Bài giảng Cấu trúc máy tính Chương 4: Các phương pháp vào – ra dữ liệu

CÂU TRUC MAY TINH

CHƯƠNG 4: CÁC PHƯƠNG PHÁP VÀO –
RA DỮ LIỆU


Nôi dung cua chương 4
4.1. Cấu trúc phần cứng của các hệ thống vào – ra dl
4.2. Các phương pháp vào ra dữ liệu


4.1. Cấu trúc phần cứng của các hệ thống vào – ra
dữ liệu
 1. Cấu trúc song song:
 Các máy tính PC được trang bị ít nhất là 1 cổng song song và
1 cổng nối tiếp.
 Khác với ghép nối nối tiếp có nhiều ứng dụng, ghép nối song
song thường chỉ phục vụ cho máy in


1. Cấu trúc song song (tiếp)


1. Cấu trúc song song (tiếp)
 Địa chỉ cơ sở của các thanh ghi cho tất cả cổng LPT (line printer)
từ LPT1 đến LPT4 được lưu trữ trong vùng số liệu BIOS
 Thanh ghi số liệu được định vị ở offset 00h, thanh ghi trang thái ở
01h, và thanh ghi điều khiển ở 02h
 Thông thường, địa chỉ cơ sở của LPT1 là 378h, LPT2 là 278h, do
đó địa chỉ của thanh ghi trạng thái là 379h hoặc 279h và địa chỉ
thanh ghi điều khiển là 37Ah hoặc 27Ah

 Định dạng các thanh ghi như sau:địa chỉ thanh ghi điều khiển là
37Ah hoặc 27Ah


1. Cấu trúc song song (tiếp)
 Thanh ghi dữ liệu: (hai chiều):

 Thanh ghi trạng thái máy in (chỉ đọc):


1. Cấu trúc song song (tiếp)
 Thanh ghi điều khiển máy in:


1. Cấu trúc song song (tiếp)
 Các chân tín hiệu của đầu cắm 25 chân của cổng song song LPT như sau:


1. Cấu trúc song song (tiếp)
 Trao đổi dữ liệu giữa hai máy tính qua cổng song song


2. Cổng nối tiếp – Serial port
 Truyền nối tiếp đồng bộ và bất đồng bộ
 Ghép nối tiếp cho phép trao đổi giữa các thiết bị từng bit một
 Dữ liệu thường được gửi theo các nhóm bit SDU (serial data
unit) mà mỗi nhóm tạo thành 1 byte hay 1 word
 Các thiết bị ngọai vi như: máy vẽ, modem, chuột có thể được
nối với PC qua cổng nối tiếp COM.
 Sự khác nhau giữa truyền nối tiếp đồng bộ và bất đồng bộ là:

trong kỹ thuật truyền đồng bộ, ngoài đường dây dữ liệu phải
đưa thêm vào một hoặc vài đường tín hiệu đồng bộ để cho
biết rằng khi nào bit tiếp theo ổn định trên đường truyền


2. Cổng nối tiếp – Serial port (tiếp)
 Truyền nối tiếp đồng bộ và bất đồng bộ
 Ngược lại trong truyền bất đồng bộ, các bit dữ liệu tự nó
chứa các thông tin để đồng bộ; phần phát và phầnthu phải
họat động với cùng 1 tần số xung clock.
 Kiểm tra chẵn lẻ và tốc độ truyền
 Bit chẵn lẻ (parity bit) được đưa vào khung SDU dùng để phát
hiện lỗi trên đường truyền
 Việc truyền bit chẵn lẻ chỉ kiểm soát được các lỗi trên đường
truyền ngắn và các lỗi bit đơn nên trong một số ứng dụng đặc
biệt người ta phải dùng mã CRC mặc dù phức tạp hơn
 Hầu hết đều được thiết kế phần cứng kiểm tra chẵn lẻ


2. Cổng nối tiếp – Serial port (tiếp)
 Nhóm dữ liệu nối tiếp SDU và nối tiếp hóa
 Trước khi truyền chuỗi số liệu nối tiếp, máy phát và máy thu
phải được khởi tạo để họat động với cùng một định dạng dữ
liệu, cùng một tốc độ truyền.
 Một SDU với 1 bit start, 7 bits số liệu, 1 bit chẵn lẻ và 1 bit
stop mô tả như hình vẽ. Lưu ý rằng: bit start luôn bằng 0
(space) và bit stop luôn bằng 1(mark).


