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T505A Montagem de Microcomputadores Parte 1 (T505A1) Dailson Fernandes 1ª Edição

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T505A

Montagem de Microcomputadores Parte 1 (T505A1) Dailson Fernandes 1ª Edição

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Montagem de Microcomputadores

ESCOLA TÉCNICA DE INFORMÁTICA

Sumário

1. LINHA DO TEMPO 4

2. COMO AS INFORMAÇÕES SÃO REPRESENTADAS NO PC 6

2.1. TABELA A.S.C.I.I. 7

3. PORTAS DE COMUNICAÇÃO 9

3.1. PORTAS DE ENTRADA E SAÍDA (PORTAS DE I/O) 9 3.1.1. PORTAS PARALELAS 11 3.1.2. CABO PARALELO 11 3.1.3. CONECTORES DO CABO PARALELO 12 3.1.4. LIMITE DO CABO PARALELO 12 3.1.5. CONECTORES DA COMUNICAÇÃO PARALELA 12 3.1.6. DESIGNAÇÃO DA PORTA PARALELA 12 3.1.7. QUANTIDADE DAS PORTAS PARALELAS 13 3.1.8. RELAÇÃO ENTRE OS ENDEREÇOS DAS PORTAS PARALELAS 13 3.1.9. VELOCIDADE DA COMUNICAÇÃO PARALELA 13 3.1.10. EXERCÍCIOS 13

3.2. PORTAS SERIAIS 13 3.2.1. CABO SERIAL 14 3.2.2. EXEMPLO DE UM CABO SERIAL 14 3.2.3. CONECTORES DA COMUNICAÇÃO SERIAL 14 3.2.4. LIMITE DE UM CABO SERIAL 15 3.2.5. VELOCIDADE DA COMUNCAÇÃO SERIAL 15 3.2.6. DESIGNAÇÃO DA PORTA SERIAL 15 3.2.7. QUANTIDADE DAS PORTAS SERIAIS 15 3.2.8. RELAÇÃO ENTRE OS ENDEREÇOS DAS PORTAS SERIAIS 16 3.2.9. RELAÇÃO ENTRE A PORTA E OS CONECTORES 16 3.2.10. MODOS DE COMUNICAÇÃO 17 3.2.11. PARÂMETROS DA COMUNICAÇÃO SERIAL 17

3.3. PROBLEMAS E TESTES 19 3.3.1. LOOPBACK PARA AS PORTAS SERIAIS 19 3.3.2. EXERCÍCIO 20

3.4. IRQ (INTERRUPED REQUEST) 21 3.4.1. QUANDO RECEBIDA UM INTERRUPÇÃO O QUE ACONTECE ? 21 3.4.2. A CONFUSÃO ENTRE IRQ2 E IRQ9 22

3.5. DMA (DIRECT MEMORY ACCESS) 22 3.5.1. CONTROLADOR DE DMA 22 3.5.2. QUANTOS CANAIS DE DMA EXISTEM ? 22 3.5.3. QUEM USA DMA ? 22 3.5.4. COMO VISUALIZAR A SITUAÇÃO DAS PORTAS DE COMUNICAÇÃO DO PC 23

4. COMO MANUSEAR EQUIPAMENTOS 26

4.1. CONEXÃO DE PERIFÉRICOS 26 4.2. PARA CONECTAR UMA IMPRESSORA OU EQUIPAMENTO COM ALIMENTAÇÃO PRÓPRIA: 26

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4.3. PARA DESCONECTAR UMA IMPRESSORA OU EQUIPAMENTOS COM ALIMENTAÇÃO PRÓPRIA: 26 4.4. PARA CONECTAR MOUSE, SCANNER MANUAL, TECLADO OU JOYSTICK: 26 4.5. PARA DESCONECTAR MOUSE, SCANNER MANUAL, TECLADO OU JOYSTICK:26 4.6. PARA DESCONECTAR CHIPS, PLACAS OU CABOS INTERNOS 26 4.7. ELETRICIDADE ESTÁTICA 27 4.8. COMO PEGAR NAS PLACAS 28

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Como está dividido este material Procuramos levar você a uma leitura que lhe dê o mínimo possível de conhecimento para as tecnologias mais atuais, porém sem esquecer de toda a história que aconteceu até hoje. O primeiro capítulo traz um resumo de datas e os principais lançamentos da indústria de hardware e software. Logo após uma introdução a sistema binários, depois passando em Portas de Comunicação. Após esta parte entramos nas peças que formam o PC, do gabinete ao teclado passamos por cada uma delas dando ênfase nas principais características de cada uma. No final um capítulo extra que fala sobre arquitetura de um PC. Bom curso, boa leitura. !

Dailson Fernandes ([email protected]) Especialista de Montagem

1.Linha do Tempo 1968 – Fundação da Intel por Robert N. Noyce (co-inventor do circuito integrado), Gordon E. Moore e Andrew S. Grove. 1969 – Intel desenvolve a 3101 RAM de 64 bits. 1970 – Intel desenvolve a Dinamic RAM. 1971 – Microprocessador 4004 de 4 bits e EPSOM 1702. O 4004 operava com um clock de 108 kilohertz e realizava 0,06 MIPS ( milhões de Instruções por segundo ). O C.I (Circuito Integrado) possuía 2.300 transistores e uma capacidade de endereçamento de memória de 640 bytes. 1972 – Microprocessador 8008 de 8 bits. 1974 – Microprocessador 8080 de 8 bits. 1976 – 8748/8048 1º Microcontrolador. 1978 – Microprocessador 8085 de 8 bits.

Era dos TV games – tênis, futebol, paredão. 1979 – Microprocessador 8088 de 8 bits. 1980 – Co-processador matemático 8087. 1981 – Microcomputador IBM-PC baseado no 8088. MS-DOS licenciado pela IBM como sistema operacional do PC. No Brasil: Sistema 700 da Prológica com 2 CPUs Z80 da Zilog e 64k NE Z80 com 1k, expansível até 16k, gravador cassete, TV, 102 funções CP 500 com 48k, disquetes e RS 232 O computador é escolhido pela revista Time como o Homem do ano. 1982 – Microprocessador 80286 de 16 bits.

