra cùng thời điểm với các dữ liệu được truyền trên các chân AD0 đén AD15. READY: Tín hiệu báo cho CPU biết tình trạng sẵn sàng của thiết bị ngoại vi hay bộ nhớ. Khi READY = 1 thì CPU thực hiện đọc/ghi dữ liệu mà không phải chèn thêm các chu kỳ đợi. Khi các thiết bị ngoại vi hay bộ nhớ cótốc độ chậm, chúng có thể đưa tin hiệu READY = 0 để báo cho CPU biết mà chờ chúng. Lúc này CPU tự kéo dài thời gian thực hiện đọc/ghi bằng cách chèn thêm các chu kỳ đợi. Các chân tín hiệu điều khiển. - ALE: [I] Address Latch Enable. Xung cho phép chốt địa chỉ. Khi ALE = 1 có nghĩa là trên các chân ghép kênh AD có địa chỉ của thiết bị vào/ra hoặc ônhớ. Khi CPU chấp nhận treo chân này không ở trạng thái trở kháng cao mà ALE = 0. : [O] Data bus Enable. Kích hoạt các bộ đệm bus dữ liệu. : Chọn bộ nhớ (= 0) hoặc thiếtbị vào/ra (= 1) làm việc với CPU. Khi đó trên bus địa chỉ sẽ có địa chỉtương ứng của các thiết bị đó. Chân này ở trạng thái trở kháng cao khi CPU chấp nhận treo. :[O] Data Transmit/Receive. Tín hiệu này cho biết bus dữ liệu đang vận chuyển dữ liệu vào CPU hay ra khỏi CPU. Tín hiệu này cũng dùng để điều khiển các bộ đệm 2 chiều của bus dữ liệu. : Dùng để báo răng đang truy cập năng cao hay băng thấp của bộ nhớ LỚP ĐIỆN TỬ 2 K12 11 BỘ CÔNG THƯƠNG - TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI :[O] Read signal. Xung cho phép đọc. Khi RD = 0 thì bus dữ liệu nhận dữ liệu từ bộ nhớ hoặc thiết bị ngoại vi. Chân này ở trạng thái trở kháng caokhi CPU chấp nhận treo  Các chân tín hiệu ngắt: - INTR: [I] Interrupt request. Tín hiệu yêu cầu ngắt che được. Khi có yêu cầu ngắt (INTR = 1) mà cờ cho phép ngắt IF = 1 thì CPU kết thúc lệnh đang làm dở, sau đó đi vào chu kỳ chấp nhận ngắt và đưa ra bên ngoài tín hiệu INTA = 0. :[I] Tín hiệu tại chân này được kiểm tra bởi lệnh WAIT. Khi CPU thực hiện lệnh WAIT mà lúc đó tín hiệu TEST = 1 thì nó sẽ chờ cho đến khi tín hiệu TEST = 0 thì mới thực hiện lệnh tiếp theo. - NMI: [I] None-Maskable Interrupt. Tín hiệu yêu cầu ngắt không che được. Tín hiệu này không bị khống chế bởi cờ IF và nó sẽ được CPU nhận biết bằng tác động của sườn lên của xung yêu cầu ngắt. Nhận được yêu cầu ngắt này (NMI = 1) CPU kết thúc lệnh đạng làm dở,sau đó chuyển sang thực hiện chương trình phục vụ ngắt kiểu INT2. - RESET: Dùng để thiết lập lại phần cứng cho CPU. Chuyển RESET xuống mức logic 0 dùng để khởi tạo các thanh ghi nội của vi xử lý và khởi tạo chương trình con phục vụ thiết lập hệ thống.  Các chân mang tín hiệu phục vụ DMA : Ở chế độ MIN của 8086 gồm hai tín hiệu HOLD và HLDA. Khi một thiết bị ngoài muốn giành quyền điều khiển bus hệ thống thực hiện truy cập bộ nhớ trực tiếp , nó báo yêu cầu này cho CPU bằng cách chuyển HOLD lên mức logic 1.Sau đó CPU chuyển sang trạng thái cô lập sau khi chu kỳ bus hiện tại thực hiện xong. Khi ở trạng thái cô lập , các đường dây tín hiệu AD0- AD15, A16/S3- A19/S6, BHE/S7, , , , và INTR. c.  