4 5 1 bàn phím thu thập số liệu rs485

Luận Văn Tốt Nghiệp

GVHD:Thầy Nguyễn Chí Nghĩa

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

BÀN PHÍM THU THẬP SỐ LIỆU RS485

SVTH: Nguyễn Quang Huy

Trang :1


Luận Văn Tốt Nghiệp

GVHD:Thầy Nguyễn Chí Nghĩa

I.1 Sơ lược về PC và ứng dụng PC trong Điều Khiển Tự Động:

Vào những năm 40 của thế kỷ XX, một sự kiện quan trọng trong lĩnh vực
điện tốn đã xảy ra đó là sự ra đời của chiếc máy tính chữ số chạy bằng điện đầu tiên ra đời và
được biết đến dưới cái tên gọi “Aniac”. “Aniac” tổng cộng phải dùng đến 18000 chi tiết điện
điện tử, ngồi ra cịn có 1500 chi tiết điện và các loại linh kiện khác, tổng thể tích khoảng 90
m3 , năng 30 tấn, chiếm diện tích 170 m 2 . Nếu đem so sánh với máy tính ngày nay thì nó là
một cỗ máy khổng lồ. Cũng chính vì thế mà vào thời điểm đó người ta chưa thể thấy hết được
tầm quan trọng của sự việc này. Nhưng đến tháng 12 năm 1981, khi IBM cơng bố về chiếc
máy tính cá nhân đầu tiên của họ. Máy được thiết kế như là một máy tính để bàn vừa phải,
dùng bộ vi xử lý Intel 8088. Model chuẩn dược bán với giá $3000. Máy gồm 64K RAM (bộ
nhớ truy cập ngẫu nhiên) trên bản mạch chính, có thể mở rộng lên tới 256 K trên bản mạch hệ
thống, và 40K ROM (bộ nhớ chỉ đọc). Phần lớn ROM này được thiết kế để lưu một chương
trình hỗ trợ hệ thống được gọi làhệ thống nhập/xuất cơ bản, hay BIOS. Máy PC đầu tiên có

một ổ đĩa mật độ kép một mặt. Các ổ đĩa được địng dạng có khả năng lưu trữ 180K dữ liệu.
Phần mềm hệ điều hành ban đầu được cung cấp bởi hãng Microsoft Corporation. Và từ đó đến
nay, trong một khoảng thời gian ngắn, máy tính – PC – đã trở thành một thiết bị quan trọng
hàng đầu trong tất cả các lĩnh vực kinh tế, sản xuất, sinh hoạt và đặc biệt là trong các ngàng
công nghiệp hiện đại.
Trong lĩnh vực điều khiển tự động của chúng ta thì máy tính lại đặc biệt
quan trọng hơn nữa. Nó hoặc trực tiếp hoặc gián tiếp là những “ông chủ”, hay những “giám sát
viên” trong một dây truyền tự động hoặc một quy trình sản xuất. Nhưng để làm được những
điều đó PC cần phải được lập trình trước hay nói cách khác là những người biết sử dụng nó.
Một trong những yếu tố quan trọng hàng đẩu trong việc đưa PC vào các dây truyền tự
động là ta phải “giao tiếp” được với nó. Có nghĩa là ta phải lập trình để cho PC có thể trao đổi
dữ liệu với các thiết bị ngoại vi khác. Để từ đó ta mới có thề dùng PC để điều khiển các thiết bị
ngoại vi đó. Các thiết bị ngoại vi ở đây có thể là một hay một mạng NuDam, vi xử lý(uP), PLC
hay cũng có thể là một mạng các PC khác…
Có nhiều phương thức để giao tiếp máy tính vói các thiếi bị ghép nối bên ngồi, mỗi
cách đều có những ưu, nhược điểm khác nhau. Tùy theo mục đích, điều kiện sử dụng mà người
ta có thể sử dụng những phương cách khác nhau sao cho có hiệu qủa nhất. Sau đây là ba
phương thức được sử dụng phổ biến .
 Kết nối máy tính bằng cách sử dụng các card giao tiếp đuợc cắm trực tiếp lên các slot ở trên
mainboard cùa máy tính. Có nhiều loại Bus khác nhau và mỗi loại Bus có những ưu điểm
khác nhau, những loại bus đang được sử dụng phổ biến : ISA, PCIø, AGP, PC, MCA,
EISA… . Phương pháp này có ưu điểm nổi bật là có thể trao đổi dữ liệu với dung lượng

SVTH: Nguyễn Quang Huy

Trang :2


Luận Văn Tốt Nghiệp

GVHD:Thầy Nguyễn Chí Nghĩa

lớn, tốc độ cao. Nhưng có nhược điểm là can thiệp nhiều vào phẩn cứng của PC dễ “nguy
hiểm” linh kiện tương đố đắt tiền. Một nhược điểm nữa là khi hệ thống đang vận hành ta
khó có thể can thiệp được vào phần cứng.
 Kết nối máy tính thơng qua cổng song song hay cổng máy in. Loại này cũng có ưu điểm là
qúa trình giao tiếp trao đổi dữ liệu với tốc độ cao nếu so sánh với phương pháp truyền nối
tiếp. Nhưng phương pháp này có một nhược điểm lớn là khả năng trống nhiễu rất thấp,
không thể truyền đi xa đườc.
 Kết nối máy tính thơng qua cổng nối tiếp hay cổng COM. Loại này có nhược diểm là trao
đổi dữ liệu với tốc độ không cao lắm. Nhưng lại có ưu điểm nổi bật là phương thức giao
tiếp đơn giản dễ sử dụng. Linh kiện lắp đặt rất phải chăng và rất dễ mua. Không can thiệp
nhiều vào phần cứng của máy tính có thể tháo lắp dễ dàng khi hệ thống đang hoạt động.
Khả năng chốn gnhiễu so với phuơng thức truyền song song là cao hơn nhiều. Phương thức
này cũng có thể truyền đi tương đối xa.
Trong ba phương thức trên, phương thức giao tiếp máy tính qua cổng nối
tiếp hiện đang đáp ứng được yêu cầu của lĩnh vực điều khiển tự động. Đó là sự địi hỏi phải
chính xác, được đặt hàng đầu, đơn giản trong lĩnh vực vận hành.

