Thư viện tri thức trực tuyến
Kho tài liệu với 50,000+ tài liệu học thuật
© 2023 Siêu thị PDF - Kho tài liệu học thuật hàng đầu Việt Nam
thực hành vi xử lý trong phòng thí nghiệp
Nội dung xem thử
Mô tả chi tiết
Phòng thí nghiệm Vi xử lý Tài liệu thí nghiệm Vi xử lý
Trang 1
CÁC BỘ THÍ NGHIỆM
VỀ HỆ THỐNG VI XỬ LÝ
SƠ ĐỒ KHỐI CỦA THIẾT BỊ THÍ NGHIỆM VI
XỬ LÝ
CÁC BÀI THÍ NGHI
ỆM VÀ
ỨNG D
ỤNG
TRUY
ỀN S
Ố
LI
ỆU
μPM-302
CHUY
ỂN ĐỔI AD
μPM-304
CHUY
ỂN ĐỔI DA
μPM-305
Đ/K MA TR
ẬN LED
VÀ BÀN PHÍM
μPM-303
TRUY
ỀN S
Ố
LI
ỆU RS-232C
μPM-301
ĐIỀU KHI
ỂN
ĐỘNG C
Ơ DC
μPM-307
B
Ộ N
ẠP VÀ MÔ
PH
ỎNG ROM
μPM-308
ĐIỀU KHI
ỂN ĐỘNG
C
Ơ BƯỜC
μPM-306
ỨNG D
ỤNG QUANG BÁO
MICROCOMPUTER
PC BUS-2 COM2
THI
ẾT BỊ CHÍNH
PART A PART B
I/O CONTROL
PART
C
PART
D
TEST BOARD
Phòng thí nghiệm Vi xử lý Tài liệu thí nghiệm Vi xử lý
Trang 2
BÀI 1: THIẾT BỊ CHÍNH μPTS-31
(MICROPROCESSOR
TRAINNING SYSTEM - 31)
MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM
Giúp sinh viên bằng thực nghiệm khảo sát các vấn đề chính sau đây :
- Giao tiếp với máy tính thông qua khe cắm mở rộng (open slot).
- Dùng 8255A điều khiển nhập / xuất dữ liệu.
-
THIẾT BỊ SỬ DỤNG
1. Bộ thí nghiệm μPTS-31.
2. Máy vi tính.
PHẦN I : CƠ SỞ LÝ THUYẾT
I. GIỚI THIỆU
Máy vi tính chính là một hệ thống vi xử lý lớn và hoàn hảo, trong máy tính đã
cung cấp các khe cắm mở rộng trên đó có đầy đủ các bus địa chỉ (address bus), bus dữ
liệu (data bus) và bus điều khiển (control bus) như một hệ thống vi xử lý thông
thường. Ngoài ra các hệ thống giao tiếp của máy tính như màn hình, bàn phím, chuột
và các phần mềm giúp ta dễ dàng ghi và thử giải thuật cho một đoạn chương trình
mong muốn. Sau đó từ giải thuật này ta chuyển sang ngôn ngữ cho từng loại vi xử lý
riêng. Ngoài ra nó còn dễ dàng giúp cho người nghiên cứu về Vi xử lý thấy được bằng
thực tế các vấn đề khi xây dựng và thiết kế các hệ thống vi xử lý.
Đặc điểm của thiết bị chính μPTS-31 nó tương thích với các máy tính IBM PC.
Ngôn ngữ lập trình có thể dùng các ngôn ngữ thông dụng, dễ học như Pascal,
Assembly, QBasic, C++... Ngoài ra các bộ đệm, bộ phối hợp cho phép điều khiển trực
tiếp Relay, Led, ma trận LED, bàn phím, loa, động cơ, ...
Các thiết bị có trong bộ thí nghiệm vi xử lý:
– Các mạch giao tiếp I/O độc lập cho phép nối với các hệ thống khác.
– Trên thiết bị chính có 1 TEST BOARD để dễ dàng trong khi thí nghiệm và
thiết kế.
– Sử dụng các khối Module đi kèm để thực hành và thí nghiệm.
– Các phần chương trình đi kèm viết bằng hợp ngữ (Assembly) cho một số
ứng dụng minh họa như truyền dữ liệu, quang báo....
II. ĐẶC TÍNH KỸ THUẬT CỦA BỘ THIẾT BỊ CHÍNH
1. Hệ thống μPTS-31 tương thích được với các hệ thống máy tính IBM PC .
2. Cho phép ghép nối với cổng RS-232C của máy để thực hiện các bài thí
nghiệm về truyền số liệu qua cổng COM.
