Giao tiếp PC VXL trong hệ thống SCADA

Chương 1: Giao thức truyền thông GVHD: Thầy Huỳnh Hữu Phương ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ  LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI : Luận Văn Tốt Nghiệp SVTH: Châu Thị Bích Nga Chương 1: Giao thức truyền thông GVHD: Thầy Huỳnh Hữu Phương MỤC LỤC: NỘI DUNG trang Giới thiệu chung 01 CHƯƠNG 1: GIAO THỨC TRUYỀN THÔNG 03 I Giới thiệu 03 II Protocol 05 Khái niệm 05 Xây dựng Protocol 06 a) Cấu trúc frame liệu 06 b) Xây dựng Protocol 08 III Truyền thông nối tiếp 09 Thanh ghi diều khiển đường truyền 10 Thanh ghi điều khiển MODEM .11 Thanh ghi trạng thái đường dây .12 Chuẩn giao tiếp RS-232 13 Giới thiệu IC Max_232 15 CHƯƠNG 2: CƠ LƯỢC AT89C51 .17 I Khái quát họ IC MCS-51 17 II Giới thiệu AT89C52 .18 Những đặc trưng 20 Cấu hình chân 20 III Tổ chức nhớ .25 RAM đa dụng 25 RAM địa hoá bit 27 Các bank ghi 27 IV Các ghi chức đặc biệt 29 Từ trạng thái chương trình .30 Thanh ghi B .32 Con trỏ ngăn xếp 32 Con trỏ liệu 33 Các ghi port xuất nhập 33 Các ghi timer 34 Các ghi port nối tiếp .35 Các ghi ngắt 36 Thanh ghi điều khiển công suất .36 V Bảo vệ nhớ .36 Luận Văn Tốt Nghiệp SVTH: Châu Thị Bích Nga Chương 1: Giao thức truyền thông VI GVHD: Thầy Huỳnh Hữu Phương Hoạt động port nối tiếp 37 Giới thiệu 37 Thanh ghi điều khiển port nối tiếp 38 Các chế độ hoạt động .40 Khởi động truy xuất ghi cổng nối tiếp 44 Tốc độ baud port nối tiếp 47 CHƯƠNG 3: RTX51 TINY 50 Giới thiệu chung .50 Giới thiệu phần mềm KEIl .50 Chương trình tuần hồn thời gian biểu RTX51 51 Các yêu cầu định nghĩa .55 Các hàm thư viện RTX51 56 CHƯƠNG 4: BOARD DEMO-KIT 59 I Khối hiển thị 60 II Khối giao tiếp A/D - D/A 62 III Khối RS-232 68 IV Khối output (rơle) 70 V Khối input .71 CHƯƠNG 5: Phần 1: TẬP LỆNH 72 I Giới thiệu tập lệnh 72 II Nội dung tập lệnh 73 Phần 2: MƠ TẢ CHƯƠNG TRÌNH .76 Chương trình nhận chuỗi .78 Chương trình kiểmtra 80 Chương trình xử lý tập lệnh 81 Chương trình đóng gói liệu 83 Chương trình Demo-Kit 85 Phần 3: Chương trình 88 Báo cáo kết .146 Luận Văn Tốt Nghiệp SVTH: Châu Thị Bích Nga Chương 1: Giao thức truyền thông GVHD: Thầy Huỳnh Hữu Phương Giới thiệu chung : Như biết điều kiện khoa học kỹ thuật kinh tế phát triển qui trình tự động hóa cơng nghiệp sản xuất khơng thể thiếu Nó đóng vai tró quan trọng việc giúp tăng suất , tăng độ xác tăng hiệu sản xuất Trong vai trị khơng thể khơng nhắc đến qui trình tự động hóa thu thập liệu điều khiển từ xa Để kiểm tra tình hình sản xuất trạng thái hoạt động phân xưởng ta cho người đến tận nơi , kiểm soát hoạt động quay báo cáo có cố xảy mà thiết phải có hệ thống thu thập liệu từ xa Khi đó, người kỹ sư vận hành cần ngồi bàn điều khiển quan sát trạng thái cập nhật liên tục để xử lý kịp thời tình xảy thơng qua q trình liên kết liệu, mà thời gian đến nơi có xảy cố Khơng dừng , việc thu thập liệu điều khiển từ xa nhân tố quản lý, yếu tố tất yếu cho phát triển tất ngành nghề , lĩnh vực khác giao