1. TRƯ NG Đ I H C K THU T CÔNG NGHI P
KHOA ĐI N T
B MÔN K THU T MÁY TÍNH
BÀI GI NG PHÁT CHO SINH VIÊN
(LƯU HÀNH N I B )
Theo chương trình 150 TC thay 180 TC ho c tương ñương
S d ng cho năm h c 2009 – 2010
Tên bài gi ng: H th ng nhúng
S tín ch : 03

2. 2
Mục lục
Chương I: T NG QUAN ........................................................................................................ 5
1.1. M ñ u ............................................................................................................................ 5
1.2. Khái ni m v h nhúng ................................................................................................... 6
1.3. Vai trò c a h th ng nhúng trong s phát tri n c a lĩnh v c công ngh cao “3C “........ 7
1.4. Đ c tính, phương pháp thi t k và xu th phát tri n c a các h nhúng .......................... 9
1.5. Môi trư ng thông minh ................................................................................................. 10
1.6. Các h ñi u hành nhúng và ph n m m nhúng .............................................................. 11
1.6.1. H ñi u hành nhúng ............................................................................................... 11
1.6.2. Ph n m m nhúng.................................................................................................... 11
Chương II: LÝ THUY T THI T K H TH NG NHÚNG........................................... 12
2.1. Quy trình thi t k Top-Down........................................................................................ 12
2.1.1. Pha phân tích.......................................................................................................... 12
2.1.2. Pha thi t k nguyên lý............................................................................................ 14
2.1.3. Pha thi t k k thu t............................................................................................... 15
2.1.4. Pha xây d ng h th ng........................................................................................... 16
2.1.5. Pha ki m tra ........................................................................................................... 16
2.2. Quy trình Bottom-Up .................................................................................................... 17
2.3. Đ c t h th ng ............................................................................................................. 17
2.3.1. Khái ni m ñ c t (specification) ............................................................................ 17
2.3.2. T i sao c n ñ c t ................................................................................................... 18
2.3.3. Phân lo i các k thu t ñ c t .................................................................................. 19
2.3.4. ng d ng và ưu vi t kh s d ng ñ c t ................................................................ 20
2.3.5. Phương pháp ñ c t s d ng “Máy tr ng thái h u h n FSM(Finite state machine)”
.......................................................................................................................................... 21
2.4. Các phương pháp bi u di n thu t toán.......................................................................... 22
2.4.1. Ngôn ng t nhiên ................................................................................................. 22
2.4.2. Dùng lưu ñ ........................................................................................................... 23
2.4.3. Mã gi .................................................................................................................... 26
Chương III: C U TRÚC PH N C NG ............................................................................. 27
3.1. C u trúc t ng quát c a h th ng nhúng......................................................................... 27
3.1.1. Ki n trúc cơ b n ..................................................................................................... 27
3.1.2. C u trúc ph n c ng ................................................................................................ 27
3.2. M t s n n ph n c ng thông d ng................................................................................ 34
3.3.1. H vi ñi u khi n 8051............................................................................................ 35
3.3.2. H vi ñi u khi n AVR ........................................................................................... 36
3.3.3. H vi ñi u khi n PsoC ........................................................................................... 36
3.3.4. H vi ñi u khi n ARM........................................................................................... 39
3.3.5. H vi ñi u khi n PIC.............................................................................................. 41
3.4. M t s vi m ch thư ng dùng ........................................................................................ 63
3.4.1. Nhóm linh ki n s .................................................................................................. 63
3.4.2. Nhóm linh ki n tương t ........................................................................................ 71
3.4.4. Nhóm hi n th ......................................................................................................... 74
3.4.4. Nhóm chuy n ñ i d li u....................................................................................... 75
3.4.5. Nhóm IC ch c năng ............................................................................................... 77
3.4.6. M t s ví d ñi n hình ........................................................................................... 80
3.5. Công c thi t k , mô ph ng và ki m th ph n c ng .................................................... 85
3.5.1. Công c thi t k ph n c ng.................................................................................... 85
3.5.2. Công c mô ph ng ................................................................................................. 87
3.5.3. Công c ki m th ................................................................................................... 89
3.5.4. M t s m ch ví d .................................................................................................. 89
Chương IV: PH N M M NHÚNG ..................................................................................... 93
4.1. Đ c ñi m ph n m m nhúng .......................................................................................... 93
Bài gi ng H th ng nhúng 2010 – BM K thu t Máy tính – ĐH K thu t Công nghi p Thái nguyên

