Các phương thức giao tiếp cao hơn được ứng dụng trong thực tế như : USB, RS232...

Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội

Khoa Điện Tử

LỜI CẢM ƠN
Trước tiên chúng em xin gửi lời cảm ơn tới các thầy ,cô giáo Trường Đại Học Công
Nghiệp Hà Nội, cùng bộ môn Điện Tử Máy Tính đã nhiệt tình giảng dạy và truyền
đạt những kiến thức, kinh nghiệm quí giá trong suốt bốn năm chúng em học đại
học.
Em xin gửi lời cám ơn sâu sắc đến Thầy Nguyễn Văn Tùng, Ths Dương Thị Hằng,
đã tận tình hướng dẫn cung cấp tài liệu trong suốt quá trình thực hiện đề tài này.
Xin gửi lời cảm ơn đến tập thể lớp Điện Tử 2-k7, những người đồng hành trong
khóa học và có nhiều ý kiến đóng góp.
Một lần nữa xin gửi lời cảm ơn chân thành và sâu sắc!
Hà Nội, Ngày 06 tháng 01 năm 2016
Sinh viên thực hiện
Nguyễn Ngọc Cương

Sv :

Nguyễn Ngọc Cương

1

Báo Cáo Thực Tập Tốt Nghiệp


Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội

Sv :

Nguyễn Ngọc Cương

Khoa Điện Tử

2

Báo Cáo Thực Tập Tốt Nghiệp


Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội

Khoa Điện Tử

MỞ ĐẦU
Có thể nói, máy tính được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh ,máy tính hiện nay
đều có các thiết bị ngoài thông dụng như: màn hình, bàn phím ,chuột, máy in.... Tuy
nhiên máy tính không chỉ dừng lại với thiết bị ngoại vi nói trên mà còn có những
yêu cầu cao hơn như kết nối với các máy móc trong công nghiệp. Chính vì vậy nhà
sản xuất đã trang bị một số cách thức để có thể ghép nối với bus của máy tính như:
USB, RS232, COM, BS2, ETHERNET, các khe PCI.... Việc nghiên cứu để mở
rộng giao tiếp của máy tính với các thiết thị ngoại vi đã trở thành môn học chính
thức của rất nhiều ngành học trên các giảng đường đại học.
Sau một thời gian học tập và nghiên cứu môn học” Đo lường và điều khiển máy
tính” dưới sự hướng dẫn của thầy giáo. Em đã thử nghiệm và hoàn thành đề tài của
thầy giáo giao.
Mục đích của đề tài hướng đến:
- Bước đầu làm quen và thử nghiệm các cách giao tiếp đơn giản giữa
máy tính và vi điều khiển thông qua cổng nối tiếp RS232.
- Hướng đến các phương thức giao tiếp cao hơn được ứng dụng trong
thực tế như : USB, RS232...

Tuy đã có nhiều cố gắng trong việc thực hiện đề tài tuy nhiên do kiến thức hiểu biết
còn hạn hẹp nên khó tránh khỏi những sai sót. Rất mong nhận được những nhận xét
qúi báu từ thầy cô để em hoàn thiện đề tài một cách tốt nhất.
Em xin chân thành cảm ơn!
Giáo viên hướng dẫn
Dương Thị Hằng

Sv :

Nguyễn Ngọc Cương

3

Báo Cáo Thực Tập Tốt Nghiệp


Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội

Khoa Điện Tử

Danh mục thuật ngữ tiếng anh

ADC
ALE
ALU

Bộ chuyển đổi tương tự-số (Analog Digital Converter)
Tín hiệu cho phép chốt địa chỉ (Address Latch Enable)
Khối tính toán số học và logic (Arithmetic Logic Unit)

AGP

Giao diện đồ hoạ tăng tốc (Accelerated Graphics Port)

CU
CPU

Khối điều khiển (Control Unit)
Bộ xử lý trung tâm (Central Proccessing Unit)

CS
CLK

Ký hiệu thanh ghi đoạn mã (Code Segment)
Xung nhịp đồng hồ (Clock)

DAC
DACK

Bộ chuyển đổi số-tương tự (Digital Analog Converter)
Chấp nhận DMA (DMA Acknowledge)

DMA
DMAC
DRQ

Truy nhập trực tiếp bộ nhớ (Direct Memory Access)
Bộ điều khiển DMA (DMA Controller)
Yêu cầu DMA (DMA Request)

DLL
DS
DVD

Thư viện liên kết động (Dynamic Link Library)
Ký hiệu thanh ghi đoạn dữ liệu
Đĩa quang số (Digital Versatile Disk)

DVD-WR DVD đọc viết được (DVD Read Write)
EOC
Tín hiệu kết thúc chuyển đổi (End of convert)

Sv :

ES

Ký hiệu thanh ghi đoạn mở rộng (Extend segment)

FDC
INTR

Bộ điều khiển ổ đọc đĩa mềm (Floppy Disk Controller)
Tín hiệu ngắt ngoài (Interrupt)

Nguyễn Ngọc Cương

4

Báo Cáo Thực Tập Tốt Nghiệp

Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội

Khoa Điện Tử

MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN...................................................................................................................1
Trước tiên chúng em xin gửi lời cảm ơn tới các thầy ,cô giáo Trường Đại Học Công Nghiệp Hà
Nội, cùng bộ môn Điện Tử Máy Tính đã nhiệt tình giảng dạy và truyền đạt những kiến thức, kinh
nghiệm quí giá trong suốt bốn năm chúng em học đại học.......................................................1
Em xin gửi lời cám ơn sâu sắc đến Thầy Nguyễn Văn Tùng, Ths Dương Thị Hằng, đã tận tình
hướng dẫn cung cấp tài liệu trong suốt quá trình thực hiện đề tài này......................................1
Xin gửi lời cảm ơn đến tập thể lớp Điện Tử 2-k7, những người đồng hành trong khóa học và có
nhiều ý kiến đóng góp..............................................................................................................1
Một lần nữa xin gửi lời cảm ơn chân thành và sâu sắc!.............................................................1
Hà Nội, Ngày 06 tháng 01 năm 2016..........................................................................................1
Sinh viên thực hiện............................................................................................................1
Nguyễn Ngọc Cương

.................................................................................1

