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
Trang 1Lời 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 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
Trang 2bị 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 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
Trang 31 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 (Liquid Crystal Display) và CRT (Cathode Ray Tube) có thể làm việc ở cùng một thời điểm hoặc độc lập với nhau PC104-587VL 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.
Trang 4• 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.
• J2: đầu cắm loa ngoài.
• J3: đầu nối cổng USB.
• J4: phích cắm nguồn.
• J5: nút khởi động lại.
Trang 5Bios 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
2 BIOS sẽ không đợi 0.5s sau khi gửi một tín hiệu RESET đến trình điều khiển IDE.
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
Trang 6Chức năng này chỉ định tốc độ lặp lại gõ phím khi một phím được nhấn và được giữ.
Thuộc tính tuỳ chọn: Fast, Slow.
Trường này chỉ định kiểu màn hình được cài đặt trong hệ thống
Thuộc tính tuỳ chọn: Absent, VGA/EGA, CGA40×25, CGA80×25, và Mono 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.
Trang 73 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) 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.
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) 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
Trang 8Trường 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
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:
Trang 9Disabled: 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:
• 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.
Trang 101.3.3 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, 3F8H/COM1, 2F8H/COM2, và 3E8H/COM3, 2E8H/COM4.
Thuộc tính mặc định: 3F8H/COM1.
OnBoard Serial Port 2
Trường này lựa chọn địa chỉ cổng vào ra cho mỗi cổng nối tiếp
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.
Trang 11Parallel 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.
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 time-out 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 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
Trang 12Để 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
Trang 1310 khiển A và trình điều khiển BByte loại trình điều khiển cho đĩa mềm, hai lựa chọn là trình điều
Bảng 1.3 - Lược đồ RAM CMOS
RCT và các định nghĩa dữ liệu thanh ghi trạng thái
Trang 140 Không CGA (Color Graphics Adapter -bộ thích ứng
đồ hoạ màu) hoặc MDA (Monochrome Display
Adapter -bộ thích ứng hiển thị đơn sắc)
0 Không cho phép
1 Cho phép Bit 1 Bộ đồng xử lý toán được cài đặt:
Bit 0 Điều khiển ổ mềm được cài đặt:
0 Disabled (không được cài đặt)
1 Enabled (được cài đặt)
Byte cao (lớn nhất 15 MB)
(POST –Power On Sefl Test-Tự kiểm tra nguồn) trong KB tăng thêm
Trang 15trong KB tăng thêm
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
Trang 162B0h-2DFh Điều khiển bộ thích ứng đồ hoạ
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.
IRQ10 Ethernet (bus cục bộ)
Trang 17IRQ12 Chuột PS2
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
Channel 0: Space (trống) 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
Các cổng nối tiếp (Serial Ports)
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,
Trang 18và 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
nghĩa nhất)
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
Trang 19Cổng 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
Giá trị cụ thể của các thanh ghi có thể tham khảo trong TL [1]
