›
›

Bài giảng Kỹ thuật Vi xử lý - Chương 1: Review - Hồ Viết Việt

ppt 48 trang phuongnguyen 5520
Download
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Bài giảng Kỹ thuật Vi xử lý - Chương 1: Review - Hồ Viết Việt", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

  • pptbai_giang_ky_thuat_vi_xu_ly_chuong_1_review_ho_viet_viet.ppt

Nội dung text: Bài giảng Kỹ thuật Vi xử lý - Chương 1: Review - Hồ Viết Việt

  1. Bài giảng Kỹ thuật Vi xử lý Ngành Điện tử-Viễn thông Đại học Bách khoa Đà Nẵng của Hồ Viết Việt, Bộ môn KTMT, Khoa ĐTVT Tài liệu tham khảo [1] Barry B. Brey, The Intel Microprocessors 8086/8088, 80186/80188, 80286, 80386, 80486, Pentium, Pentium Pro Processor, Pentium II, Pentium III, Pentium 4 Architecture, Programming, and Interfacing, 6th Edition, Prentice Hall, 2003 [2] Martin Bates, PIC Microcontrollers, An Introduction to Microelectronics, 2nd Edition, Elsevier, 2004 [3] Martin Bates, Interfacing PIC Microcontrollers, Embedded Design by Interactive Simulation, Elsevier, 2006 [4] Martin Bates, Programming 8-bit PIC Microcontrollers in C: With Interactive Hardware Simulation, Elservier, 2007 [5] Robert B. Reese,Microprocessors, From Assembly Language to C Using PIC 18Fxx2, Da vinci Engineering Press, 2005
  2. Chương 1: Review 1.1 Các hệ thống số - Hệ thập phân - Hệ nhị phân - Hệ thập lục phân - Chuyển đổi giữa các hệ đếm 1.2 Các hệ thống mã hoá - ASCII - BCD 1.3 Các linh kiện điện tử số cơ bản - Các cổng logic: AND, OR, XOR,NOT - Cổng đệm 3 trạng thái - DFF, Cac chip 74373, 74573, 74244, 74245 - Bộ giải mã: 74138
  3. 1.1 Các hệ thống số ◼ Hệ đếm thập phân (Decimal) ◼ Còn gọi là hệ đếm cơ số mười (Vì có quá ít người có chín ngón tay hoặc mười một ngón chân?) ◼ Dùng mười ký hiệu: 1,2,3,4,5,6,7,8,9,0 ◼ Ví dụ:1.1: Ba nghìn Chín trăm Bảy mươi Tám 3978 = 3x103 + 9x102 + 7x101 + 8x100 = 3000 + 900 + 70 + 8
  4. 1.1 Các hệ thống số ◼ Hệ đếm nhị phân (Binary) ◼ Còn gọi là Hệ đếm cơ số hai ◼ Sử dụng hai ký hiệu (bit): 0 và 1 (Các hệ thống điện tử số chỉ sử dụng hai mức điện áp?) ◼ Kích cỡ, LSB, MSB của số nhị phân ◼ Số nhị phân không dấu (Unsigned) ◼ Số nhị phân có dấu (Số bù hai)
  5. Số nhị phân ◼ Mỗi ký hiệu 0 hoặc 1 được gọi là 1 Bit (Binary Digit- Chữ số nhị phân) ◼ Kích cỡ của một số nhị phân là số bit của nó ◼ MSB (Most Significant Bit): Bit sát trái ◼ LSB (Least Significant Bit): Bit sát phải ◼ Ví dụ 1.1: 1010101010101010 MSB LSB là một số nhị phân 16-bit
  6. Số nhị phân không dấu ◼ Chỉ biểu diễn được các giá trị không âm (>= 0) ◼ Với n-bit có thể biểu diễn các giá trị từ 0 đến 2n – 1 ◼ Ví dụ 1.3: Giá trị V của số nhị phân không dấu 1101 được tính: V(1101) = 1x23 + 1x22 + 0x21 + 1x20 = 8 + 4 + 0 + 1 = 13
  7. Số nhị phân không dấu ◼ Tổng quát: Nếu số nhị phân N n-bit: N = b( n-1) b( n-2) . b1 b0 thì giá trị V của nó là: (n-1) (n-2) V = b(n -1) x 2 +b (n-2) x2 + 1 0 + b1 x 2 + b0 x 2 Các số nhị phân không dấu 4-bit biểu diễn được các giá trị từ ? đến ?
  8. 16 giá trị từ 0 đến 15 Nhị phân không dấu Giá trị thập phân 0000 0 0001 1 0010 2 0011 3 0100 4 0101 5 0110 6 0111 7 1000 8 1001 9 1010 10 1011 11 1100 12 1101 13 1110 14 1111 15