thông vận tải ( theo dõi trạm giao thông đường bộ, hàng hải , hàng không … ) , điện lực , y tế Biết ý nghĩa tầm quan trọng nên chúng em định nghiên cứu hy vọng có hội mở rộng đề tài Tổng quan công việc thực sau : - Xây dựng tập lệnh giao tiếp Máy tính microcontroller - Xây dựng giao thức truyền nhận thông tin (Protocol) - Sử dụng tập lệnh theo yêu cầu mong muốn Luận Văn Tốt Nghiệp SVTH: Châu Thị Bích Nga Chương 1: Giao thức truyền thông - GVHD: Thầy Huỳnh Hữu Phương Xây dựng chương trình demo ứng dụng cụ thể đề tài Luận Văn Tốt Nghiệp SVTH: Châu Thị Bích Nga Chương 1: Giao thức truyền thơng GVHD: Thầy Huỳnh Hữu Phương Chương 1: GIAO THỨC TRUYỀN THÔNG I GIỚI THIỆU: Sơ đồ lớp xây dựng cho trình liên kết liệu đối tượng sử dụng: Chương trình người sử dụng USER Chương trình sử dụng Dữ liệu Quản lý truyền tin USER Dữ liệu Tập lệnh Quản lý truyền tin Liên kết liệu Frame liệu Liên kết liệu Lớp vật lý RS-232 Lớp vật lý Xử văn lý giao thiếtnhằm bị thực ứng dụng Mục đích luận nàytiếp khơng điều khiển cụ thể mà tạo nên ứng dụng giao tiếp liệu hai đối tượng máy tính khối vi xử lý Vì thế, chương trình người sử dụng, liên kết hai đối tượng sử dụng- user 1và user2 ( tức chương trình Demo-Kit thực phần cuối chương trình ) khơng phải trọng tâm mà ứng dụng cụ thể đề tài Vì thế, xây dựng dạng Luận Văn Tốt Nghiệp SVTH: Châu Thị Bích Nga Chương 1: Giao thức truyền thơng GVHD: Thầy Huỳnh Hữu Phương sóng vào cách đơn giản, mang ý nghĩa mơ cho thực việc xây dựng chương trình Kết mong muốn luận văn xây dựng môi trường thuận lợi cho q trình trao đổi thơng tin hai đối tượng sử dụng Hay nói khác hơn, tầng đệm ngôn ngữ giao tiếp, trình trung gian giúp cho việc liên kết liệu diễn cách trôi chảy theo mong muốn người sử dụng Các lớp xây dựng hệ thống là: lớp vật lý, lớp liên kết liệu (datalink ), lớp quản lý truyền tin sau lớp liệu Lớp vật lý: yếu tố đặc trưng mức điện áp hay dòng điện cho ngõ vào Tiêu biểu cho lớp phương tiện thiết bị điện (dây dẫn, chân IC…) hay chuẩn giao tiếp giúp cho lớp liên kết liệu thực Một thủ tục protocol liên kết liệu đơn giản cho lớp sử dụng chuẩn giao tiếp RS-232 truyền thông nối tiếp Lớp liên kết liệu: lớp quan tâm đến dạng truyền liệu (đồng hay bất đồng bộ), tốc độ sử dụng, kiểm tra sửa lỗi, chế độ phát lại (echo)… phần trọng tâm chương trình liên kết liệu, xây dựng Protocol cho phần thiết lập thủ tục liên kết truy xuất liệu Lớp quản lý truyền tin: lớp có nhiệm vụ quản lý liệu (ghi nhận truy xuất liệu từ vùng địa tín hiệu vào theo định nghĩa tập lệnh), phần giới thiệu tập lệnh thực chương Lớp liệu: lớp đảm nhận vai trò ghi nhận giá trị liệu đầu user, bao gồm dạng tín hiệu điều khiển dạng xung, dạng mức tín hiệu dạng A/D Vấn đề cần quan tâm xây dựng chuẩn cho tầng liên kết liệu (các thủ tục protocol) II PROTOCOL: Khái niệm: Protocol cho tầng liên kết liệu phương thức hay thủ tục truyền thơng đặt mà qui trình truyền nhận thơng tin phải tn theo Nó bao gồm tập hợp đồng qui tắc