Bài giảng Kỹ thuật Vi xử lý
Ngành Điện tử-Viễn thông
Đại học Bách khoa Đà Nẵng
của Hồ Viết Việt, Khoa ĐTVT
Tài liệu tham khảo
[1] Kỹ thuật vi xử lý, Văn Thế Minh, NXB Giáo dục, 1997
[2] Kỹ thuật vi xử lý và Lập trình Assembly cho hệ vi xử
lý, Đỗ Xuân Tiến, NXB Khoa học & kỹ thuật, 2001
Chương 6
Các kiểu I/O
6.1 Thăm dò (Polling)
6.2 I/O điều khiển bằng ngắt (Interrupt)
-
6.3 DMA (Direct Memory Access)
Thăm dò
5V
A19
A18
:
A0
D7
D6
D5
D4
8088
Minimum
Mode
D3
D2
D1
D0
A0
B0
A1
B1
A2
B2
A3
B3
A4
B4
74LS245 B5
A5
A6
B6
A7
B7
E
IOR
IOW
DIR
mov
L1: in
cmp
je
A A A A A A A A A A A A A A A A IOR
1111119876543210
543210
dx, F000
al, dx
al, FF
L1
:
:
5V
A19
A18
:
A0
8088
Minimum
Mode
D7
D6
D5
D4
D3
D2
D1
D0
The Circuit
A0
B0
A1
B1
A2
B2
A3
B3
A4
B4
74LS245 B5
A5
A6
B6
A7
B7
E
DIR
D0
Q0
D1
Q1
D2
Q2
D3
Q3
D4
Q4
D574LS373
Q5
D6
Q6
D7
Q7
IOR
IOW
A A A A A A A A A A A A A A A A IOR
1111119876543210
543210
LE
AAAAAAAAAAAAAAAAIOW
1111119876543210
543210
OE
Bài toán
• Chương trình tạo ra hiệu ứng “LED chạy”:
- Ban đầu LED chạy từ trên xuống
- Khi nhấn phím thấp nhất thì LED thay đổi
hướng chạy
- Khi nhấn phím cao nhất thì chương trình
kết thúc
Chương trình
L1:
L2:
L3:
mov
mov
mov
out
mov
dec
jnz
cmp
jne
rol
cmp
jne
jmp
ror
cmp
jne
dx,
ah,
al,
dx,
cx,
cx
L2
ah,
L3
al,
al,
L1
L4
al,
al,
L1
F000
00
01
al
FFFF
L4:
00
1
01
L5:
L6:
1
80
L7:
mov bl,
in
al,
cmp al,
je L6
test al,
jnz L5
xor ah,
jmp L6
test al,
jz
L7
mov al,
jmp L1
al
dx
FF
01
FF
80
bl
Khuyết điểm của thăm dò
• Tốn nhiều thời gian
• NgườI sử dụng có thể nhả phím trước khi
lệnh in al, dx được thực hiện, do đó
bộ vi xi xử lý sẽ không biết rằng ngườI sử
dụng đã nhấn phím
• Làm sao để khắc phục các khuyết điểm
đó?
Khuyết điểm của thăm dò
L1:
L2:
L3:
mov
mov
mov
out
mov
dec
jnz
cmp
jne
rol
cmp
jne
jmp
ror
cmp
jne
dx,
ah,
al,
dx,
cx,
cx
L2
ah,
L3
al,
al,
L1
L4
al,
al,
L1
F000
00
01
al
FFFF
L4:
00
1
01
L5:
L6:
1
80
L7:
mov bl,
in
al,
cmp al,
je L6
test al,
jnz L5
xor ah,
jmp L6
test al,
jz
L7
mov al,
jmp L1
al
dx
FF
01
FF
80
bl
Ngắt là gì?
Thăm dò
instruction
While studying, I’ll
check the bucket every 5
minutes to see if it is
already full so that I can
transfer the content of
the bucket to the drum.
µP
THĂM DÒ
Input Memory
Device
Ngắt
instruction
I’ll just study. When the
speaker starts playing
music it means that the
bucket is full. I can then
transfer the content of
the bucket to the drum.
Interrupt
request
µP
INTERRUPT
Input Memory
Device
Interrupt- Ngắt
• Bộ vi xử lý không cần phải kiểm tra tính
sẵn sàng của thiết bị I/O.