  9. Chuyển đổi thập phân sang nhị phân ◼ Ví dụ 1.4 Chuyển 25 sang nhị phân không dấu. Dùng phương pháp chia 2 liên tiếp Chia 2 Thương số Dư số ◼ 25/2 = 12 1 LSB ◼ 12/2 = 6 0 ◼ 6/2 = 3 0 ◼ 3/2 = 1 1 ◼ 1/2 = 0 1 MSB Kết quả là: 11001
  10. Số nhị phân có dấu ◼ Biểu diễn được cả các giá trị âm ◼ Còn gọi là Số bù hai ◼ Với n-bit có thể biểu diễn các giá trị từ – 2(n-1) đến 2(n-1) – 1 ◼ Ví dụ 1.3: Giá trị V của số nhị phân có dấu 1101 được tính: V(1101) = – 1x23 + 1x22 + 0x21 + 1x20 = – 8 + 4 + 0 + 1 = – 3
  11. Số nhị phân có dấu ◼ Tổng quát: Nếu số nhị phân N n-bit: N = b( n-1) b( n-2) . b1 b0 thì giá trị V của nó là: (n-1) (n-2) V = –b(n -1) x 2 +b (n-2) x2 + 1 0 + b1 x 2 + b0 x 2 Các số nhị phân có dấu 4-bit biểu diễn được các giá trị từ ? đến ?
  12. 16 giá trị từ - 8 đến 7 Nhị phân có dấu Giá trị thập phân 0000 0 0001 1 0010 2 0011 3 0100 4 0101 5 0110 6 0111 7 1000 - 8 1001 -7 1010 -6 1011 -5 1100 -4 1101 -3 1110 -2 1111 -1
  13. Tìm đối số (Lấy bù 2) ◼ Tổng của một số với đối số của nó bằng 0 ◼ Ví dụ 1.5 Đối số của số nhị phân có dấu 10011101? 10011101 Số có dấu (-99) ◼ 01100010 Lấy bù 1 ◼ + 1 Cộng 1 01100011 Kết quả (+99)
  14. Chuyển số thập phân sang nhị phân có dấu ◼ Vơí số dương:Giống như chuyển thập phân sang nhị phân không dấu rồi thêm bit 0 vào sát bên trái ◼ Ví dụ: Chuyển 25 sang nhị phân có dấu: Kết quả: 011011 ◼ Với số âm: Chuyển đối số sang nhị phân có dấu rồi lấy bù 2
  15. Chuyển số thập phân sang nhị phân có dấu Ví dụ 1.6 Chuyển – 26 sang nhị phân 1. chuyển đối số: +26 = 11010 2. Đưa 0 vào sát trái: 011010 3. Bù 1: 100101 4. Cộng 1: + 1 -26 = 100110
  16. Số thập lục phân ◼ Quen gọi là số Hexa (Hexadecimal) ◼ Còn gọi là hệ đếm cơ số mười sáu ◼ Sử dụng 16 ký hiệu để biểu diễn: 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,A,B,C,D,E,F ◼ Mỗi ký hiệu tương ứng với 4-bit ◼ Mục đích: Biểu diễn số nhị phân ở dạng ngắn gọn 11110000 = F0 10101010 = AA 01010101 = 55 Nhị phân Thập lục phân
  17. Mỗi ký hiệu tương ứng với 4-bit Hexa Binary Hexa Binary 0 0000 8 1000 1 0001 9 1001 2 0010 A 1010 3 0011 B 1011 4 0100 C 1100 5 0101 D 1101 6 0110 E 1110 7 0111 F 1111
  18. Chuyển đổi Hexa & nhị phân ◼ Ví dụ 1.7 Chuyển số hexa 2F8 và ABBA sang nhị phân Thay thế mỗi ký hiệu hexa bằng 4-bit tương ứng với nó 2 F 8 0010 1111 1000 A B B A 1010 1011 1011 1010 ◼ Kết quả 2F8h = 001011111000b ABBAh = 1010101110111010b
  19. Chuyển đổi Hexa & nhị phân ◼ Ví dụ 1.8 Chuyển số nhị phân 1100101011111110 sang hexa - Trước hết theo hướng từ LSB về MSB chia số nhị phân đó thành các nhóm 4-bit - Sau đó thay thế mỗi nhóm 4-bit bằng ký hiệu hexa tương ứng với nó 1100 1010 1111 1110 C A F E ◼ Kết quả: 1100101011111110b = CAFEh
  20. 1.2 Các hệ thống mã hoá ◼ ASCII: American Standard Code for Information Interchange. ◼ Dùng để biểu diễn các ký tự (characters): Gồm ký tự hiển thị được và ký tự điều khiển ◼ Mỗi ký tự được biểu diễn bằng 8-bit gọi là mã ASCII của ký tự đó • Các chữ cái in và thường: A Z và a z • Các chữ số thập phân: 0,1, ,9 • Các dấu chấm câu: ; , . : vân vân • Các ký tự đặc biệt: $ & @ / { vân vân • Các ký tự điều khiển: carriage return (CR) , line feed (LF), beep, vân vân