I.2 Chuẩn RS-485 và đề tài được giao:

 Trong việc giao tiếp nối tiếp hay còn gọi là truyền thơng nối tiếp cũng có nhiều phương
cách khác nhau. Được sử dụng rộng rãi nhất hiện nay là các chuẩn giao tiếp của
EIA(Electronics Industries Association) được gọi tắt dưới các tên RS-232,RS-422,RS423,RS-485…Trong đó chuẩn RS-485 có nhiều ưu điểm :
- Chuẩn RS-485 được phát triển dành cho hệ thống multi-droped, nó có thể giao tiếp ở một
tốc độ cao ở một khoảng cách dài. Chuẩn RS-485 có thể hoạt động ở một tốc độ lên đến
10Mbps trên một chiều dài cable là 1.200m (4000feet).
- RS-485 có thể hỗ trợ đến 32 bộ điều khiển và bộ nhận trên cùng một đường
truyền. Điều này cho phép dùng các ứng dụng mạng trên cùng hệ thống ngang nhau (multidrop)...
 Chính nhờ những ưu điểm đó, RS-485 đã được sử dụng rộng rãi trong nhiều dây truyền tự

động khác nhau. RS-485 cũng là đề tài chính được nghiên cứu trong luận văn của em. Như
đã đề cập trên, RS-485 không còn xa lạ với tất cả những người thuộc lĩnh vực “Điều Khiển
Tự Động”. Nhưng với những ưu điểm vượt trội của nó thì đây cũng là đề tài khơng bao giờ
cũ. Có thể nói đây cũng là một trong những hành trang cần thiết cho mỗi kỹ sư nghành Tự
Động khi ra trường . Chính vì thế em đã trọn RS-485 làm chủ đề chính cho luận văn của
mình. Việc ứng dụng giao tiêp giữa máy tính với kit vi xử lý dùng chuẩn RS-485 để làm
một công việc minh họa cũng mn hình mn vẻ. Có rất nhiều đề tài của các anh chị đi
trước đã làm, nếu làm lại không tránh khỏi sự trùng lặp, nghiên cứu đề tài mới với thờ gian
cho phép không dài của là việc mạo hiểm . Việc ứng dụng làm một bàn phím đa năng của
em về mặt lý thuyết khơng có gì mới. Nhưng với 40 phím minh họa, trong đó có nhiều
phím trức năng đặc biệt để giao tiếp độc lập với máy tính thì vấn đề về thực hành là rất
quan trọng. Để hồn thành tốt được cơng việc thì cần phải sử dụng thành thạo lập trình dưới
vi xử lý và một ngơn ngữ lập trình trên máy tính để từ đó kết hợp thật tốt giũa máy tính với
kit vi xử lý thơng qua RS-485.

SVTH: Nguyễn Quang Huy

Trang :3


Luận Văn Tốt Nghiệp

GVHD:Thầy Nguyễn Chí Nghĩa

II Cơng Việc Được Giao:

Do điều kiện sản xuất của xương thử bình gas ẩm ướt, ồn độ rung động lớn… không thể để
máy tính quản lý dữ liệu tại xưởng được lên cơng ty Sài Gòn Petro cần một hệ thống quản lý số
liệu sơn, thử bình ga. Hệ thống bao gồm :
_Bàn phím:Bao gồm ba bàn phím dùng để truy xuất số liệu bình ga(số sêri, tải trọng,

hãng sản xuất…) đặt tại phân xưởng làm việc được kết nối với máy tính.
_Máy tính đặt tại văn phịng quản lý số liệu cách phân xưởng quản lý khoảng 100 m.
Máy tính có nhiệm vụ thống kê và tạo 01 biểu mẫu dạng như “lý lịch bình ga”. Thống kê và
đưa ra bảng biểu bất kỳ một thông số quản lý nào khi được u cầu.
Kiểm tra và cảnh báo khi có những thơng số bất thường khi được lập trình sẵn…

III

Chi tiết kỹ thuật của thiết bị :

Bàn phím có số lượng tối đa khoảng 45 phím, bộ chỉ thị hiển thị led có 2 led matrận
dùng để hiển thị thơng số nhập, 8 led dơn dùng để hiển thị số liệu của thông số nhập
Các số liệu trên bảng kiểm tra và thử bình ga gồm có các thơng số:
 Nhóm thơng số của bình ga: Ngày tháng thử, sở hữu chủ, dung tiùch
thử lần thứ, số sêri, năm sản xuất, noi sản xuất, khối lượng bì, chiều dày.
 Nhóm kiểm tra tình trạng của bình đạt,khơng đạt: cổ, khối lượng, cắt
đục đào lõm, phình ra , ăn mịn, chiều dày , rị rỉ, cháy.
 Nhóm tình trạng kiểm định và loại bình : Đến hạn kiểm định, chưa
đến hạn kiểm định chỉ yêu cầu sơn , loại 12kg loại 50 kg.

