5/14/2013 1 Chương 5: VI MẠCH ĐIỀU KHIỂN TRONG MÁY VI TÍNH PC Phạm Văn Thành Nội dung I. Vi mạch điều khiển trong máy tính XT/AT II. Vi mạch điều khiển trong máy tính PC hiện đại. 2 5/14/2013 2 Nội dung I. Vi mạch điều khiển trong máy tính XT/AT II. Vi mạch điều khiển trong máy tính PC hiện đại. 3 máy tính XT/AT I . Vi mạch điều khiển trong máy tính XT/AT 1. Vi mạch định thời lập trình được PIT/8253, PIT/8254 2. Vi mạch giao diện ngoại vi lập trình được 8255 3. Vi mạch điều khiển ngắt lập trình được 8259A 4. Vi mạch điều khiển truy nhập bộ nhớ trực tiếp DMAC 8237 4 5/14/2013 3 trong máy tính XT/AT I . Vi mạch điều khiển trong máy tính XT/AT Vi mạch định thời lập trình được (Programmable Interval Timer) PIT/8253, PIT/8254: • Là một vi mạch phụ rất quan trong trong các thế hệ vi xử lý của Intel. • Có thể đáp ứng được các yêu cầu ứng dụng khác nhau trong hệ vi xử lý: đếm thời gian, đếm sự kiện, đếm tần số, tạo ra dãy xung, .v.v. • Có ba bộ đếm 16 bit và một thanh ghi điều khiển (8254). • Các đường A0 và A1 định địa chỉ 3 bộ đếm và thanh ghi điều khiển. 5 trong máy tính XT/AT I. Vi mạch điều khiển trong máy tính XT/AT • Các địa chỉ cổng cứng của vi mạch này trong máy vi tính cá nhân: 040h: bộ đếm 0 041h: bộ đếm 1 042h: bộ đếm 2 043h: Thanh ghi điều khiển: xác định chế độ làm việc cho hệ thống • Nội dung ban đầu của ba bộ đếm đều có thể lập trình từ CPU để thay đổi. • Có thể điều khiển được hoạt động của các bộ đếm bằng tín hiệu từ bên ngoài thông qua chân cổng (gate) để cho phép bắt đầu đếm (gate =1) hay để buộc kết thúc quá trình đếm (gate =0). 6 Vi mạch định thời lập trình được PIT/8253, PIT/8254 5/14/2013 4 trong máy tính XT/AT I. Vi mạch điều khiển trong máy tính XT/AT Sơ đồ khối của 8253/8254: 7 Vi mạch định thời lập trình được PIT/8253, PIT/8254 trong máy tính XT/AT I . Vi mạch điều khiển trong máy tính XT/AT Sơ đồ khối của 8253/8254: 8 Vi mạch định thời lập trình được PIT/8253, PIT/8254 A 1 A 0 Chức năng 0 0 Chọn bộ đếm 0 0 1 Chọn bộ đếm 1 1 0 Chọn bộ đếm 2 1 1 Chọn thanh ghi điều khiển 5/14/2013 5 trong máy tính XT/AT I. Vi mạch điều khiển trong máy tính XT/AT Sơ đồ khối của 8253/8254: 9 Vi mạch định thời lập trình được PIT/8253, PIT/8254 Bảng chức năng theo các cửa vào điều khiển như sau : A1 A0 R W CS 0 0 0 1 0 Đọc ra từ bộ đếm 0 0 1 0 1 0 Đọc ra từ bộ đếm 1 1 0 0 1 0 Đọc ra từ bộ đếm 2 0 0 1 0 0 Nạp vào bộ đếm 0 bằng từ xuất phát 0 1 1 0 0 Nạp vào bộ đếm 1 bằng từ xuất phát 1 0 1 0 0 Nạp vào bộ đếm 2 bằng từ xuất phát 1 1 1 0 0 Ghi vào từ điều khiển x x x x 1 Bus data ở trạng thái ngắt ( R cao ) x x 1 1 0 Bus data ở trạng thái điện trở cao trong máy tính XT/AT I. Vi mạch điều khiển trong máy tính XT/AT a. Khởi động PIT8253/8254 – Vi mạch 8254 dùng thanh ghi điều khiển để định nghĩa chế độ làm việc của ba bộ đếm. – Để khởi động PIT ta phải ghi từ điều khiển CW (control word) vào thanh ghi từ điều khiển. – Dạng thức của thanh ghi từ điều khiển 10 Vi mạch định thời lập trình được PIT/8253, PIT/8254 