Arquivamento Óptico Microprocessador 80186, usado em aplicações de controle. NE Z8000 com 8k. CP 200 e TK 82C da Microdigital com 64k, joystick, som, impressora e disquetes

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1983 – Lançamento do Windows pela Microsoft, que tornou o DOS mais fácil de ser operado. 1984 – IBM PC-AT baseado no 80286. 1985 – Microprocessador 80386 DX de 32 bits. 1986 – Compaq PC 386 1987 – Acordo de desenvolvimento conjunto IBM-MS (Jonint Development Agreement) OS/2. 1988 – Memória com tecnologia Flash. HDs atingem a marca dos 380 MB Febre do vírus Apple anuncia que levará a Microsoft aos tribunais. Microprocessador 80386 SX com largura do barramento de 16 bits. 1989 – Microprocessador 80486 DX de 32 bits, clock de 25 MHz e 20 MIPS. Performance 50 vezes maior que o 8088. 1990 – Windows 3.0, vendas ultrapassam 1 bilhão de dólares 1991 – Microprocessador 80486 SX. 1992 – Processador 80486 DX2 de 32 bits, clock de 50 MHz e 41 MIPS. Processador 486 DX2-66 com 1,2 milhões de transistores. 1993 – Processadores Pentium de 60 e 66 MHz. Largura do barramento externo de dados 64 bits e 32 bits de endereçamento. Versão empresarial do Windows, encarta em CD-ROM. 1994 – Processador Pentium 90 e 100 MHz. Processador 486 DX4 de 32 bits, clock de 100 MHz e 70,7 MIPS. 1995 – Microprocessador Pentium Pro de 150, 166, 180 e 200 MHz. 1996 – Processador Pentium de 200 MHz. 1997 – Janeiro: Pentium MMX Tecnology de 166 com barramento externo de dados de 64 bits e endereçamento de 32 bits. Maio: Pentium II de 233, 266 e 300 MHz, tecnologia de encapsulamento de cartucho S.E.C. (Single Edge Contact). Combina as tecnologias do Processador Pentium Pro com a MMX. A tecnologia AGP acelera a velocidade de tráfego de dados do processador para as placas gráficas. DVD (Digital VideoDisc) capacidade: de 7 a 28 vezes mais informações que os CDs musicais e CD-ROMs de computador. Junho: Pentuim MMX de 233 MHz. Julho: Memphis (versão de teste de atualização do sistema, rebatizado pela Microsoft de Windows 9x) 1998 – Atualização do Window 95. Microsoft lança o Windows 98 1999 –

Agosto Pentium III 600 MHz

Setembro Pentium III de 533 e 600 MHz com barramento externo de 133 MHz

Out/1999

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Pentium III-733 /133 MHz Pentium III-700 com barramento externo de 100 MHz Pentium III-667 com barramento externo de 133 MHz Pentium III-650 com barramento externo de 100 MHz Pentium III-600EB com barramento externo de 133 MHz Pentium III-600E com barramento externo de 100 MHz Pentium III-550E com barramento externo de 100 MHz Pentium III-533EB /133 MHz Pentium III-500E /100 MHz

Dezembro Pentium III-750 Pentium III-800

2000 – Microsoft lança o Windows ME Microsoft lança a família 2000

Março Pentium III-1000 Pentium III-850 Pentium III-866

Abril AMD Lança o processador DURON, destinado a competir com o Celeron Agosto AMD lança o ATHLON 2001 - É lançada a nova apostila de montagem do Ibratec !!! Intel e AMD prometem o lançamento dos processadores de 64 bits.

2.Como as Informações são Representadas no Pc Todas os dados que manipulamos passa pela memória Ram do microcomputador. Esta memória é chamada de Memória Principal, pois todos os dados passam por ela, tanto dos dados que chegam ao micro (entrada de dados), quanto os dados que saem do micro (saída de dados). Para conhecermos melhor como por exemplo a letra A chega a memória Ram, é preciso conhecer a tecnologia que regem os computadores de padrão PC-AT. Esta tecnologia é chamada de Binária e é simples de entender. Dentro do processador só existem dois números que representam o estado de energia que se passa no momento. Ou há um impulso de energia (1) ou não há energia (0). Resumindo 0 – Desligado 1 – Ligado Estes dois números (zero e um) são chamados de números binários e daí se tem o nome: Tecnologia Binária. Só que existem regras para que os impulsos de energia para que estes impulsos elétricos passeiem por dentro do processador. Os números binários só andam juntos em grupos de 8 em 8 e a cada combinação de “zeros e uns” o processador entende e executa a instrução. Quando junto oito números binários chamo de BYTE . Cada número que compões um BYTE é chamado de BIT. Um BYTE corresponde a um CARACTER e um CARACTER é a representação gráfica de um BYTE. Ufa !

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Veja: BI

1 0 1 0 1 0 1 0 BYTE

BIT

BIT

BIT

BIT

BIT BIT

BIT

RESUMINDO: BIT: É um impulso de energia que pode assumir dois estados: Ligado (1) ou Desligado (0). É a menor informação possível de ser manipulada pelo processador. BYTE: É um conjunto de oito bits. CARACTER: É a representação gráfica de um byte. Por Exemplo o nome OLINDA possui 6 bytes.

2.1. Tabela A.S.C.I.I. A Tabela ASCII (American Standard Code Information Interchange, Código Padrão Americano de Intercâmbio de Informações) é o código alfanumérico habitualmente utilizado para representar a informação nos microcomputadores. É constituída por 256 posições e nelas estão números e letras. Todos os computadores do padrão IBM-PC utilizam esta tabela para conversão de códigos binários. Toda vez que um caracter é batido no teclado, esta tabela é consultada devolvendo a posição correspondente. Por exemplo. A letra A maiúscula foi teclada, esta letra fica na posição 65, daí há uma conversão de decimal (65) para binário (01000001). Esta conversão é feita dividindo o número 65 por dois até chegar ao quosciente 1. Isto deve ser feito porque dentro do microcomputador a única maneira de uma informação trafegar é em forma de impulso elétrico (0 e 1) como já descrito anteriormente. Outro bom exemplo é quando queremos escrever primeiro (1º) ou primeira (1ª). Os caracteres ª e º são conseguidos através da combinação de teclas ALT + 167 para o º e ALT + 166 para o ª. Quando usamos a combinação ALT + combinação numérica, estamos “puxando” os caracteres diretamente da tabela ASCII. Faça um teste: digite ALT + 65 e aparecerá o caracter A maiúsculo, ALT + 97, o caracter A minúsculo.

