TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI Khoa điện tử __o0o__ BÁO CÁO ĐỒ ÁN MÔN GHÉP NỐI MÁY TÍNH Đề tài: Thiết kế mô hình điều khiển đèn giao thông ở ngã tư sử dụng cổng nối tiếp Yêu cầu: Hệ thống có các đèn Xanh, Đỏ, Vàng (mô phỏng bằng các led lớn) điều khiển xe cộ, các đèn xanh, đỏ (mô phỏng bằng các led nhỏ) dành cho người đi bộ trên 2 hướng đi độc lập; có 02 đồng hồ đếm ngược hiển thị thời gian sáng của các đèn Xanh, Đỏ điều khiển xe cộ trên 2 hướng đi độc lập. Hệ thống có thể chạy ở các chế độ khác nhau trong ngày dựa vào đồng hồ thời gian thực trên máy tính: + Chế độ thường: Từ 7h đến 23h: Các đèn sángtắt; các đồng hồ đếm ngược theo quy luật như thực tế. + Chế độ nghỉ: Thời gian còn lại trong ngày: Chỉ có đèn Vàng nhấp nháy. LỜI NÓI ĐẦU Máy tính hiện nay đều có các thiết bị ngoài thông dụng như: màn hình, bàn phím, chuột, máy in… Tuy nhiên máy tính không chỉ dừng lại với thiết bị ngoại vi nói trên mà còn có những yêu cầu cao hơn như kết nối với các máy móc trong công nghiệp. Chính vì vậy nhà sản xuất đã trang bị một số cách thức để có thể ghép nối với bus của máy tính như: RS232, LPT, COM, USB, các khe PCI …Việc nghiên cứu để mở rộng giao tiếp của máy tính với thiết bị ngoại vi đã trở thành môn học chính thức của rất nhiều ngành học trong các giảng đường đại học. Sau một thời gian học tập và nghiên cứu môn học “Đo lường và điều khiển máy tính” dưới sự hướng dẫn của cô giáo. Chúng em đã thử nghiệm và hoàn thành đề tài của của cô giao cho nhóm. Mục đích của đề tài hướng đến: Bước đầu làm quen và thử nghiệm các cách giao tiếp đơn giản giữa máy tính và vi điều khiển thong qua cổng nối tiếp RS232. Hướng đến các phương thức giao tiếp cao hơn được ứng dụng trong thực tế như USB, RS234… Tuy đã rất cố gắng trong việc thực hiện đồ án tuy nhiên do kiến thức hiểu biết còn hạn hẹp nên khó tránh phải những sai sót. Rất mong nhận được những nhận xét quí báu từ cô để chúng em hoàn thiện đồ án một cách tốt nhất. Chúng em xin trân thành cảm ơn
Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội Nhom 16 - ĐT3 – K3 ! !" #$%# &' ()*Thiết kế mô hình điều khiển đèn giao thông ở ngã tư sử dụng cổng nối tiếp Yêu cầu: Hệ thống có các đèn Xanh, Đỏ, Vàng (mô phỏng bằng các led lớn) điều khiển xe cộ, các đèn xanh, đỏ (mô phỏng bằng các led nhỏ) dành cho người đi bộ trên 2 hướng đi độc lập; có 02 đồng hồ đếm ngược hiển thị thời gian sáng của các đèn Xanh, Đỏ điều khiển xe cộ trên 2 hướng đi độc lập. Hệ thống có thể chạy ở các chế độ khác nhau trong ngày dựa vào đồng hồ thời gian thực trên máy tính: + Chế độ thường: Từ 7h đến 23h: Các đèn sáng/tắt; các đồng hồ đếm ngược theo quy luật như thực tế. + Chế độ nghỉ: Thời gian còn lại trong ngày: Chỉ có đèn Vàng nhấp nháy. 1 Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội Nhom 16 - ĐT3 – K3 +, Máy tính hiện nay đều có các thiết bị ngoài thông dụng như: màn hình, bàn phím, chuột, máy in… Tuy nhiên máy tính không chỉ dừng lại với thiết bị ngoại vi nói trên mà còn có những yêu cầu cao hơn như kết nối với các máy móc trong công nghiệp. Chính vì vậy nhà sản xuất đã trang bị một số cách thức để có thể ghép nối với bus của máy tính như: RS232, LPT, COM, USB, các khe PCI …Việc nghiên cứu để mở rộng giao tiếp của máy tính với thiết bị ngoại vi đã trở thành môn học chính thức của rất nhiều ngành học trong các giảng đường đại học. Sau một thời gian học tập và nghiên cứu môn học “Đo lường và điều khiển máy tính” dưới sự hướng dẫn của cô giáo. Chúng em đã thử nghiệm và hoàn thành đề tài của của cô giao cho nhóm. Mục đích của đề tài hướng đến: - Bước đầu làm quen và thử nghiệm các cách giao tiếp đơn giản giữa máy tính và vi điều khiển thong qua cổng nối tiếp RS232. - Hướng đến các phương thức giao tiếp cao hơn được ứng dụng trong thực tế như USB, RS234… Tuy đã rất cố gắng trong việc thực hiện đồ án tuy nhiên do kiến thức hiểu biết còn hạn hẹp nên khó tránh phải những sai sót. Rất mong nhận được những nhận xét quí báu từ cô để chúng em hoàn thiện đồ án một cách tốt nhất. Chúng em xin trân thành cảm ơn! /0123456*789:2;4 <01=>*:?@7A( 4:?@7AB 4:?@CD +3D*EFE 2 Máy tính Các thi t b ch p h nhế ị ấ à M ch i u khi nạ đề ể Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội Nhom 16 - ĐT3 – K3 GH<I+J.&K LG3:0(4CDM/?N Hình 1: Mô hình giao tiếp giữa máy tính và thiết bị ngoại vi #/?N* Phần mềm điều khiển và giám sát được thiết kế trên máy tính có chức năng gửi các tín hiệu điều khiển qua cổng giao tiếp của máy tính đến mạch điều khiển, đồng thời nhận các tín hiệu về trạng thái hoạt động của các thiết bị và hiển thị trên giao diện của phần mềm. #O>(:PQ* Có nhiệm vụ đọc tín hiệu điều khiển từ máy tính rồi điều khiển các thiết bị tương ứng, đồng thời gửi các tín hiệu về trạng thái hoạt động của các thiết bị lên máy tính. />CR9>SD)* Hoạt động theo sự điều khiển của các khối trên. 3 Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội Nhom 16 - ĐT3 – K3 TGU4VCD<TET RS232 là một chuẩn giao tiếp nối tiếp dùng định dạng không đồng bộ, kết nối nhiều nhất là với 2 thiết bị, chiều dài kết nối lớn nhất cho phép để đảm bảo dữ liệu là 12.7 đến 25.4 m, tốc độ 20kBít/s đôi khi là tốc độ 115 k Bít/s với một số thiết bị đặc biệt. Sơ đồ chân cổng Com (Cổng đực): Tín hiệu truyền theo tiêu chuẩn RS - 232 của hãng EIA (Electronics Industry Associations). Chuẩn RS-232 quy định mức logic 1 (mark) ứng với điện áp từ -3V đến -25V, mức logic 0 (space) ứng với điện áp từ 3V đến 25V và có khả năng cung cấp dòng từ 10 mA đến 20 mA. Ngoài ra, tất cả các ngõ ra đều có đặc tính chống chập mạch. 4 Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội Nhom 16 - ĐT3 – K3 Định dạng của khung truyền dữ liệu theo chuẩn RS-232 như sau: Khi không truyền dữ liệu, đường truyền sẽ ở trạng thái mark (điện áp -10V). Khi bắt đầu truyền, DTE sẽ đưa ra xung Start (space: 10V) và sau đó lần lượt truyền từ D0 đến D7 và Parity, cuối cùng là xung