IV

Mô tả hoạt động của hệ thống

 Nhập nhóm Thơng Số của Bình Gas :
- Nhấn phím ngày tháng thử: Nhấn phím Date, trên 2 số đầu sẽ hiện chữ:DA
Nhập ngày tháng vào sẽ hiện liên tục 6 số theo thứ tự ngày tháng năm: 14 08 01.
- Khi đang phập sai số, dùng CE để xóa số nhập.
- Phím CHECK dùng để xem tồn bộ lý lịch bình hiện hữu từng dịng
một, nhấn CHECK sau đó nhấn thêm phím thơng số nào thì giá trị tương ứng của thơng số đó

sẽ được hiện lên. Nhấn CHECK lần nữa sẽ thốt khỏi tình trạng kiểm định.
- Nhấn phím ENTER các giá trị sẽ được truyền về máy tính.
- Nhấn phím RESET sẽ trở lại trạng thái sẵn sàng nhập giá trị mới.
 Nhập nhóm Tình Trạng Kiểm Định :
- Nhấn phím rò rỉ LE [leak] trên chỉ thị hiện LE
- Nhấn OK là đạt (hiện số 1)
- Nhấn NOTOK là không đạt (hiện số 0)
- Các thông số khác nhập tương tự.
 Tính chất của chỉ thị:
- Khi nhập số liệu sẽ đẩy dần từ phải sang trái, khi phập sai nhấn phím CE để nhập lại.
- Đèn báo hiệu sẵn sàng nhập.

SVTH: Nguyễn Quang Huy

Trang :4


Luận Văn Tốt Nghiệp

V

-

GVHD:Thầy Nguyễn Chí Nghĩa

Đèn báo lỗi đường truyền…

Giải quyết cơng việc:

Tuy thực tế cơng việc địi hỏi phải có ba bàn phím nhưng ba bàn phím này về mặt kỹ

thuật hoàn toàn giống nhau lên em chỉ làm một bàn phím mang tính chất mơ phỏng ,
một lý do nữa là làm 3 bàn phím rất tốn kém.

data

data

PC

Bàn phím

data

data

data

Khối RS-485

Bàn phím
data

data

data

data

Bàn phím

Sơ đồ hệ thống

SVTH: Nguyễn Quang Huy

Trang :5


Luận Văn Tốt Nghiệp

GVHD:Thầy Nguyễn Chí Nghĩa

ground

TXD

RXD

PC

ground

A

Tín
hiệu
visai

B

Max-232 / RS-485

ground

TXD

RXD

TTL / RS-485

Bàn Phím
Sơ đồ thi cơng

SVTH: Nguyễn Quang Huy

Trang :6


Luận Văn Tốt Nghiệp

SVTH: Nguyễn Quang Huy

GVHD:Thầy Nguyễn Chí Nghĩa

Trang :7


Luận Văn Tốt Nghiệp

GVHD:Thầy Nguyễn Chí Nghĩa

CHƯƠNG I:

Giới thiệu một số phương pháp truyền thông
A
GIỚI THIỆU TỔNG QUÁT VỀ MẠNG MÁY TÍNH.
I. Tổng qt:
Mạng máy tính là một tập hợp các máy tính được nối với nhau bởi các đường truyền vật lý
theo một kiến trúc nào đó. Và ngày nay mạng máy tính đã trở thành một lĩnh vực nghiên cứu
phát triển và ngày càng được ứng dụng rộng rãi trong cuộc sống.
Đuờng truyền vật lý và kiến trúc mạng:
1. Đường truyền vật lý:
Đường truyền vật lý dùng để truyền tín hiệu điện tử giữa các máy tính . Các tính hiệu điện tử
đó biểu thị các giá trị dữ liệu dưới dạng các xung nhị phân. Tất cả các tín hiệu được truyền
giữa các máy tính đều thuộc 1 dạng sóng điện từ nào đó, trải từ các tần số radio tới các sóng
cực ngắn(vi ba) và tia hồng ngoại. Tuỳ theo tần số của sóng điện từ có thể dùng các đường
truyền vật lý khác nhau để truyền tín hiệu.
Các tần số radio có thể truyền bằng cáp điện ( dây đôi xoắn hoặc đồng trục ) hoặc bằng phương
tiện quảng bá (radio broadcasting).
o Sóng cực ngắn (vi ba) thường được dùng để truyền giữa các trạm mặt đất và các vệ
tinh.
o Tia hồng ngoại là lý tưởng đối với nhiều loại truyền thơng mạng. Nó có thể dùng để
truyền giữa hai điểm hay từ một điểm đến nhiều máy thu.
o Khi xem xét lựa chọn đường truyền chúng ta cần chú ý đến các đặc trưng cơ bản như :
giải thông , độ suy hao, và độ nhiễm từ.
2..Kiến trúc mạng:
Kiến trúc mạng máy tính thể hiện qua cách nối các máy tính với nhau ra sao và tập hợp
các quy tắc mà tất cả các thực thể tham gia truyền thông trên mạng phải tuân theo để cho mạng
hoạt động tốt. Cách kết nối các máy tính gọi là hình trạng(topology), quy tắc quy ước truyền
thơng thì gọi là giao thức (protocol).
 Topology mạng : có hai kiểu nối mạng chủ yếu là point-to-point và quảng bá theo kiểu

point-to-point, các đưởng truyền nối thành cặp nút với nhau và mỗi nút đều có trách nhiệm lưu
trữ tạm thời sau đó chuyển dữ liệu đi cho đến đích.
Theo kiểu quảng bá, tất cả các nút phân chia chung một đường truyền vật lý. Dữ liệu
được gởi đi từ một nút nào đó có thể được tiếp nhận bởi tất cả các nút còn lại. Nơi nhận kiểm
tra xem địa chỉ đích gởi đến có phải là của mình hay khơng để có thể tiếp tục thực hiện việc
giao tiếp hay không giao tiếp.
 Giao thức mạng :
Việc truyền tín hiệu trên mạng cũng cần phải tuân theo những quy tắc, quy ước về nhiều
mặt, từ khuôn dạng (cú pháp, ngữ nghĩa) của dữ liệu tới các thủ tục gởi, nhận dữ liệu kiểm soát

