Chương 3: MODEM RỖNG CỦA RS232C Mặc dù chuẩn RS_232C của EIA được dành riêng để áp dụng kết nối giữa Modem với thiết bò đầu cuối, nhưng một thuê bao của RS_232C cũng thường được sử dụng khi hai thiết bò đầu cuối được nối với nhau, hoặc một máy tính và một máy in mà không sử dụng các Modem. Trong những trường hợp như vậy, các đường TxD và RxD phải được đặt chéo nhau và các đường điều khiển cần thiết phải được đặt ở TRUE hoặc phải được tráo đổi thích hợp bên trong cáp kết nối. Sự nối lắp cáp của RS232C mà có sự tráo đổi đường dây được gọi là Modem rỗng (null Modem). Cáp như vậy thích hợp để nối trực tiếp 2 thiết bò DTE qua các port RS232C. Hai sơ đồ có thể kết nối lẫn nhau được trình bày trong hính 2-5 và hình 2-6 chú ý rằng trong trường hợp đơn giản nhất chỉ cần kết nối 4 dây lẫn nhau, trong thực tế 2 đường dây đất (SIG GND 0 và CHAS GND) thường được kết hợp lại, mặc dù điều này không được đề cập tới. IV _ CÁC IC KÍCH PHÁT VÀ THU CỦA RS232C Nhờ tính phổ biến của giao tiếp, người ta đã chế tạo các IC kích phát và thu. Hai vi mạch như vậy được Motorola sản xuất là IC kích phát MC 1488 có dạng vỏ vuông. Và MC 1489.Mỗi IC kích phát 1488 nhận một tín hiệu mức TTL và chuyển thành tín hiệu ở ngõ ra tương thích với mức điện áp của RS232C. IC 1489 phát hiện các mức vào của RS232C và chuyển chúng thành các ngõ ra có mức TTL. V _ MINH HỌA THÔNG TIN NỐI TIẾP BẤT ĐỒNG BỘ Đối với các máy PC, các cổng liên lạc nối tiếp (serial port) còn được gọi là các cổng COM. Hoàn toàn có thể sử dụng các cổng này để kết nối máy PC với các máy tính khác, với các Modem, các máy in, máy vẽ, các thiết bò điều khiển, mouse, mạng … Tất cả các máy tính PC có khả năng làm việc tối đa là 4 cổng nối tiếp khi sử dụng các card giao tiếp I/O chuẩn. Các cổng nối tiếp thường được thiết kế theo các qui đònh RS-232 theo các yêu cầu về điện và về tín hiệu. BIOS chỉ hỗ trợ các cổng nối tiếp RS-232C. Còn các chuẩn khác như: RS-422, BiSync, SDLC, IEEE-488 (GPIB),… cần phải có các trình điều khiển thiết bò bổ sung để hỗ trợ. 2 2 TxDTxD 3 3 CHAS GND SIGNAL GND 1 1 7 7 88 CDCD CTSCTS 55 4 4 RTSRTS 66 RxD DSR DTR RxD DTE B DTE A 2020 DTR DSR HÌNH 2-5 Tốc độ tối độ của cổng nối tiếp tùy thuộc vào bộ phát tốc độ Baud trong card giao tiếp cổng nối tiếp, phần mềm BIOS, và hệ thống có thể thực hiện chương trình BIOS nối tiếp nhanh đến mức nào. Ngoài ra, nếu hệ thống đang xử lý chương trình khác có độ ưu tiên cao hơn thì tốc độ tin cậy có thể bò suy giảm đáng kể. Hoạt động của cổng nối tiếp chủ yếu cũng được xử lý bởi 1 chip UART. Các thiết kế ban đầu đã sử dụng một chip NS-8250. Các thiết bò sau này chuyển sang một phiên bản CMOS, chip 1650, có chức năng hoạt động giống như 8250. Một số thiết bò mới sử dụng chip 16550 hay các biến thể khác nhằm bổ sung thêm việc đệm dữ liệu để giảm bớt gánh nặng cho CPU. Một phần của BIOS hệ thống (ngắt 14 h) cung cấp các dòch vụ để liên lạc với các card giao tiếp nối tiếp. Giống như các cổng song song, POST (Power on Self Test- chương trình của BIOS tự kiểm tra cấu hình hệ thống khi bật máy) kiểm tra xem liệu một cổng nối tiếp có được gắn vào hệ thống không, và ghi lại các đòa chỉ I/O của các cổng hoạt động trong vùng dữ liệu của BIOS. Tất cả các hệ thống đến 4 cổng nối tiếp, BIOS không hỗ trợ các cổng bổ sung thêm khác. Để truy suất phần cứng của một cổng nối tiếp, cần đọc một trong 4 từ (word) trong vùng dữ liệu BIOS chứa đòa chỉ I/O cơ sở đối với 4 cổng nối tiếp có thể có. Ví dụ: Để truy suất cổng nối tiếp số 2, trước tiên phải đọc đòa chỉ cổng I/O cơ sở từ vùng dữ liệu BIOS. Điều này có nghóa là một côûng nối tiếp không có đòa chỉ cổng I/O cố đònh. a. Lưạ chọn cổng COM Mỗi cổng nối tiếp sử dụng 8 byte của bộ nhớ máy PC và một ngắt phần cứng đặc biệt. Việc sử dụng các đòa chỉ bộ nhớ và ngăùt phần cứng này là điều quan trọng đối với người lập các chương trình liên lạc và các chương trình điều khiển thiết bò đối với các thiết bò nối tiếp. Bảng sau mô tả các đòa chỉ bộ nhớ và các ngắt phần cứng đối với 4 cổng nối tiếp chuẩn cho các máy tính tương thích với máy tính PC. Thông tin quan trọng nhất ở đây là đòa chỉ cơ sở, là đòa chỉ bộ nhớ đầu tiên trong mỗi cổng COM (vùng đệm phát/thu – Transmit/ Receive Buffer) đòa chỉ của đường yêu cầu ngắt (IRQ) đối với mỗi cổng. Một thiết bò nối tiếp chỉ có thể sử dụng một đòa chỉ cổng COM. Khi cài đặt một Modem nội trong máy PC, hay bất kỳ 2 2 TxD TxD 3 3 CHAS GND SIGNAL GND 1 1 7 7 88 CDCD CTS CTS 55 4 4 RTSRTS 66 RxD DSR DTR RxD DTE B DTE A 2020 DTR DSR CTS (optional) HÌNH 2-6 thiết bò nào khác sử dụng cổng nối tiếp cho giao diện của nó, trước tiên phải đảm bảo rằng đã xác lập nó đối với một cổng COM (bao gồm đòa chỉ và số IRQ). COM 1 COM 2 COM 3 COM 4 Mô tả IRQ4 3F8 3F9 3FA 3FB 3FC 3FD 3FE IRQ3 2F8 2F9 2FA 2FB 2FC 2FD 2FE IRQ4 3E8 3E9 3EA 3EB 3EC 3ED 3EE IRQ3 2E8 2E9 2EA 2EB 2EC 2ED 2EE Interrupt Request Line Transmit/Receive Buffer và LSB of the Divisor Latch Interrupt Enable Register và MSB of the Divisor Latch Interrupt Identification Registers Line Control Register Modem Control Register Line Status Register Modem Status Register b. Hoạt động của cổng nối tiếp. Sự khởi động của BIOS. Sau khi bật máy (hay Reset máy), chương trình POST kiểm tra xem liệu có bất kỳ cổng nối tiếp nào được cài đặt hay không. POST khảo sát nhóm cổng I/O: 3F8 3FEh. Để phát hiện một cổng hoạt động, thanh ghi IIR (Interrupt Identification Register) được đọc từ cổng 3FAh hay 2FAh. Nếu tất cả các bit từ 3 7 của thanh ghi IIR đều là 0, thì POST xem như cổng nối tiếp