Bài giảng Kỹ thuật giao tiếp máy tính - ThS Nguyễn Tấn Phúc

Bài giảng Kỹ thuật giao tiếp máy tính - ThS Nguyễn Tấn Phúc trang bị cho người học các chuẩn giao tiếp thông dụng trên máy tính; thiết kế và chế tạo được các vi mạch giao tiếp với máy tính (PC, Laptop ) nhằm thực hiện chức năng đo lường, điều khiển giám sát thiết bị.

Trang 1

KỸ THUẬT GIAO TIẾP MÁY TÍNH

(Lý thuyết 15t – Thực hành 30t )

PC INTERACTION TECHNOLOGY

TRƯỜNG ðẠI HỌC NÔNG LÂM TPHCM

KHOA CƠ KHÍ CÔNG NGHỆ

BỘ MÔN CƠ ðiỆN TỬ

TRƯỜNG ðẠI HỌC NÔNG LÂM TPHCM

KHOA CƠ KHÍ CÔNG NGHỆ

BỘ MÔN CƠ ðiỆN TỬ

Trang 2

Nắm ñược các chuẩn giao tiếp thông dụng

trên máy tính.

Thiết kế và chế tạo ñược các vi mạch giao

tiếp với máy tính (PC,Laptop ) nhằm thực

hiện chức năng ño lường, ñiều khiển giám

1 Lập Trình ghép nối máy tính- Ngô Diên Tâp

2 Visual Basic và giao tiếp máy tính – Hồ Thanh Tâm,

Bộ Môn ðiều Khiển Tự ðộng – ðHNL tphcm

3 Slide bài giảng

4 Tài Liệu cung cấp

Trang 3

BOARD VðK PIC 16F877 + RS 232 (SV chế tạo)

CÁP USB-COM (SV ñược mượn , tự trang bị) 5

Trang 4

Hay, bổ ích cho ngành cơ điện tử:phần đo

lường , giám sát , điều khiển bằng máy tính.

7

KI

KIẾN TH N TH N THỨC ð C ð C ðẠT ð T ð T ðƯỢC SAU MƠN H C SAU MƠN H C SAU MƠN HỌC C

Cĩ khả năng làm được một board mạch cĩ vi điều

khiển , cĩ khả năng giao tiếp máy tính

Cĩ khả năng lập trình để tạo một giao diện từ máy tính

để giám sát , điều khiển các thiết bị trong hệ thống cơ

điện tử

Cĩ khả năng làm việc nhĩm với tinh thần đồn kết cao

Cĩ khả năng tiếp thu các mơn HK sau, làm tốt luận văn

tốt nghiệp

8

Trang 5

9

NỘI DUNG MÔN HỌC

1 MỞ ðẦU - GIỚI THIỆU CÁC CHUẨN GIAO TIẾP

2 HỌC NHANH VI ðIỀU KHIỂN PIC-16F877

3 GIỚI THIỆU PROTEUS - MÔ PHỎNG VỚI PIC16F877

4 KẾT HỢP VB6 – PROTEUS TRONG MÔ PHỎNG GIAO

Tín hiệu vật lý

Trang 6

2 Cấu trúc chung của một khối khép nối

3 Các phương pháp trao ñổi tin

Trang 8

BUS thiÕt bÞ ngoµi

Xö lý ng¾t /INTR

/INTA

Thanh ghi tr¹ng th¸i

Thanh ghi ®iÒu khiÓn

Trang 9

www.themegallery.com

17

* 3 3 Các Các Các ph ph phương ng ng pháp pháp pháp trao trao trao ñ ñ ñổiiii tin tin

3.1 Trao ñổi tuần tự theo chương trình

3.2 Trao ñổi DMA

Trang 10

19

* Trao Trao ñ ñ ñổiiii b b bằng ng ng ng ng ngắtttt

*Khi thiết bị có yêu cầu trao ñổi sẽ gửi tín hiệu yêu cầu ngắt

trên máy tính(yêu cầu in ấn , gửi âm thanh )

* Máy tính dừng chương trình ñang phục vụ và yêu cầu thiết bị

ngoài trao ñổi tin.

*Máy tính và thiết bị ngoài trao ñổi tin theo chương trình.

* Kết thúc trao ñổi, máy tính trở lại ñiểm dừng.

GIAO TIẾP QUA RÃNH CẮM

20

Trang 11

•Rãnh cắm PS/2 32 bít theo chuẩn MCA.

•Rãnh cắm 32 bit theo chuẩn EISA

•32 bit theo chuẩn VELA

•32 bit theo chun PCI.

GIAO TIẾP QUA SLOT

22

Trang 12

RÃNH CẮM THEO CHUẨN ISA:

Ra ñời năm 1980: PC 8086 , gọi là rãnh cắm bus

RÃNH CẮM THEO CHUẨN ISA:

Phát triển thành ISA 16bit cho máy AT

Có thể truy cập 1024 ñịa chỉ ngoại vi từ 000-3FF

ISA 16bit vận tốc 3-5Mbytes/s

Rãnh cắm ISA có màu ñen trên mainboard gồm:

• 62 chân (trao ñổi dữ liệu 8 bit)

• 36 chân (hỗ trợ thêm khi cần dữ liệu 16 bit)

24

Trang 15

GiẢI MÃ ðỊA CHỈ

Cắm card vào máy tính , máy tính xác ñịnh ñịa chỉ

của card ñể bắt ñầu trao ñổi dữ liệu

Dự trữ một vùng trong bộ nhớ máy tính ñể ñịnh ñịa

chỉ card từ 300 ñến 3FF : cho các card mở rộng

29

Trong card , vùng quy ước ñịa chỉ ứng với một số

trạng thái của một số chân của IC trên card, gọi là IC

giải mã

IC giải mã so sánh trạng thái các chân với các bus ñịa

chỉ , nếu các trạng thái ñó giống nhau , vi mạch phát

tín hiệu thông báo kết qua giải mã cho phép truyền dữ

liệu

IC giải mã thường dùng là 74HC688, 74HC138

GiẢI MÃ ðỊA CHỈ

30

Trang 18

VI MẠCH 74HC688

THIẾT KẾ MẠCH GIAO TiẾP VỚI RÃNH ISA

So sánh ñịa chỉ từ A2 ñến A9: so sánh với bus trên rãnh

nếu trùng : phát tín hiệu mức thấp chân 19,báo hiệu ñịa

chỉ ñã ñược giải mã

35

VI MẠCH 74HC245

GiẢI MÃ ðỊA CHỈ

ðỆM DỮ LiỆU VÀO RA 2 CHIỀU :

Các mức tín hiệu trên ñường dẫn dữ

liệu không bị ảnh hưởng quá mạnh

Trang 19

CARD GIAO TIẾP 8255

37

Selftest program, can

perform self-check any time

Insert to pc slot (AT bus

interface)

Control IC 8255A * 2 and IC

8253 * 1

16 LED I/O displays

48 programmalbe I/O lines

Schematic circuit attached

Card address selectable

Can be connected to Opto

Relay CARD (Co5) or

Terminal Block

CARD 8255

38

Trang 20

HOẠT ðỘNG MẠCH GIAO TiẾP 8255

Khi có sự ñồng nhất ñịa chỉ , chân 19 của IC 74hc688

phát tín hiệu low , kích hoạt vi mạch 8255, làm cho bộ

ñệm 74hc 245 kích hoạt , dữ liệu ñược trao ñổi từ PC

qua card 8255

39

VÍ DỤ

40

Cho card 8255 ñược nối với máy tính qua giao tiếp ISA hoặc PCI.

Cho ñịa chỉ cơ sở của 8255 là 300h.Port B của 8255 ñược nối với dãy 8

led từ portB0 ñến portB7.Hãy thiết lập các thông số và viết chương trình

ñiều khiển dãy led chạy từ trái sang phải.

Trang 21

ðịa chỉ control word : 303h.

Port B : port xuất , port A,C : chọn là port xuất : mode 0.

Vậy cần ghi vào thanh ghi control word : 80h.

Ta sẽ lập trình cho ñèn sáng từ trái qua phải như sau:

Code C :

Trang 22

RÃNH CẮM ISA :

•RÃNH CẮM 8 BÍT

•TRUY XUẤT ðỊA CHỈ THÔNG QUA IC GiẢI MÃ

•DÙNG ðỂ CẮM CARD ISA : CARD GIAO TiẾP 8255

Trang 23

GIAO TIẾP QUA RÃNH CẮM PCI

PCI: Peripheral Component Interconnect

Màu trắng trên mainboard cho phép giao tiếp

ngoại vi 32 hay 64 bit

Vận tốc nhanh 132 Mbytes/s

45

CÁC CARD PCI –ADVANCE TECH

46

Trang 24

Giao tiếp tốc ñộ nhanh.

Giao diện bằng phần mềm trực quan , thân thiện , dễ

sử dụng

Module : ADC, PWM tốc ñộ cao

Trang 25

Cổng ng ng song song song song song song (Parallel port (Parallel port (Parallel port LPT) LPT)

* ðược thiết kế bởi công ty Centronics

* Mục ñích ghép nối máy in với máy tính

* Từ 3m trở lên sử dụng cáp dẹt, hoặc xoắn

từng cặp dây tín hiệu và dây nối ñất.

* Tốc ñộ truyền

* Phụ thuộc vào phần cứng

* Lý thuyết 1Mb/s với khoảng cách truyền 1m

Trang 26

Cấu trúc và cách trao ñổi dữ trên cổng song song

Sơ ñồ cấu trúc cổng song song

Trang 27

53

C

Sơ ñồ nối dây và chiều tín hiệu giữa máy tính và máy in

54

C

Sơ ñồ nối dây và chiều tín hiệu giữa máy tính và máy in

Trang 28

55

C

Cấu trỳc và cỏch trao ủổi dữ trờn cổng song song

- Cỏc ủường ủiều khiển: Strobe, Auto Linefeed, Reset,

Select Input xuất ra từ mỏy tớnh và ủiều khiển mỏy in

-Cỏc ủường trạng thỏi: Acknowledge, Busy, Paper Empty,

Select, Error tớn hiệu ủưa cỏc thụng bỏo ngược lại từ mỏy

Cỏc thanh ghi ở cổng song song

* Thanh ghi du liệu (có địa chỉ cơ sở)

* Thanh ghi trạng thái (có địa chỉ có sở + 1)

* Thanh ghi điều khiển (có địa chỉ có sở + 2)

Trang 29

57

C

Các thanh ghi ở cổng song song

Thanh ghi du liÖu (ñịa chỉ 378H)

58

C

Thanh ghi tr¹ng th¸i (ñịa chỉ 379H)

Trang 30

59

C

Thanh ghi ®iÒu khiÓn (ñịa chỉ 37AH)

60

C

Giao diện một hướng song song

Trang 31

61

C

Giao diện một hướng song song:

* Viết chương trình (sử dụng inpout32.dll)

Out32 Val("&H ñịa chỉ "), x :lệnh xuất dữ liệu

x = Inp32 Val("&H ñịa chỉ ") :lệnh nhập dữ liệu

* Viết chương trình (sử dụng io.dll)

Call PortOut(&H ñịa chỉ,x) : lệnh xuất dữ liệu

x = PortIn(&H ñịa chỉ):lệnh nhập dữ liệu

LPT1

LPT02

330 330 330 330 330 330 330 330

*

Trang 32

* C Cổng ng ng song song song song song song (Parallel port (Parallel port (Parallel port LPT) LPT)

Giao diện một hướng song song

* Viết chương trình (sử dụng inpout32.dll)

Private Declare Sub Out32 Lib "inpout32.dll" (ByVal

portaddress As Integer, ByVal value As Integer)

Private Declare Function Inp32 Lib "inpout32.dll"

(ByVal portaddress As Integer) As Integer

Ví dụ: muốn led sáng từ phải sang trái :

Private Sub Command1_Click()

Out32 Val(&h378), Val(&01);

Delay_ms(1000);

Out32 Val(&h378), Val(&02);

Delay_ms(1000);

Trang 33

* Cổng C ng ng song song song song song song (Parallel port (Parallel port (Parallel port LPT) LPT)

GIAO TIẾP NỐI TIẾP

66

Trang 34

Truyền tin nối tiếp là phương thức truyền tin trong ñó

các bit mang thông tin ñược truyền kế tiếp nhau trên một

ñường dẫn vật lý Tại một thời ñiểm phía bên truyền cũng như

bên nhận chỉ có thể truyền/nhận ñược 1 bit.

Trang 35

69

ƯU ðIỂM TRUYỀN NỐI TIẾP(so với parallel port )

- Khoảng cách truyền xa hơn song song.

- Sơ ðồ kết nối ít chân.

- Có thể truyền hồng ngoại.

- Có thể ghép với VðK hoặc PLC.

- Cho phép nối mạng (modem).

- Cho phép tháo lắp ñơn giản.

- Có thể cung cấp nguồn cho các thiết bị khác.

70

KHUYẾT ðIỂM :

thường phải cần các khối chuyển ñổi nối tiếp song song,

song song nối tiếp khi sử dụng trao ñổi tin.

Trang 36

C

CỔNGNGNG NNNỐIIII TITITIẾPPP ((((SERIAL PORT))))

Chư viết tắt Chức năng

TD (Chân 3) Transmit Data Serial Data Output (TXD) - ðầu ra của dữ liệu

RD (Chân 2) Receive Data Serial Data Input (RXD) - Dư liệu ñược nhập vào

CTS (Chân 8) Clear to Send Báo rằng Modem sằn sàng trao ñổi dư liệu.

DCD(Chân1) Data Carrier Detect

Khi nào modem phát hiện ra tín hiệu mang dữ liệu từ một modem kết thúc khác của the phone line, thì Line này trở thành tích cực.

DSR(Chân 6) Data Set Ready Thông báo với UART rằng the modem sẵn sàng thiết

lập một mối liên kết DTR(Chân 4) Data Terminal

Thông báo cho the Modem rằng the UART sẵn sàng

ñể trao ñổi dữ liệu.

RI(Chân 9) Ring Indicator Goes active when modem detects a ringing signal

* ðược tích hợp trên máy tính cá nhân từ năm 1990

* Mục ñích kết nối các thiết bị ngoại vi:

Trang 37

Các byte chứa các bit thông tin ñược truyền liên tiếp trên

ñường truyền và chỉ ñược ngăn cách (phân biệt) nhau bằng bít

ñồng bộ khung (Syn).

*Phng thc không ñng b :

Các byte chứa các bit thông tin ñược chứa trong một khung

Một khung ñược bắt ñầu bằng 1 bit Start, tiếp theo là các bit mang

thông tin, kế tiếp là bít kiểm tra chẵn lẻ và kết thúc là bit Stop

Khoảng cách giữa các khung là 1 bit dừng bất kì, khi ñó ñường

truyền ñược ñặt lên mức cao.

*Phng thc lai: ðây là phương thức kết hợp của 2 phương

thức trên.

Dòng cung cấp từ 10 mA ñến 20 mA.

KHÁI NiỆM CHUNG

74

Trang 38

TRUYỀN NHẬN BẤT ðỒNG BỘ (USART)

75 Dạng sóng truyền bất ñồng bộ:

LẬP TRÌNH CHO CỔNG NỐI TIẾP TRONG VB

76 Dùng MSCOMM CONTROL TRONG VB:

Project, Component , mscomm control

Trang 39

OSC1/CLKIN 13 OSC2/CLKOUT 14

RC1/T1OSI/CCP2 16RC2/CCP1 17 RC3/SCK/SCL 18

RD0/PSP0 19RD1/PSP1 20

RB7/PGD 40RB6/PGC 39RB5 38 RB4 37RB3/PGM 36RB2 35RB1 34 RB0/INT 33

RD7/PSP7 30 RD6/PSP6 29RD5/PSP5 28RD4/PSP4 27RD3/PSP3 22 RD2/PSP2 21RC7/RX/DT 26RC6/TX/CKRC5/SDO 25 24 RC4/SDI/SDA 23

RA3/AN3/VREF+

5 RC0/T1OSO/T1CKI 15

MCLR/Vpp/THV 1

DTR 4

DCD 1

RI 9

Trang 40

.CommPort = 2 'cong COM 2

.Settings = "9600,N,8,1" 'Baudrate=9600,Ko KT chan le,frame 8 bit,1 bit stop

.InBufferSize = 1024 'Bo dem 1024 byte thi day

.InputLen = 0 'Doc toan bo gia tri bo dem

.RThreshold = 1 'Cho phep ngat khi su kien Receiver o MSCOMM

.SThreshold = 0 'Ko cho phep ngat khi su kien Send o MMSCOMM

Private Sub MSComm1_OnComm()

Dim StringIn As String

If MSComm1.CommEvent = comEvReceive Then

%*-*-*-*-*-*-fprintf(SerPIC,'%s','4');% gui mot ky tu tu PC ra cong COM

% sscanf(serPic,'%c'): doc mot ky tu tu COM vao PC

pause(0.2) % dung 200 ms

%*-*-*-FIN Posición final

%CERRAR el puerto COM1 al finalizar

fclose(SerPIC);

delete(SerPIC)

clear SerPIC

Tiêu đề	Kỹ Thuật Giao Tiếp Máy Tính
Người hướng dẫn	Th.S Nguyễn Tấn Phúc
Trường học	Trường Đại Học Nông Lâm TPHCM
Chuyên ngành	Cơ Điện Tử
Thể loại	Bài giảng
Năm xuất bản	2013
Thành phố	Thành phố Hồ Chí Minh

Định dạng
Số trang	42
Dung lượng	14,46 MB