Giáo trình hình thành ứng dụng điều khiển đồng bộ dãy kí tự star bit p2

Chia sẻ: Sfdsg Uikulo | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:10

Thêm vào BST

Báo xấu

39
lượt xem 3
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Tham khảo tài liệu 'giáo trình hình thành ứng dụng điều khiển đồng bộ dãy kí tự star bit p2', công nghệ thông tin, kỹ thuật lập trình 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: Giáo trình hình thành ứng dụng điều khiển đồng bộ dãy kí tự star bit p2

IV. Tieâu chaån giao tieáp maùy Teletype: 1. Nguyeân lyù keát noái giöõa hai maùy Teletype: Caùc ñöôøng tín hieäu cuûa maùy Teletype goàm coù nhö sau: - Moät ñöôøng vaøo laø ñöôøng thu Rx. - Moät ñöôøng ra laø ñöôøng phaùt Tx. - Moät ñöôøng mass. Khi môû maùy, ñöôøng phaùt seõ töø möùc logic 0 (+60V) seõ ñöôïc naâng leân möùc logic 1 (-60V). Toång ñaøi viba hoaëc maùy Teletype ñoái phöông khi nhaän ñöôïc tín hieäu naøy (ñöôøng thu cuûa maùy ñoái phöông ñöôïc Set leân möùc logic 1) thì seõ gôûi traû tín hieäu traû lôøi cuõng baèng caùch Set ñöôøng phaùt cuûa maùy hoï leân möùc logic 1. Ñöôøng thu cuûa maùy ta seõ nhaän ñöôïc möùc logic 1. Luùc naøy coi nhö hai maùy ñaõ ñöôïc baét tay vaø baét ñaàu truyeàn soá lieäu cho nhau. Tröôøng hôïp maùy ta khoâng nhaän ñöôïc tín hieäu traû lôøi töùc laø coù söï coá ñöôøng daây hoaëc vì maùy ñoái phöông khoâng môû maùy. Ñöôøng phaùt cuûa maùy ta seõ töï ñoäng traû veà möùc logic 0 (+60V) vaø thoâng baùo hôû maïch. Nhö vaäy ta coù theå phaân tích maïch keát noái vôùi maùy Teletype nhö hình 7 : - Khi khoâng baét tay: E2 ñöôïc noái vôùi nguoàn -60V  Q2 khoâng daãn  Q3 cuõng khoâng daãn. coøn Q1 ñöôïc daãn baõo hoøa. do ñoù, nguoàn +60 V qua R2  D3 (Led D3 saùng baùo hôû maïch)  R1 ñeán ñöôøng daây thu cuûa maùy ñoái phöông ( Nhö vaäy ñöôøng daây thu cuûa maùy ñoái phöôngñang ôû möùc logic 0). - Töông töï ñöôøng daây phaùt cuûa maùy ñoái phöông cuõng ôû möùc logic 0, neân ñöôøng daây thu cuûa maùy ta cuõng ôû möùc logic 0, cöïc B cuûa Q4 ñöôïc ñaët vaøo moät ñieän aùp döông neân Q4 taét  ñieän aùp ôû M2 laø -60V (D4 saùng). - Khi caàn goïi, ta cho E2 noái ñaát Q2 daãn  Q3 daãn  Q1 taét. Do ñoù töø Relay cuûa maùy ñoái phöông moät doøng ñie än töø mass qua D2  Q3  veà nguoàn -60V. Luùc naøy, ñoái phöông seõ traû lôøi baèng caùch gôûi ñeán ñöôøng daây thu cuûa ta möùc logic 1 (doøng-20mA). Do ñoù, Q4 daãn vaø M2 coi nhö noái ñaát (D2 saùng). Nhaän ñöôïc tín hieäu naøy töùc laø ñöôøng daây ñaõ ñöôïc keát noái vaø saün saøng truyeàn soá lieäu.
