Đang tải... (xem toàn văn)
Hiện nay việc ứng dụng máy tính vào việc xử lý và điều khiển các nguồn tín hiệu trong kỹ thuật số rất rộng rãi và đem lại lợi ích rất to lớn.
Website: http://www.docs.vn Email : lienhe@docs.vn Tel : 0918.775.368 MỤC LỤC CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI 1 CHƯƠNG 2 CẤU TRÚC KĨ THUẬT CỦA CÁC LOẠI GIAO DIỆN .4 A.CẤU TRÚC GIAO DIÊN SONG SONG LPT 1.Giới thiệu chung về giao diện LPT 4 2.Cấu trúc giao diện LPT chuẩn Standard 4 2.1.Cấu trúc -Chức năng 4 2.2.Thông số kĩ thuật 8 3.Một số chuẩn khác của giao diện LPT 8 3.1.Chuẩn Bi-direction .8 3.2.Chuẩn EPP 8 3.3.Chuẩn ECP .10 B.CẤU TRÚC GIAO DIỆN NỐI TIẾP RS-232(COM) 1.Giới thiệu chung về giao diện RS-232 14 2.Cấu trúc giao diện RS-232 14 2.1.Cấu trúc-Chức năng .14 2.2.Thông số kĩ thuật 15 3.Phương thức truyền thông trong RS-232 16 4.Các thanh ghi trong giao diện RS-232 .17 CHƯƠNG 3 LẬP TRÌNH CHO CÁC LOẠI GIAO DIỆN .22 A.LẬP TRÌNH TRAO ĐỔI DỮ LIỆUCHO LPT 1.Thủ thuật phần cứng .22 2.Lập trình .22 2.1.Giải thuật .24 2.2.Công cụ lập trình 25 2.3.Mã hoá chương trình 25 B.LẬP TRÌNH TRAO ĐỔI DỮ LIỆU CHO RS-232 1.Thủ thuật phần cứng .29 2.Lập trình .29 2.1.giải thuật 29 2.2.Mã hoá chương trình 29 C.LẬP TRÌNH CHO CHỨC NĂNG CHAT GIỮA HAI MÁY 1.Giải thuật 32 2.Lập trình .33 CHƯƠNG 4 KẾT LUẬN HƯỚNG PHÁT TRIỂN 1.Kết quả đạt được-Hướng phát triển 35 2.Hướng dẫn sử dụng chương trình .37 3.Kết luận .38 PHỤ LỤC 1.Code chương trình .39 2.Tài liệu tham khảo .56 CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI Hiện nay việc ứng dụng máy tính vào việc xử lý và điều khiển các nguồn tín hiệu trong kỹ thuật số rất rộng rãi và đem lại lợi ích rất to lớn.Một yếu tố then chốt trong lĩnh vực này là việc thực hiện giao tiếp giữa máy tính và thiết bị ngoại vi để thu tín hiệu vào và xuất tín hiệu điều khiển ra, công việc này dược thực hiện qua các cổng giao tiếp ví dụ:Cổng LPT,cổng COM,khe cắm PCI,cổng USB với sự trợ giúp của các phần mềm.Hiện nay,có rất nhiều phần mềm cũng như phần cứng hỗ trợ công việc giao tiếp này do các hãng lớn trên thế giới phát triển.Tuy nhiên phần lớn trong số đó rất đắt và nhiều khi không thực sự phù hợp với yêu cầu trong thực tế của chúng ta.Mặt khác yêu cầu thực tế của nghành điện tử là người thiết kế hệ thống phải nắm vững về cấu trúc phần cứng cũng như phương thức giao tiếp của các loại giao diện trên nhằm vận dụng chúng một cách thành thạo vào các yêu cầu thực tế của mình. Đứng trước thực tế như vậy chúng em quyết định thực hiện đề tài ”Giao tiếp máy tính qua các cổng”.Mục đích chúng em mong muốn đạt được khi tiến hành thực hiện đề tài này là: -Hiểu rõ cấu trúc và phương thức truyền dữ liệu của hai loại giao diện LPT và RS-232(COM) -Xây dựng giải thuật nhằm thực hiện truyền thông giữa hai máy tính Trên cơ sở đó chúng em sẽ xây dựng một số chương trình tiện ích như: -Truyền nhận một File dữ liệu giữa hai máy -Tạo chức năng cho phép Chat giữa hai máy Do thời gian giành cho đề tài khá ngắn ngủi và phải thực hiện một khối lượng công việc khá lớn nên