Kỹ thuật giao tiếp máy tính

01-Mar-13

TRƯỜNG ðẠI HỌC NÔNG LÂM TPHCM
KHOA CƠ KHÍ CÔNG NGHỆ
BỘ MÔN CƠ ðiỆN TỬ

KỸ THUẬT GIAO TIẾP MÁY TÍNH
(Lý thuyết 15t – Thực hành 30t )
PC INTERACTION TECHNOLOGY
GV: Th.S Nguyễn Tấn Phúc.
Bộ môn : Cơ ðiện Tử - Khoa : Cơ Khí Công Nghệ- ðHNL
Tel : 01267102772.
Email:


TRƯỜNG ðẠI HỌC NÔNG LÂM TPHCM
KHOA CƠ KHÍ CÔNG NGHỆ
BỘ MÔN CƠ ðiỆN TỬ

KỸ THUẬT GIAO TIẾP MÁY TÍNH
(Lý thuyết 15t – Thực hành 30t )
PC INTERACTION TECHNOLOGY
GV: Th.S Nguyễn Tấn Phúc.
Bộ môn : Cơ ðiện Tử - Khoa : Cơ Khí Công Nghệ- ðHNL
Tel : 01267102772.
Email:

Website: />
2

1

01-Mar-13

MỤC ðÍCH MÔN HỌC
Nắm ñược các chuẩn giao tiếp thông dụng
trên máy tính.
Thiết kế và chế tạo ñược các vi mạch giao
tiếp với máy tính (PC,Laptop ) nhằm thực
hiện chức năng ño lường, ñiều khiển giám
sát thiết bị .

3

VẬT LIỆU HỌC TẬP
1. Lập Trình ghép nối máy tính- Ngô Diên Tâp.
2. Visual Basic và giao tiếp máy tính – Hồ Thanh Tâm,
Bộ Môn ðiều Khiển Tự ðộng – ðHNL tphcm.
3. Slide bài giảng .
4. Tài Liệu cung cấp.

4

2


01-Mar-13

VẬTT LIỆU
LI U HỌC

H C TẬP
T P
PC :
PROTEUS 7.6. .
VB6: LẬP TRÌNH GIAO DIỆN.
VPSE : VIRTUAL COM
PIC-C : LẬP TRÌNH PIC.
PIC-KIT: NẠP CODE.
PHẦN CỨNG:
BOARD VðK PIC 16F877 + RS 232 (SV chế tạo)
CÁP USB-COM (SV ñược mượn , tự trang bị).

5

ðÁNH GIÁ SV
Tinh Thần + Chuyên Cần: 10%.
ðồ án GTMT : 40% ( làm trong các tuần thực
hành, chia nhóm 5 SV )
Thi cuối kỳ : 50%, ñồ án >=5.
Thời gian bảo vệ ñồ án :
tuần 11 của học kỳ (6/5-13/5).

6

3


01-Mar-13

ðÁNH GIÁ MÔN HỌC

H C
Vừa dễ, Vừa Khó.
Rất ít SV phải học lại.
Hay, bổ ích cho ngành cơ ñiện tử:phần ño
lường , giám sát , ñiều khiển bằng máy tính.

7

KIẾN
C SAU MÔN HỌC
KI N THỨC
TH C ðẠT
ð T ðƯỢC
ð
H C
Có khả năng làm ñược một board mạch có vi ñiều
khiển , có khả năng giao tiếp máy tính.
Có khả năng lập trình ñể tạo một giao diện từ máy tính
ñể giám sát , ñiều khiển các thiết bị trong hệ thống cơ
ñiện tử.
Có khả năng làm việc nhóm với tinh thần ñoàn kết cao.
Có khả năng tiếp thu các môn HK sau, làm tốt luận văn
tốt nghiệp.
8

4


01-Mar-13

NỘI DUNG MÔN HỌC
1. MỞ ðẦU - GIỚI THIỆU CÁC CHUẨN GIAO TIẾP .
2. HỌC NHANH VI ðIỀU KHIỂN PIC-16F877.
3. GIỚI THIỆU PROTEUS - MÔ PHỎNG VỚI PIC16F877.
4. KẾT HỢP VB6 – PROTEUS TRONG MÔ PHỎNG GIAO
TIẾP RS232.
5. KIỂM TRA GIỚI THIỆU ðỒ ÁN GIAO TIẾP MÁY TÍNH.