MỞ ĐẦU........................................................................................................................3
Có thể nói, máy tính được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh ,máy tính hiện nay đều có các
thiết bị ngoài thông dụng như: màn hình, bàn phím ,chuột, máy in.... Tuy nhiên máy tính không
chỉ dừng lại với thiết bị ngoại vi nói trên mà còn có những yêu cầu cao hơn như kết nối với các
máy móc trong công nghiệp. Chính vì vậy nhà sản xuất đã trang bị một số cách thức để có thể
ghép nối với bus của máy tính như: USB, RS232, COM, BS2, ETHERNET, các khe PCI.... Việc
nghiên cứu để mở rộng giao tiếp của máy tính với các thiết thị ngoại vi đã trở thành môn học
chính thức của rất nhiều ngành học trên các giảng đường đại học.............................................3
Sau một thời gian học tập và nghiên cứu môn học” Đo lường và điều khiển máy tính” dưới sự

hướng dẫn của thầy giáo. Em đã thử nghiệm và hoàn thành đề tài của thầy giáo giao...............3
Mục đích của đề tài hướng đến:...............................................................................................3
- Bước đầu làm quen và thử nghiệm các cách giao tiếp đơn giản giữa.......................................3
máy tính và vi điều khiển thông qua cổng nối tiếp RS232...........................................................3
- Hướng đến các phương thức giao tiếp cao hơn được ứng dụng trong.....................................3
thực tế như : USB, RS232..........................................................................................................3
Tuy đã có nhiều cố gắng trong việc thực hiện đề tài tuy nhiên do kiến thức hiểu biết còn hạn
hẹp nên khó tránh khỏi những sai sót. Rất mong nhận được những nhận xét qúi báu từ thầy cô
để em hoàn thiện đề tài một cách tốt nhất...............................................................................3
Em xin chân thành cảm ơn!......................................................................................................3
Giáo viên hướng dẫn................................................................................................................3
Dương Thị Hằng....................................................................................................................... 3

Sv :

Nguyễn Ngọc Cương

5

Báo Cáo Thực Tập Tốt Nghiệp


Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội

Khoa Điện Tử

Danh mục thuật ngữ tiếng anh.......................................................................................4
MỤC LỤC........................................................................................................................5
DANH MỤC BẢNG, HÌNH...............................................................................................10
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ MÁY TÍNH, THIẾT BỊ NGOÀI CỦA MÁY TÍNH, CÁC PHƯƠNG

PHÁP TRAO ĐỔI, BIẾN ĐỔI DỮ LIỆU..............................................................................15
1.1 Máy tính và khối ghép nối.................................................................................................15
1.1.1 Các dạng tin trao đổi của máy tính..................................................................................16
1.1.2 Các loại thông tin trao đổi của máy tính..........................................................................16
1.1.3 Các phương thức trao đổi tin của máy tính.....................................................................17
Hình 1.1 Sơ đồ quá trình ngắt.................................................................................................18
Hình 1.2.Vào ra dùng DMA......................................................................................................19
1.2 Vai trò, nhiệm vụ và cấu trúc của khối ghép nối.................................................................20
1.2.1 Vai trò............................................................................................................................ 20
1.2.2 Nhiệm vụ....................................................................................................................... 20
1.3 Cấu trúc chung của khối ghép nối......................................................................................22
1.3.1 Khối phối hợp đường dây...............................................................................................22
1.3.2 Khối giải mã địa chỉ - lệnh..............................................................................................22
►.......................................................................................................................................................................28

Hình 1.3 Bộdải mã địa chỉ.......................................................................................................28
1.3.3 Khối xử lý ngắt...............................................................................................................28
Hình 1.4 cấu trúc chung của một khối ghép nối........................................................................29

CHƯƠNG 2.CƠ SỞ CỦA GHÉP NỐI MÁY TÍNH...............................................................30
2.1 Ghép nối máy tính qua các giao diện.................................................................................30
2.1.1 Ghép nối qua cổng song song.........................................................................................30
Hình 2.1Giao diện cổng song song trên máy tính PC.................................................................31
Bảng 2.1 Sắp xếp các chân tín hiệu trên ổ cắm.........................................................................31
Hình 2.2 Kết nối các chân trên cổng song song và thanh ghi trạng thái.....................................32
Hình 2.3 Kết nối các chân trên cổng song song và thanh ghi trạng thái......................................33
Thanh ghi điều khiển (có địa chỉ có sở + 2)...............................................................................33
Hình 2.4 Kết nối các chân trên cổng song song và thanh ghi điều khiển....................................33
Bảng 2.2 Các địa chỉ của cổng song song trên máy tính PC........................................................34
2.1.2 Ghép nối qua cổng nối tiếp.............................................................................................34

Sv :

Nguyễn Ngọc Cương

6

Báo Cáo Thực Tập Tốt Nghiệp


Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội

Khoa Điện Tử

Hình 2.5 Giao tiếp RS232 qua cổng USB to com kết nối với VĐK...............................................34
Bảng 2.3 Chức năng các chân tín hiệu giao diện nối tiếp...........................................................35
Bảng 2.4 Các thanh ghi cổng truyền tin nối tiếp......................................................................36
Bảng 2.5 Các nguồn ngắt nối tiếp và giá trị các bit thanh ghi.....................................................40
2.1.3. Ghép nối qua cổng USB.................................................................................................41
Hình 2.7Kiến trúc HUB USB.....................................................................................................43
Hình 2.8 Hai kiểu đầu nối USB chính........................................................................................43
Hình 2.9 Đầu nối USB kiểu mini...............................................................................................43
Hình 2.10. Các kết nối điện của đầu ra host hoặc Hub..............................................................45
Hình 2.11 Sơ đồ mã hoá NRZI..................................................................................................45
Hình 2.12 PIC ghép với máy tính qua USB................................................................................46
3. GIỚI THIỆU VỀ CÁC PHẦN TỬ TRONG MODULE GHÉP NỐI MÁY TÍNH....................................47
3.1. Cấu hình PIC 18F4550.......................................................................................................47
Hình 3.1: Hình thực tế của PIC18F4550....................................................................................47
Bảng 3.1 Đặc điểm PIC 18F4550..............................................................................................49
3.2.Sơ đồkhối bên trong PIC 18F4550......................................................................................50

Hình 3.2 Sơ đồ khối PIC 18f4550.............................................................................................50
3.3.Sơ đồchân và chức năng các chân PIC18F4550...................................................................52
Hình 3.3 Sơ đồ chân PIC 18f4550 40 chân................................................................................52
Bảng 3. 2: Bảng chức năng chân của PIC18F4550.....................................................................52
Bảng 3. 3: Bảng chức năng chân của PORTA.............................................................................53
Bảng 3. 4: Bảng chức năng chân của PORTB.............................................................................54
Bảng 3. 5: Bảng chức năng chân của PORTC.............................................................................55
Bảng 3. 6: Bảng chức năng chân của PORTD.............................................................................55
Bảng 3. 7: Bảng chức năng chân của PORTE.............................................................................57
3.4. Text LCD.......................................................................................................................... 57
3.4.1. Cấu trúc Text LCD..........................................................................................................57
Hình 3.4: Text LCD 16x2..........................................................................................................58
3.4.2. Sơ đồ chân...................................................................................................................59
Bảng 3.8: Chức năng chân của LCD..........................................................................................59
Hình 3.5: kết nối Text LCD với Vi điều khiển............................................................................60
3.5. Tụ điện............................................................................................................................ 60

Sv :

