Bài tập Cấu trúc máy tính và Kỹ thuật Lập trình GVHD: Trần Minh Thuận
SVTH: Hồ Minh Việt - Lê Văn Công 1
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HỒ CHÍ MINH
TT ĐT CHẤT LƯỢNG CAO

BÀI TẬP CẤU TRÚC MÁY TÍNH
VÀ KỸ THUẬT LẬP TRÌNH
Đề tài: Điều khiển LED thông qua cổng LPT

GVHD: Trần Minh Thuận
SVTH: Lê Văn Công - 06112011
Hồ Minh Việt - 06112100
“Khoa h
ọc l
à linh h
ồn sự phồn vinh của các quốc gia, l
à ngu
ồn sống dồi d
ào c
ủa mọi
ti
ến bộ. Chính những phát minh khoa học v
à
ứng dụng
c
ủa nó đ
ã d
ẫn dắt chúng ta
đi”
( Paxtơ )
Bài tập Cấu trúc máy tính và Kỹ thuật Lập trình GVHD: Trần Minh Thuận
SVTH: Hồ Minh Việt - Lê Văn Công 2
PHẦN I: MỞ ĐẦU
I .L
ời giới thiệu:
Máy tính cùng với sự phát triển của Kỹ thuật ghép nối với máy tính đã mở rộng đáng kể
các lĩnh vực ứng dụng của máy tính, đặc biệt trong đó có đo lường và điều khiển. Chính vì
vậy, nhiều người sử dụng máy tính quan tâm đến chủ đề này.
Khi một máy tính được xuất xưởng hoặc bày bán ở cửa hàng thì cả nhà sản xuất, người
bán cũng như người tiêu dùng đều ngầm hiểu đây chưa phải là một hệ thống hoàn chỉnh,
càng không phải là một hệ thống khép kín. Tùy theo yêu cầu sử dụng, người dùng có thể
nâng cấp, mở rộng cấu hình bằng cách ghép nối thêm các Card mở rộng hoặc các thiết bị
ngoại vi như modem, máy in… Các nhà sản xuất đã dự trữ sẵn các rãnh cắm mở rộng trên
bản mạch chính, các cổng ghép nối : song song (LPT), nối tiếp (COM). Đây chính là những vị
trí mà kỹ thuật ghép nối máy tính có thể tác động vào. Để ghép nối với máy tính ta có ba khả
năng để lựa chọn:
Ghép nối qua cổng máy in hay còn gọi là cổng song song
Ghép nối qua cổng mở rộng trên bản mạch chính.
Ghép nối qua cổng nối tiếp
Mỗi khả năng điều có những ưu nhược điểm riêng cho nên cho đến nay vẫn cùng tồn tại.
tùy theo hoàn cảnh cụ thể mà cân nhắc nên sử dụng cổng nào cho thích hợp. Trong yêu cầu
của bài tập, chúng tôi sẽ thực hiện nhiệm vụ sau đây: Viết chương trình máy tính và thi công
mạch để điều khiển 20 đèn LED có các chức năng: đèn sáng từ trái qua phải, từ phải sang
trái, đèn sáng từ trong ra ngoài, từ ngoài vào trong.
Mặc dù đã dành thời gian thích đáng cho công việc nhưng không thể tránh khỏi những
lỗi vẫn có thể còn sót lại trong quá trình giải quyết bài tập. Mong được sự đóng góp ý kiến
của Thầy và các bạn để bài tập được hoàn thiện hơn. Nhân đây chúng tôi cũng xin được
chân thành cảm ơn Th
ầy Trần Minh Thuận
đã nhiệt tình giúp đỡ, hỗ trợ chúng tôi trong suốt
quá trình.
I I .Gi
ới hạn của B
ài t
ập:
Như đã giới thiệu ở trên, mạch chỉ có thể thự hiện những nhiệm vụ đã đề ra. Chúng tôi
sử dụng các IC chuyên dụng nên khả năng còn hạn chế, chủ yếu chúng tôi tập trung vào vấn
đề giao tiếp với máy tính thông qua cổng LPT.
Bài tập Cấu trúc máy tính và Kỹ thuật Lập trình GVHD: Trần Minh Thuận
SVTH: Hồ Minh Việt - Lê Văn Công 3
PHẦN II: GIỚI THIỆU MẠCH ĐIỀU
KHI ỂN ĐÈN LED VÀ CÁC I C CÓ LI ÊN
QUAN ĐẾN MẠCH
Chương 1: Giới thiệu về cổng LPT
A.T
ổng quan:
Công ty Centronics, từng nổi tiếng thế giới với vị trí hàng đầu trong số nhà sản xuất máy in
kiểu ma trận, đã thiết kế ra cổng song song nhằm mục đích nối máy tính PC với máy in. Về sau,
cổng song song đã phát triển thành một tiêu chuẩn không chính thức. Tên gọi của cổng song song
bắt nguồn từ kiểu dữ liệu truyền qua cổng này: các bit dữ liệu được truyền song song hay nói cụ
thể hơn la byte nối tiếp còn bit song song.
Cho đến nay cổng song song có
mặt ở hầu hết các máy tính PC được
sản xuất trong những năm gần đây.
Cổng song song còn được gọi là cổng
máy in hay cổng Centronics. Cấu trúc
của cổng song song rất đơn giản với
tám đường dữ liệu, một đường dẫn
mass chung, bốn đường dẫn điều
khiển để chuyển các dữ liệu điều
khiển tới máy in và năm đường dẫn
trạng thái của máy in ngược trở lại
máy tính. Giao diện song song sử
dụng các mức logic TTL, vì vậy việc
sử dụng trong mục đích đo lương và
điều khiển có phần đơn giản.
Khoảng cách cực đại giữa cổng
song song máy tính PC và thiết bị
ngọai vi bị hạn chế vì điện dung kí
sinh và hiện tượng cảm ứng giữa các
đường dẫn có thể làm biến dạn tín
hiệu. Khoảng cách giới hạn là 8m,
thông thường chỉ cỡ 1,5 – 2 m. Khi khoảng cách ghép nối trên 3m nên xoắn các đường dây tín
hiệu với đường nối đất theo kiểu cặp dây xoắn hoặc dùng loại cáp dẹt nhiều sợi trong đó mỗi
đường dẫn dữ liệu điều nằm giữa hai đường nối mass. Tốc độ truyền dữ liệu qua cổng song song
phụ thuộc vào linh kiện phần cứng được sử dụng. Trên lý thuyết tốc đọ truyền đạy giá trị 1 Mbit/s,
nhưng với khoảng cách truyền bị hạn chế trong phạm vi 1m. Với nhiều mục đích sử dụng thì
khoảng cách này đã hoàn toàn thõa đáng. Nếu cần truyền trên khoảng cách xa hơn, ta nên nghĩ
đến khả năng truyền qua cổng nối tiếp hoặc USB. Một điểm cần lưu ý là: việc tăng khoảng cách
truyền dữ liệu qua cổng song song không chỉ làm tăng khả năng gây lỗi đối với đường dữ liệu
được truyền mà còn làm tăng chi phí của đường dẫn.
B.C
ấu trúc cổng song song:
Cổng song song có 2 loại:
Ổ cắm 36 chân
Ổ cắm 25 chân
Ngày nay, loại ổ cắm 36 chân không còn được sử dụng, hầu hết các máy tính PC đều trang bị
cổng song song 25 chân nên ta chỉ cần quan tâm đến loại 25 chân.
Bài tập Cấu trúc máy tính và Kỹ thuật Lập trình GVHD: Trần Minh Thuận
SVTH: Hồ Minh Việt - Lê Văn Công 4
Hình trên giới thiệu loại ổ cắm 25 chân và cách bố trí các chân.
Tên của tín hiệu
Strobe
D0
D1
D2
D3
D4
D5
D6
D7
Acknowledge
Busy (báo bận)
Paper empty (hết giấy)
Select (lựa chọn)
Auto Linefeed (tự động nạp dòng)
Error (mắc lỗi)
Reset (đặt lại)
Select Input (lựa chọn lối vào)
Ground (nối đất – 0V)
Signal – Ground (nối đất của tín hiệu)
Chassis – Ground (vỏ máy nối đất)
+ 5V
Không sử dụng
Chân số
(chân số 25 chân)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18-25
Chân số
(ổ cắm 36 chân)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
32
31
36
19-30, 33
16
17
18
34, 35
Tín hiệu ở các chân trên ổ cắm 25 chân và 36 chân để trong trương hợp cần thiết có thể so sánh.
Sau đây là chức năng của các đương dẫn tín hiệu:
St robe (1): Với một mức logic thấp ở chân này, máy tính thông báo cho máy in biết có một byte
đang sẵn sàng trên các đường dẫn tín hiệu để được truyền.
D0 đến D7:
Các đường dẫn dữ liệu
Acknowledge: với một mức logic thấp
ở chân này, máy in thông báo cho
máy tính biết là đã nhận được kí tự
vừa gửi và có thể tiếp tục nhận.
Busy (b
ận
– 11): máy in gửi đến chân
này mức logic cao trong khi đang đón
nhận hoặc in ra dữ liệu để thông báo
cho máy tính biết là các bộ đệm trong
máy tính biết là các bộ đệm trong máy
tính đã bị đầy hoặc máy in trong trạn
thái Off-line.
Bài tập Cấu trúc máy tính và Kỹ thuật Lập trình GVHD: Trần Minh Thuận
SVTH: Hồ Minh Việt - Lê Văn Công 5
Paper empty (h
ết giấy
– 12): Mức cao ở chân này có nghĩa là giấy đã dùng hết.
Select (13): Một mức cao ở chân này, có nghĩa là máy in đang trong trạng thái kích hoạt (On-line)
Auto Linefeed (tự nạp dòng): Có khi còn gọi là Auto Feed. Bằng một mức thấp ở chân này máy
tính PC nhắc máy in tự động nạp một dòng mới mỗi khi kết thúc một dòng.
Error (có l
ỗi):
Bằng một mức thấp ở chân này, máy in thông báo cho máy tính là đã xuất hiện một
lỗi, chẳng hạn kẹt giấy hoặc máy in đang trong trạng thái Off-Line.
Reset (đặt lại):
Bằng một mức thấp ở chân này, máy in được đặt lại trạng thái được xác định lúc
ban đầu.
Select Input: bằn một mức thấp ở chân này, máy in được lựa chọn bởi máy tính.
Như vậy cáp nối giữa máy in và máy tính bao gồm 25 sợi, nhưng không phải tất cả điều được
sử dụng mà trên thực tế chỉ có 18 sợi được nối với các chân cụ thể. Nhận xét này giúp chúng ta
tận dụng những cáp nối mà trong lõi đã bị đứt một hai sợi. Tên các đường dẫn và hướng truyền
tín hiệu được mô tả như sau:
Các đường nối và chiều tín hiệu giữa máy tình và máy in.
Qua cách mô tả chức năng của từng tín hiệu riêng lẽ ta có thể nhận thấy các đương dẫn dữ
liệu có thể chia thành 3 nhóm:
- Các đường dẫn tín hiệu, xuất ra từ máy tính PC và điều khiển máy tính,
được gọi là các đường dẫn điều khiển.
- Các đường dẫn tín hiệu, đưa các thông tin thông báo ngược lại từ máy
in về máy tính, được gọi là các đường dẫn trạng thái.
- Đường dẫn dữ liệu, truyền các bit rieng lẽ của các ký tự cần in.
Từ cách mô tả các tín hiệu và mức tín hiệu ta có thể nhận thấy là: các tín hiệu Acknowledge,
Auto Linefeed, Error, Reset và Select Input kích hoạt ở mức thấp. Thông
qua chức năng của các chân này ta cũng hình dung được điều khiển
cổng máy in.
Đáng chú ý là 8 đường dẫn song song đều được dùng để chuyển
dữ liệu từ máy tính sang máy in. Trong những trường hợp này, khi
chuyển sang các ứng dụng để thực hiện nhiệm vụ đo lường ta phải
chuyển dữ liệu từ mạch ngọa vi vào máy tính để thu thập và xử lý.
Vì vậy ta phải tận dụngmột trong năm đường dẫn theo hướng
SELECT
OUT OF PAPER
BUSY
D7
Máy tính
Máy in
.
.
.
STROBE
ACK
AUTOFEED
ERROR
TSELECTINPU
ERRESETPRINT
D0
D1
GROUND