Giáo trình Vi xử lý: Phần 1 - CĐ Giao thông Vận tải

Giáo trình Vi xử lý: Phần 1 cung cấp cho người học những kiến thức như: Mô tả tổng quát một hệ vi xử lý; Hệ vi điều khiển 8-bit 805; Lập trình hợp ngữ trên hệ vi điều khiển 8051; Bộ vi xử lý 16 bit Intel 8088/8086.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Giáo trình Vi xử lý: Phần 1 - CĐ Giao thông Vận tải ỦY BAN NHÂN DÂN THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƢỜNG CAO ĐẲNG GIAO THÔNG VẬN TẢI KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN – ĐIỆN TỬ …………..o0o………….. GIÁO TRÌNH BIÊN SOẠN: 1. NGUYỄN ĐỨC LỢI (chủ biên ) 2. TRẦN KHÁNH NINH 3. VÕ PHÚ CƢỜNG TP.HỒ CHÍ MINH, THÁNG 9 NĂM 2013 LỜI NÓI ĐẦU Sự ra đời của công nghệ bán dẫn vào những thập niên cuối thế kỉ XX, cho đến nay đã có nhiều phát triển vƣợt bậc. Công nghệ nano đã giúp các thiết bị điện tử tích hợp với mật độ rất cao và nhiều chức năng hơn, trong khi giá thành ngày càng rẻ. Một bƣớc tiến mới trong công nghệ điện tử khi công ty Intel cho ra đời bộ vi xử lý đầu tiên mà phần cứng chỉ đóng vai trò thứ yếu, phần mềm (chƣơng trình) đóng vai trò chủ đạo đối với các chức năng cần thực hiện. Nhờ vậy vi xử lý có sự mềm dẻo hóa trong các chức năng của mình. Vi xử lý hoạt động cần có chƣơng trình kèm theo, các chƣơng trình này điều khiển các mạch logic xử lý các dữ liệu cần thiết theo yêu cầu. Để thực hiện các công việc với các thiết bị cuối cùng, chẳng hạn điều khiển động cơ, hiển thị kí tự trên màn hình .... đòi hỏi phải kết hợp vi xử lý với các mạch điện giao tiếp với bên ngoài đƣợc gọi là các thiết bị ngoại vi hay còn gọi là các thiết bị nhập/xuất (I/O). Hiệu quả ứng dụng của Vi xử lý là rất lớn, chẳng hạn nhƣ các hệ thống sản xuất tự động trong công nghiệp, các tổng đài điện thoại, hoặc ở các robot có khả năng hoạt động phức tạp v.v... Tuy nhiên đối với các ứng dụng nhỏ, không đòi hỏi khả năng tính toán lớn thì việc ứng dụng vi xử lý cần cân nhắc. Bởi vì hệ thống dù lớn hay nhỏ, nếu dùng vi xử lý thì cũng đòi hỏi các khối mạch điện giao tiếp phức tạp nhƣ nhau. Các khối này bao gồm bộ nhớ để chứa dữ liệu và chƣơng trình thực hiện, các mạch điện giao tiếp ngoại vi để xuất nhập và điều khiển trở lại điều này gây khó khăn cho ngƣời dùng trong việc thiết kế phần cứng nên các nhà chế tạo tích hợp một số mạch giao tiếp ngoại vi cùng với vi xử lý vào một IC duy nhất đƣợc gọi là Microcontroller-Vi điều khiển. Vi điều khiển về cơ bản cũng giống nhƣ vi xử lý, nhƣng cấu trúc phần cứng dành cho ngƣời dùng đơn giản hơn nhiều. Vi điều khiển thƣờng đƣợc dùng để xây dựng các hệ thống nhúng, nó xuất hiện khá nhiều trong các dụng cụ điện tử thiết bị điện, máy giặt, lò vi sóng, điện thoại, đầu đọc DVD, thiết bị đa phƣơng tiện, dây chuyền tự động. Vi xử lý / vi điều khiển là môn học hữu ích cho sinh viên khối kỹ thuật nhất là sinh viên ngành điện - điện tử. Mọi sinh viên ngành điện đều cần nắm vững cơ sở lý thuyết để từ đó có thể thiết kế các mạch ứng dụng nhƣ mạch đồng hồ hẹn giờ, mạch