Báo cáo tốt nghiệp tìm hiểu về lò điện trở

Báo cáo thực tập tốt nghiệp

2.Tìm hiểu về lò điện trở

Lời nói đầu
Nghiên cứu và ứng dụng tự động hoá (ngành tự động hoá) đã,
đang và ngày càng khẳng định vai trò hết sức quan trọng trong cuộc
sống con người. Nhờ những thành tựu của ngành tự động hoá, con
người không phải tham gia trực tiếp hoặc ít phải tham gia vào những
công việc khó khăn, vất vả, độc hại; tốn nhiều công sức, nhiều nhân
lực như làm việc trong các nhà máy điện hạt nhân, hầm lò, khai
thác… mà sản phẩm tạo ra lại có số lượng và chất lượng vượt trội
nhiều lần.
Ngành tự động hoá ngày nay đã đạt được những thành tựu lớn.
Một nhà máy lớn được điều hành chỉ với một vài người, thậm chí
không cần người điều hành, một bóng đèn tự bật sáng khi có người
bược vào, một cánh cửa tự mở khi nhận biết người quen.... Tiến tới
chúng ta có thể có những người máy có tư duy có thể làm những việc
theo ý muốn con người.
Những năm về trước, các thiết bị điều khiển (điển hình là rơle cơ,
các thiết bị cảm biến, các cơ cấu chấp hành, các bộ chuyển đổi,… )
đều là các thiết bị tương tự, thực hiện các bài toán điều khiển đơn
giản, độ chính xác không cao, độ tin cậy thấp, không có hoặc có rất ít
khẳ năng lập trình. Nhờ tiến bộ trong công nghệ sản xuất linh kiện
điện tử, công nghệ vi xử lý, mô hình thiết bị công nghiệp, dần dần các
thiết bị số ra đời và thay thế các thiết bị tương tự do những ưu việt của
chúng. Các thiết bị này có độ chính xác, độ tin cậy cao, có khẳ năng
lập trình được, phù hợp với môi trường công nghiệp (chịu được ảnh
hưởng của nhiễu: nhiệt độ, độ ẩm, nhiễu điện từ,… làm việc với
cường độ cao, độ chính xác và độ tin cậy cao), đáp ứng được các bài
toán điều khiển phức tạp với những yêu cầu cao, thực hiện trên những

qui mô lớn. Điển hình cho thiết bị số này là PLC (Programmable
Logical Controller).
Mặc dù máy tính cá nhân (PC) đã có vai trò rất quan trọng trong
cuộc sống, có năng lực bằng nhiều lần các thiết bị khả trình, nhưng sự
xuất hiện của chúng với vai trò là thiết bị điều khiển trong công
nghiệp rất mờ nhạt và gần như không được đề cập đến trong các bài
toán điều khiển. Các PC không đáp ứng được các yêu cầu làm việc
trong môi trường công nghiệp. Các nhà thiết kế lúc này chỉ còn biết
nuối tiếc với tính năng mở, môi trường phát triển rộng, khả năng lập
trình tự do, hiệu năng tính toán cao, tính năng ứng dụng lớn của PC.
Nguyễn Văn Hiến & Nguyễn Mậu Phương – Điều khiển tự động 1 – K44

5


Báo cáo thực tập tốt nghiệp

2.Tìm hiểu về lò điện trở

Không những vậy, xây dựng bài toán điều khiển trên PC kinh tế hơn
xây dựng trên các thiết bị khả trình.
Một vài năm gần đây, các tiến bộ mới trong kỹ thuật linh kiện
điện tử, trong kỹ thuật máy tính, công nghệ phần mềm, công nghệ
truyền dẫn dữ liệu (công nghệ bus trường) khiến máy tính có thể thực
hiện nhiệm vụ điều khiển dể dàng trong môi trường an toàn mà không
phải đặt trực tiếp tại môi trường làm việc như trước đây. Nhờ vậy máy
tính đã có thể đáp ứng các yêu cầu làm việc trong công nghiệp. Máy
tính cá nhân đang là xu thế được chọn lựa trong điều khiển công
nghiệp.
Vì những lý do trên, máy tính đã có những loại được thiết kế riêng

cho mục đích công nghiệp. PC/104 là loại máy tính điển hình cho mục
đích trên.
Mọi sinh viên trong Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội, trong
quá trình 5 năm học tập của mình, đều phải trải qua ba lần thực tập.
Trong đó quan trọng hơn cả là đợt thực tập tốt nghiệp. Sinh viên
ngành Điều khiển tự động chúng em không nằm ngoài qui luật đó.
Đây là một cơ hội để chúng em kiểm chứng, áp dụng những kiến thức
đã học vào thực tế. Hơn nữa, nó còn là thời gian chúng em được tiếp
xúc với những thiết bị kĩ thuật hiện đại đang được các nhà máy, xí
nghiệp, các trung tâm nghiên cứu ứng dụng rộng rãi.
Nhóm chúng em gồm hai thành viên là Nguyễn Văn Hiến và
Nguyễn Mậu Phương, lớp ĐKTĐ1-K44. Đề tài tốt nghiệp mà chúng
em đang làm là đề tài “ Nghiên cứu ứng dụng điều khiển thời gian
thực trên nền PC/104” do giảng viên - Tiến sĩ Hoàng Minh Sơn - Bộ
môn Điều khiển tự động – Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội hướng
dẫn. Chúng em được thầy Sơn giới thiệu thực tập tại Phòng thí nghiệm
Trọng điểm Tự Động Hoá – Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội. Đây
là một nơi nghiên cứu, ứng dụng các kĩ thuật Tự động hóa vào sản
xuất. Là một phòng thí nghiệm trọng điểm, Phòng thí nghiệm được
nhà nước đầu tư các trang thiết bị hiện đại, có đội ngũ cán bộ khoa
học có năng lực và trình độ chuyên môn cao. Nhiệm vụ chủ yếu của
Phòng thí nghiệm là thực hiện các đề tài khoa học cấp Nhà nước;
nghiên cứu, chuyển giao công nghệ cho các công ti trong và ngoài
nước. Tại đây, chúng em đã được Thạc sĩ Phạm Quang Đăng – cán bộ
của Phòng thí nghiệm – cũng như các thầy. các anh chị trong Phòng

