Ghép Nối Và Điều Khiển Thiết Bị Ngoại Vi Trong Hệ Thống Máy Tính
MỤC LỤC
GHÉP NỐI VÀO RA SONG SONG ðIỀU KHIỂN BẰNG CHƯƠNG TRÌNH
Các lệnh vào ra dữ liệu
Gửi một byte ra cổng vào/ra 8 bớt xỏc ủịnh bởi ủịa chỉ addr_port éọc một byte từ cổng vào xỏc ủịnh bởi ủịa chỉ addr_port Gửimột word ra cổng vào/ra, 8 bớt thấp xỏc ủịnh bởi ủịa chỉ addr_port, 8 bớt cao xỏc ủịnh bởi ủịa chỉ addr_port+1 éọc một word từ cổng vào/ra, 8 bớt thấp xỏc ủịnh bởi ủịa chỉ addr_port, 8 bớt cao xỏc ủịnh bởi ủịa chỉ addr_port+1. Gửi một byte ra cổng vào/ra 8 bớt xỏc ủịnh bởi ủịa chỉ addr_port éọc một byte từ cổng vào xỏc ủịnh bởi ủịa chỉ addr_port Gửi một byte ra cổng vào/ra, 8 bớt thấp xỏc ủịnh bởi ủịa chỉ addr_port, 8 bớt cao xỏc ủịnh bởi ủịa chỉ addr_port+1 éọc một word từ cổng vào/ra, 8 bớt thấp xỏc ủịnh bởi ủịa chỉ addr_port, 8 bớt cao xỏc ủịnh bởi ủịa chỉ addr_port+1.
BCB 2
Bộ giải mó sẽ so sỏnh cỏc giỏ trị trờn ủường ủịa chỉ với ủịa chỉ cổng cho trước, nếu trựng ủịa chỉ, ủầu ra bộ giải mó sẽ kớch hoạt ở mức 0. Sau khi VXL kiểm tra thấy dữ liệu ủó sẵn sàng (bit D0 = 1), lệnh inportb thứ hai sẽ làm VXL tạo tớn hiệu kớch mở bộ ủệm ba trạng thỏi, ủưa dữ liệu của TBNV ủang nhớ trong các thanh ghi vào bus dữ liệu và gán cho biến data4.
Bus MVT
Ghộp nối song song ủiều khiển bằng chương trỡnh
Trong chế ủộ này cổng A và cổng B sử dụng cỏc ủường dõy tớn hiệu của cổng C ủể tạo hoặc tiếp nhận tớn hiệu hội thoại ( hanshaking signal ) nghĩa là mọi quỏ trỡnh trao ủổi dữ liệu của từng cổng ủều dựng cỏc tớn hiệu hội thoại. Vi mạch cổng song song lập trỡnh ủược PPI 8255 cú khả năng hoạt ủộng trong cỏc chế ủộ hoạt ủộng khỏc nhau cỏc chế ủộ hoạt ủộng này cú thể kết hợp ủược với nhau tạo khả năng lập trỡnh ủiều khiển hoạt ủộng một cỏch linh hoạt.
GHÉP NỐI TRAO ðỔI DỮ LIỆU NỐI TIẾP 3.1 Giới thiệu chung về trao ủổi dữ liệu nối tiếp
Mạch thu phát di bộ vạn năng UART 8250
2 cho phép 8250 phát yêu cầu ngắt theo trạng thái dừng truyền nhận hoặc ngắt dòng thông tin (lỗi chẵn lẽ, tràn khung). 1 cho phộp 8250 phỏt yờu cầu ngắt khi thanh ghi ủệm phỏt rỗng. 0 cho phộp 8250 phỏt yờu cầu ngắt khi thanh ghi ủệm thu ủầy, dữ liệu ủó sẵn sàng. ðể ủạt tốc ủộ truyền mong muốn, giỏ trị tớnh toỏn ủược ủặt trong hai thanh ghi, ủược gọi là thanh ghi chốt chia tốc ủộ ủược tớnh theo cụng thức. - tốc ủộ baud ủể thực hiện cỏc chõn SIN, SOUT. Bảng chỉ mối liờn hệ giữa tốc ủộ số liệu và cỏc hệ số chia ở dạng hexa decimal như sau:. Baud Số chia Baud Số chia. Qua ủú ta thấy giỏ trị trong thanh chốt chia cần 1 byte rưỡi ủể lưu tất cả. ðể thuận tiện, người ta sẽ dựng 2 byte và ghi vào 2 thanh ghi, ủú chớnh là LSB và MSB. f) Thanh ghi nhận dạng ngắt (Interrupt Identification Register - IIR), ủịa chỉ là 3FAh, hay 2FAh. Bit Stop (logic 1) sau ủú ủược gỏn vào ủể kết thỳc việc truyền. Sau bit Stop sẽ là bit logic 0, cú nghĩa là bit Start của một dữ liệu mới. Nếu không có thêm dữ liệu truyền ủi, ủường dõy phải ở trạng thỏi rỗi, mức logic 1. Do ủú nếu ủường dõy giữ trạng thỏi 0 sau bit Stop trong một thời gian bằng ủộ dài 1 từ, tớn hiệu Break sẽ ủược tạo ra. Tớn hiệu Break là tớn hiệu bỏo cho CPU hay MODEM biết ký tự truyền ủó xong và ủang tạm ngắt việc truyền. h) Thanh ghi ủiều khiển MODEM (MODEM Control Register – MCR), ủịa chỉ 3FCh Thanh ghi này cũn gọi là thanh ghi ủiều khiển cỏc tớn hiệu ra của MODEM vỡ nú cho phộp ủiều khiển cỏc tớn hiệu tại cỏc chõn DTR (chõn 33) và DTS (chõn 32) của 8250. Bit Chức năng. =0 làm việc ở chế ủộ thường. i) Thanh ghi trạng thỏi dũng (Line Status Register – LSR) ủịa chỉ 3FDh.
