Chương 1 Các cổng giao tiếp của máy tính Giới thiệu: Thiết bị ngoại vi là những công cụ được liên kết với Mainboard thông qua cổng giao tiếp để tạo nên một bộ máy tính hoàn chỉnh. Đối với cách thức giao tiếp ở trên máy tính thì có nhiều kiểu dáng khác nhau để có thể thực hiện cắm giao tiếp một cách đơn giản vì mỗi loại thiết bị ngoại vi đều có chuẩn chân cắm đặc trưng. Kết nối máy tính với các thiết bị ngoại vi như: Chuột, bàn phím, USB, cổng mạng, … giúp tạo nên chiếc máy tính hoàn hảo, đầy đủ phụ kiện để phục vụ công việc cũng như học tập. Mục tiêu: - Nhận diện chính xác các thiết bị chính của máy tính xách tay; - Nắm vững nguyên tắc khi tháo lắp máy tính xách tay; - Xác định các yếu tố hình thù của máy tính; - Rèn luyện khả năng nhìn nhận quan sát vấn đề.
Nội dung chính: 1. Cổng song song, rãnh cắm mở rộng 1. Giới thiệu cổng song song Hình 1.1-Cổng song song Là một khe gắn trên máy tính (ngày nay hầu hết được tích hợp trên mainboard) thường được dùng để nối với máy in (printer) hoặc thiết bị sử dụng cổng song khác. Mặc dù tốc độ truyền dữ liệu của cổng parallel chậm hơn so với các chuẩn như SCSI và IDE, nhưng do đặc điểm là rẻ tiền (được tích hợp sẵn) và dễ truy cập (có thể gắn thiết bị từ bên ngoài) nên nó thường được sủ dụng cho 6 nhiều loại đĩa hoặc băng từ cho phép tháo lắp được (removable disk and tape drives).
Ngoài ra nó còn được sử dụng rộng rãi để truyền dữ liệu giữa hai máy tính với nhau thông qua các ứng dụng truyền thông (như Direct cable connection của Windows, Laplink) và sợi cáp nối laplink. Cổng song song chuẩn IEEE 1284 cung cấp khả năng truyền dữ liệu hai chiều với tốc độ cao và hỗ trợ cáp nối với chiều dài tới 32 feet.2-Cổng song song gắn trên MainBoard 1. Tên gọi Cổng song song: Dữ liệu được truyền qua cổng này theo cách song song, cụ thể dữ liệu được truyền 8bit đồng thời hay còn gọi byte nối tiếp bit song song. Cổng máy in: Lí do là hầu hết các máy in đều được nối với máy tính qua cổng này.
Cổng Centronic: Đây là tên của một công ty đã thiết kế ra cổng này. Centronic là tên một công ty chuyên sản xuất máy in kiểu ma trận đứng hàng đầu thế giới. Chính công ty này đã nghĩ ra kiểu thiết kế cổng ghép nối máy in với máy tính. Mức điện áp cổng Đều sử dụng mức điện áp tương thích TTL (Transiztor-Transiztor-Logic) 0v→+5v trong đó: + 0v là mức logic LOW.
+ 2v→+5v là mức logic HIGH. Vì vậy khi ghép nối với cổng này ta chỉ ghép nối những thiết bị ngoại vi có mức điện áp tương thích TTL. Nếu thiết bị ngoại vi không có mức điện áp tương thích TTL thì ta phải áp dụng biện pháp ghép mức hoặc ghép cách ly qua bộ ghép nối quang. Khoảng cách ghép nối Khoảng cách cực đại giữa thiết bị ngoại vi và máy tính ghép qua cổng song song thường bị hạn chế.
Lý do là hiện tượng cảm ứng giữa các đường dẫn và điện dung kí sinh hình thành giữa các đường dẫn có thể làm biến dạng tín 7 hiệu. Khoảng cách giới hạn cực đại là 8m. Thông thường chỉ 1,5 đến 2m vì lí do an toàn dữ liệu. Nếu sử dụng khoảng cách ghép nối trên 3m thì các đường dây tín hiệu và đường dây nối đất phải được soắn với nhau thành từng cặp để giảm thiểu ảnh hưởng của nhiễu.
