TRƯỜNG ĐẠI HC K THUT CÔNG NGHIP
KHOA ĐIN T
B MÔN K THUT MÁY TÍNH
BÀI GING PHÁT CHO SINH VIÊN
(LƯU HÀNH NI B)
Theo chương trình 150 TC thay 180 TC hoc tương đương
S dng cho năm hc 2011 – 2012
Tên bài ging: Vi x lý – Vi điu khin
S tín ch: 03
BÀI GING PHÁT CHO SINH VIÊN
(LƯU HÀNH NI B)
Theo chương trình 150 TC thay 180 TC hoc tương đương
S dng cho năm hc 2011 – 2012
Tên bài ging: Vi x lý – Vi điu khin
S tín ch: 03
Thái Nguyên, ngày 01 tháng 07 năm 2011
Trưởng b môn
Ths. Nguyn Tun Linh
Trưởng khoa Đin T
PGS. TS. Nguyn Hu Công
MC LC
CHƯƠNG 1. TNG QUAN V VI X LÝ – VI ĐIU KHIN ...................... 9
1.1 GII THIU CHUNG V VI X LÝ – VI ĐIU KHIN.....................................10
1.1.1 Tng quan..............................................................................................................10
1.1.2 Lch s phát trin ca các b x........................................................................11
1.1.3 Vi x lý và vi điu khin .......................................................................................12
1.1.4 ng dng ca Vi x lý – vi điu khin .................................................................13
1.2 Cu trúc chung ca h vi x...................................................................................15
1.2.1 Khi x lý trung tâm (CPU)..................................................................................16
1.2.2 H thng bus..........................................................................................................17
1.3 Định dng d liu và biu din thông tin trong h vi x lý – vi điu khin ...........18
1.3.1 Các h đếm ............................................................................................................18
1.3.2 Mã ký t - Alphanumeric CODE (ASCII, EBCDIC)............................................20
1.3.3 Các phép toán s hc trên h đếm nh phân ..........................................................22
CHƯƠNG 2. H VI X LÝ INTEL 80x86....................................................... 23
2.1 Cu trúc phn cng ca b vi x lý 8086..................................................................24
2.1.1 Tng quan..............................................................................................................24
2.1.2 Cu trúc bên trong và s hot động.......................................................................24
2.1.3 Mô t chc năng các chân .....................................................................................31
2.2 Chế độ địa ch...............................................................................................................31
2.2.1 Khái nim chế độ địa ch.......................................................................................31
2.2.2 Các chế độ địa ch..................................................................................................34
2.3 Tp lnh Assembly ......................................................................................................37
2.3.1 Gii thiu chung ....................................................................................................37
2.3.2 Các nhóm lnh.......................................................................................................38
2.4 Lp trình hp ng (Assembly) cho vi x lý 80x86....................................................54
2.4.1 Gii thiu chung v hp ng.................................................................................54
2.4.2 Các bước khi lp trình ...........................................................................................55
2.4.3 Cu trúc chung ca chương trình hp ng............................................................57
2.4.4 Các cu trúc điu khin cơ bn..............................................................................69
2.4.5 Ngt trong Assembly.............................................................................................72
2.4.6 Các ví d................................................................................................................74
2.5 Ghép ni b nh và thiết bi ngoi vi..........................................................................80
2.5.1 Ghép ni b nh....................................................................................................80
2.5.2 Gii mã địa ch.......................................................................................................81
2.5.3 Ghép ni thiết b ngoi vi ......................................................................................84
2.5.4 Các kiu giao tiếp vào / ra .....................................................................................84
2.5.5 Gii mã địa ch cho thiết b vào / ra.......................................................................84
2.5.6 Các mch cng đơn gin .......................................................................................85
Vi mch cht 74LS373:.........................................................................................................85
2.6 Câu hi và bài tp........................................................................................................86
CHƯƠNG 3. H VI ĐIU KHIN 8051........................................................... 89
3.1 Gii thiu chung ..........................................................................................................90
3.1.1 ng dng ca vi điu khin...................................................................................91
3.1.2 Hot động ca vi điu khin..................................................................................91
3.1.3 Cu trúc chung ca vi điu khin ..........................................................................92
3.2 Kiến trúc vi điu khin 8051.......................................................................................97
3.2.1 Chun 8051............................................................................................................97
3.2.2 Chân vi điu khin 8051........................................................................................99
3.2.3 Cng vào/ra .........................................................................................................100
3.2.4 T chc b nh 8051...........................................................................................104
3.2.5 Các thanh ghi chc năng đặc bit (SFRs -
Special
Function
Registers
) ............ 109
3.2.6 B đếm và b định thi ....................................................................................... 113
3.2.7 Truyn thông không đồng b (UART)................................................................ 113
3.2.8 Ngt vi điu khin 8051 ...................................................................................... 114
3.3 Lp trình hp ng cho 8051..................................................................................... 114
