VÀO RA nối TIẾP (cấu TRÚC máy TÍNH SLIDE)

Trắc nghiệm, bài giảng pptx các môn chuyên ngành Y dược và các ngành khác hay nhất có tại “tài liệu ngành Y dược hay nhất”; https://123doc.net/users/home/user_home.php?use_id=7046916. Slide bài giảng môn cấu trúc máy tính ppt dành cho sinh viên chuyên ngành công nghệ - kỹ thuật và các ngành khác. Trong bộ sưu tập có trắc nghiệm kèm đáp án chi tiết các môn, giúp sinh viên tự ôn tập và học tập tốt môn cấu trúc máy tính bậc cao đẳng đại học chuyên ngành công nghệ - kỹ thuật và các ngành khác

Bài 11

VÀO RA NỐI TIẾP

Nội dung

1 Cơ sở truyền thông nối tiếp

2 Lập trình cổng COM dùng DOS và BIOS

3 Vi mạch UART trong máy tính PC

4 Giao diện nối tiếp USB

5 Giao diện nối tiếp IEEE1394

1 CƠ SỞ TRUYỀN THÔNG NỐI TIẾP

M¸y thu

M¸y ph¸t M¸y

thu

TruyÒn nèi tiÕp

TruyÒn song song

D 0

D 7

M¸y ph¸t

Truyền dữ liệu song song và nối tiếp

• Khái niệm:

Truyền dữ liệu theo từng bit một trên đường truyền

CƠ SỞ TRUYỀN NỐI TIẾP

• Cách thực hiện truyền nối tiếp:

Cỏc chế độ thu/phỏt

• Truyền đơn công (Simplex):

dữ liệu chỉ đi 1 chiều từ mỏy phỏt đến mỏy thu

Vớ dụ: truyền dữ liệu từ mỏy tớnh sang mỏy in

cú thể vừa phỏt vừa thu

– Truyền song công hoàn toàn (Full

Duplex)

– Truyền bán song công (Haft Duplex)

Các thiết bị truyền thông

• DTE (data terminal equipment) -Thiết bị

đầu cuối dữ liệu: máy tính hay thiết bị đầu

cuối để thu/phát dữ liệu

• DCE (data communication

equipment)-Thiết bị truyền dữ liệu: các thiết bị truyền

thông Ví dụ: MODEM.

– Data bit (5,6,7,8 bits)

– Parity bit (optional)

– Stop bits (1,2 bits)

Chuẩn cơ khí

RS-232 (Giắc đực)

ý nghĩa các tín hiệu

• TxD (Transmitted Data)-dữ liệu phát (từ DTE đến

DCE).

• RxD (Received Data)- dữ liệu thu (từ DCE đến DTE)

• DTR (data terminal ready) - thiết bị đầu cuối sẵn

sàng (DTEDCE)

• DSR (data set ready) – dữ liệu sẵn sàng (DCEDTE).

• RTS (request to send) - yêu cầu gửi dữ liệu (DTEDCE).

• CTS (clear to send) - tín hiệu thông (DCEDTE)

• DCD (data carrier detect) - dò sóng mang dữ liệu

(DCEDTE).

• RI (ring indicator) - chỉ thị chuông (DCEDTE)

Khung của kỹ tự “K” (4Bh) trên máy hiện sóng Osciloscope

Dạng sóng của tín hiệu truyền TxD

Tốc độ truyền dữ liệu

• Tốc độ truyền dữ liệu thông tin nối tiếp được

tính bằng bit/giây (bps)

• Baud (đơn vị đo tốc độ cho modem): số lần

thay đổi tín hiệu trong một giây

• Đối với đường truyền thì tốc độ baud và bps là

một

Cable nối DTE-DCE, DTE-DTE

(cable tối thiểu)

Nèi ghÐp

DTE-DCE

DTE

DCE TxD RxD GND

2 3 5

2 3 5

Nèi ghÐp

DTE-DTE

DTE

DTE TxD T xD

RxD RxD GND

2 3 5

2 3 5

Nèi ghÐp DTE-DCE vµ DTE-DTE

Cable nối DTE-DCE

(cable đầy đủ)

