CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU một số PHƯƠNG PHÁP TRUYỀN THÔNG

CHƯƠNG I:

Giới thiệu một số phương pháp truyền thông
A
GIỚI THIỆU TỔNG QUÁT VỀ MẠNG MÁY TÍNH.
I. Tổng quát:
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 lónh
vực nghiên cứu phát triển và ngày càng được ứng dụng rộng rãi trong cuộc sống.
Đøng 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 thò các giá trò dữ liệu dưới dạng các xung nhò 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 thông 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 thông 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 đòa chỉ đích gởi đến có phải là của mình hay không 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 nghóa) của dữ liệu tới các thủ tục gởi, nhận
dữ liệu kiểm soát 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. Còn phần cứng bao gồm :
o Máy chủ (File server-FS ).
o Các trạm làm việc .
o Các thiết bò ngoại vi.
o Card mạng.
 Mạng đô thò: ( Metropolian Area Networds-MAN ) là mạng được sử dụng (cài
đặt ) trong phạm vi một đô thò hay một trung tâm kinh tế –chính trò 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 , công 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
 cắm 26 chân
Ngày nay hầu hết các máy tính PC đều trang bò 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 bò nhiễu.

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 mô 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 mô 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 bò ngoại vi khi sử dụng máy
tính vào mục đích đo lường và điều khiển.
Cổng có 25 chân. Ngoài 8 bit dữ liệu còn 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 mô 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 đònh. Thí dụ, INIT = 0 thực hiện một quá trình khởi động lại (Reset) ở
máy in, còn 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 không
còn đủ chỗ trong bộ nhớ thì máy in sẽ gửi đến máy tính một bit trạng thái
(BUSY = 1); điều đó có nhgóa 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
thông 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.
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 đònh vò ở đòa 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
Đònh vò ở đòa chỉ cơ sở của +1.
Đây là thanh ghi chỉ đọc, được CPU dùng để thu trạng thái hiện tại của dòng tín
hiệu đi từ máy in hay thiết bò tới máy tính.
3 bit thấp đầu tiên được đặt bằng 0. Các bit khác còn lại được đặt như hình vẽ:

Statsregister(Basicaddress +1)
D7

D6 D5

D4

D3

0

0

0

Pin 15 (ERROR)
Pin 13 (SLCT)

2

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

1

 Thanh ghi điều khiển
Đònh vò ở đòa 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, đòa chỉ cơ bản của cổng máy in được sắp
xếp như sau:


LPT1 (Cổng máy in thứ nhất)
LPT2 (Cổng máy in thứ hai)

⇒ Đòa chỉ cơ bản = 378H.
⇒ Đòa chỉ cơ bản = 278H.

Các đòa chỉ cơ bản của cổng máy incủa máy tính PC được đặt ở những đòa chỉ bộ
nhớ xác đònh và có thể được đọc ra bằng một chương trình viết bằng phần mềm. Đòa
chỉ cơ bản của LPT1 đúng như giá trò 16 bit được cất trong bộ nhớ có đòa chỉ 408H và
409H, còn 40AH và 40BH chứa đụng đòa 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:
Thông thường rãnh cắm có 62 đường tín hiệu dùng cho thông tin với một card cắm
vào. về cơ bản các đường tín hiệu này chia thành 3 nhóm đường tín hiệu, đường đòa
chỉ và đường điều khiển.
Rãnh cắm 62 chân:

Các chân trên card
Chức năng

Chức năng
Phía mạch in

GND

B01

Phía linh kiện
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

DÖÏ TRÖÕ

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

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
+5V
/MASTER
GND

Chân
Phía mạch in
D01
D02
D03
D04
D05

D06
D07
D08
D09
D10
D11
D12
D13
D14
D15
D16
D17
D18

Chân
Phía linh kiện
C01
C02
C03
C04
C05
C06
C07
C08
C09
C10
C11
C12
C13
C14

C15
C16
C17
C18

Chức năng và ý nghóa của các đường tín hiệu trên rãnh:

Chức năng
SBHE
LA23
LA22
LA21
LA20
LA19
LA18
LA17
/MEMR
/MEMW
SD8
SD9
SD10
SD11
SD12
SD13
SD14
SD15


A0 ÷ A19

: các đường tín hiệu đòa chỉ, xuất đòa chỉ và đònh đòa chỉ bus
hệ thống gán vào thiết bò 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 đònh đòa chỉ 64K đòa chỉ cổng I/O. Do các
đường từ A10 ÷ A16 không dùng, PC chỉ dùng các đường từ
A0 ÷ A9 để đònh vò đòa chỉ cổng nên đòa chỉ hợp lệ đối với
bus hệ thống của PC là 300H ÷ 3F1H.
LA17 ÷ LA23
: đường đòa chỉ có giá trò khi BALE ở mức cao, kết hợp với
các đường dòa 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 đòa 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 đòa 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 đònh 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:
Chu kỳ đọc cổng I/O
Trong kỳ đọc cổng I/O, các đường /MEMR, /MEMW, /IOW không 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
IOW

D0÷D7

Chu kỳ ghi cổng I/O:

Valid Data

Chu kỳ ghi cổng I/O bằng 5 lần chu kỳ bit.
Giản đồ thời gian:
CLOCK

ALE

A0÷A9

Valid port address

IOW

D0÷D7

Valid data to a port

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 bò ngoại vi với máy tính. Qua cổng nối tiếp có thể ghép
nối chuột, mem, máy in, bô biến đổi A/D, các thiết bò đo lường… Số lượng và
chủng loại các thiết bò 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.