Nguyễn Ngọc Cương

7

Báo Cáo Thực Tập Tốt Nghiệp


Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội

Khoa Điện Tử

Hình 3.6 : Ký hiệu và hình dạng thực tế của tụ hóa...................................................................61
Hình 3.7 : Ký hiệu và hình dạng thực tế của tụ gốm..................................................................62
3.6. Cuộn cảm.........................................................................................................................62
Hình 3.8: Ký hiệu và hình ảnh thực tế cuộn dây.......................................................................62
Hình 3.9: Ký hiệu và hình ảnh thực tế cuộn dây lõi sắt bụi........................................................63
3.7. Điện trở........................................................................................................................... 63
Hình 3.11: Các loại điện trở có giá trị cố định...........................................................................64
3.8. Điot................................................................................................................................. 64
Hình 3.11: Điot.......................................................................................................................64
4. THIẾT KẾ MODULE GHÉP NỐI MÁY TÍNH..............................................................................64
Hình 4.1: Sơ đồ khối của module ghép nối máy tính................................................................65
5. Thiết kế module ghép nối máy tính.....................................................................................66
5.1. Sơ đồ nguyên lý...............................................................................................................66
5.2. Các khối trong mạch.........................................................................................................68
5.2.1 Khối Nguồn (Power supply)............................................................................................68
Hình 5.1 Khối nguồn...............................................................................................................68

b. Linh kiện và chức năng.............................................................................................68
5.2.1. Khối Quét LED 7 thanh và LED đơn................................................................................69

a. Sơ đồ nguyên lý.......................................................................................................69
Hình 5.2 Khối Quét LED 7 thanh..............................................................................................69
Hình 5.3 Khối LED Đơn...........................................................................................................69

b. Linh Kiện và chức năng............................................................................................69
5.2.2 Khối LCD16x2.................................................................................................................70

a. Sơ đồ nguyên lý.......................................................................................................70
Hình 5.4Khối LCD16x2.............................................................................................................70

b.Linh kiện và chức năng..............................................................................................70
5.2.3Khối ADC ( VR1,VR2, LM35)............................................................................................71
Hình 5.5 Khối ADC ( VR1,VR2, LM35).......................................................................................71

b. Linh kiện và chức năng.............................................................................................71
5.2.4 Khối nút bấm(KEY PAD)..................................................................................................72
Hình 5.6 Khối nút bấm(KEY PAD).............................................................................................72

Sv :

Nguyễn Ngọc Cương

8

Báo Cáo Thực Tập Tốt Nghiệp


Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội

Khoa Điện Tử

b. Linh kiện và chức năng.............................................................................................72
5.2.5 Khối giao tiếp cổng com (USB to COM)............................................................................73

a. Sơ đồ nguyên lý........................................................................................................73
Hình 5.7 Khối giao tiếp cổng com (USB to COM).......................................................................73

b. Linh kiện và chức năng.............................................................................................73
5.2.6 Khối cảm biến chữ U (IRSENSOR)....................................................................................74
Hình 5.8 Khối cảm biến chữ U (IRSENSOR)..............................................................................74

b. Linh kiện và chức năng. ...........................................................................................74
5.2.7 Khối PWM (DC MOTOR).................................................................................................74

a. Sơ đồ nguyên Lý.......................................................................................................74
Hình 5.9 Khối PWM (DC MOTOR)...........................................................................................74

b. Linh kiện và chức năng.............................................................................................74
5.2.8. Khối Ethernet................................................................................................................75
Hình 5.10 Khối ethernet.........................................................................................................75

b. Chức năng linh kiện..................................................................................................75
5.3. Mạch in thực tế sau khi thiết kế.......................................................................................75
Hình 5.12 Mạch in hiển thị dưới dạng 3D................................................................................76
5.4 Thiết kế phần mềm...........................................................................................................76

Phần mềm biên soạn MPLAB IDE..................................................................................77
Hình 5.13 : Giao diện phần mềm biên soạn MPLAB IDE............................................................77

CHƯƠNG 3: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI................................................78
TÀI LIỆU THAM KHẢO...................................................................................................79
A. VĂN BẢN TIẾNG VIỆT................................................................................................79
- Giáo trình Vi điều khiển PIC - Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội............................79
B.WEBSITE....................................................................................................................79
- codientu.org...............................................................................................................79
- dientuvietnam.net......................................................................................................79
- />- />Phụ lục.........................................................................................................................80

Sv :

Nguyễn Ngọc Cương

9

Báo Cáo Thực Tập Tốt Nghiệp


Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội

Khoa Điện Tử

DANH MỤC BẢNG, HÌNH
LỜI CẢM ƠN...................................................................................................................1
Trước tiên chúng em xin gửi lời cảm ơn tới các thầy ,cô giáo Trường Đại Học Công Nghiệp Hà
Nội, cùng bộ môn Điện Tử Máy Tính đã nhiệt tình giảng dạy và truyền đạt những kiến thức, kinh
nghiệm quí giá trong suốt bốn năm chúng em học đại học.......................................................1
Em xin gửi lời cám ơn sâu sắc đến Thầy Nguyễn Văn Tùng, Ths Dương Thị Hằng, đã tận tình
hướng dẫn cung cấp tài liệu trong suốt quá trình thực hiện đề tài này......................................1
Xin gửi lời cảm ơn đến tập thể lớp Điện Tử 2-k7, những người đồng hành trong khóa học và có
nhiều ý kiến đóng góp..............................................................................................................1
Một lần nữa xin gửi lời cảm ơn chân thành và sâu sắc!.............................................................1
Hà Nội, Ngày 06 tháng 01 năm 2016..........................................................................................1
Sinh viên thực hiện............................................................................................................1
Nguyễn Ngọc Cương

.................................................................................1

MỞ ĐẦU........................................................................................................................3
Có thể nói, máy tính được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh ,máy tính hiện nay đều có các
thiết bị ngoài thông dụng như: màn hình, bàn phím ,chuột, máy in.... Tuy nhiên máy tính không

chỉ dừng lại với thiết bị ngoại vi nói trên mà còn có những yêu cầu cao hơn như kết nối với các
máy móc trong công nghiệp. Chính vì vậy nhà sản xuất đã trang bị một số cách thức để có thể
ghép nối với bus của máy tính như: USB, RS232, COM, BS2, ETHERNET, các khe PCI.... Việc
nghiên cứu để mở rộng giao tiếp của máy tính với các thiết thị ngoại vi đã trở thành môn học
chính thức của rất nhiều ngành học trên các giảng đường đại học.............................................3
Sau một thời gian học tập và nghiên cứu môn học” Đo lường và điều khiển máy tính” dưới sự
hướng dẫn của thầy giáo. Em đã thử nghiệm và hoàn thành đề tài của thầy giáo giao...............3
Mục đích của đề tài hướng đến:...............................................................................................3
- Bước đầu làm quen và thử nghiệm các cách giao tiếp đơn giản giữa.......................................3
máy tính và vi điều khiển thông qua cổng nối tiếp RS232...........................................................3
- Hướng đến các phương thức giao tiếp cao hơn được ứng dụng trong.....................................3
thực tế như : USB, RS232..........................................................................................................3
Tuy đã có nhiều cố gắng trong việc thực hiện đề tài tuy nhiên do kiến thức hiểu biết còn hạn
hẹp nên khó tránh khỏi những sai sót. Rất mong nhận được những nhận xét qúi báu từ thầy cô
để em hoàn thiện đề tài một cách tốt nhất...............................................................................3
Em xin chân thành cảm ơn!......................................................................................................3
Giáo viên hướng dẫn................................................................................................................3
Dương Thị Hằng....................................................................................................................... 3

Sv :

Nguyễn Ngọc Cương

10

Báo Cáo Thực Tập Tốt Nghiệp


Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội

Khoa Điện Tử

Danh mục thuật ngữ tiếng anh.......................................................................................4
MỤC LỤC........................................................................................................................5
DANH MỤC BẢNG, HÌNH...............................................................................................10
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ MÁY TÍNH, THIẾT BỊ NGOÀI CỦA MÁY TÍNH, CÁC PHƯƠNG
PHÁP TRAO ĐỔI, BIẾN ĐỔI DỮ LIỆU..............................................................................15
1.1 Máy tính và khối ghép nối.................................................................................................15
1.1.1 Các dạng tin trao đổi của máy tính..................................................................................16
1.1.2 Các loại thông tin trao đổi của máy tính..........................................................................16
1.1.3 Các phương thức trao đổi tin của máy tính.....................................................................17
Hình 1.1 Sơ đồ quá trình ngắt.................................................................................................18
Hình 1.2.Vào ra dùng DMA......................................................................................................19
1.2 Vai trò, nhiệm vụ và cấu trúc của khối ghép nối.................................................................20
1.2.1 Vai trò............................................................................................................................ 20
1.2.2 Nhiệm vụ....................................................................................................................... 20
1.3 Cấu trúc chung của khối ghép nối......................................................................................22
1.3.1 Khối phối hợp đường dây...............................................................................................22
1.3.2 Khối giải mã địa chỉ - lệnh..............................................................................................22
►.......................................................................................................................................................................28

Hình 1.3 Bộdải mã địa chỉ.......................................................................................................28
1.3.3 Khối xử lý ngắt...............................................................................................................28
Hình 1.4 cấu trúc chung của một khối ghép nối........................................................................29

CHƯƠNG 2.CƠ SỞ CỦA GHÉP NỐI MÁY TÍNH...............................................................30
2.1 Ghép nối máy tính qua các giao diện.................................................................................30
2.1.1 Ghép nối qua cổng song song.........................................................................................30
Hình 2.1Giao diện cổng song song trên máy tính PC.................................................................31
Bảng 2.1 Sắp xếp các chân tín hiệu trên ổ cắm.........................................................................31

Hình 2.2 Kết nối các chân trên cổng song song và thanh ghi trạng thái.....................................32
Hình 2.3 Kết nối các chân trên cổng song song và thanh ghi trạng thái......................................33
Thanh ghi điều khiển (có địa chỉ có sở + 2)...............................................................................33
Hình 2.4 Kết nối các chân trên cổng song song và thanh ghi điều khiển....................................33
Bảng 2.2 Các địa chỉ của cổng song song trên máy tính PC........................................................34
2.1.2 Ghép nối qua cổng nối tiếp.............................................................................................34

Sv :

Nguyễn Ngọc Cương

11

Báo Cáo Thực Tập Tốt Nghiệp


Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội

Khoa Điện Tử

Hình 2.5 Giao tiếp RS232 qua cổng USB to com kết nối với VĐK...............................................34
Bảng 2.3 Chức năng các chân tín hiệu giao diện nối tiếp...........................................................35
Bảng 2.4 Các thanh ghi cổng truyền tin nối tiếp......................................................................36
Bảng 2.5 Các nguồn ngắt nối tiếp và giá trị các bit thanh ghi.....................................................40
2.1.3. Ghép nối qua cổng USB.................................................................................................41
Hình 2.7Kiến trúc HUB USB.....................................................................................................43
Hình 2.8 Hai kiểu đầu nối USB chính........................................................................................43
Hình 2.9 Đầu nối USB kiểu mini...............................................................................................43
Hình 2.10. Các kết nối điện của đầu ra host hoặc Hub..............................................................45
Hình 2.11 Sơ đồ mã hoá NRZI..................................................................................................45

Hình 2.12 PIC ghép với máy tính qua USB................................................................................46
3. GIỚI THIỆU VỀ CÁC PHẦN TỬ TRONG MODULE GHÉP NỐI MÁY TÍNH....................................47
3.1. Cấu hình PIC 18F4550.......................................................................................................47
Hình 3.1: Hình thực tế của PIC18F4550....................................................................................47
Bảng 3.1 Đặc điểm PIC 18F4550..............................................................................................49
3.2.Sơ đồkhối bên trong PIC 18F4550......................................................................................50
Hình 3.2 Sơ đồ khối PIC 18f4550.............................................................................................50
3.3.Sơ đồchân và chức năng các chân PIC18F4550...................................................................52
Hình 3.3 Sơ đồ chân PIC 18f4550 40 chân................................................................................52
Bảng 3. 2: Bảng chức năng chân của PIC18F4550.....................................................................52
Bảng 3. 3: Bảng chức năng chân của PORTA.............................................................................53
Bảng 3. 4: Bảng chức năng chân của PORTB.............................................................................54
Bảng 3. 5: Bảng chức năng chân của PORTC.............................................................................55
Bảng 3. 6: Bảng chức năng chân của PORTD.............................................................................55
Bảng 3. 7: Bảng chức năng chân của PORTE.............................................................................57
3.4. Text LCD.......................................................................................................................... 57
3.4.1. Cấu trúc Text LCD..........................................................................................................57
Hình 3.4: Text LCD 16x2..........................................................................................................58
3.4.2. Sơ đồ chân...................................................................................................................59
Bảng 3.8: Chức năng chân của LCD..........................................................................................59
Hình 3.5: kết nối Text LCD với Vi điều khiển............................................................................60
3.5. Tụ điện............................................................................................................................ 60

Sv :

Nguyễn Ngọc Cương

12

Báo Cáo Thực Tập Tốt Nghiệp

Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội

Khoa Điện Tử

Hình 3.6 : Ký hiệu và hình dạng thực tế của tụ hóa...................................................................61
Hình 3.7 : Ký hiệu và hình dạng thực tế của tụ gốm..................................................................62
3.6. Cuộn cảm.........................................................................................................................62
Hình 3.8: Ký hiệu và hình ảnh thực tế cuộn dây.......................................................................62
Hình 3.9: Ký hiệu và hình ảnh thực tế cuộn dây lõi sắt bụi........................................................63
3.7. Điện trở........................................................................................................................... 63
Hình 3.11: Các loại điện trở có giá trị cố định...........................................................................64
3.8. Điot................................................................................................................................. 64
Hình 3.11: Điot.......................................................................................................................64
4. THIẾT KẾ MODULE GHÉP NỐI MÁY TÍNH..............................................................................64
Hình 4.1: Sơ đồ khối của module ghép nối máy tính................................................................65
5. Thiết kế module ghép nối máy tính.....................................................................................66
5.1. Sơ đồ nguyên lý...............................................................................................................66
5.2. Các khối trong mạch.........................................................................................................68
5.2.1 Khối Nguồn (Power supply)............................................................................................68
Hình 5.1 Khối nguồn...............................................................................................................68

b. Linh kiện và chức năng.............................................................................................68
5.2.1. Khối Quét LED 7 thanh và LED đơn................................................................................69

a. Sơ đồ nguyên lý.......................................................................................................69
Hình 5.2 Khối Quét LED 7 thanh..............................................................................................69
Hình 5.3 Khối LED Đơn...........................................................................................................69

b. Linh Kiện và chức năng............................................................................................69
5.2.2 Khối LCD16x2.................................................................................................................70

a. Sơ đồ nguyên lý.......................................................................................................70
Hình 5.4Khối LCD16x2.............................................................................................................70

b.Linh kiện và chức năng..............................................................................................70
5.2.3Khối ADC ( VR1,VR2, LM35)............................................................................................71
Hình 5.5 Khối ADC ( VR1,VR2, LM35).......................................................................................71

b. Linh kiện và chức năng.............................................................................................71
5.2.4 Khối nút bấm(KEY PAD)..................................................................................................72
Hình 5.6 Khối nút bấm(KEY PAD).............................................................................................72