Nguyễn Văn Hiến & Nguyễn Mậu Phương – Điều khiển tự động 1 – K44

6

Báo cáo thực tập tốt nghiệp

2.Tìm hiểu về lò điện trở

thí nghiệm hướng dẫn tận tình. Trong thời gian thực tập, chúng em đã
làm được một số việc sau:
1. Tìm hiểu, lắp ráp thành công máy tính PC/104.
2. Khảo sát một đối tượng điều khiển là lò điện trở.
3. Tiến hành thiết kế mạch phần cứng của Card điều khiển lò điện
trở.
Ngoài ra, chúng em còn được làm quen với các thiết bị, linh kiện
thường được sử dụng nhiều trong nghiên cứu cũng như thực tế sản
xuất. Qua đó chúng em đã tích luỹ được những kinh nghiệm quí báu
cho mình.
Nội dung của bản báo cáo thực tập chúng em chia làm bốn phần.
Những vấn đề được đề cập đến trong mỗi phần đều tương ứng với
những công việc đã làm được trong đợt thực tập này.
Chúng em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến thầy giáo TS. Hoàng
Minh Sơn đã tạo cơ hội cho chúng em được thực tập tại một trong
những Phòng thí nghiệm hàng đầu của Việt Nam, nơi chúng em có
điều kiện tiếp xúc với những thiết bị điều khiển hiện đại nhất hiện nay.
Chúng em cảm thấy mình may mắn hơn các bạn khác trong lớp rất
nhiều. Đồng thời, chúng em cũng xin cảm ơn sự chỉ bảo, động viên
của thầy dành cho trong suốt thời gian qua.
Chúng em cũng xin gửi lời cảm ơn chân thành đến các cán bộ,
nhân viên của Phòng thí nghiệm Trọng điểm Tự Động Hoá, đặc biệt là
Thạc sĩ Phạm Quang Đăng. Mặc dù luôn bận rộn với công việc song
anh vẫn sắp xếp thời gian hướng dẫn chúng em tận tình. Chúng em
biết rằng do sự nôn nóng, sự vụng về và bồng bột của tuổi trẻ mà

chúng em đã làm nhiều điều không đúng. Chúng em mong rằng các
anh là thế hệ những người đi trước sẽ không để tâm mà thẳng thắn chỉ
ra những điều sai trái, cũng như chỉ bảo những điều đúng đắn cho
chúng em.
Dù đã rất cố gắng trong quá trình thực tập song do hạn chế của
bản thân, chúng em không thể không tránh khỏi những thiếu sót nhất
định. Nhưng với sự cố gắng học hỏi, tự hoàn thiện mình, đặc biệt cùng
với sự chỉ bảo, hướng dẫn của các thầy, các anh trong Phòng thí
nghiệm, chúng em tin rằng những thiếu sót đó sẽ sớm được khắc phục.

Nguyễn Văn Hiến & Nguyễn Mậu Phương – Điều khiển tự động 1 – K44

7


Báo cáo thực tập tốt nghiệp

2.Tìm hiểu về lò điện trở

1 Giới thiệu về PC/104
PC/104 là một họ máy tính được thiết kế theo chuẩn máy tính
công nghiệp. Đặc điểm chung của loại máy tính này là có cấu trúc
dạng all-in-one (tất cả linh kiện được thiết kế trên một bo mạch) và
cấu trúc dạng modul. Các modul ghép nối với PC/104 thông qua khe
cắm modul mở rộng (khe cắm này được thiết kế theo chuẩn ISA).
1.1 Sơ lược về cầu trúc PC/104

Máy tính PC/104 trên Phòng thí nghiệm là loại máy tính do hãng
Nagasaki của Đài Loan sản xuất. Có nhiều thế hệ máy tính loại này
ứng với tốc độ xử lý cũng như cấu trúc khác nhau. Ta tìm hiểu cầu

trúc một thế hệ cụ thể của nó là PC/104-587VL.
PC/104 có cấu trúc như các máy tính cá nhân thông thường khác.
Điểm khác biệt là nó được xây dựng với cấu trúc để phù hợp với cấu
trúc của một thiết bị điều khiển có khả năng làm việc tin cậy hơn, có
cấu trúc modul giúp mở rộng các modul điều khiển. PC/104 có trọng
lượng nhẹ (0,11kg) và kích thước nhỏ (96×90 mm), hoạt đông ở độ
ẩm cho phép là 0% ÷ 95%, nhiệt độ hoạt động 0 ÷ 60 0 C (nhiệt độ dự
trữ: -40 ÷ 850C), nguồn cung cấp: 5V ± 5% (thuộc loại nguồn thấp).
Cấu hình cơ bản:
• CPU (Central Processing Unit):
o NS Geode GX1, 300MHz, thuộc họ xử lý pentium.
o Chipset NS CS5530A.
o 16KB cho bộ nhớ lưu trữ dữ liệu trên chip.
• RAM: Một SDRAM-PC100, 144 chân, dung lượng tử 32MB
đến 128MB.
• Flash Disk: Dạng Modul, tuỳ chọn dung lượng từ 2, 8, 16, 32,…
đến 512MB.
• HDD/FDD: ổ cứng loại Notebook (44 chân cắm), chân cắm
theo chuẩn IDE (Integrated Drive Electronics).
• BIOS: ACPI Bios với 256 KB flash EPROM.
• Chức năng hiển thị VGA (Video Graphics Array): Bộ nhớ hiển
thị chia sẻ từ 1÷4MB cho phép ghép nối với màn hình CRT có
độ phân giải đến 1024x768 hoặc TFT LCD. Hiển thị LCD
Nguyễn Văn Hiến & Nguyễn Mậu Phương – Điều khiển tự động 1 – K44

8


Báo cáo thực tập tốt nghiệp

2.Tìm hiểu về lò điện trở

(Liquid Crystal Display) và CRT (Cathode Ray Tube) có thể
làm việc ở cùng một thời điểm hoặc độc lập với nhau. PC104587VL chỉ làm việc với loại TFT LCD (DSTN LCD không
làm việc với PC104-587VL).
• Các cổng vào ra khác:
o 1 cổng song song: hỗ trợ chế độ SPP/EPP/ECP
o 2 cổng nối tiếp: COM1 theo chuẩn RS-232, COM2
theo chuẩn RS232/422/485
o 2 cổng USB.
o Cổng PS/2 nối bàn phím, chuột.
• Bộ định thời ngăn chặn lỗi treo hệ thống Watch-Dog Timer với
chu kỳ thiết đặt 0 ÷ 30s.
1.2 Cài đặt phần cứng