+60V R2 R4 DZ D2 Q1 R8 E2 R1 R5 Q2 Ñeán Rx cuûa D3 maùy Teletype R3 Q3 R9 R6 - 60V R10 M2 Töø Tx cuûa R7 R8 maùy Teletype Q4 R25 D4 D5 Ground Hình 7 : 2. Giao tieáp duøng doøng ñieän voøng 20 mA: Giao tieáp duøng voøng ñieän voøng 20mA söû duïng moät doøng ñieän voøng 2 daây ñôn giaûn ñeå truyeàn döõ lieäu noái tieáp. Logic 1 bieåu thò baèng doøng ñieän voøng I = 20mA vaø logic 0 bieåu thò baèng doøng I = 4 mA.
KHOÁI GHEÙP NOÁI SONG SONG - NOÁI TIEÁP CHÖÔNG IV: VAØ NOÁI TIEÁP - SONG SONG I. Giôùi thieäu veà vieäc truyeàn thoâng tin noái tieáp cuûa maùy vi tính: Nhö ñaõ giôùi thieäu ôû phaàn tröôùc, tín hieäu Teletype laø tín hieäu noái tieáp. Do ñoù, ñeå giao tieáp vôùi maùy vi tính thì phaûi qua heä thoáng phoái hôïp noái tieáp cuûa maùy vi tính. Bôûi vì trong maùy tính chæ söû duïng maõ ASCII ñeå nhaän bieát caùc kyù töï vaø CPU laøm vieäc treân caùc thanh ghi duøng 8 hoaëc 16 bit döõ lieäu  CPU laøm vieäc vôùi caùc Chíp laø song song. Ñeå thu phaùt noái tieáp töø caùc thieát bò song song, chuùng ta phaûi bieán ñoåi tin song song thaønh noái tieáp vaø noái tieáp thaønh song song vaø cheá taïo moät khoái gheùp noái coù ñoàng thôøi 2 chöùc naêng treân ñeå trao ñoåi tin thu, phaùt giöõa moät thieát bò song song vôùi ñöôøng daây noái tieáp. Boä phoái gheùp noái tieáp trong maùy vi tính cho pheùp nhaän moät tín hieäu töø beân ngoaøi vaøo vaø bieán ñoåi thaønh song song ñeå ñöa vaøo CPU hoaëc ngöôïc laïi nhaän döõ lieäu song song töø CPU bieán ñoåi thaønh tín hieäu noái tieáp gôûi ra ngoaøi. Sau ñaây, chuùng em xin giôùi thieäu sô löôïc veà boä phoái gheùp noái tieáp - song song trong maùy vi tính IBM PC_AT (vì chæ caàn phaàn noái tieáp neân khoâng giôùi thieäu phaàn song song cuûa noù). Phaàn noái tieáp cuûa boä phoái gheùp noái tieáp trong maùy vi tính AT ñöôïc chöông trình hoùa moät caùch ñaày ñuû ñeå trôï giuùp cho vieäc lieân laïc thoâng tin dò boä. Boä phoái gheùp naøy seõ töï ñoäng theâm hoaëc laáy ra nhöõng bit Start, Stop vaø caùc bit chaün leû. Noù coù moät chöông trình ñaëc bieät taïo ra maõ BAUD_RATE cho pheùp vaän haønh töø 50  9600 bps. Noù cho pheùp thieát laäp 1 Frame vôùi 5, 6, 7 hoaëc 8 bit kyù töï vôùi 1; 1,5 hoaëc 2 bit Stop. Noù coù moät heä thoáng ngaét öu tieân duøng ñeå ñieàu khieån phaùt, thu, baùo loãi, traïng thaùi ñöôøng daây. . . II. Nhieäm vuï cuûa khoái gheùp noái song song - noái tieáp vaø noái tieáp song song khoâng ñoàng boä: Khoái gheùp noái coù nhieäm vuï sau: (Hình 9) - Thu tin song song töø maùy vi tính, thieát bò ñaàu cuoái ñeå bieán thaønh tin noái tieáp ñeå truyeàn treân ñöôøng daây TxD. - Thu tin noái tieáp töø ñöôøng daây RxD ñeå bieán thaønh tin song song cho maùy vi tính, thieát bò ñaàu cuoái. - Cheøn vaø loaïi tröø caùc bit khung Start, Stop cuûa khung tin. - Ñieàu khieån Modem vôùi caùc tín hieäu hoäi thoaïi (phaùt cho modem DTR, RTS vaø nhaän DSR, CTS töø modem) - Ñieàu khieån caùc cheá ñoä ñoàng boä, khoâng ñoàng boä, soá bit tin, soá bit Stop. .
