Giao tiếp với máy tính

GIAO TIẾP VỚI MÁY TÍNH I. GIAO TIẾP SONG SONG: GIAO TIẾP QUA CỔNG MÁY IN 1.1 Vài nét cơ bản về cổng máy in: Việc nối máy in với máy tính được thực hiên qua ổ cắm 15 chân ở phía sau máy tính. Nhưng đây không phải chỉ là chỗ nối với máy in mà khi sử dụng máy tính vào việc khác, như truyền dữ liệu từ máy tính tới một thiết bò khác, hay điều khiển thiết bò bằng máy tính thì việc ghép nối cũng được ghép nối qua cổng máy in. Qua cổng này dữ liệu được truyền đi song song, nên đôi khi còn được gọi là cổng ghép nối song song và tốc độ truyền cũng đạt đến mức đáng kể. Tất cả các đường dẫn của cổng máy in đều tương thích với TTL. Nghóa là chúng đều cung cấp mức điện áp nằm giữa 0V đến 5V. do đó ta cần lưu ý là các đường dẫn vào cổng này không được đặt mức điện áp quá lớn. Sự sắp xếp các chân của cổng máy in với tất cả các đường dẫn được mô tả như sau: 13 1 25 14 O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O HÌNH 3.1 Chức năng các chân Chân Ký hiệu Out/in Chức năng 1 2 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 25 Strobe D0 D7 ACK Busy PE SLCT AF ERROR INIT SLCTN GND Out Out In In In In Out In Out Out Byte được in Các đường dữ liệu D0 D7. Phần thu báo cho phần phát biết đã thu xong một kí tự Phần tín hiệu do phần thu báo cho phần phát biết là phần thu đang bận Báo hết giấy Báo chọn máy in Máy tính báo ra máy in tự nạp giấy Báo các lỗi của máy in Reset máy in Chọn máy in Nối đất 1.3 Trao đổi với các đường dẫn tín hiệu: LPT1: Gồm có 3 thanh ghi: thanh ghi dữ liệu, thanh ghi trạng thái và thanh ghi điều khiển. a. Thanh ghi dữ liệu: gồm có 8 bit dữ liệu, có đòa chỉ là 378h. HÌNH 3.2 CH ÂN SỐ : 9 8 7 6 5 4 3 2 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 b. Thanh ghi trang thái: có đòa chỉ là 379h. ERROR SLCT PE ACK BUSY D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 c. Thanh ghi điều khiển có đòa chỉ: 37AH Strobe AF INIT SLCTIN ( Ngắt 8259 ) D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 1.4. Hoạt động của việc trao đổi dữ liệu: a. Hoạt động của phần phát: + đọc Busy cho đến khi Busy\ = 1. + gửi dữ liệu ra bus dữ liệu + cho Strobe = 0. + chuẩn bò dữ liệu tiếp theo + quay về bước 1 b. Hoạt động của phần thu: + đọc Strobe cho đến khi Strobe = 1. + Busy = 0, ACK = 0. + đọc dữ liệu vào. + đưa ACK = 1. + xử lý dữ liệu. + cho Busy = 1 để phát ký tự tiếp theo + quay về bước 1 BUSY = 1 BEGIN GỞI DỮ LIỆU STROBE = 1 ACK = 1 STROBE = 0 HẾT FILE THOÁT RA CHUẨN BỊ DỮ LIỆU TIẾP THEO HÌNH 3.3 LƯU ĐỒ PHÁT BEGIN STROBE =1 BUSY =1 , ACK =0 ĐỌC DỮ LIỆU XỬ LÝ DỮ LIỆU ACK = 1 BUSY = 1 LƯU ĐỒ THU HÌNH 3.4 GIAO TIẾP QUA SLOT CARD. (có đòa chỉ từ 300 31FH). Trong máy tính người ta chế tạo sẵn các slot cho phép người sử dụng tính năng của máy vi tính bằng cách gắn thêm các thiết bò vào nó. Mỗi slot đều có các đường dữ liệu (data), đòa chỉ (address), các đường +5V, – 5V, + 12V, -12V và các đường điều khiển như CLK, IRQ, RESET, /IOW, IOR … vì vậy nếu thiết