Luận văn Thiết kế thiết bị thực tập vi xử lý 8085

LỜI MỞ ĐẦU Sự phát triển mạnh mẽ của công nghệ điện tử nó chung và vi xử lý nói riêng đã đem lại nhiều ứng dụng trong mọi mặt. Cùng với sự phát triển đó thì nhu cầu tìm hiểu, học tập vi xử lý được đòi hỏi ngày càng cao. Các bộ thí nghiệm vi xử lý đã được chế tạo để phục vụ cho mục đích học tập và thí nghiệm. Dựa trên các kết quả thí nghiệm để cho ra những ứng dụng thực tế là ưu điểm mạnh của phương pháp học này. Các bộ thí nghiệm vi xử lý đã được chế tạo nhiều tuy nhiên khó có thể đáp ứng đủ nhu cầu tìm hiểu, ứng dụng, và học tập ngày càng cao của giới sinh viên và kỹ sư. Do vậy đi thực hiện đề tài “ Thiết kế thiết bị thực tập vi xử lý 8085” ngoài mục đích bổ sung thêm những vấn đề mà các thiết bị thực tập trước chưa đáp ứng được thì thực hiện đề tài này như là một cách để người thực hiện có dịp tiếp thu thêm một lượng liến thức mới bổ ích cũng như tự khẳng định giá trị một phần trong những kiến thức tiếp thu được sau 5 năm học tập. Những thiếu sót trong khi thực hiện đề tài là điều khó có thể tránh khỏi, rất mong nhận được ý kiến đóng góp của các quý thầy cô, các anh chị và các bạn. TP. Hồ Chí Minh ngày 20/ 2/2000 Sinh viên thực hiện : Lê Hồng Việt Chương I DẪN NHẬP ĐẶT VẤN ĐỀ: Từ những mạch IC quy mô nhỏ xuất hiện vào những năm 50 trong lịch sử của kỹ thuật điện tử cho đến những mạch tích hợp siêu lớn ở những năm gần đây thực sự khẳng định rằng vi điện tử đã tạo ra một cuộc cách mạng lớn của thế kỷ này. Đặc biệt sự ra đời của các bộ vi xử lý đã đưa lại những ứng dụng quan trọng trong công tác nghiên cứu khoa học và trong cuộc sống. Từ khi hãng Intel® cho ra đời bộ vi xử lý đầu tiên là 4004 thì vi xử lý đã không ngừng cải tiến và phát triển vượt bậc. Cùng với các hãng khác như Motorala, ZiLog… việc cải tiến vi xử lý chắc chắn sẽ không ngừng và sẽ phát triển mạnh hơn nữa ở thế kỷ tới. Song song với sự phát triển như vũ bão của vi xử lý thì việc học tập và tiếp cận với công nghệ kỷ thuật cao này là điều không thể thiếu. Ở các nước công nghiệp việc học tập và tiếp thu những công nghệ mới hầu như là bắt buộc đối với mỗi sinh viên chuyên ngành. Với sự trang bị phương tiện học tập cũng như tài liệu đầy đủ về công nghệ mới nói chung và vi xử lý nói riêng đã giúp họ dễ dàng hơn trong việc tiếp cận những tri thức mới của nhân loại. Ở nước ta do điều kiện chưa cho phép nên đối với sinh viên và một số kỹsư chuyên ngành điện – điện tử thì vi xử lý còn là một đề tài chưa được nghiên cứu chuyên sâu thậm chí còn có người còn cho đó là vấn đề mới lạ. Qua thực tế tìm hiểu chính từ những người yêu thích vi xử lý và ngoại vi cũng như bộc phát từ chính bản thân biết được rằng rằng : việc học tập và tìm hiểu ứng dụng của vi xử lý và ngoại vi rất được các bạn sinh viên chuyên ngành về lãnh vực điện nói chung quan tâm và có nhu cầu tìm hiểu rất cao. Tuy nhiên vấn đề được đặt ra là : ngoài tài liệu, linh kiện chưa thể đáp ứng nhu cầu thì vấn đề chính là thiếu thiết bị học tập vi xử lý và ngoại vi. Việc học vi xử lý và IC ngoại vi thuộc loại thực nghiệm. Ngoài việc