Các hàm ngắt và tập lệnh của 8086 Tập lệnh của 8086 + Lệnh XCHG: toán hạng đích và nguồn được đổi lẫn cho nhau XHCG đich, nguồn + Lệnh XLAT: XLAT nhan_nguồn + Lệnh ADD, SUB: ADD dich,nguon - cong nguon vao dich + Lệnh ADC: cờ nhớ được cộng vào toán hạng đích và nguồn ADC dich,nguon + Lệnh DIV: thực hiện phép chia không dấu, toán hạng nguồn có thể là một ô nhớ hay đoạn ghi. Nếu toán hạng nguồn là 8 bit thì thương số nằm trong AL, số dư nằm trong AH; nếu toán hạng nguồn là 16 bit, thì thương số nằm trong AX còn số dư nằm trong DX DIV nguon; LỚP ĐIỆN TỬ 2 K12 12 BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI + Lệnh IDIV (integer divide): thực hiện phép chia có dấu. IDIV nguon; + Lệnh IMUL: thực hiện phép nhân có dấu. IMUL nguon; + Lệnh INT : dùng để gọi các hàm của DOS và BIOS ; Cú pháp : int 21h + Lệnh MOV: chuyển dữ liệu từ toán hạng nguồn vào toán hạng đích MOV dich, nguon + Lệnh OUT: xuất dữ liệu từ đoạn chứa ra cổng OUT cong,đoạn_chua + Lệnh IN: đọc dữ liệu từ cổng vào đoạn ghi. IN đoạnghi, cong + Lệnh NEG (NEGate): toán hạng đích bị trừ đi từ số toàn chữ số 1 (0FFH với kiểu byte và 0FFFFH với kiểu từ). NEG dich; + Lệnh SBB (SuBtract with Borrow): Trừ có nhớ. Trừ toán hạng đích cho toán hạng nguồn và nếu CF=1 thì trừ kết quả nhận được cho 1. SBB dich, nguon; + Lệnh MUL(Multiply): thực hiện phép nhân không dấu. Nhân nội dung của đoạn AL với toán hạng nguồn. Nếu nguồn kiểu byte thì tích chứa trong AX, nếu nguồn là kiểu từ thi tích chứa trong DX:AX MUL nguon; + Lệnh JNZ: nếu KQ của lệnh trước đó khác 0 thi thực hiện lệnh nhảy đến nhãn_đích, ngược lại thì thực hiện lệnh kế tiếp sau đó. JNZ nhan_dich; + Lệnh JA, JG: nhảy nếu lớn hơn + Lệnh JB, JL : nhảy nếu nhỏ hơn. + Lệnh JNA, JNG: nhảy nếu không lớn hơn. + Lệnh JE: nhảy nếu bằng. + Lệnh JC : nhảy nếu cờ CF=1. + Lệnh nhảy không điều kiện (JuMP) : nhảy đến nhãn_nguồn khi gặp lệnh này. JMP nhan_nguon ; + Lệnh CMP (CoMPare) : so sánh 2 toán hạng bằng cách trừ 2 toán hạng cho nhau mà không lưu lại két quả. CMP dich, nguon ; + Lệnh lặp : lặp lại nhãn_nguồn khi gặp lệnh này. LOOP nhan_nguon ; + Các lệnh AND, OR, XOR và TEST AND dich,nguon LỚP ĐIỆN TỬ 2 K12 ;AND đích với nguồn, kết quả lưu ở đích 13 BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI OR dich,nguon ;OR đích với nguồn, kết quả lưu ở đích XOR dich,nguon ;XOR đích với nguồn, kết quả lưu ở đích TEST dich,nguon ;AND đích với nguồn, kết quả không lưu lại + Lệnh dịch: SHL/SAL dich,1 ;dich sang trai 1 bit SHL/SAL dich,CL ; dich sang trai nhieu bit SHR dich,1 ; dich sang phai 1 bit SHR dich,CLL ; dich sang phai nhieu bit + Lệnh quay: ROL/ROR dich,1 ; quay đích sang trái/phải 1 bit ROL/ROR dich,CL ; quay đích sang trái/phải n bit, với CL=n RCL/RCR dich,1 ; quay đích sang trái/phải 1 bit RCL/RCR dich,CL ; quay đích sang trái/phải n bit, với CL=n + Lệnh HLT (HaLT): đưa