9

Máy tính

ADC

DAC

BỘ TÁI
TẠO TÍN
HiỆU

SENSOR
Tín hiệu vật
lý

Tín hiệu vật
lý
10

5

01-Mar-13

CHƯƠNG
NG 1: MỞ ðẦU
U
CH

1. Kiến trúc máy tính
2. Cấu trúc chung của một khối khép nối
3. Các phương pháp trao ñổi tin

www.themegallery.com
11

1. KIẾN
KI N TRÚC MÁY TÍNH

Hình 1: Kiến trúc của hệ máy tính ñơn giản
www.themegallery.com
12

6


01-Mar-13

* Các thiết
thi t bị nhập
nh p

www.themegallery.com
13

* Các thiết
thi t bị xuất
xu t

www.themegallery.com
14

7


01-Mar-13

MAINBOARD PC

15

* 2. Cuu trỳc chung caa mtt khi
kh i ghộp nii
Ao
An
/WR
/RD

BUS
máy
tính

Gii mã
địa chỉ

Phối hợ
đờng
dây

/INTR
/INTA

/WR
/RD
/CS1
.
.
/CSn

BUS
thiết bị
ngoài

Phối hợ
đờng
dây
/INTR1
/INTR2

Xử lý ngắt

Thanh ghi trạng
thái
Thanh ghi điều
khiển

Thanh ghi
đệm đọc/viết

Hỡnh 1.1

Do - Dn

Cấu trúc chung của một khối ghép nối

www.themegallery.com
16

8


01-Mar-13

* 3. Các phương
ph ng pháp trao ñổii tin
3.1 Trao ñổi tuần tự theo chương trình

3.2 Trao ñổi DMA

www.themegallery.com
17

*
ASSEMBLY

PASCAL

Ngôn ngữ C

IN
OUT
MOV

X:=PORT[ðịa chỉ];
PORT[ðịa chỉ]:=Y;

X:=import[ðịa chỉ];
Outport[ðịa chỉ,y];

Ngôn ngữ VB

X =Inp (ðịa chỉ)
Out ðịa chỉ , y

www.themegallery.com
18

9


01-Mar-13

* Trao ñổii bằng
ng ngắt
ng t
*Khi thiết bị có yêu cầu trao ñổi sẽ gửi tín hiệu yêu cầu ngắt
trên máy tính(yêu cầu in ấn , gửi âm thanh..)

* Máy tính dừng chương trình ñang phục vụ và yêu cầu thiết bị
ngoài trao ñổi tin.

*Máy tính và thiết bị ngoài trao ñổi tin theo chương trình.
* Kết thúc trao ñổi, máy tính trở lại ñiểm dừng.

www.themegallery.com
19

GIAO TIẾP QUA RÃNH CẮM

20

10


01-Mar-13

GIAO TIẾP QUA SLOT
Các loại rãnh cắm:
•Rãnh c m 8 bit theo chu n ISA (Idustry Standard
Architechure).
•Rãnh cắm 16 bit theo chuẩn ISA(Industry Standard

Architechure).
•Rãnh cắm PS/2 16 bit theo chuẩn MCA (Micro Channel
Architechure)
•Rãnh cắm PS/2 32 bít theo chuẩn MCA.
•Rãnh cắm 32 bit theo chuẩn EISA.
•32 bit theo chuẩn VELA.
•32 bit theo chu n PCI.

GIAO TIẾP QUA SLOT

22

11


01-Mar-13

RÃNH CẮM THEO CHUẨN ISA:

Ra ñời năm 1980: PC 8086 , gọi là rãnh cắm bus
PC. Bao gồm :
•Rãnh cắm 8 bít.
•Có 2 mặt , gồm 62 tiếp ñiểm.
•Dùng ñể cắm card 8 bít .

23

RÃNH CẮM THEO CHUẨN ISA:
Phát triển thành ISA 16bit cho máy AT
Có thể truy cập 1024 ñịa chỉ ngoại vi từ 000-3FF

ISA 16bit vận tốc 3-5Mbytes/s
Rãnh cắm ISA có màu ñen trên mainboard gồm:
• 62 chân (trao ñổi dữ liệu 8 bit)
• 36 chân (hỗ trợ thêm khi cần dữ liệu 16 bit)

24

12


01-Mar-13

RÃNH CẮM THEO CHUẨN ISA- 8 bít :

25

CÁC ðƯỜNG DẪN QUAN TÂM

26

13


01-Mar-13

CÁC ðƯỜNG DẪN QUAN TÂM

27

CẤU TRÚC MỘT CARD ISA

Gắn Card ISA , xuất nhập 8 bít bao gồm:
•Giải mã ñịa chỉ.
•Chốt dữ liệu ra.
•Mạch ñệm dữ liệu vào.

28

14


01-Mar-13

GiẢI MÃ ðỊA CHỈ
Cắm card vào máy tính , máy tính xác ñịnh ñịa chỉ
của card ñể bắt ñầu trao ñổi dữ liệu.
Dự trữ một vùng trong bộ nhớ máy tính ñể ñịnh ñịa
chỉ card từ 300 ñến 3FF : cho các card mở rộng.

29

GiẢI MÃ ðỊA CHỈ
Trong card , vùng quy ước ñịa chỉ ứng với một số
trạng thái của một số chân của IC trên card, gọi là IC
giải mã.
IC giải mã so sánh trạng thái các chân với các bus ñịa
chỉ , nếu các trạng thái ñó giống nhau , vi mạch phát
tín hiệu thông báo kết qua giải mã cho phép truyền dữ
liệu.
IC giải mã thường dùng là 74HC688, 74HC138.

30

15


01-Mar-13

GIẢI MÃ ðỊA CHỈ

31

THIẾT KẾ MẠCH GIAO TIẾP VỚI RÃNH ISA

VI MẠCH 8255.
VI MẠCH 74HC688
VI MẠCH 74HC245
VI MẠCH 74LS138
CARD GIAO TiẾP 8255

32

16


01-Mar-13

THIẾT KẾ MẠCH GIAO TiẾP VỚI RÃNH ISA
VI MẠCH 8255:
Có 24 chân lập trình ñược.
ðiện áp TTL.

Các chân riêng lẻ , xóa ñược từng bit.

33

VI MẠCH 8255:

34

17


01-Mar-13

THIẾT KẾ MẠCH GIAO TiẾP VỚI RÃNH ISA
VI MẠCH 74HC688

So sánh ñịa chỉ từ A2 ñến A9: so sánh với bus trên rãnh.
nếu trùng : phát tín hiệu mức thấp chân 19,báo hiệu ñịa
chỉ ñã ñược giải mã.

35

THIẾT KẾ MẠCH GIAO TiẾP VỚI RÃNH ISA
VI MẠCH 74HC245
GiẢI MÃ ðỊA CHỈ.
ðỆM DỮ LiỆU VÀO RA 2 CHIỀU :
Các mức tín hiệu trên ñường dẫn dữ
liệu không bị ảnh hưởng quá mạnh.
VI MẠCH 74LS138
GiẢI MÃ ðỊA CHỈ :

Cho phép chọn 8 ñịa chỉ ở ngõ ra,
bằng cách so sánh trạng thái ở
các cổng A,B,C.
36

18


01-Mar-13

CARD GIAO TIẾP 8255

37

CARD 8255
Selftest program, can
perform self-check any time.
Insert to pc slot (AT bus
interface).
Control IC 8255A * 2 and IC
8253 * 1.
16 LED I/O displays.
48 programmalbe I/O lines.
Schematic circuit attached.
Card address selectable.
Can be connected to Opto
Relay CARD (Co5) or
Terminal Block .
38

19


01-Mar-13

HOẠT ðỘNG MẠCH GIAO TiẾP 8255

Khi có sự ñồng nhất ñịa chỉ , chân 19 của IC 74hc688
phát tín hiệu low , kích hoạt vi mạch 8255, làm cho bộ
ñệm 74hc 245 kích hoạt , dữ liệu ñược trao ñổi từ PC
qua card 8255
39

VÍ DỤ

Cho card 8255 ñược nối với máy tính qua giao tiếp ISA hoặc PCI.
Cho ñịa chỉ cơ sở của 8255 là 300h.Port B của 8255 ñược nối với dãy 8
led từ portB0 ñến portB7.Hãy thiết lập các thông số và viết chương trình
ñiều khiển dãy led chạy từ trái sang phải.

40

20


01-Mar-13

SOLVE:

Dùng thư viện port.dll.

Do BA = 300h,
ðịa chỉ PORTB: 301h.
ðịa chỉ control word : 303h.
Port B : port xuất , port A,C : chọn là port xuất : mode 0.
Vậy cần ghi vào thanh ghi control word : 80h.
Ta sẽ lập trình cho ñèn sáng từ trái qua phải như sau:

41

Code C :
#include <dos.h>
#include <string.h>
#define portB 0x301
#define controlWord 0x303
Void light_led(void)
{
Outport(controlWord, 0x80);
Delay_ms(1000);
While (true)
{
Outportb(portB,0x80);
Delay_ms(100);
Outportb(portB,0x40);
Delay_ms(100);
Outportb(portB,0x20);
Delay_ms(100);
Outportb(portB,0x10)
Delay_ms(100);
}
}

Outportb(portB,0x08);
Delay_ms(100);
Outportb(portB,0x04);
Delay_ms(100);
Outportb(portB,0x02);
Delay_ms(100);
Outportb(portB,0x01)
Delay_ms(100);
42

21


01-Mar-13

TÓM TẮT
RÃNH CẮM ISA :
•RÃNH CẮM 8 BÍT .
•TRUY XUẤT ðỊA CHỈ THÔNG QUA IC GiẢI MÃ.
•DÙNG ðỂ CẮM CARD ISA : CARD GIAO TiẾP 8255.
Các thành phần 1 card ISA:
IC giải mã ñịa chỉ : IC 74HC138, 74HC 688.
IC 8255 mở rộng 24 cổng.
IC ñệm dữ liệu : 74HC 245.
IC chốt dữ liệu : 74HC 373.
43

CARD PCI- 32 BIT WINDOW.

44

22


01-Mar-13

GIAO TIẾP QUA RÃNH CẮM PCI
PCI: Peripheral Component Interconnect
Màu trắng trên mainboard cho phép giao tiếp
ngoại vi 32 hay 64 bit
Vận tốc nhanh 132 Mbytes/s

45

CÁC CARD PCI –ADVANCE TECH

46

23


01-Mar-13

CARD PCI-ADVANCE TECH

47

CARD PCI-ADVANCE TECH
Tích hợp sẵn các bộ ñiều khiển: PID, Fuzzy, Neural

network..
Giao tiếp tốc ñộ nhanh.
Giao diện bằng phần mềm trực quan , thân thiện , dễ
sử dụng .
Module : ADC, PWM tốc ñộ cao ..

48

24


01-Mar-13

GIAO TIẾP CỔNG LPT- SONG SONG

49
49

Cổng
ng song song (Parallel port - LPT)

*
*
*

ðược thiết kế bởi công ty Centronics
Mục ñích ghép nối máy in với máy tính
Mức ñiện áp TTL:

*

*

*

0v là mức logic LOW.
2v→ +5v là mức logic HIGH.

Khoảng cách ghép nối:

*
*
*

Tối ña là 8m.
Thông thường 1,5m – 2m.
Từ 3m trở lên sử dụng cáp dẹt, hoặc xoắn
từng cặp dây tín hiệu và dây nối ñất.

*

Tốc ñộ truyền

*
*

Phụ thuộc vào phần cứng
Lý thuyết 1Mb/s với khoảng cách truyền 1m

www.themegallery.com
50

25