Sơ đồ sắp xếp các rãnh trên PC/104 được chỉ rõ ở hình dưới.
Trong đó:
• CN1: điều khiển tín hiệu và nguồn công suất của bộ biến đổi
LCD.
• CN2: bộ nối 18 bit cho giao diện LCD.
• CN3: bộ nối màn hình CRT.
• CN4: bộ nối ổ cứng chuẩn IDE.
• CN5: bộ nối ổ mềm.
• CN6 & CN8: cổng COM1 & COM2.
• CN7: cổng song song.
• CN9: kết nối chuột & bàn phím.
• J1: bộ nối mạng LAN.
• J2: đầu cắm loa ngoài.
• J3: đầu nối cổng USB.
• J4: phích cắm nguồn.

• J5: nút khởi động lại.

Nguyễn Văn Hiến & Nguyễn Mậu Phương – Điều khiển tự động 1 – K44

9


Báo cáo thực tập tốt nghiệp

2.Tìm hiểu về lò điện trở

Hình 1.1: Sắp xếp các chân và rãnh cắm của PC/104
• J6 & JP1: đầu nối nguồn phụ và Jum thiết lập sử dụng nguồn
phụ.
• BUS1: bộ nối PC/104.
• LED1: đèn công suất/định thời.
• DIMM1: rãnh cắm RAM.
1.3 Thiết lập hệ thống vào ra cơ sở (BIOS)

1.3.1 Các thiết lập cơ sở
Bios của PC/104 được thiết đặt cấu hình như các máy PC khác. Ở
đây ta chỉ xét những vấn đề chung nhất cho việc thiết lập một máy
tính thông thường và các vấn đề riêng trong lĩnh vực điều khiển.
Quick Boot
Trường này thiết đặt việc khởi tạo nhanh hệ thống khi nó được cho
phép. Ta chú ý đến một số vấn đề sau:
1.BIOS sẽ không đợi đến 40s nếu tín hiệu READY (sãn sàng)
không được nhận từ trình điều khiển IDE, và BIOS sẽ không
thiết đặt cấu hình cho trình điều khiển IDE.
Nguyễn Văn Hiến & Nguyễn Mậu Phương – Điều khiển tự động 1 – K44

10


Báo cáo thực tập tốt nghiệp

2.Tìm hiểu về lò điện trở

2.BIOS sẽ không đợi 0.5s sau khi gửi một tín hiệu RESET đến
trình điều khiển IDE.
Thiết lập mặc định: Enabled.
Thuộc tính tuỳ chọn : Disabled, Enabled.
1st – 3st Boot Divece
Trường này xác định nơi mà hệ thống tìm kiếm lựa chọn thiết bị
khởi động cho hệ điều hành. Thiết lập mặc định là kiểm tra đĩa cứng
(hard disk), tiếp đến kiểm tra ổ mềm (Floppy drive), và cuối cùng là ổ
CDROM.
Thiết lập tuỳ chọn: Disabled, IDE0-1, IDE0-2, IDE0-3, Floppy,
ARMD-FDD, ARM-HDD, CDROM, CSCI và Network.
Hỗ trợ chuột PS/2
Chức năng chuột PS/2 là tuỳ chọn. Trước khi đặt cấu hình cho
chuột ta phải đảm bào rằng FB2502 hỗ trợ đặc tính này. Thiết đặt
Enabled cho phép hề thống dò tìm một chuột cổng PS/2 lúc khởi tạo.
Nếu tìm thấy, IRQ12 (ngắt) sẽ được sử dụng chuột cổng PS/2. IRQ12
sẽ được dành cho card mở rộng nếu chuột PS/2 không được tìm thấy.
Thiết đặt Disabled sẽ dành IRQ12 cho card mở rộng do đó chuột sẽ
không hoạt động được.
Thuộc tính tuỳ chọn: Disabled, Enabled.
Thuộc tính mặc định: Enabled.
Typematic rate

Chức năng này chỉ định tốc độ lặp lại gõ phím khi một phím được
nhấn và được giữ.
Thuộc tính tuỳ chọn: Fast, Slow.
Thuộc tính mặc định: Fast.
System keyboard
Trường này chỉ định một thông điệp lỗi xuất hiện hay không khi
bàn phím không được gắn kết với máy tính.
Thuộc tính tuỳ chọn: Absent (không có mặt), Present (có mặt).
Thuộc tính mặc định: Absent.
Primary Display
Nguyễn Văn Hiến & Nguyễn Mậu Phương – Điều khiển tự động 1 – K44

11


Báo cáo thực tập tốt nghiệp

2.Tìm hiểu về lò điện trở

Trường này chỉ định kiểu màn hình được cài đặt trong hệ thống.
Thuộc tính tuỳ chọn:
CGA80×25, và Mono.

Absent,

VGA/EGA,

CGA40×25,

Thuộc tính mặc định: Absent.