2. Cổng nối tiếp – Serial port (tiếp)

2. Cổng nối tiếp – Serial port (tiếp)
 Bus interface: ghép nối bus;
 Serial data: dữ liệu nối tiếp;
 Transmitter holder register: thanh ghi đệm giữ dữ liệu phát;
 Transmitter shift register: thanh ghi dịch dữ liệu phát;
 Receiver buffer register: thanh ghi đệm dữ liệu thu;
 Receiver shift register: thanh ghi dịch dữ liệu thu;
 SDU logic: mạch logic SDU;
 Interface control baud generator: máy phát điều khiển tốc độ truyền dữ liệu
 baud;
 Clock: xung clock;


3. Chuẩn ghép nối RS - 232
 Chuẩn này quy định ghép nối về cơ khí, điện, và logic giữa một thiết bị đầu
cuối số liệu DTE (Data Terminal Equipment) và thiết bị thông tin số liệu DCE
(Data Communication Equipment)


3. Chuẩn ghép nối RS – 232 (tiếp)


3. Chuẩn ghép nối RS – 232 (tiếp)
 Các phương thức nối giữa DTE và DCE:
 Đơn công (simplex connection): dữ liệu chỉ được truyền theo 1
hướng
 Bán song công ( half-duplex): dữ liệu truyền theo 2 hướng,
nhưng mỗi thời điểm chỉ được truyền theo 1 hướng.

 Song công (full-duplex): số liệu được truyền đồng thời theo 2
hướng.


4.2. Các phương pháp vào – ra dữ liệu
 1. Truy xuất cổng nối tiếp dùng DOS và BIOS
 Lệnh ngọai trú MODE của DOS có thể đặt các thông số cho cổng nối
tiếp RS232.
 Thí dụ: MODE COM2:2400, E,8 ,1 chọn cổng COM2, tốc độ 2400 baud,
parity chẵn, 8 bit dữ liệu và 1 bit stop.
 Cũng có thể dùng ngắt 21h của DOS để phát hoặc thu dữ liệu qua cổng
nối tiếp bằng 4 hàm sau:
 Hàm 03h: đọc 1 ký tự
 Hàm 04h: phát 1 ký tự
 Hàm 3Fh: đọc 1 file
 Hàm 40h: ghi 1 file


2. Giao tiếp PC Game
 Cấu trúc và chức năng của board ghép nối trò chơi (PC game) như hình bên
dưới. Bằng lệnh IN và OUT có thể truy xuất qua địa chỉ 201h.


2. Giao tiếp PC Game (tiếp)


3. Giao tiếp với bàn phím
 Bàn phím – cấu trúc và chức năng:

3. Giao tiếp với bàn phím (tiếp)
 Chip xử lý bàn phím liên tục kiểm tra trạng thái của ma trận quét (scan
matrix) để xác định công tắc tại các tọa độ X,Y đang được đóng hay mở và
ghi một mã tương ứng vào bộ đệm bên trong bàn phím.
 Sau đó mã này sẽ được truyền nối tiếp tới mạch ghép nối bàn phím trong
PC. Cấu trúc của SDU cho việc truyền số liệu này và các chân cắm của đầu
nối bàn phím


3. Giao tiếp với bàn phím (tiếp)
 STRT: bit start (luôn bằng 0)
 DB0 - DB7: bit số liệu từ 0 đến 7.
 PAR: bit parity (luôn lẻ)
 STOP: bit stop (luôn bằng 1).


3. Giao tiếp với bàn phím (tiếp)
 Mã quét bàn phím:
 Mỗi phím nhấn sẽ được gán cho 1 mã quét (scan code) gồm 1 byte
 Nếu 1 phím được nhấn thì bàn phím phát ra 1 mã make code tương ứng
với mã quét truyền tới mạch ghép nối bàn phím của PC


3. Giao tiếp với bàn phím (tiếp)
 Truy xuất bàn phím qua Bios:
 BIOS ghi các ký tự do việc nhấn các phím vào bộ đệm tạm
thời được gọi là bộ đệm bàn phím (keyboard buffer), có địa chỉ
40:1E, gồm 32 byte và do vậy kết thúc ở địa chỉ 40:3D
 Mỗi ký tự được lưu trữ bằng 2 bytes, byte cao là mã quét, và
byte thấp là mã ASCII

 Như vậy, bộ đệm có thể lưu trữ tạm thời 16 ký tự