Đồ án tốt nghiệp
Mở đầu
Chương 0: Mở đầu
Trong thời đại bùng nổ công nghệ thông tin như hiện nay, tin học
đã,
đang và sẽ được ứng dụng rộng rãi trong rất nhiều lĩnh vực của đời sống
xã hội.
Không nằm ngoài tầm ảnh hưởng mạnh mẽ của tin học là những người
làm
công tác giảng dạy, đào tạo, nghiên cứu,... Khi nói đến họ thì ta có thể
thấy
ngay rằng công việc của họ sẽ thật khó suôn sẻ khi thiếu chiếc máy tính cá
nhân và các phần mềm đi kèm như bộ Microsoft office với Word, Excel,
PowerPoint và nhiều những ứng dụng khác. Bên cạnh Word và Excel đã tỏ
rõ
sức mạnh từ lâu thì thời gian gần đây, PowerPoint cùng với chiếc máy
chiếu
càng ngày càng cho thấy ưu điểm vượt trội của nó trong việc tăng hiệu
quả diễn
đạt cho một vấn đề bất kỳ. Như vậy đi kèm với các gói phần mềm thì để
sử
dụng chúng một cách hiệu quả còn có những thiết bị đầu cuối. Các thiết bị
đầu
cuối làm tăng đáng kể khả năng cho chiếc máy tính cá nhân. Trước đây
các
thiết bị đầu cuối được ghép nối với máy tính thông qua rất nhiều giao diện
như
cổng com, cổng máy in, PS/2. Hiện nay thì dường như đã dần quy về một
mối,
đó chính là ghép nối thiết bị đầu cuối với máy tính thông qua cổng USB.
Cổng

p
nối
với
má
y
tính
thô
ng
qua
cổn
g
US
B.
Bộ
thu
này
nhậ
n
lện
h từ
bộ
phá
t và
truy
ền
đạt
lại
lện
h
đó

khiển PIC
của hãng MicroChip), truyền tín hiệu điều khiển sử dụng sóng cao tần.
Chính
vì vậy mà trong khuôn khổ của đồ án này sẽ tập trung trình bày các nội
dung
sau:
Phần I: Sơ lược về chuẩn USB (gồm 6 chương):
• Chương 1: Giới thiệu chung về chuẩn USB
Chương này sẽ đưa ra cái nhìn khái quát, sơ lược về
USB
gồm khái niệm, ưu điểm của USB, mô tả hệ thống USB
và cáp
USB.
•
2: Mô
hình
luồng dữ
liệu USB
Chương này mô
tả cách thực hiện
một kết nối
USB, cách
mà theo đó
dữ liệu
được truyền
qua USB.
L
ê

N

•
3: Tầng
giao thức
USB
Chương này đem
lại một cái nhìn
từ dưới lên trên
của giao
thức USB,
bắt đầu với
các định
nghĩa
trường và
gói, sau đó
là
mô tả các
giao tác và
cuối cùng là
việc đồng
bộ và thử
lại.
•
4: Các lớp
thiết bị
được định
nghĩa
Chương này giới
thiệu các lớp
thiết bị được
định nghĩa,

Phần II: Thiết kế sản phẩm (gồm 2 chương):
• Chương 7: Thiết kế bộ phát
Chương này sẽ trình bày một số lưu ý khi thiết kế
điều
khiển từ xa sử dụng sóng cao tần (RF), sơ đồ khối hệ
thống cho
sản phẩm của đề tài và phần thiết kế bộ phát của sản
phẩm.
• Chương 8: Thiết kế bộ thu
Chương này sẽ giới thiệu sơ qua về họ vi điều khiển
PIC-
loại vi điều
khiển mà ta
sử dụng cho
sản phẩm
của đề tài
và
phần phân
tích thiết kế
bộ thu.
L
ê

N
g
ọ
c

D
u

g
ph
ần
I
thì
các
kiế
n
thứ
c
về
ch
uẩ
n
US
B
mớ
i
chỉ
đư
ợc
trì
nh
bà
y
vắn
tắt
và
còn
thiế

K46 -
ĐHBKHN
5
Đồ án tốt nghiệp
Sơ lược về chuẩn USB 2.0
Chương
1: Giới
thiệu
chung về
USB
Chương này sẽ
đưa ra cái nhìn
khái quát, sơ
lược về USB
gồm khái
niệm, ưu điểm của
USB, mô tả hệ thống
USB và cáp USB.
1.1 Khái niệm về
USB
USB
(Universal
Serial Bus) là
bus nối tiếp đa
năng cho phép
các thiết bị
đầu cuối giao tiếp với
máy tính chủ (Host
Computer).
1.2 Các mục tiêu