Boot To OS2>64 MB
Nếu sử dụng hệ điều hành OS2 và RAM hệ thống có dung lượng
trên 64 MB, khi đó hãy chọn Yes, trái lại chọn No.
Thuộc tính tuỳ chọn: Yes, No.
Thuộc tính mặc định : No.
Wait for ‘F1’ if Error
AMIBIOS gửi thông báo lỗi được cho phép bởi:
Press <F1> to continue (nhấn F1 để tiếp tục).
Nếu trường này thiết đặt là Disabled, AMIBIOS không đợi để ta
nhấn phím <F1> sau khi xuất hiện một thông điệp lỗi.
Thuộc tính tuỳ chọn: Disabled, Enabled.
Thuộc tính mặc định: Disbled.
C000, 32k Shadow – E800, 32k shadow
Trường này điều khiển vị trí của dung lượng 32KB ROM bắt đầu
tại vị trí vùng nhớ được chỉ định bởi bởi người dùng. Nếu không có
ROM tương ứng với chỉ định, nó sẽ sử dụng vùng ROM đã được thiết
đặt trước bởi hệ thống, vùng này đã được tạo sẵn cho bus cục bộ.Các
thiết đặt nay gồm:
1.Disabled: Thiết đặt này sẽ có tác dụng làm cho ROM video
không được sao chép vào RAM. Nội dung của ROM video
không được đọc hoặc viết từ bộ nhớ cache
2.Enabled: Nội dung của vùng có địa chỉ từ C000h – C7FFFh
được viết vào cùng địa chỉ bộ nhớ hệ thống (RAM) để thực thi
trên đó nhanh hơn.
3.Cache: Nội dung của vùng ROM đã được thiết đặt trước được
viết vào cùng địa chỉ của bộ nhớ hệ thống (RAM) để thực hiện
thao tác trên nó nhanh hơn, nếu ROM tương ứng (được chỉ định
bởi người dùng) sử dụng ROM (được chỉ định bởi hệ thống).
Nguyễn Văn Hiến & Nguyễn Mậu Phương – Điều khiển tự động 1 – K44

12


Báo cáo thực tập tốt nghiệp

2.Tìm hiểu về lò điện trở

Do đó nội dung RAM có thể được đọc hoặc viết từ bộ nhớ
cache.
Thuộc tính tuỳ chọn: Disabled, Enabled, Cache.
Thuộc tính mặc định: Disabled.
Video Memory Size
Trường này chỉ định những dung lượng nhớ cho hiển thị VGA, ta
có thể lựa chọn bộ nhớ Video trên VGA.
Thuộc tính tuỳ chọn: 1.5 MB, 2.5 MB và 4 MB.
Thuộc tính mặc định: 1.5 MB.
LCD CRT Section
Trường này chỉ định hiển thị VGA sẽ được sử dụng khi hệ thống
khởi động. Ta có thể lựa chọn hoặc LCD hoặc CRT khởi tạo trên
VGA.
Thuộc tính tuỳ chọn: Both, LCD, CRT.
Thuộc tính mặc định: CRT.
LCD Type
Khi sử dụng hiển thị LCD, trường này chỉ định độ phân giải cho
các kiểu hiển thị TFT LCD.
Thuộc tính tuỳ chọn: 640×480, 800×600, 1024 × 768.
Thuộc tính mặc định: 640 × 480.
I/O Recovery Time
Thời gian khôi phục trạng thái vào ra là một quãng thời gian được
đo bằng các xung clock CPU, là thời gian mà hệ thống sẽ trễ sau khi

đạt được một yêu cầu vào/ra để thực hiện yêu cầu vào ra tiếp theo.
Trường này chỉ định thời gian để đầu vào/ra khôi phục lại cho việc
truy nhập vào ra.
Thuộc tính tuỳ chọn: No Delay, 2, 4 ,8, 16, 32, 64 and 128 xung.
Thuộc tính mặc định: 32 xung.
CAS Latency
Trường này chỉ định khoảng thời gian trễ giữa tín hiệu CAS
(Control Access System - hệ thống truy nhập có điều khiển) và RAS
(Random Access Storage -bộ nhớ lưu giữ được truy nhập ngẫu nhiên)
Nguyễn Văn Hiến & Nguyễn Mậu Phương – Điều khiển tự động 1 – K44

13


Báo cáo thực tập tốt nghiệp

2.Tìm hiểu về lò điện trở

của hệ thống SDRAM đồng bộ, truy nhập SDRAM là theo chu kỳ khi
mà nó được cài đặt.
Thuộc tính tuỳ chọn: 1, 2, 3, 4, 5, 6 và 7.
Thuộc tính mặc định: 3.
IRC Bit 24 – 27 TIM1
Trường này thiết đặt cho SDRAM, thiết đặt chu kỳ thời gian giữa
lệnh làm tươi (refresh) và lệnh ACT/PRE.
Thuộc tính tuỳ chọn: 2, 3, 4, 5, 6, 7 và 8.
Thuộc tính mặc định: 3.
IRAS Bits 20 – 23 TIM1
Trường này thiết đặt cho SDRAM, lựa chọn chu kỳ thời gian giữa
lệnh làm tươi (refresh) và lệnh ACT.

Thuộc tính tuỳ chọn: 1, 2, 3, 4, 5, 6 và 7.
Thuộc tính mặc định: 7.
SDRAM Clock Ratio
Trường này chỉ định tỷ lệ xung cho SDRAM.
Thuộc tính tuỳ chọn: 2.0, 2.5, 3.0, 3.5, và 4.
Thuộc tính mặc định: 3.0.
SDRAM Clock Shift
Trường này chỉ định xung nhịp của SDRAM thích ứng với cài đặt
SDRAM và thời gian duy trì yêu cầu cho việc tương thíc đó.
Thuộc tính tuỳ chọn: No Shift, 0.5, 1.0, 1.5, 2.0, 2.5, 3.0, và 3.5.
Thuộc tính mặc định: 1,5.
1.3.2 PCI/PLUG AND PLAY
Plug and Plug Aware O/S
Thiết đặt yes để cho BIOS biết rằng hệ điều hành có thể quản lý
điều hành Plug và Play các thiết bị.
Thuộc tính tuỳ chọn: Yes, No.
Thuộc tính mặc định: No.
PCI Latency Timer
Nguyễn Văn Hiến & Nguyễn Mậu Phương – Điều khiển tự động 1 – K44

14


Báo cáo thực tập tốt nghiệp

2.Tìm hiểu về lò điện trở

Trường này chỉ định sự chọn lựa thích hợp độ trễ (của xung PCI)
cho thiết bị PCI được nghép vào bus mở rộng PCI.
Thuộc tính tuỳ chọn: 32, 64, 96, 128, 160, 192, 224 và 248.