điều hành nhằm đảm bảo xác hệ thống mạng q trình trao đổi thơng tin Luận Văn Tốt Nghiệp SVTH: Châu Thị Bích Nga Chương 1: Giao thức truyền thơng GVHD: Thầy Huỳnh Hữu Phương Trước tìm hiểu protocol tầng liên kết liệu cách chi tiết, xem qua số kỹ thuật sử dụng để thực thi mô tả protocol Theo lý thuyết, kiểm tra giá trị trình hoạt động nhằm trình hoạt động hệ thống khơng có điều kiện không mong muốn trạng thái bất thường xảy protocol hoạt động “break down” (ví dụ rơi vào vịng lặp vơ tận gặp phải trường hợp mà tất hoạt động bị dừng hệ thống bị khóa “locks up” ) Với mục đích minh họa kỹ thuật kiểm tra mô tả khác này, xét tầng liên kết liệu đơn giản bán song công: stop–and– wait tự động lặp lại yêu cầu ví dụ.Về protocol quản lý hoạt động hai trạm ( xem đồng ) đầu liên kết liệu Protocol bao gồm trạm ( đầu “1” ) gởi frame liệu mang dãy số đến trạm khác ( đầu “2” ) Frame liệu chứa thêm vào gói thông tin khác liệu thực Kết thúc việc truyền có vùng đệm nhận, nơi mà gói liệu chứa từ computer chủ cục cuối lưu trữ theo ưu tiên frame liệu bắt đầu truyền qua datalink Kể sau truyền liệu vùng đệm vào “1” , liệu giống giữ vùng đệm có thông báo nhận từ đầu khác ( đầu “2” ) mà khung liệu chứa gói liệu nhận thành công Điều kiện sau (nhận thành công frame liệu) cho biết đầu trạm 2,đầu gởi frame dãy số frame hợp lệ nhận sau trở từ trạm phần frame liệu kế bắt đầu gởi từ “2” sang “1” Ví dụ : Nếu đầu vừa gởi frame đến đầu khơng phép gởi frame kế ( chứa gói liệu ) nhận frame từ đầu mang theo thông tin trả lời nhận tốt Nếu đầu không nhận thông báo trở từ đầu vòng khoảng thời gian nghỉ (timeout) định trước , truyền lại frame gởi đến đầu hy vọng thời gian nhận thơng báo nhận từ đầu Và khơng sau vài lần lặp lại (được định trước ) mà đầu “1” không nhận thông báo nhận từ đầu “2” xem đường truyền bị lỗi thơng báo Xây dựng Protocol: Xây dựng protocol cho trình trao đổi liệu trường hợp mạch vi xử lý đóng vai trị slave máy tính (PC) đóng vai trị master q trình truyền nhận thông tin Luận Văn Tốt Nghiệp 10 SVTH: Châu Thị Bích Nga Chương 1: Giao thức truyền thơng GVHD: Thầy Huỳnh Hữu Phương a) Cấu trúc frame liệu: Trong chế độ hoạt động khối vi xử lý khơng có u cầu gởi cho PC mà trả lời kết theo yêu cầu nhận từ PC tuân theo qui tắc tập lệnh xây dựng luận văn Một Protocol đặt cho liên kết liệu với frame truyền chứa byte qui định sau : Header Mã ID Control fiel Length Các byte DATA Bốn byte đầu frame truyền gọi chung byte control fiels bao gồm : - Một byte byte header : ký tự qui định nhằm đánh dấu cho đầu frame truyền - Một byte mã ID mã số thứ tự frame truyền có yêu cầu cho vi xử lý (mã ID đánh số liên tục từ 0-99 trở 0) Mã ID mang ý nghĩa quan trọng cho việc mở rộng đề tài luận văn sau (kết nối nhiều frame truyền liên tiếp) - Một byte control fiel : byte chức để kiểm tra thông tin cho frame truyền Byte control fiel định nghĩa sau : X X X X X b2 b1 b0 + 5bit đầu có giá trị tùy định (có thể sử dụng mở rộng đề tài