Giáo trình Đo lường và điều khiển bằng máy tính - Chương 3: Giao tiếp qua rãnh cắm máy tính

3V 45 AD[14] +3.3V 
46 Ground AD[13] 46 Ground AD[13] 
47 AD[12] AD[11] 47 AD[12] AD[11] 
48 AD[10] Ground 48 AD[10] Ground 
49 Ground AD[09] 49 M66EN AD[09] 
50 Connector Key 50 Ground Ground 5V key 
51 Connector Key 51 Ground Ground 5V key 
52 AD[08] C/BE[0]# 52 AD[08] C/BE[0]# 
53 AD[07] +3.3V 53 AD[07] +3.3V 
54 +3.3V AD[06] 54 +3.3V AD[06] 
55 AD[05] AD[04] 55 AD[05] AD[04] 
56 AD[03] Ground 56 AD[03] Ground 
57 Ground AD[02] 57 Ground AD[02] 
58 AD[01] AD[00] 58 AD[01] AD[00] 
59 +5V (I/O) +5V (I/O) 59 3.3V (I/O) 3.3V (I/O) 
60 ACK 64# REQ 64# 60 ACK 64# REQ 64# 
61 +5V +5V 61 +5V +5V 
62 +5V +5V 62 +5V +5V 32-bit end 
 Connector Key Connector Key 64-bit spacer 
 Connector Key Connector Key 64-bit spacer 
CHƯƠNG 3: GIAO TIẾP QUA RÃNH CẮM MÁY TÍNH TRANG 77 
Bảng 3.5 (tiếp theo) 
63 Reserved Ground 63 Reserved Ground 64-bit start 
64 Ground C/BE[7]# 64 Ground C/BE[7]# 
65 C/BE[6]# C/BE[5]# 65 C/BE[6]# C/BE[5]# 
66 C/BE[4]# +5V (I/O) 66 C/BE[4]# 3.3V (I/O) 
67 Ground PAR 64 67 Ground PAR 64 
68 AD[63] AD[62] 68 AD[63] AD[62] 
69 AD[61] Ground 69 AD[61] Ground 
70 +5V (I/O) AD[60] 70 +3.3V (I/O) AD[60] 
71 AD[59] AD[58] 71 AD[59] AD[58] 
72 AD[57] Ground 72 AD[57] Ground 
73 Ground AD[56] 73 Ground AD[56] 
74 AD[55] AD[54] 74 AD[55] AD[54] 
75 AD[53] +5V (I/O) 75 AD[53] +3.3V (I/O) 
76 Ground AD[52] 76 Ground AD[52] 
77 AD[51] AD[50] 77 AD[51] AD[50] 
78 AD[49] Ground 78 AD[49] Ground 
79 +5V (I/O) AD[48] 79 +3.3V (I/O) AD[48] 
80 AD[47] AD[46] 80 AD[47] AD[46] 
81 AD[45] Ground 81 AD[45] Ground 
82 Ground AD[44] 82 Ground AD[44] 
83 AD[43] AD[42] 83 AD[43] AD[42] 
84 AD[41] +5V (I/O) 84 AD[41] +3.3V (I/O) 
85 Ground AD[40] 85 Ground AD[40] 
86 AD[39] AD[38] 86 AD[39] AD[38] 
87 AD[37] Ground 87 AD[37] Ground 
88 +5V (I/O) AD[36] 88 +3.3V (I/O) AD[36] 
89 AD[35] AD[34] 89 AD[35] AD[34] 
90 AD[33] Ground 90 AD[33] Ground 
91 Ground AD[32] 91 Ground AD[32] 
92 Reserved Reserved 92 Reserved Reserved 
93 Reserved Ground 93 Reserved Ground 
94 Ground Reserved 94 Ground Reserved 64-bit end 
 ÁC GIẢ: TIẾN SĨ NGUYỄN ĐỨC THÀNH TRANG 78 
Hình 3.11: Sơ đồ khối card DT300 của hãng Data Translation 
HCMC, Tháng 4 năm 2006
T
GIAO TIẾP QUA RÃNH CẮM MÁY TÍNH 79 
Bảng 3.6: Lệnh PCI (từ C/BE#) 
C/BE# Lệnh C/BE# Lệnh 
0000 Chấp nhận ngắt 1000 Dự trữ 
0001 Chu kỳ đặc biệt 1001 Dự trữ 
0010 Đọc Ngoại vi xuất nhập 1010 Đọc Cấu hình (Với IDSEL) 
0011 Ghi Ngoại vi xuất nhập 1011 Ghi Cấu hình (Với IDSEL) 
0100 Dự trữ 1100 Đọc nhiều ô nhớ 
0101 Dự trữ 1101 Chu kỳ địa chỉ kép 
0110 Đọc bộ nhớ 1110 Đường đọc bộ nhớ 
0111 Ghi bộ nhớ 1111 Ghi bộ nhớ và cấm 
Hình 3.12: Giản đồ thời gian truyền 4 từ kép (32 bit) từ Initiator 
(master) đến target (slave) (nguồn www.xilinx.com) 
TÁC GIẢ: TIẾN SĨ NGUYỄN ĐỨC THÀNH TRANG 80 
Hình 3.13: Giản đồ thời gian đọc 2 từ kép target đến Initiator 
(nguồn www.xilinx.com) 
Hình 3.14: Giản đồ truyền PCI 64 bit 
HCMC, Tháng 4 năm 2006
GIAO TIẾP QUA RÃNH CẮM MÁY TÍNH 81 
3.5 THIẾT KẾ CARD GIAO TIẾP RÃNH PCI 
Trong mục trước chúng ta đã nghiên cứu các card ISA, việc 