học lý thuyết sinh viên cần phải thực tế kiểm nghiệm mới có thể hiểu rõ hơn từ đó mới cho ra những sáng tạo, tư duy của mình tốt hơn. Bức xúc về vấn đề trên và thông qua gợi ý của những người chuyên sâu về lãnh vực vi xử lý và ngoại vi cũng như nhận biết được là : Các bộ vi xử lý tuy của nhiều hãng khác nhau và nó được sử dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau nhưng đều có nhiều đặc điểm chung và đặc biệt nó mang tính kế thừa. Về góc độ sư phạm thì với bộ vi xử lý đơn giản thì việc hiểu nó là tương đối dễ đối với những người bắt đầu thâm nhập vào lãnh vực này cho nên người thực hiện đề tài đã bắt tay vào thực hiện đề tài nghiên cứu : “Thiết kế thiết bị thực tập VXL 8085”. TẦM QUAN TRỌNG CỦA VẤN ĐỀ. Nền công nghiệp điện tử của nước ta nói chung còn thua kém các nước phát triển và đang phát triển trên thế giới cũng như trong khu vực. Hiện tại do điều kiện cơ sở vật chất và kỹ thuật chưa cho phép nên các sản phẩm như linh kiện điện tử vẫn chũ yếu nhập ở nước ngoài. Việc nhập những sản phẩm mới hay phổ biến ở các nước có nền công nghiệp điện tử phát triển nay có thể đã thực hiện được nhưng rất khó khăn và rất tốn nhiều thời gian và tiền bạc. Do vậy, việc tận dụng các linh kiện, thiết bị điện, điện tử có sẵn trên thị trường Việt Nam để thiết kế thành những sản phẩm cụ thể phục vụ cho cuộc sống, cho học tập, cho xã hội đã, đang và sẽ là một giải pháp hữu hiệu cho các sinh viên và kỹ sư chúng ta. Đề tài “Thiết kế thiết bị thực tập vi xử lý 8085” sẽ được thực hiện trong bối cảnh trên. Vấn đề quan trọng là việc khảo sát lý thuyết và thực tế cụ thể từ những IC ngoại vi, vi xử lý đã và sẽ được ứng dụng vào các yêu cầu cụ thể trong xã hội. GIỚI HẠN VẤN ĐỀ: Nói đến vi xử lý là chúng ta biết ngay đến những hãng nổi tiếng chuyên sản xuất chúng như Intel, Motorola, Zilog… cũng như tuy mới được chế tạo từ vài thập niên trở lại đây, song nó đã không ngừng được cải tiến và phát triển vượt bậc. Do đó có thể nói vi xử lý rất đa dạng về nguồn gốc và chủng loại. Bắt tay vào thực hiện đề tài này trong những điều kiện không thuận lợi như : Ngoài các môn học có kiến thức liên hệ như: kỹ thuật điện tử, kỹ thuật xung số, vi mạch…thì thời gian học vi xử lý ở trường là quá ít. Với 15 tiết chuyên đề về vi xử lý nên dù rất cố gắng người học chỉ có thể nắm bắt được các khái niệm cơ bản về cấu tạo và bộ lệnh của một vi xử lý cụ thể nào đó, còn về IC ngoại vi hầu như là tự tìm hiểu qua tài liệu. Trong khi ở trường khác vi xử lý và ngoại vi là một môn học chuyên sâu hay một chuyên ngành cụ thể. Thời gian thực hiện đề tài chỉ gói gọn trong gần hai tháng Kinh nghiệm và kiến thức thực tế chưa nhiều. Tài liệu về VXL và ngoại vi về tiếng Việt thật sự khan hiếm và rất khó khăn để tìm được những tài liệu liên quan VXL và ngoại vi có trên thị trường Việt Nam. Việc thực hiện đề tài bắt buộc phải gói gọn trong điều kiện là những linh kiện khảo sát phải có trên thị trường Việt Nam và có ứng dụng cụ thể vào học tập và đời sống. Qua thực tế khảo sát cũng như qua tham khảo ý kiến của các thầy, cô và các người có liên quan