(6) Start (1) Stop Thanh ghi Ñieàu khieån Thanh ghi Ñieàu khieån dòch naïp/ dòch dòch dòch/ñoïc Soá lieäu ra Nhòp nhaän song Ñoïïc Nhòp truyeàn Naïp Phaùt hieän bit Sart Soá lieäu vaøo song song Hình 9 III. Sô ñoà khoái cuûa khoái gheùp noái: Sô ñoà khoái cuûa khoái gheùp noái song song - noái tieáp vaø noái tieáp - song song nhö hình 10, goàm: - Caùc thanh ghi dòch noái tieáp song song ñeå bieán ñoåi song song - noái tieáp vaø noái tieáp - song song. - Caùc thanh ghi ñeäm song song vaøo vaø ra. - Thanh ghi ñieàu khieån, ñònh cheá ñoä, soá löôïng bit tin, soá löôïng bit Stop. - Thanh ghi traïng thaùi ñeå ñoïc caùc traïng thaùi cuûa modem vaø cuûa khoái gheùp noái. - Boä ñieàu khieån modem. Thanh ghi ñieàu khieån Ñieàu Logic D0 - D7 khieån Modem ñieàu Thanh ghi traïng thaùi Modem khieån INTR Ñeäm soá lieäu vaøo WR RxD Thanh ghi dòch noái tieáp - song Giaûi RD maõ TxD Thanh ghi dòch song song - noái CS ñòa chæ A0 Ñeäm soá lieäu ra Hình 10 : RxC TxC
IV. Vi maïch trao ñoåi tin song song - noái tieáp khoâng ñoàng boä 8251A: 8251A laø moät USART coù khaû naêng thöïc hieän Protocol ñoàng boä hoaëc baát ñoàng boä. ÔÛ ñaây ta chæ söû duïng ñeå truyeàn baát ñoàng boä. Haõng Intel moâ taû 8251A nhö sau :8251A ñöôïc thieát keá ñeå truyeàn döõ lieäu vôùi hoï P cuûa Intel. USART nhaän caùc kyù töï döõ lieäu töø P ôû daïng song song, sau ñoù ñoåi chuùng thaønh daïng döõ lieäu noái tieáp ñeå phaùt ñi. Ñoàng thôøi 8251A coù theå thu doøng döõ lieäu noái tieáp vaø ñoåi chuùng thaønh caùc kyù töï döõ lieäu song song gôûi ñeán P. USART seõ baùo cho P khi naøo coù theå nhaän 1 kyù töï môùi töø P ñeå phaùt hoaëc khi naøo ñaõ thu ñöôïc moät kyù töï ñeå cho P ñoïc. 1. Sô ñoà chaân vaø sô ñoà khoái cuûa 8251A: Sô ñoà chaân vaø sô ñoà khoái cuûa USART 8251A nhö hình 11 a, b vaø caùc thanh ghi nhö hình 11c. 8251A ñöôïc cheá taïo baèng kyõ thuaät NMOS vaø coù 28 chaân, toác ñoä truyeàn döõ lieäu leân tôùi 64 Kpbs. Khaùc vôùi 6402, ôû 8251A taát caû döõ lieäu ñeán vaø töø P ñeàu ñi qua Bus döõ lieäu (Data Bus) noái vôùi caùc chaân D7 - D0. D2 1 28 D1 D3 D0 RxD Vcc G ND R xC D4 D TR D5 RTS D6 8251A DS D7 R Reset TxC C LK WR TxD CS T xEMPTY C/D CTS Syndet/BR RD T xRDY 14 15 RxRDY Hình 11a