thiết kế các card này tương đối đơn giản. Do các mainboard đời 
mới không còn hỗ trợ tuyến ISA nên chúng ta phải chuyển sang 
sử dụng tuyến PCI bằng cách mua các card chuyên dụng của các 
hãng với phần mềm kèm theo. Do sự phức tạp của tuyến PCI, 
việc tự thiết kế và chế tạo card PCI tương đối khó khăn, đòi hỏi 
sử dụng các linh kiện FPGA có mật độ tích hợp cao, mạch in 
nhiều lớp và công nghệ dán, ngoài ra việc lập trình cho card này 
cũng không phải dễ dàng mà phải thông qua các hàm Windows 
API. Việc thiết kế sẽ trở nên dễ dàng hơn nếu dùng các bộ PCI 
development kit có sẵn. Các bộ kit này giúp tạo các ứng dụng 
PCI khác nhau cùng với software kèm theo. 
Cấu trúc chung card PCI như sau (Hình 3.15): 
TÁC GIẢ: TIẾN SĨ NGUYỄN ĐỨC THÀNH TRANG 82 
Phần tử chính trong card là vi mạch PCI Controller dùng 
làm cầu nối giữa tuyến PCI và mạch người dùng, chế tạo bởi các 
hãng theo công nghệ ASIC, ví dụ như PCI9050/9054 của PLX 
Technologies, ispLSI 1032E của Lattice… Phần tử thứ hai là 
EEPROM dùng để chứa thông tin về card phục vụ cho PnP (Plug 
and Play) khi khởi đông máy tính. User Bus gồm tuyến dữ liệu 16 
bit, tuyến địa chỉ và tuyến điều khiển dùng kết nối với các linh 
kiện thông thường. Thông qua Development Kit chúng ta có thể 
học tập cách thiết kế card. Một card tiêu biểu là PCI-Proto 
LAB/PLX-M vi mạch (www.pci-tools.com) hoặc card PIKS-161 
(www.komcard.com) 
HCMC, Tháng 4 năm 2006
GIAO TIẾP QUA RÃNH CẮM MÁY TÍNH 83 
Bảng 3.7: Card thu nhập số liệu và điều khiển ISA SLOT hãng 
Advantech (www.advantech.com) 
PCL-10501 Adapter, analog I/O 
channels to DB-37 
connector 
PCL-812PG Multilap Analog and 
Digital I/O Card 
PCL-10502 Digital I/O port extender PCL-813B 32-channel S.E. Isolated 
A/D Card 
PCL-10503 Adapter, dual flat cables to 
DB-37 connector 
PCL-816 16-bit High-resolution 
DAS Card 
PCL-1800 330 kS/s, 12-bit High-
Speed Multifunction Card 
PCL-816-DA-1 2-channel D/A Module for 
PCL-816 
PCL-711B 8-channel 25 kHz 
Multifunction DAS Card 
PCL-818H 16-channel 100 kHz 
Multifunction DAS Card 
PCL-711S 8-channel 25 kHz 
Multifunction DAS Card 
PCL-818HD 16-channel 100 kHz 
Multifunction DAS Card 
PCL-720 Digital I/O and Counter 
Card 
PCL-818HG 16-channel 100 kHz High-
gain DAS Card 
PCL-722 144-bit Digital I/O Card PCL-818L 16-channel 40 kHz 
Multifunction DAS Card 
PCL-724 24-bit Digital I/O Card PCL-818LS 16-channel 40 kHz 
Multifunction DAS Card 
PCL-725 Relay Actuator and 
Isolated D/I Card 
PCL-832 3-Axis Servo Motor 
Control Card 
PCL-726 6-channel D/A Output Card PCL-833 3-Axis Quadrature 
Encoder and Counter 
Card 
PCL-727 12-channel D/A Output 
Card 
PCL-836 6-channel Counter/Timer 
Card 
PCL-728 Isolated 2-channel D/A 
Output Card 
PCL-839 3-axis Stepping Motor 
Control Card 
PCL-730 32-channel Isolated Digital 
I/O Card 
PCL-841 Dual-port Isolated CAN-
bus Interface Card 
TÁC GIẢ: TIẾN SĨ NGUYỄN ĐỨC THÀNH TRANG 84 
Bảng 3.7 (tiếp theo) 
PCL-731 48-bit Digital I/O Card PCL-844 plus 8-port Intelligent RS-
232/422 Card 
PCL-733 32-channel Isolated Digital 
Input Card 
PCL-846 4-port High Speed RS-
422/485 Interface Cards 
PCL-734 32-channel Isolated Digital 
Output Card 
PCL-849 4-port RS-232 Interface 
Cards 
PCL-735 12-channel Relay Actuator 
Card 
PCL-858 8-port High-speed RS-
232 Communication Card 
PCL-740 1-port RS-
232/422/485/current-loop 
Serial Interface Card 
PCLD-7216 16-channel SSR I/O 
Module Carrier Board 
PCL-741 2-port Isolated RS-
232/current-Loop Interface 
Card 
PCLD -782 16-channel Opto-isolated 
D/I Boards 
PCL-743B 2-port RS-422/485 
Interface Card 
PCLD -782B 24-channel Opto-isolated 
D/I Boards 
PCL-743S 2-port RS-422/485 Cards 
with 2500 VDC Surge 
Protection 
PCLD -785 16-channel Relay Output 
Boards 
PCL-745B 2-port RS-422/485 Cards 
with 3000 VDC isolation 
protection 
PCLD -785B 16/24-channel Relay 
Output Boards 
PCL-745S 2-port RS-422/485 Cards 
with 3000 VDC Isolation 
and Surge protection 
PCLD -786 18-channel SSR I/O 
Module Carrier Board 
PCL-746 
plus 
4-port RS-232/RS-422/RS-
485 Interface Card 
PCLD -788 16-channel Relay 
Multiplexer Board 
PCL-747 Multiport RS-232/RS-422 
Controller 
PCLD -789D Amplifier and Multiplexer 
Board 
PCL-752 Intelligent System 
Monitoring Card 
PCLD -885 16-channel Power Relay 
Output Board 
HCMC, Tháng 4 năm 2006
GIAO TIẾP QUA RÃNH CẮM MÁY TÍNH 85 
Hình 3.15: Card PCL818 và PCL832 hãng Advantech 
TÁC GIẢ: TIẾN SĨ NGUYỄN ĐỨC THÀNH TRANG 86 
Bảng 3.8: Card thu nhập số liệu và điều khiển PCI SLOT hãng 
Advantech (www.advantech.com) 
PCI-1240 4-Axis Steeping/Pulse-type Servo 
Motor Control Card 
PCI-
1710L 
100 kS/s, 12-bit Multifunction Card 
w/o Analog Output 
PCI-1601A 2-port RS-422/485 PCI Comm 
Card 
PCI-
1711 
100 kS/s, 12-bit, 16-ch S.E. input 
Low-Cost Multi-function Card 
PCI-1601B 2-port RS-422/485 PCI Comm Card, 
w/Surge Protection 
PCI-
1712 
100 MS/s, 12-bit High-Speed 
Multifunction Card 
PCI-1602A 2-port RS-422/485 PCI Comm Card, 
w/Isolation Protection 
PCI-
1712L 
100 MS/s, 12-bit High-Speed 
Multifunction Card 
PCI-1602B 2-port RS-422/485 PCI Comm 
Card, w/Isolation and Surge 
Protection 
PCI-
1713 
100 kS/s, 12-bit, 32-channel 
Isolated Analog Input Card 
PCI-1610A 4-port RS-232 PCI Comm Card PCI-
1720 
4-channel Isolated D/A Output Card 
PCI-1610B 4-port RS-232 PCI Comm Card, 
w/Surge Protection 
PCI-
1731 
100 kS/s, 12-bit, 16-ch S.E. inputs 
Low-Cost Multi-function Card w/o 
Analog Output 
PCI-1612A 4-port RS-232/422/485 PCI 
Comm Card 
PCI-
1750 
32-channel Isolated DIO/Counter 
Card 
PCI-1612B 4-port RS-232/422/485 PCI 
Comm Card, w/Surge Protection 
PCI-
1751 
48-bit Digital I/O Card for PCI Bus 
PCI-1620A 8-port RS-232 PCI Comm Card PCI-
1752 
64-channel Isolated Digital Output 
Card 
PCI-1620B 8-port RS-232 PCI Comm Card, 
w/Surge Protection 
PCI-
1753 
96/192-bit Digital I/O Card 
PCI-1625 8-port Intelligent RS-232/422 
Card, with PCI Bus 
PCI-
1754 
64-channel Isolated Digital Input 
Card 
PCI-1710 100 kS/s, 12-bit Multifunction 
Card 
PCI-
1756 
64-channel Isolated Digital 
Input/Output Card 
PCI-
1710HG 
100 kS/s, 12-bit High-Gain 
Multifunction Card 
PCI-
1760 
8-ch Isolated Digital Input and 8-ch 
Relay Output Card 
PCI-
1710HGL 
100 kS/s, 12-bit High-Gain 
Multifunction Card w/o Analog 
Output 
PCI-
1762 
16-ch Isolated Digital Input and 16-
ch Relay Output Card 
HCMC, Tháng 4 năm 2006