Chương 3 : Các thành phần khác bên trong vi xử lý. Khối giải mã lệnh (Instruction Decoder): Chức năng của khối giải mã lệnh là nhận lệnh từ thanh ghi lệnh, sau đó tiến hành giải mã lệnh rồi đưa tín hiệu điều khiển đến khối điều khiển logic. Các đường dây dẫn: Các khối bên trong của vi xử lý liên hệ với nhau thông qua các đường dây dẫn. Các đường dây dẫn được chia làm ba nhóm chính: đường dữ liệu, đường đòa chỉ và đường điều khiển. - Đường đòa chỉ: trong vi xử lý 8085, đường dữ liệu của nó gồm 16 đường dây dẫn song song để truyền tải các bit đòa chỉ. Số đường đòa chỉ cho ta biết số ô nhớ tối đa mà vi xử lý có khả năng truy xuất được, số ô nhớ được tính bằng công thức 2 n với n là số đường dây dẫn. Vậy với vi xử lý 8085A, khả năng truy xuất ô nhớ tối đa là 65536 ô nhớ. Với nhiệm vụ đònh ra đòa chỉ của thiết bò cần truy xuất nên đường đòa chỉ mang tính một chiều và chỉ có vi xử lý mới có khả năng đưa đòa chỉ lên đường đòa chỉ. - Đường dữ liệu: dùng để kết nối các thanh ghi bên trong vi xử lý với các khối khác bên trong vi xử lý và chuyển dữ liệu ra ngoài. Vi xử lý 8085A có 8 đường dữ liệu. Để các thanh ghi bên trong vừa có khả năng nhận dữ liệu vừa có khả năng xuất dữ liệu thì đường dữ liệu phải có tính chất hai chiều. - Đường điều khiển: bao gồm các tín hiệu điều khiển để bảo đảm sự hoạt động đồng bộ với nhau giữa các khối. Mỗi tín hiệu điều khiển có một chiều nhất đònh. 3. Tập lệnh của vi xử lý: Mỗi vi xử lý có một tập lệnh riêng tùy thuộc vào cấu trúc bên trong của nó. Tập lệnh gồm nhiều lệnh. Lệnh của vi xử lý là dữ liệu ở dạng số nhò phân, với vi xử lý 8085 chiều dài một lệnh là 8 bit. Một lệnh luôn luôn bao gồm hai phần chính: mã lệnh và đòa chỉ, nếu một lệnh mà phần sau của nó là dữ liệu thì phần đòa chỉ đã được hiểu ngầm. Để việc viết chương trình dễ dàng hơn, người ta dùng các từ gọi nhớ để lệnh dễ viết và dễ đọc hơn, việc này làm người viết chương trình có thể nhớ được nhiều lệnh hơn. Tập lệnh của vi xử lý được chia làm 9 nhóm lệnh cơ bản sau: - Nhóm lệnh truyền dữ liệu. - Nhóm lệnh số học và logic. - Nhóm lệnh trao đổi, truyền khối dữ liệu và tìm kiếm. - Nhóm lệnh xoay và dòch. - Nhóm lệnh điều khiển. - Nhóm lệnh về bit. - Nhóm lệnh nhảy. - Nhóm lệnh gọi, trở về và nhóm lệnh bắt đầu. - Nhóm lệnh xuất/nhập. 4. Các kiểu đònh đòa chỉ trong vi xử lý: Trong vi xử lý sử dụng rất nhiều kiểu đònh đòa chỉ, sau đây là một số kiểu đònh đòa chỉ thông dụng. * Kiểu đònh đòa chỉ tức thời: Với kiểu đònh đòa chỉ tức thời thì trong mã lệnh không đề cập tới đòa chỉ mà chỉ đề cập tới dữ liệu, đòa chỉ ở đây đã được hiểu ngầm. * Kiểu đònh đòa chỉ trực tiếp: Trong mã lệnh có chứa đòa chỉ trực tiếp của ô nhớ cần xử lý, vi xử lý 8085A có 16 đường đòa chỉ nên đòa chỉ trực tiếp cũng có độ dài 16 bit. * Kiểu đònh đòa chỉ ngầm: Trong cách đònh đòa chỉ này, vò trí hoặc giá trò của số liệu được hiểu ngầm nhờ mã lệnh. * Kiểu đònh đòa chỉ gián tiếp dùng thanh ghi: Yếu tố thứ hai trong cấu trúc lệnh không phải là đòa chỉ của dữ liệu mà chỉ là dấu hiệu cho biết vò trí, nơi chứa đòa chỉ của số liệu. * Kiểu đònh đòa chỉ trực tiếp bằng thanh ghi: Yếu tố thứ hai của cấu trúc lệnh là ký hiệu của các thanh ghi, dữ liệu xử lý là dữ liệu chư I. SƠ ĐỒ CẤU TRÚC BÊN NGOÀI VÀ CHỨC NĂNG CÁC CHÂN CỦA VI XỬ LÝ 8085: 1. Đặc tính của vi xử lý 8085A : - Nguồn cung cấp: 5 V  10%. - Dòng điện cực đại: I max = 170 mA. - Tần số xung clock chuẩn: 6,134 Mhz. - Độ dài dữ liệu là 8 bit. - Khả năng truy xuất ô nhớ trực tiếp là 64 Kbytes. - Vi xử lý có thể tính số nhò phân, thập phân. - Vi xử lý có 8 đường dữ liệu và 16 đường đòa chỉ. - Các đường điều khiển : RD\, WR\, IO/M\, Clock Out, Reset Out và 4 ngắt. 2. Sơ đồ chân và sơ đồ logic: Hình 1.3 : Sơ đồ chân và sơ đồ logic của 8085A 3. Chức năng các chân: * Chân 1, 2 – X 1 , X 2 (Input): - Chân X 1 , X 2 là hai ngõ vào, đây cũng là nơi đặt thạch anh. Nhiệm vụ của nó là tạo dao động cho các khối bên trong vi xử lý. - Vi xử lý khác nhau có tần số làm việc khác nhau, sau đây là tần số làm việc cực đại của một vài vi xử lý do Intel sản xuất:  6MHz đối với 8085A.  10MHz đối với 8085A-2.  12 MHz đối với 8085A-1. * Chân 3: Reset Out (Output): - Cho biết vi xử lý đang đặt ở trạng thái ban đầu. Ta có thể Ready Hold Intr RST 7.5 RST 6.5 RST 5.5 Trap Reset in X 1 X 2 SID V cc V ss A 8 – A 15 AD 0 – AD 7 ALE S 0 S 1 RD \ WR \ HLDA INTA Reset out Clock out SOD 8085A X 1 X 2 Reset out SOD SID Trap RST 7.5 RST 6.5 RST 5.5 IN TR INTA \ AD 0 AD 1 AD 2 AD 3 AD 4 AD 5 AD 6 AD 7 V ss V cc HOLD HLDA Clock out Reset in READY IO/M \ S 1 RD \ WR \ ALE S 0 A 15 A 14 A 13 A 12 A 11 A 10 A 9 A 8 1 20 21 40 8085A sử dụng tín hiệu từ chân này làm tín hiệu reset cho các vi mạch khác trong hệ thống. - Chân này nếu không sử dụng thì để trống. - Tín hiệu luôn ở mức [0], khi tác động thì lên [1]. * Chân 4: SOD (Output): - SOD (Serial Output Data): đây là ngõ ra dữ liệu nối tiếp, dữ liệu được xuất ra ở chân này tại bit A 7 của thanh ghi A. ngõ ra này được thực hiện bởi lệnh SIM. - Chân này nếu không sử dụng thì để trống. * Chân 5: SID (Input): - SID (Serial Input Data): đây là ngõ vào dữ liệu vào nối tiếp, dữ liệu từ hệ thống khác gửi đến từng bit một khi vi xử lý có lệnh nhận tín hiệu, dữ liệu ở ngõ vào này được nạp vào bit A 7 của thanh ghi A. - Vi xử lý thực hiện công việc này khi nhận lệnh RIM. * Chân 6: TRAP (Input): - Ở chân này, tín hiệu ngắt không ngăn được. Tín hiệu yêu cầu ngắt có bậc ưu tiên cao, không bò ngăn lại bởi chương trình (phần mềm). - Ngõ vào này do hệ thống khác điều khiển. Hình 1.4 : Sơ đồ tác động ngắt của vi xử lý. - Ngõ vào này được kích bởi cạnh lên. - Khi chân TRAP ở mức [1], trạng thái này được lưu vào 1 Hệ thống khác 8085A 6 8085A 6 o Trap VXL Hoặc  bit bên trong vi xử lý, lúc đó chương trình thứ I sẽ ngưng lại khi thực hiện xong và nhảy đến đòa chỉ 0024 H để thực hiện chương trình