bộ vi xử lý vào trạng thai dừng để chờ ngắt ngoài. Dạng lệnh: HLT + Lệnh LOCK: khóa bus trong môi trường có nhiều bộ vi xử lý. + Lệnh NOP: không thực hiện một thao tác nào. + Lệnh STI: IF được thiết lập 1. + Lệnh WAIT: Bộ vi xử lý ở trạng thái chờ cho đến khi ngắt ngoài + Lệnh PUSH: cất dữ liệu vào ngăn xếp, giảm SP đi 2. PUSH nguon; + Lệnh PUSHF: chuyển đoạn ghi cờ vào ngăn xếp. PUSHF; + Lệnh POP: lấy dữ liệu ra khỏi ngăn xếp và đưa vào toán hạng đích. POP dich; + Lệnh POPF: chuyển nội dung của 2 byte từ đinh ngăn xếp vào đoạn ghi cờ, sau đó tăng con trỏ ngăn xếp lên 2. POPF; + Lệnh CALL: gọi thủ tục. CALL nhan; + Lệnh RET: trả lại điều khiển khi thủ tục được thực hiện xong. RET;  Các hàm ngắt 21h của 8086 - Hàm 1: là hàm chờ đọc vào 1 ký tự từ thiết bị vào ra chuẩn(bàn phím). Kết quả được lưu vào trong AL. cú pháp : MOV AH,1 INT 21H - Hàm 2 : là hàm hiển thị nội dung thanh ghi DL lên màn hình hoặc thi hành các chức năng điều khiển. LỚP ĐIỆN TỬ 2 K12 14 BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI Cú pháp : MOV AH,2 MOV DL,’A’ Int 21H - Hàm 4CH : là hàm kết thúc chương trình hiện tại và trả điều khiển về cho chương trình gọi nó. Cú pháp : MOV AH,4CH INT 21H - Hàm 9 : Là hàm hiển thị ra màn hình một chuỗi kí tự Cú pháp : DS MOV AX,@DATA MOV DS,AX ;khoi tao thanh ghi doan du lieu MOV AH,9 LEA DX,’chuoi ki tu’ INT 21H  Cấu trúc chương trình lập trình cho 8086 model small ;khai bao kieu bo nho la small .stack 100h ;khai bao kich thuoc ngan xep la 100h .data ;khai bao doan du lieu ;khai báo các biến, các hằng ở đây .code ;khai bao doan ma Main proc ;các lệnh chương trình chính Main endp ;các hàm và thủ tục End main a. 1. CÁC THIẾT BỊ NGOẠI VI Cấu tạo và chức năng của IC 8255A Sơ đồ chân và chức năng của mỗi chân LỚP ĐIỆN TỬ 2 K12 15 BỘ CÔNG THƯƠNG - TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI Trên thị trường và nghiên cứu chúng ta chỉ nghiên cứu loại đóng gói dạng DIP 40 chân của IC 8255A: - Các chân 14, 15, 16, 17, 13, 12, 11, 10: tương ứng theo thứ tự từ PC0 đến PC7. Đây là cổng giao tiếp dữ liệu 8 bít PC, khi cần thiết, nó có thể tách thành 2 phần PC cao từ bít PC7 đến PC4 và PC thấp từ bít PC0 đến PC3.đặc biệt, hai phần này có thể hoạt động độc lập với nhau nếu cần. tùy thuộc vào thanh ghi điều khiển được cài đặt mà các cổng này có thể vào/ ra dữ liệu. - Các chân 4, 3, 2, 1, 40, 39, 38, 37: tương ứng với cổng PA từ PA0 đến PA7. Đây là cổng giao tiếp dữ liệu 8 bit vào/ ra PA. tùy theo thanh ghi điều khiển được cài đặt mà cổng này có thể xuất dữ liệu ra hoặc nhận dữ liệu vào. Cổng này khác với cổng PC, nó không thể tách làm 2 độc lập với nhau được. - Các chân từ 18 đến 25: tương ứng với cổng PB từ PB0 đến PB7 . Tương tự như cổng PA, cổng PB cũng có thể đưa dữ lieu 8 bít ra hoặc vào bằng cách thiết lập giá trị của thanh ghi điều khiển. - Các chân từ 27 đến 34 : tương ứng theo thứ tự