INTRODUCCIÓN En el presente trabajo se desarrollan temas relacionados con lenguajes de interfaz en específico programación de dispositivos ejemplos de cada tipo de programación además de una clara explicación de que es un buffer que no es otro cosa que la ubicación de la memoria de un dispositivo digital; mientras los datos se encuentran en el buffer los cuales se guardan para ser procesados. Se pueden visualizar esquemas de líneas, características de puerto serial COM también llamado DB9; esto es D-subminiatura tipo B, con 9 pines. Cada puerto, permite conectar solamente 1 dispositivo también tener en cuenta que es necesario reiniciar; conectar y desconectar los dispositivos para que la computadora los reconozca de manera Correcta. También se hace una breve explicación de la norma RS-232 la cual define la interface mecánica, los pines, las señales y los protocolos que debe cumplir la comunicación serial .Todas las normas RS-232 cumplen con los niveles de voltaje requeridos en el transmisor y el receptor.
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4.0 PROGRAMACIÓN DE DISPOSITIVOS
4.1 El Buffer De Video En Modo Texto Buffer: Es la ubicación de la memoria de un dispositivo digital o una computadora que está reservada para el almacenamiento temporal de información. Mientras los datos están en el buffer, aguardan para ser procesados.
Un ejemplo de buffer tiene lugar cuando se intenta ejecutar aplicaciones de audio o video directamente desde Internet, sin descargarlas a la computadora. Esta práctica, conocida como streaming, requiere de la utilización de un buffer para reducir el riesgo de que se corte la reproducción ante problemas en el ancho de banda.
Abarcando Abarcando los aspectos aspectos más importantes importantes del modo de video: video: ENDP prepararPantalla proc near mov ah, 06h;funcion de limpiar pantalla mov bh, 80h;Atributos de color de fondo mov al, 00h;cantidad de Filas a Borrar Enrollar mov cx, 00h;columna inicial en Ch, Columna Inicial en Cl mov dx, 30a0h;columna Final en Dh,Columna Final en Dl int 10h ret 2
prepararPantalla endp para llamarlo debes hacerlo asi:
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call prepararPantalla En los atributos de color de fondo puedes ver un 80h, el primer número es el color del fondo ( el 8) y el segundo es el color del texto ( el 0).
4.2 Acceso A Discos En Lenguaje Ensamblador Para leer o escribir en un disco, no se realiza byte a byte, sino más bien en bloques de bytes, debido a que el acceso a disco implica movimientos mecánicos además de que el acceso se da por sectores; en este proceso no intervienen el CPU, puesto que solo envía los comandos a la interface que maneja la unidad de disco y ésta es la que se encarga de leer o escribir información de un área especial de memoria, llamada DMA; este proceso es conocido como acceso directo a memoria.
El sistema de almacenamiento en disco constituye el soporte externo de la información. Los datos se registran sobre la superficie del disco en una serie de circunferencias concéntricas llamadas pistas (track). Varias pistas, una por cada cara del disco (generalmente 2), componen un Clúster. Cada pista está dividida en porciones iguales llamadas sectores (unidad básica de almacenamiento en disco). El tamaño de un sector se mide en bytes, y depende de las características del disco. En esta sección se presentan 3 rutinas que permiten lectura y escritura absoluta de sectores, así como la determinación del espacio libre disponible en un disco.
