Đề tài Nghiên cứu ứng dụng điều khiển thời gian thực trên nền PC/104

Lời nói đầu Nghiên cứu và ứng dụng tự động hoá (ngành tự động hoá) đã, đang và ngày càng khẳng định vai trò hết sức quan trọng trong cuộc sống con người. Nhờ những thành tựu của ngành tự động hoá, con người không phải tham gia trực tiếp hoặc ít phải tham gia vào những công việc khó khăn, vất vả, độc hại; tốn nhiều công sức, nhiều nhân lực như làm việc trong các nhà máy điện hạt nhân, hầm lò, khai thác… mà sản phẩm tạo ra lại có số lượng và chất lượng vượt trội nhiều lần. Ngành tự động hoá ngày nay đã đạt được những thành tựu lớn. Một nhà máy lớn được điều hành chỉ với một vài người, thậm chí không cần người điều hành, một bóng đèn tự bật sáng khi có người bược vào, một cánh cửa tự mở khi nhận biết người quen.... Tiến tới chúng ta có thể có những người máy có tư duy có thể làm những việc theo ý muốn con người. Những năm về trước, các thiết bị điều khiển (điển hình là rơle cơ, các thiết bị cảm biến, các cơ cấu chấp hành, các bộ chuyển đổi,… ) đều là các thiết bị tương tự, thực hiện các bài toán điều khiển đơn giản, độ chính xác không cao, độ tin cậy thấp, không có hoặc có rất ít khẳ năng lập trình. Nhờ tiến bộ trong công nghệ sản xuất linh kiện điện tử, công nghệ vi xử lý, mô hình thiết bị công nghiệp, dần dần các thiết bị số ra đời và thay thế các thiết bị tương tự do những ưu việt của chúng. Các thiết bị này có độ chính xác, độ tin cậy cao, có khẳ năng lập trình được, phù hợp với môi trường công nghiệp (chịu được ảnh hưởng của nhiễu: nhiệt độ, độ ẩm, nhiễu điện từ,… làm việc với cường độ cao, độ chính xác và độ tin cậy cao), đáp ứng được các bài toán điều khiển phức tạp với những yêu cầu cao, thực hiện trên những qui mô lớn. Điển hình cho thiết bị số này là PLC (Programmable Logical Controller). Mặc dù máy tính cá nhân (PC) đã có vai trò rất quan trọng trong cuộc sống, có năng lực bằng nhiều lần các thiết bị khả trình, nhưng sự xuất hiện của chúng với vai trò là thiết bị điều khiển trong công nghiệp rất mờ nhạt và gần như không được đề cập đến trong các bài toán điều khiển. Các PC không đáp ứng được các yêu cầu làm việc trong môi trường công nghiệp. Các nhà thiết kế lúc này chỉ còn biết nuối tiếc với tính năng mở, môi trường phát triển rộng, khả năng lập trình tự do, hiệu năng tính toán cao, tính năng ứng dụng lớn của PC. Không những vậy, xây dựng bài toán điều khiển trên PC kinh tế hơn xây dựng trên các thiết bị khả trình. Một vài năm gần đây, các tiến bộ mới trong kỹ thuật linh kiện điện tử, trong kỹ thuật máy tính, công nghệ phần mềm, công nghệ truyền dẫn dữ liệu (công nghệ bus trường) khiến máy tính có thể thực hiện nhiệm vụ điều khiển dể dàng trong môi trường an toàn mà không phải đặt trực tiếp tại môi trường làm việc như trước đây. Nhờ vậy máy tính đã có thể đáp ứng các yêu cầu làm việc trong công nghiệp. Máy tính cá nhân đang là xu thế được chọn lựa trong điều khiển công nghiệp. Vì những lý do trên, máy tính đã có những loại được thiết kế riêng cho mục đích công nghiệp. PC/104 là loại máy tính điển hình cho mục đích trên. Mọi sinh viên