nhằm dùng vào việc tăng biến điều khiển ) + bit b0 : kiểm tra nội dung frame truyền b0=0 : frame truyền có liệu kèm theo (số byte data >0 ) b0=1 : frame truyền khơng có liệu Trường hợp xảy rakhi frame gởi nhằm mục đích nhắc lại nội dung frame gởi vừa + bit b1 : kiểm tra lần gởi yêu cầu từ PC b1=0 : frame gởi lần đầu (gởi yêu cầu cho vi xử lý) b1=1 : frame gởi lại (mang nội dung với chuỗi DATA trước đó) + bit b2 : bit gởi từ vi xử lý để báo với PC kết lần truyền vừa b2=0 : liệu gởi từ PC đến vi xử lý nhận b2=1 : liệu gởi từ PC đến vi xử lý bị lỗi Luận Văn Tốt Nghiệp 11 SVTH: Châu Thị Bích Nga Chương 1: Giao thức truyền thông GVHD: Thầy Huỳnh Hữu Phương - byte length : số byte chuỗi data cộng byte “” kết thúc frame truyền - Các byte data : mang thông tin yêu cầu master (PC) slave (vi xử lý) dựa qui tắc tập lệnh Chuỗi data bao gồm : ADDR ADDR  Hai byte đầu chứa địa (được định nghĩa theo tập lệnh) cuối phải kí tự ‘’ b) Xây dựng protocol: Với frame truyền định nghĩa ta thiết lập protocol cho trình giao tiếp là: - Khối PC ln đóng vai trị master, nghĩa có quyền định cho việc trao đổi liệu có xảy hay không, định yêu cầu cần thực thi khối vi xử lý Khối vi xử lý ln đóng vai trị slave; q trình hoạt động, phải chờ quyền gởi tín hiệu trả lời nhận yêu cầu từ PC Do tác vụ chương trình thực song song theo hệ thời gian thực (multitasking), nên đơi khối vi xử lý gởi tín hiệu trả lời yêu cầu từ PC gởi đến chưa xử lý xong (nếu thời gian xử lý vượt khoảng thời gian quét tối đa qui định cho tác vụ) Khi đó, khối vi xử lý tạo nên frame truyền trả PC, không mang theo nội dung trả lời cho yêu cầu PC mà có byte control fiels với mục đích thơng báo kết qua vừa nhận từ PC hay sai (nhờ vào bit b2 byte control fiel) - Nếu khoảng thời định trước mà PC chưa nhận tín hiệu trả lời từ vi xử lý, gởi tiếp frame khác Frame gồm byte control fiels mà không mang theo yêu cầu cho vi xử lý nhằm mục đích nhắc lại frame vừa truyền Khi nhận frame này, khối vi xử lý kiểm tra q trình xử lý trước thực xong chưa trả lời lại cho PC - Nếu sau vài lần gởi mà PC không nhận trả lời từ vi xử lý xem đường truyền bị lỗi Nếu đường truyền bị lỗi có thơng báo lỗi từ vi xử lý gởi PC gởi frame truyền mang đầy đủ thông tin ban đầu Mã ID frame truyền đặt nhằm mục đích để mở rộng chương trình sau Nếu trường hợp truyền nhận chuỗi liệu có độ Luận Văn Tốt Nghiệp 12 SVTH: Châu Thị Bích Nga Chương 1: Giao thức truyền thông GVHD: Thầy Huỳnh Hữu Phương đọc bit theo xung clock ghi dịch 4021 chuyển vào chân P3.2 vi xử lý R N IC 16 VC C H F D IN C LO C K C S -4 10 Q G +5V R E S IS T O R S IP E 12 C +5V G SW 1 SW 13 SW 14 SW 15 +5V +12V Q F TM R 23 Q H C LK R R 22 D C 15 P /S IC R C AP N P +5V LED 15 PC 817 LED R 18 R D Z1 V R 25 R R 24 C C 16 R C AP N P +5V IC PC 817 R 19 LED 16 LED R D Z2 V R 27 R 26 B C 17 R R +5V C AP N P R 28 A SER G N D 11 C 18 Luận Văn Tốt Nghiệp R R IC C AP N P R 20 LED D Z3 R V LED 18 R 21 PC 817 69 LED 17 PC 817 R 29 IC