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Exemplo da tabela ASCII. Note a letra A mencionada no exemplo acima, fica na posição 65, depois vem a B (66) a C (67) e assim sucessivamente.

Porém a letra a minúscula ocupa a posição 97, como acima. Provando que cada caracter tem sua posição na tabela ASCII. Note

também os caracteres º (posição 167) e o ª (posição 166)

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3.Portas de Comunicação A partir desta etapa do curso passaremos a conhecer os “caminhos como o processador se comunica com todos os dispositivos da máquina, para tal, conheceremos as Portas de Comunicação. A definição básica para Porta de Comunicação é: todas as vias que o processador usa para se comunicar com qualquer dispositivo ao seu redor. As Portas de Comunicação são divididas em três grupos:

Porta de Entrada e Saída (Portas de E/S ou Portas de I/O). Sinais de Interrupção (IRQ). Acesso Direto a Memória (DMA).

3.1. Portas de Entrada e Saída (Portas de I/O) As Portas de Entrada e Saída também chamadas de Portas de I/O (Input/Output), são as principais vias de entrada e saída de dados do hardware. Por exemplo: o teclado, mouse, impressora, joystick, scanner e muitos outros usa este tipo de Porta de Comunicação para entrar ou sair dados do microcomputador. As portas de Entrada e Saída são o modo mais comum de comunicação entre um dispositivo e o processador. Essas portas na verdade são números que significam endereços eletrônicos, identificando cada via como sendo única. Para facilitar podemos fazer uma comparação com os números de CEP das ruas da nossa cidade. Cada rua tem um número, o que permite aos correios identificá-la com segurança e não permitir que uma determinada correspondência seja perdida. Nos computadores a relação é basicamente a mesma, cada dispositivo que utilizar uma porta de I/O deverá indicar qual. Assim o processador saberá de onde veio e saberá para onde enviar a informação. A atribuição dos endereços que cada porta possui é designado de acordo com o projeto de cada computador. O que normalmente acontece é que todos os membros da linha IBM-PC possuem um padrão de designação de portas para efeito de compatibilidade dos diversos equipamentos e interfaces. Assim garantem que o disco rígido poderá funcionar nos computadores que usem processador Intel e também funcionarão nos computadores com processadores Cyrix ou AMD. O número de endereços é muito grande, normalmente mais de 65.000 endereços. A abaixo mostra esquematicamente a forma de acesso de I/O da CPU a um dispositivo que utiliza esse sistema, no caso um MODEM está sendo acessado.

Processador

MODEM MOUSE IMPRESSORA JOYSTICK

02F8H

02F8H 03F8H 0278H 0200H

02F8H02F8H

Somente o MODEMreesponde ao endereçono barramento

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Na tabela abaixo podemos ver os endereços das portas e suas principais finalidades. Entretanto avisamos que não será necessário memorizar todos esses endereços. Logo não fique assustado, esta tabela tem o mero objetivo de informar quais são e para que servem.

Endereço da Porta Descrição da Porta 20H a 3FH Controlador Programável de Interrupção - Mestre 40H a 5FH Temporizador 60H a 6FH Controlador do Teclado 70 a 7FH Relógio de Tempo real 92H Porta A de controle do Sistema A0H Controle de máscara NMI A0H a BFH Controlador Programável de Interrupção - Serviço F0H Zerar co-processador matemático F1H Reservar co-processador matemático F8H a FFH Co-processador matemático 1FH a 1F8H Controlador de disco rígido 200H a 207H Porta de jogos (Game port) - Joystick 278H a 27BH Porta paralela nº3 (MDA) 2E8H a 2EFH Porta Serial nº4 2F8H a 2FFH Porta Serial nº2 320H a 32FH Controlador de disco rígido 360H a 363H Placa de Redes de computadores 368H a 36BH Placa de Redes de computadores 378H a 37BH Porta paralela nº2 3B0H a 3BBH Adaptador de Vídeo Monocromático 3BCH a 3BFH Porta paralela nº1 3C0H a 3CFH Adaptador de Vídeo EGA e VGA 3D0H a 3DFH Adaptador de Vídeo CGA e MCGA 3E8H a 3EFH Porta Serial nº3 3F0H a 3F7H Controlador de disco flexível 3F8H a 3FFH Porta Serial nº 1

Perceba que todos os componentes acima tem endereços de I/O, de placas de vídeo, teclado, controladores de discos rígidos e flexíveis, entre outros. Entretanto as portas de I/O mais conhecidas e importantes são as Portas paralelas e as Portas seriais. As Portas de Entrada e Saída são classificadas em dois tipos:

Portas Paralelas Portas Seriais.

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3.1.1. Portas Paralelas O Que caracteriza este tipo de porta é o estilo que ela transmite as informações. A Porta Paralela transmite os bits em paralelo, ou seja, um ao lado do outro, simultaneamente, de oito em oito. Veja: 1

0 1 0 1 0 1 0

Este tipo de comunicação é também chamada de comunicação de Impressora, pelo motivo desta porta ter sido usada somente para impressora por mais de 20 anos. Hoje em dia a Porta Paralela tem outras funções, mas ficou o rótulo: “Porta de Impressora”.

3.1.2. Cabo Paralelo O Cabo paralelo (o que liga a impressora ao micro) é um padrão. Em qualquer micro você terá a estrutura apresentada abaixo: O Cabo usa internamente 25 fios sendo:

8 fios para a transmissão de dados (o byte): Estes fios são utilizados para a transmissão do dado que vai ser impresso, cada fio leva um bit, que ao final são reunidos para formar o byte e ser impresso.

9 fios para a comunicação micro – impressora Estes fios são utilizados para para informar o “status” da impressora. Por exemplo: através destes fios que o micro “sabe” se a impressora está desligada, sem papel, em linha, se pode receber dados, entre outros...

8 fios para terra. Estes fios são usados para aterrar o sinal da comunicação paralela. Observe na tabela abaixo, a função de cada um dos 25 fios do cabo paralelo. Perceba as colunas COMP. (Computador) e IMP. (impressora), que exibe a direção do fluxo da informação.