trong Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội, trong quá trình 5 năm học tập của mình, đều phải trải qua ba lần thực tập. Trong đó quan trọng hơn cả là đợt thực tập tốt nghiệp. Sinh viên ngành Điều khiển tự động chúng em không nằm ngoài qui luật đó. Đây là một cơ hội để chúng em kiểm chứng, áp dụng những kiến thức đã học vào thực tế. Hơn nữa, nó còn là thời gian chúng em được tiếp xúc với những thiết bị kĩ thuật hiện đại đang được các nhà máy, xí nghiệp, các trung tâm nghiên cứu ứng dụng rộng rãi. Nhóm chúng em gồm hai thành viên là Nguyễn Văn Hiến và Nguyễn Mậu Phương, lớp ĐKTĐ1-K44. Đề tài tốt nghiệp mà chúng em đang làm là đề tài “ Nghiên cứu ứng dụng điều khiển thời gian thực trên nền PC/104” do giảng viên - Tiến sĩ Hoàng Minh Sơn - Bộ môn Điều khiển tự động – Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội hướng dẫn. Chúng em được thầy Sơn giới thiệu thực tập tại Phòng thí nghiệm Trọng điểm Tự Động Hoá – Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội. Đây là một nơi nghiên cứu, ứng dụng các kĩ thuật Tự động hóa vào sản xuất. Là một phòng thí nghiệm trọng điểm, Phòng thí nghiệm được nhà nước đầu tư các trang thiết bị hiện đại, có đội ngũ cán bộ khoa học có năng lực và trình độ chuyên môn cao. Nhiệm vụ chủ yếu của Phòng thí nghiệm là thực hiện các đề tài khoa học cấp Nhà nước; nghiên cứu, chuyển giao công nghệ cho các công ti trong và ngoài nước. Tại đây, chúng em đã được Thạc sĩ Phạm Quang Đăng – cán bộ của Phòng thí nghiệm – cũng như các thầy. các anh chị trong Phòng thí nghiệm hướng dẫn tận tình. Trong thời gian thực tập, chúng em đã làm được một số việc sau: Tìm hiểu, lắp ráp thành công máy tính PC/104. Khảo sát một đối tượng điều khiển là lò điện trở. Tiến hành thiết kế mạch phần cứng của Card điều khiển lò điện trở. Ngoài ra, chúng em còn được làm quen với các thiết bị, linh kiện thường được sử dụng nhiều trong nghiên cứu cũng như thực tế sản xuất. Qua đó chúng em đã tích luỹ được những kinh nghiệm quí báu cho mình. Nội dung của bản báo cáo thực tập chúng em chia làm bốn phần. Những vấn đề được đề cập đến trong mỗi phần đều tương ứng với những công việc đã làm được trong đợt thực tập này. Chúng em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến thầy giáo TS. Hoàng Minh Sơn đã tạo cơ hội cho chúng em được thực tập tại một trong những Phòng thí nghiệm hàng đầu của Việt Nam, nơi chúng em có điều kiện tiếp xúc với những thiết bị điều khiển hiện đại nhất hiện nay. Chúng em cảm thấy mình may mắn hơn các bạn khác trong lớp rất nhiều. Đồng thời, chúng em cũng xin cảm ơn sự chỉ bảo, động viên của thầy dành cho trong suốt thời gian qua. Chúng em cũng xin gửi lời cảm ơn chân thành đến các cán bộ, nhân viên của Phòng thí nghiệm Trọng điểm Tự Động Hoá, đặc biệt là Thạc sĩ Phạm Quang Đăng. Mặc dù luôn bận rộn với công việc song anh vẫn sắp xếp thời gian hướng dẫn chúng em tận tình. Chúng em biết rằng do sự nôn nóng, sự vụng về và bồng bột của tuổi trẻ mà chúng em đã làm nhiều điều không đúng. Chúng em mong rằng các anh là thế hệ những người đi trước sẽ không để tâm mà thẳng thắn chỉ ra những điều sai trái, cũng như chỉ bảo những