3. 3
4.2. L p trình nhúng v i C ................................................................................................... 93
4.2.1. Gi i thi u v CCS................................................................................................... 93
4.2.2. C u trúc chương trình............................................................................................. 94
4.2.3. Các ki u d li u ...................................................................................................... 94
4.2.4. M t s ch th ti n x lý.......................................................................................... 95
4.2.5. Hàm t o tr DELAY............................................................................................... 97
4.2.6. Hàm truy c p các kênh ADC.................................................................................. 97
4.2.7. Các hàm truy xu t vào ra........................................................................................ 99
4.3. M t s k thu t l p trình nhúng .................................................................................. 101
4.3.1. X lý ng t ............................................................................................................. 101
4.3.2. X lý TIMER........................................................................................................ 104
4.3.3. Truy n thông chu n RS232 .................................................................................. 106
4.4. H ñi u hành nhúng..................................................................................................... 108
4.4.1. Khái ni m và yêu c u chung................................................................................. 108
4.4.2. B n p kh i tao Boot – loader.............................................................................. 111
4.4.3. H ñi u hành th i gian th c.................................................................................. 113
Danh m c hình nh
Hình 1: M t s ví d v các th ng nhúng thông d ng ............................................................... 6
Hình 2: Sơ ñ kh i quy trình Top-Down ................................................................................. 13
Hình 3: Sơ ñ t ng quát c a 1 h th ng ñi u khi n ñ ng cơ.................................................... 15
Hình 4: Sơ ñ quan h (call graph) gi a các module ph n c ng và phân m m trong h th ng
ñi u khi n ñ ng cơ ................................................................................................................... 16
Hình 5: Sơ ñ kh i quy trình Bottom-Up................................................................................. 19
Hình 6: Bi u ñ so sánh chi phí phát tri n h th ng s d ng d c t và không s d ng........... 21
Hình 7: Đ c t cách th c làm vi c c a m t máy ñi n tho i s d ng máy tr ng thái h u h n . 22
Hình 8: Lưu ñ bi u di n thu t toán gi i phương trình b c 2 .................................................... 1
Hình 9: Ki n trúc cơ b n c a 1 HTN.......................................................................................... 1
Hình 10: C u trúc thông d ng c a m t VXL/VĐK nhúng....................................................... 27
Hình 11: Ví d v ki n trúc c a h VĐK AVR........................................................................ 28
Hình 12: Sơ ñ kh i ch c năng PIC16F873A.......................................................................... 29
Hình 13: CPU ............................................................................................................................. 1
Hình 14: Ki n trúc b nh Von Newmann và Havard ............................................................. 30
Hình 15: Nguyên lý c u t o và ho t ñ ng xóa c a EPROM .................................................... 31
Hình 16: C u trúc nguyên lý b nh RAM .............................................................................. 32
Hình 17: Nguyên lý ñi n hình c a 1 c ng I/O............................................................................ 1
Hình 18: Nguyên lý k t n i 1 Master và 1 Slave s d ng SPI ................................................. 34
Hình 19: Sơ ñ k t n i SPI 1 Master v i nhi u Slaver .............................................................. 1
Hình 20: C u trúc tông quan c a vi ñi u khi n h 8051 c a intel ........................................... 35
Hình 21: M t vài s n ph m công ngh tiêu bi u ng d ng b x lý ARM ............................. 39
Hình 22: Sơ ñ kh i c a 1 chip ARM core ARM7 .................................................................. 42
Hình 23: Sơ ñ chân PIC 18F452............................................................................................. 45
Hình 24: C u trúc b nh c a 18F452...................................................................................... 47
Hình 25: Sơ ñ kh i PIC18F452 .............................................................................................. 48
Hình 26: Sơ ñ kh i g p n i vào ra s ..................................................................................... 49
Bài gi ng H th ng nhúng 2010 – BM K thu t Máy tính – ĐH K thu t Công nghi p Thái nguyên

4. 4
Hình 27: Sơ ñ kh i timer0 ch ñ 8bit................................................................................... 50
Hình 28: Sơ ñ kh i c a timer0 ch ñ 16bit ....................................................................... 50
Hình 29: Sơ ñ kh i timer1...................................................................................................... 51
Hình 30: Sơ ñ kh i Timer2 .................................................................................................... 52
Hình 31: Sơ ñ kh i timer3...................................................................................................... 53
Hình 32: Sơ ñ giao ti p chu n RS232.................................................................................... 53
Hình 33: Sơ ñ kh i truy n d li u UART ............................................................................... 55
Hình 34: Sơ ñ kh i và gi n ñ th i gian nh n d li u ........................................................... 57
Hình 35: Bi u ñ kh i chuy n ñ i ADC.................................................................................. 59
Hình 36: Sơ ñ kh i timer...................................................................................................... 104
Hình 37: Ki n trúc m t HĐH................................................................................................. 109
Hình 38: Nguyên lý th c hi n c a boot - loader.................................................................... 111
Hình 39: C u trúc c a m t boot - loader................................................................................ 113
Hình 40: So sánh ki n trúc RTOS và OS chu n .................................................................... 113
Hình 41: C u trúc m t RTOS ................................................................................................ 114
Hình 42: Mô hình tr ng thái c a quá trình............................................................................. 116
Tài li u tham kh o
1. Bình, N. T. (2008). Bài gi ng: Các k thu t ñ c t . Đ i h c Bách khoa Đà n ng.
2. Công, N. H. (2007). H th ng nhúng và s phát tri n c a lĩnh v c công ngh cao "3C".
ĐH KTCN Thái Nguyên.
3. John Regehr, Assist.Prof.Dr.Osman Kaan EROL. (2009). Embedded System Design.
4. Vi t, T. L. (2008). H TH NG ĐI U KHI N NHÚNG. Hà N i: ĐH BKHN.
5. Wikipedia. (2010). Retrieved from Wikipedia, Bách khoa toàn thư m :
http://vi.wikipedia.org/wiki/H%E1%BB%87_th%E1%BB%91ng_nh%C3%BAng
Bài gi ng H th ng nhúng 2010 – BM K thu t Máy tính – ĐH K thu t Công nghi p Thái nguyên