đến chuyên ngành vi xử lý và ngoại vi đề tài “Thiết kế thiết bị thực tập VXL 8085” chỉ thực hiện những đặc điểm chính sau: Dùng vi xử lý 8 bit 8085A cho khối xử lý trung tâm. - Ma trận phím gồm 31 phím và 3 phím cứng, có thể mở rộng tối đa là 64 phím ở ngoài nhờ đầu nối. Vùng nhớ EPROM sử dụng 16K byte, RAM 16K byte và 1 socket dùng để mở rộng bộ nhớ 8K byte thể là RAM hay ROM hệ thống ngoài. - 16 Led 7 đoạn dùng để hiển thị dữ liệu và địa chỉ bộ nhớ hay ngoại vi, 10 led đơn dùng cho hiển dữ liệu số nhị phân. 16 led đơn báo trạng thái logic của công tắc mảng. Tần số xung clock của hệ thống 6MHZ. Cho phép khảo sát và ứng dụng các ngoại vi trên testboard và trên thiết bị thực tập: - 8225A : Mạch phối ghép vào/ra song song lập trình được. Bộ định thời gian có thể lập trình được 8253 Lập trình quét phím và hiển thị 8279 Điều khiển ngắt ưu tiên lập trình được 8259 Truyền dữ liệu nối tiếp 8251 Chuyển đổi tương tự sang số 8 bit ADC 0809 Chuyển đổi số 8 bit sang tương tự DAC 0808 Dùng IC chốt 74LS573, IC giải mã 3 đường sang 8 đường 74LS138. IC đệm hai chiều 74LS245, một chiều 74LS244 cho thiết kế hệ thống. - Cho phép thâm nhập vào phần cứng của vi xử và ngoại vi để có thể hiểu rõ chức năng và nguyên lý hoạt động của từng ngoại vi và vi xử lý. Có thiết kế sẵn phần cứng giao tiếp với máy tính qua cổng máy in LPT và qua cổng COM theo chuẩn RS232 cũng như phần cứng này cũng cho phép giao tiếp giữa hai thiết bị thực tập với nhau. Có thiết kế các mạch tạo tín hiệu thử như mạch đơn ổn, công tắc gạt tạo mức logic phục vụ cho phần thí nghiệm mạch trên testboard. Do thời gian có hạn nên phần mềm điều khiển hệ thống sẽ do bạn khác thực hiện dựa trên phần cứng mà đề tài này thiết kế. MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU : Đề tài vi xử lý 8085 không là một đề tài mới lạ mà thực tế nó đã được khảo sát từ lâu ở nước ngoài cũng như trong nước. Ngoài ra các ứng dụng của vi xử lý 8085 và các IC phổ dụng vào các lãnh vực như điều khiển, thông tin… đã được đề cập nhiều, thiết bị thực tập vi xử lý 8085 cũng đã được chế tạo. Vì vậy câu hỏi được đặt ra là: đề tài này sẽ đi nghiên cứu nhằm mục đích gì khi mà các thông tin và ứng dụng của vi xử lý 8085 đã được khảo sát từ trước? Đồng ý là một trong những đặc điểm chính của một đề tài có giá trị là nó phải mang tính chất mới mẻ. Tuy nhiên tính mới mẻ ở đây được hiểu theo nghĩa tương đối nghĩa là đề tài mới không phải từ trước đến giờ chưa ai nghiên cứu. Quan điểm kế thừa và phát triển là một quan điểm chủ yếu trong tình hình khoa học phát triển hiện nay. Với quan điểm này sẽ là kim chỉ nam cho việc thực hiện đề tài. Qua khảo sát một vài thiết bị thực tập vi xử lý 8085 của các khóa trước hay qua các tài liệu nhận thấy rằng : Mặc dù đã khá hoàn thiện tuy nhiên vẫn còn nhiều vấn đề nảy sinh mà trước đó chưa được đề cập hay chưa đề cập tới (Ở đây mục đích của đề tài là thực hiện về phần cứng nên những giới hạn của phần mềm sẽ không được đề cập). Một điều khó có thể phủ nhận là để lập trình điều khiển một thiết bị được tốt thì phải hiểu rõ phần cứng thiết bị