IT IDENTIFICAÇÃO COMP. IMP. UTILIZAÇÃO 1 STROBE → Avisa a IMP que dados serão enviados 2 DATA 0 → Bit de dado nº1 3 DATA 1 → Bit de dado nº2 4 DATA 2 → Bit de dado nº3 5 DATA 3 → Bit de dado nº4 6 DATA 4 → Bit de dado nº5 7 DATA 5 → Bit de dado nº6 8 DATA 6 → Bit de dado nº7 9 DATA 7 → Bit de dado nº8

10 ACKNLG ← Impressora pode receber dados 11 BUSY ← Impressora não pode receber dados 12 PE ← Papel fora ou amassado 13 SLCT ← Impressora On-line 14 AUTO FEED XT → Avanço automático

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15 ERROR* ← Condição de erro da impressora 16 INIT* → Reinicializa a impressora 17 CTS/SLCTIN → Seleção de entrada 18 GND Terra ( 0 Volt) 19 GND Terra ( 0 Volt) 20 GND Terra ( 0 Volt) 21 GND Terra ( 0 Volt) 22 GND Terra ( 0 Volt) 23 GND Terra ( 0 Volt) 24 GND Terra ( 0 Volt) 25 GND Terra ( 0 Volt)

3.1.3. Conectores do Cabo Paralelo Os conectores que formam as duas extremidades do cabo paralelo são: DB 25 MACHO CENTRÔNICS Obs: Centrônics é o nome da empresa que foi pioneira na comunicação paralela. O Conector Centrônics tem 36 pinos e é do tipo macho.

3.1.4. Limite do Cabo Paralelo O cabo paralelo não deve ser maior do que 3m, para que não sofra interferêcias de sinais de rádio, pois quando maior que isto funciona como uma “antena”. Se for necessário um cabo maior que 3m, é necessário que seja confeccionado um cabo blindado, pois nas lojas da cidade é difícil encontrar estes tipos de cabos. Uma das saídas seria o catálogo da Blackbox (www.blackbox.com.br) que vende equipamentos especiais e no seu catálogo é possível encontrar um cabo paralelo de 21m.

3.1.5. Conectores da Comunicação Paralela Os outros conectores utilizados na comunicação paralela são os seguintes:

3.1.6. Designação da Porta Paralela A Porta Paralela recebe dois nomes. Um nome é o lógico, ou seja, o que os sistemas operacionais (como Ms-Dos, Windows95, Windows98) a chamam. Os Sistemas Operacionais a chamam de LPT, que quer dizer Line PrinTer (linha de Impressora). Já o nome físico desta porta, ou seja, o nome que o processador usa para acessá-la é 378h.

Conector D-SHELL (Na impressora) Conector DB-25 Fêmea (Traseira do gabinete)

Conector Centrônics (Um dos lados do cabo)Conector DB-25 Macho do lado do cabo

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3.1.7. Quantidade das Portas Paralelas Um microcomputador do padrão PC-AT, vem preparado para Ter até 3 portas paralelas, mas no microcomputador normalmente só vem conector para uma. Qu s que enumerá-las, então usamos um número logo após o

1.8. Relação Entre os Endereços das Portas Paralelas o você encontrará o nome da porta relacionado com o seu endereço de hardware

ando falamos em quantidade de portas paralelas temonome dela. Veja: Lpt1 Lpt2 Lpt3

3.Abaix

PORTA ENDEREÇO LPT1 378h ou 378 LPT2 278h ou 278 LPT3 3BCh ou 3BC

a comunicação realidade veloc3.1.9. Velocidade da Comunicação Paralela

A velocidade máxima d paralela é de 800.000 bps. Mas na idade máxima alcançada pelos computadores e periféricos atuais chega em torno de 600.000 bps.

1º O Que são Portas de Comunicação ?

º Cite as Portas de Comunicação existente em um PC .

º Explique a Comunicação Paralela.

º Sabemos que Porta Paralela é sinônimo de Porta de Impressora, mas como esta porta é chamada pelos programas

º Como também é conhecida a Comunicação Paralela ?

º Cite a estrutura do Cabo Paralelo Padrão (fios, conectores, como é utilizado... )

º Qual a velocidade máxima da Comunicação Paralela e qual a alcançada pelos atuais computadores ?

º Explique o local onde encontramos estes conectores (em relação a Comunicação Paralela)

B-25 M_________________________ DB-25 F_____________________

ENTRÔNICS________________________D-SHELL____________________

0º Qual o limite de tamanho de um Cabo Paralelo e porque ?

3.2

O Que caracteriza este tipo de porta é o estilo que ela transmite as informações.

3.1.10. EXERCÍCIOS

2 3 4? 5º Quantas Portas Paralelas um PC pode ter ?, Quais são e qual já vem no micro? 6 7 8 9 D C 1

. Portas Seriais

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A Porta Serial transmite os bits em fila, ou seja, um após o outro. eja:

2 fios para a transmissão de dados (o byte): Est a transmissão dos dados que serão transmitidos. Destes dois fios, um serve para

municação entre os dispositivos stes fios são utilizados para para informar o “status” dos dispositivos. Por exemplo: os dispositivos são capazes de ocar in

l da comunicação serial.

Citarem ássico: O cabo da impressora seial

B 25 MACHO DB 25 FÊMEA

3.2.3.

B 9 MACHO: ouse) B 25 MACHO : Utilizado no traseira do microcomputador.

V

Este tipo de comunicação é também chamada RS-232 ou RS-232 C Obs: O primeiro nome dado pela IBM a comunicação serial foi: Comunicação de Dados Assíncrona.

3.2.1. Cabo Serial esta estrutura interna:

0 1 0 1 0 1

Não há um cabo serial padrão como o da impressora, mas todos usamNum total de 9 fios temos:

es fios são utilizados paratransmitir o outro para receber.

6 fios para a coEtr formações de segurança, velocidade entre outras.

1 fios para terra. Este fio é usado para aterrar o sina

3.2.2. Exemplo de um Cabo Serial os aqui um cabo serial cl

D

Conectores da Comunicação Serial

Utilizado na traseira do computador (geralmente onde é ligado o mOs outros conectores utilizados na comunicação serial são os seguintes: DD

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Extremidade do Cabo Serialcom conector DB - 9 Fêmea

Conector da Interface Serialno Computador

Conector DB-25 Macho

Conector DB - 9 Macho

3.2.4. Limite de um Cabo Serial Não há problemas com distância na comunicação serial. O cabo pode ser de qualquer tamanho, se necessário usando repetidores.

3.2.5. Velocidade da Comuncação Serial A comunicação serial padrão RS-232 foi projetada para no máximo Ter 115.000 bps. O dispositivo atual mais rápido para este tipo de comunicação é o modem de 56.700 bps, ou seja, apenas metade do projetado.

3.2.6. Designação da Porta Serial A Porta Serial recebe dois nomes. Um nome é o lógico, ou seja, o que os sistemas operacionais (como Ms-Dos, Windows95, Windows98) a chamam. Os Sistemas Operacionais a chamam de COM, que quer dizer Comunication (Comunicação em inglês). Já o nome físico desta porta, ou seja, o nome que o processador usa para acessá-la varia entre 3F8h a 2E8h.

3.2.7. Quantidade das Portas Seriais Um microcomputador do padrão PC-AT, vem preparado para ter até 4 portas seriais, mas normalmente só vem conector para duas. Quando falamos em quantidade de portas seriais temos que enumerá-las, então usamos um número logo após o nome dela. Veja:

Com1 Com2 Com3 Com4

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3.2.8. Relação Entre os Endereços das Portas Seriais Abaixo você encontrará o nome da porta relacionado com o seu endereço de hardware

PORTA ENDEREÇO COM1 3F8 ou 3F8h COM2 2F8 ou 2F8h COM3 3E8 ou 3E8h COM4 2E8 ou 2E8h

3.2.9. Relação Entre a Porta e os Conectores Na hora de montar o microcomputador é muito importante saber os conectores certos para encaixá-los no local certo. Veja COM1 : DB-9 MACHO COM2 : DB-25 MACHO Obs: O conector do joystick, que também é um dispositivo serial é um DB15-Fêmea, que normalmente só se apresenta nas placas de som.

Conector de 25 pinos Pino Função Sigla

2 Transmissão de dados TXD 3 Recepção de dados RXD 4 Solicitação de envio RTS 5 Pronto para enviar CTS 6 Data set pronto DSR 7 Terra do sinal GND 8 Detecção de portadora CD 20 Terminal de dados pronto DTR 22 Indicador de chamadas RI

Descrição dos pinos do conector DB-25 na porta serial

Conector de 9 pinos Pino Função Sigla

1 Detecção de portadora CD 2 Recepção de dados RXD 3 Transmissão de dados TXD 4 Terminal de dados pronto DTR 5 Terra do sinal GND 6 Data set pronto DSR 7 Solicitação de envio RTS 8 Pronto para enviar CTS 9 Indicador de chamadas RI

Descrição dos pinos do conector DB-9 na porta serial

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3.2.10. Modos de Comunicação

Quando se está trabalhando no universo da comunicação serial há basicamente três formas de comunicação: Simplex, Half-Duplex e Full-Duplex.

A comunicação simplex é realizada em um sentido único. Cada equipamento só poderá transmitir ou receber exclusivamente. Se há uma comunicação entre A e B, A transmite e B recebe.

A comunicação Half-Duplex é realizada em dois sentidos, porém um de cada vez. No exemplo acima, hora A transmite e B recebe e em seguida B transmite e A recebe e assim sucessivamente.

A comunicação Full-Duplex é realizada em ambos os sentidos porém de modo simultâneo. Essa última exige a presença de dois canais de transmissão trabalhando em paralelo. Essa necessidade motivou a interface serial a possuir dois canais de comunicação: um para envio e outro para recebimento.

3.2.11. Parâmetros da Comunicação Serial

Tratando-se do envio de dados de modo serial, torna-se necessário a definição de um protocolo para que a transmissão seja efetivada corretamente. Protocolo aqui tem o sentido de estabelecimento de regras fixas e bem definidas.

3.2.11.1. Paridade (parity)

Ao ser transmitido de um ponto para outro o dado, que no caso trata-se de um byte, deve ter a garantia de que chegará ao seu destino exatamente como saiu do transmissor; ou pelo menos o receptor deverá identificar se o dado que chegou está de forma correta ou teve a sua estrutura alterada. Caso esteja alterado o receptor pode requisitar nova transmissão para verificação ou retificação.

Esse método de detecção de erros dá maior segurança ao sistema e é bastante utilizado nos computadores digitais. Uma das formas de se implementar uma segurança na transmissão de dados por meio eletrônico digital é a paridade.

Dá-se o nome de paridade a um método de se agregar a um byte mais um bit, o bit de paridade. Este bit determina se o dado que chegou está do mesmo modo que saiu.

Há dois modos de se estabelecer a paridade: paridade par (even) ou paridade ímpar (odd).

Na paridade par o bit extra é ajustado para 1 se o total de bits 1´s, inclusive o de paridade é par e é ajustado para 0 se o total for ímpar. Isto é, o bit de paridade ao ser acrescentado mantém o caráter par do total de 1´s do byte. Assim, na paridade par o total de bits 1´s deverá ser sempre par.

Exemplo:

Deseja-se enviar o byte 11011011. O total de bits 1´s é 6 ao acrescentarmos o de paridade este deverá ser 0 para garantir uma paridade par. Assim o byte ficará na forma 110110110. Onde este último 0 (zero) é o bit de paridade.

Na paridade ímpar o bit extra é ajustado para 1 se o total de bits 1´s, inclusive o de paridade é ímpar e é ajustado para 0 se o total for ímpar. Isto é, o bit de paridade ao ser acrescentado mantém o caráter ímpar do total de 1´s do byte. Assim, na paridade ímpar o total de bits 1´s deverá ser sempre ímpar. É exatamente o simétrico da paridade par.

Exemplo:

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Deseja-se enviar o byte 11011011. O total de bits 1´s é 6 ao acrescentarmos o de paridade este deverá ser 1 para garantir uma paridade ímpar. Assim o byte ficará na forma 110110111. Onde este último 1 (um) é o bit de paridade.

Com isso, se o receptor está ajustado para trabalhar com a paridade par e recebe o dado 110010110 sabe que ocorreu um erro na transmissão. Isso é detectado simplesmente pela contagem dos bits 1´s. Como o total é 5 e a paridade é par ocorreu um erro pois o total deveria ser sempre par!

A paridade é utilizada através de mnemônicos os quais são:

Paridade Sigla Par E

Ímpar O Nenhuma N

Modos de paridade

3.2.11.2. Start e Stop Bit

Ao ser enviado um byte com ou sem bit de paridade o receptor deve saber onde começa e onde termina o conjunto de bits transmitido. Para se definir um sinalizador pode-se usar um bit a mais no início e no final do grupo de bits para determinar os limites do dado.

