Tài liệu đồ án kỹ thuật thu phát, chương 2 doc

Chương 2: GIAO DIỆN GHÉP NỐI VỚI MÁY TÍNH I. Sự giải mã đòa chỉ và kết nối bus dữ liệu: Vùng vào/ra của máy tính PC đã chiếm giữ 64KByte của bộ nhớ tổng cộng với dung lượng hàng vài MByte trở lên. Vì vậy vùng vào/ra của một card mở rộng không được phép bao trùm lên vùng đòa chỉ vào/ra của máy tính. Khi đưa một card mở rộng vào sử dụng thì việc đầu tiên phải lưu ý chính là đòa chỉ hoạt động của card này. Dưới đây là sự sắp xếp của vùng đòa chỉ vào/ra của máy tính PC/AT. Đòa chỉ vào/ra (HEX) Chức năng 000 – 01F Bộ điều khiển DMA 1 (8237) 020 – 03F Bộ điều khiển ngắt 1 (8259) 040 – 047 Bộ phát thời gian (8254) 060 – 06F Bộ kiểm tra bàn phím (8042) 070 – 07F Thanh ghi mặt nạ NMI (non maskable interrupt) 080 – 09F Thanh ghi trang DMA (74LS612) 0A0 – 0BF Bộ điều khiển ngắt 2 (8259) 0C0 – 0DF Bộ điều khiển DMA 2 (8237) 0E0 – 0EF Dự trữ cho main board 0F8 – 0FF Bộ đồng xử lý toán học 80x87 1F0 – 1F8 Bộ điều khiển đóa cứng 200 – 20F Cổng dùng cho trò chơi (Joystick) 278 – 27F Cổng song song 2 (LPT2) 2B0 – 2DF Card EGA 2 2E8 – 2EF Cổng nối tiếp 4 (COM4) 2F8 – 2FF Cổng nối tiếp 2 (COM2) 300 – 31F Dùng cho card mở rộng 320 – 32F Đóa cứng 360 – 36F Cổng nối mạng (LAN) 378 – 37F Cổng song song 1 (LPT1) 380 – 38F Cổng nối tiếp đồng bộ 2 3A0 –3AF Cổng nối tiếp đồng bộ 1 3B0 – 3B7 Màn hình đơn sắc (Hercule) 3C0 – 3CF Card EGA 3D0 – 3DF Card CGA 3E8 – 3EF Cổng nối tiếp 3 (COM3) 3F0 – 3F7 Bộ điều khiển đóa mềm 3F8 – 3FF Cổng nối tiếp 1 (COM1) Từ bảng trên ta thấy các đòa chỉ 300 H đến 31F H đã được dự đònh để dùng cho các card mở rộng. Các đường đòa chỉ được sử dụng đối với vùng này là A0 đến A9. Thông thường thì các đòa chỉ này là cố đònh và tại các đòa chỉ này máy tính trao đổi dữ liệu với card mở rộng. Nhiệm vụ của card được gắn vào là so sánh các đường dẫn đòa chỉ ở máy tính với các đòa chỉ đã được thiết lập xem có thống nhất không và thông báo sự đánh giá ở một bộ điều khiển logic. Chỉ khi có sự thống nhất đòa chỉ một cách chính xác mới có thể tiến hành việc trao đổi dữ liệu với máy tính. Thông thường thì trên một card mở rộng có nhiều khối chức năng như: bộ biến đổi A/D, bộ biến đổi D/A, khối xuất/nhập dữ liệu số, các khối này được trao đổi dưới những đòa chỉ khác nhau từ máy tính. Dưới đây là một mạch giải mã điển hình thường gặp trên các card mở rộng: Bộ giải mã đòa chỉ 74HC688 so sánh các đườnng dẫn đòa chỉ A2 đến A9 xem có thống nhất với các đòa chỉ cơ bản được thiết lập trên card mở rộng bằng chuyển mạch DIP. 74HC688 so sánh hai trong số 8 bit xem có giống nhau không và khi các bit xếp kề sát đồng nhất sẽ tạo ra một tín hiệu [0] ở chân 19 (P = Q). Ngoài sự so sánh đó, nó còn qui đònh về quyền sử dụng một lối vào được kích hoạt /G. Chừng nào mà chân này còn ở mức [1] thì tín hiệu lối ra của bộ so sánh vẫn giữ nguyên mức [1] độc lập với mức logic xếp kề sát. Bình thường thì chân này được nối với tín hiệu AEN. Chỉ khi tín hiệu này ở mức [0] thì các dữ liệu có giá trò mới nằm trên bus. Do được chế tạo bằng