3. Có bộ đệm dữ liệu và giải mã địa chỉ để có thể giao tiếp với máy tính qua
khe cắm mở rộng.
Phòng thí nghiệm Vi xử lý Tài liệu thí nghiệm Vi xử lý
Trang 3
4. Có các bộ đệm Nhập / Xuất (I/O) để có thể cho phép điều khiển trực tiếp
relay, LED, loa....
– Cho phép xuất ra các Port A, B, C của 8255A để cho phép nối μPTS-31
với các thiết bị ngoài trong các bài thí nghiệm và ứng dụng.
– Có các ngõ ra relay.
– Có ngõ ra loa để thí nghiệm điều khiển tương tự hay cảnh báo.
– LED 8 bit để hiển thị dữ liệu khi xuất từ máy tính ra thiết bị chính μPTS-31.
5. Có các linh kiện I/O lập trình được, đưa ra các chốt cắm giúp cho người sử
dụng có thể kết nối với các thiết bị ngoài khác.
6. Ngoài ra để phục vụ cho các bài thí nghiệm trên bộ μPTS-31 còn có các
chốt nguồn cung cấp có các mức như sau:
♦ +5V/ 2A: Do đa số các bài thí nghiệm và linh kiện sử dụng là TTL cho nên
cần nguồn +5V có dòng lớn.
♦ -5V/0,5A: Ta chỉ cần 0,5A bởi vì nó chỉ sử dụng trong 1 số ít trường hợp.
♦ +12V/0,5A.
♦ -12V/0,5A.
III. CARD GIAO TIẾP PCBUS-2
Để giao tiếp và điều khiển từ máy tính tới các thiết bị khác mà cụ thể trong bộ
thí nghiệm này là một CARD giao tiếp lập trình được để điều khiển thiết bị chính như
màn hình, ổ đĩa, chuột... và để điều khiển được 1 số lượng lớn thiết bị, đồng thời đáp
ứng được các chương trình ứng dụng của phần thí nghiệm, thiết bị μPTS-31 dùng
phương pháp ghép nối qua khe cắm mở rộng của máy tính. Do chỉ cần sử dụng
đường dữ liệu 8 bit cho nên bộ μPTS-31 dùng khe cắm ISA 8 bit. Thiết bị μPTS-31
chọn vùng địa chỉ còn trống từ 300h tới 31Fh sử dụng cho không gian địa chỉ của Port
I/O. Nếu trong một số máy tính có sự trùng lắp địa chỉ thì ta vẫn có thể dùng các
chuyển mạch DIP SW để dời sang vùng địa chỉ khác.
CARD PCBUS – 2 được thiết kế như sau:
– Đầu tiên để giải mã địa chỉ cho Card hay nói khác đi là cho thiết bị μPTS31, ta dùng phương pháp giải mã bằng cách dùng công tắc để chọn. Trong
mạch dùng một bộ so sánh 8 bit 74 LS688, khi các địa chỉ từ A5 tới A12
tương ứng với giá trị trên các đường của DIP SW thì ở chân 19 của U2 sẽ
tạo ra mức THẤP. Chân này sẽ là đường tín hiệu chọn thiết bị chính (CS ).
vị trí cho các công tắc trên DIP SW được ghi trên bảng sau:
Bảng 1.1:
Địa chỉ A15 A14 A13 A12 A11 A10 A9 A8 A7 A6 Ạ 5 A4 A3 A2 A1 A0
DIP SW D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
0300h 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0
031Fh 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 1 1 1 1 1
Từ đó ta thấy với địa chỉ đầu là 300h tức khi đó các giá trị của các đường địa
chỉ không dùng để chọn (từ A 4 tới A 0) sẽ là 00000b và tại địa chỉ cuối tức là (từ A4 tới
A 0) sẽ là 11111b từ bảng ta có giá trị DIP SW là D4 = D3 = 1 còn các giá trị còn lại
bằng 0.
Các đường dữ liệu được đệm nhờ 74LS245 để bảo vệ các đường dữ liệu của
máy tính và tránh các trường hợp xung đột. Chân DIR của 74LS245 cho phép chọn
hướng truyền dữ liệu: dữ liệu sẽ đi từ A qua B khi DIR = 1 và từ B qua A khi DIR = 0.
Đường IOR được dùng để điều khiển hướng truyền dữ liệu. Trong mạch đường DIR
Phòng thí nghiệm Vi xử lý Tài liệu thí nghiệm Vi xử lý
Trang 4
của U1 sẽ được nối vào đường IOR của bus hệ thống. Các đường dữ liệu từ bus dữ
liệu sẽ nối vào A1 tới A8 của 74LS245. Các đường dữ liệu ra sẽ đưa ra ổ nối DB25M
(P1) gắn trên vỏ CPU của máy tính. Nhờ đó trong chu kỳ đọc I/O Port thì IOR xuống
0 do đó dữ liệu sẽ truyền từ ngoài vào máy tính và ngược lại.