5/14/2013 6 trong máy tính XT/AT I . Vi mạch điều khiển trong máy tính XT/AT a. Khởi động PIT8253/8254 – Ý nghĩa từng bit: SC1, SC0 (Select counter) chọn bộ đệm, 00: bộ đếm 0 01: bộ đếm 1 10: bộ đếm 2 RW1, RW0 (Read/Write): chế độ đọc/ ghi. 00 lệnh khóa bộ đếm. 01 là chỉ đọc/ghi byte thấp. 10 là chỉ đọc ghi byte cao. 11 là đọc ghi byte thấp, tiếp theo byte cao. 11 Vi mạch định thời lập trình được PIT/8253, PIT/8254 trong máy tính XT/AT I . Vi mạch điều khiển trong máy tính XT/AT a. Khởi động PIT8253/8254 – Ý nghĩa từng bit: M2, M1, M0 (mode): Chế độ làm việc của bộ đếm. 000 là chế độ 0 (tạo yêu cầu ngắt khi đếm hết). 001 là chế độ 1 (đa hài lập trình được). 010 là chế độ 2 (bộ chia tần số cho N). 011 là chế độ 3 (tạo xung vuông). 100 là chế độ 4(tạo xung cho phép mềm). 101 là chế độ 5 (tạo xung cho phép cứng). 12 Vi mạch định thời lập trình được PIT/8253, PIT/8254 5/14/2013 7 trong máy tính XT/AT I . Vi mạch điều khiển trong máy tính XT/AT a. Khởi động PIT8253/8254 – Ý nghĩa từng bit: BCD =D0: o D0 = 0: chế độ đếm nhị phân 16 bít, còn o D0 = 1 : chế độ đếm thập phân 4 chữ số. 13 Vi mạch định thời lập trình được PIT/8253, PIT/8254 trong máy tính XT/AT I. Vi mạch điều khiển trong máy tính XT/AT b. Năm chế độ làm việc của các bộ đếm Chế độ 0: Tạo yêu cầu ngắt khi đếm hết (Interrupt on terminal count): • Phát ra một sường xung lên (thường làm tín hiệu yêu cầu ngắt trong các hệ thống) khi kết thúc đếm:. 14 Vi mạch định thời lập trình được PIT/8253, PIT/8254 • Ví dụ: Chế độ đếm với giá trị ban đầu là 4, bộ đếm sẽ lùi xuống giá trị 0 Chế độ đếm 0 với số đếm là 4 5/14/2013 8 trong máy tính XT/AT I . Vi mạch điều khiển trong máy tính XT/AT b. Năm chế độ làm việc của các bộ đếm Chế độ 0: Tạo yêu cầu ngắt khi đếm hết (Interrupt on terminal count): • Ví dụ: – Việc nạp thanh ghi bộ đếm sẽ là: nạp byte đầu tiên (byte thấp) sẽ làm ngừng việc đếm hiện tại, nạp byte thứ 2 sẽ khởi phát quá trình đếm mới. 15 Vi mạch định thời lập trình được PIT/8253, PIT/8254 Chế độ đếm 0 với số đếm là 4 trong máy tính XT/AT I. Vi mạch điều khiển trong máy tính XT/AT b. Năm chế độ làm việc của các bộ đếm Chế độ 1 (progammable monoflop): phát ra một xung đơn với thời gian tồn tại xung biến đổi được • Lối ra out chuyển xuống mức thấp khi bắt đầu đém và duy trì trạng thái này cho đến khi kết thúc đếm sẽ nhảy lên mức cao 16 Vi mạch định thời lập trình được PIT/8253, PIT/8254 Chế độ đếm 1 với số đếm là 4 5/14/2013 9 trong máy tính XT/AT I. Vi mạch điều khiển trong máy tính XT/AT b. Năm chế độ làm việc của các bộ đếm Chế độ 1 (progammable monoflop): • Cho phép tạo ra xung đơn với độ rộng biến đổi tùy theo giá trị nạp ban đầu • Tín hiệu Gate có tác dụng kích hoạt bộ đếm hoạt động, và vì vậy bộ đếm có thể làm việc nhiều lần tùy theo số xung Gate. 17 Vi mạch định thời lập trình được PIT/8253, PIT/8254 trong máy tính XT/AT I . Vi mạch điều khiển trong máy tính XT/AT b. Năm chế độ làm việc của các bộ đếm Chế độ 2 (Rate generator): phát ra các sóng