D0 - D7 Traïng thaùi Soá lieäu Soá lieäu phaùt vaø leänh Reset Bieán ñoåi song Logic TxD CLK song noái tieáp ñieàu C/D TxRDY khieån vaø Ñieàu khieån RD TxE logic ghi phaùt WR TxC CS TxRDY Ñieàu khieån Ñieàu DTR Syndet/Brk thu khieån DSR RxC modem RTS Bieán ñoåi noái RxD CTS tieáp song song Hình 11b : CS TxD RD Thanh ghi truyeàn WR C/D Thanh ghi ñeäm D0 truyeàn D1 RxD Thanh ghi nhaän D2 D3 Thanh ghi ñeäm D4 nhaän D5 D6 Thanh ghi cheá ñoä D7 CLK Thanh ghi leänh RST RxRDY Thanh ghi traïng thaùi TxRDY TxEMPTY GND DSR DTR CTS RST Syn/brk TxC Vcc RxC Hình 11c :
Trong ñoù: CS : Chip Select - choïn vi maïch RD : Read - ñoïc WR : Write - ghi C/D : Control/Data - ñieàu khieån/soá lieäu CLK : Clock - Nhòp D0 - D7 : Data bus I/O - Bus döõ lieäu vaøo/ra TxC : Transmit Clock - Nhòp truyeàn RxC : Receiver Clock - Nhòp nhaän RST : Reset - Xoùa DTR : Data Terminal Ready - Soá lieäu cuûa TBÑC saün saøng DSR : Data Set Ready - Boä soá lieäu saün saøng RTS : Request To Send - yeâu caàu gôûi CTS : Clear To Send - Xoùa gôûi TxD : Transmit Data - Soá lieäu truyeàn RxD : Receiver Data - Soá lieäu nhaän TxRDY : Transmit Ready - Saün saøng truyeàn RxRDY : Receiver Ready - Saün saøng nhaän TxEMTY : Transmit Register Emty - Thanh ghi truyeàn roãng Syn/BRK : Synch / Break Detect - Ñoàng boä / phaùt hieän ñöùc ñoaïn tin. a. Nhoùm tín hieäu gheùp noái vôùi vi xöû lyù goàm: - CS (chaân 11) noái vôùi boä giaûi maõ ñòa chæ (A1 - An) ñeå choïn hai thanh ghi (A0 ñieàu khieån traïng thaùi, A0 = 0 ñeäm soá lieäu). - C/D (chaân 12) noái vôùi ñöôøng daây ñòa chæ A0 ñeå choïn moät trong hai caëp thanh ghi treân. - WR (chaân 10) noái vôùi ñöôøng daây WR cuûa vi xöû lyù. - RD (chaân13) noái vôùi ñöôøng daây RD cuûa vi xöû lyù. - CLK (chaân 20) noái vôùi ñöôøng daây CLK cuûa vi xöû lyù. - Reset (chaân 21) noái vôùi ñöôøng daây Reset cuûa vi xöû lyù. - D0 - D7 (chaân 27, 28, 1, 2, 5, 6, 7, 8) noái vôùi caùc ñöôøng daây soá lieäu D0 - D7 cuûa vi xöû lyù. b. Nhoùm tín hieäu gheùp noái vôùi Modem: - DTR (chaân 24), RTS (chaân 23) - DSR (chaân22), CTS (chaân 17) c. Nhoùm tín hieäu gheùp noái vôùi ñöôøng daây truyeàn - nhaän vaø khoái gheùp noái: - TxEMPTY (chaân 18) thanh ghi ñeäm truyeàn roãng. - TxD (chaân 19) cho soá lieäu truyeàn. - RxD (chaân 3) cho soá lieäu nhaän.