Rutina _AbsoluteRead: Transfiere el contenido de uno ó más sectores del disco al buffer especificado, accesando directamente a los sectores lógicos. En caso de error, se enciende el bit de acarreo y AX contiene el código del error. Invocación:
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push push push push SEG push OFFSET call _AbsoluteRead PUBLIC _AbsoluteRead _AbsoluteRead PROC NEAR ARG Buffer:DWORD,Start:WORD,NumSect:WORD,Drive:BYTE= ArgLen push bp ; salvar BP mov bp,sp ; permitir acceso a los argumentos push bx ; salvar registros push cx push dx push ds mov al,Drive ; lectura absoluta de disco mov cx,NumSect mov dx,Start lds bx,Buffer int 25h pop bx pop ds ; recuperar registros pop dx pop cx pop bx pop bp ret ArgLen _AbsoluteRead ENDP
Rutina _AbsoluteWrite: Transfiere el contenido del buffer especificado a uno o más sectores de disco, accesando directamente a los sectores lógicos. En caso de error, se enciende el bit de acarreo y AX contiene el código del error. Invocación: push push push push SEG push OFFSET call _AbsoluteWrite PUBLIC _Absolut
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eWrite _AbsoluteWrite PROC NEAR ARG Buffer:DWORD,Start:WORD,NumSect:WORD,Drive:BYTE= ArgLen push bp ; salvar BP mov bp,sp ; permitir acceso a los argumentos push bx ; salvar registros push cx push dx push ds mov al,Drive ; escritura absoluta a disco mov cx,NumSect mov dx,Start lds bx,Buffer int 26h pop bx pop ds ; recuperar registros pop dx pop cx pop bx pop bp ret ArgLen _AbsoluteWrite ENDP Rutina _FreeDiskSpace: Devuelve en DX:AX el espacio libre en disco (en Kb). En caso de error, se enciende el bit de accarreo. Invocación: push call _FreeDiskSpace PUBLIC _FreeDiskSpace _FreeDiskSpace PROC NEAR ARG Drive:BYTE= ArgLen push bp ; salvar BP mov bp,sp ; permitir acceso a los argumentos push bx ; salvar registros
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push cx mov ah,36h ; función 36h mov dl,Drive int 21h ; del DOS mul cx ; DX:AX= bytes por cluster mov cx,1024 ; CX= 1 Kb div cx ; DX:AX= Kb por cluster mul bx ; DX:AX= Kb libres en el disco pop cx ; recuperar registros pop bx pop bp ret ArgLen _FreeDiskSpace
4.3 Programación Del Puerto Serial Puerto serial, puerto COM, puerto de comunicaciones y puerto RS-232 ("Recomendad Standard-232"),
hacen referencia al mismo puerto. Se le llama
serial, porque permite el envío de datos, uno detrás de otro. El puerto serie nos permite la facilidad de conectar nuestro ordenador personal a cualquier desarrollo realizado con microcontrolador.
Puerto Serial para la comunicación en puerto serial debemos tomar en cuenta que existe un dispositivo transmisor y un dispositivo receptor el cual se encuentra comunicado a través de una sola línea de comunicación, por lo tanto los números binarios que se transmiten se codifican a través de un tren de pulsos. Dicha codificación de los pulsos deberá ser interpretado por el dispositivo receptor, para ello se deben establecer parámetros de hardware por los que se deberá de transmitir la señal. De manera general en MATLAB se deben realizar 2 procedimientos para configurar y manipular el puerto serial. El primer paso es la configuración y el segundo es abrir el puerto serial.
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PUERTO
Puerto serial COM integrado en la tarjeta principal (" motherboard ").
Símbolo del puerto COM.
Conector hembra serial del cable del dispositivo.
Características del puerto serial COM En el ámbito de la electrónica comercial se le denomina como conector DB9 ("D-subminiature type B, 9 pin"), esto es D-subminiatura tipo B, con 9 pines. Se utilizaba principalmente para la conexión del ratón (Mouse), algunos tipos antiguos de escáneres y actualmente para dispositivos como PDA´s ("Personal Digital Assistant") ó asistentes personales digitales. Cada puerto, permite conectar solamente 1 dispositivo. Para conectar y desconectar los dispositivos, así como para que la computadora los reconozca de manera correcta, es necesario apagar y reiniciar la computadora. Terminales eléctricas del puerto serial El puerto serial cuenta con 9 contactos tipo pin; se muestran las líneas eléctricas 7
y su descripción básica.
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1.- DCD (Detecta la portadora) 2.- RxD (Recibe datos) 3.- TxD (Transmite datos) 4.- DTR (Terminal de datos listo) 5.- SG (Tierra)
Esquema de las líneas del puerto serial COM.
6.- DSR (Equipo de datos listo) 7.- RTS (Solicita enviar) 8.- CTS (Disponible para enviar) 9.- RI (Indica llamada)
El uso principal que se le asignaba era para conectar el ratón (Mouse), e incluso escáneres, pero con la salida al mercado del puerto USB se dejó de utilizar con este fin. Un uso actual es para conectar algunos tipos de PDA´s, agendas electrónicas, conexiones directas entre computadoras ("Laplink"), dispositivos electrónicos para prácticas académicas y colectoras de datos. Para programar cualquier microcontrolador necesitas dos elementos:
PROGRAMACION DEL PIC El ensamblador: Los microcontroladores no entienden de letras, solo de números en binario, por lo que un programa de un microcontrolador es una cadena de números en binario. Como nosotros, los humanos, nos entendemos mucho mejor con letras, los fabricantes de microcontroladores crean unas instrucciones llamadas mnemónicos que sustituyen al valor binario que es realmente la instrucción. El ensamblador nos permite traducir la secuencia de instrucciones que nosotros escribimos en mnemónicos a código binario para que pueda ser entendido por el microcontrolador.
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El programador: Una vez tenemos un archivo ( normalmente utilizaremos el fichero .Hex ) con el código objeto del programa, necesitamos introducir este programa en la memoria interna del microcontrolador, para esto utilizaremos la programadora que normalmente tiene dos partes; el software que esta, casi siempre, basado en un PC y el hardware que es un circuito electrónico con un zócalo en el que ponemos el micro a programar y que conectamos al PC a través de un puerto serie, paralelo o USB.
Norma RS-232 La EIA (Electronics Industry Association) elaboro la norma RS-232, la cual define la interfase mecánica, los pines, las señales y los protocolos que debe cumplir la comunicación serial .Todas las normas RS-232 cumplen con los siguientes niveles de voltaje: - Un “1” lógico es un voltaje comprendido entre – 5v y –15v en el transmisor y
entre -3v y –25v en el receptor. - Un “0” lógico es un voltaje comprendido entre +5v y +15 v en el trasmisor y
entre +3v y +25 v en el receptor El envío de niveles lógicos (bits) a través de cables o líneas de transmisión necesita la conversión a voltajes apropiados. En los microcontroladores para representar un 0 lógico se trabaja con voltajes inferiores a 0.8v, y para un 1 lógico con voltajes mayores a 2.0V. En general cuando se trabaja con familias TTL y CMOS se asume que un “0” lógico es igual a cero Volts y un “1” lógico es igual a cinco Volts.
Tipos de Comunicaciones Seriales: La Existen dos tipos de comunicaciones seriales: la síncrona y asíncrona .En la comunicación serial sincronía además de una línea sobre la cual se transmitirán los datos se necesita de una línea la cual contendrá los pulsos de reloj que indicaran cuando un datos es válido . Ejemplos de este tipo de comunicación son:
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• I2C • ONE WIRE • SPI
En la comunicación serial asíncrona, no son necesarios los pulsos de reloj.
La duración de cada bit esta determinada por la velocidad con la cual se realiza la transferencia de datos . La siguiente figura muestra la estructura de una carácter que se trasmite en forma serial asíncrona.
Pasos para poder enviar datos a través del Puerto Serial: • Insertar el control MS Comm sobre la forma: • Establecer las siguientes propiedades:
ComPort: Settings: Handshaking: • Abrir el puerto, si este ya es tá abierto por otra aplicación, entonces se debe
cerrar esa aplicación, para después volverlo a abrir el puerto con una aplicación en Visual Basic, esto se hace utilizando la siguiente instrucción: MSComm1.Portopen = true • Definir el tamaño del buffe r receptor, esto se hace con la propiedad InputLen
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MSComm1.InputLen = 1024 • Enviar los datos que se desean • Cuando la aplicación se termine se debe cerrar el puerto.
Aplicación #1 1. Cree un Nuevo proyecto Form1 (es creado por default). 2. Seleccione del menú Project ,verifique que el control MicrosoftComm, este en la barra de herramientas 3. Agregue el control MSCOMM a la forma. 4. Agregue 2 controles Command Buttons a la forma. Agregue el siguiente código a sus respetivos controles: Option Explicit Const Xon = &H11 Const Xoff = &H13 Private Sub Form_Load() Form1.Caption = "Primera aplicación con el Puerto Serial” With MSComm1 .Handshaking = 2 - comRTS .RThreshold = 1 .RTSEnable = True .Settings = "9600,n,8,1" .SThreshold = 1 .PortOpen = True End With Command1.Caption = "&Send Xoff" Command2.Caption = "Send &Xon" End Sub Private Sub Command1_Click() MSComm1.Output = "123456789" & Chr$(Xoff) 11
End Sub Private Sub Command2_Click() MSComm1.Output = "987654321" & Chr$(Xon)
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End Sub Private Sub Form_Unload(Cancel As Integer) MSComm1.PortOpen = False End Sub clear all; closeall; clc; PS = serial('COM1') set(PS,'Baudrate',9600);%Se configura la velocidad a 9600 bps set(PS,'StopBits',1);%Se configura el bit de paro set(PS,'DataBit',8);%Se configura que el dato es de 8 bits set(PS,'Parity','none');%Se configura la paridad set(PS,'Terminator','CL/RF');%"c" carácter con que se finaliza el envío set(PS,'OutputBufferSize',1);%"n" es el número de bytes a enviar set(PS,'InputBufferSize',1);%"n" es el número de bytes a recibir set(PS,'Timeout',5);% 5 Segundos de tiempo de espera. fopen(PS )
Para leer los datos del puerto serial se debe poner la instrucción
variable =
fread(PS,1,'uint8' );
Para escribir el dato en el puerto serial se ocupa la siguente instrucción Fwrite
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(PS,variable,'uint16' );
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Finalmente, unca vez que lees del puerto o escribes en el se debe de cerrar a través de lasinstrucciones
UART.- Decodifica serial a paralelo. DSP .- Dispositivo Digital Programable.
4.4 Programación Del Puerto Paralelo Conocido también con el nombre de CENTRONICS INTERFACE transmite los datos en paralelo mediante un bus de 8 líneas más las líneas de control del protocolo y del estado de la impresora, esto nos permite disponer de varias líneas digitales que podremos controlar independientemente y de forma inmediata mediante
las
instrucciones
de
control
de
puertos
(por
ejemplo:
outportb(), inportb() en C++). Esto hace que podamos, de forma muy sencilla, controlar
directamente
dispositivos
electrónicos
como
pueden
ser
Leds,
microreles, pulsadores, etc... El puerto paralelo tiene dos inconvenientes fundamentales; el primero es que cada vez menos PC los llevan incorporado y el segundo es que cuando trabajamos con un sistema operativo Windows XP, NT y 2000, necesitamos un driver que nos permita acceder a los puertos.
Descripción Física Del Conector. El puerto paralelo del pc dispone de un conector subD de 25 pines hembra al que normalmente conectamos un cable Centronics de impresora que en un extremo tiene el conector SubD 25 pines macho y por el otro un conector Centronics de 36
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pines. La asignación de pines, tanto en el conector D-25 como en el Centronics es la siguiente: Pin Pin Nº (D- Nº(Centronics) 25)
Línea Puerto SPP
1
1
-Strobe
2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 -Ack Busy Paper-out Select
14
14
-Auto-Linefeed
15
32
-Error
16
31
-Initialize
17
36
-SelecPrinter
1825
19-30
GND
Dirección Entrada/ Salida Salida Salida Salida Salida Salida Salida Salida Salida Entrada Entrada Entrada Entrada Entrada/ Salida Entrada Entrada/ Salida Entrada/ Salida
Registro(bit)
Control(0) Datos(0) Datos(1) Datos(2) Datos(3) Datos(4) Datos(5) Datos(6) Datos(7) Estado(6) Estado(7) Estado(5) Estado(4) Control(1) Estado(3) Control(2) Control(3)
TIERRA
Acceso A Los Puertos. Para el control de estas líneas utilizamos tres puertos que están direccionados según la siguiente tabla: Puerto Datos Estado Control
Dirección LPT1 378H 379H 37AH
Dirección LPT2 278H 279H 27AH
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Con estas dos tablas podemos modificar o leer cualquiera de las líneas del puerto paralelo mediante el uso de las instrucciones de acceso a puerto, para C++ estas son outportb e inportb, para Delphi no hay, por lo que tendrás que usar los dos procedimientos siguientes: // Envia el valor almacenado en num a puerto. Procedure EnviaByte(puerto:word;num:Byte); begin asm Mov DX,puerto Mov AL,num Out DX,AL end; end; // Lee el valor actual de puerto. Function RecibeByte(puerto:word):Byte; begin asm Mov DX,puerto IN Al,DX Mov @Result,Al end; end;
Este es un programa para enviar distintas secuencias al puerto paralelo y así tener efectos con Leds. ; Programación en Ensamblador ; Ejemplo de escritura en puertos ; VILLARREAL ROMERO MAGDALENA ;
[email protected] ; Este programa tiene como función demostrar como se puede escribir datos en un ; puerto, en este caso usamos el puerto paralelo del PC el cual es sencillo ; de visualizar conectando 8 leds a los pines 2 a 9 cada uno en serie con una ; resistencia de 220 ohms, los datos visualizados corresponden a las valores ; ASCII de la tecla presionada. ; el programa termina cuando se presiona * ;Declaración del segmento de pila STACK SEGMENT PARA STACK 'STACK' DB 256 DUP(0) ;256 BYTES DE ESPACIO EN EL STACK STACK ENDS ASSUME CS:COD ,DS:COD COD SEGMENT ; Mensajes MES1 DB 'EJEMPLO DE ACCESO A PUERTOS VILLARREAL ROMERO MAGDALENA JULIO 15 DE 2013','$' MES2 DB 'OPRIMA * PARA SALIR','$' MES3 DB 'ADIOS','$' MENSAJE DW 0 MAIN PROC FAR
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MOV AX,CS MOV DS,AX ; Escribir mensaje inicial ; EJEMPLO DE ACCESO A PUERTOS VILLARREAL ROMERO MAGDALENA JULIO 15 DE 2013 ; OPRIMA * PARA SALIR MOV MENSAJE,OFFSET MES1 CALL ESCRIBIR MOV MENSAJE,OFFSET MES2 CALL ESCRIBIR ;Bucle principal que captura los caracteres del teclado y envía su valor ASCII ; al bus de datos del puerto paralelo el corresponde a la dirección 378h bucle: ; LEE EL CARACTER DEL TECLADO MOV AH,1 MOV DL,0FFH INT 21H ; Verifica si el carácter corresponde al * para salir del programa CMP AL,'*' ;Compara el valor de AL con el valor ASCII del asterisco JE ADIOS ;si la anterior comparación dio igual saltar a adiós MOV DX,378H ; DIRECCION DEL PUERTO PARALELO ; El comando OUT tiene como función escribir en el puerto cuya dirección de 16 bits ;se encuentra almacenada en DX, el valor a escribir de 8 bits se almacena en AL OUT DX,AL JMP bucle MAIN ENDP ;Rutina para desplegar mensajes ESCRIBIR PROC NEAR PUSH AX PUSH DX MOV AH,09H MOV DX,MENSAJE INT 21H MOV AH,06 MOV DL,0DH INT 21H MOV AH,06H MOV DL,0AH INT 21H POP DX POP AX RET ESCRIBIR ENDP ; Rutina de salida ADIOS: ;Se escribe un return o alimentacion de linea MOV AH,06 MOV DL,0DH INT 21H MOV AH,06H MOV DL,0AH INT 21H ; Se escribe adiós. MOV MENSAJE,OFFSET MES3 CALL ESCRIBIR ; La funcio 4CH de la inte 21HF devuelve el control al sistema operativo MOV AH,4CH INT 21H COD ENDS END MAIN
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4.5 Programación Híbrida La programación híbrida proporciona un mecanismo por medio del cual podemos aprovechar las ventajas del lenguaje ensamblador y los lenguajes de alto nivel, todo esto con el fin escribir programas más rápidos y eficientes. En esta sección se mostrará la forma para crear programas híbridos utilizando el lenguaje ensamblador y Turbo Pascal. Turbo Pascal permite escribir procedimientos y funciones en código ensamblador e incluirlas como parte de los programas en lenguaje Pascal; para esto, Turbo Pascal cuenta con dos palabras reservadas: Assembler y Asm. Assembler permite indicarle a Turbo Pascal que la rutina o procedimiento que seestá escribiendo está totalmente escrita en código ensamblador.
Procedimiento híbrido: Procedure Limpia_Pantalla; Assembler; AsmMov AX,0600h Mov BH,18h Mov CX,0000h Mov DX,184Fh Int 10h End; El procedimiento del listado 23 utiliza la función 06h de la Int 10h del BIOS para limpiar la pantalla, este procedimiento es análogo al procedimiento ClrScr de la unidad CRT de Turbo Pascal.
4.6 Programación De Puerto USB (Universal Serial Bus). Línea serial universal de transporte de datos. Es un conector rectangular de 4 terminales que permite la transmisión de datos entre una gran gama de dispositivos externos (periféricos) con la computadora; por ello es considerado
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puerto; mientras que la definición de la Real Academia Española de la lengua es "toma de conexión universal de uso frecuente en las computadoras".
Símbolo de USB El puerto USB 1.0 reemplazó totalmente al Gameport.
Características del puerto USB
La versión USB 1.0 Aparece en el mercado, junto con el lanzamiento del microprocesador Intel® Pentium II en 1997.
Cada puerto, permite conectar hasta 127 dispositivos externos, pero solo se recomiendan como máximo 8, porque se satura la línea del puerto y se ralentiza el sistema al tener que administrarse todos simultáneamente.
Cuenta con tecnología "Plug&Play" la cual permite conectar, desconectar y reconocer dispositivos sin necesidad de reiniciar ó apagar la computadora.
Las versiones USB 1.X y USB 2.0 transmiten en un medio unidireccional los datos, esto es solamente se envía ó recibe datos en un sentido a la vez, mientras que la versión USB 3 cuenta con un medio Duplex que permite enviar y recibir datos de manera simultánea.
A pesar de que el puerto USB 3, algunas
placas
de
nueva
está actualmente integrado ya en
generación,
aún
no
hay
dispositivos
comerciales/populares para esta tecnología. Hay 2 formas de medir la velocidad de transmisión de datos del puerto USB: 1. En MegaBytes / segundo (MB/s). 2. En Megabits por segundo (Mbps). Un error típico, es creer que lo anterior es lo mismo, debido a que los fabricantes manejan en sus descripciones de producto la segunda cantidad, pero no es así. Existe una equivalencia para realizar la trasformación de velocidades con una simple "regla de tres":
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8 Mbps (Megabits por segundo) = 1 MB/s (MegaByte/segundo) Ejemplo: si el fabricante de una memoria USB, señala que su producto tiene una velocidad de transmisión de hasta 480 Mbps, entonces: Velocidad en MB/s = (480 Mbps X 1 MB/s) / 8 Mbps Velocidad en MB/s = (480 MB/s) / 8 Velocidad en MB/s = 60 MB/s Uso Específico del puerto USB. Se utilizan para conectar todo tipo de dispositivos, tales como memorias USB, cámaras fotográficas digitales, videocámaras digitales, dispositivos para captura de video, reproductores MP3, impresoras, reproductores MP4, discos duros externos, grabadores de CD-DVD externos, conexión directa entre computadoras (Laplink), reproductores iPOD de Apple®, etc., mientras que la versión USB 3 tendrá el objetivo de aumentar de manera radical las velocidades de transmisión entre los anteriores dispositivos con las computadoras.
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CONCLUSIONES A mi punto de vista puede decir que este tipo de programación para dispositivos ya sea paralelo, serial, hibrida o puerto USB es de gran ayuda para la comunicación entre el usuario y algún dispositivo lo hace de manera más amena. Además de que el lenguaje de programación tiene un grado de complejidad, pero que actualmente esta herramienta de programación nos da bastantes ventas como por ejemplo poder comunicar un robot por medio de instrucciones. También creo que el lenguaje ensamblador a pesar de ser más rápido es eficaz a la hora de implementarlo claro que se debe saber del tema; por ejemplo, la electrónica donde los recursos de los aparatos son limitados y es necesario utilizar lenguaje ensamblador. Después de esto se puede decir que como se tiene acceso a casi todo el hardware de la computadora vía interrupciones de software, tiene posibilidades que se puedan programar virus.
Se pueden programar drivers para cualquier dispositivo.
Programarse micro controladores
Crear compiladores
Tener la posibilidad de poder acceder directamente a los dispositivos de entrada y/o salida.
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BIBLIOGRAFIA
http://es.scribd.com/doc/120689070/Ensamblador
http://bbeltran.cs.buap.mx/EnsambladorDisco.pdf http://www.ramonmedina.name/files/universidad/ac/ac0001.PDF http://es.scribd.com/doc/120689070/Ensamblador#download http://www.mcbtec.com/programacion_del_dspic.htm
http://lenguajes-interfaz-2013.blogspot.mx/
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