đó. Tuy nhiên các thiết bị đã thực hiện rất ít khi cho phép người sử dụng thâm nhập vào phần cứng và nếu có cũng rất khó khăn. Ngoại vi là một thiết bị được chế tạo gắn liền với vi xử lý mỗi ngoại vi điều mang các chức năng chuyên sâu và được ứng dụng rất mạnh mẽ trong nhiều công việc. Thực tế nhận thấy rằng các thiết bị đã khảo sát thì các IC ngoại vi hầu như chỉ phục vụ cho phần cứng của hệ thống người sữ dụng hầu như khó có thể thâm nhập ứng dụng chúng với mục đích khác. Ngoài ra rất nhiều đề tài còn thực hiện ở nhiều lãnh vực khác nhau với nhiều nhu cầu như : giao tiếp với thế giới tương tự, giao tiếp với máy tính nhưng khi thực hiện gặp rất nhiều khó hăn trong vấn đề thử nghiệm do các thiết bị thí nghiệm không đáp ứng đủ nhu cầu nên phải tốn nhiều thời gian để bổ sung những mạch thử nhưng cũng rất không thuận tiện. Vì vậy thực hiện đề tài này ngoài mục đích giúp cho người thực hiện đề tài tìm hiểu kỹ cấu tạo, chức năng, nguyên lý hoạt động cũng như tập lệnh của vi xử lý8085 và các ngoại vi đang được sử dụng phổ biến thì sản phẩm của đề tài có thể được ứng dụng trước mắt là phục vụ cho những thí nghiệm ứng dụng thực tế của vi xử lý và ngoại vi đang được sử dụng khá phổ biến trên thị trường Việt Nam. Nếu tiếp tục phát triển hơn nữa hy vọng nó sẽ đáp ứng đủ nhu cầu thí nghiệm và ứng dụng của giới yêu thích vi xử lý và ngoại vi và có khả năng thay thế các thiết bị thực tập 8085 nhập ở nước ngoài vì nó phù hợp với thị trường điện tử ở nước ta và đặc biệt hơn nữa đề tài sẽ cung cấp một cái nhìn cụ thể về cấu tạo, các nguyên tắc hoạt động xảy ra đối với vi xử lý 8085 và ngoại vi. CHƯƠNG II CƠ SỞ LÝ LUẬN 2.1 DÀN Ý NGHIÊN CỨU : Giới thiệu tổng quát về vi xử lý. Thết kế cấu trúc sơ đồ khối của thiết bị. Thiết kế phần bàn phím và hiển thị. Thíêt kế khối xử lý trung tâm CPU và ngoại vi. Thi công phần cứng thiết bị. Hướng dẫn sử dụng phần cứng của thiết bị. 2.2 ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU : Đối tượng nghiên cứu chủ yếu là thiết bị thực tập vi xử lý 8085 Profi – 5E của Đức. 2.3 PHƯƠNG PHÁP VÀ PHƯƠNG TIỆN NGHIÊN CỨU : 2.3.1 Phương pháp : Tham khảo tài liệu: Chủ yếu là các tài liệu có kiến thức liên hệ đến kỹ thuật số, kỹ thuật điện tử, ngoại vi và vi xử lý. Thực nghiệm : Kết nối phần cứng của các ngoại vi trên testboard và kết nối với kit VXL 8085. Viết chương trình để thử nghiệm cách hoạt động của từng ngoại vi. 2.3.2 Phương tiện : Ngoài thiết bị thực tập VXL 8085 của trường ĐHSP Kỹ Thuật TP.Hồ Chí Minh, các dụng cụ đo đạc như dao động ký, mày phát sóng, đồng hồ VOM… để thực hiện đề tài này còn phải thiết kế một số mạch phụ hay dùng testboard để thử nghiệm các ngoại vi khảo sát như 8279, 8251, 8253, 8255, 8259, ADC 0809, DAC 0808. 