3.3.1 Các chế độ địa ch............................................................................................... 114
3.3.2 Tp lnh trong 8051 ............................................................................................ 116
3.3.3 Cu trúc chung chương trình hp ng cho 8051................................................. 123
3.4 B đếm và b định thi............................................................................................. 126
3.5 Truyn thông ni tiếp................................................................................................ 133
3.6 X lý ngt................................................................................................................... 140
3.7 Câu hi và bài tp cui chương................................................................................ 147
CHƯƠNG 4. NG DNG................................................................................. 151
4.1 Nhp nháy dãy LED đơn.......................................................................................... 152
4.2 Timer .......................................................................................................................... 155
4.3 S dng Timer T2 ..................................................................................................... 157
4.4 Dùng ngt ngoài......................................................................................................... 158
4.5 Lp trình ngt ngoài theo sườn xung. ................................................................... 159
4.6 S dng LED 7 thanh ............................................................................................... 160
4.6.1 Hin th s trên 1 LED 7 thanh ........................................................................... 160
4.6.2 Hin th trên nhiu LED 7 thanh ......................................................................... 161
4.7 Thông báo bng văn bn trên màn hình LCD........................................................ 164
4.8 Nhn d liu qua UART........................................................................................... 169
4.9 Truyn d liu qua UART........................................................................................ 170
4.10 Chương trình con phc v truyn thông ni tiếp................................................... 172
4.11 Truyn thông UART cho 8051 bng phn mm..................................................... 172
4.12 Ghép ni 8051 vi ADC0804, chuyn đổi ADC 8-bit............................................. 175
4.13 Ghép ni vi điu khin vi bàn phím....................................................................... 177
4.14 Ghép ni vi điu khin vi step motor..................................................................... 179
CHƯƠNG 5. CÁC H VI ĐIU KHIN TIÊN TIN................................... 191
5.1 Atmel AVR................................................................................................................. 192
5.1.1 Lch s h AVR .................................................................................................. 192
5.1.2 Tng quan v thiết b........................................................................................... 192
5.1.3 Kiến trúc thiết b.................................................................................................. 193
5.1.4 Program Memory (Flash).................................................................................... 193
5.1.5 EEPROM............................................................................................................. 193
5.1.6 Chương trình thc thi .......................................................................................... 194
5.1.7 Tp lnh............................................................................................................... 194
5.1.8 Tc độ MCU........................................................................................................ 195
5.1.9 Nhng đặc tính.................................................................................................... 195
5.2 Vi điu khin PIC ...................................................................................................... 197
5.3 ARM ........................................................................................................................... 200
Tài liu tham kho ................................................................................................ 205
PH LC A: Tp lnh trong 8051....................................................................... 206
PH LC B: Chi tiết các thanh ghi chc năng trong 8051 ................................. 210
PH LC C: Ngt................................................................................................ 216
Danh mc hình nh............................................................................................... 218
Danh mc mã ngun............................................................................................. 220
Danh mc bng ..................................................................................................... 220
Ch mc ....................................................................................................... 221
ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC
KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP
CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập - Tự do - Hạnh phúc
CHƯƠNG TRÌNH GIÁO DC ĐẠI HC
NGÀNH ĐÀO TO: ĐIN – ĐIN T, SPKT ĐIN – TIN, CƠ ĐIN T
CHUYÊN NGÀNH: KHI NGÀNH ĐIN – ĐIN T
ĐỀ CƯƠNG CHI TIT HC PHN:
VI X LÝ – VI ĐIU KHIN
(Hc phn bt buc)
1. Tên hc phn: Vi x lý – vi điu khin.
2 . S tín ch: 03; 3(3; 1,5; 6)/12
3. Trình độ cho sinh viên năm th: 3 (Đin, Đin t, SPKT Đin, SPKT Tin)
hoc 4 (Cơ đin t).
4. Phân b thi gian
- Lên lp lý thuyết: 3 (tiết/tun) x 12 (tun) = 36 tiết.
- Tho lun: 1,5 (tiết/tun) x 12 (tun) = 18 tiết.
5. Các hc phn hc trước
K thut đin t s.
6. Hc phn thay thế, hc phn tương đương
Vi x lý – vi điu khin (trong các chương trình 180 TC và 260 ĐVHT)
7. Mc tiêu ca hc phn
Sau khi hc xong hc phn sinh viên phi nm được cu trúc phn cng ca
các b vi x lý – vi điu khin tiêu biu: x86, 8051; T chc b nh, tp lnh, chế
độ địa ch và lp trình cho chúng; Biết cách ghép ni vi b nh và thiết b ngoi vi;
Biết khai thác kh năng ngt và định thi. Có kh năng thiết kế và xây dng modul
(bao gm c phn cng và phn mm) s dng vi điu khin cho bài toán c th.
8. Mô t vn tt ni dung hc phn
Tng quan v các h đếm và biu din thông tin trong các h vi x lý – vi
điu khin. Vi x lý: Tng quan v kiến trúc h vi x lý; t chc phn cng ca
CPU h Intel 80x86, các chế độ đánh địa ch, tp lnh, lp trình hp ng (assembly)
cho 80x86 vi nhng bài toán đơn gin; mt s vi mch ph tr trong h vi x lý.
Vi điu khin: Cu trúc h vi điu khin onchip MCS 8051; lp trình hp ng cho
vi điu khin; hot động định thi, ngt và truyn thông ni tiếp; gii thiu mt s
h vi x lý thông dng khác. Gii thiu mt s bài toán ng dng tiêu biu.