tỉ lệ • Các xung nhịp đưa vào bộ đếm được chia bởi giá trị nạp trong thanh ghi bộ đếm. • Lối ra sẽ xuống mức tháp trong một chu kỳ khi số đếm đạt giá trị 0 và sau đó nâng lên mức cao trong một chu kỳ xung nhịp. 18 Vi mạch định thời lập trình được PIT/8253, PIT/8254 Chế độ đếm 2 với số đếm là 4 Ví dụ:  Giá trị được nạp vào bộ đếm là 4  Lối ra cao trong 3 chu kỳ và thấp trong 1 chu kỳ 5/14/2013 10 trong máy tính XT/AT I . Vi mạch điều khiển trong máy tính XT/AT b. Năm chế độ làm việc của các bộ đếm Chế độ 3 (Square-Wave Generator): phát ra các sóng hình vuông • Tương tự như chế độ 2 nhưng xung ngõ ra là sóng vuông khi giá trị đếm chẵn và sẽ thêm một chu kỳ ở mức cao khi giá trị đếm lẻ. 19 Vi mạch định thời lập trình được PIT/8253, PIT/8254 Chế độ đếm 3 với số đếm là 4 trong máy tính XT/AT I . Vi mạch điều khiển trong máy tính XT/AT b. Năm chế độ làm việc của các bộ đếm Chế độ 4 (Software-triggered Pulse): tạo các xung bằng phần mềm • Giống như chế độ 2 nhưng xung Gate không khởi động quá trình đếm mà sẽ đếm ngay khi số đếm ban đầu được nạp. • Ngõ ra ở mức cao để đếm và xuống mức thấp trong chu kỳ xung đếm. Sau đó, ngõ ra sẽ trở lại mức cao. 20 Vi mạch định thời lập trình được PIT/8253, PIT/8254 [...]... phân (hexa) 90(h) 29 I Vi mạch điều khiển trong máy tính XT/AT 1 Vi mạch định thời lập trình được PIT/8253, PIT/8254 2 Vi mạch giao diện ngoại vi lập trình được 8255 3 Vi mạch điều khiển ngắt lập trình được 8259A 4 Vi mạch điều khiển truy nhập bộ nhớ trực tiếp DMAC 8237 30 15 5/14/2013 I Vi mạch điều khiển trong máy tính XT/AT a Nguyên tắc hoạt động ngắt trong máy tính Vi mạch điều khiển ngắt lập trình... máy vi tính cá nhân iii CS (chip select): Chọn vi mạch, tương tự như các vi mạch ngoại vi khác tín hiệu này được điều khiển bởi bộ giải mã địa chỉ và tín hiệu IO/M iv READY: Tín hiệu sẵn sàng, dùng để đợi các thiết bị ngoại vi khác chậm hơn ii 44 22 5/14/2013 Nội dung Vi mạch điều khiển trong máy tính XT/AT II Vi mạch điều khiển trong máy tính PC hiện đại I 45 II Vi mạch điều khiển trong máy tính PC. .. 5/14/2013 II Vi mạch điều khiển trong máy tính PC hiện đại 1 Vi mạch tổng hợp cho Pentium 2 Vi mạch tổng hợp cho Pentium II và Pentium III 3 Vi mạch tổng hợp Intel 810 4 Vi mạch tổng hợp Super I/O 67 Vi mạch tổng hợp Super I/O II Vi mạch điều khiển trong máy tính PC hiện đại • Hệ thống máy tính vẫn cần một vi mạch tổng hợp đặc biệt để nối máy tính với các thiết bị bên ngoài tương thích với cấu trúc IBM /PC cổ... trị ban đầu 21 I Vi mạch điều khiển trong máy tính XT/AT 1 Vi mạch định thời lập trình được PIT/8253, PIT/8254 2 Vi mạch giao diện ngoại vi lập trình được 8255 3 Vi mạch điều khiển ngắt lập trình được 8259A 4 Vi mạch điều khiển truy nhập bộ nhớ trực tiếp DMAC 8237 22 11 5/14/2013 Vi mạch giao diện ngoại vi lập trình được 8255 I Vi mạch điều khiển trong máy tính XT/AT a Cấu tạo • Vi mạch 8255 có 3 cổng... vào/ra PCI hơn Quản lý được ít khe cắm SIMM/DIMM hơn 52 26 5/14/2013 II Vi mạch điều khiển trong