Đề tài Màn hình quảng cáo ở chế độ văn bản sử dụng ma trận LED 5x7 có điều khiển bằng máy tính

ch­¬ng i: giíi thiÖu c¸c cæng logic c¬ b¶n I. Hµm logic Vµ (AND), HoÆc (OR), §¶o (NOT) 1. Cæng logic Gäi A lµ biÕn sè nhÞ ph©n cã møc logic lµ 0 hoÆc 1, vµ Y lµ mét biÕn sè nhÞ ph©n tuú thuéc vµo A: Y= f(A). Trong tr­êng hîp nµy cã hai kh¶ n¨ng x¶y ra: - Y= A, A= 0 th× Y= 0 hay A= 1 th× Y= 1 - Y= A Þ A= 0 th× Y= 1 hay A= 1 th× Y= 0 Khi Y tuú thuéc vµo hai biÕn sè nhÞ ph©n A, B Þ Y= f(A, B) V× biÕn sè A, B chØ cã thÓ lµ 0 hay 1 nªn A vµ B chØ cã thÓ t¹o ra 4 tæ hîp kh¸c nhau lµ: M¹ch A B Y A B 0 0 0 1 1 0 1 1 B¶ng liÖt kª tÊt c¶ c¸c tæ hîp kh¶ dÜ cña c¸c biÕn sè vµ hµm sè t­¬ng øng gäi lµ b¶ng ch©n lý. Khi cã ba hay nhiÒu biÕn sè (A, B, C), sè l­îng hµm sè kh¶ dÜ t¨ng nhanh. M¹ch ®iÖn tö thùc hiÖn quan hÖ logic: Y= f(A) hay Y= f(A, B). gäi lµ m¹ch logic, trong ®ã c¸c biÕn sè A, B … lµ c¸c ®Çu vµo vµ hµm sè Y lµ c¸c ®Çu ra. Mét m¹ch logic diÔn t¶ quan hÖ gi÷a c¸c ®Çu vµo vµ ®Çu ra, nghÜa lµ thùc hiÖn ®­îc mét hµm logic. Do ®ã cã bao nhiªu hµm sè logic th× cã bÊy nhiªu m¹ch logic. L­u ý r»ng khi biÓu diÔn mèi quan hÖ to¸n häc ta gäi lµ hµm sè logic cßn khi biÓu diÔn mèi quan hÖ vÒ m¹ch tÝn hiÖu ta gäi lµ cæng logic. 2. Cæng logic Vµ (AND) Hµm logic Vµ ®ùoc ®Þnh nghÜa theo b¶ng sù thËt sau: A B Y A B Y=A.B 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 Ký hiÖu cæng Vµ (AND) Ký hiÖu to¸n häc cña hµm sè Vµ lµ: Y= A.B 3. Cæng logic HoÆc (OR) Hµm sè HoÆc cña hai biÕn sè A, B ®­îc ®Þnh nghÜa ë b¶ng sù thËt sau: A B Y Y A 0 0 0 B 0 1 1 1 0 1 1 1 1 Ký hiÖu cæng HoÆc (OR) §Çu ra Y lµ 1 khi cã Ýt nhÊt mét biÕn sè lµ 1, do ®ã chØ b»ng 0 ë tr­êng hîp khi c¶ hai biÕn sè b»ng 0. Ký hiÖu to¸n häc cña cæng HoÆc lµ: Y= A+ B 4. Cæng logic §¶o (NOT) Hµm Vµ vµ hµm hoÆc t¸c ®éng lªn hai hay nhiÒu biÕn sè trong khi ®ã, hµm §¶o cã thÓ xem nh­ chØ cã thÓ t¸c ®éng lªn mét biÕn sè. A Y = A B¶ng sù thËt: A Y 0 1 1 0 Ký hiÖu hµm §¶o (NOT) Hµm §¶o cã t¸c ®éng phñ ®Þnh. II. Cæng logic Kh«ng- Vµ (NAND), kh«ng- HoÆc (NOR) 1. Cæng logic NAND XÐt tr­êng hîp cã hai biÕn sè A, B ®Çu ra ë cæng Vµ Y= A.B nªn ®Çu ra ë cæng Kh«ng lµ ®¶o cña Y: Y= A.B VÒ ho¹t ®éng cña cæng NAND th× tõ c¸c tæ hîp cña A, B ta lËp b¶ng tr¹ng th¸i råi lÊy ®¶o ®Ó cã Y ®¶o. Tuy nhiªn cã thÓ trùc tiÕp b»ng c¸ch lËp b¶ng sù thËt sau: A B Y A B Y 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 0 Ký hiÖu cæng NAND 2. Cæng NOR XÐt tr­êng hîp hai ®Çu vµo lµ A, B. §Çu ra cæng NOR lµ: Y= A+ B nªn ®Çu ra cæng ®¶o lµ: Y= A+ B B¶ng sù thËt: A Y B Ký kiÖu cæng NOR A B Y 0 0 1 0 1 0 1 0 0 1 1 0 III. Hµm logic kh¸c dÊu (XOR) vµ hµm logic ®ång dÊu (XNOR) 1. Cæng logic XOR Y= AÅ B B¶ng ch©n lý: A A B Y Y 0 0 0 B 0 1 1 1 0 1 1 1 0 Ký hiÖu cæng XOR 2. Cæng logic XNOR Y= AÅ B B¶ng ch©n lý: A B Y A B Y 0 0 1 0 1 0 1 0 0 1 1 1 Ký hiÖu cæng XNOR IV. BiÕn ®æi c¸c hµm quan hÖ ra hµm logic NAND, NOR Mèi liªn hÖ c¬ b¶n gi÷a ba cæng AND, OR, NOT kh«ng nh÷ng cã thÓ thay b»ng c¸c cæng NAND mµ cßn cã thÓ biÕn thµnh cæng NOR víi cïng mét chøc n¨ng logic, viÖc lµm nµy th­êng ®­îc ¸p dông khi thùc hiÖn c¸c m¹ch logic. Trong thùc tÕ, v× toµn bé s¬ ®å nÕu ®­îc kÕt hîp cïng mét lo¹i cæng duy nhÊt th× sÏ gi¶m ®­îc sè l­îng vi m¹ch cÇn thiÕt. Qu¸ tr×nh biÕn ®æi nµy dùa trªn mét nguyªn t¾c ®­îc tr×nh bµy nh­ sau: - Cæng NOT ®­îc thay b»ng cæng NAND vµ cæng NOR. + Dùa vµo b¶ng sù thËt cña cæng NAND suy ra tr­êng hîp lµ khi c¶ A, B ®ång thêi b»ng 0 th× Y= 1, vµ khi A=1, B= 1 th× Y= 0. S¬ ®å minh häa: A = B Y + Dùa vµo b¶ng sù thËt cña cæng NOR suy ra: A= 0, B= 0 Þ Y= 1 A= 1, B= 1 S¬ ®å minh ho¹: A = B Y - Cæng AND ®­îc thay thÕ b»ng cæng NAND vµ cæng NOR. T­¬ng tù nh­ c¸c tr­êng hîp trªn, dùa vµo b¶ng sù thËt: + §Çu ra cña cæng AND: Y= A. B, cßn cæn NAND: Y'= A. B Þ Y'= Y S¬ ®å minh häa: A B Y + §Çu ra cña cæng NOR: Y'= A+ B. Ta cã Y= A. B = A+ B S¬ ®å minh häa: Y A B - Cæng OR ®­îc thay b»ng cæng NAND vµ cæng NOR. + BiÓu thøc cæng OR: Y= A+ B Ta cã: Y= A+ B = A. B S¬ ®å minh häa: A B Y + Y= A+ B = A+ B A B Y ch­¬ng ii: m¹ch logic tæ hîp I. §Æc ®iÓm c¬ b¶n cña m¹ch tæ hîp Trong m¹ch sè, m¹ch tæ hîp lµ m¹ch mµ trÞ sè æn ®inh cña tÝn hiÖu ra ë thêi ®iÓm bÊt kú chØ phô thuéc vµo tæ hîp c¸c gi¸ trÞ tÝn hiÖu ®Çu vµo ë thêi ®iÓm tr­íc ®ã. Trong m¹ch tæ hîp, tr¹ng th¸i m¹ch ®iÖn tr­íc thêi ®iÓm xÐt – tr­íc khi cã tÝn hiÖu ®Çu vµo – kh«ng ¶nh h­ëng ®Õn tÝn hiÖu ®Çu ra. §Æc ®iÓm cÊu tróc m¹ch tæ hîp lµ ®­îc cÊu tróc tõ c¸c cæng logic. II. Ph­¬ng ph¸p biÓu diÔn vµ ph©n tÝch chøc n¨ng logic 1. Ph­¬ng ph¸p biÓu diÔn chøc n¨ng logic C¸c ph­¬ng ph¸p th­êng dïng ®Ó biÓu diÔn chøc n¨ng logic cña m¹ch tæ hîp lµ hµm sè logic, b¶ng ch©n lý, s¬ ®å logic, b¶ng Karnaugh, còng cã thÓ biÓu diÔn b»ng ®å thÞ thêi gian d¹ng sãng. §èi víi vi m¹ch cì nhá (SSI) th­êng biÓu diÔn b»ng hµm logic. §èi víi cì võa, th­êng biÓu diÔn b»ng b¶ng ch©n lý, hay lµ b¶ng chøc n¨ng. B¶ng chøc n¨ng dïng h×nh thøc liÖt kª, víi møc logic cao (H) vµ møc logic thÊp (L), ®Ó m« t¶ quan hÖ logic gi÷a tÝn hiÖu ®Çu ra víi tÝn hiÖu ®Çu vµo cña m¹ch ®iÖn ®ang xÐt. ChØ cÇn thay gi¸ trÞ logic cho tr¹ng th¸i trong b¶ng chøc n¨ng th× ta cã b¶ng ch©n lý t­¬ng øng. Z1 Z2 . . Zm M¹ch tæ hîp X1 X2 . . Xn H×nh II.II.1 - S¬ ®å khèi m¹ch tæ hîp Nh­ h×nh II.II.1 cho thÊy, th­êng cã nhiÒu tÝn hiÖu ®Çu vµo vµ nhiÒu tÝn hiÖu ®Çu ra. Mét c¸ch tæng qu¸t, hµm logic cña tÝn hiÖu ®Çu ra cã thÓ viÕt d­íi d¹ng: Z1= f1(x1, x2, …, xn) Z2= f2(x1, x2, …, xn) … Zm= fm(x1, x2, …, xn) Còng cã thÓ viÕt d­íi d¹ng ®¹i l­îng vect¬ nh­ sau: Z= F(X) 2. Ph­¬ng ph¸p ph©n tÝch chøc n¨ng logic C¸c b­íc ph©n tÝch, b¾t ®Çu tõ s¬ ®å m¹ch logic ®· cho, ®Ó cuèi cïng t×m ra hµm logic hoÆc b¶ng ch©n lý. + ViÕt biÓu thøc: tuÇn tù tõ ®Çu vµo ®Õn ®Çu ra ( hoÆc còng cã thÓ ng­îc l¹i), viÕt ra biÓu thøc hµm logic cña tÝn hiÖu ®Çu ra. + Rót gän: khi cÇn thiÕt th× rót gän ®Õn tèi thiÓu biÓu thøc ë trªn b»ng ph­¬ng ph¸p ®¹i sè hay ph­¬ng ph¸p h×nh vÏ. + VÏ b¶ng sù thËt: khi cÇn thiÕt th× t×m ra b¶ng sù thËt b»ng c¸ch tiÕn hµnh tÝnh to¸n c¸c gi¸ trÞ hµm logic tÝn hiÖu ®Çu ra t­¬ng øng víi tæ hîp cã thÓ cña c¸c gi¸ trÞ tÝn hiÖu ®Çu vµo. III. Ph­¬ng ph¸p thiÕt kÕ logic m¹ch tæ hîp Ph­¬ng ph¸p thiÕt kÕ logic lµ c¸c b­íc c¬ b¶n t×m ra s¬ ®å m¹ch ®iÖn logic tõ yªu cÇu vµ nhiÖm logic ®· cho. VÊn ®Ò logic thùc B¶ng ch©n lý B¶ng Karnaugh Tèi thiÓu ho¸ BiÓu thøc tèi thiÓu S¬ ®å logic BiÓu thøc logic Tèi thiÓu ho¸ H×nh II.III.1 – C¸c b­íc thiÕt kÕ m¹ch logic tæ hîp H×nh II.III.1 lµ qu¸ tr×nh thiÕt kÕ nãi chung cña m¹ch tæ hîp, trong ®ã bao gåm bèn b­íc chÝnh: 1. Ph©n tÝch yªu cÇu: Yªu cÇu nhiÖm vô cña vÊn ®Ò logic thùc cã thÓ lµ mét ®o¹n v¨n, còng cã thÓ lµ bµi to¸n logic cô thÓ. NhiÖm vô ph©n tÝch lµ x¸c ®Þnh c¸i nµo lµ biÕn sè ®Çu vµo, c¸i nµo lµ hµm sè ®Çu ra vµ mèi quan hÖ logic gi÷a chóng víi nhau. Muèn ph©n tÝch ®óng th× ph¶i t×m hiÓu xem xÐt mét c¸ch s©u s¾c yªu cÇu thiÕt kÕ, ®ã lµ mét viÖc khã nh­ng quan träng trong vÊn ®Ò thiÕt kÕ. 2. VÏ b¶ng ch©n lý: Nãi chung, ®Çu tiªn chóng ta liÖt kª thµnh b¶ng vÒ quan hÖ t­¬ng øng nhau gi÷a tr¹ng th¸i tÝn hiÖu ®Çu vµo víi tr¹ng th¸i hµm sè ®Çu ra. §ã lµ b¶ng kª yªu cÇu chøc n¨ng logic. gäi t¾t lµ b¶ng chøc n¨ng. TiÕp theo, ta thay gi¸ trÞ logic cho tr¹ng th¸i, tøc lµ dïng c¸c sè 0 vµ 1 biÓu diÔn c¸c tr¹ng th¸i t­¬ng øng cña ®Çu vµo vµ ®Çu ra. KÕt qu¶, ta cã b¶ng gi¸ trÞ thøc logic, gäi t¾t lµ b¶ng ch©n lý. §ã chÝnh lµ h×nh thøc ®¹i sè cña yªu cÇu thiÕt kÕ. CÊn l­u ý r»ng tõ mét b¶ng chøc n¨ng cã thÓ ®­îc b¶ng sù thËt kh¸c nhau nÕu thay gi¸ trÞ logic kh¸c nhau (tøc lµ quan hÖ logic gi÷a ®Çu ra víi ®Çu vµo còng phô thuéc viÖc thay gi¸ trÞ). 3. TiÕn hµnh tèi thiÓu ho¸: NÕu biÕn sè Ýt (d­íi 6 biÕn), th× th­ên dïng ph­¬ng ph¸p b¶ng Karnaugh. Cßn nÕu biÕn sè t­¬ng ®èi nhiÒu th× dïng ph­¬ng ph¸p ®¹i sè. Ph­¬ng ph¸p Karnaugh: ViÖc s¾p xÕp c¸c biÕn trªn b¶ng mintec sao cho c¸c « ®øng c¹nh nhau ®­îc biÓu diÔn b»ng bé gi¸ trÞ chØ c¸ch nhau 1 bit. C¬ së cña ph­¬ng ph¸p Karnaugh dùa trªn tÝnh chÊt nuèt cña hµm sè logic, nghÜa lµ: A. B + A. B = A( B + B ) = A. 1 = A Ch­¬ng III: m¹ch ®Õm I. §¹i c­¬ng vÒ m¹ch ®Õm M¹ch ®Õm (hay ®Çy ®ñ h¬n lµ m¹ch ®Õm xung) lµ mét hÖ logic d·y ®­îc t¹o thµnh tõ sù kÕt hîp cña c¸c Flip – Flop. M¹ch cã mét ®Çu vµo cho xung ®Õm vµ nhiÒu ®Çu ra. Nh÷ng ®Çu ra th­êng lµ c¸c ®Çu ra Q cña c¸c FF. V× Q chØ cã thÓ cã hai tr¹ng th¸i lµ 1 vµ 0 cho nªn sù s¾p xÕp c¸c ®Çu ra nµy cho phÐp ta biÓu diÔn kÕt qu¶ d­íi d¹ng mét sè hÖ hai cã sè bit b»ng sè FF dïng trong m¹ch ®Õm. A B C D QA QB QC QD Xung ®Õm H×nh III.I.1 – D¹ng tæng qu¸t cña m¹ch ®Õm dïng bèn FF Trªn h×nh III.II.1 lµ d¹ng tæng qu¸t cña mét m¹ch ®Õm dïng bèn FF. Mçi lÇn cã xung nhÞp ®­a vµo, c¸c FF sÏ ®æi tr¹ng th¸i cho nh÷ng sè hÖ 2 kh¸c nhau, nh­: 1101 (QA=1, QB= 0, QC= 1, QD= 1), 0110, 1000, v.v… §iÒu kiÖn c¬ b¶n ®Ó mét m¹ch ®­îc gäi lµ m¹ch ®Õm lµ nã cã c¸c tr¹ng th¸i kh¸c nhau mçi khi cã xung nhÞp vµo. Ta thÊy r»ng m¹ch nh­ h×nh trªn lµ tho¶ m·n ®­îc ®iÒu kiÖn nµy. Nh­ng v× sè FF x¸c ®Þnh nªn sè tr¹ng th¸i kh¸c nhau tèi ®a cña m¹ch bÞ giíi h¹n, nãi c¸ch kh¸c, sè xung ®Õm ®­îc bÞ giíi h¹n. Sè xung tèi ®a ®Õm ®­îc gäi lµ dung l­îng cña m¹ch ®Õm. NÕu cø tiÕp tôc kÝch xung khi ®· tíi giíi h¹n th× m¹ch sÏ trë vÒ tr¹ng th¸i ban ®Çu (ch¼ng h¹n lµ: 0000), tøc lµ m¹ch cã tÝnh chÊt tuÇn hoµn. Cã nhiÒu ph­¬ng ph¸p kÕt hîp c¸c FF cho nªn cã rÊt nhiÒu lo¹i m¹ch ®Õm. Tuy nhiªn chóng ta cã thÓ s¾p xÕp chóng vµo ba lo¹i m¹ch chÝnh lµ: m¹ch ®Õm hÖ 2, m¹ch ®Õm BCD, m¹ch ®Õm modul M. + M¹ch ®Õm hÖ 2: lµ lo¹i m¹ch ®Õm trong ®ã c¸c tr¹ng th¸i cña m¹ch ®­îc tr×nh bµy d­íi d¹ng sè hÖ 2 tù nhiªn. Mét m¹ch ®Õm hÖ 2 sö dông n FF sÏ cã dung l­îng ®Õm lµ 2n. + M¹ch ®Õm BCD: th­êng dïng 4 FF, nh­ng chØ cho 10 tr¹ng th¸i kh¸c nhau ®Ó biÓu diÔn c¸c sè hÖ 10 tõ 0 ®Õn 9. Tr¹ng th¸i cña m¹ch ®­îc tr×nh bµy d­íi d¹ng m· BCD nh­ BCD 8421 hoÆc BCD 2421, v.v… + M¹ch ®Õm modul M: cã dung l­îng lµ M víi M lµ sè nguyªn d­¬ng bÊt kú. V× thÕ m¹ch ®Õm lo¹i nµy cã rÊt nhiÒu d¹ng kh¸c nhau. M¹ch th­êng dïng cæng logic víi FF vµ c¸c kiÓu håi tiÕp ®Æc biÖt ®Ó cã thÓ tr×nh bµy kÕt qu¶ d­íi d¹ng sè hÖ 2 hay d­íi d¹ng m· nµo ®ã. VÒ chøc n¨ng cña m¹ch ®Õm, ng­êi ta ph©n biÖt: + C¸c m¹ch ®Õm lªn (Up Counter), hay cßn gäi lµ m¹ch ®Õm céng, m¹ch ®Õm thuËn. + C¸c m¹ch ®Õm xuèng (Down Counter), hay cßn gäi lµ m¹ch ®Õm trõ, m¹ch ®Õm ng­îc. + C¸c m¹ch ®Õm lªn – xuèng (Up – Down Counter), hay cßn gäi lµ m¹ch ®Õm hçn hîp, m¹ch ®Õm thuËn nghÞch. + C¸c m¹ch ®Õm vßng (Ring Counter) VÒ ph­¬ng ph¸p ®­a xung nhÞp vµo m¹ch ®Õm, ng­êi ta ph©n ra: + Ph­¬ng ph¸p ®ång bé: trong ph­¬ng ph¸p nµy, xung nhÞp ®­îc ®­a ®Õn c¸c FF cïng mét lóc. + Ph­¬ng ph¸p kh«ng ®ång bé: trong ph­¬ng ph¸p nµy, xung nhÞp chØ ®­a ®Õn mét FF, råi c¸c FF tù kÝch lÉn nhau. Mét tham sè quan träng cña m¹ch ®Õm lµ tèc ®é t¸c ®éng cña m¹ch ®Õm. Tèc ®é nµy ®­îc x¸c ®Þnh th«ng qua hai tham sè kh¸c lµ: + TÇn sè cùc ®¹i cña d·y xung mµ bé ®Õm cã thÓ ®Õm ®­îc. + Kho¶ng thêi gian thiÕt lËp cña m¹ch ®Õm tøc lµ kho¶ng thêi gian tõ khi ®­a xung ®Õm vµo m¹ch cho ®Õn khi thiÕt lËp xong tr¹ng th¸i trong cña bé ®Õm t­¬ng øng víi xung ®Çu vµo. C¸c FF th­êng dïng trong m¹ch ®Õm lµ lo¹i RST vµ JK d­íi d¹ng bé phËn rêi hay d¹ng tÝch hîp. Nh­ trªn ta ®· biÕt lµ cã nhiÒu lo¹i bé ®Õm, nh­ng ë ®©y ta chØ xÐt ®Õn bé ®Õm hÖ 2. II. M¹ch ®Õm hÖ 2 M¹ch ®Õm lo¹i nµy cã dung l­îng lín nhÊt trong c¸c lo¹i m¹ch ®Õm vµ l¹i t­¬ng ®èi ®¬n gi¶n. 1. M¹ch ®Õm hÖ 2 kÝch thÝch kh«ng ®ång bé Q T FF A Q T FF B Q T FF C Xung ®Õm A B C H×nh III.II.1 – S¬ ®å m¹ch ®Õm hÖ 2 kÝch thÝch kh«ng ®ång bé H×nh III.II.1 biÓu diÔn c¸ch nèi 3 FF trong mét m¹ch ®Õm hÖ 2 kÝch thÝch kh«ng ®ång bé. C¸c FF sö dông lo¹i FF T. Xung ®Õm ®­îc ®­a vµo ®Çu T cña FF ®Çu