ĐỀ tài TRUYỀN nối TIẾP bất ĐỒNG bộ

TRƯỜNG CAO ĐẲNG KỸ THUẬT LÝ TỰ TRỌNG
KHOA: ĐIỆN – ĐIỆN TỬ
MÔN: TRUYỀN SỐ LIỆU
ĐỀ TÀI: TRUYỀN NỐI TIẾP BẤT
ĐỒNG BỘ
Lớp: 12CĐ-ĐT3
Nhóm : Giang Đạt Viên
Phạm Văn Truyễn
LỜI MỞ ĐẦU
Như đã biết, trong các hệ thống truyền dữ
liệu có hai cách đưa tín hiệu lên đường truyền:
nối tiếp và song song.
Cách truyền song song thường được truyền
trên một khoảng cách ngắn, ví dụ giữa các
thiết bị trong cùng một phòng như từ máy tính
sang máy in.
Cách truyền nối tiếp thường được thực
hiện khi khoảng cách truyền khá xa.
Ngoài ra, trong cách truyền nối tiếp, dựa
vào cách thực hiện sự đồng bộ giữa nơi phát
và thu ta có hai chế độ hoạt động: đồng bộ và
bất đồng bộ.
Trong chế độ bất đồng bộ, xung đồng hồ
được tạo ra một cách riêng rẻ ở máy phát và
máy thu dựa vào tần số danh định tương ứng
với vận tốc truyền (bit rate hoặc baud rate).
Trong chế độ đồng bộ, nơi phát có thể gửi
xung đồng hồ tới nơi thu theo một kênh truyền
song song với kênh truyền dữ liệu hoặc nơi thu
tự tạo ra xung đồng hồ bằng cách tách tín
hiệu thời gian từ dòng dữ liệu.

Hôm nay chúng ta tìm hiểu đến chế độ
truyền nối tiếp bất đồng bộ. Chúng ta sẽ lần
lượt giới thiệu tính chất chung của hệ thống
truyền dữ liệu, các giao thức của hệ thống
truyền bất đồng
bộ. Chúng ta cũng sẽ khảo sát vài IC thực hiện
chức năng biến đổi song song ↔ nối tiếp trong
các thiết bị thu phát.
I. Một số đặc điểm và tính chất của
truyền dữ liệu bất đồng bộ.
Trong chế độ truyền bất đồng bộ thông tin được
truyền đi dưới dạng từng ký tự và
Trong chế độ truyền bất đồng bộ thông tin được
truyền đi dưới dạng từng ký tự và
Trong chế độ truyền bất đồng bộ thông tin
được truyền đi dưới dạng từng ký tự và khoảng
cách các ký tự là ngẫu nhiên. Tuy nhiên để tạo
sự đồng bộ giữa máy phát và thu, giao thức
tầng 2 (Data link protocol) có qui định cụ thể
về mẫu tín hiệu trong hệ thống truyền bất
đồng bộ như sau :
_Mỗi ký tự gồm một số bit gọi là ký tự dữ
liệu, số này có thể là 5 đối với mã Baudot, 7
nếu là mã ASCII (American Standard Code for
Information Interchange) và 8 nếu là mã
EBCDIC (Extended Binary-Coded Decimal
Information Code, mã BCD mở rộng).
_Ngoài ra, để t ạo sự đồng bộ, kèm theo
các bit mã ký tự còn có các bit Start ở trước
mỗi ký tự và các bit Stop ở sau mỗi ký tự. .

Các bit Start là các bit 0 và các bit Stop là bit
1. Số bit Start luôn luôn là 1 bit còn số bit Stop
có thể là 1, 1,5 hoặc 2 bit.
_Nếu có thêm bit kiểm soát chẵn lẻ (parity
bit) thì bit này nằm trước bit Stop.
_Ở trạng thái nghỉ máy phát luôn phát đi
bit 1 gọi là bit nghỉ (idle bit), như v ậy máy thu
dò ra bit Start khi có sự biến đổi từ 1 xuống 0,
sau đó là một chuỗi bit có số lượng theo qui
định của giao thức.
Lưu ý là trong truyền dữliệu, bit LSB của ký
tự luôn được truyền đi trước và có hai cách viết
(và đọc) một bản tin: theo chiều mũi tên
hướng về bên phải và theo chiều hướng về bên
trái
_Viết theo chiều mũi tên hướng về bên
phải : bit LSB của ký tự đầu tiên sẽ nằm bên
phải của bản tin. Thí bản tin dùng mã ASCII
gồm 3 ký tự ABC có mã lần lượt là 41H
(1000001), 42H (1000010) và 43H (1000011),
bit LSB của ký tự đầu tiên (A) được phát đi
trước và phải nằm bên phải của bản tin nên
chuỗi dữ liệu được phát đi có dạng:

C B A
p1000011 p1000010
p1000001.
Với cách viết này, mỗi mẫu mã hóa của
mỗi ký tự được giữ nguyên chiều của nó
nhưng thứ tự các ký tự trong bản tin đã bị đảo.