A Figura abaixo mostra um esboço de uma seqüência de bits com três start bit e dois stop bit.

110 / 220

3 Start Bits

8 Data Bits

2 Stop Bits

ParidadePar

Conjunto de Bitsna Comunicação Serial

Seqüência de bits na comunicação serial

O start bit é o bit ou grupo de bits que determina o início do conjunto de bits de dados e o stop bit é o bit ou grupo de bits que indica o final dos bits do pacote. Como o receptor na chegada dos bits faz uma contagem para verificar o total de bits enviados, há a necessidade de que transmissor e receptor estejam em perfeito acordo para que não seja recebido dado de forma incorreta.

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Por isso, nas configurações dos dispositivos seriais faz-se um ajuste da existência e da quantidade dos start e stop bits

3.2.11.3. Baud Rate

É definido como sendo a taxa de transferência de bits na linha de transmissão. Essa taxa é dada em bits por segundo - bps. Não leva em consideração se os bits são de dados ou de segurança.

As taxas mais comuns são de 2400, 9600, 14400, 19200, 28800, etc... A maior taxa possível nas seriais mais comumente encontradas é de 115200 bps.

3.2.11.4. Data Bits

Este parâmetro define o total de bits de dados do conjunto de bits a ser transmitido. Se o Data Bit vale 8 significa que dentre os bits que estão sendo transmitidos apenas oito são de dados e os demais são parâmetros de segurança.

3.2.11.5. Definição dos parâmetros

Quando se configura um dispositivo serial deve-se ajustar os seus parâmetros de comunicação. A ordem normalmente encontrada em todos os dispositivos é a seguinte:

• Velocidade (Baud Rate) • Data Bits (Bits de dados) • Paridade (Parity) • Stop Bit

Desse modo quando se deseja configurar uma impressora para trabalhar em modo serial com 8 bits de dados, nenhuma paridade, velocidade de 38400 bps e um stop bit, necessita-se de passar os parâmetros:

38.400, 8, N, 1

3.3. Problemas e Testes

Nem sempre pode-se atribuir os defeitos de dispositivos conectados ao computador a estes próprios. Em alguns casos as interfaces não estão funcionando corretamente. Para se realizar um teste consistente deve-se confeccionar um conector especial chamado de LOOPBACK. O nome está baseado na sua função: possibilitar que os dados enviados sejam recebidos pela própria porta para a confirmação do funcionamento.

3.3.1. Loopback para as portas seriais

Os esquemas abaixo mostram as ligações necessárias para a realização de testes nas interfaces seriais sejam com conector DB-25 ou DB-9.

DB-25 DB-9 PINO PINO PINO PINO

2 3 1 4, 6 4 5 2 3 6 8, 20 7 8

Montagem do Loopback para portas seriais

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3.3.1.1. Loopback para as portas paralelas

O esquema abaixo mostra as ligações necessárias para a confecção de loopback para testes nas interfaces paralelas com conector DB-25.

DB-25 PINO PINO

1 12, 13, 14 2 15

10 16 11 17

Montagem do Loopback para portas paralelas

3.3.1.2. Testes e avaliações

Uma vez de posse dos conectores de loopback, pode-se verificar o funcionamento correto de uma porta.

Para esse teste deve-se conectar na porta correta o loopback confeccionado. Em seguida aciona-se o programa de diagnóstico selecionado e de acordo com as opções exibidas na tela procede-se ao teste propriamente dito.

O programa na verdade faz um envio e recebimento recíproco e verifica a consistência desses dados. Caso o funcionamento esteja correto o teste passa sem problema, porém caso haja alguma falha há uma detecção imediata. Deve-se tomar cuidado para não confeccionar o cabo erradamente e depois condenar a interface de E/S.

3.3.2. Exercício 1º O Que caracteriza a Comunicação Serial ? 2º Qual a velocidade máxima alcançada pela Comunicação Serial ? 3º Cite a estrutura “Padrão” de um Cabo Serial (Conectores, fios, etc...) 4º Destes fios, quantos são usados na transmissão de dados ? 5º Como o Ms-Dos chama as Saídas Seriais ? 6º Quantas Saídas Seriais já vem no micro ? 7º Cite os nomes das Saídas Seriais, relacionando com seus respectivos conectores. 8° Como também é chamada a Comunicação Serial ? 9º Como é designada as Portas Seriais pelo Hardware (computador) ? 10º Explique: 28.800 , 7 , E , 2 11º O Que caracteriza um Conector de LoopBack ? 12º Como é feito um teste de LoopBack e para que serve ?

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13º O Que é Protocolo ? 14º Quais são os protocolos utilizados na Comunicação Serial ? Vamos agora estudar a segunda porta de comunicação a IRQ.

3.4. IRQ (Interruped Request) IRQ quer dizer interrupção requerida. Irq é uma sinalização recebida pelo processador enviada por algum dispositivo requisitando atenção imediata. Por exemplo: o mouse para se mover, pede ao processador para calcular todos os passos necessários para tal tarefa. A impressora para imprimir, recebe ordens do processador, o drive para girar precisa de comandos vindos diretamente do processador. Mas se tudo isto for pedido de uma só vez, quem o processador atenderá primeiro ???? Para desfazer tal complicação foi inserido nos computadores de padrão PC-AT o recurso IRQ. IRQ são canais que cada dispositivo tem com o processador, estes canais estão enumerados de 0 (zero) a 15 e a regra é simples: Os canais de menor número tem maior prioridade (os mais novos tem prioridade dos que os mais velhos) e isto resolve o problema acima envolvendo o mouse, impressora e o drive, basta saber quem está no canal mais prioritário para o processador, assim ele atende um por vez e pronto ! Todos estão felizes. Vale a pena ressaltar o seguintes tópicos:

Se dois dispositivos chegam ao mesmo tempo para pedir atenção do processador ele atende um, depois o outro. Dois dispositivos podem usar a mesma IRQ desde que não seja ao mesmo tempo Se dois dispositivos acessarem a mesma IRQ ao mesmo tempo o provavelmente o processador travará.