SVTH: Nguyễn Quang Huy

Trang :8


Luận Văn Tốt Nghiệp

GVHD:Thầy Nguyễn Chí Nghĩa

có hiệu quả và chất lượng truyền tin cũng như xử lý các lỗi sự cố. Tập hợp tất cả các quy tắc đó
gọi là giao thức (protocol) của mạng.
Phân loại mạng máy tính:
Có nhiều cách phân loại mạng khác nhau tuỳ thuộc vào các yếu tố chính làm chỉ tiêu phân
loại mạng. Nếu lấy khoảng cách làm chỉ tiêu phân loại mạng thì ta có các loại sau:

 Mạng cục bộ: Là mạng được cài đặt trong phạm vi tương đối nhỏ với khoảng cách lớn
nhất giữa các máy tính cũng chỉ vài chục km trở lại.
Một mạng cục bộ bao gồm cả phần cứng và phần mềm. Phần mềm của nó bao gồm chương
trình điều khiển và hệ điều hành mạng. Cịn phần cứng bao gồm :
o Máy chủ (File server-FS ).

o Các trạm làm việc .
o Các thiết bị ngoại vi.
o Card mạng.
 Mạng đô thị: ( Metropolian Area Networds-MAN ) là mạng được sử dụng (cài đặt )
trong phạm vi một đơ thị hay một trung tâm kinh tế –chính trị xã hội có bán kính trong phạm vi
khoảng 100km trở lại.
 Mạng diện rộng: (Wide Area Networds-WAN ) Có phạm vi vượt biên giới của một
quốc gia.
 Mạng toàn cầu: (Global Area Networds-GAN ) phạm vi của mạng trải khắp bề mặt của
trái đất.

B

Giao tiếp máy tính với ngoại vi:

Như ta đã biết, để ghép nối với máy tính ta có ba khả năng để trọn:
i. Ghép nối qua cổng máy in hay còn gọi là cổng song song
ii. Ghép nối qua rãnh cắm mở rộng trên bản mạch chính.
iii. Ghép nối qua cổng nối tiếp.
Mỗi phương pháp đều có những ưu nhược điểm riêng lên đến bây giờ tất cả các phương
pháp đều tồn tại. Tùy theo kinh nghiệm , cơng việc khác nhau mà ta có sự lưa trọn khác
nhau. Ở phần này em chỉ giới thiệu qua về hai phương pháp đầu và đi sâu hơn vào phương
pháp thứ ba.

I

Cổng song song:

1. Cấu trúc của cổng song song:
Cổng song song có 2 loại :

 Ổ cắm 36 chân
 Oå cắm 26 chân
Ngày nay hầu hết các máy tính PC đều trang bị cổng song song 25 chân nên ta chỉ cần quan
tâm đến cổng 25 chân.
Ở dạng truyền song song, các bit dữ liệu được truyền đồng thời trên các đường khác nhau.
Ưu điểm lớn nhất của việc truyền song song là tốc độ truyền cao, các đường dẫn đều tương
thích TTL . Nhược điểm là dễ bị nhiễu.

SVTH: Nguyễn Quang Huy

Trang :9


Luận Văn Tốt Nghiệp

GVHD:Thầy Nguyễn Chí Nghĩa

2. Sơ đồ chân:

25 24 23 22 21 20 19 18 17 16 15 14
13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1

Bảng mơ tả sự bố trí các chân ở cổng nối với máy in:
CHÂN
1
29
10
11
12
13

14
15
16
17
18  25

KÝHIỆU
STROBE
D0  D7
ACK
BUSY
PE
SLCT
AF
ERROR
INIT
SLCTIN
GND

CHIỀU
Lối ra
Lối ra
Lối vào
Lối vào
Lối vào
Lối vào
Lối ra
Lối vào
Lối ra
Lối ra

MÔ TẢ
BYTE được in
Đường dữ liệu D0  D7
Acknowledge (Xác nhận)
Logic 1: Máy in bận
Hết giấy
Select ( lựa chọn)
Auto feed ( tự nạp)
Error ( lỗi)
Logic 0: Đặt lại máy in
Select in
Nối đất

Hinh 1: Bảng mơ tả sự bố trí các chân ở cổng nối với máy in

Cổng nối với máy in hay thường gọi là giao diện Centronics. Cổng này không chỉ nối
với máy in mà còn ghép nối với các thiết bị ngoại vi khi sử dụng máy tính vào mục đích
đo lường và điều khiển.
 Cổng có 25 chân. Ngồi 8 bit dữ liệu cịn có những đường dẫn tín hiệu khác, tổng cộng
có thể trao đổi một cách riêng biệt với 17 đường dẫn, gồm 12 đường dẫn ra và 5 đường
dẫn vào. 8 đường dẫn dữ liệu D0  D7 không phải là đường dẫn hai chiều trong tất cả
các loại máy tính nên trên bảng mơ tả chỉ xem như là lối ra. Các lối ra kác nữa là
STROBE, AUTOFED ( AF), INIT và SELECT IN (SLCTIN). Khi trao đổi thông tin với
máy in, các đường dẫn này có những chức năng xác định. Thí dụ, INIT = 0 thực hiện
một quá trình khởi động lại (Reset) ở máy in, cịn STROBE có nhiệm vụ ghi các bit dữ
liệu đã được gửi từ máy in bằng một xung Low vào trong bộ nhớ của máy in.
 Cổng của máy in cũng có những đường dẫn lối vào, nhờ vậy mà sự bắt (chéo) tay giữa
máy tính và máy in được thực hiện. Chẳng hạn, khi mà máy in khơng cịn đủ chỗ trong
bộ nhớ thì máy in sẽ gửi đến máy tính một bit trạng thái (BUSY = 1); điều đó có nhgĩa

là máy in tại thời điểm này đang bận, không nên gửi thêm các byte dữ liệu khác đến
nữa.Khi hết giấy ở máy in thì máy tính sẽ thơng báo là PAPER EMPTY (PE). Đường
dẫn lối vào tiếp theo là ACKNOWLEDGE (ACK), SELECT (SLCT) và ERROR.
Tổng cộng máy tính PC có 5 lối vào hướng tới máy in.