Stop (mark : -10V) để khôi phục trạng thái đường truyền. Dạng tín hiệu truyền mô tả như sau (truyền ký tự A): Các đặc tính kỹ thuật của chuẩn RS-232 như sau: Chiều dài cable cực đại 15m Tốc độ dữ liệu cực đại 20kbps Điện áp ngõ ra cực đại ±25V Điện áp ngõ ra có tải ±5V đến ±15V Trở kháng tải 3K đến 7K Điện áp ngõ vào ±15V Độ nhạy ngõ vào ±3V Trở kháng ngõ vào 3K đến 7K 5 Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội Nhom 16 - ĐT3 – K3 Tốc độ truyền dữ liệu được quy định chuẩn gồm các tốc độ: 300, 600, 1200, 2400, 4800, 9600, 19200, 28800, 56600 baud. Các phương thức truyền thông nối tiếp. Có 3 phương thức truyền tin nối tiếp: - Phương thức đồng bộ: Các byte chứa các bit thông tin được truyền liên tiếp trên đường truyền và chỉ được ngăn cách (phân biệt) nhau bằng bít đồng bộ khung (Hình 2a). - Phương thức không đồng bộ: Các byte chứa các bit thông tin được chứa trong một khung. Một khung được bắt đầu bằng 1 bít Start, tiếp theo là các bit mang thông tin, kế tiếp là bít kiểm tra chẵn lẻ và kết thúc là bít Stop. Khoảng các giữa các khung là các bít dừng bất kỳ, Khi đó đường truyền được đấy lên mức cao (Hình 2b). - Phương thức lai: Đây là phương thức kết hợp của 2 phương thức trên, trong đó các bít trong 1 khung được truyền theo phương thức không đồng bộ còn các byte được truyền theo phương thức đồng bộ. Hình 2: Các phương thức truyền tin nối tiếp 6 Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội Nhom 16 - ĐT3 – K3 EG3:0MO>4CD#WXTET Vì tín hiệu của cổng COM thường ở mức ±12V nên không tương thích với mức điện áp TTL. Muốn giao tiếp KIT Vi điều khiển 8051 với máy tính qua cổng COM ta cần một vi mạch biến đổi điện áp cho phù hợp với mức TTL, ở đây ta chọn vi mạch MAX232 để thực hiện việc tương thích điện áp. Vi mạch MAX 232 của hãng MAXIM là một vi mạch chuyên dùng trong giao diện nối tiếp với máy tính. Chúng có nhiệm vụ chuyển đổi mức TTL ở lối vào thành mức +10V hoặc –10V ở phía truyền và các mức +3…+15V hoặc -3…-15V thành mức TTL ở phía nhận. Vi mạch MAX 232 có hai bộ chuyển đổi mức từ TTL sang RS232 và hai bộ lam chức năng ngược lại. Cụ thể, hai bộ chuyển mức R1IN → R1OUT, R2IN → R2OUT làm chức năng chuyển mức từ TTL sang RS232. Còn hai bộ chuyển mức T1IN → T1OUT, T2IN → T2OUT làm chức năng chuyển mức từ TTL sang RS232. 7 Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội Nhom 16 - ĐT3 – K3 YGCD>U4VCD>Z0(:PQW[\<]T^ Chúng ta sẽ tìm hiểu các thanh ghi giúp cho vi điều khienr có thể giao tiếp với máy tinh. 4(:PQM_`*! I E 1 3 T F 0 I E 0 6 T F 1 2 I T 0 4 T R 1 1 T R 0 7 0 I T 1 5 aL*Báo trạng thái tràn cho bộ Timer/Counter1 L*Điều khiển cấp xung cho bộ Timer/Counter1 a*Báo trạng thái tràn cho bộ Timer/Counter0 *Điều khiển cấp xung cho bộ Timer/Counter0 bL: Báo trạng thái ngắt ngoài 1 L*Cho phép tác động ngắt ngoài 1 bằng cạnh xuống (default IT1 = 0, tác động ngắt bằng mức thấp) b* Báo trạng thái ngắt ngoài 0 *Cho phép tác động ngắt ngoài 0 bằng cạnh