- TxRDY (chaân 15) baùo soá lieäu truyeàn saün saøng. - RxRDY (chaân 14) baùo soá lieäu nhaän saün saøng. - Syn/Break : chæ ñoàng boä/ ñöùt doøng tin. d. Nhoùm tín hieäu gheùp noái vôùi maùy phaùt xung nhòp: - TxC : nhòp truyeàn. - RxC : nhòp nhaän. 2. Khôûi ñoäng 8251A: Sau khi Chip 8251A ñöôïc Reset, moät Byte ñöôïc ghi vaøo thanh ghi choïn Mode ñeå choïn Protocol mong muoán. Coù theå Reset baèng caùch duøng chaân RST (Reset cöùng luùc baät nguoàn) hoaëc khi ghi bit D1 = 1 vaøo thanh ghi leänh (Reset meàm). Sau khi thieát laäp Mode hoaït ñoäng vieäc phaùt vaø thu ñöôïc ñieàu khieån baèng caùch ghi ñònh kyø töø ñieàu khieån leänh vaøo thanh ghi leänh bao goàm caùc böôùc sau: - Reset chip 8251A (baèng phaàn cöùng hoaëc phaàn meàm) - Ghi töø choïn Mode mong muoán vaøo thanh ghi Mode. - Ghi töø leänh mong muoán vaøo thanh ghi leänh.  Phaùt moät kyù töï : Ñeå phaùt moät kyù töï, bit TxEN trong thanh ghi leänh phaûi ôû möùc logic 1 vaø chaân CTS phaûi ôû möùc 0: + Ñôïi cho ñeán khi chaân TxRDY ôû möùc cao hoaëc cho ñeán khi bit TxRDY trong thanh ghi traïng thaùi laø 1. + Ghi kyù töï caàn phaùt vaøo thanh ghi ñeäm phaùt.  Thu moät kyù töï : Ñeå thu moät kyù töï vaø kieåm tra traïng traùi loãi cuûa kyù töï naøy, ta caàn thöïc hieän caùc böôùc sau : + Ñôïi cho ñeán khi chaân RxRDY ôû möùc cao hoaëc cho ñeán khi bit RxRDY trong thanh ghi traïng thaùi laø moät. + Ñoïc traïng thaùi loãi töø thanh ghi traïng thaùi (coù theå keát hôïp vôùi caùc böôùc tröôùc - khi ñoïc bit RxRDY). + Ñoïc kyù töï töø thanh ghi ñeäm thu. + Reset traïng thaùi loãi baèng caùch ghi bit ER = 1 trong thanh ghi leänh. Toác ñoä phaùt vaø thu ñöôïc quyeát ñònh bôûi taàn soá cuûa xung Clock ñöa vaøo chaân RxC/TxC chia theo heä soá (1, 16 hoaëc 64) ñaõ choïn trong töø choïn Mode. 3. Caùc thanh ghi cuûa chip 8251A : Cuõng nhö CPU, Chip UART chöùa ñöïng moät soá thanh ghi hoaëc boä nhôù trong, coù ba kieåu thanh ghi: - Nhöõng thanh ghi ñieàu khieån: Chuùng nhaän nhöõng leänh töø CPU vaø khoâng töï ñoäng thay ñoåi traïng thaùi. - Nhöõng thanh ghi traïng thaùi: Chuùng thoâng baùo ñeán CPU nhöõng gì xaûy ra trong UART.
- Nhöõng thanh ghi ñeäm: Chuùng löu giöõ nhöõng kyù töï chuaån bò phaùt ñi hoaëc chôø xöû lyù. Caùch truy xuaát caùc thanh ghi phuï thuoäc vaøo caáu truùc cuûa maùy tính maø UART ñöôïc caøi ñaët. Trong tröôøng hôïp maùy IBM PC, nhöõng giaù trò ñöôïc ñaët vaøo beân trong caùc thanh ghi nghóa laø duøng leänh OUT töø chip CPU gôûi ñeán nhöõng ñòa chæ töông öùng cuûa caùc thanh ghi. töông töï, nhöõng thanh ghi ñöôïc truy xuaát theo caùch ñoïc nghóa laø duøng leänh IN vôùi caùc ñòa chæ töông öùng. a. Caùc thanh ghi ñieàu khieån: Coù 4 thanh ghi ñieàu khieån duøng ñeå nhaän leänh töø CPU: a1. Thanh ghi ñieàu khieån ñöôøng daây:) (Line Control Register) Thanh ghi naøy ñöôïc duøng ñeå SET caùc thoâng soá lieân laïc. Moãi bit cuûa thanh ghi naøy coù yù nghóa vaø ñöôïc moâ taû nhö sau: Bit YÙ nghóa 0 Hai bit naøy duøng ñeå xaùc ñònh chieàu daøi cuûa moät töø 1 2 Soá bit Stop 3 Cho pheùp kieåm tra chaún leû 4 Choïn kieåm tra chaún leû 5 Choïn bit chaún leû 6 Ngaét 7 Bit truy xuaát vaø choát soá lieäu Moâ taû : - Bit 0 vaø 1 : chæ chieàu daøi cuûa moät töø nhö sau : Bit 0 Bit 1 Soá kyù töï 0 0 5 0 1 6 1 0 7 1 1 8 - Bit 2 : Xaùc ñònh soá STOP bit. Neáu Bit 2 laø 0, moät Stop bit ñöôïc taïo ra. Neáu bit 2 laø 1, 2 Stop bit ñöôïc taïo ra tröø khi chieàu daøi kyù töï laø 5 (töùc laø bit 0 vaø bit 1 baèng 00), luùc naøy seõ taïo ra 1.5 Stop bit. - Bit 3, 4, 5 laø nhöõng bit löïa choïn söï kieåm tra chaün leû (trong ñoà aùn naøy khoâng söû duïng neân luoân ñöôïc Set baèng 0).
- Bit 6 : laø bit taïo ra moät leänh ngaét, khi ñöôïc Set leân 1 noù seõ treo ngoõ ra OUT ôû möùc logic 0 (SPACING) cho tôùi khi ñöôïc SET trôû laïi baèng 0 (Bit naøy khoâng ñöôïc duøng neân luoân luoân ñöôïc Set baèng 0). - Bit 7 : laø bit duy nhaát vaø choát soá chia (DLAB : Division Latch Access Bit). noù phaûi ñöôïc SET leân 1 khi truy xuaát vieäc choát soá chia, töùc laø luùc caøi toác ñoä truyeàn theo BAUD_RATE. Khi SET trôû veà 0, noù seõ cho pheùp caùc thao taùc ñoïc hoaëc ghi töø vuøng ñeäm thu, vuøng ñeäm phaùt hoaëc thanh ghi cho pheùp ngaét. a2. Thanh ghi ñieàu khieån modem: (Modem Control Register) Thanh ghi naøy ñieàu khieån nhöõng tín hieäu baét tay gôùi ra ngoaøi töø UART. Moãi bit cuûa thanh ghi naøy ñöôïc moâ taû nhö sau : Bit Chöõ vieát taét Teân goïi 0 DTR Döõ lieäu traïm cuoái saün saøng 1 RTS Yeâu caàu gôûi 2 OUT1 Ngoõ ra 1 3 OUT2 Ngoõ ra 2 4 LOOP Kieåm tra cheá ñoä voøng laëp - Bit 0 : thöôøng duøng ñeå SET ngoõ ra DTR veà möùc logic 0, cho pheùp caùc thieát bò töø xa gôûi tín hieäu ñeán chuùng ta hoaëc khi noù ñöôïc SET trôû veà möùc logic 1 yeâu caàu thieát bò xa khoâng gôûi ñeán chuùng ta nöõa. Trong ñoà aùn naøy ta söû duïng Bit naøy ñeå gôûi ra maïch khi nhaän döôïc tín hieäu goïi keát noái töø ñoái phöông. Luùc ñoù, noù phaûi ñöôïc Set leân 1 ñeå xem nhö baét tay phaàn cöùng vôùi ñoái phöông. - Bit 1,2,3,4 : khoâng duøng neân luoân ñöôïc set baèng 0 - Bit 5,6,7 : luoân Set = 0 a3. Thanh ghi cho pheùp ngaét : (Interrupt Enable Register ) Taùm bit thanh ghi naøy cho pheùp 4 kieåu ñieàu khieån ngaét taùc ñoäng leân "chip ngaét" baèng ngoõ ra INTRPT. Khi RESET caùc bit töø 0 ñeán 3 cuûa thanh ghi naøy, ta coù theå boû kieåu ngaét heä thoáng cuûa noù. Khi SET caùc bit töø 0 ñeán 3, ta choïn kieåu ngaét cho pheùp. Bit Kieåu ngaét 0 Cho pheùp ngaét ñeå thu döõ lieäu 1 Cho pheùp ngaét baùo vuøng ñeäm phaùt roãng 2 Cho pheùp ngaét baùo traïng thaùi ñöôøng daây 3 Cho pheùp ngaét baùo traïng thaùi Modem 4 Baèng 0 5 Baèng 0 6 Baèng 0 7 Baèng 0 a4. Thanh ghi choát soá chia BAUD_RATE: