4 5 1 bàn phím thu thập số liệu rs485

Luận Văn Tốt Nghiệp GVHD:Thầy Nguyễn Chí Nghĩa LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP BÀN PHÍM THU THẬP SỐ LIỆU RS485 SVTH: Nguyễn Quang Huy Trang :1 Luận Văn Tốt Nghiệp GVHD:Thầy Nguyễn Chí Nghĩa I.1 Sơ lược PC ứng dụng PC Điều Khiển Tự Động: Vào năm 40 kỷ XX, kiện quan trọng lĩnh vực điện tốn xảy đời máy tính chữ số chạy điện đời biết đến tên gọi “Aniac” “Aniac” tổng cộng phải dùng đến 18000 chi tiết điện điện tử, ngồi cịn có 1500 chi tiết điện loại linh kiện khác, tổng thể tích khoảng 90 m3 , 30 tấn, chiếm diện tích 170 m Nếu đem so sánh với máy tính ngày cỗ máy khổng lồ Cũng mà vào thời điểm người ta chưa thể thấy hết tầm quan trọng việc Nhưng đến tháng 12 năm 1981, IBM công bố máy tính cá nhân họ Máy thiết kế máy tính để bàn vừa phải, dùng vi xử lý Intel 8088 Model chuẩn dược bán với giá $3000 Máy gồm 64K RAM (bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên) mạch chính, mở rộng lên tới 256 K mạch hệ thống, 40K ROM (bộ nhớ đọc) Phần lớn ROM thiết kế để lưu chương trình hỗ trợ hệ thống gọi làhệ thống nhập/xuất bản, hay BIOS Máy PC có ổ đĩa mật độ kép mặt Các ổ đĩa địng dạng có khả lưu trữ 180K liệu Phần mềm hệ điều hành ban đầu cung cấp hãng Microsoft Corporation Và từ đến nay, khoảng thời gian ngắn, máy tính – PC – trở thành thiết bị quan trọng hàng đầu tất lĩnh vực kinh tế, sản xuất, sinh hoạt đặc biệt ngàng công nghiệp đại Trong lĩnh vực điều khiển tự động máy tính lại đặc biệt quan trọng Nó trực tiếp gián tiếp “ông chủ”, hay “giám sát viên” dây truyền tự động quy trình sản xuất Nhưng để làm điều PC cần phải lập trình trước hay nói cách khác người biết sử dụng Một yếu tố quan trọng hàng đẩu việc đưa PC vào dây truyền tự động ta phải “giao tiếp” với Có nghĩa ta phải lập trình PC trao đổi liệu với thiết bị ngoại vi khác Để từ ta có thề dùng PC để điều khiển thiết bị ngoại vi Các thiết bị ngoại vi hay mạng NuDam, vi xử lý(uP), PLC mạng PC khác… Có nhiều phương thức để giao tiếp máy tính vói thiếi bị ghép nối bên ngồi, cách có ưu, nhược điểm khác Tùy theo mục đích, điều kiện sử dụng mà người ta sử dụng phương cách khác cho có hiệu qủa Sau ba phương thức sử dụng phổ biến  Kết nối máy tính cách sử dụng card giao tiếp đuợc cắm trực tiếp lên slot mainboard cùa máy tính Có nhiều loại Bus khác loại Bus có ưu điểm khác nhau, loại bus sử dụng phổ biến : ISA, PCIø, AGP, PC, MCA, EISA… Phương pháp có ưu điểm bật trao đổi liệu với dung lượng SVTH: Nguyễn Quang Huy Trang :2 Luận Văn Tốt Nghiệp GVHD:Thầy Nguyễn Chí Nghĩa lớn, tốc độ cao Nhưng có nhược điểm can thiệp nhiều vào phẩn cứng PC dễ “nguy hiểm” linh kiện tương đố đắt tiền Một nhược điểm hệ thống vận hành ta khó can thiệp vào phần cứng  Kết nối máy tính thơng qua cổng song song hay cổng máy in Loại có ưu điểm qúa trình giao tiếp trao đổi liệu với tốc độ cao so sánh với phương pháp truyền nối tiếp Nhưng phương pháp có nhược điểm lớn khả trống nhiễu thấp, truyền xa đườc  Kết nối máy tính thơng qua cổng nối tiếp hay cổng COM Loại có nhược diểm trao đổi liệu với tốc độ không cao Nhưng lại có ưu điểm bật phương thức giao tiếp đơn giản dễ sử dụng Linh kiện lắp đặt phải dễ mua Không can thiệp nhiều vào phần cứng máy tính tháo lắp dễ dàng hệ thống hoạt động Khả chốn gnhiễu so với phuơng thức truyền song song cao