Sv :

Nguyễn Ngọc Cương

13

Báo Cáo Thực Tập Tốt Nghiệp


Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội

Khoa Điện Tử

b. Linh kiện và chức năng.............................................................................................72
5.2.5 Khối giao tiếp cổng com (USB to COM)............................................................................73

a. Sơ đồ nguyên lý........................................................................................................73
Hình 5.7 Khối giao tiếp cổng com (USB to COM).......................................................................73

b. Linh kiện và chức năng.............................................................................................73
5.2.6 Khối cảm biến chữ U (IRSENSOR)....................................................................................74
Hình 5.8 Khối cảm biến chữ U (IRSENSOR)..............................................................................74

b. Linh kiện và chức năng. ...........................................................................................74
5.2.7 Khối PWM (DC MOTOR).................................................................................................74

a. Sơ đồ nguyên Lý.......................................................................................................74
Hình 5.9 Khối PWM (DC MOTOR)...........................................................................................74

b. Linh kiện và chức năng.............................................................................................74
5.2.8. Khối Ethernet................................................................................................................75
Hình 5.10 Khối ethernet.........................................................................................................75

b. Chức năng linh kiện..................................................................................................75
5.3. Mạch in thực tế sau khi thiết kế.......................................................................................75
Hình 5.12 Mạch in hiển thị dưới dạng 3D................................................................................76
5.4 Thiết kế phần mềm...........................................................................................................76

Phần mềm biên soạn MPLAB IDE..................................................................................77
Hình 5.13 : Giao diện phần mềm biên soạn MPLAB IDE............................................................77

CHƯƠNG 3: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI................................................78
TÀI LIỆU THAM KHẢO...................................................................................................79
A. VĂN BẢN TIẾNG VIỆT................................................................................................79
- Giáo trình Vi điều khiển PIC - Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội............................79
B.WEBSITE....................................................................................................................79

- codientu.org...............................................................................................................79
- dientuvietnam.net......................................................................................................79
- />- />Phụ lục.........................................................................................................................80

Sv :

Nguyễn Ngọc Cương

14

Báo Cáo Thực Tập Tốt Nghiệp


Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội

Khoa Điện Tử

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ MÁY TÍNH, THIẾT BỊ
NGOÀI CỦA MÁY TÍNH, CÁC PHƯƠNG PHÁP TRAO
ĐỔI, BIẾN ĐỔI DỮ LIỆU
1.1 Máy tính và khối ghép nối
Cấu trúc của một máy tính có thể được phân chia thành ba khối chính:
-

Khối xử lý trung tâm (CPU): Làm nhiệm vụ thu thập và xử lý mọi dữ liệu.

-

Khối nhớ (Memory): Lưu trữ các loại dữ liệu khác nhau đưa vào, lấy ra từ
CPU.

-

Khối phối hợp vào ra (I/O): Làm nhiệm vụ tương thích giữa các thiết bị ngoài
và đường dây (bus) trong của máy tính.
Trong máy tính thường có một số thiết bị ngoài thông dụng như: Màn hình,

bàn phím, chuột, máy in, loa, các ổ đĩa ngoài,...Với các thiết bị ngoài đó, máy tính
đều có khối ghép nối tương ứng, ví dụ, khối ghép nối giữa màn hình và bus máy
tính là card màn hình (VGA); khối ghép nối giữa loa và bus máy tính là card
sound,... Thông thường, các máy tính thế hệ hiện nay thì các khối ghép nối cho các
thiết bị ngoại vi thông dụng này được tích hợp cả trên một bảng mạch chính gọi là
Main hay Main Board.
Máy tính không phải là một hệ thống khép kín mà máy tính còn sử dụng rộng
rãi trong nhiều lĩnh vực, đặc biệt, sử dụng máy tính trong đo lường và điều khiển
cho ta tốc độ nhanh và kết quả rất chính xác. Mỗi một ứng dụng sẽ cần thiết kế một
khối ghép nối khác nhau.Tất cả các khả năng đó đều được các nhà sản xuất máy
tính lưu tâm tới và họ đã dự trữ rất nhiều các cổng và các khe cắm mở rộng để có
thể ghép với bus của máy tính. Đây chính là con đường cho những ai muốn nghiên
cứu mở rộng thêm phạm vi ứng dụng của máy tính.
Nội dung môn học này đi vào nghiên cứu các cổng (cổng song song, cổng
nối tiếp), các khe cắm mở rộng của máy tính để từ đó thiết kế các khối ghép nối
phục vụ mục đích đo lường và điều khiển trong công nghiệp.

Sv :

Nguyễn Ngọc Cương

15

Báo Cáo Thực Tập Tốt Nghiệp


Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội

Khoa Điện Tử

1.1.1 Các dạng tin trao đổi của máy tính
-

Dạng số (Digital)
Đây là một chuỗi các bit 0,1 được biểu diễn theo các hệ đếm như: Hệ nhị

phân, hệ thập lục phân... Các tín hiệu số này có thể ở dạng nối tiếp hoặc song song
và mức có thể là RS hoặc TTL.
-

Dạng chữ (Text)
Đây chính là dạng biểu diễn của các kí tự dưới dạng số, trên thế giới hiện

nay thông dụng nhất là cách biểu diễn theo mã ACCII. Theo cách này, các kí tự
được biểu diễn bằng một số các bit 0,1 trên hệ thập lục phân, ví dụ: mã của ký tự A
là 41h. Dạng tín hiệu này cũng có thể coi là tín hiệu số.
-

Dạng tương tự (Analog)
Đây là các dòng điện hay điện áp biến đổi liên tục theo thời gian. Điển hình

là đại lượng vật lý thu thập được từ các bộ cảm biến (sensor). Muốn xử lí được dạng
tin này, máy tính (khối ghép nối) phải chuyển sang dạng số bằng các bộ ADC.

-

Dạng âm tần
Đây là dạng tổ hợp của nhiều tín hiệu tương tự với các tần số và biên độ khác

nhau.Cũng có thể coi đây là một dạng của tín hiệu tương tự.