công nghệ CMOS các đường dữ liệu /CS0 /CS1 /CS2 /CS3 /CS4 /CS5 /CS6 /CS7 đọc viết thì đối với các tín hiệu của bus PC, linh kiện này thực tế tỏ ra là không tải. Mạch logic của bộ giải mã sinh ra từ các đường đòa chỉ A0 và A1, tín hiệu đánh giá của bộ so sánh đòa chỉ và hai tín hiệu /IOR, /IOW các tín hiệu lựa chọn đối với các đòa chỉ A0 và A1 cho phép trao đổi với bốn chức năng khác nhau khi đọc vào hoặc khi ghi, card mở rộng cũng chiếm bốn đòa chỉ. Mạch logic của bộ giải mã có chứa hai vi mạch 74HC00 và 74HC138. Ba cổng NAND làm cho bộ đệm bus 74HC245 sau đấy chỉ được kích hoạt (/G = [0]) khi các điều sau được thực hiện: thứ nhất là card mở rộng cắm thêm vào đã trao đổi được (chân 19 của của vi mạch 74HC688 bằng [0]) và thứ hai là một chu trình đọc hoặc là chu trình ghi được thực hiện (/IOR = [0] hoặc là /IOW = [0]). Khi mà chỉ một điều kiện không được thực hiện thì chân ra /G của 74HC245 giữ nguyên là [1] và bộ đệm bus dừng lại trong trạng thái điện trở cao. Ngoài ra, mạch logic của bộ giải mã còn có chứa một linh kiện đặc biệt làm đơn giản đáng kể cho bộ mã. Vi mạch 74HC138 có chứa một bộ giải mã 1 trong 8 với ba tín hiệu lựa chọn chip. Nhờ một con số nhò phân, ở linh kiện này ta có thể lựa chọn đúng lối ra từ trong số tám lối ra. Lối ra đã được lựa chọn sau đó sẽ nhận mức [0], trong khi tất cả các lối khác vẫn giữ nguyên mức logic [1]. Trong mạch điện được minh họa trên, các bit đòa chỉ A0 và A1 cũng như tín hiệu /IOR đặt đến các lối vào đòa chỉ A, B và C. Bộ giải mã logic đảm nhiệm đồng thời sự điều khiển của bộ đệm bus hai chiều 74HC245, bộ này nối các đường dữ liệu của rãnh cắm PC với các đường của card mở rộng. Sự nối ghép này là rất quan trọng, nhờ vậy mà các mức tín hiệu trên đường dữ liệu không bò ảnh hưởng lẫn nhau. Nó chứa 8 bộ đệm với các lối ra ba trạng thái (Tri-state) để trao đổi thông tin giữa các đường dữ liệu theo hai hướng. Hướng được xác đònh bằng mức logic ở ngõ vào DIR: DIR = [0]: chuyển dữ liệu B  A, và ngược lại khi DIR = [1]: chuyển dữ liệu A  B. Việc chuyển hướng dữ liệu cho phép quản lý một cách đơn giản nhất bằng tín hiệu /IOR, ta có thể nối trực tiếp đến chân DI R. Dó nhiên là cổng dữ liệu A được nối với các đường dữ liệu của rãnh cắm PC và cổng dữ liệu B với đường dẫn dữ liệu của card mở rộng. Vì thế đảm bảo rằng bộ đệm bus 74HC245 chỉ sắp xếp những dữ liệu trên bus dữ liệu của máy tính PC. Các tín hiệu lựa chọn chip CS0 đến CS7 có thể được sử dụng để lựa chọn các khối chức năng khác nhau. Bằng bốn tín hiệu CS0 đến CS3 có thể điều khiển các khối ngoại vi để đọc các dữ liệu. Cũng tương tự như vậy các tín hiệu CS4 đến CS7 đóng vai trò kích hoạt khối ngoại vi cần nhập các dữ liệu từ máy tính PC. . đóa cứng 20 0 – 20 F Cổng dùng cho trò chơi (Joystick) 27 8 – 27 F Cổng song song 2 (LPT2) 2B0 – 2DF Card EGA 2 2E8 – 2EF Cổng nối tiếp 4 (COM4) 2F8 – 2FF Cổng. (74LS6 12) 0A0 – 0BF Bộ điều khiển ngắt 2 ( 825 9) 0C0 – 0DF Bộ điều khiển DMA 2 ( 823 7) 0E0 – 0EF Dự trữ cho main board 0F8 – 0FF Bộ đồng xử lý toán học 80x87 1F0