Bài giảng Thiết bị ngoại vi và kỹ thuật ghép nối: Chương 0 - Bùi Quốc Anh

Môn học
Thiết bị ngoại vi & Kỹ thuật ghép nối
(Peripherals & Interfacing Technique)
By Bùi Quốc Anh,
Computer Engineering Dept.
(Tài liệu nội bộ - Confidence)
/>Email:
P&I

1


Tài liệu tham khảo
Sách:
-

Microprocessor Interfacing techniques, R. Zaks & A. Lease,
Sybex
Micro Processor and Interfacing, D. Hall, McGraw Hill;
IBM PC AT Technical Reference (Buses, IO Ports), IBM;
Introduction to the PC Architecture, IBM PC Institute, 1997
Interfacing to IBM PC – L. C. Eggebrecht, IBM Corp.
Parallel Port Complete, J.Axelson, LakeViewResearch.
Mastering Serial Communication, P.W. Gofton, Sybex.
PC Intern (System Programming), M. Tischer, Abacus.
Programming & Interfacing the 8051 MC, S. Yeralan, AddisonWesley
RTOS
...
P&I

2

Softwares:
- TechHelp Ver. 4.0 / 6.0
- MSDN, Online Help.
- Design tools: OrCAD, Protel, Cadence, Mentor
Graphics...
- Programming Languages (C, Pascal, MASM, C++, VB,
Delphi, VC++...)
- ....

P&I

3


Websites/pdf files:
- IBM, Microsoft, Intel, Motorola ...
- ATMEL: atmel.com/product/microcontrollers 89Cxx
(51/52/2051/8252, AVR - RISC, MSC51)...
- RENESAS: T-Engine embedded system
- National Semiconductor:
National.com/products/interface/ ADC-DAC:ADC
0804, 0809, DAC0800/1210, S&H LM198)...
- INTERSIL: intersil.com/products/ICL7109, 7135...
- Analog Devices Inc.: adi.com/products/adc, S&H...:
AD574, AD1674
- USB: usb.org (pdf files for version 1.x & 2.x)
- Cypress – EZ USB, Developing Kit...
- ...

P&I

4


Interfacing?

1. Hardware

Central Sys.

Adaptor

CPU,
Mem,
Bus,
Controllers,
...

Ports

Wide world
Computerized
Dev: KB, Printer,
Scanner, Mouse

Controllers
HDC, CRTC

Specific Devices:

HDD, CRT, ...

ADC, DAC

Industry Objects:
Scale, Furnace,
GenSet, Tanks,...

2. Software: Device Drivers: SLLs, DLLs,
P&I
5
DRVs, VxDs, DCUs,...


Hình 0.2. Sơ đồ ghép nối thiết bị ngoại vi hiện đại
P&I

6


H 0.3. Ví dụ về hệ nhúng Atmega 32, RISC
P&I

7


H 5.4. RTU –
Sub system
for Tele Data
acquision

and Control

P&I

8


Yêu cầu đ/v học viên
- Cn cú kin thc c bản các môn học:
- Lý thuyết mạch,
- Điện tử,
- Điện tử số,
- Kiến trúc máy tính,
- Vi xử lý,
- Hệ điều hành,
- data Base và
- các ngơn ngữ lập trình thời gian thực.
- Kết thúc môn học, sinh viên phải hoàn thành bài tập dài, tham
dự đủ các buổi lên lớp lý thuyết (theo qui chế), chữa bài tập,
kiểm tra định kỳ và các buổi thí nghiệm.
P&I

9


nội dung chơng trinh, 60 tiết lý th
Phần A. Kỹ thuË t ghÐp nèi (Interfacing technique)
Ch. 1. Kiến trúc MT: Cấu trúc hệ vi xử lý/MT và hoạt động,
Ch. 2. Giao thức ghép nối
Ch. 3. Các phương pháp trao đổi thông tin:

Polling, Interrupt và DMA,
Ch. 4. Buses: Bus, Standardized Buses: ISA, PCI, Local, SCSI,
USB, GPIB, I2C, IEEE 1394...
Ch. 5. Digital Interface: Cổng song song (PPI, LPT...), cổng nối
tiếp (USART, RS-232C, RS-485...),
Ch. 6. Analog Interface: điện tử analog, DACs và ADCs
Ch. 7. Hệ thống thông tin công nghiệp và các hệ nhúng (Vi điều
khiển): DAS, DCADA và DCS
Ch. 8. Chương trình điều khiển – Device Drivers:
P&I

10


Phần B. thiết bị ngoại vi
(peripherals)
Ch. 9. Key-boards: Key-board, Key-pad
Ch. 10. Displays: LEDs, LCDs & CRT
Ch. 11. Massive Storages: Controllers: FDD&FDC, HDD/ CD
& HDC, Tape, DiskChip,
Ch. 12. Printers: Dot-Matrix (pin & thermal), Jet, Laser...
Ch. 13. Sound Devices: Sound card, ...
Ch. 14. Auto ID: Scanner, Camera, Web cam, barcode reader,
RFID, Biometric...

P&I

11

Phần C. bi tập lớn, Gồm các chủ đề sau:

ã Tìm hiểu các thiết bị ngoại vi mới, các chuẩn ghép nối mới (buses,
ports...),
• Xây dựng mạch ghép nối với hệ vi xử lý hoặc máy tính nhúng
(Embedded System) hoặc PC,
• Xây dựng các chương trình điều khiển dưới mơi trường Thời gian
thực – RTOS (Linux – QNX, Windows-CE, VxWorks...),
• Auto ID (Voice recognition, smartcard, barcode, RFIDs,
Biometric...
• Đề tài có sản phẩm demo (khơng bắt buộc), làm tốt được cộng
điểm:
•Tìm hiểu – thiết kế, lập trình ứng dụng các hệ nhúng (RENESAS, ARM,
ATMEL, PIC, INTEL , MOTOROLA, ...)
•Ghép nối PC (comm port) Ù Atmel 8951 Ù 8 channel analog in and/or out,
mmo phỏng quâ trình thực, viết chương trình : DD, vẽ đồ thị, CSDL.
• Ghép nối PC (comm port) Ù Atmel 8951 keypad+display (LED 7 seg,
LCD...) và đếm xung , mơ phỏng q trình thực, viết chương trình : vi điều
khiển và PC: vẽ đồ thị, CSDL.
P&I
12
• Điều khiển thiết bị qua mạng điện thoại, trả lời thông tin tự động


• Truyền số liệu qua modem: PC Ù modem Ù[telephone network] Ù
modem Ù AT8951 Ù thu thập thông tin, điều khỉển thiết bị,
• Thiết kế giao thức và truyền tin/điều khiển thiết bị hồng ngoại,
• Điều khiển thiết bị qua mạng điện thoại hoặc trả thông tin qua mạng
điện thoại, dùng cơng nghệ DTMF/FSK/ PCM Codec...
• Ơtơ/ Robot dị đường: step/ dc motor theo hành trình, đường đi,

• Robot Hand, tham gia ROBOTCON – có giải được miễn thi.
• Mạch Multi-IO ghép nối ISA bus: Digital In/Out, Multi channel
Analog In, Analog Out, mơ phỏng q trình thực
• Ghép nối ICL 7135 với hệ Vi điều khiển/ISA bus.
• Ghép nối ICL 7109 (binary) với hệ Vi điều khiển/ISA bus.
• Ghép nối AD 574 (12 bit, 35 us) với hệ Vi điều khiển/ISA bus.
• Bảng thơng tin điên tử - quang báo
• I2C bus, Blue Tooth: ghép nối các thiết bị nhúng
• ...

P&I

13


• Phần D. Thí nghiệm:
• Cổng nối tiếp: truyền tin và điều khiển thiết
bị qua Comm port RS-232C,
• Cổng song song:điều khiển thiết qua LPT,
• DAC và phát hàm,
• ADC và hệ thu thập số liệu.
• USB

P&I

14