từ D7 đến D0 - Bus dữ liêu(2 chiều). Bus dữ liệu 2 chiều này được nối tới các tín hiệu tương ứng của Vi xử lý để trao đổi dữ liệu vào/ra do chip 8086 xử lý - Chân 35: là chân Reset - khởi tạo trạng thái ban đầu của IC 8255. Nếu đặt mức này lên mức 1 thì IC bị RESET lại từ đầu. để mạch có thể chạy được, chúng ta phải đặt chân này về mức 0V – GND. - Chân 6: chân /CS - Tín hiệu chọn vi mạch. Đây là tín hiệu tích cực ở mức thấp 0v, vì vây chúng ta phải đặt chân này ở mức thấp để chọn IC 8255 hoạt động. nhơ vậy, chân này được sử dụng để kết hợp với mạch giải mã địa chỉ để Vi xử lý điều khiển nó hoạt động đúng yêu cầu. LỚP ĐIỆN TỬ 2 K12 16 BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI - Chân 5: chân /RD (Read)- là chân tín hiệu cho phép đọc. - Chân 36: chân /WR(Write) – là chân tín hiệu cho phép ghi. - Chân 9 và 8: tương ứng với chân tín hiệu địa chỉ A0 – A1, 2 chân này được nối với 2 bít được tách ra từ bộ tách địa chỉ của 8086, 2 chân này dùng để giải mã cho các cổng của 8255 với quy luật sau: + A1A0 là 00: mã hóa cho cổng PA + A1A0 là 01: mã hóa cho cổng PB + A1A0 là 10: mã hóa cho cổng PC + A1A0 là 11: mã hóa cho thanh ghi điều khiển Chính vì vậy, để chọn đúng vị trí cổng chúng ta phải đưa 2 bít bất kì được tách ra từ bộ tách tín hiệu địa chỉ sao cho 2 chân này cũng được mã hóa đúng như quy luật của A1, A0 trên 8255  chế độ hoạt động Tuy thuộc vào đoạn ghi điều khiển khi khởi tạo mà vi mạch có thể hoạt động ở các chế độ 0, 1, 2 khác nhau, chiều của các cổng A, B, C có thể ra hoặc vào. Thanh ghi điều khiển gồm có 8 bit, mỗi bít có các chức năng khác nhau : 1 D6 D5 PA PC cao D2 PB PC thấp + Bit D6 và D5 dùng để chọn chế độ nhóm A  Nếu D6D5 là 00 thì chọn chế độ 0  Nếu D6D5 là 01 thì chọn chế độ 1  Các trường hợp khác sẽ không xác định + Bít PA: chọn chiều cho cổng PA,  Nếu PA=0: cổng PA sẽ xuất dữ liệu ra.  Nếu PA=1: cổng PA sẽ nhận dự liệu bên ngoài vào + Bít PC cao: chọn chiều ra/vào cho 4 bit cao của cổng PC  Nếu PC=0 thì cho phép cổng PC cao xuất dữ liệu ra  Nếu PC=1 thì cho phép cổng PC ca0 nhận dữ liệu + Bít D2: chọn chế độ nhóm B  Nếu D2=0 thì chọn chế độ 0  Nếu D2=1 thì chọn chế độ 1 + Bít PB: chọn chiều ra/vào cho cổng PB  Nếu PB=0 thì cho phép cổng PB xuất dữ liệu ra  Nếu PB=1 thì cho phép cổng PB nhận dữ liệu + Bít PC thấp: chọn chiều ra/vào cho 4 bit thấp của cổng PC LỚP ĐIỆN TỬ 2 K12 17 BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI  Nếu PC=0 thì cho phép cổng PC thấp xuất dữ liệu ra  Nếu PC=1 thì cho phép cổng PC thấp nhận dữ liệu VD: để chọn chọn chế độ nhóm A là chế độ 0, nhóm B là chế độ 0, cổng PA, PB xuất dữ liệu, cổng PC nhận dữ liệu , ta cài đặt thanh ghi điều khiển như sau: Mov al, 100010001B Out DK, al Chế độ 0: + các cổng A, B, C được sử dụng đọc lập với nhau. + Cổng A, B, C có thể vào hoặc ra tùy vào đoạn ghi điều khiển - Chế độ 1: chế độ này được gọi là chế độ vào/ra