Bài giảng Kỹ thuật vi xử lý

Mục lụcChương I. Tổng quan về vi xử lý và hệ vi xử lý . 6I.1 Giới thiệu về vi xử lý . 6I.2 Hệ vi xử lý . 7I.3 Các đặc điểm cấu trúc của vi xử lý . 9I.3.1 Cấu trúc căn bản . 9I.3.2 Kiến trúc RISC và CISC . 11I.3.3 Các đặc điểm . 12I.4 Lịch sử phát triển và phân loại các bộ vi xử lý . 12I.4.1 Giai đoạn 1971-1973 . 12I.4.2 Giai đoạn 1974-1977 . 13I.4.3 Giai đoạn 1978-1982 . 13I.4.4 Giai đoạn 1983-1999 . 13I.4.5 Giai đoạn 2000-2006 . 14I.4.6 Giai đoạn 2007-nay . 15Chương II. Bộ vi xử lý Intel 8086 . 16II.1 Cấu trúc bên trong của 8086/8088 . 16II.1.1 Sơ đồ khối . 16II.1.2 Các đơn vị chức năng: BIU, EU, các thanh ghi và buýt trong . 17II.1.3 Phân đoạn bộ nhớ của 8086/8088 . 20II.2 Bộ đồng xử lý toán học 8087 . 21II.3 Tập lệnh của 8086/8088 . 22II.3.1 Khái niệm lệnh, mã hoá lệnh và quá trình thực hiện lệnh . 22II.3.2 Các chế độ địa chỉ của 8086/8088 . 23II.3.3 Tập lệnh của 8086/8088 . 27II.4 Ngắt và xử lý ngắt trong 8086/8088 . 33II.4.1 Sự cần thiết phải ngắt CPU . 33II.4.2 Các loại ngắt trong hệ 8088 . 33II.4.3 Đáp ứng của CPU khi có yêu cầu ngắt . 34II.4.4 Xử lý ưu tiên khi ngắt . 36Chương III. Lập trình hợp ngữ với 8086/8088 . 37III.1 Giới thiệu khung của chương trình hợp ngữ . 37III.1.1 Cú pháp của chương trình hợp ngữ . 37III.1.2 Dữ liệu cho chương trình . 38III.2 Cách tạo và chạy chương trình hợp ngữ. 48III.3 Các cấu trúc lập trình cơ bản . 49III.4 Giới thiệu một số chương trình cụ thể . 55III.4.1 Ví dụ 1 . 56III.4.2 Ví dụ 2 . 56III.4.3 Ví dụ 3 . 58III.4.4 Ví dụ 4 . 60III.4.5 Ví dụ 5 . 61Chương IV. Phối ghép vi xử lý với bộ nhớ và các thiết bị vào/ra . 62IV.1 Các tín hiệu của vi xử lý và các mạch phụ trợ . 62IV.1.1 Các tín hiệu của 8086/8088. 62IV.1.2 Phân kênh để tách thông tin và việc đệm cho các buýt . 66IV.1.3 Mạch tạo xung nhịp 8284. . 67IV.1.4 Mạch điều khiển buýt 8288 . 68 IV.1.5 Biểu đồ thời gian của các lệnh ghi/đọc . 70IV.2 Phối ghép vi xử lý với bộ nhớ . 72IV.2.1 Giới thiệu bộ nhớ . 72IV.2.2 Giải mã địa chỉ cho bộ nhớ . 74IV.3 Phối ghép vi xử lý với thiết bị vào ra . 79IV.3.1 Giới thiệu về thiết bị vào/ra. 79IV.3.2 Giải mã địa chỉ thiết bị vào ra . 80IV.4 Giới thiệu một số vi mạch hỗ trợ vào ra . 82IV.4.1 Ghép nối song song dùng 8255A . 83IV.4.2 Truyền thông nối tiếp dùng 8251 . 87Chương V. Tổng quan về các phương pháp vào ra dữ liệu . 94V.1 Giới thiệu . 94V.2 Vào/ra bằng phương pháp thăm dò . 95V.3 Vào/ra bằng ngắt . 96V.3.1 Giới thiệu. 96V.3.2 Bộ xử lý ngắt ưu tiên 8259 . 96V.4 Vào/ra bằng truy nhập trực tiếp bộ nhớ (Direct memory Access) . 107V.4.1 Khái niệm về phương pháp truy nhập trực tiếp vào bộ nhớ . 107V.4.2 Các phương pháp trao đổi dữ liệu . 109V.4.3 Bộ điều khiển truy nhập trực tiếp vào bộ nhớ Intel 8237A . 110Chương VI. Các bộ vi điều khiển . 121VI.1 Giới thiệu về vi điều khiển và các hệ nhúng . 121VI.1.1 Giới thiệu. 121VI.1.2 Các kiểu vi điều khiển . 121VI.2 Họ vi điều khiển Intel 8051 . 122VI.2.1 Sơ đồ khối . 123VI.2.2 Các thanh ghi . 124VI.2.3 Tập lệnh . 125VI.3 Giới thiệu một số ứng dụng tiêu biểu của vi điều khiển . 125VI.3.1 Chuyển đổi số tương tự (D/A) . 126VI.3.2 Chuyến đổi tương tự số (A/D) . 127Chương VII. Giới thiệu một số vi xử lý tiên tiến . 129VII.1 Các vi xử lý tiên tiến dựa trên kiến trúc Intel IA-32 . 129VII.1.1 Giới thiệu IA-32 . 129VII.1.2 Các vi xử lý hỗ trợ IA-32 . 131VII.2 Các vi xử lý tiên tiến dựa trên kiến trúc Intel IA-64 . 132VII.3 Các vi xử lý tiên tiến của Sun Microsystems . 134Tài liệu tham khảo . 136

