Mạch giao tiếp được xây dựng dựa trên nguyên lý giao tiếp song song qua cổng máy in. Mạch sử dụng vi mạch giao tiếp PPI 82A55 làm cơ sở chính. Sử dụng các vi mạch số để khống chế quá trình giao tiếp và qua đĩ định vị chính xác các Port quy định thực hiện việc trao đổi thơng tin. Dữ liệu cũng như thơng tin được trao đổi giữa mạch (thẻ mạch; card) ngồi và CPU của máy tính cá nhân (PC: Person Computer) gián tiếp tiến hành thơng qua vi mạch PPI 82A55.
PPI 82A55 là một vi mạch chuyên dùng cho việc giao tiếp và trao đổi dữ liệu. Với thanh ghi điều khiển, PPI 82A55 thực hiện rất nhiều chức năng khác nhau và tùy vào mong muốn của người sử dụng. Ưu điểm của vi mạch chính là nhờ vào các thanh ghi đệm (shift register), các thanh ghi này chốt lại dữ liệu xuất ra.
Đề tài chỉ yêu cầu ở mức độ đơn giản, đĩ là trao đổi dữ liệu. Để nâng cao tính đa năng của vi mạch 82A55, mạch giao tiếp được thiết kế ở mức độ đơn giản nhưng tiện dụng. Đơn giản ở chỗ chỉ sử dụng ít IC số kèm theo để khống chế tầm hoạt động của vi mạch, mạch chỉ sử dụng bốn (04) IC và bốn (04) tụ lọc ngồi ra khơng sử dụng thêm bất cứ linh kiện thụ động nào khác. Tiện dụng ở chỗ, tùy theo yêu cầu giao tiếp mà người sử dụng cĩ thể cho vi mạch thực hiện cơng việc giao tiếp theo ý muốn, bằng cách lập trình trực tiếp trên thanh ghi điều khiển của PPI 82A55. Với ba cặp chuyển mạch (jumper) cĩ thể sử dụng tới 32 cảng giao tiếp. Ngồi ra mạch cịn thiết kế thêm phần nguồn để cung cấp cho bộ phận ngoại vi các mức áp 5VDC, 12VDC, GND.
Sơ đồ khối của mạch giao tiếp:
Tiến hành tìm hiểu cấu trúc, sơ đồ khối và tập lệnh của vi mạch PPI 82A55 cũng như sơ đồ chân và chức năng các chân của Slot XT, kết hợp với nhu cầu của đề tài, mạch “Giao tiếp” được thiết kế như sau:
SƠ ĐỒ MẠCH MẠCH GIAO TIẾP
Trong đĩ:
LINH KIỆN
Linh kiện Giá trị Chức năng
C1,C2,C3 100nF Lọc nguồn cho các IC 1,2,3
J1,J2,J3 Chọn địa chỉ cố định cho mạch giao tiếp
SV2 Cảng ra; Port ABC, Supply
IC1 7404,7414 IC cổng NOT
IC2 7430 IC cổng NAND 8 ngõ vào
IC3 7432 IC cổng OR
BUS
Bus Giá trị Ý nghĩa
VCC, GND 5V Nguồn cung cấp, lấy từ Slot XT của PC
IO Data PA0PC7 Ngõ ra của PPI 82A55
Address A0A9 Các đường địa chỉ của Slot XT
Data D0D7 Các đường dữ liệu của PC truyền qua Slot XT Cotrol Data Slot RD\,WR\,… Các tín hiệu điều khiển lấy từ Slĩt XT
Cotrol RD\,WR\,… Các tín hiệu điều khiển PPI sau khi xử lý
Mạch được thiết kế trên phần mềm EAGLE. Sau khi kiểm tra sơ bộ các đường nối, tiến hành vẽ mạch in thử bằng chức năng Auto của EAGLE, quá trình vẽ mạch in thử chính là bước tính tốn để sắp xếp linh kiện trên board sau cho hợp lý và chiếm ít khơng gian trên mạch in nhất.
Chọn được những vị trí thích hợp cho mỗi linh kiện trên board mạch, ghi lại file backup đề phịng sẽ cĩ sự sửa chữa về sau (cơng việc này thường được thực hiện trong suốt quá trình thiết kế của mỗi mạch), tiến hành vẽ mạch in. Sau khi thực hiện chức năng Auto, kiểm tra đường nối giữa board và schematic, nối tốt, chỉnh lại các đường dây nối cho hợp lý hơn.
Trong thực tế, khi vẽ bằng thủ cơng (vẽ bằng các chức năng) qua kinh nghiệm của hai lần vẽ bằng chức năng tự động, mạch gọn hơn, đẹp hơn và ít lỗ xuyên mạch hơn.
Ghi chú các yếu tố quan trọng lên mạch. Làm mạch in. Kiểm tra trên mạch in các lổ xuyên mạch, các đường mạch gần nhau. Mạch tốt, thử lại từng linh kiện rời, hàn đế chân, hàn linh kiện, lắp IC. Kiểm tra lại mạch lần cuối trước khi lắp vào Slot XT trên PC. Viết chương trình điều khiển thử mạch.
Phân tích mạch:
Vi mạch cổng đảo (7404) kết hợp với vi mạch cổng đảo và (7430) tạo nên sự khống chế địa chỉ điều khiển bằng cách khống chế chân Chip Select của PPI 8255A. Địa chỉ hoạt động của PPI là 11000XXXXXB = 1100000000B + XXXXXB = 300H + (00H 1FH).
Bộ ba jumper (J1, J2, J3) đặt trước các đường địa chỉ A0, A1, A2, A3, A4
tạo nên sự lựa chọn (22) x (23) = 4 x 8 = 32D = 1FH đường địa chỉ bộ nhớ. Các chân điều khiển đọc, ghi từ Slot XT được nối với chân RD\, WR\ của PPI 8255A thơng qua các cổng OR, các cổng này cĩ cơng dụng làm trễ pha của tín hiệu điều khiển.
Chân Reset của PPI được nối trực tiếp với chân B2 của Slot XT (chân Reset). Các chân A0 và A1 của vi mạch 8255A lần lượt được nối trực tiếp với chân A31 và A30 của khe giao tiếp mở rộng XT (chân SA0 và SA1).
Nguồn cung cấp cho card lấy trực tiếp từ máy tính thơng qua các chân B1, B10, B31 (GND) và B3, B29 (VCC; + 5VDC) của Slot XT.
Slot SV2 là các cảng ra Port A, Port B, Port C và Supply của PPI. Trong đề tài này, do phạm vi sử dụng khá rộng, cả ba cảng A, B và C đều được sử dụng nên khơng tách các Port ra làm từng Slot để truyền dữ liệu ra ngồi.
* Những kinh nghiệm rút ra được sau khi thực hiện mạch “Giao tiếp”: Việc thiết kế phải gắn liền với tính linh hoạt trong việc sử dụng tài
nguyên hiện cĩ.
Việc thiết kế phải dựa trên nhu cầu.
Thiết kế khơng chỉ dựa trên tài nguyên, kiên thức, sách vở mà phải dựa trên sự đáp ứng của thị trường linh kiện điện tử.
Cần phải chú ý trên mọi lĩnh vực liên quan đến mạch. * Kết quả đạt được:
Mạch chạy tốt.
Cĩ thể lập trình điều khiển mạch. Đúng với mục đích và yêu cầu đặt ra.
Mạch gọn, khơng cần phải cân chỉnh, hàn nối thêm.