Bài giảng Kỹ thuật Vi xử lý
Ngành Điện tử-Viễn thông
Đại học Bách khoa Đà Nẵng
của Hồ Viết Việt, Khoa CNTT-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 1
Các hệ thống số, mã hoá, linh kiện số cơ bản
1.1 Các hệ thống số
- Hệ thập phân
- Hệ nhị phân
- Hệ thập lục phân
1.2 Các hệ thống mã hoá
- ASCII
- BCD
1.3 Các linh kiện điện tử số cơ bản
- Các cổng logic: AND, OR, XOR,NOT
- Các bộ giải mã, Các IC chốt, đêm
1.1 Các hệ thống số
Hệ đếm thập phân (Decimal)
Còn gọi là hệ đếm cơ số mười
(Vì có quá ít người có chín ngón tay hoặc mười một ngón chân?)
Dùng mười ký hiệu:
1,2,3,4,5,6,7,8,9,0
Ví dụ:1.1:
Ba nghìn Chín trăm Bảy mươi Tám
3978 = 3x103 + 9x102 + 7x101 + 8x100
= 3000 + 900 + 70 + 8
1.1 Các hệ thống số
Hệ đếm nhị phân (Binary)
Còn gọi là Hệ đếm cơ số hai
Sử dụng hai ký hiệu (bit): 0 và 1
(Các hệ thống điện tử số chỉ sử dụng hai mức điện áp?)
Kích cỡ, LSB, MSB của số nhị phân
Số nhị phân không dấu (Unsigned)
Số nhị phân có dấu (Số bù hai)
Số nhị phân
Mỗi ký hiệu 0 hoặc 1 được gọi là 1 Bit (Binary
Digit- Chữ số nhị phân)
Kích cỡ của một số nhị phân là số bit của nó
MSB (Most Significant Bit): Bit sát trái
LSB (Least Significant Bit): Bit sát phải
Ví dụ 1.1: 1010101010101010
MSB LSB
là một số nhị phân 16-bit
Số nhị phân không dấu
Chỉ biểu diễn được các giá trị không
âm (>= 0)
Với n-bit có thể biểu diễn các giá trị
từ 0 đến 2n – 1
Ví dụ 1.3: Giá trị V của số nhị phân
không dấu 1101 được tính:
V(1101) = 1x23 + 1x22 + 0x21 + 1x20
= 8 + 4 + 0 + 1 = 13
Số nhị phân không dấu
Tổng quát: Nếu số nhị phân N n-bit:
N = b( n-1) b( n-2) …. b1 b0
thì giá trị V của nó là:
V = b(n -1) x 2(n-1)+b (n-2) x2 (n-2)+
… + b1 x 21 + b0 x 20
Các số nhị phân không dấu 4-bit biểu
diễn được các giá trị từ ? đến ?
16 giá trị từ 0 đến 15
Nhị phân không dấu Giá trị thập phân
0000 0
0001 1
0010 2
0011 3
0100 4
0101 5
0110 6
0111 7
1000 8
1001 9
1010 10
1011 11
1100 12
1101 13
1110 14
1111 15
Số nhị phân không dấu
Dải giá tri của các số không dấu 8-bit
là [0,255] (unsigned char trong C)
Dải giá tri của các số không dấu 16-
bit là [0,65535] (unsigned int trong C)
Chuyển đổi thập phân sang nhị phân
Ví dụ 1.4
Chuyển 25 sang nhị phân không dấu. Dùng phương pháp
chia 2 liên tiếp
Chia 2 Thương số Dư số
25/2 = 12 1 LSB
12/2 = 6 0
6/2 = 3 0
3/2 = 1 1
1/2 = 0 1 MSB
Kết quả là: 11001
Số nhị phân có dấu
Biểu diễn được cả các giá trị âm
Còn gọi là Số bù hai
Với n-bit có thể biểu diễn các giá trị
từ – 2(n-1) đến 2(n-1) – 1
Ví dụ 1.3: Giá trị V của số nhị phân
có dấu 1101 được tính:
V(1101) = – 1x23 + 1x22 + 0x21 + 1x20
=–8 + 4 + 0 +1 =–3
Số nhị phân có dấu
Tổng quát: Nếu số nhị phân N n-bit:
N = b( n-1) b( n-2) …. b1 b0
thì giá trị V của nó là:
V = –b(n -1) x 2(n-1)+b (n-2) x2 (n-2)+
… + b1 x 21 + b0 x 20
Các số nhị phân có dấu 4-bit biểu diễn
được các giá trị từ ? đến ?
16 giá trị từ - 8 đến 7
Nhị phân có dấu Giá trị thập phân
0000 0
0001 1
0010 2
0011 3
0100 4
0101 5
0110 6
0111 7
1000 -8
1001 -7
1010 -6
1011 -5
1100 -4
1101 -3
1110 -2
1111 -1
Số nhị phân có dấu
Dải giá tri của các số có dấu 8-bit là
[-128,+127] (char trong C)
Dải giá tri của các số có dấu 16-bit là
[-32768,+32767] (int trong C)
Tìm đối số (Lấy bù 2)
Tổng của một số với đối số của nó bằng 0
Ví dụ 1.5
Đối số của số nhị phân có dấu 10011101?
10011101 Số có dấu (-99)
01100010 Lấy bù 1
+ 1 Cộng 1
-------------
01100011 Kết quả (+99)
Chuyển số thập phân sang nhị phân có dấu
Vơí số dương:Giống như chuyển thập
phân sang nhị phân không dấu rồi
thêm bit 0 vào sát bên trái
Ví dụ: Chuyển 25 sang nhị phân có
dấu:
Kết quả: 011011
Với số âm: Chuyển đối số sang nhị
phân có dấu rồi lấy bù 2
Chuyển số thập phân sang nhị phân có dấu
Ví dụ 1.6 Chuyển – 26 sang nhị phân
1. chuyển đối số: +26 = 11010
2. Đưa 0 vào sát trái: 011010
3. Bù 1: 100101
4. Cộng 1: + 1
-------------
-26 = 100110
Số thập lục phân
Quen gọi là số Hexa (Hexadecimal)
Còn gọi là hệ đếm cơ số mười sáu
Sử dụng 16 ký hiệu để biểu diễn:
0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,A,B,C,D,E,F
Mỗi ký hiệu tương ứng với 4-bit
Mục đích: Biểu diễn số nhị phân ở dạng ngắn gọn
11110000 = F0
10101010 = AA
01010101 = 55
Nhị phân Thập lục phân
Mỗi ký hiệu tương ứng với 4-bit
Hexa Binary Hexa Binary
0 0000 8 1000
1 0001 9 1001
2 0010 A 1010
3 0011 B 1011
4 0100 C 1100
5 0101 D 1101
6 0110 E 1110
7 0111 F 1111
Chuyển đổi Hexa & nhị phân
Ví dụ 1.7
Chuyển số hexa 2F8 và ABBA sang nhị
phân
Thay thế mỗi ký hiệu hexa bằng 4-bit
tương ứng với nó
2 F 8
0010 1111 1000
A B B A
1010 1011 1011 1010
Kết quả 2F8h = 001011111000b
ABBAh = 1010101110111010b