• Các thiết bị I/O sẽ báo cho vi xử lý biết khi
chúng đã sẵn sàng
• Bộ vi xử lý có thể làm công việc khác khi
thiết bị I/O không có nhu cầu trao đổI dữ
liệu
Interrupt- Ngắt
• Một số thuật ngữ cần nhớ:
– Yêu cầu ngắt
– Đầu vào ngắt
– Đầu ra chấp nhận ngắt
– Chương trình con phục vụ ngắt
– Vector ngắt
– Số ngắt
– Bảng các vector ngắt
Interrupt Service Routine (ISR) - Chương trình con phục vụ ngắt
Interrupt vector - Vector ngắt
• Là chương trình được thực hiện khi có
một yêu cầu ngắt được chấp nhận
• Kết thúc bằng lệnh IRET
• Địa chỉ của chương trình con phục vụ ngắt
• Bao gồm 4 byte:
– 2 byte cho địa chỉ Offset
– 2 byte cho địa chỉ Segment
Interrupt Vector Number
Số ngắt
• Là một số được dùng để phân biệt các
yếu cầu ngắt. Bởi vì có thể có nhiều hơn
một thiết bị phát yêu cầu ngắt đến bộ vi xử
lý cho nên để cho bộ vi xử lý có thể nhận
biết được thiết bị thì mỗI thiết bị sẽ được
gán cho một số ngắt
• Trong hệ thống 8088, co thể có đến 256
số ngắt (từ 00h đến FFh)
Interrupt Vector Table
Bảng các vector ngắt
• Là vùng nhớ được dành riêng để lưu trữ
các vector ngắt
• Có thể xem như là một mảng các vector
ngắt
– Mảng này có 256 phần tử
– Mỗi phần tử gồm 4 byte: 2 byte đầu lưu địa
chỉ offset, 2 byte sau lưu địa chỉ segment
– Các vector ngắt được lưu trữ theo trật tự tăng
dần của số ngắt
Bảng các vector ngắt
Phản ứng của vi xử lý khi không có
ngắt
• Khi bật công tấc nguồn hoặc nhấn nút reset.
1. Bộ vi xử lý được khởi động:
– (IP) = 0000h
– (CS) = FFFFh
– IF = 0
2. Bộ vi xử lý tìm và lấy 1 byte lệnh.
3. IP tăng lên 1.
4. Bộ vi xử lý giải mã và thực hiện lệnh nếu tất cả các byte lệnh
của một lệnh đã được lấy.
5. Quay trỏ lại bước 2.
Phản ứng của vi xử lý khi có ngắt
•
Thiết bị I/O đưa yêu cầu ngắt đến bộ vi xử lý bằng cách làm
cho đầu vào ngắt INTR chuyển sang mức cao.
6. Bộ vi xử lý sẽ hoàn thành lệnh đang thực hiện trước khi chấp
nhận ngắt
7. Bộ vi xử lý chấp nhận ngắt bằng cách đưa ra tín hiệu chấp
nhận ngắt ở mức thấp từ chân INTA. Lúc này thiết bị I/O sẽ
làm cho tín hiệu ở INTR chuyển về mức thấp.
8. Thiết bị I/O sẽ đưa số ngắt được gán cho nó đến bộ vi xử lý
thông qua D-Bus. Bộ vi xử lý sẽ lưu trữ số ngắt này vào một
thanh ghi tạm thời
Phản ứng của vi xử lý khi có ngắt
9.
10.
11.
12.
13.
Bộ vi xử lý lưu giá trị hiện thời của thanh ghi cờ vào stack.
Bộ vi xử lý xoá cờ ngắt
Bộ vi xử lý lưu giá trị hiện thời của CS vào stack.
Bộ vi xử lý lưu giá trị hiện thời của IP vào stack.
Bộ vi xử lý nhân số ngắt với 4. Kết quả này chính là địa chỉ
của nơi lưu trữ vector ngắt tương ứng trong bảng các vector
ngắt. Hai byte đầu tiên của vector ngắt được copy vào IP và
hai byte tiếp theo được copy vào CS.
14. Quay trở về bước 2.
- Xem thêm -