LED D Z4 V SVTH: Châu Thị Bích Nga R Chương 1: Giao thức truyền thông GVHD: Thầy Huỳnh Hữu Phương Chương 5: CHƯƠNG TRÌNH PHẦN 1: TẬP LỆNH I GIỚI THIỆU TẬP LỆNH : Việc thu thập liệu điều khiển từ xa vấn đề đáng quan tâm lĩnh vực điều khiển tự động Tuy nhiên, thật phiền hà khơng có thống chung câu lệnh trình trao đổi thơng tin Vì thế, phần nội dung đề tài xây dựng tập lệnh giao tiếp liệu máy tính với vi xử lý sử dụng Việc xây dựng tập lệnh giao tiếp RS-232 xem mong muốn tạo câu lệnh chung giao tiếp liệu máy tính vi xử lý mặt ngôn ngữ Đây phương tiện giao tiếp máy tính vi xử lý, nhằm giúp cho người sử dụng nhiều thời gian lập trình lại từ đầu muốn thực vấn đề giao tiếp mà việc trao đổi thông tin xảy dễ dàng thơng qua việc sử dụng tập lệnh Tập lệnh xây dựng bao gồm lệnh xuất nhập đầy đủ dạng tín hiệu như: tín hiệu dạng mức, tín hiệu dạng xung, tín hiệu dạng analog/digital giúp việc trao đổi thơng tin không bị giới hạn đối tượng điều khiển (từ kit vi xử lý) phong phú Ngồi ra, tập lệnh cịn có số lệnh điều khiển quan sát trình hoạt động hệ thống như: biến cài đặt dạng sóng ngõ (Kx), counter (Cx), liệu (Dx), biến trạng thái xác lập chế độ hoạt động từ PC hay từ KIT (Sx) biến thực thi hiển thị chế độ hoạt động RUN/STOP (Mx) giúp cho trình hoạt động hệ thống diễn cách chặt chẽ, dễ quan sát dễ quản lý II NỘI DUNG TẬP LỆNH: Các lệnh xây dựng tập lệnh giao tiếp RS-232 nhìn chung bao gồm lệnh giao tiếp liệu xuất nhập Đối với lệnh gởi liệu máy tính (PC): nội dung liệu kit vi xử lý thu thập từ đối tượng điều khiển bên ngồi ví dụ giá trị diện áp, xung điều khiển giá trị đo từ cảm biến v.v… đưa vào vùng địa định sẵn tùy thuộc vào dạng tín hiệu thu vào (dạng mức, xung hay A/D) gởi đến PC có yêu cầu Đối với lệnh gởi liệu từ PC đến vi xử lý: nội dung liệu nhận từ PC, ví dụ thơng số điều khiển cài đặt sẵn, đưa vào vùng địa riêng ứng với dạng liệu nhận vào Các giá trị liệu dùng để điều khiển đối tượng bên khác tùy thuộc vào Luận Văn Tốt Nghiệp 70 SVTH: Châu Thị Bích Nga Chương 1: Giao thức truyền thông GVHD: Thầy Huỳnh Hữu Phương ứng dụng cụ thể chương trình Các lệnh không mang liệu PC gởi đến vi xử lý lệnh yêu cầu vi xử lý gởi liệu, lệnh không mang liệu từ vi xử lý gởi PC lệnh trả lời nhận nội dung PC vừa gởi vi xử lý khơng có chức u cầu liệu Bảng mô tả vùng địa board VXL: Stt Vùng địa Số byte Dạng liệu I0-I1 2x2 byte dạng ASCII Input mức-16 ngõ vào(bit) N0-N1 2x5 byte dạng ASCII Input xung-2 ngõ vào(99.999Hz max) Q0-Q1 2x5 byte dạng ASCII Ngõ vào A/D – ngõ vào (99.999max) U0-U1 2x5 byte dạng ASCII Ngõ vào A/D - ngõ vào (4.999max) O0-O1 2x2 byte dạng ASCII Output mức-16 ngõ ra(bit) P0-P1 2x5 byte dạng ASCII Output xung-2 ngõ (99.99Hz max) A0-A1 2x5 byte dạng ASCII Ngõ D/A-2 ngỏ (99.999max) K0-K7 8x2 byte dạng ASCII Biến cài đặt C0-C7 8x4 byte dạng ASCII Counter 10 D0-D7 8x2 byte dạng ASCII Dữ liệu 11 S0-S7 8x1 byte dạng ASCII Biến trạng thái 12 M0-M7 8x1 byte dạng ASCII Biến thực thi Bảng mô tả