các tiện ích của chương trình mà chúng em định xây dựng sẽ không nhiều mà chúng em chủ yếu tập trung vào việc tìm hiểu cấu trúc các loại giao diện và xây dựng một giải thuật truyền thông tối ưu.Trên cơ sở những hiểu biết sâu về cấu trúc các loại giao diện và giải thuật truyền thông tối ưu thì ta hoàn toàn dễ dàng phát triển các tiện ích phức tạp hơn. Nhóm chúng em gồm các thành viên: -Lê Rô To -Nguyễn Thu Hằng Để tiện xây dựng các Menu giao diện cũng như phần giới thiệu trong chương trình chúng em đặt tên nhóm la nhóm E-Soft Như đã đề cập ở trên thời gian giành cho đề tài là khá ngắn và lượng công việc cần giả quyết khá lớn như:Tìm hiểu ngôn ngữ lập trình,Tìm hiểu cấu trúc các laọi giao diên,Xây dựng cáp truyền mới,Xây dựng giải thuật… 2 Trong đề tài này phần quan trọng nhất và tiêu tốn thời gian nhất là phần tìm hiểu cấu trúc của các loại giao diện.Trên cơ sở các công việc chính như vậy nhóm chúng em có sự phân công công việc cơ bản như sau BẢNG PHÂN CHIA CÔNG VIỆC I.Giới thiệu về nhóm: 1.Tên nhóm:E-soft Lớp ĐT12-k47 2.Thành viên: Lê Rô To Nguyễn Thu Hằng Bảng phân công Thành viên Công việc Lê Rô To Nguyễn Thu Hằng Xây dựng tìm hiểu đề tài x x Tìm hiểu cấu trúc các giao diện x x Xây dựng cáp truyền x Lập Trình Xây dựng các chức năng x x Xây dựng giải thuật x x Mã hoá Chương trình chính thực hiện giao tiếp x Các Menu,giao diện của chương trình x Viết báo cáo x x 3 4 CHƯƠNG 2 CẤU TRÚC KĨ THUẬT CỦA CÁC LOẠI GIAO DIỆN A.CẤU TRÚC GIAO DIỆN SONG SONG(LPT) 1.Giới thiệu chung về giao diện LPT Giao diện song song LPT được IBM phát triển bổ sung vào năm 1981 nhằm khắc phục tốc độ truyền dữ liệu của giao diện tuần tự nối tiếp,nó đã đáp ứng được nhu cầu giao tiếp giữa máy tính và máy in ma trận điểm,một máy in thuộc loại hiện đại nhất thời bây giờ. Từ đó đến nay giao diện này dược phát triển bởi rất nhiều nhà sản xuất với nhiều chuẩn khác nhau nhằm thực hiện các mục đích giao tiếp khác nhau ví dụ:chuẩn cơ bản STANDARD,chuẩn hai hướng Bi-direction,chuẩn EPP,chuẩn ECP.Chính vì việc phát triển với nhiều chuẩn như vậy nên hiện nay chưa có một chuẩn chính thức cho loại giao diện này,trong các máy tính tuỳ thuộc nhà sản xuất mà giao diện LPT có thể có một hoặc tất cả các chuẩn trên. Đây là một hạn chế của giao diện LPT,do đó ta phai tim hiểu các chuẩn trên. 2.Cấu trúc giao diện LPT chuẩn Standard(spp) 2.1.Cấu trúc - chức năng -Về cáp truyền thì chiều dài tới hạn là 2m -Về ổ cắm có hai loại là ổ 36 chân và ổ 25 chân tuy nhiên hiện nay phổ biến là loại 25 chân nên ta chỉ đề cập đến loại này trong đề tài này.Trong số 25 chân này thì có thể chia làm 3 nhóm chính:Nhóm các chân dữ liệu,nhóm các chan điều khiển và nhóm các chân trang thái. • 8 pins dùng để gửi (từ pin số 2 đến số 9) gọi là DATA Port . Dữ liệu trao đổi qua 8 pin này được gói gọn trong 1 byte. • 5 pins dùng để hiển thị tình trạng hoạt động của parallel port: đang bận, đang gởi/nhận thông tin .