tại đòa chỉ này cho đến khi gặp lệnh trở về thì mới quay lại chương trình chính. - Ứng dụng của ngắt : Một trong những ứng dụng là quét bàn phím. Khi có một phím tác động, IC quét bàn phím sẽ báo cho vi xử lý tín hiệu ngắt vi xử lý sẽ chuyển sang nhận và xử lý phím đó. Sau khi xử lý xong mới trở về chương trình chính. * Chân 7, 8, 9 – RST 7.5, RST 6.5, RST 5.5: (Input): - RST (Restart Interrupt Request): Tín hiệu ngắt có thể ngăn được. Đây là ba ngõ vào điều khiển vi xử lý. - Ba ngõ vào này được kích bằng cạnh lên hoặc bằng mức, tín hiệu đưa vào chân RST 7.5 có thể là một xung. - Khi gặp tín hiệu ngắt, vi xử lý sẽ thực hiện chương trình tại đòa chỉ được quy đònh quy đònh trước. * Chân RST 7.5 có đòa chỉ chương trình phục vụ ngắt là: 003C. * Chân RST 6.5 có đòa chỉ chương trình phục vụ ngắt là: 0034. * Chân RST 5.5 có đòa chỉ chương trình phục vụ ngắt là: 002C. - Khi đoạn chương trình chính có lệnh cho phép ngắt DI tín hiệu ngắt từ các chân này sẽ không được thực hiện. - Khi đoạn chương trình chính có lệnh cho phép ngắt EI, thì các lệnh ngắt này sẽ được thực hiện kể từ khi gặp lệnh EI trong chương trình chính. - Nếu các chân này không sử dụng thì sẽ nối đất (GND). * Chân 10: INTR (Input): - INTR (Interrupt) : tín hiệu báo ngắt vi xử lý sẽ nhận ra sau khi thi hành xong một chỉ thò. - Khi không sử dụng chân 10 nối GND. * Chân 11: INTA\ (Output): - INTA (Interrupt Acknowledge): Tín hiệu trả lời ngắt. Tín hiệu sẽ báo cho thiết bò yêu cầu ngắt bởi tín hiệu INTA biết rằng vi xử lý đã chấp nhận yêu cầu ngắt và thiết bò yêu cầu ngắt hãy đặt lệnh lên đường dữ liệu (Data Bus). - Chân 10 và 11 thường được liên kết với các IC DMA (dùng trong máy tính). - Khi không sử dụng chân 11 bỏ trống. * Chân 12  19 – AD0  AD7 (Input/Output): - AD (Address Data): đây là các đường đòa chỉ và các đường dữ liệu được tích hợp chung với nhau tạo thành đường dữ liệu – đòa chỉ. - Ở chu kỳ máy T 1 , các ngõ AD này đóng vai trò là các ngõ ra đòa chỉ, ở các chu kỳ sau thì bus này đóng vai trò là các đường dữ liệu. Vi xử lý xuất hay nhập dữ liệu đều thông qua các đường này. - Các đường dữ liệu và đòa chỉ trong bus này có thể được tách ra hẳn bởi một IC chốt (74LS373, 74LS573) được điều khiển bởi chân ALE của vi xử lý. * Chân 20 – V ss : Chân GND của vi xử lý. * Chân 21  28 – A 8  A 15 (Output) Address bus: Các ngõ ra này được dùng để xuất 8 bit đòa chỉ cao. Như vậy, vi xử lý 8085A có 16 đường đòa chỉ và 8 đường dữ liệu. * Chân 29, 33, 34 – S 0 , S 1 , IO/M\ (Output). - Ba ngõ này cho biết trạng thái hoạt động của vi xử lý, trạng thái hoạt động có thể xem ở bảng sau: IO/M\ S 1 S 0 Trạng thái 0 0 1 Viết vào bộ nhớ (Memory Write) 0 1 0 Đọc bộ nhớ (Memory Read) 0 1 1 Xuất dữ liệu ra cổng (Op- Code Fetch) 1 0 1 Xuất dữ liệu ra cổng (I/0 Write) 1 1 0 Đọc dữ liệu từ cổng (I/0 Read) 1 1 1 Interrup Acknowledge * Chân 30 – ALE (Output): - ALE (Address Latch Enable) là chân điều khiển, dùng