lệnh chuẩn: Stt Lệnh từ PC Phản hồi từ VXL I I0’B’I1’B’ Ix Ix’B’ N N0’BBBBB’N1’BBBBB’ Nx Nx’BBBBB’ Q Q0’BBBBB’Q1’BBBBB’ Mô tả Luận Văn Tốt Nghiệp 71 Mô tả(cho PC) Đọc ngõ vào Digital input x=0hay1(dạng ASCII) Đọc ngõ vào puls x=0hay1(dạng ASCII) Input Đọc ngõ vào A/D Input (đơn SVTH: Châu Thị Bích Nga Chương 1: Giao thức truyền thơng GVHD: Thầy Huỳnh Hữu Phương cực) x=0 hay (dạngASCII) Qx Qx’BBBBB’ U U0’BBBBB’U1’BBBBB’ Ux Ux’BBBBB’ Ox’B’ Ox Xuất ngõ Digital Output x=0 hay (dạng ASCII) Px’BBBBB’  Px Xuất ngõ PWM x=0 hay (dạng ASCII) Ax’BBBBB’  Ax Xuất ngõ D/A x=0 hay (dạng ASCII) Kx Kx’BB’ Đọc ngõ vào biến cài đặt.x=0 đến (dạng ASCII) Cx Cx’BBBB’ Đọc ngõ vào giá trị counter x=0 đến (dạng ASCII) 10 D’BB’x Dx Xuất liệu ra.x=0 đến (dạng ASCII) 11 Sx Sx’B’ Đọc ngõ vào biến trạng thái x=0 đến (dạng ASCII) 12 Mx’B’ Mx Xuất ngõ biến thực thi.x=0 đến (dạng ASCII) Đọc ngõ vào A/D Input (lưỡng cực) x=0 hay (dạngASCII) Ghi chú: ’BBBBB’: số byte liệu vùng địa gọi dạng ASCII ; x số kèm theo ký tự vùng địa nhằm mở rộng vùng địa có chức PHẦN 2: MƠ TẢ CHƯƠNG TRÌNH Buffer user Giao tiếp RSLuận Văn Tốt Nghiệp 232 72 Chương trình xử SVTH: Châu Thị Bích Nga lý liệu Chương 1: Giao thức truyền thông GVHD: Thầy Huỳnh Hữu Phương LƯU ĐỒ CHƯƠNG TRÌNH TỔNG QUÁT 1: Dữ liệu nhận từ PC 2: Dữ liệu gởi đến PC 3: Kết xử lý 4: Yêu cầu xử lý  - Khối giao tiếp RS-232: Nhận chuỗi từ PC Kiểm tra Đóng gói liệu (truyền) Truyền liệu đóng gói đến PC  Khối buffer user: Đây vùng đệm cho chương trình ứng dụng Khối thực lưu trữ truy xuất liệu từ vùng liệu quy định tập lệnh Các chương trình thực khối là: - Ghi giá trị A/D vào vùng địa Q0 - Ghi trạng thái hoạt động từ Kit hay PC đọc từ ngõ vào input đưa vào ô nhớ S0 - Chế độ Run/Stop nhận từ PC đưa vào ô nhớ địa M0 - Các ngõ vào input 2,3,4 cài đặt dạng sóng đưa vào vùng nhớ địa K0 - Trị đỉnh dạng sóng đưa vào ô nhớ liệu địa D0  Khối chương trình xử lý dữHiển liệu:thị Khối thực chương trình ứng dụng cho hệ thống Tùy yêu cầu cụ thể đặt mà thực nhiều hay chức Sơ đồ khối tổng qt cho nhóm chương trình trtong ứng Chương trình xửdụng lý là: Đọc input Buffer user Xuất output Tạo dạng sóng Luận Văn Tốt Nghiệp Đọc A/D 73 Xuất D/A SVTH: Châu Thị Bích Nga Chương 1: Giao thức truyền thông Luận Văn Tốt Nghiệp GVHD: Thầy Huỳnh Hữu Phương 74 SVTH: Châu Thị Bích Nga Chương 1: Giao thức truyền thông GVHD: Thầy Huỳnh Hữu Phương Bước đầu giao tiếp liệu máy tính vi xử lý thực bởiø việc gởi chuỗi liệu từ máy tính Do đó, kit vi xử lý thực trả lời theo yêu cầu máy tính gởi đến CHƯƠNG TRÌNH NHẬN CHUỖI TỪ PC: Như giới thiệu chương Protocol, frame liệu gởi bắt đầu byte header cho hai hướng truyền (từ PC vi xử lý) Vì thế, để tránh thời gian phải nhận vào chuỗi mà byte không đúng, nên trước tiên ta nhận kiểm tra byte header Việc nhận liệu tiếp tục thực byte header Ngồi Max=chiều tối đa có số ràng buộc kèmdàitheo chocủa trình nhận chuỗi, lần nhận chuỗi cho phép nhập vào sau phải đảm bảo liệu nhận