GHÉP NỐI ðIỀU KHIỂN NGẮT 4.1 Khái niệm và phân loại ngắt
Xử lý ngắt của nhiều thiết bị ngoại vi
Nếu bit nào xác lập lên 1, tức TBNV tương ứng có yêu cầu ngắt, và VXL chuyển sang chương trỡnh con ngắt phục vụ TBNV ủú. Phương phỏp này tuy ủơn giản nhưng thứ tự ưu tiờn khụng thay ủổi ủược và nếu cú một BGN nào bị hỏng, mạch sẽ luôn báo có yêu cầu ngắt.
BGN 2 BGN 3
- Phương phỏp ủọc vector ngắt tạo bởi tớn hiệu ngắt INTA trong ưu tiờn ngắt theo vị trí. Phương phỏp này thay ủổi ủược mức ưu tiờn và cỏch tỡm nguồn ngắt, nhưng mạch phức tạp và ủắt tiền.
GHÉP NỐI VÀO RA ðIỀU KHIỂN BẰNG DMA 5.1 Khái niệm DMA cơ bản
Bộ ủiều khiển DMA – 8237A
- Ghi các lệnh của chương trình khởi phát: VXL ghi vào các thanh ghi chức năng như ủịa chỉ ban ủầu, số từ trao ủổi, số kờnh, che chắn yờu cầu của kờnh khụng cần hoạt ủộng, chế ủộ trao ủổi, chiều tăng hay giảm ủịa chỉ… Khi ghi dữ liệu vào thanh ghi 16 bit, phải ghi lần lựơt 2 byte theo thứ tự byte thấp trước, byte cao sau. Khi kết thỳc, VXL cú thể ủọc nội dung này của thanh ghi trạng thỏi ủể biết rằng kờnh nào của DMA ủó ủạt ủến số ủếm kết thỳc TC, số lời ủó trao ủổi là bao nhiờu ( trường hợp kết thỳc cưỡng bức do EOP từ ngoài vào) và kờnh vào ủang chờ phục vụ.
GHÉP NỐI TƯƠNG TỰ-SỐ VÀ SỐ-TƯƠNG TỰ
Giới thiệu một số mạch khuếch ủại thuật toỏn
Dựng ủể ủỏnh giỏ khả năng làm việc của bộ khuếch ủại thực so với bộ khuếch ủại lý tưởng (KCM=0). Tài liệu mụn học: Ghộp nối và ủiều khiển thiết bị ngoại vi Hệ số khuếch ủại khi khụng cú phản hồi õm lớn vụ cựng.
Bộ chuyển ủổi số-tương tự DAC
Bộ biến ủổi DAC cú ủặc ủiểm là ủại lượng ra tương tự khụng liờn tục, ủộ rời rạc của ủầu ra phụ thuộc vào số bớt của bộ biến ủổi, những DAC cú số bớt ủầu vào lớn thỡ tổng số nấc ủiện ỏp ra càng lớn và khoảng cỏch giữa cỏc nấc càng nhỏ. Sử dụng ủịnh lý Thevenin, khi ủúng chuyển mạch vào Uch thỡ ủiện thế tương ủương Thevenin tại nút 20 sẽ là Uch/2 và nguồn tương có nội trở là R, như vậy tại nút 21 (tiến về phớa mạch KéTT) ta cú nguồn tương ủương Thevenin cú trị số là Uch/4 và nội trở là R.