Tốc độ truyền dữ liệu Tốc độ truyền dữ liệu qua cổng song song phụ thuộc vào phần cứng được sử dụng. Trên lý thuyết tốc độ có thể đạt đến 1Mb/s nhưng với khoảng cách truyền hạn chế trong phạm vi 1m. Với nhiều mục đích sử dụng thì khoảng cách này hoàn toàn thỏa đáng, tuy vậy cũng có những ứng dụng đòi hỏi phải truyền trên khoảng cách xa hơn. Trong trường hợp đó ta phải nghĩ ngay đến khả năng ghép nối khác (như ghép nối qua cổng RS232).
Cấu trúc cổng song song Cổng song song có hai loại: ổ cắm 36 chân và ổ cắm 25 chân. Ngày nay, loại ổ cắm 36 chân không còn được sử dụng, hầu hết các máy tính PC đều trang bị ổ cắm 25 chân nên ta chỉ cần quan tâm đến loại 25 chân.3-Giới thiệu loại ổ cắm 25 chân 1. Rãnh cắm mở rộng 1. Giới thiệu Các rãnh cắm mở rộng về thực chất là một dạng thể hiện bằng phần cứng của các bus trên bản mạch chính, trên đó có thể cắm thêm các card mở rộng để thay đổi hoặc nâng cấp cấu hình của máy tính.
Vì vậy các thuật ngữ như rãnh cắm mở rộng, bus, bus mở rộng được sử dụng trong chương này là như nhau về mặt ý nghĩa. Kiểu card ghép nối được sử dụng ảnh hưởng nhiều đến tính năng của máy. Có thể có đến 8 rãnh cắm mở rộng được lắp ráp sẵn trên bản mạch chính. Các card cắm thêm vào cho phép truy cập tới: bộ nhớ, card màn hình, đĩa cứng và đĩa mềm, xuất dữ liệu ra máy in, các cổng modem, vào/ra nối tiếp v.
Phân loại rãnh cắm mở rộng Việc phân loại bus mở rộng được dựa trên số bit dữ liệu mà bus xử lý đồng thời. Đó là các bus: Bus PC (ISA 8 bit) 8 Bus EISA (32 bit) Extended Industry Standard Architecture. Bus VESA Local (32 bit) Video Electronics Standard Association. Bus SCSI (16/32 bit) Bus ISA (16 bit) Industry Standard Architecture.
Bus MCA (32 bit) Microchanel Interface Architecture. Bus PCI (32/64 bit) Peripheral Component Interconnection. Bus PC/MCIA (16 bit). Các loại bus này ra đời kế tiếp nhau loại sau luôn được chứng minh có nhiều ưu điểm thậm chí tìm cách phủ định loại trước đó.
Cho đến nay, trên mainboard được chế tạo gần đây thường có 3 rãnh cắm ISA 16bit và 2 rãnh cắm PCI; Số lượng và chủng loại này đủ để đáp ứng các nhu cầu sử dụng thông thường của hầu hết những người sử dụng máy tính.4-Rãnh cắm PCI Hình 1.5-Card ISA 8 bit Rãnh cắm PC là loại rãnh cắm được thiết kế đầu tiên cho máy tính nhưng cho đến nay vẫn tồn tại trên bản mạch mở rộng. Lý do là tuy với tốc độ truyền là 8bit đồng thời là hơi thấp nhưng trong nhiều ứng dụng tốc độ đó vẫn hoàn toàn thoả mãn công việc. Đặc biệt trong phép ứng dụng đo lường và điều khiển-lĩnh vực không cần đòi hỏi tốc độ trao đổi dữ liệu cao.6-Card mở rộng ISA 16 bit 1. Cổng nối tiếp RS 232 1.
Giới thiệu Hình ảnh 1.7-Cổng RS 232 Ghép nối qua cổng nối tiếp là một kỹ thuật được sử dụng rộng rãi nhất bởi số lượng và chủng loại các thiết bị ngoại vi ghép nối qua cổng này đứng hàng đầu trong các khả năng ghép nối với máy tính. Qua cổng này có thể ghép nối modem, chuột, bộ biến đổi A/D, D/A, các thiết bị bị đo lường và cả máy in. Ghép nối qua cổng nối tiếp là dữ liệu được truyền qua cổng kiểu nối tiếp nghĩa là tại một thời điểm chỉ có một bit được truyền dọc theo một đường dẫn. Đặc điểm này cho phép tạo ra sự khác biệt so với các cách ghép nối nối khác chẳng hạn cách truyền thông theo kiểu song song trong đó nhiều bit được gửi đồng thời.
Ưu điểm chính của kỹ thuật này là sử dụng một đường truyền và một đường nhận cho nên việc điều khiển trở nên đơn giản. Cổng này có tên là RS232 hoặc V. RS232 là tên một tiêu chuẩn quy định các đặc tính cho cổng nối tiếp, còn V.24 là tên của cổng này được áp dụng ở các nước Tây Âu. So với các khả năng ghép nối khác tốc độ truyền qua cổng nối tiếp chậm, tốc độ thường sử dụng là 19600 bit/s/20m.
Tốc độ truyền ở các modem đời mới nhất cũng chỉ đạt 56,6Kbit/s. Về sau có một số tiêu chuẩn nối tiếp khác ra đời như RS422, RS485 cho phép truyền với tốc độ cao hơn và khoảng cách dài hơn: 10 ví dụ RS422 10Mbit/s/hàng ngàn km. Một số chuẩn khác còn cho phép sử dụng trên mạng máy tính. Mức điện áp trên đường truyền Một trong những thông số quan trọng nhất của RS232 là mức điện áp trên đường truyền.
Các yêu cầu về mặt điện được quy định trong chuẩn RS232C như sau: 1. Mức logic 1 (mức dấu) nằm trong khoảng -3V->-12V; Mức logic 0 (Mức trống) nằm trong khoảng +3V->+12V. Trở kháng tải về phía bộ nhận của mạch nằm trong khoảng 3000Ω -7000Ω. Tốc độ truyền nhận cực đại 100 Kbit/s.
Các lối vào của bộ nhận phải có điện dung <2500pF. Độ dài của cáp nối giữa máy tính và thiết bị ghép nối qua cổng nối tiếp không thể vượt quá 15 máy nếu không sử dụng modem. Các giá trị tốc độ truyền dữ liệu chuẩn là 50, 75, 110, 150, 300, 600, 1200, 2400, 4800, 9600, 19200, 28800,. Đầu nối trên máy tính PC Cổng RS232 thể hiện trên máy tính PC qua một đầu nối có 9 hoặc 25 chân.
Khác với đầu nối của cổng song song, đầu nối của cổng nối tiếp là những phích cắm trong khi ở cổng song song là ổ cắm. Hầu hết các loại máy tính cá nhân được chế tạo gần đây đều có hai cổng nối tiếp, hãn hữu mới có trường hợp chỉ có một cổng. Cổng đầu tiên đặt tên là COM1 thường dùng cho chuột, cổng thứ hai gọi là cổng COM2 thường dùng cho các mục đích ghép nối khác. Trong trường hợp có nhiều cổng thì được đánh dấu tiếp là COM3 và COM4.
Đa số máy tính sử dụng đầu nối 9 chân cho COM1 và đầu nối 25 chân cho cổng COM2, số các trường hợp sử dụng hai đầu nối 9 chân cho các cổng nối tiếp thường không nhiều. Tiêu chuẩn đầu tiên áp dụng cho cổng nối tiếp quy định sử dụng đầu nối 25 chân, cùng với các tên gọi và chức năng rất cụ thể cho từng chân. Cho đến nay quy định này mang tính lịch sử, bởi vì trên thực tế chỉ có 9 đường dẫn được sử dụng. Đặc điểm của đường truyền dữ liệu qua cổng nối tiếp là tiến hành truyền và nhận trên các đường dẫn đơn lẻ, cho nên khi thiết bị truyền và thiết bị nhận được ghép nối với nhau thì đường truyền bên này sẽ được nối với đường nhận bên kia và ngược lại.
Có như vậy mới hình thành được vòng kín của quá trình truyền dữ liệu. Để lưu ý mối quan hệ bắt chéo tay như vậy người ta đã đưa vào dấu x ở giữa TD (TxD) và RD (RxD).