vào lần trước kiểm tra xử lý Điều kiện đặt nhằm mục đích bảo tồn giá trị nhận từ PC, việc nhận liệu vào diễn liên tục mà trình kiểm tra xử lý Kiểm tra vùng khơng có đáp ứng kịp, xảy trường hợp liệu lần nhận sau đè lên đệm thu có liệuq khơng liệu nhận trước Như vậy, trình thực bỏ sót vài Cờ nhận=0 ? trường hợp xử lý tức hệ thống hoạt động không tối ưu Điều thật Không cần thiết hệ thống thực theo hệ thời gian thực (multitasking) cơng việc chương trình thực song song Sai Kiểm tra byte Header Đúng Nhận vào byte đầu chuỗi x[i] N=x[3]+4 (chiều dài củachuỗi liệu+ 4byte header&control fiels) N N1? Y N N Số byte liệu (bufin[3])>1? N Y Y CHƯƠNG TRÌNH KIỂM TRA: Việc kiểm tra chuỗi liệu nhận chủ yếu kiểm tra cấu trúc frame có phù hợp với định nghĩa không, chuyển giá trị liệu nhận vào đến vùng địa khác, đồng Kếtnhận nhận thời cho phép hệsai thống tiếp tục liệu vào có Tác vụ thực Kết nhận có chuỗi nhận vào Chuỗi buffer[]=chuỗi bufin[] Cothu=0(được phép nhận chuỗi mới) Luận Văn Tốt Nghiệp 76 RET SVTH: Châu Thị Bích Nga Chương 1: Giao thức truyền thông GVHD: Thầy Huỳnh Hữu Phương CHƯƠNG TRÌNH XỬ LÝ TẬP LỆNH: Chương trình xử lý tập lệnh bước đầu thực việc kiểm tra số byte control fiels nhận từ PC nhằm tránh trùng lặp trình xử lý Vì theo giao thức truyền thơng đặt (protocol), khoảng thời gian số lần nhắc lại qui định, kể từ sau PC gởi yêu cầu đến máy tính, mà PC khơng nhận kết phản hồi theo mong muốn ( lỗi xảy kit vi xử lý không nhận đầy đủ liệu gởi đến từ PC, byte control fiel không xác lập qui định … ) kết nhận từ khối vi xử lý báo lỗi gởi lại frame truyền mới, mà frame gởi lại mang đầy đủ thông tin vừa cho khối vi xử lý (xem chi tiết phần protocol) Tuy nhiên, PC không nhận frame truyền mang theo thông tin trả lời từ vi xử lý xem lỗi mà gặp cố vấn đề thời gian Trong trường hợp đó, chương trình khơng xử lý lại từ đầu mà tiếp tục công việc xử lý cũ Nên bước kiểm tra giải đáp cho câu hỏi khối vi xử lý có nhận có xử lý yêu cầu vừa không? Luận Văn Tốt Nghiệp 77 SVTH: Châu Thị Bích Nga Chương 1: Giao thức truyền thơng GVHD: Thầy Huỳnh Hữu Phương Tiếp theo trình kiểm tra, việc xử lý tập lệnh thực dựa kết trình xử lý theo chức cụ thể cho hệ thống đưa vào vùng nhớ sử dụng lệnh xây dựng tập lệnh START Lưu đồ: chương trình Kết nhận ? xử lý ứng dụng tập Y lệnh Frame nhận vào có liệu ? N N Y Bit b1=buffer[2]&0x02 N Frame gởi lần đầu (b1=0)? Y buffer[4] ≠ địachỉ[0]? Và buffer[5] ≠ địachỉ[1]? N Y Địachỉ[0]=buffer[4] Địachỉ[1]=buffer[5] Gọi tập lệnh Cờ xử lý =1 (xử lý xong) Luận Văn Tốt Nghiệp 78 SVTH: Châu Thị Bích Nga RET Chương 1: Giao thức truyền thông GVHD: Thầy Huỳnh Hữu Phương CHƯƠNG TRÌNH ĐĨNG GĨI DỮ LIỆU: Chương trình đóng gói liệu tạo frame truyền trả cho PC nhận yêu cầu gởi đến từ Frame tuân theo qui định byte control fiel, có thơng báo kết lần nhận vừa Đối với frame gởi từ vi xử lý, mã ID mã frame nhận từ PC Ngồi ra, việc đóng gói liệu cịn nhằm mục đích đảm bảo q trình gởi khung liệu từ Kit