2.4 THỜI GIAN NGHIÊN CỨU : Từ ngày 18/12/1999 đến ngày 28/2/2000. CHƯƠNG III GIỚI THIỆU TỔNG QUÁT VỀ VI XỬ LÝ & NGOẠI VI 3.1 SƠ LƯỢC VỀ LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN & CẤU TRÚC CỦA VI XỬ LÝ. 3.1.1 Sơ lược về lịch sử phát triển của các bộ vi xử lý : Trong quá trình hình thành và phát triển của VXL có thể chia thành các gia đoạn sau: Giai đoạn 1 (1971 - 1973) đây là giai đoạn khởi đầu của vi xử lý. Các vi xử lý này đều có độ dài từ dữ liệu ngắn, tốc độ làm việc thấp, tập lệnh đơn giản như 4004, 8008. Giai đoạn 2 (1974 - 1977) các bộ vi xử lý giai đoạn này có tập lệnh phong phú hơn và thường có khả năng phân biệt địa chỉ bộ nhớ và đung lượng đến 64 K byte, tốc độ xử lý cũng đã được tăng lên vài Mhz. Các vi xử lý đại diện cho giai đoạn này như 6800, 6809 của Motorola; 8085, 8080 của Intel và Z80 của Zilog. Giai đoạn 3 (1978 - 1982) đại diện các bộ vi xử lý giai đoạn này là các vi xử lý 16 Bit tốc ộ làm việc có thể lên đến 10 Mhz. Giai đoạn 4 (1984 đến nay) Các bộ VXL đại diện cho gia đoạn này là các VXL 32 bit 80386/80486 và 64 bit Pentium/ Pentium II / Pentium III của Intel, các VXL 32 bit 68020/ 68030/ 68040/ 68060 của Motorola. Đặc điểm của VXL trong giai đoạn này là bus địa chỉ đều là 32 bit (có khả năng phân biệt được 4 GB bộ nhớ) và có khả năng làm việc với bộ nhớ ảo. Người ta còn áp dụng các cơ chế hoặc các cấu trúc đã được áp dụng trong mày tính lớn vào các VXL như : Cơ chế xử lý xen kẽ liên tục dòng mã lệnh (Pipeline), bộ nhớ cache (bộ nhớ ẩn), bộ nhớ ảo. Các bộ VXL này đều có bộ quản lý bộ nhớ (MMV) và nhiều khi cả bộ đồng xử lý toán học ở bên trong. Tốc độ VXL cũng đã được cải tiến liên tục như hiện nay là 600MHZ đối với CPU Intel Pentium III, chính nhờ các cải tiến đó mà các bộ VXL ngày nay được dùng rất rộng rãi trong rất nhiều lãnh vực. Phần lớn các bộ VXL thế hệ này đều được sản xuất bằng công nghệ HCMOS. 3.1.2 Cấu trúc Vi Xử Lý: Vi xử lý là một vi mạch có mật độ tích hợp cao, trong đó gồm có khả năng nhận, xử lý và xuất dữ liệu: Đặc biệt là quá trình xử lý được điều khiển theo một chương trình gồm tập các lệnh mà người sử dụng có thể thay đổi một cách để dàng. Một vi xử lý có thể hiểu được từ một vài trăm cho đến hàng ngàn lệnh. Vì vậy, nó có khả năng thực hiện được rất nhiều yêu cầu điều khiển khác nhau. Cấu tạo của vi xử lý thường được biểu diễn dưới dạng đồ khối. Qua đó, người sử dụng có thể thấy được các đặc điểm cần thiết để phục vụ cho việc lập trình, cấu tạo cơ bản của vi xử lý về cơ bản có thể chia làm 3 khối chính: Đơn vị số học – Logic. Cơ sở của đơn vị số học – logic là một mạch cộng n.bit, mạch cộng này còn được mở rộng thêm để thực hiện các phép xử lý khác như : Tính số bù bậc 2, phép trừ, các hàm logic… Các thanh ghi. Thanh ghi giống như ô nhớ bên trong vi xử lý, điểm khác biệt ở chổ là thanh ghi được phân biệt bằng tên thay vì bằng địa chỉ như ô nhớ. Thanh ghi dùng để chứa dữ liệu, các kết quả trung gian của phép tính, tính số lượng thanh ghi ảnh hưởng rất lớn đến tốc độ xử lý vì tần số truy xuất bộ nhớ sẽ ít đi.Vì vậy, các vi xử lý hiện đại thường có nhiều thanh ghi (ô nhớ dựa trên vị trí của bộ nhớ). Đơn vị điều khiển . Là phần quan trọng nhất trong vi xử lý, mọi hoạt động của máy tính được phối hợp một cách chặc chẻ bởi các tín hiệu tạo ra từ các đơn vị điều khiển. Máy tính thi hành tuần tự từng chỉ thị của chương trình cho đến khi có lệnh dừng hoặc thao tác vòng lặp. Chương trình điều khiển được chứa trong bộ nhớ dưới dạng tổ hợp các bit gọi là mã đối tượng. Nhưng để viết chương trình một chỉ thị thường được viết dưới dạng gợi nhớ . 