1.1.2 Các loại thông tin trao đổi của máy tính
Trong quá trình gửi tin từ thiết bị ngoài vào máy tính có hai loại thông tin
sau:
-

Tin về trạng thái của thiết bị ngoài

-

Tin mang dữ liệu cần trao đổi
Trong quá trình ngược lại:

-

Tin về địa chỉ: Đây chính là địa chỉ của các thanh ghi đệm nằm trong khối
ghép nối, ví dụ: 3F8h là địa chỉ thanh ghi đệm đọc/viết ở cổng nối tiếp
(RS232).

-

Tin về dữ liệu trao đổi.

-

Tin mang lệnh điều khiển.

Sv :

Nguyễn Ngọc Cương

16

Báo Cáo Thực Tập Tốt Nghiệp


Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội

Khoa Điện Tử

1.1.3 Các phương thức trao đổi tin của máy tính
Máy tính có thể trao đổi với thiết bị ngoài theo hai phương thức:
-

Trao đổi theo chương trình.

-

Trao đổi trực tiếp với khối nhớ (Direct Memory Access - DMA).

a. Chế độ trao đổi tin theo chương trình
Đây là chế độ trao đổi tin trong đó máy tính trao đổi với thiết bị ngoài bằng
các lệnh vào ra, các lệnh dịch chuyển dữ liệu giữa các thanh ghi, cụ thể như sau:
-

Trong ngôn ngữ Assembly các lệnh sau được dành cho trao đổi: IN, OUT,
MOV.

-

Trong ngôn ngữ Pascal:
+ Đọc một byte dữ liệu: x: =port [địa chỉ];
+ Đưa ra 1 byte dữ liệu: port [địa chỉ] :=y;
(y là byte dữ liệu đưa ra, x chứa byte dữ liệu được đọc vào).

-

Trong ngôn ngữ C:
+ Đọc 1 byte dữ liệu: x=inport[địa chỉ];
+ Đưa 1 byte dữ liệu: outport (địa chỉ, y);
(x là byte dữ liệu được đọc vào, y là byte dữ liệu xuất ra).

-

Trong ngôn ngữ VB: Nếu sử dụng thư viện liên kết động Inpout32.dll
+ Đọc 1 byte dữ liệu : x=Inp(địa chỉ)
+ Đưa 1 byte dữ liệu: Out (địa chỉ) = y
(x là byte dữ liệu được đọc vào, y là byte dữ liệu xuất ra).
Trong chế độ trao đổi theo chương trình có 3 phương pháp:

- Phương pháp trao đổi đồng bộ
Ở phương pháp này, máy tính sẽ tiến hành trao đổi tin ngay với thiết bị ngoài
khi khởi động xong mà không cần biết trạng thái của dường dây cũng như thiết bị
ngoài.

Để có thể thực hiện được phương pháp này thì yêu cầu:
+ Tốc độ trao đổi tin của thiết bị ngoài lớn hơn hoặc bằng tốc độ trao đổi tin
của máy tính.
+ Thiết bị ngoài phải ở trạng thái sẵn sàng ngay khi máy tính khởi động xong.

Sv :

Nguyễn Ngọc Cương

17

Báo Cáo Thực Tập Tốt Nghiệp


Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội

Khoa Điện Tử

+ Phương pháp này có ưu điểm là tốc độ trao đổi tin nhanh nhưng nhược
điểm là dễ bị mất tin khi thiết bị ngoài chưa ở trạng thái sẵn sàng.
-

Phương pháp không đồng bộ
Trong phương pháp này, trước khi trao đổi tin, máy tính tiến hành đọc, kiểm

tra trạng thái của thiết bị ngoài, nếu thiết bị ngoài đã sẵn sàng thì sẽ tiến hành trao
đổi tin còn ngược lại sẽ chờ.
Ngoài ra trong quá trình trao đổi, nếu tin bị lỗi cũng yêu cầu phía phát phải
truyền lại.
Phương pháp này có độ tin cậy cao nhưng tốc độ chậm hơn phương pháp

đồng bộ.
- Phương pháp trao đổi theo ngắt chương trình

Chương trình con phục vụ ngắt

Hình 1.1 Sơ đồ quá trình ngắt

Phương pháp này lợi dụng được ưu điểm, khắc phục được nhược điểm của
hai phương pháp trên. Trình tự tiến hành như sau:
-

Khi thiết bị ngoài có yêu cầu trao đổi sẽ gửi tín hiệu yêu cầu (ngắt) đến máy
tính.

-

Máy tính dừng chương trình đang phục vụ (nếu thiết bị ngoài đang yêu cầu có
mức ưu tiên cao hơn) và nhớ lại điểm dừng đồng thời gửi tín hiệu xác nhận,
yêu cầu thiết bị ngoài trao đổi tin.

Sv :

Nguyễn Ngọc Cương

18

Báo Cáo Thực Tập Tốt Nghiệp


Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội

-

Khoa Điện Tử

Máy tính và thiết bị ngoài trao đổi tin theo chương trình (gọi là chương trình
con phục vụ ngắt).

-

Kết thúc trao đổi, máy tính trở lại chương trình chính từ điểm dừng.
Phương pháp trao đổi theo ngắt chương trình khắc phục được nhược điểm

của hai phương pháp đồng bộ và không đồng bộ, nó cho phép tận dụng được tối đa
thời gian làm việc của máy tính.
b. Trao đổi DMA.
Đây là phương thức trao đổi trực tiếp với khối nhớ của máy tính mà không
thông qua CPU.Khi đó, CPU sẽ ở trạng thái treo, nhường quyền điều khiển BUS
cho khối ghép nối.Thiết bị ngoài và khối nhớ của máy tính sẽ tiến hành trao đổi
(đọc/ghi dữ liệu), sau khi qúa trình kết thúc sẽ nhường lại quyền điều khiển BUS
cho CPU.
Trong quá trình DMA việc chuyển dữ liệu không được điều khiển bởi CPU mà bởi
một thiết bị phần cứng là bộ điều khiển DMAC (DMA Controller).
Sơ đồ của quá trình như sau:

Hình 1.2.Vào ra dùng DMA.
DMAC được xác lập chế độ làm việc, nhận thông tin về địa chỉ đầu khối nhớ chứa
dữ liệu và kích thước khối dữ liệu cần truyền. CPU đang hoạt động bình thường
nếu giữa thiết bị vào/ra và bộ nhớ có yêu cầu DMA thì:
+ Thiết bị vào/ra phát tín hiệu DRQ cho DMAC.
+ DMAC phát tín hiệu HRQ =1 đến chân HOLD của CPU, yêu cầu CPU đi

vào chế độ DMA (yêu cầu treo CPU).
+ CPU thực hiện nốt chu kỳ máy.
+ CPU phát tín hiệu HLDA trả lời cho DMAC và tự tách ra khỏi hệ thống
Sv :

Nguyễn Ngọc Cương

19

Báo Cáo Thực Tập Tốt Nghiệp


Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội

Khoa Điện Tử

bus. Quyền điều khiển hệ thống bus thuộc về DMAC.
+ DMAC làm chủ bus hệ thống, tạo tín hiệu DACK trả lời thiết bị yêu cầu,
phát địa chỉ ô nhớ lên bus địa chỉ, phát các tín hiệu điều khiển ghi/đọc
thiết bị vào/ra và các tín hiệu điều khiển ghi/đọc bộ nhớ và thực hiện điều
khiển toàn bộ quá trình chuyển dữ liệu giữa thiết bị vào/ra và bộ nhớ.
+ Kết thúc quá trình DMA, DMAC gửi tín hiệu HRQ = 0 đến chân HOLD trả
lại quyền điều khiển bus cho CPU.
+ CPU tiếp tục trở lại kiểu hoạt động bìnhthường.

1.2 Vai trò, nhiệm vụ và cấu trúc của khối ghép nối
1.2.1 Vai trò
Trong quá trình trao đổi giữa máy tính và thiết bị ngoài, khối ghép nối giữ vai
trò trung chuyển tin. Trung chuyển ở đây có nghĩa tích cực vì trong quá trình nhận
tin từ thiết bị ngoài vào máy tính, khối ghép nối nhận tin từ thiết bị ngoài, xử lý và

gửi cho máy tính theo khuôn dạng tin, tốc độ thích hợp thích hợp. Ngược lại, trong
quá trình gửi tin từ máy ra thiết bị ngoài, khối ghép nối nhận tin từ máy tính, xử lý
và giữ cho thiết bị ngoài theo dạng phù hợp với thiết bị ngoài tương ứng.

1.2.2 Nhiệm vụ
Để đáp ứng được các vai trò trên, đòi hỏi khối ghép nối phải thực hiện các
nhiêm vụ sau:
a. Phối hợp về mức và công suất của tín hiệu
Mức tín hiệu của các đường dây máy tính là mức TTL (nằm trong khoảng
0V-5V), công suất thường rất nhỏ trong khi mức tín hiệu của thiết bị ngoài rất đa
dạng và công suất thường lớn hơn do vậy yêu cần khối ghép nối phải có khả năng
phối hợp mức và công suất của tín hiệu. Để thực hiện chức năng này, khối ghép nối
thường chứa các bộ chuyển đổi mức, các bộ khuếch đại, phối hợp công suất.
b. Phối hơp về dạng tin
Tín hiệu ở đường dây máy tính là tín hiệu số ở dạng song song trong khi tín
hiệu của thiết bị ngoài có thể là tín hiệu số, tương tự có thể ở dạng nối tiếp, song
song...có thể ở dạng mã khác.Vì vậy, khối ghép nối phải có nhiệm vụ biến đổi

Sv :

Nguyễn Ngọc Cương

20

Báo Cáo Thực Tập Tốt Nghiệp


Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội

Khoa Điện Tử

tương thích khuôn dạng tín hiệu giữa thiết bị ngoài và máy tính.Các bộ biến đổi
số/tương tự, tương tự/số; các bộ chuyến đổi nối tiếp/song song song song/nối tiếp
trong khối ghép nối sẽ thực hiện nhiệm vụ này.

Sv :

Nguyễn Ngọc Cương

21

Báo Cáo Thực Tập Tốt Nghiệp


Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội

Khoa Điện Tử

c. Phối hơp về tốc độ trao đổi tin
Tốc độ trao đổi tin của máy tính lớn hơn nhiều lần so với tốc độ trao đổi tin
của thiết bị ngoài vì vậy khối ghép nối thường phải nhận tin theo xung nhịp thiết bị
ngoài và phát tin theo xung nhịp của máy tính. Để thực hiện được nhiệm vụ này,
khối ghép nối thường có các bộ nhớ đệm.
d. Phối hợp về phương thức trao đổi tin
Một khối ghép nối đôi khi là cả một hệ thống nhỏ, ở đó cũng có cả phần
mềm thậm chí cả hệ điều hành. Một khối ghép nối như vậy đương nhiên có thể phối
hợp với máy tính trong phương pháp trao đổi tin theo chương trình cũng như độc
lập hoạt động trong phương pháp trao đổi DMA.
Ngoài những nhiệm vụ trên, khối ghép nối còn có khả năng phối hợp về trở
kháng, cảm kháng, dung kháng... giữa các mạch điện tử của máy tính và thiết bị

ngoài.

1.3 Cấu trúc chung của khối ghép nối
Hình 1.1 mô tả cấu trúc chung của một khối ghép nối.

1.3.1 Khối phối hợp đường dây
Khối này có nhiệm vụ:
−

Phối hợp về mức, công suất, khuôn dạng tín hiệu của đường dây máy tính với
đường dây thiết bị ngoài. Khối này thường chứa các bộ chuyển mức, chuyển
mạch, khuếch đại công suất, ADC, DAC...

−

Cô lập đường dây máy tính khi không có trao đổi tin (trạng thái điện trở cao)

−

Điều khiển đưa tin ra, vào máy tính.

1.3.2 Khối giải mã địa chỉ - lệnh
+ Mục đích của giải mã địa chỉ là để xác định được ô nhớ hay thiết bị ngoại vi
mà CPU cần làm việc.
+ Khối giải mã địa chỉ có nhiều đầu vào chân địa chỉ có thể kết hợp một số tín
hiệu điều khiển và có một hoặc nhiều đầu ra giải mã địa chỉ.

Sv :

Nguyễn Ngọc Cương

22

Báo Cáo Thực Tập Tốt Nghiệp


Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội

Khoa Điện Tử

+ Tín hiệu đầu ra của bộ giải mã địa chỉ có thể là mức thấp (LOW) hoặc mức cao (HIGH)

Giải mã
địa chỉ

(Các)
tín
hiệu ra của
bộ giải mã
địa chỉ

W

LỜI CẢM ƠN...................................................................................................................1
Trước tiên chúng em xin gửi lời cảm ơn tới các thầy ,cô giáo Trường Đại Học Công Nghiệp Hà
Nội, cùng bộ môn Điện Tử Máy Tính đã nhiệt tình giảng dạy và truyền đạt những kiến thức, kinh
nghiệm quí giá trong suốt bốn năm chúng em học đại học.......................................................1
Em xin gửi lời cám ơn sâu sắc đến Thầy Nguyễn Văn Tùng, Ths Dương Thị Hằng, đã tận tình
hướng dẫn cung cấp tài liệu trong suốt quá trình thực hiện đề tài này......................................1
Xin gửi lời cảm ơn đến tập thể lớp Điện Tử 2-k7, những người đồng hành trong khóa học và có

nhiều ý kiến đóng góp..............................................................................................................1
Một lần nữa xin gửi lời cảm ơn chân thành và sâu sắc!.............................................................1
Hà Nội, Ngày 06 tháng 01 năm 2016..........................................................................................1
Sinh viên thực hiện............................................................................................................1
Nguyễn Ngọc Cương

.................................................................................1