Thuộc tính mặc định: 64.
PCI VGA Palette Snoop
Khi Enabled (cho phép) được chọn lựa, thiết bị VGA đa nhiệm
làm việc trên những bus khác nhau có thể quản lý dữ liệu từ CPU về
mỗi thiết đặt cho những thanh ghi bảng màu của các thiết bị video. Bit
5 của thanh ghi lệnh trong không gian cấu hình thiết bị PCI là bit
Snoop Palette VGA.
Thuộc tính tuỳ chọn:
Disabled: Dữ liệu đọc và ghi bởi CPU chỉ được trực tiếp cho
thanh ghi bảng màu thiết bị VGA PCI.
Enabled: Dữ liệu đọc và ghi bởi CPU là trực tiếp cho cả thanh
ghi bảng màu của thiết bị VGA PCI và thanh ghi bảnh màu thiết bị
VGA ISA, cho phép các thanh ghi của cả hai thiết bị trên đồng nhất
nhau.
Thuộc tính mặc định: Disabled.
DMA Channel 0-7
Khi tài nguyên I/O được điều khiển bằng thao tác tay, ta có thể gán
DMA của hệ thống bằng những phân loại sau (dựa trên phân loại thiết
bị dùng ngắt):
• Các thiết bị theo chuẩn bus ISA/ESA tương thích đặc điểm kỹ
thuật bus AT PC nguyên thuỷ, có yêu cầu ngắt xác định (chẳng
hạn như IRQ5 cho COM1).
• PnP (Plug and Play) phù hợp với chuẩn Plug and Play, hoặc
được thiết kế cho kiến trúc bus PCI hoặc ISA.
Thuộc tính tuỳ chọn: PnP, ISA/EISA.
Thuộc tính mặc định: PnP.
IRQ 3-15
Khi tài nguyên I/O được điều khiển bằng thao tác tay, ta có thể gán
mỗi ngắt hệ thống theo những phân loại sau, dựa trên phân loại thiết bị
dùng ngắt:

Nguyễn Văn Hiến & Nguyễn Mậu Phương – Điều khiển tự động 1 – K44

15


Báo cáo thực tập tốt nghiệp

2.Tìm hiểu về lò điện trở

• Các thiết bị theo chuẩn bus ISA/ESA tương thích đặc điểm kỹ
thuật bus AT PC nguyên thuỷ, có yêu cầu ngắt xác định (chẳng
hạn như IRQ5 cho COM1).
• PnP (Plug and Play) phù hợp với chuẩn Plug and Play, hoặc
được thiết kế cho kiến trúc bus PCI hoặc ISA.
Thuộc tính tuỳ chọn: PnP, ISA/EISA.
Thuộc tính mặc định: PnP.
Resrved Memory Size
Ta có thể dự trữ (thiết lập tay) kích thước bộ nhớ cho các card giao
diện nào đó nếu cần thiết.
Thuộc tính tuỳ chọn: Disbled, 16k, 32k, 64k
Thuộc tính mặc định: Disabled
Reserved Memory Address
Khi Reserved Memory Size (kích thước bộ nhớ dự trữ) được cho
phép, chỉ định không gian địa chỉ trong phạm vi C0000 và DC000.
Thuộc tính tuỳ chọn: C0000, C4000, C8000, CC000, D0000,
D4000, D8000, DC000.
Thuộc tính mặc định: C8000.
1.3.3 Cài đặt ngoại vi
OnBoard FDC
Trường này cho phép trình điều khiển ổ mềm điều khiển trên

FB2502.
Thuộc tính tuỳ chọn: Disabled, Enabled.
Thuộc tính mặc định: Enabled.
OnBoard Serial Port 1
Trường này lựa chọn địa chỉ các cổng I/O cho mỗi cổng nối tiếp.
Thuộc tính tuỳ chọn: Auto, Disabled,
2F8H/COM2, và 3E8H/COM3, 2E8H/COM4.

3F8H/COM1,

Thuộc tính mặc định: 3F8H/COM1.
OnBoard Serial Port 2
Trường này lựa chọn địa chỉ cổng vào ra cho mỗi cổng nối tiếp.
Nguyễn Văn Hiến & Nguyễn Mậu Phương – Điều khiển tự động 1 – K44

16


Báo cáo thực tập tốt nghiệp

2.Tìm hiểu về lò điện trở

Thuộc tính mặc định: 2F8H/COM2.
OnBoard Parallel Port
Trường này lựa chọn địa chỉ cổng vào ra cho cổng song song.
Thuộc tính tuỳ chọn: Auto, Disabled, 378, 278, và 3BCH.
Thuộc tính mặc định: 378H.
Parallel Port Mode
Trường này chỉ định chế độ cho cổng song song. ECP (Expanded
Capabilities Parallel - cổng song song tương thích mở rộng) và EPP

(Ehanced Parallel Port - cổng song song cải tiến) cả hai đều có lược
đồ truyền dữ liệu trực tiếp với Bit, có đặc điểm kỹ thuật gắn bó với
chuẩn IEEE (Institute of Electrical and Electronic Engineers) P 1284.
Thuộc tính tuỳ chọn: N/A Normal, Bi-Dir, EPP và ECP.
Thuộc tính mặc định: Normal.
EPP Version
Trường này chỉ định phiên bản đặc điểm kỹ thuật cho chế độ cổng
song song được sử dụng trong hệ thống mà chưa được cấu hình. Nếu
Normal hoặc ECP được chọn, lúc đó trường này hiển thị N/A, nghĩa
là không sẵn dùng.
Thuộc tính tuỳ chọn: N/A, 1.7, 1.9.
Thuộc tính mặc định: N/A.
Parallel Port IRQ
Trường này chỉ định các ngắt IRQ (Interrupt Request) cho cổng
song song.
Thuộc tính tuỳ chọn: Auto, N/A, 5, 7.
Thuộc tính mặc định: IRQ7 cho cổng song song; IRQ5 cho cổng
song song 2.
Parallel Port DMA Channel
Thuộc tính kênh DMA (Direct Memory Access) với cổng song
song chỉ có nếu thiết đặt tuỳ chọn cho phươn thức cổng song song là
ECP.
Thuộc tính tuỳ chọn: N/A, 1, 3.
Thuộc tính mặc định: N/A.
Nguyễn Văn Hiến & Nguyễn Mậu Phương – Điều khiển tự động 1 – K44

17


Báo cáo thực tập tốt nghiệp

2.Tìm hiểu về lò điện trở

Onboard IDE
Trường này chỉ định kênh IDE cái mà có thể được áp dụng khi
dùng kết nối đĩa cứng IDE (CN3).
Thuộc tính tuỳ chọn: Disabled, Enabled.
Thuộc tính mặc định: Enabled.
1.3.4

