Bài giảng Kỹ thuật Vi xử lý Ngành Điện tử-Viễn thông Đại học Bách khoa Đà Nẵng của Hồ Viết Việt, Khoa ĐTVT
Tài liệu tham khảo [1] Kỹ thuật vi xử lý, Văn Thế Minh, NXB Giáo dục, 1997 [2] Kỹ thuật vi xử lý và Lập trình Assembly cho hệ vi xử lý, Đỗ Xuân Tiến, NXB Khoa học & kỹ thuật, 2001
Chương 6 Các kiểu I/O
6.1 Thăm dò (Polling)
6.2 I/O điều khiển bằng ngắt (Interrupt)
-
6.3 DMA (Direct Memory Access)
Thăm dò
5V
A19 A18
:
A0
A0 B0 D7
A1 B1 D6
A2 B2 D5
A3 B3 D4
74LS245
A4 B4 D3
A5 B5 D2
A6 B6 D1
A7 B7 D0
8088 Minimum Mode
E DIR
mov dx, F000
IOR
IOW
L1: in al, dx cmp al, FF je L1 : :
IOR A 9 A 8 A 7 A 6 A 5 A 4 A 3 A 2 A 1 A 0 A 1 5 A 1 4 A 1 3 A 1 2 A 1 1 A 1 0
5V A19
A18
The Circuit
:
A0
A0 B0 D7
A1 B1 D6
A2 B2 D5
A3 B3 D4
74LS245
A4 B4 D3
A5 B5 D2
A6 B6 D1
A7 B7 D0
8088 Minimum Mode
E DIR
IOR
IOW
D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 Q0 Q1 Q2 Q3 Q4 74LS373 Q5 Q6 Q7
LE OE IOR A 9 A 8 A 7 A 6 A 5 A 4 A 3 A 2 A 1 A 0 A 1 0 A 1 1 A 1 2 A 1 3 A 1 5 A 1 4
IOW A 9 A 8 A 7 A 6 A 5 A 4 A 3 A 2 A 1 A 0 A 1 5 A 1 4 A 1 3 A 1 2 A 1 1 A 1 0
Bài toán
• Chương trình tạo ra hiệu ứng “LED chạy”:
- Ban đầu LED chạy từ trên xuống - Khi nhấn phím thấp nhất thì LED thay đổi hướng chạy - Khi nhấn phím cao nhất thì chương trình kết thúc
Chương trình
L1:
L2:
L4: mov bl, al in al, dx cmp al, FF je L6 test al, 01 jnz L5 xor ah, FF jmp L6
L5: test al, 80
jz L7
L6: mov al, bl
jmp L1
L3:
L7:
mov dx, F000 mov ah, 00 mov al, 01 out dx, al mov cx, FFFF dec cx jnz L2 cmp ah, 00 jne L3 rol al, 1 cmp al, 01 jne L1 jmp L4 ror al, 1 cmp al, 80 jne L1
Khuyết điểm của thăm dò
• Tốn nhiều thời gian
• NgườI sử dụng có thể nhả phím trước khi lệnh in al, dx được thực hiện, do đó bộ vi xi xử lý sẽ không biết rằng ngườI sử dụng đã nhấn phím
• Làm sao để khắc phục các khuyết điểm
đó?
Khuyết điểm của thăm dò
L4:
L1:
L2:
mov bl, al in al, dx cmp al, FF je L6 test al, 01 jnz L5 xor ah, FF jmp L6
L5: test al, 80
L6:
jz L7 mov al, bl jmp L1
L3:
L7:
mov dx, F000 mov ah, 00 mov al, 01 out dx, al mov cx, FFFF dec cx jnz L2 cmp ah, 00 jne L3 rol al, 1 cmp al, 01 jne L1 jmp L4 ror al, 1 cmp al, 80 jne L1
Ngắt là gì?
Thăm dò
instruction
Memory
Input Device
While studying, I’ll check the bucket every 5 minutes to see if it is already full so that I can transfer the content of the bucket to the drum.
µP
THĂM DÒ
Ngắt
instruction
Memory
Input Device
I’ll just study. When the speaker starts playing music it means that the bucket is full. I can then transfer the content of the bucket to the drum.
Interrupt request
µP
INTERRUPT
Interrupt- Ngắt
• Bộ vi xử lý không cần phải kiểm tra tính
sẵn sàng của thiết bị I/O.
• Các thiết bị I/O sẽ báo cho vi xử lý biết khi
chúng đã sẵn sàng
• Bộ vi xử lý có thể làm công việc khác khi thiết bị I/O không có nhu cầu trao đổI dữ liệu
Interrupt- Ngắt
• Một số thuật ngữ cần nhớ:
– Yêu cầu ngắt – Đầu vào ngắt – Đầu ra chấp nhận ngắt – Chương trình con phục vụ ngắt – Vector ngắt – Số ngắt – Bảng các vector ngắt
Interrupt Service Routine (ISR) - Chương trình con phục vụ ngắt Interrupt vector - Vector ngắt
• Là chương trình được thực hiện khi có
một yêu cầu ngắt được chấp nhận
• Kết thúc bằng lệnh IRET • Địa chỉ của chương trình con phục vụ ngắt • Bao gồm 4 byte:
– 2 byte cho địa chỉ Offset – 2 byte cho địa chỉ Segment
Interrupt Vector Number Số ngắt
• Là một số được dùng để phân biệt các
yếu cầu ngắt. Bởi vì có thể có nhiều hơn một thiết bị phát yêu cầu ngắt đến bộ vi xử lý cho nên để cho bộ vi xử lý có thể nhận biết được thiết bị thì mỗI thiết bị sẽ được gán cho một số ngắt
• Trong hệ thống 8088, co thể có đến 256
số ngắt (từ 00h đến FFh)
Interrupt Vector Table Bảng các vector ngắt • Là vùng nhớ được dành riêng để lưu trữ
các vector ngắt
• Có thể xem như là một mảng các vector
ngắt – Mảng này có 256 phần tử – Mỗi phần tử gồm 4 byte: 2 byte đầu lưu địa chỉ offset, 2 byte sau lưu địa chỉ segment
– Các vector ngắt được lưu trữ theo trật tự tăng
dần của số ngắt
Bảng các vector ngắt
Phản ứng của vi xử lý khi không có ngắt
• Khi bật công tấc nguồn hoặc nhấn nút reset. 1. Bộ vi xử lý được khởi động:
– – –
(IP) = 0000h (CS) = FFFFh IF = 0
IP tăng lên 1.
2. Bộ vi xử lý tìm và lấy 1 byte lệnh. 3. 4. Bộ vi xử lý giải mã và thực hiện lệnh nếu tất cả các byte lệnh
của một lệnh đã được lấy.
5. Quay trỏ lại bước 2.
Phản ứng của vi xử lý khi có ngắt
•
Thiết bị I/O đưa yêu cầu ngắt đến bộ vi xử lý bằng cách làm cho đầu vào ngắt INTR chuyển sang mức cao.
6. Bộ vi xử lý sẽ hoàn thành lệnh đang thực hiện trước khi chấp
nhận ngắt
7. Bộ vi xử lý chấp nhận ngắt bằng cách đưa ra tín hiệu chấp
nhận ngắt ở mức thấp từ chân INTA. Lúc này thiết bị I/O sẽ làm cho tín hiệu ở INTR chuyển về mức thấp.
8. Thiết bị I/O sẽ đưa số ngắt được gán cho nó đến bộ vi xử lý
thông qua D-Bus. Bộ vi xử lý sẽ lưu trữ số ngắt này vào một thanh ghi tạm thời
Phản ứng của vi xử lý khi có ngắt
9. Bộ vi xử lý lưu giá trị hiện thời của thanh ghi cờ vào stack. 10. Bộ vi xử lý xoá cờ ngắt 11. Bộ vi xử lý lưu giá trị hiện thời của CS vào stack. 12. Bộ vi xử lý lưu giá trị hiện thời của IP vào stack. 13. Bộ vi xử lý nhân số ngắt với 4. Kết quả này chính là địa chỉ của nơi lưu trữ vector ngắt tương ứng trong bảng các vector ngắt. Hai byte đầu tiên của vector ngắt được copy vào IP và hai byte tiếp theo được copy vào CS.
14. Quay trở về bước 2.
8088 và một thiết bị ra đơn giản
A19 A18
:
A0
D0 Q0 D7
D1 Q1 D6
D2 Q2 D5
D3 Q3 D4
74LS373
D4 Q4 D3
D5 Q5 D2
D6 Q6 D1
D7 Q7 D0
8088 Minimum Mode
LE OE
IOR
IOW
IOW A 9 A 8 A 7 A 6 A 5 A 4 A 3 A 2 A 1 A 0 A 1 5 A 1 4 A 1 3 A 1 2 A 1 1 A 1 0
8088 và một thiết bị vào đơn giản
5V
A19 A18
:
A0
A0 B0 D7
A1 B1 D6
A2 B2 D5
A3 B3 D4
74LS245
A4 B4 D3
A5 B5 D2
A6 B6 D1
A7 B7 D0
8088 Minimum Mode
E DIR
IOR
IOW