-
-
Kết nối USB
Các thiết bị USB
USB host
•Kết nối USB
được hiểu là
kiểu kết nối
mà trong đó
các thiết bị
USB
được kết nối và giao
tiếp với máy tính chủ.
Kết nối USB bao gồm
các vấn đề
sau:
+ Kiến trúc
Bus: Mô hình
kết nối giữa
các thiết bị
USB và Host.
+ Những mối
quan hệ Inter-
layer : Dưới
dạng một tập
khả năng, các
tác
vụ USB được thực
hiện tại mỗi lớp trong hệ thống.
+ Các mô hình luồng dữ liệu: Là hình thức mà

1.3.1.1 Máy chủ
USB (USB Host)
Chỉ có duy
nhất một Host
trong một hệ
thống USB bất
kỳ. Giao diện
USB tới hệ thống máy
chủ được xem như bộ
điều khiển Host. Bộ
điều khiển
Host có thể được thực
hiện trong một kết
hợp gồm phần cứng,
vi chương trình
(firmware) hoặc phần
mềm. Một Hub gốc (root hub) được tích hợp chỉ trong
hệ
thống Host để cung cấp một hoặc nhiều điểm lắp
thêm.
1.3.1.2 Các thiết bị USB
Thiết bị USB có thể là một trong các thiết bị
sau:
-Hub: cung cấp điểm lắp thêm vào USB.
-Các chức năng: Cung cấp các khả năng cho hệ
thống như một kết nối
ISDN, digital joystick, hoặc speakers.
-Thiết bị hiểu được giao thức USB
Lê Ngọc Du - Lớp ĐT7 - K46 - ĐHBKHN
8

dùng để truyền
tín hiệu, Vbus
và GND để cấp nguồn
cho thiết bị ( Thường
thì Vbus =5V còn GND=0V tại
nguồn). USB cho phép chiều dài các đoạn cáp có thể
thay đổi lên tới vài mét.
Ở phía máy chủ Host thì D+ và D- được nối đất
qua các điện trở Rpd còn
về phía thiết bị ngoại vi, các đầu dây D+, D- được bảo
vệ bởi điện trở cuối (đó
chính là các điện trở Rpu. Thiết bị tốc độ cao hoặc toàn
tốc cần có điện trở nối
+3.3 V cho đầu D+, thiết bị tốc độ thấp cần có điện trở
nối lên 3.3 V cho đầu
D-. Những điện trở này tạo nên các mức điện thế khác
nhau giữa D+ và D-
giúp cho máy chủ phát hiện được việc cắm vào hay rút
ra của thiết bị cũng như
tốc độ truyền dữ liệu của thiết bị.
Lê Ngọc Du - Lớp ĐT7 - K46 - ĐHBKHN
9
Đồ án tốt nghiệp
Sơ lược về chuẩn USB 2.0
Chương
2: Mô
hình
luồng dữ
liệu USB
Chương này

bị USB. Phần mềm này có thể được cung cấp bởi hệ
điều hành hoặc
được cung cấp cùng với thiết bị USB.
USB System Software: Là phần mềm hỗ trợ USB
trong một hệ điều
hành cụ thể. Phần mềm hệ thống USB thường được
cung cấp kèm
với hệ điều hành, nó không hề phụ thuộc vào một thiết
bị USB cụ thể
nào cũng như phần mềm client cụ thể nào.
USB Host Cotroller: Bao gồm phần cứng và phần
mềm cho phép các
thiết bị USB kết nối tới Host.
Hình 2.1 sau sẽ chỉ ra sự tương tác giữa một số
lớp và thực thể trong
một kết nối đơn giản giữa host và thiết bị.
Lê Ngọc Du - Lớp ĐT7 - K46 - ĐHBKHN
10
Đồ án tốt nghiệp
Sơ lược về chuẩn USB 2.0
Hình 2.1:
Các vùng
thực hiện
trong một
kết nối
USB [1]
-USB Bus
interface Layer
cung cấp kết
nối vật lý, gói

Cấu trúc logic: cho thấy vai trò và trách nhiệm của các
thành phần
USB khác nhau và USB xuất hiện như thế nào từ hình
phối cảnh của
Host và một thiết bị.
Mối liên quan giữa chức năng và phần mềm khách
(client software).
Lê Ngọc Du - Lớp ĐT7 - K46 - ĐHBKHN
11
Đồ án tốt nghiệp
Sơ lược về chuẩn USB 2.0
2.2.1 USB Host
Kết cấu logic
của Host được
chỉ ra trong
hình 2.2 gồm
có
-
-
-
Bộ điều khiển Host.
Phần mềm hệ thống USB đã
được gộp chung (thực chất nó
gồm:
USB Driver, Host Controller
Driver và Host software).
Phần mềm khách (client
software).
Hìn
h