Chức năng Watchdog Timer

PC/104-VL587 được trang bị một bộ định thời bắt lỗi (watchdog)
với chu kỳ time-out lập trình được. Ta có thể dùng chính chương trình
của mình để cho bộ đình thời bắt lỗi (watchdog timer). Một khi ta đã
cho phép watchdog timer, chương trình sẽ khởi tạo I/O mỗi lần trước
khi bộ định thời times out (vượt quá thời gian cho phép). Nếu chương
trình của ta bị lỗi để khởi tạo hoặc vô hiệu hoá bộ đinh này trước khi
nó bị time-out, nó sẽ tạo ra một tín hiệu reset hệ thống. Chu kỳ timeout có thể lập trình từ 1 đến 255 giây hoặc nhiều phút.
Trong đĩa CD-ROM kèm theo bao gồm file giới thiệu về Watch
Dog. Trong file này có 3 trương trình thực thi được viết với những
mẫu khác nhau. Trong thư mục WATCHDOG hãy tham khảo
READ.TXT file. Có thể viết chương trình bằng ngôn ngữ Assembly
hoặc C++.
Hệ số ứng vơi hằng số time-out của watchdog timer vào khoản 1s.
Chu kỳ time-out của watchdog timer nằm trong khoảng hệ số định
thời từ 1 đến FF.
Nếu ta muốn reset hệ thống của ta khi watchdog times out, bảng
sau liệt kê quan hệ giữa các hệ số định thời với các chu kỳ times out:
Bảng 1.1 – Quan hệ giữa các thừa số định thời với các chu kì timer

out
Hệ số định
thời

Chu kỳ time-out
(giây)

Chu kỳ time-out
(phút)

1

1

1

2

2

2

3

3

3

4

4

4

Nguyễn Văn Hiến & Nguyễn Mậu Phương – Điều khiển tự động 1 – K44

18


Báo cáo thực tập tốt nghiệp

2.Tìm hiểu về lò điện trở

“

“

“

FF

FF

FF

Watchdog Timer Enabled
Để cho phép watchdog timer hoạt động. ta phải output ra thừa số
định thời cho watchdog. Sau khi cho phép watchdog timer làm việc,
chương trình của ta phải viết cùng một hệ số (như khi viết hệ số cho
phép watchdog timer làm việc) vào thanh ghi watchdog ít nhất một

lần ở mỗi chu kỳ time-out. Ta có thể thay đổi chu kỳ định thời bằng
cách viết một hệ số định thời khác vào thanh ghi watchdog tại bất kỳ
thời điểm nào, và ta phải khởi tạo watchdog trước chu kỳ time-out
mới trong lần khởi tạo tíêp theo. Để biết chi tiết có thể theo dõi các ví
dụ trang 48 TL [1].
Để vô hiệu hoá watchdog time hoạt động, đơn giản là viết giá trị
00H vào thanh ghi watchdog
Diễn giải cụ thể
PC/104-587VL bao gồm một ngăn chứa đồng hồ thời gian thực,
nó duy trì thời gian và ngày tháng trong việc bổ xung cất giữ thông tin
cấu hình về hệ thống máy tính. Nó bao gồm 14 Byte cho đồng hồ và
thanh ghi điều khiển cùng 114 Byte RAM dành cho mục đích chung.
Nội dung của mỗi byte trong RAM CMOS được liệt kê dưới đây:
Bảng 1.2 - Nội dung các byte trong RAM CMOS
Địa chỉ

Miêu tả

00

Giây

01

Cảnh báo giây

02

Phút

03

Cảnh báo phút

04

Giờ

05

Cảnh báo giờ

Nguyễn Văn Hiến & Nguyễn Mậu Phương – Điều khiển tự động 1 – K44

19


Báo cáo thực tập tốt nghiệp

2.Tìm hiểu về lò điện trở

06

Ngày trong tuần

07

Ngày trong tháng

08

Tháng

09

Năm

0A

Thanh ghi trạng thái A

0B

Thanh ghi trạng thái B

0C

Thanh ghi trạng thái C

0D

Thanh ghi trạng thái D

0E

Byte trạng thái chuẩn đoán

0F

Byte trạng thái shutdow

10
11

Byte loại trình điều khiển cho đĩa mềm, hai lựa
chọn là trình điều khiển A và trình điều khiển B
Byte loại đĩa được định vị, ổ đĩa C

Địa chỉ

Miêu tả

12

Byte loại đĩa được định vị, ổ đĩa D

13

Dự trữ

14

Byte thiết bị

15

Byte thấp của bộ nhớ cơ sở

16

Byte cao của bộ nhớ cơ sở

17

Byte thấp của bộ nhớ mở rộng

18

Byte cao của bộ nhớ mở rộng

192D
2E-

Dự trữ
2 Byte kiểm tra tổng cho CMOS

Nguyễn Văn Hiến & Nguyễn Mậu Phương – Điều khiển tự động 1 – K44

20


Báo cáo thực tập tốt nghiệp

2.Tìm hiểu về lò điện trở

2F
30

Byte thấp của bộ nhớ mở rộng hiện thời

31

Byte cao của bộ nhớ mở rộng hiện thời

32

Byte về thế kỷ (ngày)

33
34-7F

Các cờ thông tin (thiết đặt trong quá trình nguồn
bật)
Dành cho BIOS hệ thống
Bảng 1.3 - Lược đồ RAM CMOS

Thanh ghi
00h-10h
11h-13h

Miêu tả
Chuẩn AT (Advance Technology - kỹ thuật cải
tiến) tương thích RCT và các định nghĩa dữ liệu
thanh ghi trạng thái
Biến đổi
Thiết lập về thiết bị:
Bit 7-6 Số lượng trình điều khiển ổ mềm:
0 1 Drive
1 2 Drive

14h

Bit 5-4 Kiểu màn hình:
0

Không CGA (Color Graphics Adapter
-bộ thích ứng đồ hoạ màu) hoặc MDA
(Monochrome Display Adapter -bộ thích
ứng hiển thị đơn sắc)