Bộ biến ủổi tương tự số ADC
Cỏc ủơn vị chuẩn dựng ủể so sỏnh lấy cỏc giỏ trị giảm dần theo mó nhị phõn, do ủú cỏc bớt ủược xỏc ủịnh lần lượt từ bớt cú ý nghĩa nhất MSB (Most Significant Bit) ủến bớt cú ớt ý nghĩa nhất LSB (Least Significant Bit). Chuyển ủổi AD theo phương phỏp xấp xỉ liờn tiếp cú ưu ủiểm lớn là thời gian chuyển ủổi tỷ lệ thuận với số bít của mã số và thời gian thiết lập của mạch ghi chứ không phụ thuộc vào ủộ lớn của tớn hiệu chuyển ủổi.
ỨNG DỤNG MÁY VI TÍNH TRONG ðO LƯỜNG VÀ ðIỀU KHIỂN
Giới thiệu về cấu trúc máy tính
Chú ý rằng VXL chỉ có một bus dữ liệu, trong khi có rất nhiều thiết bị ngoại vi và ô nhớ cựng muốn trao ủổi dữ liệu với VXL qua bus này. Do ủú mỗi thiết bị ngoại vi sẽ ủược cấp một ủịa chỉ riờng biệt, cho phộp nú làm việc với VXL khi ủịa chỉ riờng biệt ủú ủược ủưa ra trờn bus ủịa chỉ.
PHẦN I: GIỚI THIỆU VỀ CỔNG ðA NĂNG USB I. Giới Thiệu Chung Về Bus USB
Những nét chung về bus USB
Tự nhận dạng thiết bị ngoại vi ,tự ủộng vẽ bản ủồ chức năng ủối với phần mềm ủiều khiển và cấu hình. Hỗ trợ cho các thiết bị lọai khác nhau, với nhiều chức năng khác nhau.
PHIÊN BẢN USB 2.0
Gọi phần mềm ủiều khiển
Cỏc chương trỡnh người dựng khỏc nhau gửi gúi yờu cầu gần như ủồng thời tới phần mềm quản lý vào/ra, phần mềm này sau ủấy sẽ phõn phối cỏc gúi này tới cỏc phần mềm ủiều khiển cụ thể. CreateFile( ) Mở một tệp hoặc một thiết bị CloseHandle( ) đóng một tệp hoặc một thiết bị ReadFile( ) ðọc hoặc nhận dữ liệu.
CẤU TRÚC CHỨC NĂNG CỦA CÁC CON VI MẠCH
Chip UCN5804B
Tại ngừ ra cung cấp mức ủiện ỏp 3.3V ủể ủiều khiển tớn hiệu, trong khi một máy thu khác và 2 tín hiệu kết thúc từ máy thu cung cấp dữ liệu từ cổng USB, SEO và USB dũ tỡm ủiều kiện. - Fifo Receive Buffer ( 128 byte): Bộ ủệm USB nhận dữ liệu tối ủa 128 byte, dữ liệu ủược ủọc và ghi từ bộ nhớ FIFO thụng qua chõn nối tiếp truyền thụng dữ liệu USB.
NGUYÊN LÝ HOẠT ðỘNG CỦA MẠCH
Ở ủõy ta dựng mạch ghộp nối ủể diều khiển ủộng cơ bước hoạt ủộng bằng mỏy tớnh, UCN5804BM phụ thuộc vào chõn 11 cú ủược tỏc ủộng hay khụng ủể thỳc ủẩy ủộng cơ làm việc. Chip FT245_USB chuyển tín hiệu lấy ra từ cổng USB sang dạng tín hiệu truyền song song 8 bit dữ liệu tỏc ủộng ủến chip UCN5804BM ủể ủiều khiển ủộng cơ bước làm việc theo cỏc mode ủịnh sẵn và tốc ủộ quy ủịnh.
Giới thiệu chung về truyền thông nối tiếp
Phương thức truyền dữ liệu của RS-232
Một trong những yờu cầu quan trọng của RS-232 là thời gian chuyển ủổi từ một mức logic này tới mức logic khác không vượt qúa 4% thời gian 1 bit. Nếu truyền tớn hiệu ủi xa , R sẽ tăng dẫn ủến ỏp rơi trờn ủất sẽ lớn dần ủến lỳc tớn hiệu logic sẽ rơi vào vựng khụng xỏc ủịnh và mạch thu sẽ khụng nhận ủỳng dữ liệu ủược truyền từ mạch phỏt.
Giới thiệu các linh kiện dùng trong mạch
Bỡnh thường chõn này ở trạng thỏi cao và khi việc chuyển ủổi hoàn tất thỡ nú xuống thấp ủể bỏo cho CPU biết là dữ liệu ủược chuyển ủổi ủó sẵn sàng ủể lấy ủi. D0-D7 là cỏc chõn ra dữ liệu Cỏc chõn nay ủược ủệm ba trang thỏi và dữ liệu ủó ủược chuyển ủổi chỉ ủược truy cập khi chõn CS = 0 và chõn RD ủưa xuụng mức thấp.