điều đúng đắn cho chúng em. Dù đã rất cố gắng trong quá trình thực tập song do hạn chế của bản thân, chúng em không thể không tránh khỏi những thiếu sót nhất định. Nhưng với sự cố gắng học hỏi, tự hoàn thiện mình, đặc biệt cùng với sự chỉ bảo, hướng dẫn của các thầy, các anh trong Phòng thí nghiệm, chúng em tin rằng những thiếu sót đó sẽ sớm được khắc phục. Giới thiệu về PC/104 PC/104 là một họ máy tính được thiết kế theo chuẩn máy tính công nghiệp. Đặc điểm chung của loại máy tính này là có cấu trúc dạng all-in-one (tất cả linh kiện được thiết kế trên một bo mạch) và cấu trúc dạng modul. Các modul ghép nối với PC/104 thông qua khe cắm modul mở rộng (khe cắm này được thiết kế theo chuẩn ISA). Sơ lược về cầu trúc PC/104 Máy tính PC/104 trên Phòng thí nghiệm là loại máy tính do hãng Nagasaki của Đài Loan sản xuất. Có nhiều thế hệ máy tính loại này ứng với tốc độ xử lý cũng như cấu trúc khác nhau. Ta tìm hiểu cầu trúc một thế hệ cụ thể của nó là PC/104-587VL. PC/104 có cấu trúc như các máy tính cá nhân thông thường khác. Điểm khác biệt là nó được xây dựng với cấu trúc để phù hợp với cấu trúc của một thiết bị điều khiển có khả năng làm việc tin cậy hơn, có cấu trúc modul giúp mở rộng các modul điều khiển. PC/104 có trọng lượng nhẹ (0,11kg) và kích thước nhỏ (96×90 mm), hoạt đông ở độ ẩm cho phép là 0% ÷ 95%, nhiệt độ hoạt động 0 ÷ 60 0 C (nhiệt độ dự trữ: -40 ÷ 850C), nguồn cung cấp: 5V ± 5% (thuộc loại nguồn thấp). Cấu hình cơ bản: CPU (Central Processing Unit): NS Geode GX1, 300MHz, thuộc họ xử lý pentium. Chipset NS CS5530A. 16KB cho bộ nhớ lưu trữ dữ liệu trên chip. RAM: Một SDRAM-PC100, 144 chân, dung lượng tử 32MB đến 128MB. Flash Disk: Dạng Modul, tuỳ chọn dung lượng từ 2, 8, 16, 32,… đến 512MB. HDD/FDD: ổ cứng loại Notebook (44 chân cắm), chân cắm theo chuẩn IDE (Integrated Drive Electronics). BIOS: ACPI Bios với 256 KB flash EPROM. Chức năng hiển thị VGA (Video Graphics Array): Bộ nhớ hiển thị chia sẻ từ 1÷4MB cho phép ghép nối với màn hình CRT có độ phân giải đến 1024x768 hoặc TFT LCD. Hiển thị LCD (Liquid Crystal Display) và CRT (Cathode Ray Tube) có thể làm việc ở cùng một thời điểm hoặc độc lập với nhau. PC104-587VL chỉ làm việc với loại TFT LCD (DSTN LCD không làm việc với PC104-587VL). Các cổng vào ra khác: 1 cổng song song: hỗ trợ chế độ SPP/EPP/ECP 2 cổng nối tiếp: COM1 theo chuẩn RS-232, COM2 theo chuẩn RS232/422/485 2 cổng USB. Cổng PS/2 nối bàn phím, chuột. Bộ định thời ngăn chặn lỗi treo hệ thống Watch-Dog Timer với chu kỳ thiết đặt 0 ÷ 30s. Cài đặt phần cứng Sơ đồ sắp xếp các rãnh trên PC/104 được chỉ rõ ở hình dưới. Trong đó: CN1: điều khiển tín hiệu và nguồn công suất của bộ biến đổi LCD. CN2: bộ nối 18 bit cho giao diện LCD. CN3: bộ nối màn hình CRT. CN4: bộ nối ổ cứng chuẩn IDE. CN5: bộ nối ổ mềm. CN6 & CN8: cổng COM1 & COM2. CN7: cổng song song. CN9: kết nối chuột & bàn phím. J1: bộ nối mạng LAN. J2: đầu cắm loa ngoài. J3: đầu nối cổng USB. J4: phích cắm nguồn. J5: nút khởi động lại. Hình 1.1: Sắp xếp các chân và rãnh cắm của PC/104 J6 & JP1: đầu nối nguồn phụ và Jum thiết lập sử dụng nguồn phụ. BUS1: bộ nối