Chương 4: Khối giải mã lệnh và khối điều khiển logic 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. d. Các đường bus: Các khối bên trong Vi xử lý liên hệ với nhau thông qua tập hợp các đường dây để truyền dữ liệu gọi là bus hệ thống. Chúng được chia ra làm ba loại: - Bus đòa chỉ : có nhiệm vụ đònh ra đòa chỉ của thiết bò cần truy xuất nên mang tính một chiều, chỉ có Vi xử lý mới đưa dữ liệu lên bus đòa chỉ. - Bus dữ liệu : dùng để kết nối các thanh ghi bên trong Vi xử lý và ALU, tất cả dữ liệu di chuyển bên trong Vi xử lý từ khối này đến khối khác đều thông qua bus dữ liệu, do đó bus dữ liệu mang tính hai chiều. Khi Vi xử lý cần truy xuất dữ liệu từ bộ nhớ hay các thiết bò I/O bên ngoài thì bus dữ liệu bên trong phải được nối với bus dữ liệu bên ngoài. - Bus điều khiển : gồm các tín hiệu điều khiển để đảm bảo sự hoạt động đồng bộ giữa các khối, mỗi tín hiệu điều khiển có một chiều nhất đònh. Khi hoạt động, Vi xử lý đưa các tín hiệu điều khiển tới các khối khác trong hệ thống, đồng thời Vi xử lý cũng nhận tín hiệu từ các khối khác gởi về. Điều này không có nghóa bus điều khiển là hai chiều vì Vi xử lý gởi tín hiệu đi hay nhận tín hiệu về trên các đường tín hiệu khác nhau bên trong bus điều khiển. 4. Tập lệnh (Instructions) của Vi xử lý: Mỗi loại Vi xử lý có tập lệnh riêng, số lượng lệnh cũng tùy thuộc vào từng loại Vi xử lý. Tập lệnh của Vi xử lý có thể được chia làm các nhóm 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. - Nhóm lệnh xuất, nhập. Mỗi lệnh của Vi xử lý là dữ liệu ở dạng số nhò phân. Khi Vi xử lý nhận được một lệnh thì từ dữ liệu nhò phân này yêu cầu Vi xử lý thực hiện công việc mà lệnh yêu cầu. Chiều dài của một lệnh bằng với chiều dài từ dữ liệu của Vi xử lý. Mỗi lệnh mà Vi xử lý thực hiện gồm hai yếu tố: - Mã công tác: cho biết thao tác mà Vi xử lý phải thực hiện. - Toán hạng: được viết theo sau mã công tác, cho biết vò trí dữ liệu cần phải xử lý. Có nhiều cách để chỉ vò trí của số liệu: - Đònh đòa chỉ trực tiếp bằng thanh ghi: toán hạng là ký hiệu của các thanh ghi và dữ liệu cần xử lý chính là nội dung chứa trong thanh ghi đó. - Đònh đòa chỉ gián tiếp bằng thanh ghi: toán hạng không phải là đòa chỉ của số liệu mà chỉ là dấu hiệu cho biết nơi chứa dữ liệu. - Đònh đòa chỉ trực tiếp: toán hạng là đòa chỉ của dữ liệu cần được xử lý. - Đònh đòa chỉ tức thời: toán hạng chính là dữ liệu cần được xử lý. - Đònh đòa chỉ ngầm đònh: vò trí hoặc giá trò của dữ liệu cần được xử lý được hiểu ngầm nhờ mã công tác. Vi xử lý 8085A I. Giới thiệu: Vi xử lý 8085A được hãng Intel chế tạo vào năm 1974. Đây là một Vi xử lý 8 bit, có chiều dài từ dữ liệu là 8 bit, chiều dài từ đòa chỉ là 16 bit. 1. Đặc tính: - Nguồn cung cấp : 5V  10%. - Dòng điện cực đại: I max = 170mA. - Tần số xung clock chuẩn 6MHz. - Mạch tạo xung clock được tích hợp, có thể dùng thạch anh, RC hay RC bên ngoài. - Có 5 yêu cầu ngắt: Trong đó có một yêu cầu ngắt không che được (NMI - Non Maskable Interrupt) và một tương thích với 8080A. - Có cổng Input/Output nối tiếp. - Phần mềm tương thích 100% với 8080A. 2. Sơ đồ chân và sơ đồ logic: 8085A Ready Hold Intr RST 7.5 RST 6.5 RST 5.5 Trap Reset In X 1 X 2 SID Vcc Vss A 15 - A 8 AD 7 - AD 0 ALE S 0 S 1 RD\ WR\ HLDA INTA Reset Out SOD 8085A X 1 X 2 Reset Out SOD SID Trap RST 7.5 RST 6.5 RST 5.5 INTR INTA\ AD 0 AD 1 AD 2 AD 3 AD 4 AD 5 AD 6 AD 7 Vss Vcc HOLD HLDA CLK 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 Sơ đồ chân A 8 A 15 - Address bus (output) Byte cao của đòa chỉ ô nhớ 16 bit hoặc đòa chỉ cổng 8 bit, có cấu tạo ngõ ra 3 trạng thái. Trạng thái Hi-Z ở chế độ HOLD, HALT và trong lúc RESET. AD 0 AD 7 - Address/Data bus (input/output) Bus đòa chỉ/dữ liệu, làm việc theo phương pháp đa lộ thời gian: Ở chu kỳ đồng hồ đầu tiên là byte thấp của đòa chỉ ô nhớ hoặc khối xuất nhập, ở hai chu kỳ tiếp theo là dữ liệu, cấu tạo ngõ ra 3 trạng thái. Trạng thái Hi-Z ở chế độ HOLD, HALT và trong lúc RESET. ALE - Address Latch Enable (output) Ở chu kỳ đầu tiên của xung đồng hồ, ALE = [1] cho biết AD 0 AD 7 là bus đòa chỉ. Address A 15 - A 8 Address A 15 - A 8 A 7 - A 0 A 7 - A 0 Data D 7 - D 0 Data D 7 - D 0 T 1 T 2 T 3 T 1 T 2 T 3 xung clock A 15 - A 8 A D 7 - AD 0 ALE RD \ WR \ T T T T T T Phương pháp đa lộ thời gian Vi xử lý và chốt đòa chỉ RD\ - Read control (output) Tác động mức thấp cho biết dữ liệu đang được đọc từ bộ nhớ hoặc cổng. Cấu tạo ngõ ra 3 trạng thái. Trạng thái Hi-Z ở chế độ HOLD, HALT và trong lúc RESET. Bus đòa chỉ Chốt S 0 S 1 HLDA HOLD 8085A RESET RDY CLK INTA ALE RD WR IO/M\ OUT AD 7 - AD 0 A 15 - A 8 RESET IN Bus điều khiển Bus dữ liệu Tín hiệu ngắt Chu kỳ viết Chu kỳ đọc WR\ - Write control (output) Tác động mức thấp cho biết dữ liệu đang được viết vào bộ nhớ hoặc cổng. Cấu tạo ngõ ra 3 trạng thái. Trạng thái Hi-Z ở chế độ HOLD, HALT và trong lúc RESET. READY (input) Mức cao trong chu kỳ đọc hoặc viết cho biết bộ nhớ hoặc thiết bò ngoại vi đã sẵn sàng gởi hoặc nhận dữ liệu, Vi xử lý sẽ đợi nếu ngõ này ở mức thấp. S 0 , S 1 , IO/M\ - status (output) Ba ngõ ra cho biết trạng thái hoạt động của Vi xử lý. IO/ M\ S 1 S 0 Trạng thái 0 0 1 Viết vào bộ nhớ 0 1 0 Đọc vào bộ nhớ 1 0 1 Viết ra cổng 1 1 0 Đọc từ cổng 0 1 1 Nhận lệnh 1 1 1 Nhận lệnh 1 1 1 Nhận yêu cầu ngắt * 0 0 HALT * x x HOLD * trạng thái Hi-Z x không xác đònh * x x RESET HLDA - Hold Acknowledge (output) Tín hiệu ra cho biết Vi xử lý chấp nhận quyền sử dụng bus đòa chỉ và bus dữ liệu ở chu kỳ kế tiếp, ngõ này trở về mức thấp khi không còn yêu cầu HOLD. INTR - Interrupt Request (input) Được dùng cho các yêu cầu ngắt công dụng chung, Vi xử lý sẽ nhận ra sau khi thực hiện xong một chỉ thò, ngắt này có thể được che bằng phần mềm và không có hiệu lực trong lúc RESET hoặc trong khi Vi xử lý đang thi hành một chương trình phục vụ ngắt. INTA - Interrupt Acknowledge (output) Ngõ ra mức thấp cho biết Vi xử lý chấp thuận yêu cầu ngắt. RST 5.5, RST 6.5, RST 7.5 - Restart Interrupt (input) Ba yêu cầu ngắt có mức độ ưu tiên cao hơn INTR, được điều khiển bởi lệnh SIM. TRAP (input) Yêu cầu ngắt có mức độ ưu tiên cao nhất và không che được bằng phần mềm. Tên Mức ưu tiên Đòa chỉ ngắt (1) Tín hiệu tác động TRAP 1 24h Cạnh lên và mức cao RST 7.5 2 3Ch Cạnh lên RST 6.5 3 34h Mức cao RST 5.5 4 2Ch Mức cao INTR 5 (2) Mức cao (1) Vi xử lý cất PC vào ngăn xếp trước khi nhảy đến đòa chỉ ngắt. (2) Phụ thuộc vào đòa chỉ gọi ngắt. INT0 INT1 INT2 INT3 INT4 INT5 INT6 INT7 Đệm ba trạng thái 1 1 1 INTR\ INTA Vi xử lý 1 1 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 A 8 A 15 AD 0 AD 7 74148 Các ngắt được gọi bằng lệnh RST INTERR UPT INT RESTART D 7 D 6 D 5 D 4 D 3 D 2 D 1 D 0 Đòa chỉ bộ nhớ (Hex) 0 1 1 0 0 0 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 0 0 1 1 1 1 0 0 0 8 2 1 1 0 1 0 1 1 1 0 0 1 0 3 1 1 0 1 1 1 1 1 0 0 1 8 4 1 1 1 0 0 1 1 1 0 0 2 0 5 1 1 1 0 1 1 1 1 0 0 2 8 6 1 1 1 1 0 1 1 1 0 0 3 0 7 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 3 8 RESET IN\ (input) Mức thấp đặt lại bộ đếm chương trình về 0000 H , xóa FF cho phép ngắt và HLDA. Bus đòa chỉ, bus dữ liệu và bus điều khiển ở trạng thái Hi-Z trong lúc RESET. [...]... bộ hệ thống, ngõ ra tương thích TTL X1, X2 (input) Ngõ đặt thạch anh, RC hoặc LC để tạo xung đồng hồ, X1 còn là ngõ vào của tín hiệu đồng hồ từ mạch bên ngoài CLK - Clock (output) Ngõ ra xung đồng hồ có tần số bằng phân nửa tín hiệu tại X 1 SID - Serial Input Data line (input) Ngõ vào dữ liệu nối tiếp nạp vào bit 7 của bộ tích lũy khi có lệnh RIM SOD - Serial Output Data line (output) Ngõ ra dữ liệu. .. Data line (output) Ngõ ra dữ liệu nối tiếp được xác đònh bởi lệnh SIM Vcc Nguồn nuôi +5V Vss Mass Cấu tạo 8085A: Cấu tạo bên trong của Vi xử lý 8085A có đầy đủ tất cả các khối của một Vi xử lý 8 bit đã được giới thiệu, nhưng có một số điểm khác biệt được thể hiện qua sơ đồ khối sau: INTR INTA\ RST 7.5 RST 6.5 RST 5.5 TRAP SID INTERRUPT CONTROL SOD SERIAL I/O CONTROL 8 BIT INTERNAL DATA BU S ACCUMULATOR . lệnh của Vi xử lý là dữ liệu ở dạng số nhò phân. Khi Vi xử lý nhận được một lệnh thì từ dữ liệu nhò phân này yêu cầu Vi xử lý thực hiện công vi c mà lệnh. dữ liệu của Vi xử lý. Mỗi lệnh mà Vi xử lý thực hiện gồm hai yếu tố: - Mã công tác: cho biết thao tác mà Vi xử lý phải thực hiện. - Toán hạng: được vi t