(các pin số 10-13 và pin số 15) gọi là STATUS Port. Dữ liệu trao đổi qua 8 pin này dùng 5 bit cao của byte. • 4 pins dùng để điều khiển gọi là CONTROL Port, là các pin số 1, 14, 16 và 17. Dữ trao đổi qua pin này dùng 4 bit thấp của byte. • Hình2.1.Cấu trúc hình học LPT 5 8 pins còn lại được dùng tùy theo ý người sử dụng. Nếu không được sử dụng thì chúng sẽ được nối đất Giao diện song song thực hiện xuất nhập dữ liệu trực tiếp qua các thanh ghi.Tuy nhiên như đã đề cập ở trên,các chân của cổng LPT được chia làm ba nhóm rõ rệt do đó mỗi nhóm được liên kết với một thanh ghi,các thanh ghi này được đánh địa chỉ liên tiếp nhau và đều dược truy nhập qua một địa chỉ cổng cứng.Trước đây hệ điều hành DOS lại dự tính không gian bộ nhớ cho 4cổng LPT,tuy nhiên hiện nay hầu hết các máy tính thông dụng chỉ có 1 cổng LPT có địa chỉ cơ bản 0x378h.Cách đánh địa chỉ của các cổng này tuỳ thuộc vào BIOS của máy tính,dưới đây liệt địa chỉ các thanh ghi theo cách đánh thông dụng nhất: Số thứ tự cổng LPT Địa chỉ thanh ghi dữ liệu Địa chỉ thanh ghi trạng thái Địa chỉ thanh ghi điều khiển LPT1 3BC 3BD 3BE LPT2 378 379 37A LPT3 278 279 27A LPT4 2BC 2BD 2BE Bảng2.1. Địa chỉ các thanh ghi Vị trí các bít trên thanh ghi và các chân tương ứng được minh hoạ trên, ta thấy rằng 8chân của Data port kết nối đầy đủ với 8 bit của Data register,5chân của Status port kết nốt với 5 bit cao của Status register,4 chân của Control port kết nối tới 4 bit thấp của Control register.Chi tiết về các chân được diễn giải trong bảng dưới đây: Pin: D-sub Signal Function Source Register Inverted at connector Pin: Centron- Name Bit# 1 nStrobe Strobe D0, D7 PC1 Contro 0 Y 1 2 D0 Data bit 0 PC Data 0 N 2 3 D1 Data bit 1 PC2 Data 1 N 3 4 D2 Data bit 2 PC2 Data 2 N 4 5 D3 Data bit 3 PC Data 3 N 5 6 D4 Data bit 4 PC2 Data 4 N 6 7 D5 Data bit 5 PC Data 5 N 7 8 D6 Data bit 6 PC2 Data 6 N 8 9 D7 Data bit 7 PC2 Data 7 N 9 10 nAck Acknowledge ( may trigger interrupt) Printer Status 6 N 10 11 Busy Printer busy Printer Status 7 Y 11 12 Paper End Paper end,empty (out of paper) Printer Status 5 N 12 13 Select Printer selected (on line) Printer Status 4 N 13 6 14 nAutoLF Generate automatic line feeds after carriage return PC1 Contro l 1 Y 14 15 nError(n Fault) Error Printer Status 3 N 32 16 nInit Initialize printer (Reset) PC1 Contro l 2 N 31 17 nSelectI n Select Printer PC1 Contro l 3 Y 36 18 Gnd Ground return for nStrobe,D0 19,20 19 God Ground return for D1, D2 21,22 20 God Ground return for D3, D4 23,24 21 God Ground return for D5, D6 25,26 22 Gnd Ground return for D7, nAck 27,28 23 Gnd Ground return for nSelectIn 33 24 Gnd Ground return for Busy 29 25 God Ground return for nInit 30 Chassis Chassis ground 17 NC No connection 15,18,34 NC Signal ground Nc +5V Printer Setting this bit high allows it to be used as an input (SPP only) 2Some data ports are bidirectional Bảng 2.2.Sơ đồ chân theo vị trí Data Register (Base Address) Bit Pin: D- sub Signal Name Source Inverted at connector? Pin: Centroncis 0 2 Data bit 0 PC No 2 1 3 Data bit 1 PC No 3 2 4 Data bit 2 PC No 4 3 5 Data bit 3 PC No 5 4 6 Data bit 4 PC No 6 5 7 Data bit 5 PC No 7 6 8 Data bit 6 PC No 8 7 7 9 Data bit 7 PC No 9 Some data ports are bidirectional. (See cotrol register, bit 5 below) Status Register (Base Address +1) Bit Pin: D- sub Signal Name Source Inverted at connector? Pin: Centroncis 3 15 nError (nFault) Peripheral No 32 4 13 Select Peripheral No 13 5 12 PaperEnd Peripheral No 12 6 10 nAck Peripheral No 10 7 11 Busy Peripheral Yes 11 Additional bits not available at the connector: 0: may indicate timeout (1=timeout). 1,2: unused. Control Register (Base Address +2) Bit Pin: D- sub Signal Name Source Inverted at connector? Pin: Centroncis 0 1 nStrobe PC1 yes 1 1 14 nAutoLF PC1 yes 14 2 16 nInit PC1 no 31 3 17 nSelectIn PC1 yes 36 When high, PC can read external input (SPP only). Additional bits not available at the connector: 4: interrupt enable. 1=IRQs pass from nAck to system’s interrupt controller. O=IRQs do not pass to interrupt controller. 5: Direction control for bidirectional Data ports. O=outputs disabled; data port can read external logic voltages. 6,7: unused. Bảng 2.3.Sơ đồ chân theo khối chức năng chú thích: 1.Trong các pin trên nếu chân nào bị đảo(Inverted=Y) thì mức logic ra bị đảo ví dụ ta xuất ra chân này một mức logic 1(U=5v) thi thực tế trên chân này chỉ là mức logic 0(U=0v) 2.Trong các pin trên thì Source dùng để chỉ hướng dữ liệu: -Nếu source=pc chân tương ứng chỉ cho phép máy tính xuất tín hệu ra thiết bị ngoại vi,không cho phép nhận dữ liệu từ bên ngoài qua chân này -Nếu Source=peripheral thì chân tương ứng chỉ cho nhận dữ liệu từ 8 thiết bị ngoại vi,không cho phép truyền tín hiệu từ máy tính ra ngoài qua chân này 2.2Thông số kỹ thuật Chuẩn IEEEE1284 quy định các tham số điện cho giao diện LPT như sau: -Điện thế mức logic cao(mức 1) nằm trong khoảng 2.4v đến 5v -Điện thế mức logic thấp(mức 0)nằm trong khoảng -0.5v đến 0.4v -Dòng điện không vượt quá 14mA -Tốc độ truyền dữ liệu ra đạt khoảng 50 đến 100 Kbyte/s 3. Một số chuẩn giao tiếp khác của giao diện LPT 3.1 Chuẩn Standard cải tiến(Bi-direction) Chuẩn Standard cải tiến hay còn gọi là chuẩn Bi-direction-chuẩn hai chiều Từ thế hệ máy PS/2 của IBM,bộ khuếch đại được ngắt mạch để có thể dùng cả 8 chân DATA nhận dữ liệu theo chiều ngược lại-chiều từ thiết bị ngoại vi. Chế độ này cho phép nhận dữ liệu một lần 8 bit thay vì 4 bit như trong chế độ Standard(Nhận qua 4 chân Status) nên tốc độ nhân dữ liệu được tăng lên. 3.2 Chuẩn song song cải tiến(EPP) Chuẩn song song cải tiến hay còn gọi là chuẩn EPP(Enhance Parallel Port) Là một chuẩn khác của LPT,được các hãng Intel,Xircom và Zenith data systems thiết kế. Chuẩn này ra đời trước chuẩn IEEE1284, để đáp ứng các yêu cầu về tốc độ trao đổi dữ liệu cũng như giao tiếp với thiết bị ngoại vi luc bấy giờ.Chuẩn này được cài đặt trong các vi mạch Chipset của Intel. Chế độ EPP hỗ trợ bốn chu kì truyền dữ liệu: *Chu kì ghi dữ liệu *Chu kì đọc dữ liệu *Chu kì ghi địa chỉ *Chu kì đọc địa chỉ Chính vì hỗ trợ đến bốn chu kì truyền dữ liệu nên chuẩn EPP cần nhiều thanh ghi hơn và đã bổ sung thêm ba thanh ghi so với chuẩn Standard. Dưới đây là liệt kê các thanh ghi đó theo cách đánh địa chỉ lệch so vói thanh ghi cơ bản.Đông thời thuật ngữ định nghĩa các chân cũng khác đi. Tên thanh ghi Địachỉ Base+ Chế độ Đoc/Ghi Ý nghĩa thanh ghi Data reg 0 SPP/EPP Ghi Thanh ghi dữ liệu cơ bản Status reg 1 SPP/EPP Đọc Thanh ghi trạng thái cơbản Control reg 2 SPP/EPP Ghi Thanh ghi điều khiểncơbản EPP add reg 3 EPP Đoc/Ghi Thanh ghi địa chỉ chế độ EPP.Nó hỗ trợ tạo ra một chu kì đọc/ghi địa chỉ EPP Data reg 4 EPP Đọc/Ghi Thanh ghi du liệu chế độ 9 EPP.Nó hộ trợ tạo ra một chu kì đọc /ghi dữ liệu Reserve reg 5-7 EPP Thanh ghi dự trữ cho nhà sản xuất làm cổng vào 16 hoặc 32 bit Bảng 2.4.Địa chỉ -Chức năng thanh ghi chuẩn EPP Table 5.2 EPP signal definition SPP signal EPP signal Direction EPP signal description nSTROBE nWRITE Out Active low, Indicates a write operation, high for a read cycle. nAUTOFEED nDATASTB Out Active low, Indicates DATA_Read or DATA_Write operation in progress nSELECTIN nADDRSTB Out Active low, Indicates ADDRESS_Read or ADDRESS_Write operation in progress nINIT nRESET Out Active low, Peripheral reset nACK nINTR In Peripheral interrupt. Used to generate an interrupt to the host BUSY nWAIT In Handshake signal. when low, it indicates that it is OK to start a cycle (assert strobe); when high, it indicates it is OK to end the cycle (de-assert strobe). D[s :1] AD[s :1] Bidirectional Bidirectional address/data lines PE User define In Can be used by peripheral SELECT User define In Can be used by peripheral nERROR User define In Can be used by peripheral Bảng 2.5.Bố trí các tín hiêu trong chế độ EPP Trong chế độ EPP thì phần cứng tự động quản lý các tín hiệu bắt tay giữa các chu ki đọc/ghi.Mỗi chu kì đọc ghi trong chế độ EPP xảy ra trong một chu kì đọc ghi của Bus ISA trong máy nhờ vậy ttóc độ truyền được cải thiện đáng kể,đạt khoảng 500Kbyte-2Mbyte trong một giây. 10 [...]... Void receive_ file (); Nhận các kí tự từ Master và ghi vào một File trên Slave 32 C.LẬP TRÌNH CHO CHỨC NĂNG CHAT GIỮA HAI MÁY 1.Giải thuật Trên cơ sở các chu kì truyền nhận qua các cổng ta có được giải thuật cho chức năng cho phép 2 máy tính chát với nhau qua các cổng 33 2.lập trình với giải thuật trên cho phép chúng ta go tcác kí tự từ bàn phím và gửi sang máy bên kia qua các cổng, tương tự như chương... biết về cấu trúc của hai loại cổng LPT và COM.Xây dựng được giải thuật giao tiếp giữa hai máy tính qua hai loại cổng trên với sự bắt tay phần cứng khá tối ưu,tránh được mọi rắc rối của việc chồng bit dữ liệu mà các giải thuật không có bắt tay phần cứng không thể có được Trên cơ sở các hiểu biết và giải thuật trên chúng em đã xây dựng được chương trình Giao tiếp máy tính qua cổng .Chương trình đã đạt được... này ta thực hiện bằng các hàm sau: TÊN HÀM CHỨC NĂNG Void chatlpt() Chat qua cổng LPT Void chatcom() Chat qua cổng COM Void sendchat() Gửi một câu thoại qua cổng LPT Bấm Enter để kết thúc Void sendchatc() Gửi một câu thoại qua cổng COM Bấm Enter để kết thúc Void recievechat() Nhận một câu thoại qua cổng LPT Void recievechatc() Nhận một câu thoại qua cổng COM Void masterchat() Chat qua LPT với vai trò... phần cứng Tương tự như trong giao tiếp qua cổng LPT, đối với RS-232 ta cũng sử dụng thủ thuật bắt tay phần cứng bằng cách đấu lại cáp truyền.Thực tế ta có thể thực hiện giao tiếp giữa hai máy theo phương thức không cần bắt tay phần cứng giữa hai máy mà chỉ cần đặt hai máy ở cùng tốc độ Baud và thực hiện giao tiếp theo phương thức “Modem rỗng”,tuy nhiên phương thức giao tiếp này không tối ưu nó có thể... ECP Service Bit 1 FIFO Full 0 FIFO Empty Bảng 2.8 .Các chế độ cài đặt cho LPT qua thanh ghi ECR B.CẤU TRÚC GIAO DIỆN NỐI TIẾP RS-232 1.Giới thiệu chung về giao diện nối tiếp 14 Ghép nối thiết bị ngoại vi và máy tính qua giao diện nối tiếp là một trong những kĩ thuật ghép nối được sử dụng rộng rải nhất hiện nay.Tuy nhiên khi ra đời thì giao diện nối tiếp lại là một chuẩn không chính thức(defactor).Sau... nối tiếp RS-485 phục vụ cho việc truyền thông nối tiếp với khoảng cách lớn 2.Cấu trúc cổng nối tiếp 2.1.Cấu trúc - chức năng HIện nay hầu hết các máy tính dều có trang bị cổng nối tiếp, thường có hai cổng RS-232 được gọi là COM1và COM2.Hai cổng này sử dụng một trong hai loại đầu nối:25 chân và 9 chân,thông thường COM1 dùng đầu nối 9 chân còn đầu nối 25 chân trang bị cho COM2 Chức năng và vị trí của các. .. Read/Write by all modes) Bảng2.7 Địa chỉ các thanh ghi của chuẩn ECP Như vậy ta đã giới thiệu sơ qua về các chuẩn của giao diện LPT,tuy nhiên trên một máy tính thì không phải lúc nào cúng sẵn sàng đủ các chếđộ đó.Trên máy tính, do thường chỉ có một cổng LPT nên chế độ của nó thường được mặc định là chế độ Standard.Khi người dùng muốn sử dụng các chế độ khác thì phải cài đặt lại cổng. Một bo mạch nếu hỗ trợ chuẩn... RS-232 Đối với việc lập trình giao tiếp truy xuất qua cổng thì một điều then chốt là nắm rõ địa chỉ các thanh ghi và sơ đồ các bit tương ứng giữa các bit trên các thanh ghi và các chân trên đầu nối RS-232 có phương thức giao tiếp giữ liệu hoan toàn khác LPT nên số lượng các thanh ghi cũng như chức năng các thanh ghi của RS-232 hoàn toàn khác của LPT.Trong cách đánh địa chỉ thì thường được đánh theo địa... nhiều công ty máy tính và thiết bị đo lường với sự phát triển của nhiều phiên bản khác nhau,vào năm 1962 IEA(The Electronic Industrial Association) đã ban hành tiêu chuẩn RS-232(Recommended Standard-232) áp dụng cho cổng nối tiếp của máy tính Hiện nay trên các máy tính thông dụng đều có trang bị cổng nối tiếp chuẩn RS-232 phục vụ cho mục đích gheps nối thiết bị ngoại vi trong khoảng cách ngắn,ngoài... biết về cấu trúc các loại cổng cũng như các phương thức truyên dữ liệu khác nhau ,chúng em đã có một vốn kiến thức nhất định về giao tiếp giữa máy tính và thiết bị ngoại vi nên có thể ứng dụng rất nhiều vào chuyên ngành điện tử của mình.Ta có thể sử dụng máy tính như một nguồn tín hiệu điều khiển thiết bị,hay là biến máy tính thành một trung tâm xử lí tín hiệu Từ đó ta có thể xây dưng các hê thống điện