PC có gián đoạn xảy (1 chương trình interrupt chẳng hạn ) thay đổi giá trị biến không gây ảnh hưởng đến liệu truyền, trường hợp xảy với xác suất thấp tốc độ truyền liệu cao khuyết điểm đáng ý chương trình khơng quan tâm đến Q trình đóng gói liệu trả lời cho PC khơng phụ thuộc vào chương trình xử lý mặt thời gian Nó thực sau hồn tất chương trình kiểm tra frame nhận vào, kết trình xử lý định nội dung gởi cho PC, số byte liệu khơng chương trình xử lý thực thời điểm đóng gói Luận Văn Tốt Nghiệp 79 SVTH: Châu Thị Bích Nga Chương 1: Giao thức truyền thông GVHD: Thầy Huỳnh Hữu Phương Bufout[0]=header Bufout[1]=bufin[1] Khởi tạo bufout[2]=0x80 Kết nhận đúng? Y Bit b2=0 (bufout[2]= b2b1b0) N Bit b0=0 Bufout[3]=0(chiều dài chuỗi dữliệu=0) Xử lý xong? Y N Bit b2=1 (bufout[2]= b2b1b0) Bufout[3]=0(chiều dài chuỗi dữliệu=0) Bit b0=0 Bufout[3]=chiều dài chuỗi dữliệu Bufout[i+4]=dulieu[i] Gởi chuỗi bufout Luận Văn Tốt Nghiệp 80 SVTH: Châu Thị Bích Nga Chương 1: Giao thức truyền thơng GVHD: Thầy Huỳnh Hữu Phương CHƯƠNG TRÌNH DEMO-KIT: Chương trình xử lý cho ứng dụng Demo-kit ln phải cập nhật ngõ vào input từ switch để biết chế độ hoạt động hệ thống Kit hay PC Chương trình xử lý bắt đầu nhận tín hiệu RUN kết thúc STOP PC gởi đến Các ngõ vào Input 2, 3, đọc từ switch nên thực theo mức ưu tiên (từ đến 4) có nhiều ngõ vào tích cực Đọc ngõNếu vào input từthời kit đểđiểm chọnmà chế không độ hoạt có dạng sóng chọn hệ thống chế độ chờ có thơng báo PC động Các dạng sóng ngõ nhằm mục đích minh họa cho ứng dụng việc sử dụng tập lệnh nên xây dựng đơn giản với dạng sóng ngõ có độ thái dốcRUN? khơng đổi N Trạng Y N Input 1=1 Y Hoạt động từ PC Hoạt động từ kit Đọc ngõ vào input 2,3,4 từ data switch Đọc ngõ vào input 2,3,4 PC truyền N input 2=1? Y N input3=1? Sóng dạng VI CÁC DẠNG SĨNG cưa lênNGÕ RA Y Sóng dạng cưa xuống N input4=1 ? Y Sóng dạng nón Luận Văn Tốt Nghiệp 81 End SVTH: Châu Thị Bích Nga Chế độ chờ Chương 1: Giao thức truyền thông GVHD: Thầy Huỳnh Hữu Phương Cài đặt trị đỉnh Cài đặt trị đỉnh Lưu đồ: Sóng dạng nón Sóng =trị đỉnh Sóng =0 N N Timer = 100ms Y N Y N Sóng 0? Y Luận Văn Tốt Nghiệp Giảm sóng Timer = 100ms Sóng < trị đỉnh Y 82 SVTH: Châu Bích TăngThị sóng Nga Chương 1: Giao thức truyền thông GVHD: Thầy Huỳnh Hữu Phương Sóng dạng cưa xuống Luận Văn Tốt Nghiệp Sóng dạng cưa lên 83 SVTH: Châu Thị Bích Nga ... Các ghi port nối tiếp: 8051/8031 chứa port nối tiếp chip dành cho việc trao đổi thông tin với thiết bị nối tiếp máy tính, modem cho việc giao tiếp với IC khác có giao tiếp nối tiếp (các chuyển... Association) chuẩn giao tiếp truyền thơng máy tính thiết bị ngoại vi (modem, máy vẽ, mouse, máy tính khác,……) Cổng giao tiếp RS-232 giao diện phổ biến rộng rãi Người dùng máy tính PC cịn gọi cổng... dẫn, chân IC…) hay chuẩn giao tiếp giúp cho lớp liên kết liệu thực Một thủ tục protocol liên kết liệu đơn giản cho lớp sử dụng chuẩn giao tiếp RS-232 truyền thông nối tiếp Lớp liên kết liệu: lớp