3.4.1. Quando recebida um interrupção o que acontece ? Para você entender bem direitinho esta história aqui vai os passos que o processador faz quando recebe uma interrupção:

Processador recebe um interrupção Processador verifica a prioridade desta interrupção Processador “viu” que esta interrupção é prioritária Processador guarda na memória tudo que está fazendo no momento Processador atente a interrupção Após terminar de atender esta interrupção prioritária o processador: Retorna da memória a situação anterior Continua a fazer o que estava a fazer antes

Para fechar este assunto, aqui vai a tabela de IRQ de um PC-AT. Você pode verificar em qualquer micro usando programas de diagnósticos que serão vistos neste curso.

IRQ DESCRIÇÃO IRQ0 Temporizador – Relógio do Sistema IRQ1 Teclado IRQ2 Usada internamente pelo processador IRQ3 Interface Serial (Com2 e Com4) IRQ4 Interface Serial (Com1 e Com3) IRQ5 Interface Paralela (Lpt2) IRQ6 Controladora de discos flexíveis IRQ7 Interface paralela (Lpt1) IRQ8 Usada internamente pelo chip CMOS (bios) IRQ9 Placa de vídeo

IRQ10 Reservada (não usada)

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IRQ11 Reservada (não usada) IRQ12 Reservada (não usada) IRQ13 Coprocessador aritmético IRQ14 Controladora de disco rígido e cd-rom (IDE) IRQ15 Reservada (não usada)

3.4.2. A confusão entre IRQ2 e IRQ9 No antigo IBM PC XT, existia apenas um controlador de interrupções. A linha IRQ2 era ligada a um dos pinos do slot ISA, e podia ser utilizada por placas de expansão. Nos PCs modernos, o IRQ2 não está disponível, sendo usado para a conexão com o segundo controlador de interrupções. No pino do slot ISA onde antes ficava ligado o IRQ2, a IBM colocou uma nova interrupção, a IRQ9. Por isso muitos fazem confusão entre IRQ2 e IRQ9. Em placas atuais, quando o manual faz referência ao uso da IRQ2, entenda que na verdade o correto é IRQ9, já que o IRQ2 está indisponível. Graças à substituição do IRQ2 pelo IRQ9, placas de expansão de 8 bits que antes usavam o IRQ2 nos velhos PCs de classe XT, puderam funcionar nos slots ISA de 16 bits, fazendo uso da IRQ9.

3.5. DMA (Direct Memory Access) A Sigla DMA quer dizer: Acesso Direto a Memória e também faz parte das portas de comunicação. Este recurso é utilizado por poucos dispositivos mas é muito valioso na tarefa que se propõe. A filosofia é: Dispositivos acessarem a memória RAM (a memória de processamento) diretamente sem “incomodar o processador”, deixando-o livre para executar outras tarefas. E porque acessar diretamente a memória RAM ? O Fato é simples. Quando um dado está na memória RAM é porque ele já está processado , pronto para ser utilizado pelos dispositivos, geralmente todos os dados para ficarem “prontos” para serem utilizados passam primeiro pelo processador que o coloca disponível na memória RAM para que “todos” usem, e se eu consigo “jogar” um dado na memória RAM diretamente sem passar pelo “crivo” do processador, isto quer dizer que ganhei em velocidade e desempenho.

3.5.1. Controlador de DMA Quem controla todo este acesso é um circuito denominado : Controlador de DMA que fica dentro do Chipset na placa mãe que você estudará posteriormente. Ele que cuida de informar ao processador tudo que está acontecendo em relação aos acessos a memória dos dispositivos que usam DMA.

3.5.2. Quantos canais de DMA existem ? Até agora 8 , são enumerados de 0 a 7

3.5.3. Quem usa DMA ? Atualmente as unidades de disco flexível (drive A: e B:) a placa de som e o próprio controlador de DMA. Uma nova tecnologia incorporada aos HD’S chamada UDMA (Ultra-DMA) trouxe também o este dispositivo para o seleto grupo dos que usam DMA.

CANAL QUEM USA 0 PLACA DE SOM 1 PLACA DE SOM 2 DRIVES 3 LIVRE 4 CONTROLADOR DE DMA 5 LIVRE 6 LIVRE

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7 LIVRE

3.5.4. Como Visualizar a Situação das Portas de Comunicação do PC Se você quiser visualizar como anda a situação atual das IRQs e DMA do seu micro faça o seguinte: 1º PASSO: No Windows 95 ou Windows 98 vá ao ícone Meu Computador e pressione o botão direito do mouse. Em seguida escolha a última opção: Propriedades. Vai aparecer uma tela semelhante a esta: 2º PASSO: Clique aqui em

Gerenciador de Dispositivos. Irá aparecer a seguinte tela:

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E finalmente desfrute da visualização das IRQs, DMAs, Portas de E/S e Memória do seu micro.

3º PASSO: Clique aqui em Propriedades.

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Outra maneira ainda mais completa de ver a situação das portas de comunicação e de todos os periféricos do seu microcomputador pelo Windows 98 é através do Menu Iniciar / Acessórios / Ferramentas de Sistema / Informações sobre o Sistema. Aparecerá a seguinte tela:

No Ms-Dos digite: MSD, logo após a letra Q e aparecerá a seguite tela:

Para sair do MSD tecle F3.

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4.Como manusear equipamentos Usuários ou técnicos inexperientes podem, ao invés de consertar, estragar mais o PC se não o manusearem corretamente. Devemos lembrar que estamos lidando com computadores, que são equipamentos extremamente delicados. Apesar de muitas placas, drives e componentes serem baratos, mesmo assim são sensíveis e necessitam dos mesmos cuidados dispensados aos equipamentos caros. O principal, e mais importante cuidado a ser tomado por quem manuseia equipamentos é o seguinte: Antes de fazer ou desfazer qualquer conexão, seja ela de chips, placas, cabos, conectores, periféricos e drives de qualquer tipo, todos os equipamentos devem estar desligados

4.1. Conexão de Periféricos A maioria dos chips e placas ficam danificados permanentemente caso sejam removidos ou colocados com o computador ligado. O mesmo se aplica a periféricos. Quando uma impressora, mouse, teclado, scanner, ZIP Drive ou câmera são conectados ou desconectados, devemos desligar o computador e o periférico, caso este possua alimentação própria. Se esta regra não for respeitada e mesmo assim nada for danificado, trata-se simplesmente de uma questão de sorte.