  21. Mã ASCII ◼ Với bảng mã được sắp xếp theo trật tự tăng dần của mã ASCII: • Các chữ số thập phân: 0,1, ,9 nằm liên tiếp nhau, chữ số 0 có mã ASCII là 30h • Các chữ cái in:A Z nằm liên tiếp nhau, chữ A có mã ASCII là 41h • Các chữ cái thường: a z nằm liên tiếp nhau, chữ a có mã ASCII là 61h • Mã ASCII của chữ in và chữ thường tương ứng chỉ khác nhau ở bit 5 A: 01000001 B: 01000010 Z: 01011010 a: 01100001 b: 01100010 z: 01111010 • 32 ký tự điều khiển được xếp đầu bảng mã (00h đến 1Fh)
  22. Bảng mã ASCII
  23. Bảng mã ASCII
  24. Mã BCD ◼ BCD (Binary Coded Decimal) ◼ Quen gọi là số BCD ◼ Dùng để mã hoá các số thập phân bằng các ký hiệu nhị phân ◼ Mỗi chữ số thập phân được biểu diễn bằng một tổ hợp 4-bit ◼ Các tổ hợp 4-bit không sử dụng gọi là các tổ hợp cấm ◼ Nhiều linh kiện điện tử sử dụng mã này (Bộ giải mã BCD-LED bảy đoạn 7447)
  25. Bảng mã BCD Thập phân BCD Thập phân BCD 0 0000 8 1000 1 0001 9 1001 2 0010 1010 3 0011 1011 4 0100 1100 5 0101 1101 6 0110 1110 7 0111 1111
  26. Mã BCD ◼ Đừng nhầm mã hoá BCD với việc chuyển đổi thập phân sang nhị phân: Ví dụ 1.9: Cho số thập phân 15 Mã BCD của nó là: 00010101 Số nhị phân không dấu 8-bit tương ứng là: 00001111
  27. Bit, Nibble, Byte, Word ◼ Bit: Một chữ số nhị phân 0 hoặc 1 ◼ Nibble: 4-bit (nửa byte) ◼ Byte: 8-bit (Còn gọi là Octet) ◼ Word (Từ): 4, 8, 16, 32, 64-bit ◼ Double Word (Từ kép): 2 word 10 ◼ K = 2 = 1024 Kb (kilôbit) = 1024 bit = 128 byte KB (kilôbyte) = 1024 byte Kbps (Kilobit per second): Kilôbit trên giây 20 ◼ M = 2 = 1024 K = 1048576 Mb (Mêgabit) = 1024 Kb = 1048576 bit MB (Mêgabyte) = 1024 KB = 1048576 byte 30 ◼ G = 2 = 1024 M = 1048576 K Gb (Gigabit) = 1024 Mb = 1048576 Kb GB (Gigabyte) = 1024 MB = 1048576 KB ◼ T = ?, E = ?
  28. 1.3 Các linh kiện điện tử số cơ bản ◼ Phân chia linh liện số theo mật độ tích hợp: SSI, MSI, LSI, VLSI SSI (Small Scale Integration): Vi mạch tích hợp cỡ nhỏ MSI (Medium Scale Integration): Vi mạch tích hợp cỡ trung LSI (Large Scale Integration): Vi mạch tích hợp cỡ lớn VLSI (Very Large Scale Integration):Vi mạch tích hợp cỡ cực lớn ◼ SSI: Các cổng logic and, or, xor, not ◼ MSI: Các bộ giải mã, Các chốt, đệm ◼ LSI,VLSI: Các bộ vi xử lý, vi điều khiển, DSPs (Digital Signal Processors)
  29. Cổng logic AND A A B A AND B A AND B 1 1 1 B 1 0 0 Cổng AND có thể có nhiều hơn 2 đầu vào Trên một chip có thể có nhiều cổng 0 1 0 AND 0 0 0
  30. Cổng logic AND: IC 7408
  31. Cổng logic AND: IC 7411
  32. Cổng logic OR A A B A OR B A OR B B 1 1 1 Cổng OR có thể có nhiều hơn 2 đầu vào 1 0 1 Trên một chip có thể có nhiều cổng OR 0 1 1 0 0 0
  33. Cổng logic OR: IC 7432
  34. Cổng logic XOR A A B A XOR B A XOR B B 1 1 0 Cổng XOR có thể có nhiều hơn 2 đầu vào 1 0 1 Trên một chip có thể có nhiều cổng XOR 0 1 1 0 0 0
  35. Cổng logic NOT A NOT A 1 0 A NOT A 1 0 0 1 0 1
  36. Đệm 3 trạng thái c z c z 0 HiZ 1 HiZ 1 x 0 x
  37. Flip Flop kiểu D
  38. Flip Flop kiểu D
  39. Flip Flop kiểu D
  40. Flip Flop kiểu D
  41. Chốt 8-bit 74373
  42. Chốt 8-bit 74573
  43. IC 74244 Bộ đệm 1 chiều
  44. Đệm 2 chiều 74245
  45. Đệm 2 chiều 74245
  46. Chip giải mã 74138
  47. Chip giải mã 74138
  48. Tóm tắt Chương 1 ◼ Kỹ năng chuyển đổi H và B ◼ Phân biệt B không dấu với B có dấu ◼ Qui luật sắp xếp ở ASCII ◼ Không nhầm BCD với việc chuyển sang B ◼ 74138, 74373,74244,74245