nhiều Phương thức truyền tương đối xa Trong ba phương thức trên, phương thức giao tiếp máy tính qua cổng nối tiếp đáp ứng yêu cầu lĩnh vực điều khiển tự động Đó địi hỏi phải xác, đặt hàng đầu, đơn giản lĩnh vực vận hành I.2 Chuẩn RS-485 đề tài giao:  Trong việc giao tiếp nối tiếp hay cịn gọi truyền thơng nối tiếp có nhiều phương cách khác Được sử dụng rộng rãi chuẩn giao tiếp EIA(Electronics Industries Association) gọi tắt tên RS-232,RS-422,RS423,RS-485…Trong chuẩn RS-485 có nhiều ưu điểm : - Chuẩn RS-485 phát triển dành cho hệ thống multi-droped, giao tiếp tốc độ cao khoảng cách dài Chuẩn RS-485 hoạt động tốc độ lên đến 10Mbps chiều dài cable 1.200m (4000feet) - RS-485 hỗ trợ đến 32 điều khiển nhận đường truyền Điều cho phép dùng ứng dụng mạng hệ thống ngang (multidrop)  Chính nhờ ưu điểm đó, RS-485 sử dụng rộng rãi nhiều dây truyền tự động khác RS-485 đề tài nghiên cứu luận văn em Như đề cập trên, RS-485 khơng cịn xa lạ với tất người thuộc lĩnh vực “Điều Khiển Tự Động” Nhưng với ưu điểm vượt trội đề tài khơng cũ Có thể nói hành trang cần thiết cho kỹ sư nghành Tự Động trường Chính em trọn RS-485 làm chủ đề cho luận văn Việc ứng dụng giao tiêp máy tính với kit vi xử lý dùng chuẩn RS-485 để làm công việc minh họa mn hình mn vẻ Có nhiều đề tài anh chị trước làm, làm lại không tránh khỏi trùng lặp, nghiên cứu đề tài với thờ gian cho phép không dài việc mạo hiểm Việc ứng dụng làm bàn phím đa em mặt lý thuyết khơng có Nhưng với 40 phím minh họa, có nhiều phím trức đặc biệt để giao tiếp độc lập với máy tính vấn đề thực hành quan trọng Để hoàn thành tốt cơng việc cần phải sử dụng thành thạo lập trình vi xử lý ngơn ngữ lập trình máy tính để từ kết hợp thật tốt giũa máy tính với kit vi xử lý thông qua RS-485 SVTH: Nguyễn Quang Huy Trang :3 Luận Văn Tốt Nghiệp GVHD:Thầy Nguyễn Chí Nghĩa II Cơng Việc Được Giao: Do điều kiện sản xuất xương thử bình gas ẩm ướt, ồn độ rung động lớn… khơng thể để máy tính quản lý liệu xưởng lên cơng ty Sài Gịn Petro cần hệ thống quản lý số liệu sơn, thử bình ga Hệ thống bao gồm : _Bàn phím:Bao gồm ba bàn phím dùng để truy xuất số liệu bình ga(số sêri, tải trọng, hãng sản xuất…) đặt phân xưởng làm việc kết nối với máy tính _Máy tính đặt văn phòng quản lý số liệu cách phân xưởng quản lý khoảng 100 m Máy tính có nhiệm vụ thống kê tạo 01 biểu mẫu dạng “lý lịch bình ga” Thống kê đưa bảng biểu thông số quản lý yêu cầu Kiểm tra cảnh báo có thơng số bất thường lập trình sẵn… III Chi tiết kỹ thuật thiết bị : Bàn phím có số lượng tối đa khoảng 45 phím, thị hiển thị led có led matrận dùng để hiển thị thông số nhập, led dơn dùng để hiển thị số liệu thông số nhập Các số liệu bảng kiểm tra thử bình ga gồm có thơng số:  Nhóm thơng số bình ga: Ngày tháng thử, sở hữu chủ, dung tiùch thử lần thứ, số sêri, năm sản xuất, noi sản xuất, khối lượng bì, chiều dày  Nhóm kiểm tra tình trạng bình đạt,khơng đạt: cổ, khối lượng, cắt đục đào lõm, phình , ăn mịn, chiều dày , rị rỉ, cháy  Nhóm tình trạng kiểm định loại bình : Đến hạn kiểm định, chưa đến hạn kiểm định yêu cầu sơn , loại 12kg loại 50 kg IV Mô tả hoạt động hệ thống  Nhập nhóm Thơng Số Bình Gas : - Nhấn phím ngày tháng thử: Nhấn phím Date, số đầu chữ:DA Nhập ngày tháng vào liên tục số theo thứ tự ngày tháng năm: 14 08 01 - Khi phập sai số, dùng CE để xóa số nhập - Phím CHECK dùng để xem tồn lý lịch bình hữu dịng một, nhấn CHECK sau nhấn thêm phím thơng số giá trị tương ứng thơng số lên Nhấn CHECK lần thoát khỏi tình trạng kiểm định - Nhấn phím ENTER giá trị truyền máy tính - Nhấn phím RESET trở lại trạng thái sẵn sàng nhập giá trị  Nhập nhóm Tình Trạng Kiểm Định : - Nhấn phím rị rỉ LE [leak] thị LE - Nhấn OK đạt (hiện số 1) - Nhấn NOTOK không đạt (hiện số 0) - Các thơng số khác nhập tương tự  Tính chất thị: - Khi nhập số liệu đẩy dần từ phải sang trái, phập sai nhấn phím CE để nhập lại - Đèn báo hiệu sẵn sàng nhập SVTH: Nguyễn Quang Huy Trang :4 Luận Văn Tốt Nghiệp V - GVHD:Thầy Nguyễn Chí Nghĩa Đèn báo lỗi đường truyền… Giải công việc: Tuy thực tế cơng việc địi hỏi phải có ba bàn phím ba bàn phím mặt kỹ thuật hồn tồn giống lên em làm bàn phím mang tính chất mơ , lý làm bàn phím tốn data data PC Bàn phím data data data Khối RS-485 Bàn phím data data data data Bàn phím Sơ đồ hệ thống SVTH: Nguyễn Quang Huy Trang :5 Luận Văn Tốt Nghiệp GVHD:Thầy Nguyễn Chí Nghĩa ground TXD RXD PC ground A Tín hieäu visai B Max-232 / RS-485 ground TXD RXD TTL / RS-485 Bàn Phím Sơ đồ thi cơng SVTH: Nguyễn Quang Huy Trang :6 Luận Văn Tốt Nghiệp SVTH: Nguyễn Quang Huy GVHD:Thầy Nguyễn Chí Nghĩa Trang :7 Luận Văn Tốt Nghiệp GVHD:Thầy Nguyễn Chí Nghĩa CHƯƠNG I: Giới thiệu số phương pháp truyền thông A GIỚI THIỆU TỔNG QUÁT VỀ MẠNG MÁY TÍNH I Tổng quát: Mạng máy tính tập hợp máy tính nối với đường truyền vật lý theo kiến trúc Và ngày mạng máy tính trở thành lĩnh vực nghiên cứu phát triển ngày ứng dụng rộng rãi sống Đuờng truyền vật lý kiến trúc mạng: Đường truyền vật lý: Đường truyền vật lý dùng để truyền tín hiệu điện tử máy tính Các tính hiệu điện tử biểu thị giá trị liệu dạng xung nhị phân Tất tín hiệu truyền máy tính thuộc dạng sóng điện từ đó, trải từ tần số radio tới sóng cực ngắn(vi ba) tia hồng ngoại Tuỳ theo tần số sóng điện từ dùng đường truyền vật lý khác để truyền tín hiệu Các tần số radio truyền cáp điện ( dây đơi xoắn đồng trục ) phương tiện quảng bá (radio broadcasting) o Sóng cực ngắn (vi ba) thường dùng để truyền trạm mặt đất vệ tinh o Tia hồng ngoại lý tưởng nhiều loại truyền thơng mạng Nó dùng để truyền hai điểm hay từ điểm đến nhiều máy thu o Khi xem xét lựa chọn đường truyền cần ý đến đặc trưng : giải thông , độ suy hao, độ nhiễm từ Kiến trúc mạng: Kiến trúc mạng máy tính thể qua cách nối máy tính với tập hợp quy tắc mà tất thực thể tham gia truyền thông mạng phải tuân theo mạng hoạt động tốt Cách kết nối máy tính gọi hình trạng(topology), quy tắc quy ước truyền thơng gọi giao thức (protocol)  Topology mạng : có hai kiểu nối mạng chủ yếu point-to-point quảng bá theo kiểu point-to-point, đưởng truyền nối thành cặp nút với nút có trách nhiệm lưu trữ tạm thời sau chuyển liệu đích Theo kiểu quảng bá, tất nút phân chia chung đường truyền vật lý Dữ liệu gởi từ nút tiếp nhận tất nút lại Nơi nhận kiểm tra xem địa đích gởi đến có phải hay khơng để tiếp tục thực việc giao tiếp hay không giao tiếp  Giao thức mạng : Việc truyền tín hiệu mạng cần phải tuân theo quy tắc, quy ước nhiều mặt, từ khuôn dạng (cú pháp, ngữ nghĩa) liệu tới thủ tục gởi, nhận liệu kiểm soát SVTH: Nguyễn Quang Huy Trang :8 Luận Văn Tốt Nghiệp GVHD:Thầy Nguyễn Chí Nghĩa có hiệu chất lượng truyền tin xử lý lỗi cố Tập hợp tất quy