xuống (default IT1 = 0, tác động ngắt bằng mức thấpG 4>CcM_`*#!d Là thanh ghi 8 bit, truy xuất (ghi/đọc) byte Wbef: Điều khiển trạng thái hoạt động cho Timer/Counter #Le#: Chọn chế độ hoạt động cho Timer/Counter M M0 Chế độ Mô tả 8 R B 8R E N 0 S M 0 7 R I 1 S M 1 2 S M 2 3 T B 8 45 T I 6 Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội Nhom 16 - ĐT3 – K3 1 0 0 0 Timer/Counter 13 bit 0 1 1 Timer/Counter 16 bit 1 0 2 Timer/Counter 8 bit, tự lặp lại 1 1 3 Timer/Counter 8 bit 4(:PQ`:?(fgVCD*<! (Serial CONtrol) SM0: Bit 0 chọn chế độ của port nối tiếp SM1: Bit 1 chọn chế độ của port nối tiếp SM2: Bit 2 chọn chế độ của port nối tiếp REN: Cho phép thu. Bít này phải được set để nhận các kí tự TB8: Bít phát 8 RB8: Bit thu 8 TI: Cờ ngắt phát. Cờ này được set ngay khi kết thúc việc phát một kí tự, nó được xóa bởi phần mềm RI: Cờ ngắt thu. Cờ này được set ngay khi kết thúc việc thu 1 kí tự, được xóa bởi phần mềm. SM0 SM1 Chế độ Mô tả cổng truyền 0 0 0 Là thanh ghi dịch 8 bit, tốc độ [OSC]/12 0 1 1 Truyền nhận 8 bit, tốc độ thay đổi được 1 0 2 Truyền nhận 9 bit, tốc độ là [OSC]/32 hoặc [OSC]/64 1 1 3 Truyền nhận 9 bit, tốc độ thay đổi được U4VCD 9 Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội Nhom 16 - ĐT3 – K3 AT89S52 có một cổng (Port) nối tiếp trong chip có thể hoạt động ở nhiều chế độ khác nhau. Chức năng chủ yếu của port nối tiếp là thực hiện chuyển đổi song song sang nối tiếp với dữ liệu xuất và chuyển đổi từ nối tiếp sang song song với dữ liệu nhập để có thể giao tiếp với máy tính qua cổng nối tiếp hoặc các thiết bị tương ứng. Port nối tiếp có bốn chế độ hoạt động, trong đó ở chế độ 1 port nối tiếp hoạt động như một bộ UART 8 bit có tốc đọ thay đổi. Dữ liệu được truyền nối tiếp trên chân TXD và nhận nối tiếp trên chân RXD. Chế độ này cung cấp cho AT89S52 một công cụ giao tiếp với máy tính qua cổng COM. Thao tác trao đổi dữ liệu qua port nối tiếp bao gồm 3 bước chính: - Khởi tạo cổng nối tiếp + Truy xuất SCON để đặt các thông số như chế độ hoạt động, cho phép thu,… + Thiết lập hoặc xóa bit SMOD của thanh ghi PCON để đặt hệ số chia của tốc độ baud. + Truy xuất các thanh ghi của các bộ Timer1 và Timer 2 để đặt cấc tốc độ baud cho cổng nối tiếp (chỉ với chế dộ 1và3). - Kiểm tra cờ TI (khi truyền) và RI (khi nhận). - Ghi/đọc byte dữ liệu ở SBUF ]GhM(MigD`j7k:ik>l^ Visual Basic là ngôn ngữ lập trình hướng đối tượng, mỗi đối tượng lập trình như nút nhấn, textbox… sẽ có một chương trình riêng bên trong, các đối tượng này có các thuộc tính và các phương thức riêng để hoạt động. `:?(m4VCD>Z7k:iRk>^ 10 RXDTXD D Thanh ghi dịch CLK SBUF CLK (chỉ ghi) Q Xung tạo tốc độ baud nhận Xung tạo tốc độ baud truyền SBUF Bus [...]