SVTH: Nguyễn Quang Huy

Trang :10


Luận Văn Tốt Nghiệp

GVHD:Thầy Nguyễn Chí Nghĩa

3. Sự trao đổi với các đường dẫn tín hiệu:
Các tín hiệu được trao đổi qua cổng song song thông qua 3 thanh ghi:
 thanh ghi dữ liệu
 thanh ghi trạng thái
 thanh ghi điều khiển.
 Thanh ghi dữ liệu
Được định vị ở địa chỉ cơ sở của cổng.

Datenregister(Basicaddress)
D7

D6

D5

D4

D3

D2 D1

D0
Pin 2
Pin 3
Pin 4
Pin 5
Pin 6
Pin 7
Pin 8
Pin 9

 Thanh ghi trạng thái
Định vị ở địa chỉ cơ sở của +1.
Đây là thanh ghi chỉ đọc, được CPU dùng để thu trạng thái hiện tại của dịng tín hiệu đi từ
máy in hay thiết bị tới máy tính.
3 bit thấp đầu tiên được đặt bằng 0. Các bit khác cịn lại được đặt như hình vẽ:
Statsregister(Basicaddress +1)
D7

D6

D5

D4

D3

0

0

0

Pin 15 (ERROR)
Pin 13 (SLCT)

SVTH: Nguyễn Quang Huy

2

1

Pin 12 (PE)
Pin 10 (ACK)
Pin 11 (BUSY)

Trang :11


Luận Văn Tốt Nghiệp

GVHD:Thầy Nguyễn Chí Nghĩa

 Thanh ghi điều khiển
Định vị ở địa chỉ cơ sở +2.

Controlregister (Basicaddress =2)
D7

D6

D5

D4

D3

D2 D1

D0
1

1

1

2

2

2

Pin 1 (STROBE)
Pin 14 (AUTOFEED)
Pin 16 (INIT)
Pin 17 (SLCTIN)

IRQ-ENABLE

Ở các máy tính PC được chế tạo gần đây, địa chỉ cơ bản của cổng máy in được sắp xếp như
sau:
LPT1 (Cổng máy in thứ nhất)
LPT2 (Cổng máy in thứ hai)

 Địa chỉ cơ bản = 378H.
 Địa chỉ cơ bản = 278H.

Các địa chỉ cơ bản của cổng máy incủa máy tính PC được đặt ở những địa chỉ bộ nhớ xác
định và có thể được đọc ra bằng một chương trình viết bằng phần mềm. Địa chỉ cơ bản của
LPT1 đúng như giá trị 16 bit được cất trong bộ nhớ có địa chỉ 408H và 409H, cịn 40AH và
40BH chứa đụng địa chỉ cơ bản của LPT2.

2 Rãnh cắm mở rộng:

Rãnh cắm mở rộng ở đây là nói đến các Bus đã được để sẵn trên bản mạch chính. Từ trước
đến nay đã có đến tám kiểu Bus mở rộng được sử dụng cho máy tính cá nhân (gần đây có thêm
bus AGV). Việc phân loại các Bus mở rộng thường dựa trên sô các bit dữ liệu ,à chúng xử lý
đồng thời. Đó là các bus
 Bus PC(còn gọi là ISA 8 bit)
 Bus EISA(32 bit)
 Bus VESA Local(32bit)
 Bus SCSI(16/32bit)
 Bus ISA(16bit)
 Bus MCA(32 bit)
 Bus PCI(32/64 bit)
 Bus PC/MCA(16 bit)
Tuy nhiên, cho tới nay, phần lớn các card ghép nối dùng trong kỹ thuật đo lường và điều

khiển đều được chế tạo theo tiêu chuẩn ISA.
 Rãnh cắm theo tiêu chuẩn ISA:

SVTH: Nguyễn Quang Huy

Trang :12


Luận Văn Tốt Nghiệp

GVHD:Thầy Nguyễn Chí Nghĩa

Thơng thường rãnh cắm có 62 đường tín hiệu dùng cho thơng tin với một card cắm vào. về
cơ bản các đường tín hiệu này chia thành 3 nhóm đường tín hiệu, đường địa chỉ và đường điều
khiển.
Rãnh cắm 62 chân:
Các chân trên card
Chức năng