xác đònh vai trò của đường AD7  AD0. Ngõ này tạo ra một xung ở chu kỳ máy T 1 nhằm xác đònh lúc đó đường AD7  AD0 đóng vai trò là đường đòa chỉ (A 7  A 0 ). - Bình thường thì ALE ở mức [0], ở chu kỳ T 1 thì ALE ở mức [1]. - Chân này dùng làm chân điều khiển cho IC chốt. * Chân 31: WR\ (Output): - WR\ (Write) dùng để xác đònh vi xử lý 8085A đang thực hiện lệnh ghi dữ liệu lên bộ nhớ hay I/O. - Chân WR\ của vi xử lý 8085A thường được nối với các chân WR của các IC khác (bộ nhớ hay I/O). * Chân 32: RD\ (Output): - RD\ (Read): dùng để xác đònh vi xử lý đang thực hiện lệnh đọc dữ liệu từ bộ nhớ hay I/0 và vi xử lý. - Chân RD\ của vi xử lý 8085A thường được nối với các chân RD của các IC khác (bộ nhớ hay I/0). * Chân 35: Ready (Input): - Ready: Tức tín hiệu trả lời cho vi xử lý. Bộ nhớ hay thiết bò ngoại vi I/0 báo cho vi xử lý biết là đã sẵn sàng gửi hoặc nhận dữ liệu. Vi xử lý chưa thể hoàn thành chu kỳ máy nếu Ready có giá trò thấp. - Nếu hết 3 chu kỳ xung clock mà bộ nhớ chưa gửi dữ liệu ra thì chương trình sẽ sai. Do đó để đồng bộ người thiết kế dùng chân Ready này (bình thường Ready ở mức [1]). * Chân 36: Reset In (Input): - Reset In: ngõ vào này dùng để reset vi xử lý. Khi thực hiện reset tín hiệu này phải ở mức logic [0] trong khoảng 3 chu kỳ xung clock. - Khi reset thanh ghi PC = 0000 H nghóa là vi xử lý trở về trạng thái ban đầu. Sau đó vi xử lý sẽ đón lệnh tại đòa chỉ này. - Khi chân Reset In tác động thì chân Reset Out của vi xử lý cũng tác động theo. Nếu các IC khác được nối với chân Reset Out thì khi reset vi xử lý, các IC khác cũng được reset theo. 8085A 36  R C Hình 1.5 : Sơ đồ reset 8085A. * Chân 37: CLK (Output): - CLK (Clock): ngõ ra tín hiệu xung clock để cung cấp cho các thiết bò khác khi có yêu cầu. Tần số của nó bằng tần số ngõ vào chia 2. - Nếu không sử dụng thì chân này để trống. * Chân 38: HLDA (Output): - HLDA (Hold Acknowledge): Tín hiệu ngõ ra cho biết tín hiệu HOLD đã được chấp nhận và vi xử lý sẽ ở trạng thái HOLD ở chu kỳ xung clock tiếp theo. * Chân 39: HOLD (Input): - HOLD: nhận tín hiệu yêu cầu ngưng bộ điều khiển DMA. - Nếu không sử dụng, chân HOLD nối GND. Tóm lại, với chân HOLD và HLDA: khi DMA ngưng thì vi xử lý làm việc và ngược lại vì DMA kết nối thông qua bus. * Chân 40 – V cc : Năng lượng nguồn 5V cung cấp cho vi xử lý hoạt động. . mang tính một chiều và chỉ có vi xử lý mới có khả năng đưa đòa chỉ lên đường đòa chỉ. - Đường dữ liệu: dùng để kết nối các thanh ghi bên trong vi xử lý với các khối khác bên trong vi xử lý và. bên trong vi xử lý. - Vi xử lý khác nhau có tần số làm vi c khác nhau, sau đây là tần số làm vi c cực đại của một vài vi xử lý do Intel sản xuất:  6MHz đối với 8085A.  10MHz đối với 8085A-2. . ngầm. Để vi c vi t chương trình dễ dàng hơn, người ta dùng các từ gọi nhớ để lệnh dễ vi t và dễ đọc hơn, vi c này làm người vi t chương trình có thể nhớ được nhiều lệnh hơn. Tập lệnh của vi xử lý