IOR A 9 A 8 A 7 A 6 A 5 A 4 A 3 A 2 A 1 A 0 A 1 5 A 1 4 A 1 3 A 1 2 A 1 1 A 1 0
8088 và thiết bị vào hoạt động theo cơ chế ngắt
5V A19
A18
:
A0
A7 B7 D7
A6 B6 D6
A5 B5 D5
A4 B4 D4
74LS245
A3 B3 D3
A2 B2 D2
A1 B1 D1
A0 B0 D0
8088 Minimum Mode
E DIR
IOR
IOW
INTR
INTA
INTR
IOR A 9 A 8 A 7 A 6 A 5 A 4 A 3 A 2 A 1 A 0 A 1 5 A 1 4 A 1 3 A 1 2 A 1 1 A 1 0
8088 và một thiết bị vào hoạt động theo cơ chế ngắt
5V
A19
A18
:
A0
B0
A7
D7
B1
A6
D6
B2
A5
D5
B3
A4
D4
B4
A3
D3
74LS245
B5
A2
D2
B6
A1
D1
B7
A0
D0
8088 Minimum Mode
E
DIR
IOR
5V
IOW
INTR
5V
INTA
D
set
Q
INTR
clr
Q
IOR
A 9
A 8
A 7
A 6
A 5
A 4
A 3
A 2
A 1
A 0
A 1 4
A 1 3
A 1 2
A 1 1
A 1 0
A 1 5
5V
8088 và một thiết bị vào hoạt động theo cơ chế ngắt
5V
A19
A18
:
A0
B7
A7
D7
A6
B6
D6
A5
B5
D5
A4
B4
D4
A3
B3
D3
74LS245
A2
B2
D2
A1
B1
D1
A0
B0
D0
8088 Minimum Mode
E
DIR
IOR
5V
IOW
INTR
5V
INTA
D
set
Q
INTR
clr
Q
IOR
A 9
A 8
A 7
A 6
A 5
A 4
A 3
A 2
A 1
A 0
A 1 5
A 1 4
A 1 3
A 1 2
A 1 1
A 1 0
INTA
8088 và một thiết bị vào hoạt động theo cơ chế ngắt
5V
A19
A18
:
5V
A0
A7
B7
D7
A7
B7
D7
A6
B6
D6
A6
B6
D6
A5
B5
D5
A5
B5
D5
A4
B4
D4
A4 A3
B4 B3
D4 D3
74LS245
A3 A2
B3 B2
D3 D2
74LS245
A2
B2
D2
A1
B1
D1
A1
B1
D1
A0
B0
D0
A0
B0
D0
8088 Minimum Mode
E
INTA
DIR
E
DIR
IOR
5V
IOW
5V
INTR INTA
D
set
Q
INTR
clr
Q
IOR
A 9
A 8
A 7
A 6
A 5
A 4
A 3
A 2
A 1
A 0
A 1 0
A 1 1
A 1 2
A 1 3
A 1 5
A 1 4
INTA
8088 và một thiết bị vào hoạt động theo cơ chế ngắt
5V
A19
A18
INT 3
5V
: A0
B7
A7
D7
B7
A7
D7
B6
A6
D6
B6
A6
D6
B5
A5
D5
B5 B4
A5 A4
D5 D4
B4 B3
A4 A3
D4 D3
B3
A3
D3
74LS245
B2
A2
D2
74LS245
B2
A2
D2
B1
A1
D1
B1
A1
D1
B0
A0
D0
B0
A0
D0
8088 Minimum Mode
E
INTA
E
DIR
DIR
5V
IOR IOW
INTR
5V
INTA
D
set
Q
INTR
clr
Q
IOR
A 9
A 8
A 7
A 6
A 5
A 4
A 3
A 2
A 1
A 0
A 1 0
A 1 1
A 1 2
A 1 3
A 1 5
A 1 4
INTA
RESET
5V
A19
:
A0
A0 B0 D7
A1 B1 D6
A2 B2 D5
A3 B3 D4
74LS245
A4 B4 D3
A5 B5 D2
A6 B6 D1
A7 B7 D0
8088 Minimum Mode
E DIR
IOR
74LS373
IOW
Q0 Q1 Q2 Q3 Q4 Q5 Q6 Q7 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7
IOR LE OE A 9 A 8 A 7 A 6 A 5 A 4 A 3 A 2 A 1 A 0 A 1 0 A 1 1 A 1 2 A 1 3 A 1 5 A 1 4
IOW A 9 A 8 A 7 A 6 A 5 A 4 A 3 A 2 A 1 A 0 A 1 5 A 1 4 A 1 3 A 1 2 A 1 1 A 1 0
Chương trình chính
ISR bắt đầu từ 52800h
Kết thúc
L1:
L2:
mov ax,0000 mov ds, ax mov bx, 000C mov ax, 2800 mov [bx], ax mov ax, 5000 mov [bx+02], ax sti mov dx, F000 mov ah, 00 mov al, 01
L3:
cmp ah, 88 je L4 out dx, al mov cx, FFFF dec cx jnz L2 cmp ah, 00 jne L3 rol al, 1 jmp L1 ror al, 1 jmp L1
L4:
Chương trình con phục vụ ngắt (ISR)
mov bl, al in al, dx test al, 01 jnz S1 xor ah, FF jmp S2
S1: test al, 80
jnz S2 mov ah, 88 S2: mov al, bl iret
8259
8259
Khởi động 8259
ICW
ICW1, ICW2
ICW3, ICW4
OCW1 và OCW2
OCW3
8259 đơn
ICW1: 13H ICW2: 08H ICW3: 09H
![Bộ tài liệu Đào tạo nhân viên chăm sóc khách hàng tại đơn vị phân phối và bán lẻ điện [Chuẩn nhất]](https://cdn.tailieu.vn/images/document/thumbnail/2025/20251001/kimphuong1001/135x160/3921759294552.jpg)
![Ngân hàng câu hỏi thi giữa kì môn Truyền động điện [Mới nhất]](https://cdn.tailieu.vn/images/document/thumbnail/2025/20250920/kimphuong1001/135x160/42601758354546.jpg)