Phía mạch in

Phía linh kiện

Chức năng

GND

B01

A01

/IOCHCK

RESET DRV

B02

A02

SD7

+5V

B03

A03

SD6

IRQ2

B04

A04

SD5

-5V

B05

A05

SD4

DRQ2

B06

A06

SD3

-12V

B07

A07

SD2

DỰ TRỮ

B08

A08

SD1

+12V

B09

A09

SD0

GND

B10

A10

/OICHRDY

/SMEMW

B11

A11

AEN

/SMEMR

B12

A12

A19

/IOW

B13

A13

A18

/IOR

B14

A14

A17

/DACK3

B15

A15

A16

DRQ3

B16

A16

A15

/DACK1

B17

A17

A14

DRQ1

B18

A18

A13

/DACK0

B19

A19

A12

CLK

B20

A20

A11

IRQ7

B21

A21

A10

IRQ6

B22

A22

A9

SVTH: Nguyễn Quang Huy

Trang :13


Luận Văn Tốt Nghiệp

GVHD:Thầy Nguyễn Chí Nghĩa

IRQ5

B23

A23

A8

IRQ4

B24

A24

A7

IRQ3

B25

A25

A6

/DACK2

B26

A26

A5

TC

B27

A27

A4

BALE

B28

A28

A3

+5V

B29

A29

A2

OSC

B30

A30

A1

GND

B31

A31

A0

Về sau, máy tính PC/AT ra đời, chúng có thêm một rãnh thứ hai nằm thẳng hàng với rãnh 8
bit kể trên và có 36 chân.
Trên rãnh có chứa tín hiệu 16 bit nên rãnh này được gọi chung là rãnh 16 bit.
Ngoài ra, sau này người ta còn chế tạo thêm các rãnh cắm từ 32 bit trở lên. Rãnh này dùng
để ghép thêm vào những card có chất lượng cao.
Rãnh cắm 16 bit bao gồm rãnh cắm 8 bit và có thêm một rãnh cắm thứ hai.
Sau đây là sự sắp xếp chân của rãnh cắm thứ hai:
Rãnh cắm 8 bit mở rộng:
Chức năng
/MEMCS16
/IOCS16
IRQ10
IRQ11
IRQ12
IRQ13
IRQ14
/DACK0
DRQ0

/DACK5
DRQ5
/DACK6
DRQ6
/DACK7
DRQ7

Chân
Phía mạch in
D01
D02
D03
D04
D05
D06
D07
D08
D09
D10
D11
D12
D13
D14
D15

SVTH: Nguyễn Quang Huy

Chân
Phía linh kiện
C01

C02
C03
C04
C05
C06
C07
C08
C09
C10
C11
C12
C13
C14
C15

Chức năng
SBHE
LA23
LA22
LA21
LA20
LA19
LA18
LA17
/MEMR
/MEMW
SD8
SD9
SD10
SD11

SD12

Trang :14


Luận Văn Tốt Nghiệp
+5V
/MASTER
GND

GVHD:Thầy Nguyễn Chí Nghĩa
D16
D17
D18

C16
C17
C18

SD13
SD14
SD15

Chức năng và ý nghĩa của các đường tín hiệu trên rãnh:
A0  A19

: các đường tín hiệu địa chỉ, xuất địa chỉ và định địa chỉ bus hệ
thống gán vào thiết bị ô nhớ và I/O, cho phép truy cập 1Mbyte bộ
nhớ khi BALE ở mức cao và được cài ỏ cạnh xuống của BALE.
Bằng cách sử dụng các lệnh xuất nhập, bộ xử lý có thể định địa chỉ

64K địa chỉ cổng I/O. Do các đường từ A10  A16 không dùng,
PC chỉ dùng các đường từ A0  A9 để định vị địa chỉ cổng nên địa
chỉ hợp lệ đối với bus hệ thống của PC là 300H  3F1H.
LA17  LA23
: đường địa chỉ có giá trị khi BALE ở mức cao, kết hợp với các
đường dịa chỉ A0  A19 truy cập 16 Mbyte bộ nhớ.
RESET DRV
: khởi động máy khi bật nguồn hay nhấn RESET.
SD0  SD15
: các đường dữ liệu 16 bit, truyền 2 chiều.
BALE
: Bus Address Latch Enable cho phép cài địa chỉ.
AEN
: do DMA phát ra dùng ngăn cản các Slave khi DMA diễn ra.
CLK
: xung đồng hồ (6/8MHz và 14.3MHz).
ALE
: chốt địa chỉ hợp lệ.
/IOW
: cho phép xuất dữ liệu ra I/O.
/IOR
: cho phép đọc dữ liệu về từ I/O.
/IOCHCK
: kiểm tra lỗi xuất nhập (parity).
/OCHRDY
: báo kênh I/O sẵn sàng.
/MEMW, /MEMR
: ghi và đọc bộ nhớ nhóm tín hiệu phân xử bus.
/SMEMW, /SMEMR : ghi và đọc bộ nhớ, tác động ở vùng nhớ < 1Mb.
SBHE

: Bus High Enable _ báo truyền dữ liệu 8 bit cao.
DRQ0  DRQ3
: Direct Memory Access Request _ yêu cầu DMA DRQ5  DRQ7
truyền dữ liệu trực tiếp với bộ nhớ.
/DACK
: DMA Acknoledge _ khi DRQ yêu cầu, máy tính trả lời qua
/DACK.
MASTER
: chân điều khiển để ngoại vi chiếm tuyến của CPU.
/MEMCS16
: báo đang ở chu kỳ truy cập bộ nhớ 16 bit data.
/IOCS16
: báo đang ở chu kỳ truy cập ngoại vi 16 bit data.
TC
: đếm kết thúc do DMA phát ra _ Terminal Count.
OSC
: bộ dao động dùng cho ứng dụng định thì tổng quát.
IRQ
: tạo yêu cầu ngắt cho CPU. Ưu tiên IRQ 9 IRQ12, IRQ 14
IRQ15, IRQ 3 IRQ7.
/REFRESH
: báo đang ở chu kỳ làm tươi bộ nhớ động.
OWS
: Zero Wait State _ báo không cần thêm chu kỳ chờ.
Các chu kỳ bus:

SVTH: Nguyễn Quang Huy

Trang :15

Luận Văn Tốt Nghiệp

GVHD:Thầy Nguyễn Chí Nghĩa

Chu kỳ đọc cổng I/O
Trong kỳ đọc cổng I/O, các đường /MEMR, /MEMW, /IOW khơng tích cực.
Chu kỳ đọc bằng 4 lần chu kỳ xung CLOCK.
Giản đồ thời gian:

CLOCK

ALE

A0A9

Valid memmory address

MEMR
MEMW
IOR
CLOCK
IOW

Chu kỳ ghi cổng I/O:
D0D7
ALE

Valid Data

Chu kỳ ghi cổng I/O bằng 5 lần chu kỳ bit.
Giản đồ thời gian:
Valid port address
A0A9

IOW

SVTH: Nguyễn Quang Huy
D0D7

Trang :16
Valid data to a port


Luận Văn Tốt Nghiệp

GVHD:Thầy Nguyễn Chí Nghĩa

3 Cổng nối tiếp:
Ghép nối tiếp qua cổng RS-232 là một trong những kỹ thuậtđược sử dụng rộng rãi nhất để
ghép nối các thiết bị ngoại vi với máy tính. Qua cổng nối tiếp có thể ghép nối chuột,
mođem, máy in, bơ biến đổi A/D, các thiết bị đo lường… Số lượng và chủng loại các thiết
bị ngoại vi ghép nố qua cổng nối tiếp đứng hàng đầu trong số các khả năng ghép nối với
máy tính. Em sẽ giới thiệu cụ thể về cổng nối tiếp ở chương sau.

CHƯƠNG II:

Truyền Thông Qua Cổng Nối Tiếp

I.

Vài nét về nguồn gốc :

Sau một thời gian lưu hành khơng chính thức, đến năm 1962, Hiệp hội các Nhà Công
nghiệp Điện Tử (EIA: The Electronics Industries Association) đã ban hành tiêu chuẩn RS232 áp dụng cho cổng nối tiếp. Các chữ RS viết tắt từ Recommended Standard(Tiêu chuẩn
đã giới thiệu)

Có 2 phiên bản RS-232 được lưu hành trong thời gian tương đối dài là RS-232B va RS232C. Cho đến nay chỉ còn RS-232C còn tồn tại mà chúng ta quen gọi là RS-232. Ngày nay,
hầu hết các máy tính đều trang bị một hoặc hai cổng nối tiếp RS-232, và tất cả đều có khả năng
sử dụng RS-232, ít nhất là như một khả năng tùy chọn từ nhà sản xuất máy tính hoặc từ phía
người sử dụng máy tính. Từ chuẩn RS-232 ban đầu đó cho đến nay EIA đă phát hành thêm
nhiều chuẩn truyền thông khác mang họ RS như RS-422, RS-423, RS-485, các giao diện này
đều có những ưu nhược khác nhau mà tùy theo điều kiện sản xuất mà có những áp dụng khác
nhau. Do đó tất cả các chuẩn này vẫn tồn tại song song.

SVTH: Nguyễn Quang Huy

Trang :17


Luận Văn Tốt Nghiệp
II

GVHD:Thầy Nguyễn Chí Nghĩa

Đặc tính giữa các chuẩn RS-232C, RS-422, RS-423, RS-485 :

1. Bảng thông số:
Thông số
Cable

Length(max)
Baud Rate
(tốc độ baud)

RS-232
15m
(50ft)
20Kbps/15m

Mode

Unbalanced

Driver No.
Receiver No.
Logic 0
Logic 1
Communiy
Cable/Signal
(Cáp /tín hiệu)
Methode
(Phương thức)
Short circuit
Current

1
1
+5+15
-5-15
2V

1

RS-422
1.2km
(4000ft)
10Mbps/12m
1Mbps/120m
100Kbps/1.2m
Balance
Differential
1
10
+2+5
-2-5
1.8V
2

RS-423
1.2km
(4000ft)
100Kbps/9m
10Kbps/90m
1Kbps/1.2m
Unbalanced
Differential
1
10
+3.6+6
-3.6-6
3.4V

2

RS-485
1.2km
(4000ft)
10Mbps/12m
1Mbps/120m
100Kbps/1.2km
Balance
Differential
32
32
+1.5+5
-1.5-5
1.3V
2

Simplex
Half-Duplex
Full- Duplex
500mA

Simplex
Half-Duplex
Full- Duplex
150mA

Simplex
Half-Duplex
Full- Duplex

150mA

Simplex
Half-Duplex
Full- Duplex
150mA

Chuẩn RS-232C :
Là chuẩn của EIA ( Electronics Industries Association ) nhằm định nghĩa giao điện vật lý giữa
DTE ( Data terminal Equipment : thiết bị đầu cuối dữ liệu ) và DCE ( Data Communications
Equipment : thiết bị cuối kênh dữ liệu ) (ví dụ giữa 1 máy tính và một modem). Chuẩn này sử
dụng đầu nối 25 chân, tuy nhiên chỉ có 1 số ít chân là cần thiết cho việc liên kết. Về phương
diện điện, chuẩn này quy định mức logic 1 và mức logic 0 tương ứng với các mức điện áp nhỏ
hơn –3V và lớn hơn +3V. Tốc độ đường truyền không vượt quá 20Kb/sản phẩm với khoảng
cách dưới 15m.
 Chuẩn RS-232 có thể chấp nhận phương thức truyền song cơng (full-duplex).
 Một trong những yêu cầu quan trọng của RS-232 là thời gian chuyển từ mức logic này
sang mức logic khác không vượt quá 4% thời gian tồn tại của 1 bit. Giả sử với tốc độ truyền
19200 baud thì thời gian chuyển mức logíc phải nhỏ hơn 0.04/19200=2.1µs,điều này làm giới
hạn chiều dài đường truyền .Với tốc độ 19200 baud ta có truyền tối đa 50ft (Gần bằng
15.24m).