1 2 drive: 80×25 và 40×25 CGA
Thanh ghi

Miêu tả

Nguyễn Văn Hiến & Nguyễn Mậu Phương – Điều khiển tự động 1 – K44

21


Báo cáo thực tập tốt nghiệp

2.Tìm hiểu về lò điện trở

Bit 3 Cho phép hiển thị:
0
1

Không cho phép

Cho phép

Bit 2 Cho phép bàn phím:
0
14h

Không cho phép
1

Cho phép

Bit 1 Bộ đồng xử lý toán được cài đặt:
0 Absent (không cài đặt)
1 Present (cài đặt)
Bit 0 Điều khiển ổ mềm được cài đặt:
0

Disabled (không được cài đặt)
1

Enabled (được cài đặt)

15h

Bộ nhớ cơ sở (trong 1 KB tăng thêm), Byte thấp

16h

Bộ nhớ cơ sở (trong 1 KB tăng thêm), Byte cao

17h

Vùng nhớ tương thích với máy tính IBM (trong
1 KB tăng thêm), Byte thấp

18h

Vùng nhớ tương thích với máy tính IBM (trong
1 KB tăng thêm), Byte cao (lớn nhất 15 MB)

19h-2Dh

Biến đổi

2Eh

Tổng kiểm tra chuẩn RAM CMOS, Byte cao

2Fh

Tổng kiểm tra chuẩn RAM CMOS, Byte thấp

30h

Vùng nhớ mở rộng tương thích với máy tính
IBM, Byte thấp (POST –Power On Sefl Test-Tự
kiểm tra nguồn) trong KB tăng thêm

31h

Vùng nhớ mở rộng tương thích máy tính IBM,
Byte cao (POST) trong KB tăng thêm

32h

Byte thế kỷ (lưu trữ về thế kỷ (một trăm năm))

Nguyễn Văn Hiến & Nguyễn Mậu Phương – Điều khiển tự động 1 – K44

22


Báo cáo thực tập tốt nghiệp

2.Tìm hiểu về lò điện trở

33h

Được dự trữ, không dùng

34h

Được dự trữ, không dùng

35h

Byte thấp của bộ nhớ mở rộng (POST) trong 64
KB

36h

Byte cao của bộ nhớ mở rộng (POST) trong 64
KB

37h-3Dh

Biến đổi

3Eh

Tổng kiểm tra CMOS mơ rộng, Byte thấp (bao
gồm 34h-3Dh)

Thanh ghi

Miêu tả

3Fh

Tổng kiểm tra CMOS mơ rộng, Byte cao (bao
gồm 34h-3Dh)

Mỗi thiết bị ngoại vi trong hệ thống được gán một tập các địa chỉ
cổng I/O, nó trở thành mã căn cước của thiết bị. Tổng cộng có 1K
không gian địa chỉ sẵn dùng. Bảng sau liệt kê các địa chỉ cổng vào ra
(I/O) được sử dụng trong card CPU công nghiệp này.
Bảng 1.4 - Địa chỉ các cổng vào ra
Địa chỉ

Miêu tả thiết bị

000h01Fh

Điểu khiển DMA #1

020h03Fh

Điều khiển ngắt #1

040h05Fh

Timer (định thời)

060h06Fh

Điểu khiển bàn phím

070h07Fh

Đồng hồ thời gian thực, NMI (Nonmaskable
Interrupt)

Nguyễn Văn Hiến & Nguyễn Mậu Phương – Điều khiển tự động 1 – K44

23


Báo cáo thực tập tốt nghiệp

080h09Fh

Thanh ghi trang DMA

0A0h0BFh

Điều khiển ngắt #2

0C0h0DFh

Điểu khiển DMA #2

2.Tìm hiểu về lò điện trở

0F0h

Xoá tín hiệu bận đồng xử lý toán học

0F1h

Khởi động lại việc đồng xử lý toán học

1F0h1F7h

Giao diện IDE

2E8h2EFh

Cổng nối tiếp #4 (COM 4)

2F8h2FFh

Cổng nối tiếp #2 (COM 2)

2B0h2DFh

Điều khiển bộ thích ứng đồ hoạ

378h3FFh

Cổng song song #1 (LPT1)

360-36Fh

Cổng mạng

3B0h3FFh

Bộ điều hợp màn hình đơn sắc và bộ điều
hợp máy in

3C03CFh

Bộ thích ứng EGA (Enhanced Graphics
Adapter)

3D03DFh

Bộ thích ứng CGA (Color Graphics
Adapter)

3F8h3Efh
3F0h-

Cổng nối tiếp #3 (COM 3)
Điều khiển ổ mềm

Nguyễn Văn Hiến & Nguyễn Mậu Phương – Điều khiển tự động 1 – K44

24


Báo cáo thực tập tốt nghiệp

2.Tìm hiểu về lò điện trở

3F7h
Địa chỉ
3F8h3FFh

Miêu tả thiết bị
Cổng nối tiếp #1 (COM 1)

Interrupt Request Lines (IRQ)
Có tổng cộng 15 mức ngắt sẵn dùng trong Card CPU công nghiệp
này. Thiết bị ngoại vi dùng các mức yêu cầu ngắt để thông báo cho
CPU dịch vụ mà nó đòi hỏi . Bảng sau thể hiện các IRQ được sử dụng
bởi các thiết bị trên Card CPU công nghiệp.
Bảng 1.5 – Các chức năng ngắt
Mức

Chức năng

IRQ0

Thời gian hệ thống output

IRQ1

Bàn phím

IRQ2

Ngắt theo đợt

IRQ3

Cổng nối tiếp #2

IRQ4

Cổng nối tiếp #1

IRQ5

Dự trữ

IRQ6

Điều khiển ổ mềm

IRQ7

Cổng song song #1

IRQ8

Đồng hồ thời gian thực

IRQ9

Dự trữ

IRQ10

Ethernet (bus cục bộ)