kế mạch giao tiếp qua slot sẽ giảm được rất nhiều linh kiện, giảm được bộ nguồn bên ngoài, dễ điều khiển, giá thành thấp nên đồng thời tốc độ truyền dữ liệu cũng nhanh. Tuy nhiên bên cạnh những ưu điểm nó cũng có những nhược điểm như: do slot card giao tiếp được gắn bên trong máy nên cách giao tiếp này khó nhận được dữ liệu từ bên ngoài. Nó bò hạn chế về khoảng cách làm việc đồng thời mỗi lần sử dụng phải mở ráp máy gây bất tiện cho người sử dụng. Các rãnh cắm trong máy tính PC Ở máy tính PC/XT rãnh cắm trong máy tính chỉ có 1 loại với độ rộng là 8 bit và tuân theo tiêu chuẩn ISA (Industry Standard Architecture). Từ máy tính AT trở đi việc bố trí chân trên rãnh cắm trở lên phức tạp hơn, tùy theo tiêu chuẩn khi lựa chọn máy tính, các loại rãnh cắm theo tiêu chuẩn khác nhau có thể kiểm tra như sau: + Rãnh cắm 16 bit theo tiêu chuẩn ISA (Industry standard Architecture) + Rãnh cắm PS/2 với 16 bit theo tiêu chuẩn MCA (Micro Channel Architecture) + Rãnh cắm PC/2 với 32 bit theo tiêu chuẩn MCA . + Rãnh cắm 32 bit theo tiêu chuẩn EISA (Extended Micro Channel Architecture) + Rãnh cắm 32 bit theo tiêu chuẩn VESA + Rãnh cắm 32 bit theo tiêu chuẩn PCI. Cho đến nay phần lớn các card ghép nối dùng trong kỹ thuật đo lường và điều khiển đều được chế tạo để đặt vào rãnh cắm theo tiêu chuẩn ISA. GIAO TIẾP NỐI TIẾP QUA CỔNG COM RS232 1. VÀI NÉT CƠ BẢN VỀ CỔNG NỐI TIẾP: Cổng nối tiếp RS232 là một loại giao diện phổ biến rộng rãi nhất, ta còn gọi là cổng COM1, COM2 để tự do cho các ứng dụng khác nhau. Giống như cổng máy in, cổng nối tiếp RS232 cũng được sử dụng rất thuận tiện trong việc ghép nối máy tính với các thiết bò ngoại vi. Việc truyền dữ liệu qua cổng RS232 được tiến hành theo cách nối tiếp, nghóa là các bit dữ liệu được gởi đi nối tiếp với nhau trên một đường dẫn. Trước hết loại truyền này có khả năng dùng cho những khoảng cách lớn hơn, bởi vì khả năng gây nhiễu là nhỏ đáng kể hơn là khi dùng một cổng song song. Việc dùng cổng song song có một nhược điểm đáng kể là cáp truyền nhiều sợi và vì vậy rất đắt tiền, hơn nữa mức tín hiệu nằm trong khoảng 0 5V đã tỏ ra không thích ứng với khoảng cách lớn . Trên hình 3.5 là sự bố trí chân của phích cắm RS232 của máy tính PC: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 O O O O O O O O O HÌNH 3.5 1 13 14 25 O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O CHÂN (loại 9 chân ) CHÂN ( loại 25 chân ) KÝ HIỆU Ý NGHĨA 1 2 3 4 5 6 7 8 9 8 3 2 20 7 6 4 5 22 DCD RxD TxR DTR GND DSR RTS CTS RI Data carrier detect Nhận dữ liệu Phát dữ liệu Dữ liệu đầu cuối sẵn sàng Nối đất Thiết bò thông tin sẵn sàng Yêu cầu gửi Thiết bò thông tin sẵn sàng truyền Ring in dicator Việc truyền dữ liệu xẩy ra trên 2 đường dẫn qua chân cắm ra TxD, gửi dữ liệu của nó đến thiết bò khác. trong khi đó dữ liệu mà máy tính nhận được dẫn đến chân RxD. các tín hiệu khác đóng vai trò như tín hiệu hỗ trợ khi trao đổi thông tin và vì thế không phải trong mọi ứng dụng đều dùng đến. Mức