PhầN 2 Kiến trúc phần cứng về hệ thống báo cháy thông qua máy tính
Chương 1. Lý thuyết về giao tiếp máy tính với thiết bị ngoại vi
I. Các phương pháp điều khiển vào ra:
1.V ào ra điều khiển bằng chương trình :
Thiết bị ngoai vi điều ghép với Bus hệ thống vi xử lý thông qua các phần
thích ứng về công nghệ chế tạo và logic. Thích ứng về công nghệ chế tạo là điều
chỉnh mức công nghệ sản xuất thiết bị ngoại vi và công nghệ sản xuất của mạch
trong hệ vi xử lý. Thích ứng về Logic là nhiệm vụ tạo tín hiệu điều khiển ngoại
vi tín hiệu trên bus hệ thống.
Trong hệ vi xử lý một vùng nhớ dùng làm nơi chứa địa chỉ cổng vào ra và
CPU xuất hoặc nhập dữ liệu từ các cổng vào ra này các lệnh xuất nhập In/Out
Lúc này cổng vào ra được xem như thanh ghi ngồi, chúng được viết vào hoặc
đọc ra như ô nhớ Ram qua hai lệnh trên. Để phân biệt hướng xuất hoặc nhập dữ
liệu từ cổng vào ra CPU phát ra tín hiệu điều khiển đọc hoặc viết. Để phân biệt
vùng nhớ với thiết bị vào ra CPU phát ra tín hiệu điều khiển IO/M. Khi có các
lệnh này thì các lệnh In/Out mới có tác dụng.
Ngồi các lệnh qui chiếu bộ nhớ, cũng như khả năng trao đổi dữ liệu giữa
thiết bị ngoại vi và hệ vi xử lý. Lúc đó vào ra được gán như một địa chỉ ô nhớ
của bộ nhớ. Các thanh ghi liên quan tới cổng vào ra được xem như ngăn nhớ.
Khi bộ vi xử lý gọi địa chỉ và xung điều khiển đọc hay viết bộ nhớ không cần
xác định nơi gởi là bộ nhớ hay thiết bị vào ra. Nó chỉ hỏi nơi gởi dữ liệu vào
trong khoảng thời gian cho phép. Bộ logic bên ngồi sẽ giải mã địa chỉ kết hợp
với xung MR, MW, để chọn thiết bị mà không phân biệt ngăn nhớ hay thiết bị
vào ra.
2.Vào ra điều khiển bằng ngắt:
Với phương pháp điều khiển vào ra bằng chương trình, CPU phải liên tục
kiểm tra trạng thái của thiết bị ngoại vi đến khi sẵn sàng, đó là sự lãng phí thời
gian của CPU và chương trình dài và phức tạp. Khi bộ vi xử lý có nhiều thiết bị
ngoại vi CPU không đáp ứng yêu cầu của chúng. Có thể đáp ứng yêu cầu ngoại
vi nhanh chóng và không theo trình tự như định trước nhờ cơ cấu ngắt CPU.
Nhờ tính chất đáp ứng tức thời của vi xử lý khi có yêu cầu ngắt từ thiết bị