MỞ ĐẦU........................................................................................................................3
Có thể nói, máy tính được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh ,máy tính hiện nay đều có các
thiết bị ngoài thông dụng như: màn hình, bàn phím ,chuột, máy in.... Tuy nhiên máy tính không
chỉ dừng lại với thiết bị ngoại vi nói trên mà còn có những yêu cầu cao hơn như kết nối với các
máy móc trong công nghiệp. Chính vì vậy nhà sản xuất đã trang bị một số cách thức để có thể
ghép nối với bus của máy tính như: USB, RS232, COM, BS2, ETHERNET, các khe PCI.... Việc
nghiên cứu để mở rộng giao tiếp của máy tính với các thiết thị ngoại vi đã trở thành môn học
chính thức của rất nhiều ngành học trên các giảng đường đại học.............................................3
Sau một thời gian học tập và nghiên cứu môn học” Đo lường và điều khiển máy tính” dưới sự
hướng dẫn của thầy giáo. Em đã thử nghiệm và hoàn thành đề tài của thầy giáo giao...............3
Mục đích của đề tài hướng đến:...............................................................................................3
- Bước đầu làm quen và thử nghiệm các cách giao tiếp đơn giản giữa.......................................3
máy tính và vi điều khiển thông qua cổng nối tiếp RS232...........................................................3
- Hướng đến các phương thức giao tiếp cao hơn được ứng dụng trong.....................................3
thực tế như : USB, RS232..........................................................................................................3

Sv :

Nguyễn Ngọc Cương

23

Báo Cáo Thực Tập Tốt Nghiệp


Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội

Khoa Điện Tử

Tuy đã có nhiều cố gắng trong việc thực hiện đề tài tuy nhiên do kiến thức hiểu biết còn hạn
hẹp nên khó tránh khỏi những sai sót. Rất mong nhận được những nhận xét qúi báu từ thầy cô
để em hoàn thiện đề tài một cách tốt nhất...............................................................................3
Em xin chân thành cảm ơn!......................................................................................................3
Giáo viên hướng dẫn................................................................................................................3
Dương Thị Hằng....................................................................................................................... 3

Danh mục thuật ngữ tiếng anh.......................................................................................4
MỤC LỤC........................................................................................................................5
DANH MỤC BẢNG, HÌNH...............................................................................................10
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ MÁY TÍNH, THIẾT BỊ NGOÀI CỦA MÁY TÍNH, CÁC PHƯƠNG
PHÁP TRAO ĐỔI, BIẾN ĐỔI DỮ LIỆU..............................................................................15
1.1 Máy tính và khối ghép nối.................................................................................................15
1.1.1 Các dạng tin trao đổi của máy tính..................................................................................16
1.1.2 Các loại thông tin trao đổi của máy tính..........................................................................16
1.1.3 Các phương thức trao đổi tin của máy tính.....................................................................17
Hình 1.1 Sơ đồ quá trình ngắt.................................................................................................18
Hình 1.2.Vào ra dùng DMA......................................................................................................19
1.2 Vai trò, nhiệm vụ và cấu trúc của khối ghép nối.................................................................20
1.2.1 Vai trò............................................................................................................................ 20
1.2.2 Nhiệm vụ....................................................................................................................... 20
1.3 Cấu trúc chung của khối ghép nối......................................................................................22
1.3.1 Khối phối hợp đường dây...............................................................................................22

1.3.2 Khối giải mã địa chỉ - lệnh..............................................................................................22
►.......................................................................................................................................................................28

Hình 1.3 Bộdải mã địa chỉ.......................................................................................................28
1.3.3 Khối xử lý ngắt...............................................................................................................28
Hình 1.4 cấu trúc chung của một khối ghép nối........................................................................29

CHƯƠNG 2.CƠ SỞ CỦA GHÉP NỐI MÁY TÍNH...............................................................30
2.1 Ghép nối máy tính qua các giao diện.................................................................................30
2.1.1 Ghép nối qua cổng song song.........................................................................................30
Hình 2.1Giao diện cổng song song trên máy tính PC.................................................................31
Bảng 2.1 Sắp xếp các chân tín hiệu trên ổ cắm.........................................................................31
Hình 2.2 Kết nối các chân trên cổng song song và thanh ghi trạng thái.....................................32

Sv :

Nguyễn Ngọc Cương

24

Báo Cáo Thực Tập Tốt Nghiệp


Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội

Khoa Điện Tử

Hình 2.3 Kết nối các chân trên cổng song song và thanh ghi trạng thái......................................33
Thanh ghi điều khiển (có địa chỉ có sở + 2)...............................................................................33
Hình 2.4 Kết nối các chân trên cổng song song và thanh ghi điều khiển....................................33

Bảng 2.2 Các địa chỉ của cổng song song trên máy tính PC........................................................34
2.1.2 Ghép nối qua cổng nối tiếp.............................................................................................34
Hình 2.5 Giao tiếp RS232 qua cổng USB to com kết nối với VĐK...............................................34
Bảng 2.3 Chức năng các chân tín hiệu giao diện nối tiếp...........................................................35
Bảng 2.4 Các thanh ghi cổng truyền tin nối tiếp......................................................................36
Bảng 2.5 Các nguồn ngắt nối tiếp và giá trị các bit thanh ghi.....................................................40
2.1.3. Ghép nối qua cổng USB.................................................................................................41
Hình 2.7Kiến trúc HUB USB.....................................................................................................43
Hình 2.8 Hai kiểu đầu nối USB chính........................................................................................43
Hình 2.9 Đầu nối USB kiểu mini...............................................................................................43
Hình 2.10. Các kết nối điện của đầu ra host hoặc Hub..............................................................45
Hình 2.11 Sơ đồ mã hoá NRZI..................................................................................................45
Hình 2.12 PIC ghép với máy tính qua USB................................................................................46
3. GIỚI THIỆU VỀ CÁC PHẦN TỬ TRONG MODULE GHÉP NỐI MÁY TÍNH....................................47
3.1. Cấu hình PIC 18F4550.......................................................................................................47
Hình 3.1: Hình thực tế của PIC18F4550....................................................................................47
Bảng 3.1 Đặc điểm PIC 18F4550..............................................................................................49
3.2.Sơ đồkhối bên trong PIC 18F4550......................................................................................50
Hình 3.2 Sơ đồ khối PIC 18f4550.............................................................................................50
3.3.Sơ đồchân và chức năng các chân PIC18F4550...................................................................52
Hình 3.3 Sơ đồ chân PIC 18f4550 40 chân................................................................................52
Bảng 3. 2: Bảng chức năng chân của PIC18F4550.....................................................................52
Bảng 3. 3: Bảng chức năng chân của PORTA.............................................................................53
Bảng 3. 4: Bảng chức năng chân của PORTB.............................................................................54
Bảng 3. 5: Bảng chức năng chân của PORTC.............................................................................55
Bảng 3. 6: Bảng chức năng chân của PORTD.............................................................................55
Bảng 3. 7: Bảng chức năng chân của PORTE.............................................................................57
3.4. Text LCD.......................................................................................................................... 57
3.4.1. Cấu trúc Text LCD..........................................................................................................57

Sv :

Nguyễn Ngọc Cương

25

Báo Cáo Thực Tập Tốt Nghiệp