Các đường địa chỉ thấp từ A0 tới A4 đưa vào thiết bị chính để giải mã xác định
chính xác linh kiện nào được chọn trên thiết bị chính. Đồng thời các đường tín hiệu
điều khiển IOR , IOW , AEN, CLK và RESET DRV là các tín hiệu cần thiết cho thí
nghiệm sẽ được đưa ra ổ nối DB25M (P1) gắn trên vỏ CPU để khi thao tác ta không
phải tháo lắp vỏ máy.
Việc kết nối các đường Bus hệ thống với ổ DB25M (P1) thông qua bộ đệm
công suất lớn (dùng họ TTL 74LS07) nhằm tránh trường hợp quá tải cho đường bus
hệ thống.
Các đường trên khe cắm mở rộng tương ứng với các đường trên ổ DP25M (P1):
Bảng 1.2: Bảng chân ổ ra DB-25 tương ứng trên khe cắm mở rộng
SỐ THỨ TỰ Ổ RA 25 PIN (DB25M P1) KHE CẮM MỞ RỘNG
CHÂN SỐ CHỨC NĂNG CHÂN SỐ CHỨC NĂNG
1 1 D0 A9 D0
2 2 D2 A7 D2
3 3 D4 A5 D4
4 4 D6 A3 D6
5 5 +5V B3,B29 +5V
6 6 +12V B9 +12V
7 7 -12V B7 -12V
8 8 RESET DRV B2 RESET
9 9 /IOW B13 /IOW
10 10 CLOCK A20 A11
11 11 A3 A28 A3
12 12 A1 A 30 A1
13 13 /CS ADD(300H31FH)
14 14 D1 A8 D1
15 15 D3 A6 D3
16 16 D5 A4 D5
17 17 D7 A2 D7
18 18 GND B1,B10 GND
19 19 GND B31 GND
20 20 -5V B5 -5V
21 21 AEN A11 AEN
22 22 /IOR B14 /IOR
23 23 A4 A27 A4
24 24 A2 A29 A2
25 25 A0 A31 A0
Phòng thí nghiệm Vi xử lý Tài liệu thí nghiệm Vi xử lý
Trang 5
+5V+12V-12V-5V
+5V
CAÙC CHAÂN TREÂN SLOT
CS
CAÙC CHAÂN TREÂN SLOT
CAÙC CHAÂN TREÂN SLOT
D0
D1
D2
D3
D4
D5
D6
D7
D0
D1
D2
D3
D4
D5
D6
D7
CS
A0
A1
A2
A3
A4
IOR
IOW
AEN
RESET-DRV
SL0
SL0
SL1
SL2
SL3
SL4
SL5
SL6
SL7
SL0
SL1
SL2
SL3
SL4
SL5
SL6
SL7
SL1
SL2
SL3
SL4
SL5
SL6
SL7
A26
A25
A24
A23
A22
A21
A20
A19
A9
A8
A7
A6
A5
A4
A3
A2
B14
A31
A30
A29
A28
A27
B14
B13
A11
B2
AEN
IOW
IOR
A4
A3
A2
A1
A0
CS
RESET-DRV
A11
P1
PC INTERFACE
1
14
2
15
3
16
4
17
5
18
6
19
7
20
8
21
9
22
10
23
11
24
12
25
13
U2
74LS688
P0 2 P1 4 P2 6 P3 8 P4 11 P5 13 P6 15 P7 17
Q0 3 Q1 5 Q2 7 Q3 9 Q4 12 Q5 14 Q6 16 Q7 18
G 1
P=Q 19
U1
74LS245
A1 2 A2 3 A3 4 A4 5 A5 6 A6 7 A7 8 A8 9
G 19 DIR 1
B1 18 B2 17 B3 16 B4 15 B5 14 B6 13 B7 12 B8 11
U3F
7407
13 12
U3A
7407 1 2
U3B
7407 3 4
U3C
7407 5 6
U3D
7407 9 8
U3E
7407
11 10
U4A
7407 1 2
U4B
7407 3 4
U4C
7407 5 6
U4D
7407 9 8
S1
SW DIP-8
1
2
3
4
5
6
7
8
16
15
14
13
12
11
10
9
R1
10K x 8
A0 A1 A2 A3 A4 IOR IOW AEN RESET-DRV
D0D1D2D3D4D5D6D7 IOR
A5A6A7A8A9A10A11A12 AEN
Card giao tiếp PC BUS-2.