4.2. Para conectar uma impressora ou equipamento com alimentação própria: a) desligar o computador e a impressora ou equipamento. b) conectar o computador à impressora ou equipamento pelo cabo apropriado, prendendo por seus parafusos. c) ligar a impressora ou equipamento e, logo em seguida, o computador.

4.3. Para desconectar uma impressora ou equipamentos com alimentação própria:

a) desligar o computador e, logo em seguida, a impressora o equipamento. b) desconectar o cabo. c) ligar o computador. A regras para conexão e desconexão de impressoras aplicam-se a outros equipamentos que possuem alimentação própria, como scanner de mesa, ZIP Drive externo, câmera digital, etc.

4.4. Para conectar mouse, scanner manual, teclado ou joystick: a) desligar o computador. b) conectar o dispositivo, prendendo através dos seus parafusos, se for o caso. c) ligar o computador.

4.5. Para desconectar mouse, scanner manual, teclado ou joystick: a) desligar o computador. b) desconectar o mouse, scanner ou teclado. c) ligar o computador. As regras acima valem também para qualquer tipo de dispositivo que não possua alimentação própria, como por exemplo, câmeras de vídeo, canetas digitais, leitores de códigos de barra, etc.

4.6. Para desconectar chips, placas ou cabos internos a) desligar o computador. b) desconectar a placa, chip ou cabo interno. c) ligar o computador Uma outra boa prática é desligar o computador para fazer também conexões mecânicas. Para aparafusar ou desaparafusar drives de disquetes, discos rígidos e drives de CD-ROM, fonte, conectores seriais ou qualquer outra

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peça presa por parafusos, o computador deve ser antes desligado. Uma peça metálica qualquer, como por exemplo, um parafuso, ao cair sobre uma placa pode causar um curto-circuito caso o computador esteja ligado, causando danos irreversíveis. Igualmente importante é o correto manuseio de cabos. Ao retirar qualquer tipo de cabo, devemos puxar sempre pelo conector, e não pelo cabo. Puxando pelo cabo, as ligações elétricas entre o cabo e o conector são desfeitas, causando mau contato. Essa regra é aplicada para qualquer tipo de cabo:

cabo flat de drives de disquetes, drives de CD-ROM e discos rígidos cabo do teclado cabos das interfaces seriais cabos da fonte de alimentação cabos da rede elétrica cabo do mouse cabo do scanner cabo do vídeo do monitor cabos das conexões do painel do gabinete cabo da impressora

Deve ser lembrado que todo cabo tem uma forma certa de encaixe. Uma ligação invertida pode, em certos casos, causar dano. Muitos conectores têm um formato tal que impede a ligação errada. Isto é particularmente verdadeiro naqueles que ficam na parte exterior do computador. Já as conexões internas, por exemplo, as ligações de cabos flat nas respectivas placas, muitas vezes não possuem esse tipo de proteção, já que teoricamente devem ser manuseados por quem sabe o que faz.

4.7. Eletricidade Estática

Quando estamos com o corpo carregado de cargas elétricas e tocamos uma peça metálica, uma parte da nossa carga é transferida para esta peça. Durante essa transferência surge uma pequena corrente elétrica (lembrar que a corrente elétrica nada mais é que o movimento de cargas elétricas). Se o corpo metálico a ser tocado for um pino de um chip, o mesmo será submetido a uma corrente instantânea acima da qual foi projetado para funcionar. Muitos chips podem ser danificados com essa descarga, principalmente as memórias, processadores e chips VLSI. Devemos então evitar tocar nesses componentes e também evitar que nosso corpo acumule cargas elétricas excessivas. O corpo humano acumula cargas elétricas nas seguintes situações: Em ambientes muito secos. Locais como Brasília, onde a umidade relativa do ar é muito baixa dificultam a dissipação das cargas elétricas existentes nos objetos. Uma sala com ar condicionado também tem o mesmo problema. Em salas com piso de material plástico, carpete ou piso suspenso. O chão, quando feito de um material de melhor condutividade, como cerâmica ou mármore, facilita a dissipação de cargas elétricas. Por essa razão, um bom laboratório de eletrônica deve possuir piso de cerâmica, mármore, granito ou algum material similar. Quando o técnico senta em uma cadeira forrada de plástico, recebe parte da carga elétrica acumulada na cadeira.

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Para manusear placas e chips deve-se, antes de mais nada, realizar a descarga eletrostática. Pode ser feita de forma muito simples. Basta tocar com as duas mãos, as partes metálicas do gabinete do computador. Esta descarga pode ser feita também pelo toque em uma janela de alumínio, não pintada. Uma outra forma segura de trabalhar com material eletrônico é usar a pulseira anti-estática. Desta forma o técnico fica permanentemente aterrado e seu corpo não acumula nenhuma carga estática. A outra ponta do fio pode ser presa à chapa metálica do gabinete do PC. O corpo humano acumula eletricidade estática à medida em que a pessoa anda, senta em uma cadeira, retira um casaco, abre uma porta, ou mesmo quando toca em um outro material já carregado com eletricidade estática. Ao tocar em um componente eletrônico, as cargas estáticas são transferidas rapidamente para este componente, uma espécie de "choque" de baixíssima corrente, mas o suficiente para danificar parcialmente ou totalmente os circuitos internos existentes dentro dos chips. Esses chips podem danificar-se imediatamente, ou ficarem parcialmente danificados, passando a exibir erros intermitentes, ficando sensíveis a temperatura, e podendo até mesmo queimarem sozinhos depois de algum tempo.

4.8. Como pegar nas placas Ao manusear placas você deve manter a ética de um bom profissional. Sempre ao receber uma placa de uma outra pessoa, pegue-a como se fosse uma bolacha cream cracker cheia de manteiga, sempre pegando pelas bordas. Veja por exemplo como se deve pegar em uma placa mãe. Escolha a maneira correta ! Sempre !!!

Abaixo mais algumas ilustrações envolvendo alguns equipamentos do hardware:

Certo ☺

Errado

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Certo ☺

Errado

Certo ☺

Errado

Certo ☺

Errado

Certo ☺ Errado Para evitar o dano aos componentes eletrônicos, o mínimo que devemos fazer é segurá-los de tal forma que seja evitado o contato direto com nossas mãos.

ELETRICIDADE ESTÁTICA É COISA SÉRIA !!!