3.2 PHÂN LOẠI VÀ ỨNG DỤNG CỦA VI XỬ LÝ VÀ NGOẠI VI : Đối với vi xử lý ngoài việc phân loại dựa vào nhãn hiệu chế tạo của các hãng người ta còn căn cứ vào khả năng xử lý dữ liệu của vi xử lý. Ba thông số cho phép đáng giá khả năng xử lý của vi xử lý đó là: Độ dài từ dữ liệu của vi xử lý : Đây là đặc điểm quan trọng của vi xử lý nói lên khả năng trao đổi dữ liệu giữa vi xử lý và các thiết bị khác. Hiện nay có nhiều vi xử lý với độ dài từ dữ liệu: 8 bit, 16 bit, 32 bit và 64 bit. Với bộ vi xử lý nhiều bit thì có ưu điểm là: Cùng thời gian truy xuất bộ nhớ thì lượng thông tin truyền đi nhiều hơn. Độ chính xác cũng tăng mà không làm tăng làm thời gian tính toán. Độ dài từ dữ liệu tăng thì cũng làm tăng số lượng dây dẫn trong bus dữ liệu. Do đó số chân của vi xử lý cũng phải nhiều. Điều này được giải quyết bằng phương pháp đa lộ thời gian tuy nhiên phương pháp này sẽ làm giảm vận tốc truyền dữ liệu. Độ dài từ địa chỉ: Cho biết số lượng ô nhớ mà vi xử lý có thể liên hệ trực tiếp. Vi xử lý có dung lượng bộ nhớ càng lớn thì khả năng càng cao. Tốc độ mà vi xử lý có thể thực hiện một lệnh. Thông số này được đánh giá thông qua tần số xung clock cấp cho vi xử lý làm việc vi xử lý có tần số càng lớn thì tốc độ xử lý càng nhanh. Ngày nay vi xử lý được ứng dụng rất rộng rãi trong mọi lãnh vực như: Máy tính, viễn thông, điều khiển tự động, trong các thiết bị phục vụ nghiên cứu, khoa học, quân sự, y tế… Sự phát triển mạnh mẽ của vi xử lý với tốc độ chóng mặt, tuy nhiên các vi xử lý 8 bit vẫn có chổ đứng thực sự trong lãnh vực điều khiển tự động với hệ thống vừa và nhỏ. Người ta cũng có thể sử dụng vi xử lý 8 bit vào công việc khác do những ưu điểm của nó như giá thành, đơn giản dể sử dụng. Vớiù IC ngoại vi sự ra đời của nó chẳng qua để trợ giúp với vi xử lý thực hiện một chức năng nào đó tùy thuộc vào yêu cầu cụ thể. Tùy vào các hãng chế tạo, tùy vào chức năng cụ thể của từng ngoại vi mà ta phân biệt chúng. Các IC ngoại vi là công cụ đắc lực giúp vi xử lý giao tiếp với thế giới tương tự, điều khiển thiết bị… 3.3 XÁC ĐỊNH GIẢI PHÁP CHO VIỆC THIẾT KẾ PHẦN CỨNG: Mỗi thiết bị thực tập vi xử lý tùy theo yêu cầu khác nhau mà sẽ đưa ra những giải pháp thiết kế khác nhau. Tuy nhiên cấu trúc phần cứng của một thiết bị thực tập vi xử lý nói chung là không có sự thay đổi nhiều và không nằm ngoài hai phần chính khối xử lý trung tâm và các Mudul vào/ra. Dựa trên phương châm là việc học tập đều bắt đầu từ những điều cơ bản, dể hiểu nhất nhằm giúp người học để dàng lĩnh hội được những kiến thức cơ bản và từ đó có thể tự xây dựng cho mình một kiến thức vững chắc. Do vậy đề tài này sẽ đi thực hiện phần cứng dựa trên quan điểm trên. Theo quan điểm đó thì các vi xử lý và các ngoại vi sẽ được chọn và phục vụ cho học tập và ứng dụng sẽ mang những nét như cơ bản, dễ tìm hiểu và ứng dụng và quan trọng hơn hết là nó phổ biến trên thị trường Việt Nam. Ngoài ra việc thiết kế