DTE

MODEM TxD 2

RxD 3 RTS 7 CTS 8 DSR 6 GND 5 DCD 1 DTR 4

2 TRUY XUẤT CỔNG COM CỦA IBM PC

• Máy tính có 4 cổng COM (BIOS đánh số là 0, 1, 2

Truy xuất cổng nối tiếp dùng DOS

• Lệnh ngọai trú MODE của DOS có thể

đặt các thông số cho cổng nối tiếp RS232

C:> MODE COM2:2400,E,8,1

chọn cổng COM2, tốc độ 2400 baud, parity chẵn, 8 bit dữ liệu và 1 bit stop

Ngắt INT14h của BIOS

• INT 14H, AH=0: Khởi tạo cổng COM

• INT 14H, AH=1: Ghi ký tự ra cổng COM

• INT 14H, AH=2: Đọc ký tự từ cổng COM

• INT 14H, AH=3: Đọc trạng thái cổng COM

Khởi tạo cổng COM

• Khởi tạo cổng COM: AH=00

Input: AL=Byte tham số định dạng khung truyền

DX=Số hiệu cổng (0 - COM1, 1 - COM2… )

AL=Trạng thái Modem (xem ở d ới)

Ví dụ: Khởi tạo cổng COM1: tốc độ 4800baud,

Parity chẵn, 1 stop bit, Data length 7 bits sử dụng ngắt INT 14h.

MOV AH,0 ;tựy chọn 0 của INT 14h

MOV DX,0 ;chọn COM1

MOV AL,11011010b

INT 14H

Byte tham số định dạng khung

10 = không có 11= chẵn

Byte trạng thái cổng COM

D7: lỗi quá thời gian (time-out); 1 = có lỗi; 0 = không lỗi; D6: thanh ghi dịch phát; 1 = rỗng ; 0 = không rỗng

D5: thanh ghi đệm phát; 1 = rỗng; 0 = không rỗng

D4: ngắt (BREAK) đường truyền; 1= có ; 0 = không

D3: lỗi khung truyền SDU; 1 = có ; 0 = không

D2: lỗi chẵn lẻ; 1 = có ; 0 = không

D1: lỗi tràn; 1 = có ; 0 = không

D0: số liệu thu; 1 = có ; 0 = không

Byte trạng thái Modem

D7: phát hiện sóng mang; 1= phát hiện, 0 = không D6: chỉ báo tín hiệu chuông; 1= có ; 0= không

D5: tín hiệu DTR; 1 = có , 0 = không

D4: tín hiệu CTS; 1 = có , 0 = không

D3: tín hiệu delta DCD, 1 = có , 0 = không

D2: tín hiệu delta RI; 1 = có, 0 = không

D1: tín hiệu delta DTR; 1 = có , 0 = không

D0: tín hiệu delta CTS; 1 = có , 0 = không

Output: Bit 7 cña AH =0/1 nÕu ghi tèt/kh«ng tèt

C¸c bit 0-6 cña AH= tr¹ng th¸i nÕu ghi tèt

AL=ký tù

Ví dụ lập trình cổng COM

• Lập trình khởi tạo cổng COM1: tốc độ truyền

9600 baud, 8 bit dữ liệu, 1 bit dừng, bit bậc chẵn Sau đó truyền chuỗi ký tự “Hello!” ra

cổng COM1

• Giải: Từ khởi tạo:

9600 baud

Bit bậc chẵn

8 bit

dữ liệu

1 bit dừng

and AH,0010_0000B

jz REP

– D0  D7 (IN/OUT): 8 bit dữ liệu

– RTS, CTS, DTR, DSR, DCD, RI: các tín hiệu bắt tay

DTE-DCE

– X in và X out : tín hiệu đồng bộ

– RCLK (IN): đồng hồ máy thu (tần số =16 x baudrate) – BAUDOUT (OUT): tần số ra (16 x baudrate)

Sơ đồ ghép nối UART 8250

A 0 A 1 A 2

NC Chia 10

2 4 20 3 5 6 8 22

EIA driver receiver

1,8432 Mhz

Vcc Reset

OUT 1

OUT 2

D0

A0 A1 A2 /BAUDOT

RCLK CS0 CS1 WR Xin Xout

SOUT RTS DTR SIN CTS DSR RLSD RI

10 thanh ghi bên trong UART 8250

(chọn bởi A2, A1, A0 và BLAB)

DLAB là bit D7 Thanh ghi điều khiển đường truyền, để chọn thanh ghi chốt

số chia (Divisor Latch)

Thanh ghi đệm dữ liệu phát/thu

1) Thanh ghi lưu dữ liệu phát (Write)

– Địa chỉ: A2 A1 A0 =000 và DLAB = 0

– Lưu byte dữ liệu để phát ra đường truyền.

2) Thanh ghi đệm máy thu (Read)

– (A2 A1 A0 = 000, và DLAB = 0)

– Lưu byte dữ liệu thu được từ đường truyền.

3) Thanh ghi cho phép ngắt (Write)

Dữ liệu đã nhận

Bộ đệm truyền rỗng Trạng thái đường nhận Trạng thái MODEM

0 0 0 0 IN Erro TBE RxRDY

D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0

Hình 9-11 Thanh ghi cho phép ngắt

Dùng để lập trình cho phép tạo tín hiệu INTR báo cho CPU khi RxRDY, TBE, Erro, IN của RSS232 thay đổi trạng thái.

4) Thanh ghi nhận biết ngắt (Read)

0 0 0 0 0

Møc u tiªn Ng¾t

Hình 9-12 Thanh ghi nhận biết ngắt

Dùng để CPU nhận biết nguồn sinh ngắt:

Erro/Break, RxRDY, TBE, IN modem

5) Thanh ghi điều khiển đường truyền (Write)

Dùng để thiết lập khung, tốc độ truyền

Ví dụ: thiết lập chế độ truyền

định dạng như sau: truyền mã ASCII (8 bits số liệu),

2 bits stop, kiểm tra chẵn (Parity Even)

MOV DX,03FBh ; đ/c Thanh ghi ĐK đường truyền

MOV AL,9Fh ; DLAB=1, BREAK=0, PE=011,STOP=1, DATA=11

OUT DX, AL

6) Thanh ghi điều khiển MODEM (Write)

Dùng để điều khiển các chân ra MODEM: /DTR, /RTS, OUT1, OUT2 và cho phép TEST 8250

7) Thanh ghi trạng thái MODEM (Read)

Dùng để thăm dò trạng thái MODEM (các chân vào

RS232: DCD, RI, DSR, CTS) và sự thay đổi trên chúng.

8) Thanh ghi trạng thái đường truyền ®

• Địa chỉ: A2 A1 A=000 và DLAB=1

•Thiết lập tốc độ truyền (Baud Rate)

do Toc

chu) ho

dong so

tan

( chia

So x in



Vớ dụ: Lập trỡnh để cú tốc độ truyền 300 bps với

tần số đưa vào chõn Xin = 1,8432 Mhz

MOV al,80h ; đặt DLAB = 1

MOV dx, 3FBh ; địa chỉ thanh ghi điều khiển

đườngtruyền

OUT dx, al ; đặt DLAB = 1

; gửi số chia

MOV ax, 180h ; tốc độ truyền la 300 bps

MOV dx, 3F8h ; địa chỉ phần thấp bộ chia

OUT dx,al ; nạp phần thấp số chia

MOV al, ah ; chuyển phần cao số chia sang al

INC dx ; địa chỉ phần cao số chia

OUT dx, al ; nạp phần cao số chia

Giả sử có 1 dãy ký tự (mã ASCII) trong 1 vùng nhớ có địa chỉ DS:SI, độ dài của dãy ký tự đó được lưu giữ trong thanh ghi CX Lập trình hợp ngữ Assembly file

có phần mở rộng là COM truyền dãy ký tự đó ra cổng COM1 của máy tính với tốc độ truyền là 19.200 bps, 7 bits số liệu, 2 bit stop, không kiểm tra chẵn lẻ, tần số làm việc đưa vào chân Xin của vi mạch 8250 là 1,842*10 6 hz

code segment

assume cs:code, ds:code

org 100h

begin:

; Thiet lap duong truyen:

mov al,80h ;dat DLAB = 1

mov dx, 3fbh ;d/c thanh ghi dk duong truyen out dx, al ;DLAB = 1

;gui so chia: khi bit D7 của thanh ghi 3fb =1

mov ax,0006 ; 1,842MHz/19,200bps*16 = 6

mov dx,3f8h ; dia chi phan thap so chia

out dx,al ; nap phan thap so chia

mov al,ah ;chuyen phan cao so chia sang al inc dx ; dia chi phan cao so chia

out dx, al ;nap phan cao so chia

;thiet lâp tham so truyen:

mov al,86h ;7 bit data,2 bit stop,no parity mov dx,03fbh ;dia chi th.ghi đk duong truyen out dx,al

;Thuc hien truyen so lieu:

mov dx,03fbh ;3f8h-thanh ghi du lieu phat out dx,al

L1:

L2:

mov dx,03f8h ;gui di

LËp trình cæng COM qua c¸c

thanh ghi UART8250

• Thanh ghi ®iÒu khiÓn ® êng truyÒn LCR 13.

H.9-• Thanh ghi tr¹ng th¸i ® êng truyÒn LSR H.9-16.

• Thanh ghi LSB vµ MSB cña bé chia (DLAB=1)

• VÝ dô ch ¬ng trình thu, ph¸t dữ liÖu giữa 2 m¸y tÝnh dïng cæng COM.

Sử dụng USART 8251

• Phân bố địa chỉ các thanh ghi bên trong

• Cách truy cập các thanh ghi:

– thanh ghi dữ liệu: dùng lệnh IN, OUT ( vd:IN

AL,98h)

– thanh ghi trạng thái: dùng lệnh IN ( vd:IN AL,99h)

– thanh ghi chế độ: dùng lệnh OUT ( vd:OUT 99h,AL)

– thanh ghi lệnh: dùng lệnh OUT ( vd:OUT 99h,AL)

(giả sử đ/c chip 8251 là 98H, A0 nối vào chân C/D)

CS C/D Tác dụng

0 0 Thanh ghi dữ liệu

0 1 Thanh ghi chế độ, lệnh và trạng thái

1 x 8251 không đ ợ c chọn

Ví dụ 1: Tìm địa chỉ cổng I/O của 8251 nếu

CS đ ợc các bit A7-A1 = 1001100 kích hoạt và A0

đ ợc nối vào chân C/D.

Giải :

1001 1000 = 98H đối với thanh ghi dữ liệu.

1001 1001 = 99H đối với thanh ghi chế độ, lệnh

và trạng thái.

Ví dụ 2: Sử dụng dữ liệu ở Hình 9-18, t ìm tốc

độ truyền nếu có hai tốc độ sau:

Ví dụ 3: Lập trình 8251 ở ví dụ 9-10 cho chế

độ không đồng bộ với khuôn dữ liệu 8 bit, 1 bit dừng, bit bậc chẵn và tốc độ 1200 baud.

OUT 99H,AL ; để bảo đảm thanh ghi chế độ đ ợc truy cập

tốc độ x16

Ví dụ 3: Viết ch ơng trỡnh truyền thông điệp “Day la Trai dat”, “$”

tới 8251 Dấu “$” dùng để kết thúc thông điệp Khuôn dữ liệu và tốc độ truyền nh ở ví dụ 9-12.

MOV SI,OFFSET Data ;SI=địa chỉ offset của dữ liệu B1: IN AL,99H ;kiểm tra thanh ghi trạng thái

AND AL,00000001B ;kiểm tra bit D0 đối với TxRDY và

JZ B1 ;duy trỡ kiểm tra MOV AL,[SI] ;chuyển byte

CMP AL,”$” ;kiểm tra điều kiện kết thúc

JE B2 ;nếu đúng thì dừng OUT 98H,AL ;nếu không gửi đến thanh ghi dữ liệu JMP B1 ;duy trì phát

B2: RET

4 Giao diện USB

• USB: Universal Serial Bus.

• Chuẩn truyền thông nối tiếp tốc độ cao.

• USB1.0 ra đời 1995.

• Phát triển bởi các công ty Compaq, Hewlett Packard, Intel, Lucent, Microsoft, NEC và Philips

•

2) Hot “Plug – and – Play”.

3) Tối đa nối được 127 thiết bị USB

4) Cấp nguồn cho TBNV mặc định là 0.5W, tối đa 2.5W 5) Độ dài tối đa của cáp là 5m.

6) Các thế hệ khác nhau tương thích với nhau.

Ưu điểm USB

• Ghép nối đơn giản

• Sử dụng linh hoạt

• Dễ triển khai

• Chi phí thấp

Host – chủ USB

• Host là máy tính PC

• Phần cứng: Chipset

• Phần mềm: USB driver, OS

USB Device-Thiết bị chức năng

• Ngoại vi: bàn phím, máy in, modem, chuột,

USB Connector-Ổ cắm USB

Hình 9-26 ổ cắm và đầu nối USB

KiÓu B

KiÓu A

Các tiếp điểm

USB Cable - Cáp USB

Vbus: nguồn

GND: đất

D+ và D-: tín hiệu vi sai (tác dụng khử nhiễu đường truyền)

Ví dụ cấu hình kết nối USB

Địa chỉ hóa địa chỉ thiết bị USB

Địa chỉ hóa tối đa 127 thiết bị USB.

Giao thức USB

• USB chủ duy trì gói SOF chu kỳ 1ms.

• Mỗi lần truyền cần 3 gói:

– Gói mã thông báo (token packet)

– Gói dữ liệu (data packet)

– Gói bắt tay (handshake packet)

Các gói truyền USB

PID types – Các kiểu gói

Quá trình truyền qua bus USB

1)Bộ điều khiển chủ gửi một gói mã thông báo gồm địa chỉ thiết

bị ADDR, số hiệu điểm cuối ENDP, hướng của cuộc truyền và dạng ống.

2)Thiết bị có địa chỉ tương ứng sẽ tự chọn bằng cách giải mã địa

chỉ của nó từ gói khung.

3)Thiết bị ngoại vi sẽ trả lời bằng gói dữ liệu (data packet), nếu

không máy chủ sẽ tiếp tục bằng việc truyền dữ liệu

4)Sau khi nhận được dữ liệu, nơi nhận (chủ hoặc ngoại vi) sẽ gửi lại một gói bắt tay Gói này có thể có nghĩa: chấp nhận dữ liệu

ACK (acknowledge), không chấp nhận dữ liệu NACK acknowledge) hay tắc STALL.

(non-Các loại truyền dữ liệu của USB

• Truyền điều khiển (control transfer)

• Truyền ngắt (interrupt transter)

• Truyền đồng bộ cách biệt

• Truyền khối

5 Giao diện IEEE 1394

• IEEE phê chuẩn năm 1995

• Khả năng “cắm nóng” (Hot Plug-n-Play)

Cable & Connector

Giao thức truyền

Topology

Địa chỉ hóa thiết bị

• 64 bit địa chỉ:

– 10 bít ID mạng: 1023 mạng.

– 6 bít đ/c node: 63 nút.

– 48 đ/c bộ nhớ: 128 TB bộ nhớ.

Truyền dữ liệu

• Hỗ trợ truyền đồng bộ và dị bộ

• Truyền dị bộ: truyền theo địa chỉ trên bus

• Truyền đồng bộ: truyền theo số kênh