máy tính PC hiện đại 1 Vi mạch tổng hợp cho Pentium 2 Vi mạch tổng hợp cho Pentium II và Pentium III 3 Vi mạch tổng hợp Intel 810 4 Vi mạch tổng hợp Super I/O 53 Vi mạch tổng hợp cho Pentium II và Pentium III II Vi mạch điều khiển trong máy tính PC hiện đại • Thế hệ vi mạch tổng hợp 440/450 được đi kèm các vi. .. một vi mạch 8259A trong chế độ tớ để tăng thêm số yêu cầu ngắt • Đầu ra INTR của vi mạch tớ được nối với đầu yêu cầu ngắt 2 của vi mạch chủ • Địa chỉ cổng phần cứng của từng vi mạch như sau: Vi mạch 8259A chủ: 20H, 21H Vi mạch 8259A tớ: A0H, A1H b 39 I Vi mạch điều khiển trong máy tính XT/AT 1 Vi mạch định thời lập trình được PIT/8253, PIT/8254 2 Vi mạch giao diện ngoại vi lập trình được 8255 3 Vi mạch. .. v.v với CPU, và điều khiển quá trình trao đổ dữ liệu giữa chúng 57 Vi mạch tổng hợp Intel 810 II Vi mạch điều khiển trong máy tính PC hiện đại • Sơ đồ khối chức năng và sự kết nối giữa các chipset với các giao diện khác 58 29 5/14/2013 Vi mạch tổng hợp Intel 810 II Vi mạch điều khiển trong máy tính PC hiện đại • Đặc điểm của vi mạch tổng hợp 810 – Là vi mạch đầu tiên được thiết kế cho vi xử lý Celeron... chỉ tương ứng của bộ vi xử lý • Các đường dây địa chỉ được kết mạch về địa chỉ 60H và cùng với tín hiệu IO/M được dùng để điều khiển tín hiệu /CS (chip select) của vi mạch 8255 23 Vi mạch giao diện ngoại vi lập trình được 8255 I Vi mạch điều khiển trong máy tính XT/AT a Cấu tạo • Sơ đồ khối của 82 55: 24 12 5/14/2013 I Vi mạch điều khiển trong máy tính XT/AT Vi mạch giao diện ngoại vi lập trình được 8255... đưa về 0 i 42 21 5/14/2013 I Vi mạch điều khiển trong máy tính XT/AT • Cấu tạo của vi mạch DMAC 8237A-5 của Intel Vi mạch điều khiển truy nhập bộ nhớ trực tiếp DMAC 8237 43 Vi mạch điều khiển truy nhập bộ nhớ trực tiếp DMAC 8237 I Vi mạch điều khiển trong máy tính XT/AT • Chức năng: i EOP (end of process): là tín hiệu hai chiều, • • Khi là đầu vào được dùng để buộc vi mạch DMAC chấm dứt quá trình truy... các nhu cầu công vi c của mình thông qua các thiết bị phần cứng (ngắt cứng) hoặc qua các phần mềm (ngắt mềm) • Một vi mạch bên trong máy tính chiệu trách nhiệm tiếp nhận, điều khiển tín hiệu ngắt này được gọi là vi mạch điều khiển ngắt lập trình được 8259A 31 Vi mạch điều khiển ngắt lập trình được 8259A I Vi mạch điều khiển trong máy tính XT/AT a Nguyên tắc hoạt động ngắt trong máy tính • Nguyên tắc . 5/14/2013 1 Chương 5: VI MẠCH ĐIỀU KHIỂN TRONG MÁY VI TÍNH PC Phạm Văn Thành Nội dung I. Vi mạch điều khiển trong máy tính XT/AT II. Vi mạch điều khiển trong máy tính PC hiện đại. 2 5/14/2013 2 Nội. đại. 2 5/14/2013 2 Nội dung I. Vi mạch điều khiển trong máy tính XT/AT II. Vi mạch điều khiển trong máy tính PC hiện đại. 3 máy tính XT/AT I . Vi mạch điều khiển trong máy tính XT/AT 1. Vi mạch định thời. địa chỉ 3 bộ đếm và thanh ghi điều khiển. 5 trong máy tính XT/AT I. Vi mạch điều khiển trong máy tính XT/AT • Các địa chỉ cổng cứng của vi mạch này trong máy vi tính cá nhân: 040h: bộ đếm 0 041h: