Giao tiếp giữa KIT vi xử lý 8086 và máy tính Nguồn, chương 9

Chia sẻ: Nguyen Van Dau | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:15

Thêm vào BST

Báo xấu

141
lượt xem 28
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Tham khảo tài liệu 'giao tiếp giữa kit vi xử lý 8086 và máy tính nguồn, chương 9', kỹ thuật - công nghệ, điện - điện tử phục vụ nhu cầu học tập, nghiên cứu và làm việc hiệu quả

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Giao tiếp giữa KIT vi xử lý 8086 và máy tính Nguồn, chương 9

CHÖÔNG 9 GIAO TIEÁP NOÁI TIEÁP DUØNG VI MAÏCH 8251 I. TRUYEÀN THOÂNG TIN NOÁI TIEÁP: Vieäc truyeàn thoâng tin giöõa caùc boä phaän naèm gaàn nhau trong heä vi xöû lyù coù theå ñöôïc thöïc hieän thoâng qua bus song song môû roäng hoaëc caùc maïch phoái gheùp song song. Trong ñoù caùc byte hoaëc caùc töø ñöôïc chuyeån töø boä phaän naøy sang boä phaän khaùc treân moät taäp caùc ñöôøng maïch in hoaëc daây caùp. Trong tröôøng hôïp caàn phaûi truyeàn thoâng tin ôû caùc thieát bò caùch xa nhau laøm sao tieát kieäm ñöôïc soá ñöôøng daây daãn caàn thieát cho vieäc truyeàn. Töø yeâu caàu treân ñaõ ra ñôøi phöông phaùp truyeàn thoâng tin noái tieáp. ÔÛ ñaàu phaùt döõ lieäu song song ñaàu tieân ñöôïc chuyeån thaønh döõ lieâu daïng noái tieáp sau ñoù ñöôïc truyeàn ñi lieân tieáp treân moät ñöôøng daây. ÔÛ ñaàu thu, tín hieäu noái tieáp seõ ñöôïc bieán ñoåi ngöôïc laïi ñeå taùi taïo laïi daïng tín hieäu daïng song song thích hôïp cho vieäc xöû lyù tieáp theo. Trong thöïc teá coù 2 phöông phaùp truyeàn thoâng tin kieåu noái tieáp: truyeàn ñoàng boä vaø truyeàn khoâng ñoàng boä. Trong phöông phaùp truyeàn ñoàng boä, döõ lieäu döõ lieäu ñöôïc truyeàn theo töøng maûng vôùi toác ñoä xaùc ñònh. Maûng döõ lieäu tröôùc khi ñöôïc truyeàn ñi seõ ñöôïc gaén theâm ôû ñaàu vaø ôû cuoái maûng caùc byte hoaëc moät nhoùm bit ñònh daáu ñaëc bieät. ÔÛ hình 6.1 bieåu dieãn moät baûn tin ñeå truyeàn ñoàng boä theo giao thöùc BISYNC (giao thöùc truyeàn thoâng tin heä 2 doàng boä, binary synchronous communication protocal) ñaây thöïc chaát laø giao thöùc ñieàu khieån theo byte, vì caùc byte (kyù töï) ñaëc bieät ñöôïc duøng ñeå ñaùng daáu caùc phaàn khaùc nhau cuûa baûn tin.
SYN SYN SOH HEADER STX TEXT ETX hay ETB BCC SYN : Kyù töï ñoàng boä SOH : Kyù töï baét ñaàu phaàn maøu ñaàu HEADER : Phaàn maøo ñaàu STX : Kyù töï baét ñaàu vaên baûn TEXT :Thaân vaên baên ETX : Kyù töï keát thuùc vaên baûn ETB : Kyù töï keát thuùc vaên baûn BCC : Kyù töï kieåm tra khoái HÌNH 5.1 Trong caùch truyeàn khoâng ñoàng boä, döõ lieäu ñöôïc truyeàn ñi theo töøng kyù töï. Kyù töï caàn truyeàn ñi ñöôïc gaén theâm moät bit ñaùnh daáu ôû ñaàu ñeå baùo baét ñaáu kyù töï (start) vaø 1 hoaëc 2 bit ñaùnh daáu cuoái ñeå baùo keát thuùc kyù töï (stop)ï. Vì cuoái kyù töï ñöôïc nhaän daïng rieâng bieät neân noù coù theå döôïc truyeàn ñi theo phöông phaùp khoâng ñoàng boä, ñöôïc theå hieän treân hình 6.1 Chieàu cuûa doøng kyù töï Luoân ôû möùc cao Luoân ôû möùc thaáp Start D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 Parity Stop Stop Maõ cuûa kyù töï caàn truyeàn HÌNH 5.2 : Khung cuûa moät kyù töï ñeå truyeàn khoâng ñoàng boä
Tuyø theo loaïi maõ ñöôïc choïn duøng trong khi truyeàn (Baudot, Ascii, …) ñoä daøi cho maõ kyù töï coù theå laø 5, 6, 7, 8 Bit. Tuyø theo heä thoáng truyeàn tin, beân caïnh caùc bit döõ lieäu coøn coù theå tuyø choïn coù hay khoâng coù 1bit parity ñeå kieãm tra loåi khi truyeàn coù theå tuyø choïn 1 hoaëc 2 bit stop, nhöng baét buoäc phaûi coù moät bit start. Nhö vaäy ñeå truyeàn moät kyù töï theo phöông phaùp khoâng ñoàng boä, ngoaøi kyù töï mang tin ta buoäc phaûi truyeàn theâm ít nhaát 2 vaø nhieàu nhaát laø 4 bit phuï ñeå taïo ra khung cho kyù töï ñoù, vì theá phöông phaùp naày tuy ñôn giaûn nhöng coù hieäu suaát khoâng cao. Toác ñoä truyeàn döõ lieäu theo phöông phaùp noái tieáp ñöôïc ño baèng bit/s. Ngoaøi ra ngöôøi ta cuõng hay duøng ñôn vò baud, ñoù laø giaù trò ngòch ñaûo cuûa thôøi gian giöõa caùc laàn thay ñoåi möùc tín hieäu, vôùi döõ lieäu chæ coù hai möùc (0 vaø 1)ø vaø moãi thay ñoåi möùc tín hieäu chæ maõ hoùa moät bit thì coù theå hieåu baud = bit/s, caùc toác ñoä truyeàn thöôøng gaëp trong thöïc teá laø 110, 300, 600, 1200, 2400, 4800, 9600, 19200 baud. Ñeå taïo ñieàu kieän deã daøng cho vieäc phoái gheùp ñöôøng truyeàn noái tieáp vôùi heä vi xöû lyù vaø ñeå giaûm toái ña caùc maïch phuï theâm ôû beân ngoaøi ngöôøi ta ñaõ cheá taïo ra caùc vi maïch toå hôïp côõ lôùn laäp trình ñöôïc coù khaõ naêng hoaøn thaønh phaàn lôùn caùc coâng vieäc caàn thieát trong khi phoái gheùp. Ñoù laø caùc maïch thu phaùt di boä vaïn naêng IN8250/16450 cuûa National vaø maïch thu phaùt ñoàng boä – dò boä vaïn naêng 8251 cuûa Intel.
II. VI MAÏCH USART 8251 Trong phaàn naøy ta seõ giôùi thieäu maïch 8251A ñoù laø vi maïch USART coù theå duøng cho caû hai kieåu truyeàn thoâng tin noái tieáp ñoàng boä, dò boä. Sô ñoà chaân vaø sô ñoà thanh ghi ñöôïc trình baøy ôû hình5.3 1. Sô ñoà chaân vaø sô ñoà khoái: a. nhoùm tín hieäu gheùp noái vôùi vi xöû lyù goàm: - /CS noái vôùi boä giaûi maõ ñòa chæ A1.. An ñeå choïn 2 thanh ghi (A0 = 1 ñieàu khieån traïng thaùi, A0 = 0 ñeäm soá lieäu ). - C/D noái vôùi ñöôøng daây ñòa chæ A0 ñeå choïn moät trong 2 caëp thanh ghi treân. - /WR noái vôùi chaân /WR cuûa vi xöû lyù. - /RD noái vôùi chaân /RD cuûa vi xöû lyù. - CLK noái vôùi ñöôøng daây CLK cuûa vi xöû lyù. - Reset noái vôùi ñöôøng daây reset cuûa vi xöû lyù. - D0 … D7 noá vôùi caùc ñöôøng daãn D0…D7 cuûa VXL b. Nhoùm tín hieäu gheùp noái voái Modem: - /DTR - /DSR - /RTS - /CTS c. Nhoùm tín hieäu geùp noái vôùi ñöôøng daây truyeàn – nhaän vaø KGN: - TxEMTY thanh ghi ñeäm truyeàn roãng - TxR cho soá llieäu truyeàn - TxRDy baùo soá lieäu truyeàn ñaõ saün saøng. - RxRDy daùo soá lieäu nhaän ñaõ saün saøng. - Syn det/Break : chi ñoàng boä / ñöùt doøng tin
d. Nhoùm tín hieäu gheùp noái vôùi maùy phaùt xung nhòp. - TxD : nhòp truyeàn. - RxC : nhòp nhaän.
 /CS chíp choïn vi maïch D2 1 28 D1 /RD read – ñoïc /WR write – vieát D3 2 27 D0 C/D control/data - ñieàu RxD 3 26 Vcc khi63n soá lieäu GND 4 25 /RxC CLK – clock – nhòp D4 5 24 /DTR D0..D7 data O/I – bus döõ lieäu vaøo ra D5 6 23 /RTS /TxC – transmit clock - D6 7 22 /DSR nhòp truyeàn 8251A D7 8 21 Reset RxC – receiver clock /TxC 9 20 CLK RST – reset /DTR dada terminal /WR 10 19 TxD ready /CS 11 18 TxEMPTY /DSR – data set ready C/D 12 17 /CTS /RTS request to send /RD 13 16 Syndet/BR /CTS clear to send TxD – transmit data RxRDY 14 15 TxRDY RxD – receiver data TxRDy – transmit ready RxRDy – receiver ready (a) TxEMTY – transmist rigister empty Syn/BRK- Breack deteat /CS TxD /RD Thanh ghi truyeàn /WR C/D D0 Thanh ghi ñeäm truyeàn D1 RxD D2 Thanh ghi nhaän D3 D4 D5 D6 Thanh ghi ñeäm nhaän D7 CLK RST Thanh ghi cheá ñoä Hình 5.3 : Sô ñoà RxRDY chaân (a) vaø caùc TxRDY tnh ghi (b) cuûa TxEMTy Thanh ghi leänh 8251A Vcc GND Thanh ghi traïng thaùi (b) /DSR /DTR /CTS /RTS Syn/BRK TxC
2. Caùc thanh ghi ÔÛû hình 6.4a vaø hình 6.4b moâ taû boä thanh ghi cuûa 8251, goàm: thanh ghi traïng thaùi vaø thanh ghi ñieàu khieån. Hai thanh ghi treân coù cuøng moät ñòa chæ vôùi A0 = 1 duøng ñeå ghi (/WR) vaø moät ñoïc (/RD) traïng thaùi. Hai thanh ghi ñeäm soá lieäu ghi vaø ñoïc coù cuøng moät ñòa chæ (A0 = 0) vaø duøng ñeå ghi vaø ñoïc soá lieäu caàn truyeàn vaø nhaän cuûa KGN. Caùc leänh cho caùc thanh ghi treân nhö baûng sau: /C C/D /W /R LEÄNH E R D 0 1 0 1 Ghi vaøo thanh ghi ñieàu khieån (cheá ñoä, 0 1 1 0 leänh) 0 0 0 1 Ñoïc thanh ghi traïng thaùi. 0 0 1 0 Ghi soá lieäu vaøo thanh ghi ñeäm truyeàn. 1 x x x Ñoïc soá lieäu töø thanh ghi ñeäm nhaän. Trôû khaùng cao (khoâng duøng). I. Caáu truùc phaàn meàm - Thanh ghi ñieàu khieån - Thanh ghi traïng thaùi Hai thanh ghi treân coù cuøng ñòa chæ vôùi A0=1, moät duøng ñeå ghi (WR\) leänh ñieàu khieån vaø moät ñeå ñoïc (RD\) traïng thaùi. Hai thanh ghi ñeäm soá lieäu ghi vaø ñoïc cuõng coù moät ñòa chæ A0=0) duøng ñeå ghi vaø ñoïc soá lieäu caàn truyeàn vaø nhaän cuûa KGN. Caùc leänh cho caùc thanh ghi treân baûng sau: a. Thanh ghi ñieàu khieån: - duøng ñeå ghi:
+ lôøi ñieàu khieån cheá ñoä. + lôøi leänh:
D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 Toác ñoä truyeàn Bit chaün leû 00 ñoàng boä X0 khoâng kieåm tra 01 khoâng ñoàng boä x1 chaü leû 10 khoâng ñoàng boä x 01 kieåm tra leû 16 10 kieåm tra chaün 11 khoâng ñoàng boä x64 Ñoä daøi kyù tö ï 00 5 bit 01 6bit 10 7bit Ñieàu khieån khung. 00 khoâng giaù trò 01 moät bit döøng Hình 5.4a 10 1.5 bit döøng 11 2 bit döøng
b. Thanh ghi cheá ñoä. D7 D6 D5 D4 D3 D2 EH IR RTS ER SBRK RxEN DTR TxEN Cho pheùp phaùt 1= cho pheùp Soá lieäu ñaàu cuoái Saün saøng, DTR\ =1 Cho pheùp thu 1= cho pheùp RxRDy Göûi tín hieäu caét 1= ñöa TxD = 0 Xoaù côø baùo loãi 1= xoaù côø Yeâu caàu phaùt 1= ñöa tín hieäu Ngaét meàm 1= xoaù caùc thanh ghi Cheá ñoä baát ñoàng boä 1= tìm kyù töï ñoàng boä HÌNH 5.4B
c. thanh ghi traïng thaùi. Duøng ñeå ñoïc lôøi traïng thaùi: D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 Chæ 8251 saün saøng nhaän Chæ thanh 1 chöõ hay leänh ñeå Chæ modem ghi bieán ñaõ ñoåi song Saün saøng ñeå Chæ saün sang nhaän soá song noái tieáp roãng lieäu ñeå truyeàn cho Chæ chöõ VXL ñoàng boä ñaõ ñöôïc 8251 Bít baùo sai chaún leû Pe= 1khi coù sai xoaù baèng ER cuûa leänh Bit chæ loãi traøn Khi VXL chöa ñoïc lôøi tröôùc, lôøi sau ñaõ tôùi thì OE =1 xoaù baèng ER Bit chæ sai khung (khoâng ñoàng boä) khi soá bit döøng bò sai Hình 5.4c FE= 1 xoaù baèng ER =1
* Vôùi lôøi ñieàu khieån cheá ñoä: hình 4.3a - Cheá ñoä ñoàng boä: (trong, ngoaøi hai hay moät kyù töï ñoàng boä SYNC) bôûi noäi dung ghi vaøo D7, D6. - Toác ñoä truyeàn vôùi giaù trò: + D1D0=00: Duøng cho cheá ñoä ñoàng boä, toác ñoä nôi thu baèng toác ñoä nôi phaùt, khoâng coù söï thay ñoåi taàn soá xung nhòp. + D1D0=01: duøng cho cheá ñoä khoâng ñoàng boä, toác ñoä giöõa nôi thu vaø nôi phaùt khoâng ñoåi. + D1D0=01: toác ñoä thu = toác ñoä truyeàn X1, töùc toác ñoä thu=toác ñoä truyeàn +D1D0=10 : toác ñoä thu =16x toác ñoä truyeàn + D1D0=11: toác ñoä thu =64x toác ñoä truyeàn - Ñoä daøi kyù töï, töùc ñoä daøi moät ñôn vò tin SDU vôùi caùc giaù trò D3D2 = 00 (5bit), 01(6bit) 10(7bit) vaø 11(8bit). - Kieån tra chaün leû D5D4 =X0 (khoâng kieåm tra), 01 (kieåm tra leû), 11 (kieåm tra chaün). - Ñieàu khieån khung, xaùc ñònh soá bit döøng Vôùi D7D0 = 01 – moät bít döøng D7D6 = 10 – moät bít röôõi döøng
D7D6 = 11 – hai bit döøng  Vôùi lôøi leänh (hình 43b) ta coù theå ghi leänh ñeå: - Ñieàu khieån modem: DTR(D1=1), RTS(D%=1) - Xoaù meàm (baèng chöông trình coù IR (D6=1) ñeå xoaù veà 0 caùc thanh ghi noäi - Xoùa côø baùo loãi ER (D4=1) - Ghi cho pheùp truyeàn TxEN (D0=1) cho pheùp nhaän RxE(D2=1) - Göûi tín hieäu caét (caùc bit baèng 0-Break) ñeå caét doøng tín hieäu lieân tuïc ñang truyeàn - Tìm kyù töï ñoàng boä EH (D7=1) trong cheá ñoä ñoàng boä  Thanh ghi traïng thaùi (hình 43c): duøng ñeå ñoïc - saün saøng truyeàn TxRDY (D0=1), saün saøng nhaän RXRDY( D1=1) - Thanh ghi ñeäm soá lieäu roãng TxE (D2=1) - Tuy chæ coù moät ñòa chæ (CS\=0, A1=1) nhöng ta coù theå ghi ñöôïc 2 lôøi ñieàu khieån cheá ñoä vaø lôøi leänh ôû 2 thanh ghi ñieàu khieån khaùc nhau vì coøn coù chung moät flip flop noäi ñieàu khieån laàn löôït vaøo hai thanh ghi treân.