có hoạt động. Một khi đã xác đònh được nhóm cổng I/O nối tiếp có hoạt động, đòa chỉ cổng I/O cơ sở được lưu trữ trong vò trí BIOS RAM cổng nối tiếp chưa sử dụng thấp nhất. Có 4 từ được dành trong RAM bắt đầu tại đòa chỉ 40:0h để chứa đòa chỉ I/O của cổng nối tiếp có hoạt động. Nhiều POST của các hãng cung cấp máy sẽ không bao giờ kiểm tra các cổng COM3 và COM4, vì IPM không đònh nghóa một đòa chỉ cổng chuẩn cho các cổng này. Nói chung, hầu hết các hệ thống chỉ kiểm tra có 2 cổng. Tuy nhiên, các hệ thống cùng họ mới hơn thường kiểm tra 4 đòa chỉ cổng có thể có. Các hệ thống MCA kiểm tra 8 đòa chỉ cổng nối tiếp khác nhau có thể có trong một lần thử để tìm ra 4 cổng nối tiếp có hoạt động. Thứ tự kiểm tra Hầu hết hệ thống Một số hệ thống AT và EISA Các hệ thống MCA Thứ 1 Thứ 2 Thứ 3 Thứ 4 Thứ 5 Thứ 6 Thứ 7 Thứ 8 3F8 2F8 Không Không Không Không Không Không 3F8 2F8 Không Không Không Không Không Không 3F8 2F8 3220h 3228h 4220h 4228h 5220h 5228h Bảng trên mô tả thứ tự theo đó các BIOS sẽ tìm kiếm các cổng hoạt động. Chỉ cổng I/O cơ sở đối với mỗi nhóm được hiển thò trong bảng này. Trên hệ thống MCA, một khi 4 cổng đã được tìm thấy, các cổng khác không được kiểm tra nữa. Khi hoàn tất các công việc kiểm tra POST nối tiếp, các đòa chỉ cổng nối tiếp được cất giữ. Điều này thường tạo ra một trong 4 trường hợp được mô tả trong bảng sau: Đòa chỉ RAM Cổng nối tiếp Trường hợp 1 Đòa chỉ I/O Trường hợp 2 Đòa chỉ I/O Trường hợp 3 Đòa chỉ I/O Trường hợp 4 Đòa chỉ I/O 40:0h 40:2h 40:4h 40:6h 1 2 3 4 3F8 2F8 0 0 3F8 0 0 0 2F8 0 0 0 0 0 0 0 Các kết quả POST có thể có về việc phát hiện cổng nối tiếp. - Trường hợp 1 : Mô tả POST phát hiện 2 cổng nối tiếp. - Trường hợp 2 và 3 : Cho thấy chỉ có một cổng nối tiếp được phát hiện. - Trường hợp 4 : Cho thấy không phát hiện được cổng nối tiếp nào. Các phép thử này không khẳng đònh liệu có một thiết bò nối tiếp thực sự được nối với cổng I/O hay không. Phép thử chỉ kiểm tra xem liệu phần cứng cổng nối tiếp có tồn tại hay không tại một đòa chỉ I/O cụ thể. Tổng số cổng nối tiếp hoạt động được phát hiện thấy (0 4) được cất giữ trong byte thiết bò tại đòa chỉ BIOS RAM 40:10h từ các bit 9 11. . gồm đòa chỉ và số IRQ). COM 1 COM 2 COM 3 COM 4 Mô tả IRQ4 3F8 3F9 3FA 3FB 3FC 3FD 3FE IRQ3 2F8 2F9 2FA 2FB 2FC 2FD 2FE IRQ4 3E8 3E9 3EA 3EB 3EC 3ED 3EE IRQ3 2E8 2E9 2EA 2EB 2EC 2ED 2EE Interrupt. thể sử dụng các cổng này để kết nối máy PC với các máy tính khác, với các Modem, các máy in, máy vẽ, các thiết bò điều khiển, mouse, mạng … Tất cả các máy tính PC có khả năng làm việc tối đa. thống MCA Thứ 1 Thứ 2 Thứ 3 Thứ 4 Thứ 5 Thứ 6 Thứ 7 Thứ 8 3F8 2F8 Không Không Không Không Không Không 3F8 2F8 Không Không Không Không Không Không 3F8 2F8 32 20h 32 28h 4220h 4228h 5220h 5228h Bảng