5. 5
Chương I: T NG QUAN
M c tiêu c a chương
Giúp sinh viên hi u ñư c khái ni m và nh n di n ñư c m t h th ng nhúng,
n m b t ñư c nhu c u và vài trò quan tr ng c a h thông nhúng trong s phát tri n c a
ngành công ngh cao.
Tóm t t
Gi i thi u và nêu khái ni m h th ng nhúng. Trình bày vai trò c a h th ng
nhúng trong ngành công ngh cao.
1.1. M ñ u
Trong s phát tri n m nh m c a khoa h c kĩ thu t v i n n kinh t trí th c và
xu hư ng h i nh p toàn c u như hi n nay, th gi i và Vi t Nam ñang th c hi n vi c
k t h p gi a các ngành thu c lĩnh v c công ngh cao trong m t Khoa ho c cơ s ñào
t o. Đó là lĩnh v c khoa h c dư i 3 ng n c : Máy tính, Đi n t - Vi n thông và Đi u
khi n t ñ ng mà ta thư ng g i là “3 C” (Computer – Communication - Control). Có
th nói, các quá trình s n xu t và qu n lí hi n nay như: các h th ng ño lư ng ñi u
khi n t ñ ng trong s n xu t công nghi p; các h th ng di ñ ng và không dây tiên ti n,
các h th ng thông tin v tinh, các h th ng thông tin d a trên Web, chính ph ñi n t ,
thương m i ñi n t , các cơ s d li u c a nhi u ngành kinh t và c a Qu c gia, các h
th ng thi t b Y t hi n ñ i, các thi t b ñi n t dân d ng, ... ñ u là s n ph m c a s k t
h p gi a các lĩnh v c khoa h c trên.
Hi n nay chúng ta ñang th i ñ i h u PC sau giai ño n phát tri n c a máy tính
l n (Mainframe) 1960-1980, và s phát tri n c a PC-Internet giai ño n 1980-2000.
Giai ño n h u PC-Internet này ñư c d ñoán t năm 2000 ñ n 2020 là giai ño n c a
môi trư ng thông minh mà h th ng nhúng là c t lõi và ñang làm nên làn sóng ñ i m i
trong công ngh thông tin nói riêng và lĩnh v c công ngh cao “3C”, nói chung. M t
th c t khách quan là th trư ng c a các h th ng nhúng l n g p kho ng 100 l n th
trư ng PC, trong khi ñó chúng ta m i nhìn th y b n i c a công ngh thông tin là PC
và Internet còn ph n chìm c a công ngh thông tin chi m 99% s processor trên toàn
c u này n m trong các h nhúng thì còn ít ñư c bi t ñ n.
S c ñ y c a công ngh ñưa công ngh vi ñi n t , công ngh vi cơ ñi n, công
ngh sinh h c h i t t o nên các chip c a công ngh nano, là n n t ng cho nh ng thay
ñ i cơ b n trong lĩnh v c công ngh cao “3C, s c kéo c a th trư ng ñòi h i các thi t
b ph i có nhi u ch c năng thân thi n v i ngư i dùng, có m c ñ thông minh ngày
càng c i thi n ñưa ñ n vai trò và t m quan tr ng c a các h th ng nhúng ngày càng
cao trong n n kinh t qu c dân.
Phát tri n các h nhúng và ph n m m nhúng là qu c sách c a nhi u qu c gia
trên th gi i, nh t là giai ño n h u PC hi n nay. nư c ta ñáng ti c lĩnh v c này lâu
Bài gi ng H th ng nhúng 2010 – BM K thu t Máy tính – ĐH K thu t Công nghi p Thái nguyên

6. Thank you for evaluating Wondershare PDF Password Remover.
You can only convert 5 pages with the trial version.
To get all the pages converted, you need to purchase the software from:
http://cbs.wondershare.com/go.php?pid=526&m=db