- Viết theo chiều mũi tên hướng về bên trái :
bit LSB của ký tự đầu tiên sẽ nằm bên trái của
bản tin. Với thí dụ trên, bit LSB của ký tự đầu
tiên (A) được phát đi trước và phải
nằm bên trái của bản tin nên chuỗi dữ liệu
được phát đi có dạng:

A B C
1000001p 0100001p
1100001p.
Với cách viết này, thứ tự các ký tự trong
bản tin được giữ nguyên nhưng các bit trong
mỗi ký tự đã bị đảo chiều.
Bit kiểm tra chẵn lẻ (parity bit), nếu có, sẽ
được thêm vào sau mỗi ký tự (bit p trong các
thí dụ trên)
Ở máy phát thanh ghi dịch biến đổi tín
hiệu song song thành nối tiếp, được điều khiển
bởi tín hiệu Load/Shift, các bit Start và Stop
được tự động thêm vào khi mạch hoạt động .
Ở máy thu khi bộ phận dò phát hiện bit
Start bởi sự thay đổi từ 1 xuống 0, sẽ tạo ra tín
hiệu điều khiển thanh ghi dịch, sau khi dịch đủ
số bit qui định của tín hiệu kể cả bit parity và
bit Stop, ký tự dữ liệu được đọc ra dưới dạng
song song từ thanh ghi dịch.
II. Nguyên tắc hoạt động.
Truyền nối tiếp không đồng bộ
Bộ ghi dịch là thành phần chính của phần cứng mạch
truyền không đồng bộ.

*Bên phát:
+Khi LOAD = “1”: dữ liệu vào gồm 8 bit (kể cả bit
parity) được đưa đồng thời qua 8 đường vào bộ ghi dịch.
Trong bộ ghi dịch có sẵn mạch tạo bit start (bit 0) và 2 bit
stop (2 bit 1).
+Khi LOAD = “0”: các bit của ký tự lần lượt dịch ra
truyền trên đường dây. Vậy bộ ghi dịch hoạt đông như 1
mạch biến đổi song song thành nói tiếp.
*Bên thu: có mạch phát hiện bit vào (bit start) để báo hiệu
bắt đầu thu 1 ký tự.
+Khi READ = “0”: các bit trên đường dây được dịch
tuần tự vào bộ ghi dịch (gồm 11 bits : 1 bit start, 8 bits ký
tự và 2 bit stop).
+Khi READ = “1”: các bit trong bộ ghi dịch (8 bits ký
tự) được đọc 1 cách song song ở đầu ra. Vậy bộ ghi dịch
hoạt động như 1 mạch biến đổi nối tiếp thành song song.
+Do bên phát không phát xung clock phát: CLKT, nên
ben thu phải có bộ tạo xung clock thu CLKR riêng, sao cho
CLKT = CLKR. Khi đó bên phát và bên thu được đồng bộ
hóa với nhau
Hiện nay do kỹ thuật chế tạo phát triển nhiều mạch LS
tren thị trường đáp ứng các chuẫn truyền không đồng bộ
như UART 6402, 8251, 6850
Sau đây chúng ta sẽ phân tích mạch UART – 8251A
III. Mạch thu phát bất đồng bộ UART – 8521A:
8251A là một chuẩn công nghiệp USART,
được chế tạo từ kỹ thuật NMOS, có 28 chân,
được thiết kế để truyền dữ liệu tốc độ lên đến
64 kbps tương thích với họ µP của Intel như
MCS-48, 80, 85 và iAPX-86, 88 8251A được

dùng như m ột thiết bị ngoại vi và được lập
trình bởi CPU để truyền dữ liệu nối tiếp.
USART nhận các ký tự d ữ liệu từ µP ở
dạng song song, sau đó đổi chúng thành dạng
nối tiếp để phát đi. Đồng thời, 8251A có thể
thu dòng dữ liệu nối tiếp và đổi chúng thành
các ký tự d ữ liệu song song gửi đến µP.
USART sẽ báo cho µP biết khi nào có thể
nhận một ký tự từ µP để phát, hoặc khi nào đã
thu được một ký tự để cho µP đọc. µP có thể
đọc trạng thái của USART bất cứ lúc nào.
Những trạng thái này
bao gồm các lỗi
truyền dữ liệu và các
tín hiệu điều khiển
như là RxRDY
(Receiver Ready) và
TxRDY (Transmitter
Ready)
CS: chọn chip
RD: đọc
WR: ghi
CLK: xung đồng bộ
D7  D0: bus dữ liệu I/O
TxC: clock phát RxC: clock thu
RST: khởi động
DRS: thiết lập dữ liệu sẵn sàng
DTR: thiết bị đầu cuối dữ liệu sẵn sàng
RST: yêu cầu gửi TxD, RxD: dữ liệu phát, thu
CTS: xóa đề gửi TxE: thanh ghi phát rỗng

TxRDY, RxRDY: bên phát, thu sẵn sàng
SYN/BRK: tách xung/đồng bộ
*Dữ liệu vào và ra của 8251A đều trên bus dữ liệu D0
D7
*8251A có thề hoạt động ở mode không đồng bộ và
mode đồng bộ. Có 3 quá trình hoạt động: thiết lập sự
truyền, truyền 1 ký tự và nhận 1 ký tự