IRQ11

Dự trữ

IRQ12

Chuột PS2

Nguyễn Văn Hiến & Nguyễn Mậu Phương – Điều khiển tự động 1 – K44

25


Báo cáo thực tập tốt nghiệp

IRQ13

FPU

IRQ14

IDE chính

IRQ15

Dự trữ

2.Tìm hiểu về lò điện trở

DMA Channel Map
Hai thiết bị điều khiển DMA 8327A tương đưong nhau được cung
cấp trên bo mạch của CPU PC/104. Mỗi bộ điều khiển là một thiết bị
DMA bốn kênh, nó sẽ tạo ra các địa chỉ vùng nhớ và tín hiệu điều
khiển cần thiết cho việc truyền thông tin một cách trực tiếp giữa một
thiết bị ngoại vi và bộ nhớ. Điều này cho phép truyền thông với tốc độ
cao mà ít phải có sự can thiệp của CPU (Central Processing Unit).
Hai bộ điều khiển DMA được xếp tầng bên trong để cung cấp bốn
kênh DMA cho việc truyền thông các thiết ngoại vi 8-bits (DMA1) và
3 kênh khác cho việc truyền thông các thiết bị ngoại vi 16-bit
(DMA2). Kênh 0 DMA2 cung cấp liên kết nối tiếp giữa hai thiết bị
DMA 8327A, do đó duy trì sự tương thích với chuẩn PC/AT IBM.
Bảng 1.5 - Thông tin hệ thống của các kênh DMA
DMA Controller1
Channel 0: Space (trống)

DMA Controller2
Channel 4: Dành cho kết nối
với bộ điều khiển 1

Channel 1: Dự trữ cho
máy tính IBM (Synchronous
Data Link Control - điều khiển
liên kết dữ liệu đồng bộ)

Channel 5: Trống

Channel 2: Bộ điều hợp
đĩa mềm

Channel 6 :Trống

Channel 3: Space

Channel 7: Trống

Các cổng nối tiếp (Serial Ports)

Nguyễn Văn Hiến & Nguyễn Mậu Phương – Điều khiển tự động 1 – K44

26


Báo cáo thực tập tốt nghiệp

2.Tìm hiểu về lò điện trở

Các ACE (Asynchronous Communication Elements ACE1 tới
ACE4 – các phần tử truyền thông không đồng bộ) được sử dụng để
chuyển đổi dữ liệu từ song song sang định dạng nối tiếp ở phía bộ
truyền và chuyển đổi ngược lại từ dạng nối tiếp sang định dạng song
song ở phía bộ nhận. Việc truyền nhận tuân theo trình tự bên truyền và
bên thu là một bit start, sau đó là 5 đến 8 bit dữ liệu, một parity bit (bit
kiểm tra tính chẵn lẻ - nếu được lập trình), một bit stop, một nửa (chỉ
với định dạng 5 bit dữ liệu) hoặc 2 bit stop. Các ACE có thể quản lý
số chia từ 1 đến 65535 (16 bit), và tạo ra một xung 16x cho việc điều
khiển logic truyền thông nội bộ.
Các ACE còn bao gồm cả sự cung cấp việc sử dụng xung 16x trên
để điều khiển logic nhận. Trong ACE, cũng bao gồm một khả năng
điều khiển MODEM hoàn toàn, và một trình xử lý hệ thống ngắt có
thể được biến đổi mềm (phần mềm) cho thời gian máy tính, được yêu
cầu để quản lý kết nối truyền thông.
Cụ thể về các thanh ghi có trong TL [1] nên trong bản báo cáo này
ta không cần phải liệt kê đầy đủ.
Bảng 1.6 - Bảng tóm tắt các thanh ghi truy nhập ACE
DLA
B

Địa
cổng

chỉ

Thanh ghi

0

Base + 0

Bộ đệm bên nhận (read)

0

Base + 1

X

Base + 2

Cho phép ngắt

X

Base + 3

Mã nhận dạng ngắt

DLAB

Địa chỉ cổng

X

Base + 4

Điều khiển dòng lệnh

X

Base + 5

Điều khiển Modem

X

Base + 6

Trạng thái đường truyền

X

Base + 7

Thanh ghi

Thanh ghi lưu giữ bộ truyền
(write)

Thanh ghi

Nguyễn Văn Hiến & Nguyễn Mậu Phương – Điều khiển tự động 1 – K44

27

Báo cáo thực tập tốt nghiệp

2.Tìm hiểu về lò điện trở

1

Base + 0

Bộ chốt thực hiện phép chia
(byte ít có nghĩa nhất)

1

Base + 1

Bộ chốt thực hiện phép chia
(byte có ý nghĩa cao nhất)

Ghi chú: DLAB-Divisor Latch Access Bit (mạch chốt bộ chia truy
nhập theo bit)
• Receiver Buffer Register (RBF) – Thanh ghi bộ đệm của
thiết bị nhận: Một Byte dữ liệu được nhận (chỉ đọc)
• Transmitter Holding Register (THR)-thanh ghi quản lý
truyền dữ liệu: Một Byte kết nối việc truyền thông (chỉ ghi)
• Interrupt Enabled Register (IER) - Thanh ghi cho phép ngắt
Bit 0: Cho phép ngắt sẵn có trong dữ liệu được nhận (ERBF)
Bit 1: Cho phép ngắt đường truyền rỗng (ETHEI)
Bit 2: Cho phép ngắt trạng thái đường nhận (ELSI)
Bit 3: Cho phép ngắt trạng thái MODEM
Bit 4: Phải là 0

Bit 5: Phải là 0
Bit 6: Phải là 0
Bit 7: Phải là 0
Cổng song song (Parallel Ports)
Bảng sau cho ta địa chỉ của các thanh ghi cổng song song
Bảng 1.7 - Địa chỉ các thanh ghi
Địa chỉ
cổng

Đọc/Ghi

Thanh ghi

Base + 0

Ghi

Đường dữ liệu ra

Base + 1

Đọc

Đường dữ liệu vào

Base + 2

Đọc

Bộ đệm trạng thái

Base + 3

Ghi

Bộ chốt điều khiển

Nguyễn Văn Hiến & Nguyễn Mậu Phương – Điều khiển tự động 1 – K44

28


Báo cáo thực tập tốt nghiệp

2.Tìm hiểu về lò điện trở

Giá trị cụ thể của các thanh ghi có thể tham khảo trong TL [1].

Nguyễn Văn Hiến & Nguyễn Mậu Phương – Điều khiển tự động 1 – K44

29