PC/104. LED1: đèn công suất/định thời. DIMM1: rãnh cắm RAM. Thiết lập hệ thống vào ra cơ sở (BIOS) Các thiết lập cơ sở Bios của PC/104 được thiết đặt cấu hình như các máy PC khác. Ở đây ta chỉ xét những vấn đề chung nhất cho việc thiết lập một máy tính thông thường và các vấn đề riêng trong lĩnh vực điều khiển. Quick Boot Trường này thiết đặt việc khởi tạo nhanh hệ thống khi nó được cho phép. Ta chú ý đến một số vấn đề sau: BIOS sẽ không đợi đến 40s nếu tín hiệu READY (sãn sàng) không được nhận từ trình điều khiển IDE, và BIOS sẽ không thiết đặt cấu hình cho trình điều khiển IDE. BIOS sẽ không đợi 0.5s sau khi gửi một tín hiệu RESET đến trình điều khiển IDE. Thiết lập mặc định: Enabled. Thuộc tính tuỳ chọn : Disabled, Enabled. 1st – 3st Boot Divece Trường này xác định nơi mà hệ thống tìm kiếm lựa chọn thiết bị khởi động cho hệ điều hành. Thiết lập mặc định là kiểm tra đĩa cứng (hard disk), tiếp đến kiểm tra ổ mềm (Floppy drive), và cuối cùng là ổ CDROM. Thiết lập tuỳ chọn: Disabled, IDE0-1, IDE0-2, IDE0-3, Floppy, ARMD-FDD, ARM-HDD, CDROM, CSCI và Network. Hỗ trợ chuột PS/2 Chức năng chuột PS/2 là tuỳ chọn. Trước khi đặt cấu hình cho chuột ta phải đảm bào rằng FB2502 hỗ trợ đặc tính này. Thiết đặt Enabled cho phép hề thống dò tìm một chuột cổng PS/2 lúc khởi tạo. Nếu tìm thấy, IRQ12 (ngắt) sẽ được sử dụng chuột cổng PS/2. IRQ12 sẽ được dành cho card mở rộng nếu chuột PS/2 không được tìm thấy. Thiết đặt Disabled sẽ dành IRQ12 cho card mở rộng do đó chuột sẽ không hoạt động được. Thuộc tính tuỳ chọn: Disabled, Enabled. Thuộc tính mặc định: Enabled. Typematic rate Chức năng này chỉ định tốc độ lặp lại gõ phím khi một phím được nhấn và được giữ. Thuộc tính tuỳ chọn: Fast, Slow. Thuộc tính mặc định: Fast. System keyboard Trường này chỉ định một thông điệp lỗi xuất hiện hay không khi bàn phím không được gắn kết với máy tính. Thuộc tính tuỳ chọn: Absent (không có mặt), Present (có mặt). Thuộc tính mặc định: Absent. Primary Display Trường này chỉ định kiểu màn hình được cài đặt trong hệ thống. Thuộc tính tuỳ chọn: Absent, VGA/EGA, CGA40×25, CGA80×25, và Mono. Thuộc tính mặc định: Absent. Boot To OS2>64 MB Nếu sử dụng hệ điều hành OS2 và RAM hệ thống có dung lượng trên 64 MB, khi đó hãy chọn Yes, trái lại chọn No. Thuộc tính tuỳ chọn: Yes, No. Thuộc tính mặc định : No. Wait for ‘F1’ if Error AMIBIOS gửi thông báo lỗi được cho phép bởi: Press to continue (nhấn F1 để tiếp tục). Nếu trường này thiết đặt là Disabled, AMIBIOS không đợi để ta nhấn phím sau khi xuất hiện một thông điệp lỗi. Thuộc tính tuỳ chọn: Disabled, Enabled. Thuộc tính mặc định: Disbled. C000, 32k Shadow – E800, 32k shadow Trường này điều khiển vị trí của dung lượng 32KB ROM bắt đầu tại vị trí vùng nhớ được chỉ định bởi bởi người dùng. Nếu không có ROM tương ứng với chỉ định, nó sẽ sử dụng vùng ROM đã được thiết đặt trước bởi hệ thống, vùng này đã được tạo sẵn cho bus cục bộ.Các thiết đặt nay gồm: Disabled: Thiết đặt này sẽ có tác dụng làm cho ROM video không được sao chép vào RAM. Nội dung của ROM video không được đọc hoặc viết từ bộ nhớ cache Enabled: Nội dung của vùng có địa chỉ từ C000h – C7FFFh được viết vào cùng địa chỉ bộ nhớ hệ thống (RAM) để thực thi trên đó nhanh hơn. Cache: Nội dung của vùng ROM đã được thiết đặt trước được viết vào cùng địa chỉ của bộ nhớ hệ thống (RAM) để thực hiện thao tác trên nó nhanh hơn, nếu ROM tương ứng (được chỉ định bởi người dùng) sử dụng ROM (được chỉ định bởi hệ thống). Do đó nội dung RAM có thể được đọc hoặc viết từ bộ nhớ cache. Thuộc tính tuỳ chọn: Disabled, Enabled, Cache. Thuộc tính mặc định: Disabled. Video Memory Size Trường này chỉ định những dung lượng nhớ cho hiển thị VGA, ta có thể lựa chọn bộ nhớ Video trên VGA. Thuộc tính tuỳ chọn: 1.5 MB, 2.5 MB và 4 MB. Thuộc tính mặc định: 1.5 MB. LCD CRT Section Trường này chỉ định hiển thị VGA sẽ được sử dụng khi hệ thống khởi động. Ta có thể lựa chọn hoặc LCD hoặc CRT khởi tạo trên VGA. Thuộc tính tuỳ chọn: Both, LCD, CRT. Thuộc tính mặc định: CRT. LCD Type Khi sử dụng hiển thị LCD, trường này chỉ định độ phân giải cho các kiểu hiển thị TFT LCD. Thuộc tính tuỳ chọn: 640×480, 800×600, 1024 × 768. Thuộc tính mặc định: 640 × 480. I/O Recovery Time Thời gian khôi phục trạng thái vào ra là một quãng thời gian được đo bằng các xung clock CPU, là thời gian mà hệ thống sẽ trễ sau khi đạt được một yêu cầu vào/ra để thực hiện yêu cầu vào ra tiếp theo. Trường này chỉ định thời gian để đầu vào/ra khôi phục lại cho việc truy nhập vào ra. Thuộc tính tuỳ chọn: No Delay, 2, 4 ,8, 16, 32, 64 and 128 xung. Thuộc tính mặc định: 32 xung. CAS Latency Trường này chỉ định khoảng thời gian trễ giữa tín hiệu CAS (Control Access System - hệ thống truy nhập có điều khiển) và RAS (Random Access Storage -bộ nhớ lưu giữ được truy nhập ngẫu nhiên) của hệ thống SDRAM đồng bộ, truy nhập SDRAM là theo chu kỳ khi mà nó được cài đặt. Thuộc tính tuỳ chọn: 1, 2, 3, 4, 5, 6 và 7. Thuộc tính mặc định: 3. IRC Bit 24 – 27 TIM1 Trường này thiết đặt cho SDRAM, thiết đặt chu kỳ thời gian giữa lệnh làm tươi (refresh) và lệnh ACT/PRE. Thuộc tính tuỳ chọn: 2, 3, 4, 5, 6, 7 và 8. Thuộc tính mặc định: 3. IRAS Bits 20 – 23 TIM1 Trường này thiết đặt cho SDRAM, lựa chọn chu kỳ thời gian giữa lệnh làm tươi (refresh) và lệnh ACT. Thuộc tính tuỳ chọn: 1, 2, 3, 4, 5, 6 và 7. Thuộc tính mặc định: 7. SDRAM Clock Ratio Trường này chỉ định tỷ lệ xung cho SDRAM. Thuộc tính tuỳ chọn: 2.0, 2.5, 3.0, 3.5, và 4. Thuộc tính mặc định: 3.0. SDRAM Clock Shift Trường này chỉ định xung nhịp của SDRAM thích ứng với cài đặt SDRAM và thời gian duy trì yêu cầu cho việc tương thíc đó. Thuộc tính tuỳ chọn: No Shift, 0.5, 1.0, 1.5, 2.0, 2.5, 3.0, và 3.5. Thuộc tính mặc định: 1,5. PCI/PLUG AND PLAY Plug and Plug Aware O/S Thiết đặt yes để cho BIOS biết rằng hệ điều hành có thể quản lý điều hành Plug và Play các thiết bị. Thuộc tính tuỳ chọn: Yes, No. Thuộc tính mặc định: No. PCI Latency Timer Trường này chỉ định sự chọn lựa thích hợp độ trễ (của xung PCI) cho thiết bị PCI được nghép vào bus mở rộng PCI. Thuộc tính tuỳ chọn: 32, 64, 96, 128, 160, 192, 224 và 248. Thuộc tính mặc định: 64. PCI VGA Palette Snoop Khi Enabled (cho phép) được chọn lựa, thiết bị VGA đa nhiệm làm việc trên những bus khác nhau có thể quản lý dữ liệu từ CPU về mỗi thiết đặt cho những thanh ghi bảng màu của các thiết bị video. Bit 5 của thanh ghi lệnh trong không gian cấu hình thiết bị PCI là bit Snoop Palette VGA. Thuộc tính tuỳ chọn: Disabled: Dữ liệu đọc và ghi bởi CPU chỉ được trực tiếp cho thanh ghi bảng màu thiết bị VGA PCI. Enabled: Dữ liệu đọc và ghi bởi CPU là trực tiếp cho cả thanh ghi bảng màu của thiết bị VGA PCI và thanh ghi bảnh màu thiết bị VGA ISA, cho phép các thanh ghi của cả hai thiết bị trên đồng nhất nhau. Thuộc tính mặc định: Disabled. DMA Channel 0-7 Khi tài nguyên I/O được điều khiển bằng thao tác tay, ta có thể gán DMA của hệ thống bằng những phân loại sau (dựa trên phân loại thiết bị dùng ngắt): Các thiết bị theo chuẩn bus ISA/ESA tương thích đặc điểm kỹ thuật bus AT PC nguyên thuỷ, có yêu cầu ngắt xác định (chẳng hạn như IRQ5 cho COM1). PnP (Plug and Play) phù hợp với chuẩn Plug and Play, hoặc được thiết kế cho kiến trúc bus PCI hoặc ISA. Thuộc tính tuỳ chọn: PnP, ISA/EISA. Thuộc tính mặc định: PnP. IRQ 3-15 Khi tài nguyên I/O được điều khiển bằng thao tác tay, ta có thể gán mỗi ngắt hệ thống theo những phân loại sau, dựa trên phân loại thiết bị dùng ngắt: Các thiết bị theo chuẩn bus ISA/ESA tương thích đặc điểm kỹ thuật bus AT PC nguyên thuỷ, có yêu cầu ngắt xác định (chẳng hạn như IRQ5 cho COM1). PnP (Plug and Play) phù hợp với chuẩn Plug and Play, hoặc được thiết kế cho kiến trúc bus PCI hoặc ISA. Thuộc tính tuỳ chọn: PnP, ISA/EISA. Thuộc tính mặc định: PnP. Resrved Memory Size Ta có thể dự trữ (thiết lập tay) kích thước bộ nhớ cho các card giao diện nào đó nếu cần thiết. Thuộc tính tuỳ chọn: Disbled, 16k, 32k, 64k Thuộc tính mặc định: Disabled Reserved Memory Address Khi Reserved Memory Size (kích thước bộ nhớ dự trữ) được cho phép, chỉ định không gian địa chỉ trong phạm vi C0000 và DC000. Thuộc tính tuỳ chọn: C0000, C4000, C8000, CC000, D0000, D4000, D8000, DC000. Thuộc tính mặc định: C8000. Cài đặt ngoại vi OnBoard FDC Trường này cho phép trình điều khiển ổ mềm điều khiển trên FB2502. Thuộc tính tuỳ chọn: Disabled, Enabled. Thuộc tính mặc định: Enabled. OnBoard Serial Port 1 Trường này lựa chọn địa chỉ các cổng I/O cho mỗi cổng nối tiếp. Thuộc tính tuỳ chọn: Auto, Disabled, 3F8H/COM1, 2F8H/COM2, và 3E8H/COM3, 2E8H/COM4. Thuộc tính mặc định: 3F8H/COM1. OnBoard Serial Port 2 Trường này lựa chọn địa chỉ cổng vào ra cho mỗi cổng nối tiếp. Thuộc tính mặc định: 2F8H/COM2. OnBoard Parallel Port Trường này lựa chọn địa chỉ cổng vào ra cho cổng song song. Thuộc tính tuỳ chọn: Auto, Disabled, 378, 278, và 3BCH. Thuộc tính mặc định: 378H. Parallel Port Mode Trường này chỉ định chế độ cho cổng song song. ECP (Expanded Capabilities Parallel - cổng song song tương thích mở rộng) và EPP (Ehanced Parallel Port - cổng song song cải tiến) cả hai đều có lược đồ truyền dữ liệu trực tiếp với Bit, có đặc điểm kỹ thuật gắn bó với chuẩn IEEE (Institute of Electrical and Electronic Engineers) P 1284. Thuộc tính tuỳ chọn: N/A Normal, Bi-Dir, EPP và ECP. Thuộc tính mặc định: Normal. EPP Version Trường này chỉ định phiên bản đặc điểm kỹ thuật cho chế độ cổng song song được sử dụng trong hệ thống mà chưa được cấu hình. Nếu Normal hoặc ECP được chọn, lúc đó trường này hiển thị N/A, nghĩa là không sẵn dùng. Thuộc tính tuỳ chọn: N/A, 1.7, 1.9. Thuộc tính mặc định: N/A. Parallel Port IRQ Trường này chỉ định các ngắt IRQ (Interrupt Request) cho cổng song song. Thuộc tính tuỳ chọn: Auto, N/A, 5, 7. Thuộc tính mặc định: IRQ7 cho cổng song song; IRQ5 cho cổng song song 2. Parallel Port DMA Channel Thuộc tính kênh DMA (Direct Memory Access) với cổng song song chỉ có nếu thiết đặt tuỳ chọn cho phươn thức cổng song song là ECP. Thuộc tính tuỳ chọn: N/A, 1, 3. Thuộc tính mặc định: N/A. Onboard IDE Trường này chỉ định kênh IDE cái mà có thể được áp dụng khi dùng kết nối đĩa cứng IDE (CN3). Thuộc tính tuỳ chọn: Disabled, Enabled. Thuộc tính mặc định: Enabled. Chức năng Watchdog Timer PC/104-VL587 được trang bị một bộ định thời bắt lỗi (watchdog) với chu kỳ time-out lập trình được. Ta có thể dùng chính chương trình của mình để cho bộ đình thời bắt lỗi (watchdog timer). Một khi ta đã cho phép watchdog timer, chương trình sẽ khởi tạo I/O mỗi lần trước khi bộ định thời times out (vượt quá thời gian cho phép). Nếu chương trình của ta bị lỗi để khởi tạo hoặc vô hiệu hoá bộ đinh này trước khi nó bị time-out, nó sẽ tạo ra một tín hiệu reset hệ thống. Chu kỳ time-out có thể lập trình từ 1 đến 255 giây hoặc nhiều phút. Trong đĩa CD-ROM kèm theo bao gồm file giới thiệu về Watch Dog. Trong file này có 3 trương trình thực thi được viết với những mẫu khác nhau. Trong thư mục WATCHDOG hãy tham khảo READ.TXT file. Có thể viết chương trình bằng ngôn ngữ Assembly hoặc C++. Hệ số ứng vơi hằng số time-out của watchdog timer vào khoản 1s. Chu kỳ time-out của watchdog timer nằm trong khoảng hệ số định thời từ 1 đến FF. Nếu ta muốn reset hệ thống của ta khi watchdog times out, bảng sau liệt kê quan hệ giữa các hệ số định thời với các chu kỳ times out: Bảng 1.1 – Quan hệ giữa các thừa số định thời với các chu kì timer out Hệ số định thời Chu kỳ time-out (giây) Chu kỳ time-out (phút) 1 1 1 2 2 2 3 3 3 4 4 4 “ “ “ FF FF FF Watchdog Timer Enabled Để cho phép watchdog timer hoạt động. ta phải output ra thừa số định thời cho watchdog. Sau khi cho phép watchdog timer làm việc, chương trình của ta phải viết cùng một hệ số (như khi viết hệ số cho phép watchdog timer làm việc) vào thanh ghi watchdog ít nhất một lần ở mỗi chu kỳ time-out. Ta có thể thay đổi chu kỳ định thời bằng cách viết một hệ số định thời khác vào thanh ghi watchdog tại bất kỳ thời điểm nào, và ta phải khởi tạo watchdog trước chu kỳ time-out mới trong lần khởi tạo tíêp theo. Để biết chi tiết có thể theo dõi các ví dụ trang 48 TL [1]. Để vô hiệu hoá watchdog time hoạt động, đơn giản là viết giá trị 00H vào thanh ghi watchdog Diễn giải cụ thể PC/104-587VL bao gồm một ngăn chứa đồng hồ thời gian thực, nó duy trì thời gian và ngày tháng trong việc bổ xung cất giữ thông tin cấu hình về hệ thống máy tính. Nó bao gồm 14 Byte cho đồng hồ và thanh ghi điều khiển cùng 114 Byte RAM dành cho mục đích chung. Nội dung của mỗi byte trong RAM CMOS được liệt kê dưới đây: Bảng 1.2 - Nội dung các byte trong RAM CMOS Địa chỉ Miêu tả 00 Giây 01 Cảnh báo giây 02 Phút 03 Cảnh báo phút 04 Giờ 05 Cảnh báo giờ 06 Ngày trong tuần 07 Ngày trong tháng 08 Tháng 09 Năm 0A Thanh ghi trạng thái A 0B Thanh ghi trạng thái B 0C Thanh ghi trạng thái C 0D Thanh ghi trạng thái D 0E Byte trạng thái chuẩn đoán 0F Byte trạng thái shutdow 10 Byte loại trình điều khiển cho đĩa mềm, hai lựa chọn là trình điều khiển A và trình điều khiển B 11 Byte loại đĩa được định vị, ổ đĩa C Địa chỉ Miêu tả 12 Byte loại đĩa được định vị, ổ đĩa D 13 Dự trữ 14 Byte thiết bị 15 Byte thấp của bộ nhớ cơ sở 16 Byte cao của bộ nhớ cơ sở 17 Byte thấp của bộ nhớ mở rộng 18 Byte cao của bộ nhớ mở rộng 19-2D Dự trữ 2E-2F 2 Byte kiểm tra tổng cho CMOS 30 Byte thấp của bộ nhớ mở rộng hiện thời 31 Byte cao của bộ nhớ mở rộng hiện thời 32 Byte về thế kỷ (ngày) 33 Các cờ thông tin (thiết đặt trong quá trình nguồn bật) 34-7F Dành cho BIOS hệ thống Bảng 1.3 - Lược đồ RAM CMOS Thanh ghi Miêu tả 00h-10h Chuẩn AT (Advance Technology - kỹ thuật cải tiến) tương thích RCT và các định nghĩa dữ liệu thanh ghi trạng thái 11h-13h Biến đổi 14h Thiết lập về thiết bị: Bit 7-6 Số lượng trình điều khiển ổ mềm: 1 Drive 2 Drive Bit 5-4 Kiểu màn hình: Không CGA (Color Graphics Adapter -bộ thích ứng đồ hoạ màu) hoặc MDA (Monochrome Display Adapter -bộ thích ứng hiển thị đơn sắc) 2 drive: 80×25 và 40×25 CGA Thanh ghi Miêu tả 14h Bit 3 Cho phép hiển thị: 0 Không cho phép 1 Cho phép Bit 2 Cho phép bàn phím: Không cho phép 1 Cho phép Bit 1 Bộ đồng xử lý toán được cài đặt: Absent (không cài đặt) Present (cài đặt) Bit 0 Điều khiển ổ mềm được cài đặt: Disabled (không được cài đặt) 1 Enabled (được cài đặt) 15h Bộ nhớ cơ sở (trong 1 KB tăng thêm), Byte thấp 16h Bộ nhớ cơ sở (trong 1 KB tăng thêm), Byte cao 17h Vùng nhớ tương thích với máy tính IBM (trong 1 KB tăng thêm), Byte thấp 18h Vùng nhớ tương thích với máy tính IBM (trong 1 KB tăng thêm), Byte cao (lớn nhất 15 MB) 19h-2Dh Biến đổi 2Eh Tổng kiểm tra chuẩn RAM CMOS, Byte cao 2Fh Tổng kiểm tra chuẩn RAM CMOS, Byte thấp 30h Vùng nhớ mở rộng tương thích với máy tính IBM, Byte thấp (POST –Power On Sefl Test-Tự kiểm tra nguồn) trong KB tăng thêm 31h Vùng nhớ mở rộng tương thích máy tính IBM, Byte cao (POST) trong KB tăng thêm 32h Byte thế kỷ (lưu trữ về thế kỷ (một trăm năm)) 33h Được dự trữ, không dùng 34h Được dự trữ, không dùng 35h Byte thấp của bộ nhớ mở rộng (POST) trong 64 KB 36h Byte cao của bộ nhớ mở rộng (POST) trong 64 KB 37h-3Dh Biến đổi 3Eh Tổng kiểm tra CMOS mơ rộng, Byte thấp (bao gồm 34h-3Dh) Thanh ghi Miêu tả 3Fh Tổng kiểm tra CMOS mơ rộng, Byte cao (bao gồm 34h-3Dh) Mỗi thiết bị ngoại vi trong hệ thống được gán một tập các địa chỉ cổng I/O, nó trở thành mã căn cước của thiết bị. Tổng cộng có 1K không gian địa chỉ sẵn dùng. Bảng sau liệt kê các địa chỉ cổng vào ra (I/O) được sử dụng trong card CPU công nghiệp này. Bảng 1.4 - Địa chỉ các cổng vào ra Địa chỉ Miêu tả thiết bị 000h-01Fh Điểu khiển DMA #1 020h-03Fh Điều khiển ngắt #1 040h-05Fh Timer (định thời) 060h-06Fh Điểu khiển bàn phím 070h-07Fh Đồng hồ thời gian thực, NMI (Nonm