tiªn, c¸c FF cßn l¹i ®­îc kÝch thÝch b»ng tÝn hiÖu lÊy ra tõ ®Çu Q cña FF tr­íc nã. C¸c FF ®Òu ch¹y b»ng s­ên sau cña xung. TÝn hiÖu t¹i c¸c ®Çu ra cña c¸c FF ®­îc biÓu diÔn trªn h×nh III.II.2: 1 0 1 0 1 0 1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 CLK A B C H×nh III.II.2 – Gi¶n ®å xung ®Õm Sè xung A B C 0 1 2 3 4 5 6 7 8 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 0 0 0 B¶ng tr¹ng th¸i logic - Mçi tr¹ng th¸i lµ mét sè hÖ 2 tù nhiªn t­¬ng øng víi sè lÇn kÝch thÝch. - B hay C ®æi møc logic khi FF ®øng tr­íc nã chuyÓn tõ møc 1 xuèng 0. - M¹ch ®Õm ®­îc 8 xung (8= 23, víi 3 lµ sè FF) vµ tù ®éng tr¶ vÒ tr¹ng th¸i khëi ®Çu 000. - §©y lµ m¹ch ®Õm lªn v× kÕt qu¶ d­íi d¹ng hÖ 2 t¨ng dÇn theo sè xung ®Õm. 2. M¹ch ®Õm hÖ 2 kÝch thÝch ®ång bé Ng­êi ta ®­a xung ®Õm ®Õn c¸c FF cïng mét lóc. Trong tr­êng hîp nµy, cÇn ph¶i cã m¹ch ngoµi ®Ó kiÓm so¸t tr¹ng th¸i cña c¸c FF ®Ó t¹o thµnh m¹ch ®Õm. Qua b¶ng tr¹ng th¸i logic bé ®Õm hÖ 2 ë trªn ta thÊy, B chØ ®æi tr¹ng th¸i khi cã xung ®Õm vµ A ®· lªn 1, t­¬ng tù nh­ vËy, C chØ ®æi tr¹ng th¸i khi cã xung ®Õm vµ A, B ®· lªn 1. Ta cã thÓ dung thªm c¸c m¹ch AND ®Ó thùc hiÖn viÖc ®ã. Trªn h×nh III.II.3.a lµ s¬ ®å cña mét m¹ch ®Õm lªn hÖ 2 kÝch thÝch ®ång bé vµ trªn h×nh III.II.3.b lµ d¹ng sãng t­¬ng øng. (b) H×nh III.II.3 – M¹ch ®Õm hÖ 2 kÝch thÝch ®ång bé Xung ®Õm A 1 Q T FF A Q T FF B Q T FF C B C 2 (a) 1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 CLK A AND1 B AND2 C 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 ch­¬ng IV: M¹ch gi¶i m· 1. §Þnh nghÜa m¹ch gi¶i m· M¹ch gi¶i m· lµ m¹ch lµ m¹ch logic cã nhiÒu ®Çu vµo Ai vµ nhiÒu ®Çu ra Fj , trong ®ã, mét hoÆc mét sè ®Çu ra Fj nµo ®ã sÏ cã møc logic 1 øng víi mét tæ hîp tÝn hiÖu nhÊt ®Þnh trªn c¸c ®Çu vµo Ai, th­êng gäi lµ c¸c ®Çu vµo ®Þa chØ. GI¶i m· Ai Fj 2. Ph©n lo¹i Cã mét sè m¹ch gi¶i m· th­êng dïng nh­ sau: - Gi¶i m· tõ nhÞ ph©n sang thËp ph©n (gi¶i m· 2 – 10). - Gi¶i m· tõ BCD sang thËp ph©n. - Gi¶i m· tõ nhÞ ph©n sang ma tr©n chØ thÞ. - Gi¶i m· tõ BCD sang ma trËn chØ thÞ. ë ®©y, ta chØ xÐt ®Õn m¹ch gi¶i m· 2 – 10, lµ lo¹i m¹ch gi¶i m· th«ng dông nhÊt. 3. M¹ch gi¶i m· 2 – 10 Gi¶i m· 2-10 A0 A0 A1 A1 Ak-1 Ak-1 F0 F1 FN-1 H×nh IV.3.1 – Bé gi¶i m· 2-10 Gi¶ sö cã nhãm m· k ch÷ sè hÖ 2, N= 2k lµ sè tæ hîp m· cã ®­îc. Trªn h×nh IV.3.1 biÓu diÔn mét bé gi¶i m· 2-10 cã 2k ®Çu vµo ký hiÖu tõ A0, A0 ®Õn Ak-1, Ak-1 vµ N ®Çu ra ký hiÖu tõ F0 ®Õn Fn-1. Cã thÓ thÊy r»ng, mçi ®Çu ra Fi sÏ nhËn mét gi¸ trÞ logic 1 øng víi mét mintec mi x¸c ®Þnh cña k biÕn ®Çu vµo. C¸c ®Çu ra cßn l¹i ®Òu cã gi¸ trÞ logic 0. Nh­ vËy, m¹ch gi¶i m· 2-10 cã tÝnh chÊt cña mét hµm AND, vµ mét c¸ch cã thÓ biÓu diÔn bé gi¶i m· b»ng bé ph­¬ng tr×nh sau: F0= Ak-1.Ak-2…A1.A0 F1= Ak-1.Ak-2…A1.A0 … FN-2= Ak-1.Ak-2…A1.A0 FN-1= Ak-1.Ak-2…A1.A0 Ngoµi hÖ ph­¬ng tr×nh trªn, ng­êi ta cßn cã thÓ sö dông mét d¹ng kh¸c gäi lµ b¶ng ch©n lý cña m¹ch ®Ó biÓu diÔn m¹ch gi¶i m·. §Ó minh ho¹, chóng ta xÐt m¹ch gi¶i m· 2-10 cã ba biÕn ®Çu vµo. Bé gi¶i m· nµy cã b¶ng ch©n lý nh­ sau: §Çu vµo §Çu ra A2 A1 A0 F0 F1 F2 F3 F4 F5 F6 F7 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 Cã thÓ thiÕt kÕ m¹ch gi¶i m· nµy theo s¬ ®å nh­ trªn h×nh IV.3.2. VÒ ph­¬ng diÖn kü thuËt, ng­êi ta th­êng thùc hiÖn c¸c phÇn tö AND trªn h×nh IV.3.2 theo ph­¬ng ph¸p RDL (Resistor Diode Logic) nh­ trªn h×nh IV.3.3. D¹ng kÕt cÊu nh­ trªn h×nh IV.3.3 gäi lµ d¹ng kÕt cÊu ma trËn vu«ng. Sè phÇn tö AND ®éc lËp víi nhau lµ 2k, do ®ã, sè diode cÇn dïng lµ: Q= k.2k F7= A2.A1.A0 F6= A2.A1.A0 F5= A2.A1.A0 F4= A2.A1.A0 F3= A2.A1.A0 F2= A2.A1.A0 F1= A2.A1.A0 F0= A2.A1.A0 A2 A2 A1 A1 A0 A0 H×nh IV.3.2 – S¬ ®å logic bé gi¶i m· 2-10 ba ®Çu vµo A2 A2 A1 A1 A0 A0 R +U F7 F6 F5 F4 F3 F2 F1 F0 H×nh IV.3.3 – Thùc hiÖn bé gi¶i m· 2-10 theo ph­¬ng ph¸p RDL Ch­¬ng V: M¹ch t¹o dao ®éng M¹ch t¹o dao ®éng lµ m¹ch ®a hµi tù dao ®éng cã hai tr¹ng th¸i kh«ng æn ®Þnh. M¹ch liªn tiÕp tù chuyÓn tõ tr¹ng th¸i nµy sang tr¹ng th¸i kh¸c mµ kh«ng cÇn mét tÝn hiÖu nµo tõ bªn ngoµi. M¹ch dao ®éng th­êng dïng ®Ó t¹o ra c¸c sãng vu«ng hoÆc xung nhÞp. ë ®©y ta xÐt m¹ch ®a hµi tù dao ®éng dïng cæng CMOS: S¬ ®å cña m¹ch ®­îc biÓu diÔn nh­ trªn h×nh V.1. Gi¶ thiÕt r»ng: + §Æc tÝnh vµo-ra cña cæng CMOS ®­îc cho nh­ h×nh V.2. U0 USS 0 Ui Uc® H×nh V.2 - §Æc tÝnh vµo ra lý t­ëng cña cæng CMOS + C¸c diode b¶o vÖ ®Çu vµo lµ lý t­ëng, nghÜa lµ c¸c diode nµy c¾t ë 0V bá qua trë kh¸ng ®Çu ra cña c¸c cæng vµ khi chóng dÉn th× ®iÖn ¸p r¬i trªn chóng lµ cã thÓ bá qua ®­îc. + Trë kh¸ng ®Çu ra cña c¸c cæng b»ng 0. 0 0 T1 T2 T USS 0 USS USS UT = USS/2 U2o U U1i (a) (b) (c) H×nh V.3 – D¹ng sãng Víi c¸c gi¶ thiÕt ®· ®¬n gi¶n ho¸ nh­ trªn, râ rµng lµ U vµ U2o lµ bï nhau, khi U ë USS th× U2o ë 0V vµ ng­îc l¹i. B©y giê gi¶ sö r»ng, U1i cao h¬n Uc®, lóc ®ã, U ë 0V vµ U2o ë trÞ sè cè ®Þnh USS, v× vËy U1i tiÖm cËn dÇn vÒ phÝa 0V. Khi U1i ®¹t ®Õn Uc® th× U sÏ thay ®æi ®ét ngét lªn ®Õn USS vµ U2o sÏ thay ®æi ®ét ngét vÒ 0V. Sù thay ®æi ®ét ngét cña U2o sÏ truyÒn ®Õn U1i th«ng qua tô C. V× t¸c ®éng kho¸ cña c¸c diode b¶o vÖ ë ®Çu vµo G1 mµ ®Ønh h­íng xuèng cña U1i sÏ bÞ giíi h¹n ë 0V. B©y giê U1i thÊp h¬n Uc® vµ tiÖm cËn vÒ phÝa USS lµ ®iÖn ¸p ë U. Nh×n chung, sÏ cã mét sù chuyÓn m¹ch lªn xuèng theo chu kú gi÷a U2o, U vµ U1i nh­ ®­îc biÓu diÔn b»ng c¸c d¹ng sãng lý t­ëng nh­ trªn h×nh V.3. DÜ nhiªn lµ thao t¸c m¹ch kh«ng phô thuéc vµo Uc® cã gi¸ trÞ b»ng USS / 2. Tuy vËy, nÕu Uc®¹ USS / 2 th× d¹ng sãng sÏ kh«ng ®èi xøng, nghÜa lµ T1 ¹ T2. R G2 U C U1i U2o H×nh V.1 – M¹ch ®a hµi tù dao ®éng dïng cæng CMOS G1 Mét c¸ch tæng qu¸t ta cã: T = T1 + T2 = RC ln [USS / (USS – UT) + USS / UT] vµ nÕu T1 = T2 th× T = 1,4.RC ch­¬ng VI: Bé nhí Bé nhí lµ thiÕt bÞ dïng ®Ó l­u tr÷ th«ng tin, t¹m thêi hoÆc l©u dµi, nh­ c¸c con sè trong c¸c phÐp to¸n cña qu¸ tr×nh tÝnh to¸n khi m¸y tÝnh lµm viÖc, ch­¬ng tr×nh ®iÒu khiÓn m¸y tÝnh, v.v… Cã nhiÒu lo¹i bé nhí nh­ bé nhí b¸n dÉn, bé nhí dïng vËt liÖu tõ … nh­ng ë ®©y chóng ta chØ t×m hiÓu nh÷ng kh¸i niÖm c¬ b¶n vÒ hai lo¹i bé nhí b¸n dÉn lµ RAM vµ ROM. 1. Bé nhí RAM ThuËt ng÷ RAM lµ viÕt t¾t cña c¸c tõ Random Access Memory, dÞch ra lµ bé nhí truy cËp ngÉu nhiªn, cã nghÜa lµ cã thÓ truy cËp ®Õn bÊt kú « nhí nµo víi cïng tèc ®é vµ kh¶ n¨ng nh­ nhau. §ã lµ bé nhí b¸n dÉn cã thÓ ghi ®äc ®­îc, th­êng ®­îc dïng trong c¸c thiÕt bÞ tÝnh to¸n ®Ó l­u tr÷ c¸c kÕt qu¶ trung gian hay kÕt qu¶ t¹m thêi trong khi thùc hiÖn c¸c ch­¬ng tr×nh ®iÒu khiÓn. HiÖn nay, cã hai lo¹i c«ng nghÖ chÕ t¹o RAM lµ dïng Transistor l­ìng cùc vµ lo¹i dïng MOSFET. - Bé nhí RAM dïng transistor l­ìng cùc lÊy FF lµm ®¬n vÞ nhí c¬ b¶n nªn tèc ®é truy cËp rÊt cao. - Bé nhí RAM dïng MOSFET ®­îc chia thµnh hai lo¹i: + Lo¹i tÜnh (Static) còng lÊy FF lµm ®¬n vÞ nhí c¬ b¶n. + Lo¹i ®éng (Dynamic) lîi dông ®iÖn dung ký sinh cña cùc cæng ®Ó chøa d÷ liÖu. C¸c ®¬n vÞ nhí chØ l­u gi÷ ®­îc th«ng tin khi cã nguån nu«i. V× vËy, bé nhí RAM th­êng chØ dïng ®Ó l­u gi÷ th«ng tin t¹m thêi khi m¸y tÝnh ho¹t ®éng, muèn l­u gi÷ ®­îc th«ng tin l©u dµi th× ph¶i cã nguån nu«i dù phßng. Mét chip nhí cã rÊt nhiÒu « nhí, mçi « nhí l¹i gåm nhiÒu ®¬n vÞ nhí (th­êng lµ 8 ®¬n vÞ nhí), mçi ®¬n vÞ nhí th× nhí ®­îc mét bit, nh­ vËy, mét « nhí th­êng nhí ®­îc 8 bit (b»ng 1 byte). Dung l­îng cña mét chip nhí ®­îc tÝnh b»ng sè bit mµ nã nhí ®­îc. VÝ dô, mét chÝp nhí dung l­îng 16384 bit = 2048 byte sÏ cã 16384/ 8 = 2048 « nhí. §Ó t¹o ra c¸c chip nhí cã dung l­îng lín, ng­êi ta s¾p xÕp c¸c « nhí thµnh mét ma trËn. Mét « nhí gåm 8 ®¬n vÞ nhí, c¸c « nhí ®­îc nèi chung víi c¸c ®­êng dÉn d÷ liÖu tõ D0 ®Õn D7. Mét chip nhí sÏ cã c¸c ®­êng ®Þa chØ, trong ®ã sÏ cã mét sè ®­îc nèi víi bé gi¶i m· cét, sè cßn l¹i ®­îc ®­a vµo bé gi¶i m· hµng. §Çu ra cña bé gi¶i m· hµng-cét sÏ chØ ra « nhí cÇn ®äc ghi th«ng tin. Sè ®Çu vµo ®Þa chØ = log 2 (Sè « nhí). Khi cã tÝn hiÖu ®äc th× cïng mét lóc, th«ng tin tõ 8 ®¬n vÞ nhí trªn mét « nhí ®­îc chän sÏ ®­îc ®­a lªn 8 ®­êng dÉn d÷ liÖu. Qu¸ tr×nh nghi th«ng tin diÔn ra ng­îc l¹i víi qu¸ tr×nh ®äc. H×nh VI.1.1 tr×nh bµy mét ma trËn nhí 65536bit =(128 hµng) x (64 cét) x (8 bit) Cã 13 ®Çu vµo ®Þa chØ tõ A0 ®Õn A12, 7 ®Þa chØ ®Çu A0 ¸ A6 ®­îc ®­a vµo bé gi¶i m· hµng Þ sè hµng lµ: 27 = 128, 6 ®Þa chØ cßn l¹i A7 ¸ A12 ®­a vµo bé gi¶i m· cét Þ 26 = 64 cét. Mét « nhí cã 8 bit, v× vËy cã 8 ®Çu ra d÷ liÖu tõ D0 ®Õn D7. H×nh VI.1.2 lµ s¬ ®å biÓu diÔn mét IC RAM víi c¸c ®­êng tÝn hiÖu sau: + C¸c tÝn hiÖu ®Þa chØ: A0 ¸ Ai. + C¸c tÝn hiÖu d÷ liÖu D0 ¸ Dk. + TÝn hiÖu chän chip: CS + TÝn hiÖu cho phÐp ®äc: OE + TÝn hiÖu cho phÐp ghi: W Bé gi¶i m· hµng Bé gi¶i m· cét D0¸D7 0 1 127 0 1 63 A0 A1 A6 A7 A8 A12 H×nh VI.1.1 – CÊu tróc bªn trong bé nhí RAM ¤ nhí A0 ¸Ai D0 ¸ Dk CS OE W A0 ¸ Ai D0 ¸ Dk H×nh VI.1.2 – S¬ ®å tÝn hiÖu bªn ngoµi bé nhí RAM 2. Bé nhí ROM ROM (Read Only Memory) lµ bé nhí chØ ®äc. §ã lµ thiÕt lµ thiÕt bÞ nhí kh«ng thay ®æi ®­îc, nã th­êng ®­îc nhµ s¶n xuÊt ghi s½n néi dung b»ng thiÕt bÞ ®Æc biÖt. ROM th­êng dïng ®Ó chøa c¸c ch­¬ng tr×nh ®iÒu khiÓn ®Ó khëi ®éng mét hÖ thèng, hoÆc l­u gi÷ nh÷ng d÷ liÖu cè ®Þnh kh«ng cÇn thay ®æi. Th«ng tin trªn ROM kh«ng bÞ mÊt c¶ khi kh«ng cã nguån nu«i. ROM cã thÓ ®­îc chÕ t¹o b»ng c«ng nghÖ l­ìng cùc hoÆc b»ng c«ng nghÖ MOSFET. H×nh VI.2.1 m« t¶ bé nhí ROM ®¬n gi¶n, chØ sö dông diode. ROM nµy chøa 4 « nhí 8 bit, nã cã 32 bit nhí. Mçi bit nhí cã diode mang gi¸ trÞ logic 0, bit nhí kh«ng cã diode mang gi¸ trÞ logic 1. Néi dung c¸c « nhí cña ROM nµy ®­îc thÓ hiÖn nh­ b¶ng d­íi ®©y: §Þa chØ §Çu ra d÷ liÖu A1 A0 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 0 0 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 1 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 A0 A1 00 01 Gi¶i m· 10 11 D÷ liÖu ra H×nh VI.2.1 – CÊu tróc bªn trong bé nhí ROM +VCC A0 ¸Ai D0 ¸ Dk CS OE A0 ¸ Ai H×nh VI.2.2 – S¬ ®å tÝn hiÖu bªn ngoµi bé nhí ROM D0 ¸ Dk H×nh VI.2.2 lµ s¬ ®å biÓu diÔn mét IC ROM víi c¸c ®­êng tÝn hiÖu sau: + C¸c tÝn hiÖu ®Þa chØ: A0 ¸ Ai. + C¸c tÝn hiÖu d÷ liÖu D0 ¸ Dk. + TÝn hiÖu chän chip: CS + TÝn hiÖu cho phÐp ®äc: OE Bé nhí chØ ®äc cßn cã c¸c lo¹i kh¸c nh­: EPROM, EAROM, EEPROM, FLASH MEMORY. + EPROM (Erasable Programable ROM) lµ bé nhí ROM cã thÓ lËp tr×nh xo¸ ®­îc b»ng tia cùc tÝm. + EAROM (Electrically Alterable ROM) lµ bé nhí ROM cã thÓ lËp tr×nh xo¸ ®­îc b»ng tÝn hiÖu ®iÖn. + EEPROM (Electrically Erasable PROM) t­¬ng tù nh­ PROM nh­ng cã thÓ ghi ®­îc b»ng tÝn hiÖu ®iÖn. + FLASH MEMORY cã ®Æc tÝnh nh­ EEPROM nh­ng cã dung l­îng lín h¬n vµ gi¸ rÎ h¬n. ch­¬ng vII: cæng song song cña m¸y Vi tÝnh Cæng song song hay lµ cæng LPT do c«ng ty Centronics thiÕt kÕ ra nh»m môc ®Ých nèi m¸y tÝnh PC víi m¸y in. VÒ sau, cæng song song ®· ®­îc ph¸t triÓn thµnh mét tiªu chuÈn kh«ng chÝnh thøc. 1. §Æc ®iÓm cña cæng song song: - C¸c bit d÷ liÖu ®­îc truyÒn song song. - Giao diÖn song song sö dông c¸c møc logic TTL. - Kho¶ng c¸ch cùc ®¹i gi÷a cæng song song m¸y tÝnh PC vµ thiÕt bÞ ngo¹i vi bÞ h¹n chÕ v× ®iÖn dung ký sinh vµ hiÖn t­îng c¶m øng gi÷a c¸c ®­êng dÉn cã thÓ lµm biÕn d¹ng tÝn hiÖu. Kho¶ng c¸ch giíi h¹n lµ 8 m, th«ng th­êng chØ kho¶ng 1,5 – 2 m. - Tèc ®é truyÒn d÷ liÖu phô thuéc vµo phÇn cøng. Trªn lý thuyÕt, tèc ®é truyÒn ®¹t ®Õn gi¸ trÞ 1 Mbyte/s, nh­ng kho¶ng c¸ch truyÒn bÞ h¹n chÕ trong 1 m. 2. CÊu tróc cña cæng song song: Cæng song song cã hai lo¹i lµ: æ c¾m 36 vµ æ c¾m 25 ch©n, nh­ng ë ®©y chóng ta chØ t×m hiÓu vÓ lo¹i æ c¾m 25 ch©n. 1 13 14 25 H×nh II.2.1 – H×nh d¹ng cæng song song 25 ch©n B¶ng II.2.1: Tªn gäi vµ chøc n¨ng cña c¸c ch©n cæng song song khi ghÐp nèi víi m¸y in. Sè hiÖu ch©n Tªn cña tÝn hiÖu Chøc n¨ng cña c¸c ®­êng dÉn tÝn hiÖu 1 Strobe Víi mét møc thÊp ë ch©n nµy, m¸y tÝnh th«ng b¸o cho m¸y in biÕt lµ cã mét byte s½n sµng trªn c¸c ®­êng dÉn tÝn hiÖu ®Ó ®­îc truyÒn. 