IOR
, IOW, AEN, CLK, ... Do đó card
giao tiếp với máy tính qua slot card đơn giản, số bit có thể tăng dễ dàng, giảm
được nhiều linh kiện, tốc độ truyền dữ liệu nhanh (truyền song song). Tuy
nhiên, do khe cắm nằm bên trong máy tính nên khi muốn gắn card giao tiếp vào
thì phải mở nắp ra, điều này gây bất tiện cho người sử dụng.
2.Giao tiếp qua Serial Port (Port COM) :
IBM PC cung cấp 2 cổng nối tiếp: COM1 và COM2. Các cổng này giao
tiếp theo tiêu chuẩn RS232. Chúng có thể được nối với một Modem để dùng
cho mạng điện thoại, hay nối trực tiếp với một máy tính khác. Dữ liệu được
truyền qua cổng này theo cách nối tiếp, nghĩa là dữ liệu được gởi đi nối tiếp
nhau trên 1 đường dây. Do các dữ liệu được truyền đi từng bit một nên tốc độ
truyền chậm, các tốc độ truyền có thể là 300, 600, 1200, 2400, 4800bps,
9600bps, chiều dài dữ liệu có thể là 5, 6, 7 hoặc 8 bit và kết hợp với các bit
Start, Stop, Parity tạo thành một khung (frame). Ngồi ra cổng này còn có các
điều khiển thu (Receive), phát (Trans), kiểm tra. Cách giao tiếp này cho phép
khoảng cách truyền dữ liệu xa, tuy nhiên tốc độ truyền rất chậm tốc độ tối đa là
20kbps.
3.Giao tiếp qua cổng PRINT (Cổng máy in):
IBM PC cho phép sử dụng đến 3 cổng song song có tên là LP1, LP2 và
LP3. Kiểu giao tiếp song song được dùng để truyền dữ liệu giữa máy tính và
máy in. Khác với cách giao tiếp qua Port Com, ở cách giao tiếp này dữ liệu
được truyền song song cùng một lúc 8 bit. Vì thế nó có thể đạt tốc độ cao.
Connector của Port này có 25 chân bao gồm 8 chân dữ liệu và các đường tín
hiệu bắt tay (Handshaking ). Tất cả các đường Data và tín hiệu điều khiển đều ở
mức logic hồn tồn tương thích với mức TTL. Hơn nữa, người lập trình có thể
điều khiển cho phép hoặc không cho phép các tín hiệu tạo Interrupt từ ngõ vào
nên việc giao tiếp đơn giản và dễ dàng. Tuy nhiên, giao tiếp với mức logic TTL
nên khoảng cách truyền bị hạn chế so với cách truyền qua Port Com, đồng thời
cáp truyền cũng phức tạp hơn. Đó là nhược điểm của cách giao tiếp này.

FOR 9 PINS
PIN
NUMBERS
FOR 25 PINS
COMMON
NAME
RS232C
NAME
SIGNAL
DIRECTION
ON DCE
3
2
7
8
1
2
3
4
5
TxD
RxD
RTS
CTS
AA
BA
BB
CA
CB
-

SCF
SCB
SBA
ĐB
-
OUT
OUT
IN
OUT
4
16
17
18
19
20
DTR
SBB
SCA
CD
OUT
OUT
-
IN
IN
9
21
22
23
24
25

♦ R
L
(điện trở tải) được nhìn từ bộ kích phát có giá trị từ 3 ÷ 7k.
♦ C
L
(điện dung tải) được nhìn từ bộ kích phát không được vượt quá
2500pF.
♦ Để ngăn cản sự dao động quá mức, tốc độ thay đổi (Slew rate ) của điện
áp không được vượt qúa 30V/µs.
Đối với các đường điều khiển, thời gian chuyển của tín hiệu (từ TRUE
sang FALSE, hoặc từ FALSE sang TRUE ) không được vượt qúa 1ms. Đối với
các đường dữ liệu, thời gian chuyển (từ 1 sang 0 hoặc từ 0 sang 1) phải không
vượt qúa 4% thời gian của 1 bit hoặc 1ms.
II.Các đường dữ liệu và điều khiển của Serial Port (Com):
- TxD: Dữ liệu được truyền đi từ Modem trên mạng điện thoại.
- RxD: Dữ liệu được thu bởi Modem trên mạng điện thoại.
 Các đường báo thiết bị sẵn sàng :
- DSR : Để báo rằng Modem đã sẵn sàng.
- DTR : Để báo rằng thiết bị đầu cuối đã sẵn sàng
- Các đường bắt tay bán song công.
- RTS : Để báo rằng thiết bị đầu cuối yêu cầu phát dữ liệu.
- CTS : Modem đáp ứng nhu cầu cần gửi dữ liệu của thiết bị đầu cuối cho
thiết bị đầu cuối có thể sử dụng kênh truyền dữ liệu. Các đường trạng thái
sóng mang và tín hiệu điện thoại:
- CD : Modem báo cho thiết bị đầu cuối biết rằng đã nhận được một sóng
mang hợp lệ từ mạng điện thoại.
- RI : Các Modem tự động trả lời báo rằng đã phát hiện chuông từ mạng điện
thoạïi địa chỉ đầu tiên có thể tới được của cổng nối tiếp được gọi là địa chỉ
cơ bản (Basic Address). Các địa chỉ ghi tiếp theo được đặt tới bằng việc
cộng thêm số thanh ghi đã gặp của bộ UART vào địa chỉ cơ bản.