đột cửa hay ddooid thoại với các bit của cổng C. Các cổng A, B, C được chia thành 2 nhóm: + Nhóm A gồm cổng A để trao đổi dữ liệu và cổng C cao để đồi thoại với bị ngoài. Vi Xử Lý và thiếu + Nhóm B gồm cổng B để trao đổi dữ liệu và cổng C thấp để đồi thoại với Vi Xử Lý và thiếu bị ngoài 2. Cấu tạo bộ giải mã Cấu tạo bên trong và chức năng các chân : LỚP ĐIỆN TỬ 2 K12 18 BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI IC 74273 là IC số được tích hợp bỏi 8 con flip-flop loại D lắp theo kiểu đồng bộ xung đồng hồ và chân clear. IC gồm có 20 chân trong đó: + Chân 20 nối với Vcc nằm ở dải 4,75 đến 5,25 Volt + Chân 10 nối với Mass + Chân 1 là chân Clear (MR) + Chân 11 là chân xung đồng hồ (CP) + Các chân 3, 4, 7, 8, 13, 14, 17, 18 là chân tín hiệu vào nối với các dây tín hiệu đa hợp của Vi Xử Lý. + Các chân 2, 5, 6, 9, 12, 15, 16, 19 là các chân tín hiệu địa chỉ được tách ra. Do nó được tích hợp bởi 8 con FF_D nên mỗi IC chỉ có thể tách được 8 đương địa chỉ đa hợp cua 8086. Vì vậy mạch cần 2 con IC 74273 để tách hết 16 đường địa chỉ của 8086. Tùy theo đề bài yêu cầu mà các đầu ra này được sử dụng với mục đích khác nhau, các chân này được nối với mạch giải mã địa chỉ đưa vào chân CS của 8255 và dành ra 2 bit để mã hóa cho các cổng của 8255, 2 chân này được nối vào chân A1, A0 của 8255 LỚP ĐIỆN TỬ 2 K12 19 BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI 3. Cấu tạo và chức năng cửa IC 74LS138 sơ đồ cấu tạo bên trong và chức năng các chân của IC 74LS138 - Từ bảng các mức Logic hoạt động của IC 74LS138, ta thấy vai trò của các chân như sau: + chân G2A, G2B và G1: là các chân cho phép IC hoạt động, 2 chân G2A và G2B tích cực ở mức logic 0 và chân G1 tích cực ở mức logic 1. + chân A, B, C tương ứng với chân số 1,2 và 3 trên IC: là các chân điều khiển cho phép chọn đầu ra ở mức thấp. chi tiết về cách điều khiển đầu ra được ghi trên bảng sự thật. + các chân 15, 14, 13, 12, 11, 10, 9, 7 tương ứng với 8 đầu ra từ Y0 đến Y7, các đầu ra này tích cực ở mức logic thấp 0V. - Để IC giải mã được 3 bit đầu vào thì chân G1 cần được đưa lên mức logic 1 và chân G2 được chuyển xuống mức logic thấp. - Cơ chế giải mã 3 bit và đầu ra tương ứng như sau: nếu 3 bít C, B ,A nhận các giá trị tương ứng: + 000: thì đầu ra Y0 ở mức logic thấp, các đầu ra còn lại đề ở mức logic cao + 001: thì đầu ra Y1 ở mức logic thấp, các đầu ra còn lại đề ở mức logic cao + 010: thì đầu ra Y2 ở mức logic thấp, các đầu ra còn lại đề ở mức logic cao + 011: thì đầu ra Y3 ở mức logic thấp, các đầu ra còn lại đề ở mức logic cao + 100: thì đầu ra Y4 ở mức logic thấp, các đầu ra còn lại đề ở mức logic cao + 101: thì đầu ra Y5 ở mức logic thấp, các đầu ra còn lại đề ở mức logic cao + 110: thì đầu ra Y6 ở mức logic thấp, các đầu ra còn lại đề ở mức logic cao + 111: thì đầu ra Y7 ở mức logic thấp, các đầu ra còn lại đề ở mức logic cao LỚP ĐIỆN TỬ 2 K12 20