2 D0 §­êng dÉn d÷ liÖu. 3 D1 §­êng dÉn d÷ liÖu. 4 D2 §­êng dÉn d÷ liÖu. 5 D3 §­êng dÉn d÷ liÖu. 6 D4 §­êng dÉn d÷ liÖu. 7 D5 §­êng dÉn d÷ liÖu. 8 D6 §­êng dÉn d÷ liÖu. 9 D7 §­êng dÉn d÷ liÖu. 10 Acknowledge Víi mét møc logic thÊp ë ch©n nµy, m¸y in th«ng b¸o cho m¸y tÝnh biÕt lµ ®· nhËn ®­îc ký tù võa göi vµ cã thÓ tiÕp tôc nhËn. 11 Busy (BËn) M¸y in göi mét møc logic cao ®Ó th«ng b¸o lµ bé ®Öm m¸y in ®· bÞ ®Çy hoÆc m¸y in ®ang trong tr¹ng th¸i off-line. 12 Paper empty (HÕt giÊy) Mét møc cao tõ m¸y in cã nghÜa lµ giÊy ®· dïng hÕt. 13 Select Mét møc cao cã nghÜa lµ m¸y in ®ang trong tr¹ng th¸i kÝch ho¹t (On-Line). 14 Auto Linefeed B»ng mét møc thÊp ë ch©n nµy, m¸y tÝnh nh¾c m¸y in tù ®éng n¹p mét dßng míi mçi khi kÕt thóc mét dßng. 15 Error (Cã lçi) B»ng mét møc thÊp ë ch©n nµy, m¸y in th«ng b¸o cho m¸y tÝnh biÕt lµ ®· cã mét lçi. 16 Reset (§Æt l¹i ) B»ng mét møc thÊp ë ch©n nµy, m¸y in ®­îc ®Æt l¹i tr¹ng th¸i x¸c ®Þnh lóc ban ®Çu. 17 Select Input B»ng mét møc thÊp, m¸y in ®­îc lùa chän bëi m¸y tÝnh. 18 - 25 Ground Nèi ®Êt ( 0V) C¸c ®­êng dÉn cña cæng song song ®­îc nèi víi ba thanh ghi 8 bit kh¸c nhau ®Ó ng­êi dïng cã thÓ truy cËp vµo chóng b»ng phÇn mÒm: - Thanh ghi d÷ liÖu. - Thanh ghi ®iÒu khiÓn. - Thanh ghi tr¹ng th¸i. Trªn h×nh II.2.2, t¸m ®­êng d÷ liÖu D0 ¸ D7 dÉn tíi thanh ghi d÷ liÖu; bèn ®­êng ®iÒu khiÓn lµ Strobe, Auto Linefeed, Reset, Select Input dÉn tíi thanh ghi ®iÒu khiÓn; cßn n¨m ®­êng tr¹ng th¸i Acknowledge, Busy, Paper Empty, Select, Error dÉn tíi thanh ghi tr¹ng th¸i. Thanh ghi d÷ liÖu ®­îc chØ râ lµ hai h­íng – d÷ liÖu cã thÓ ®­îc xuÊt ra hay ®äc vµo trªn c¸c ®­êng dÉn D0 ®Õn D7. Thanh ghi ®iÒu khiÓn còng lµ hai h­íng, cßn thanh ghi tr¹ng th¸i chØ lµ mét h­íng – chØ cã thÓ ®­îc ®äc. 7 6 5 4 3 2 1 0 D7, ch©n 9 D6, ch©n 8 D5, ch©n 7 D4, ch©n 6 D3, ch©n 5 D2, ch©n 4 D1, ch©n 3 D0, ch©n 2 7 6 5 4 3 2 1 0 Busy, ch©n 11 Acknowledge, ch©n 10 Paper Empty, ch©n 12 Select, ch©n 13 Error, ch©n 15 Thanh ghi d÷ liÖu Thanh ghi tr¹ng th¸i 7 6 5 4 3 2 1 0 Select Input, ch©n 17 Reset, ch©n 16 Auto Feed, ch©n 14 Strobe, ch©n 1 Thanh ghi ®iÒu khiÓn H×nh II.2.2 – KÕt nèi gi÷a c¸c ch©n æ c¾m vµ c¸c thanh ghi bªn trong cña cæng song song 25 ch©n. Khi thiÕt kÕ phÇn cøng, c¸c thanh ghi ®Òu ®­îc ®¸nh ®Þa chØ ®Ó qu¶n lý, chóng ®­îc ®¸nh liªn tiÕp nhau, trong ®ã, ®Þa chØ cña thanh ghi d÷ liÖu lµ ®Þa chØ c¬ b¶n, hai ®Þa chØ cßn l¹i ®­îc tÝnh theo ®Þa chØ c¬ b¶n ®ã. HÖ ®iÒu hµnh DOS dù tÝnh ®Õn bèn cæng song song vµ ®Æt tªn lµ: LPT1, LPT2, LPT3, LPT4. Nh­ vËy, sÏ cã bèn nhãm ba ®Þa chØ c¸c thanh ghi. Tuy nhiªn, hÇu hÕt c¸c m¸y tÝnh hiÖn nay ®Òu chØ cã mét cæng song song. B¶ng II.2.2 – C¸c ®Þa chØ thanh ghi cña cæng song song trªn m¸y tÝnh PC Cæng song song §Þa chØ thanh ghi d÷ liÖu §Þa chØ thanh ghi tr¹ng th¸i §Þa chØ thanh ghi ®iÒu khiÓn LPT 1 3BCh 3BDh 3BEh LPT 2 378h 379h 37Ah LPT 3 278h 279h 27Ah LPT 4 2BCh 2BDh 2BEh 3. LËp tr×nh b»ng ng«n ng÷ C cho cæng song song Thùc chÊt cña viÖc trao ®æi d÷ liÖu gi÷a m¸y tÝnh víi c¸c thiÕt bÞ ngo¹i vi bªn ngoµi th«ng qua cæng song song b»ng phÇn mÒm chÝnh lµ viÖc ®äc vµ ghi d÷ liÖu lªn c¸c thanh ghi cña cæng song song. ë ®©y ta xÐt c¸c lÖnh nh­ trªn cña ng«n ng÷ lËp tr×nh C: - LÖnh xuÊt ra d÷ liÖu: outportb(®Þa chØ thanh ghi, gi¸ trÞ) - LÖnh nhËn d÷ liÖu vµo: x=inportb(®Þa chØ thanh ghi) //x lµ biÕn chøa gi¸ trÞ nhËn vµo §Ó thùc hiÖn ®­îc c¸c lÖnh trªn ph¶i khai b¸o: #inlude ch­¬ng VIII: chÕ ®é text mµn h×nh m¸y tÝnh H×nh VIII.1 – HiÖn ch÷ H vµ ch÷ L trªn mµn h×nh Ký tù hoÆc h×nh vÏ ®­îc hiÖn lªn mµn h×nh m¸y tÝnh b»ng tËp hîp c¸c ®iÓm s¸ng hay tèi. Trong chÕ ®é v¨n b¶n (Text mode), c¸c ®iÓm nµy ®­îc h×nh thµnh b»ng viÖc cã cho tia ®iÖn tö ®Ëp hay kh«ng ®Ëp vµo mµn huúnh quang theo mét khu«n mÉu cã s½n. trong ®ã c¸c ®iÓm ®­îc tæ chøc theo ma trËn. Trªn h×nh VIII.1 lµ thÝ dô c¸c ma trËn ®iÓm dïng lµm mÉu ch÷ phôc vô cho viÖc hiÓn thÞ ch÷ H vµ ch÷ L trªn mµn h×nh. ¤ ®en biÓu diÔn nh÷ng chç mµ tia ®iÖn tö ®Ëp vµo mµn h×nh, « tr¾ng ®Ó biÓu diÔn nh÷ng chç kh«ng cã tia ®iÖn tö ®Ëp vµo mµn h×nh. §©y lµ ma trËn ®iÓm 5x7 cho c¸c ký tù. C¸c kÝch th­íc ma trËn kh¸c ®­îc dïng trong thùc tÕ lµ 7x9, 7x12 hoÆc 9x14. C¸c mÉu ch÷ nh­ vËy th­êng ®­îc t¹o s½n cho mçi ký tù ASCII vµ ®­îc chøa trong mét vi m¹ch nhí ROM cã tªn lµ ROM ph¸t ký tù. Trªn h×nh VIII.2 lµ s¬ ®å khèi cña mét m¹ch ®Ó hiÓn thÞ ®­îc mét ma trang mµn h×nh v¨n b¶n gåm 80 ký tù theo chiÒu ngang vµ 25 ký tù theo chiÒu däc (80x25). D0 ¸ D7 A0 ¸ A7 ROM ph¸t ký tù R0 ¸ R3 RAM §Öm D0 ¸ D7 Ao ¸ A6 A7 ¸ A11 Bé ghi dÞch ¸ 25 ¸ 14 ¸ 80 ¸ 9 t¹o xung 16.257MHz V. syn 50Hz H. syn 18. 4.32 KHz TÇn sè ®iÓm TÝn hiÖu h×nh 16.257.000 ®iÓm/s H×nh VIII.2 – S¬ ®å khèi m¹ch hiÖn ch÷ theo ma trËn 9x14 trªn mµn h×nh m¸y tÝnh M· ASCII cña c¸c ký tù thuéc mét trang mµn h×nh cÇn hiÓn thÞ ®­îc chøa s½n trong bé nhí RAM ®Öm mµn h×nh (mçi ký tù gåm 1 byte ®Ó ghi nhí m· cña nã). NÕu ta cÇn hiÓn thÞ mét trang mµn h×nh gåm 80x25 = 2000 ký tù th× cÇn ®Õn bé nhí RAM ®Öm cã dung l­îng 2KB. Néi dung cña bé nhí RAM ®Öm nµy ®­îc bé ®iÒu khiÓn mµn h×nh ®­a ra ®Þnh kú (50 lÇn/1s) ®Ó lµm t­¬i mµn h×nh. Trong thùc tÕ, bé nhí RAM ®Öm nµy cßn ph¶i ®­îc th©m nhËp ®­îc b»ng bé vi xö lý ®Ó ta cßn cã thÓ thay ®æi ®­îc néi dung cÇn hiÓn thÞ. C¸c ®Þa chØ A0 ¸ A6 sÏ x¸c ®Þnh vÞ trÝ cña ký tù cÇn hiÓn thÞ trong mét hµng, cßn c¸c ®Þa chØ A7 ¸ A11 sÏ x¸c ®Þnh to¹ ®é tÝnh theo cét cña c¶ mét hµng ký tù cÇn hiÓn thÞ. Nãi c¸ch kh¸c, tæ hîp c¸c bit ®Þa chØ A0 ¸ A11 cña RAM ®Öm sÏ quyÕt ®Þnh to¹ ®é cô thÓ cña 1 ký tù trªn mµn h×nh. Trong thùc tÕ, ma trËn ®iÓm 9x14 cña bé ROM ph¸t ký tù cã d¹ng nh­ trªn h×nh VIII.3. C¸c dßng ®iÓm thõa ra ë bèn phÝa lµ ®Ó t¹o ra gi·n c¸ch gi÷a c¸c ch÷ trong 1 hµng vµ gi·n c¸ch gi÷a c¸c hµng víi nhau. R3 R2 R1 R0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 0 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 0 0 0 1 0 1 0 1 1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 1 0 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 H×nh VIII.3 – Ma trËn ®iÓm 9x14 cho ch÷ P vµ p Khi ROM ph¸t ký tù nhËn ®­îc tÝn hiÖu ®Þa chØ tõ RAM ®Öm th× ®ã chÝnh lµ m· ASCII cña ký tù cÇn hiÓn thÞ vµ mét ma trËn ®iÓm t­¬ng øng cña ký tù ®­îc chän ®Ó quýet ra mµn h×nh. ViÖc quýet c¸c dßng ®iÓm trong ma trËn ®iÓm lµ do c¸c tÝn hiÖu quýet dßng R0 ¸ R3 quyÕt ®Þnh. Gi¶ sö néi dung cña bé ®Õm ký tù lóc nµy lµ 0. Ký tù ®Çu tiªn ë gãc tr¸i mµn h×nh ®­îc chän ®Ó hiÓn thÞ. M· ASCII cña nã ®­îc ®­a ®Õn bé nhí ROM ph¸t ký tù. Gi¶ thiÕt lóc ®Çu bé ®Õm dßng quýet cã R3R2R1R0 = 0000, ë ®Çu ra cña ROM ph¸t ký tù cã dßng ®iÓm ®Çu tiªn (9 ®iÓm cho mét ký tù) ®­îc ®­a ra bé ghi dÞch, t¹i ®©y, d÷ liÖu tõ d¹ng song song ®­îc chuyÓn thµnh nèi tiÕp råi ®­a ®Õn bé khuyÕch ®¹i víi tèc ®é 16.257.000 ®iÓm/s ®Ó ®iÒu chÕ c­êng ®é cña tia ®iÖn tö ph¸t ra tõ cat«t ®Ìn h×nh. Khi mét dßng quýet cho mét ký tù võa xong th× bé ®Õm ký tù tù ®éng t¨ng thªm mét ®Ó ®­a ra dßng ®iÓm cña ký tù tiÕp theo cÇn hiÓn thÞ trªn cïng mét hµng. C«ng viÖc cø tiÕp tôc nh­ vËy cho ®Õn khi thao t¸c xong víi 80 ký tù, lóc nµy tia ®iÖn tö bÞ l¸i ng­îc l¹i ®Ó b¾t ®Çu l¹i qu¸ tr×nh trªn ®èi víi dßng quýet tiÕp theo. Khi ®· quýet xong ®­îc 14 dßng ®iÓm cho 80 ký tù (tøc lµ cho mét hµng ký tù) th× bé ®Õm hµng ký tù ®­îc tù ®éng t¨ng thªm 1 vµ hµng ký tù tiÕp theo l¹i ®­îc quýet nh­ ®èi víi hµng ký tù tr­íc ®ã. Qu¸ tr×nh sÏ tiÕp diÔn cho ®Õn khi thao t¸c xong víi hµng ký tù thø 25. Lóc nµy tia ®iÖn tö bÞ l¸i ngùoc trë l¹i ®Ó cã thÓ b¾t ®Çu l¹i qu¸ tr×nh lµm t­¬i mµn h×nh tõ ký tù ®Çu tiªn trªn gãc tr¸i cña hµng ký tù thø nhÊt trªn mµn h×nh. Qu¸ tr×nh lµm t­¬i mét trang mµn h×nh ph¶i ®­îc thùc hiÖn 30 ¸ 60 lÇn/s ®Ó ta kh«ng ph¸t hiÖn ®­îc tÝnh kh«ng liªn tôc cña qu¸ tr×nh hiÓn thÞ.