SVTH: Nguyễn Quang Huy

Trang :18


Luận Văn Tốt Nghiệp

GVHD:Thầy Nguyễn Chí Nghĩa

Stop bit

Start bit
+12V
-12V

D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7
1

1

0

1

0

0

1

1

Một trong những vấn đề cần lưu ý khi sử dụng RS-232 là mạch thu phát không cân bằng ( đơn
cực, tức là điện áp vào so với đất ).
Chuẩn RS-489 và RS-423A : Vào năm 1978-1979, EIA đưa ra 2 chuẩn giao tiếp mới để khắc
phục các nhượt điểm trên của RS-232 là RS-444 ( cân bằng ) và RS-423 (không cân bằng).
Sự chọn lựa giữa truyền cân bằng và không cân bằng được quyết định bởi tốc độ truyền tín
hiệu. Khi tốc độ truyền vượt quá 20Kbps thì hầu hết các mạch sử dụng truyền cân bằng, ngược

lại ta sử dụng truyền không cân bằng. Với chuẩn RS-449, tốc độ truyền có thể trên 20Kbps.
Với chuẩn RS-423, tốc độ truyền có thể lên tới 100Kbps và khoảng cách truyền lên đến 1km.
Tiêu chuẩn này sử dụng các IC kích phát, thu MC3488 và MC3486.
Chuẩn RS-422A : Một cải tiến nữa của chuẩn RS-232 là chuẩn RA-422A. Với chuẩn này độ
lợi được gia tăng và sử dụng việc truyền tín hiệu sai biệt ( Differential data ) trên những đường
truyền cân bằng. Một dữ liệu sai biệt yêu cầu hai dây, một cho dữ liệu không đảo
(noninverted ), một cho dữ liệu đảo( inverted ). Dữ liệu được truyền trên đường dây cân bằng,
thường là cặp dây xoắn với một điện trở ở đầu cuối. Một IC lái ( Driver ) biến đổi các mức
logic thơng thường thành một cặp tín hiệu sai biệt để truyền. Một bộ phận biến đổi tín hiệu sai
biệt ngược lại thành các mức logíc. Dữ liệu nhận là phần khác nhau giữa tín hiệu khơng đảo
( A ) và tín hiệu đảo ( ). Chú ý rằng khơng cần nối đất giữa thiết bị thu và thiết bị phát. Các
IC lái RS-422A hầu hết hoạt động với điện áp nguồn +5V như các chip logic. Với chuẩn này
tốc độ truyền, khoảng cách truyền được cải thiện rất nhiều.
Chuẩn RS-485 : Giao tiếp EIA RS_485 dựa trên chuẩn RS-422A , nó là một cải tiến của
chuẩn này. Đặc tính điện của nó giống như RS_422A . RS-485 là chuẩn truyền vi sai, sử dụng
hai dây cân bằng, có thể đạt tốc độ 10Mbps và chiều dài truyền thơng có thể lên tới 4000 feet
(khoảng 1.2km). Điện áp vi sai ngõ ra khoảng +1.5 đến +5V nếu là logic “0” va từ –3V đến –
1.5V cho mức logic “1”. Một sự khác biệt quan trọng của RS-485 là nó cung cấp đến 32
drivers. Và 32 reicever trên cùng 1 đường truyền. Điều này cho phép tạo ra một mạng cục bộ.
Để có khả năng như vậy thì ngõ ra của driver RS-485 là ngõ ra trạng thái. Nó có thể ở mức
tổng trở cao để bus không bị chập khi có một driver truyền.
Card giao tiếp RS_485 với PC được chế tạo sẳn và sử dụng kết nối DB9 như chuẩn RS-422A.
Trên car có 1 tín hiệu điều khiển để treo ngõ ra của driver lên mức tổng trở cao khi nó nhường
đường truyền cho 1 driver khác. Thơng thường người ta dùng tín hiệu DTR để làm việc này
khi đường tín DTR khơng được dùng để giao tiếp bên ngoài. Đồng thời một giao thức mềm
đựơc sử dụng để xác định địa chỉ một driver được phép truyền tại một thời điểm, các driver ở
trạng thái tổng trở cao.
Chuẩn RS-485 thường được dùng trong mạng có quan hệ Master-Slave. Chỉ có duy nhất một
trạm là Master ( bộ điều khiển mạng ), còn những trạm khác là các Slave. Master được

SVTH: Nguyễn Quang Huy

Trang :19


Luận Văn Tốt Nghiệp

GVHD:Thầy Nguyễn Chí Nghĩa

tryuyền bất cứ lúc nào, nó sẽ chỉ định một Slave bất kỳ giao tiếp với nó tại một thời điểm.
Slave chỉ có thể truyền khi nhận một lệnh thích hợp từ Master. Mỗi Slaver có một địa chỉ trên
đường truyền và sẽ khơng được phép truyền nếu không được Master yêu cầu.

III. Các phương pháp truyền thông :
1. Đơn công :( Simplex Communication ) truyền thơng một chiều, dữ liệu chỉ có thể truyền
theo một chiều từ máy tính tới thiết bị ngoại vi mà khơng có chiều ngược lại.

Khối dữ liệu

Máy tính
Ngoại vi
2. Bán song công: ( Full-duplex Communication ) thông tin được truyền theo hai bước. Bước 1
thông tin được truyền từ máy tính đến ngoại vi. Bước hai nhận dữ liệu từ ngoại vi đến máy
tính. Cho phép truyền hai chiều.
Bước 1-phát


CRC Khối dữ liệu
ACK/NAK


Bước 2-thu

Máy tính

Ngoại vi

3. Song cơng : (Full-duplex Communication ) phát thu đồng thời.
Để thực hiện việc thơng tin cần có các nghi thức điều khiển :
o ACK ( Acknowledge ) tín hiệu báo xác nhận, máy thu xác nhận dữ liệu được truyền.
o NAK ( Not Acknowledge ) máy thu gởi tín hiệu khơng xác nhận nếu dữ liệu sai.
o CRC ( Cyclic Redundence Check ) kiểm tra dư thừa chu kỳ. Sử dụng các thơng tin
thừa để phát hiện và sửa lỗi. Ví dụ dùng ba phần tử cùng thực hiện một chức năng, nếu đầu ra
của một phần tử khác đầu ra của hai phần từ cịn lại thì phát hiện sai và phải loại bỏ.

RCR Khối Ack
Khối dữ liệu

SVTH: Nguyễn Quang Huy

RCR

CRC
Khối

Khối dữ liệu

Phát và thu


Ack

CRC

Trang :20