đếm sản phẩm, mạch đèn giao thông, mạch quang báo, chống trộm, chống cháy, mạch đo nhiệt độ, robot tự động ... Trên thị trƣờng hiện nay tài liệu về vi xử lý khá nhiều, tuy nhiên lại đề cập đến nhiều mảng nội dung khác nhau, mỗi sách viết một kiểu, điều này gây không ít khó khăn cho sinh viên trong việc tìm kiếm một tài liệu phù hợp. Nhằm giúp sinh viên Khoa Điện - Điện tử của Trƣờng Cao đẳng Giao thông vận tải TP. Hồ Chí Minh có một cuốn tài liệu tham khảo học tập theo sát chƣơng trình và mục tiêu đào tạo của Trƣờng. Đƣợc sự quan tâm của Ban Giám hiệu nhà trƣờng cùng với sự định hƣớng nội dung của Thầy Ths. Nguyễn Ngọc Trung - Trƣởng Khoa Kỹ thuật Điện – Điện tử , nhóm tác giả là các Thầy, Cô khoa KT Điện - Điện tử tiến hành biên soạn cuốn ―Giáo trình Vi xử lý‖ với mong muốn cuốn giáo trình này phần nào giúp các em góp nhặt đƣợc những kiến thức bổ ích trên bƣớc đƣờng học tập và làm việc mai sau Nội dung cuốn giáo trình vi xử lý gồm 8 chƣơng đƣợc giảng dạy trong thời lƣợng 60 tiết với bố cục nhƣ sau: Chƣơng 1 : Mô tả tổng quát một hệ vi xử lý. ( 6 tiết) Chƣơng 2 : Hệ vi điều khiển 8-bit 8051. ( 6 tiết) Chƣơng 3 : Lập trình hợp ngữ trên hệ vi điều khiển 8051. ( 9 tiết) Chƣơng 4 : Bộ vi xử lý 16 bit Intel 8088/8086. ( 9 tiết) Chƣơng 5 : Hệ vi điều khiển 32-bit MC68332. ( 9 tiết) Chƣơng 6 : Lập trình hợp ngữ trên họ vi điều khiển 32-bit MC68332. ( 9 tiết) Chƣơng 7 : Các vi mạch hỗ trợ việc thiết kế hệ thống dựa trên các họ trên. ( 6 tiết) Chƣơng 8 : Thiết kế các hệ thống. ( 6 tiết) Trong quá trình thực hiện cuốn giáo trình vi xử lý nhóm tác giả có sử dụng các tài liệu chuẩn nƣớc ngoài đồng thời tham khảo vài tài liệu từ các trƣờng đại học trong khu vực và cũng nhận đƣợc khá nhiều ý kiến đóng góp từ các đồng nghiệp nhằm giúp giáo trình hoàn thiện hơn. Do Trƣờng vừa chuyển từ hình thức học phần sang học chế tín chỉ, bắt đầu thực hiện từ khóa K2013 cho đối tƣợng sinh viên hệ cao đẳng đòi hỏi tính tự học rất cao, với cách trình bày chi tiết từ cơ bản đến nâng cao một cách có hệ thống, hy vọng cuốn giáo trình vi xử lý này thực sự hữu ích cho các em. Bên cạch đó cuốn giáo trình này cũng là tài liệu chính giúp giáo viên bộ môn giảng dạy theo sát chƣơng trình khung. Tuy nhiên, đây chỉ là lần biên soạn đầu tiên, điều này chắc không tránh khỏi thiếu xót, nhóm tác giả mong đón nhận sự góp ý từ Hội đồng và các Thầy Cô cũng nhƣ bạn đọc gần xa, nhóm tác giả chân thành cảm ơn! TP Hồ Chí Minh, tháng 9 năm 2013 Nhóm tác giả. MỤC LỤC CHƢƠNG 1 : MÔ TẢ TỔNG QUÁT MỘT HỆ VI XỬ LÝ. ( 6 TIẾT) .................................................. 9 1.1 Giới thiệu bộ vi xử lý tổng quát .................................................................................................... 10 1.1.1 Các khái niệm ......................................................................................................................... 10 1.1.2 Lịch sử phát triển ............................................................................. ...