tắc gọi giao thức (protocol) mạng Phân loại mạng máy tính: Có nhiều cách phân loại mạng khác tuỳ thuộc vào yếu tố làm tiêu phân loại mạng Nếu lấy khoảng cách làm tiêu phân loại mạng ta có loại sau:  Mạng cục bộ: Là mạng cài đặt phạm vi tương đối nhỏ với khoảng cách lớn máy tính vài chục km trở lại Một mạng cục bao gồm phần cứng phần mềm Phần mềm bao gồm chương trình điều khiển hệ điều hành mạng Còn phần cứng bao gồm : o Máy chủ (File server-FS ) o Các trạm làm việc o Các thiết bị ngoại vi o Card mạng  Mạng đô thị: ( Metropolian Area Networds-MAN ) mạng sử dụng (cài đặt ) phạm vi đô thị hay trung tâm kinh tế –chính trị xã hội có bán kính phạm vi khoảng 100km trở lại  Mạng diện rộng: (Wide Area Networds-WAN ) Có phạm vi vượt biên giới quốc gia  Mạng toàn cầu: (Global Area Networds-GAN ) phạm vi mạng trải khắp bề mặt trái đất B Giao tiếp máy tính với ngoại vi: Như ta biết, để ghép nối với máy tính ta có ba khả để trọn: i Ghép nối qua cổng máy in hay gọi cổng song song ii Ghép nối qua rãnh cắm mở rộng mạch iii Ghép nối qua cổng nối tiếp Mỗi phương pháp có ưu nhược điểm riêng lên đến tất phương pháp tồn Tùy theo kinh nghiệm , cơng việc khác mà ta có lưa trọn khác Ở phần em giới thiệu qua hai phương pháp đầu sâu vào phương pháp thứ ba I Cổng song song: Cấu trúc cổng song song: Cổng song song có loại :  Ổ cắm 36 chân  Oå cắm 26 chân Ngày hầu hết máy tính PC trang bị cổng song song 25 chân nên ta cần quan tâm đến cổng 25 chân Ở dạng truyền song song, bit liệu truyền đồng thời đường khác Ưu điểm lớn việc truyền song song tốc độ truyền cao, đường dẫn tương thích TTL Nhược điểm dễ bị nhiễu SVTH: Nguyễn Quang Huy Trang :9 Luận Văn Tốt Nghiệp GVHD:Thầy Nguyễn Chí Nghĩa Sơ đồ chân: 25 24 23 22 21 20 19 18 17 16 15 14 13 12 11 10 Bảng mơ tả bố trí chân cổng nối với máy in: CHÂN 29 10 11 12 13 14 15 16 17 18  25 KÝHIỆU STROBE D0  D7 ACK BUSY PE SLCT AF ERROR INIT SLCTIN GND CHIỀU Lối Lối Lối vào Lối vào Lối vào Lối vào Lối Lối vào Lối Lối MÔ TẢ BYTE in Đường liệu D0  D7 Acknowledge (Xác nhận) Logic 1: Máy in bận Hết giấy Select ( lựa chọn) Auto feed ( tự nạp) Error ( lỗi) Logic 0: Đặt lại máy in Select in Nối đất Hinh 1: Bảng mô tả bố trí chân cổng nối với máy in Cổng nối với máy in hay thường gọi giao diện Centronics Cổng không nối với máy in mà ghép nối với thiết bị ngoại vi sử dụng máy tính vào mục đích đo lường điều khiển  Cổng có 25 chân Ngồi bit liệu cịn có đường dẫn tín hiệu khác, tổng cộng trao đổi cách riêng biệt với 17 đường dẫn, gồm 12 đường dẫn đường dẫn vào đường dẫn liệu D0  D7 đường dẫn hai chiều tất loại máy tính nên bảng mô tả xem lối Các lối kác STROBE, AUTOFED ( AF), INIT SELECT IN (SLCTIN) Khi trao đổi thông tin với máy in, đường dẫn có chức xác định Thí dụ, INIT = thực trình khởi động lại (Reset) máy in, cịn STROBE có nhiệm vụ ghi bit liệu gửi từ máy in xung Low vào nhớ máy in  Cổng máy in có đường dẫn lối vào, nhờ mà bắt (chéo) tay máy tính máy in thực Chẳng hạn, mà máy in khơng cịn đủ chỗ nhớ máy in gửi đến máy tính bit trạng thái (BUSY = 1); điều có nhgĩa máy in thời điểm bận, không nên gửi thêm byte liệu khác đến nữa.Khi hết giấy máy in máy tính thơng báo PAPER EMPTY (PE) Đường dẫn lối vào ACKNOWLEDGE (ACK), SELECT (SLCT) ERROR Tổng cộng máy tính PC có lối vào hướng tới máy in  SVTH: Nguyễn Quang Huy Trang :10