Mục lục

Chương I. Tổng quan về vi xử lý và hệ vi xử lý . 6

I.1 Giới thiệu về vi xử lý . 6

I.2 Hệ vi xử lý . 7

I.3 Các đặc điểm cấu trúc của vi xử lý . 9

I.3.1 Cấu trúc căn bản . 9

I.3.2 Kiến trúc RISC và CISC . 11

I.3.3 Các đặc điểm . 12

I.4 Lịch sử phát triển và phân loại các bộ vi xử lý . 12

I.4.1 Giai đoạn 1971-1973 . 12

I.4.2 Giai đoạn 1974-1977 . 13

I.4.3 Giai đoạn 1978-1982 . 13

I.4.4 Giai đoạn 1983-1999 . 13

I.4.5 Giai đoạn 2000-2006 . 14

I.4.6 Giai đoạn 2007-nay . 15

Chương II. Bộ vi xử lý Intel 8086 . 16

II.1 Cấu trúc bên trong của 8086/8088 . 16

II.1.1 Sơ đồ khối . 16

II.1.2 Các đơn vị chức năng: BIU, EU, các thanh ghi và buýt trong . 17

II.1.3 Phân đoạn bộ nhớ của 8086/8088 . 20

II.2 Bộ đồng xử lý toán học 8087 . 21

II.3 Tập lệnh của 8086/8088 . 22

II.3.1 Khái niệm lệnh, mã hoá lệnh và quá trình thực hiện lệnh . 22

II.3.2 Các chế độ địa chỉ của 8086/8088 . 23

II.3.3 Tập lệnh của 8086/8088 . 27

II.4 Ngắt và xử lý ngắt trong 8086/8088 . 33

II.4.1 Sự cần thiết phải ngắt CPU . 33

II.4.2 Các loại ngắt trong hệ 8088 . 33

II.4.3 Đáp ứng của CPU khi có yêu cầu ngắt . 34

II.4.4 Xử lý ưu tiên khi ngắt . 36

Chương III. Lập trình hợp ngữ với 8086/8088 . 37

III.1 Giới thiệu khung của chương trình hợp ngữ . 37

III.1.1 Cú pháp của chương trình hợp ngữ . 37

III.1.2 Dữ liệu cho chương trình . 38

III.2 Cách tạo và chạy chương trình hợp ngữ. 48

III.3 Các cấu trúc lập trình cơ bản . 49

III.4 Giới thiệu một số chương trình cụ thể . 55

III.4.1 Ví dụ 1 . 56

III.4.2 Ví dụ 2 . 56

III.4.3 Ví dụ 3 . 58

III.4.4 Ví dụ 4 . 60

III.4.5 Ví dụ 5 . 61

Chương IV. Phối ghép vi xử lý với bộ nhớ và các thiết bị vào/ra . 62

IV.1 Các tín hiệu của vi xử lý và các mạch phụ trợ . 62

IV.1.1 Các tín hiệu của 8086/8088. 62

IV.1.2 Phân kênh để tách thông tin và việc đệm cho các buýt . 66

IV.1.3 Mạch tạo xung nhịp 8284. . 67

IV.1.4 Mạch điều khiển buýt 8288 . 68

IV.1.5 Biểu đồ thời gian của các lệnh ghi/đọc . 70

IV.2 Phối ghép vi xử lý với bộ nhớ . 72

IV.2.1 Giới thiệu bộ nhớ . 72

IV.2.2 Giải mã địa chỉ cho bộ nhớ . 74

IV.3 Phối ghép vi xử lý với thiết bị vào ra . 79

IV.3.1 Giới thiệu về thiết bị vào/ra. 79

IV.3.2 Giải mã địa chỉ thiết bị vào ra . 80

IV.4 Giới thiệu một số vi mạch hỗ trợ vào ra . 82

IV.4.1 Ghép nối song song dùng 8255A . 83

IV.4.2 Truyền thông nối tiếp dùng 8251 . 87

Chương V. Tổng quan về các phương pháp vào ra dữ liệu . 94

V.1 Giới thiệu . 94

V.2 Vào/ra bằng phương pháp thăm dò . 95

V.3 Vào/ra bằng ngắt . 96

V.3.1 Giới thiệu. 96

V.3.2 Bộ xử lý ngắt ưu tiên 8259 . 96

V.4 Vào/ra bằng truy nhập trực tiếp bộ nhớ (Direct memory Access) . 107

V.4.1 Khái niệm về phương pháp truy nhập trực tiếp vào bộ nhớ . 107

V.4.2 Các phương pháp trao đổi dữ liệu . 109

V.4.3 Bộ điều khiển truy nhập trực tiếp vào bộ nhớ Intel 8237A . 110

Chương VI. Các bộ vi điều khiển . 121

VI.1 Giới thiệu về vi điều khiển và các hệ nhúng . 121

VI.1.1 Giới thiệu. 121

VI.1.2 Các kiểu vi điều khiển . 121

VI.2 Họ vi điều khiển Intel 8051 . 122

VI.2.1 Sơ đồ khối . 123

VI.2.2 Các thanh ghi . 124

VI.2.3 Tập lệnh . 125

VI.3 Giới thiệu một số ứng dụng tiêu biểu của vi điều khiển . 125

VI.3.1 Chuyển đổi số tương tự (D/A) . 126

VI.3.2 Chuyến đổi tương tự số (A/D) . 127

Chương VII. Giới thiệu một số vi xử lý tiên tiến . 129

VII.1 Các vi xử lý tiên tiến dựa trên kiến trúc Intel IA-32 . 129

VII.1.1 Giới thiệu IA-32 . 129

VII.1.2 Các vi xử lý hỗ trợ IA-32 . 131

VII.2 Các vi xử lý tiên tiến dựa trên kiến trúc Intel IA-64 . 132

VII.3 Các vi xử lý tiên tiến của Sun Microsystems . 134

Tài liệu tham khảo . 136