tín hiệu trên chân ra RxD tùy thuộc vào đường dẫn TxD và thông tin thường nằm trong khoảng – 12V + 12V các bit dữ liệu được đảo ngược lại. Mức điện áp ở mức cao nằm trong khoảng – 3V và – 12V và mức thấp nằm trong khoảng từ + 3Vvà +12V . Trạng thái tónh trên đường dẫn có mức điện áp – 12V. Bằng tốc độ baud ta thiết lập tốc độ truyền dữ liệu các giá trò thông thường là 300, 600, 1200, 2400, 4800, 9600, và 19200 baud, Ký hiệu baud là số lượng bit truyền trong 1s. Còn một vấn đề nữa là khuôn mẫu (Format) truyền dữ liệu cần phải được thiết lập như nhau cả bên gửi cũng như bên nhận các thông số truyền có thể được thiết lập trên máy tính PC bằng các câu lệnh trên DOS. Ngày nay Windows cũng có các chương trình riêng để sử dụng, khi đó các thông số truyền dữ liệu như: tốc độ baud, số bit dữ liệu, số bit dừng, bit chẵn lẻ (parity) có thể được thiết lập một cách rất đơn giản. 2. SỰ TRAO ĐỔI CỦA CÁC ĐƯỜNG TÍN HIỆU: Cũng như ở cổng máy in, các đường dẫn tín hiệu riêng biệt cũng cho phép trao đổi qua lại các đòa chỉ trong máy tính PC. trong trường hợp này người ta thường sử dụng những vi mạch có độ tích hợp cao để có thể hợp nhất nhiều chức năng trên 1 chip. Ở máy tính PC thường có một bộ phát/nhận không đồng bộ vạn năng gọi tắt là UART: Universal Asynchronous Receiver/Transmister. Để điều khiển sự trao đổi thông tin giữa máy tính và các thiết bò ngoại vi. phổ biến nhất là vi mạch 8250 của hãng NSC hoặc các thiết bò tiếp theo, chẳng hạn như 16C550. Bộ AURT này có 10 thanh ghi để điều khiển tất cả chức năng của việc nhập vào, xuất ra dữ liệu theo cách nối tiếp liên quan đến nội dung của phần này chỉ đề cập đến hai điều đáng quan tâm đó là: thanh ghi điều khiển modem và thanh ghi trạng thái modem. a. Thanh ghi điều khiển modem: D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 0 0 0 LOOP OUT2 UOT1 RTS DTR D0 =1 đưa /DTR =0 D0 =0 đưa /DTR =1 D1 =1 đưa /RTS =0 D1 =0 đưa /RTS =1 OUT1 và OUT2 điều khiển đầu ra phụ b)Thanh ghi trạng thái modem: (đòa chỉ cơ bản +6) 1 nếu RI có biến đổi 1: nếu có sự thay đổ các tín hiệu tương ứng Có các giá trò của các bít out 2 out 1 , DTR, RTS, trong MCR khi bit LOOP = 1 RI DSR CTS ∆RLSD ∆RI ∆DSR ∆CTR RLSD Lại cũng giống như ở cổng ghép nối với máy in, các Thanh ghi được trao đổi qua ô nhớ trong vùng vào/ra (input/output). Đòa chỉ đầu tiên có thể tới được của cổng nối tiếp gọi là đòa chỉ cơ bản (basic Address) các đòa chỉ của các thanh ghi tiếp theo được đạt tới bằng việc cộng thêm số thanh ghi đã gặp của bộ UART vào đòa chỉ cơ bản. Đòa chỉ cơ bản của cổng nối tiếp của máy tính PC được tóm tắt trong bảng sau: CỔNG ĐỊA CHỈ CƠ BẢN COM 1 COM 2 COM 3 COM 4 3F8H 2F8H 3E8H 2E8H . GIAO TIẾP VỚI MÁY TÍNH I. GIAO TIẾP SONG SONG: GIAO TIẾP QUA CỔNG MÁY IN 1.1 Vài nét cơ bản về cổng máy in: Việc nối máy in với máy tính được. chân ở phía sau máy tính. Nhưng đây không phải chỉ là chỗ nối với máy in mà khi sử dụng máy tính vào việc khác, như truyền dữ liệu từ máy tính tới một thiết