sẽ tìm ra một phương pháp hợp lý nhất cho phép người sử dụng có thể làm chủ được thiết bị thực tập. CHƯƠNG IV XÂY DỰNG SƠ ĐỒ KHỐI CHO THIẾT BỊ THỰC TẬP VXL 8085 4.1 KIẾN THỨC LIÊN QUAN ĐẾN ĐỀ TÀI: Ngoài các kiến thức cơ sở và chuyên ngành đã học ở trường như : Kỹ thuật xung số, kỹ thuật mạch điện tử, vi mạch… đề tài này còn đòi hỏi các kiến thức chuyên sâu về vi xử lý nói chung và vi xử lý 8085 nói riêng cũng như cấu tạo, nguyên tắc hoạt động, cách thức khởi tạo và lập trình điều khiển các ngoại vi. Để thực hiện đề tài này ngoài việc khảo sát các linh kiện còn phải nắm vững một số kiến thức chính như : Cấu tạo, nguyên tắc hoạt động của VXL 8085. Vấn đề giao tiếp giữa VXL với bộ nhớ, giữa VXL và các IC ngoại vi. Nguyên tắc thực hiện quét phím, quét hiển thị led 7 đoạn. Phương pháp giải mã địa chỉ. Ngắt trong VXL là gì? Sự cần thiết của ngắt và vấn đề ngắt ưu tiên. Các bộ định thời và ứng dụng. Vấn đề truyền dữ liệu đồng bộ và bất đồng bộ nối tiếp theo chuẩn RS 232 dùng vi mạch chuyên dùng 8251. Vấn đề truyền dữ liệu song song dùng vi mạch điều khiển vào ra song song 8255. Phương pháp chuyển đổi tương tự sang số và số xung tương tự và khảo sát ứng dụng cụ thể đối với vi mạch ADC 0809, DAC 0808. Các kiến thức trên sẽ được ứng dụng để trình bày ở phần thiết kế cụ thể và được giới thiệu chi tiết ở phần phụ lục. 4.2 XÂY DỰNG SƠ ĐỒ KHỐI & XÁC ĐỊNH YÊU CẦU CỤ THỂ CỦA CÁC KHỐI 4.2.1 Xây dựng sơ đồ khối: Dựa trên yêu cầu cụ thể của đề tài ta có thể chia thiết bị thực tập thành các khối chính sau: Khối vi xử lý trung tâm 8085. Khối đệm. Khối bộ nhớ ROM & RAM. Khối quét phím và hiển thị. Khối truyền dữ liệu nối tiếp. Khối truyền dữ liệu song song. Khối định thời và tạo xung. Khối chuyển đổi tương tự sang số. Khối chuyển đổi số sang tương tự. Khối giải mã địa chỉ. Khối chốt. Khối điều khiển ngắt ưu tiên. Ở đây khối xử lý trung tâm sẽ nhận dữ liệu điều khiển từ khối bàn phím hay các thiết bị điều khiển bên ngoài để xử lý và cho ra tín hiệu để điều khiển hoạt động của các khối khác như hiển thị, điều khiển ghi/đọc từ khối bộ nhớ hay điều khiển truyền dữ liệu… Như vậy khối này sẽ cấp bus địa chỉ để xác định vị trí mà VXL sẽ liên hệ đến, bus dữ liệu để đọc hay xuất dữ liệu ra hệ thống, bus điều khiển để cho các tín hiệu điều khiển hệ thống. Nói chung nhiệm vụ của khối này là xử lý dữ liệu hệ thống. Muốn nâng cao khả năng tải của các bus để đảm bảo việc nuôi các mạch bên ngoài, các tín hiệu vào ra của khối xử lý trung tâm CPU cần phải được khuếch đại thông qua khối đệm một chiều hay hai chiều. Ngõ ra của các khối đệm thường là ngõ 3 ba trạng thái. Vi xử lý là IC chuyên xử lý về dữ liệu, điều khiển theo một chương trình. Muốn vi xử lý làm một công việc gì thì người sử dụng phải lập trình cho nó. Chương trình là tập hợp các lệnh được cấu tạo từ những số nhị phân. Chương trình phải được lưu trữ ở đâu để vi xử lý nhận lệnh và thi hành, đôi khi trong lúc xử lý chương trình vi xử lý cần nơi để lưu trữ tạm thời các dữ liệu sau đó lấy ra để tiếp tục xử lý. Nơi lưu trữ cho chương trình vi xử lý thực hiện và nơi lưu trữ