... Thuộc tính này kết hợp với InputLen để xác định số ký tự đọc vào Nếu InputLen=0 thì sẽ đọc toàn bộ dữ liệu có trong bộ đệm VD: Đọc toàn bộ nội dung trong bộ đệm nhận nếu có dữ liệu MSComm1.InputLen = 0 If MSComm1.CommEvent = comEvReceive Then InputString = MSComm1.Input End If • Các thuộc tính xuất dữ liệu: Bao gồm các thuộc tính Output, chức năng của các thuộc tính này giống như các thuộc tính nhập.VD:... MỤC LỤC Lời mở đầu…………………………………………………………………trang 1 I)Cơ sở lý thuyết……………………………………………………………trang 3 1) Giới thiệu về giao tiếp máy tính ………………………………………trang 3 2) Cổng nối tiếp RS232…………………………………………………….trang 3 3) Vi mạch MAX232……………………………………………………….trang 7 4) Giao tiếp cổng nối tiếp với AT89S52……………………………………trang 7 5) Phần mềm VB6.0……………………………………………………… trang 11 II) Chương trình mô phỏng…………………………………………………trang... tra các giá trị của thuộc tính CommEvent sau một chu kỳ nào đó để xác định xem có sự kiện nào xảy ra hay không Thông thường phương pháp này sử dụng cho các chương trình nhỏ - ActiveX MsComm được bổ sung vào một Visual Basic Project thông qua menu Project > Components: - - Biểu tượng của MsComm: và các thuộc tính cơ bản mô tả như sau: • Settings: Xác định các tham số cho cổng nối tiếp Cú pháp: MSComm1.Settings... thái hay kiểm tra trạng thái đóng / mở của cổng nối tiếp Cú pháp: MSComm1.PortOpen = True / False - Giá trị xác định là True sẽ thực hiện mở cổng và False để đóng cổng đồng thời xoá nội dung của các bộ đệm truyền, nhận VD: Mở cổng COM1 với tốc độ truyền 9600bps MSComm1.Settings = "9600,N,8,1" MSComm1.CommPort = 1 MSComm1.PortOpen = True • Các thuộc tính nhận dữ liệu: - Input: nhận một chuỗi ký tự... diện VB 13 Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội Nhom 16 - ĐT3 – K3 Chương trình chạy trên phần mêm VB 6.0 có giao diện để điều khiển hoạt động của mô hình giao thông bằng cách gửi dữ liệu trực tiếp từ máy tính thông qua cổng COM xuống vi điều khiển để điều khiển hệ thống đèn Nếu vi điều khiển nhận được chữ cái “N” tương ứng với hệ thống sẽ hoạt đông ở chế độ ban ngày “hình ảnh ông mặt trời” Nếu vi điều...Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội Nhom 16 - ĐT3 – K3 Việc truyền thông nối tiếp trên Windows được thực hiện thông qua một ActiveX có sẵn là Microsoft Comm Control ActiveX này được lưu trữ trong file MSCOMM32.OCX Quá trình này có hai khả năng thực hiện điều khiển trao đổi... tính xuất dữ liệu: Bao gồm các thuộc tính Output, chức năng của các thuộc tính này giống như các thuộc tính nhập.VD: MSComm1.Output=giá trị cần xuất ra • CommEvent: Trả lại các sự kiện xảy ra tại cổng nối tiếp như sau: Sự kiện Giá trị Mô tả ComEvSend 1 Đã truyền ký tự ComEvReceive 2 Khi có ký tự trong bộ đệm nhận ComEvCTS 3 Có thay đổi trên CTS (Clear To Send) ComEvDSR 4 Có thay đổi trên DSR (Data Set . ứng dụng trong thực tế như USB, RS234… Tuy đã rất cố gắng trong việc thực hiện đồ án tuy nhiên do kiến thức hiểu biết còn hạn hẹp nên khó tránh phải những sai sót. Rất mong nhận được những nhận. truyền SBUF Bus Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội Nhom 16 - ĐT3 – K3 Việc truyền thông nối tiếp trên Windows được thực hiện thông qua một ActiveX có sẵn là Microsoft Comm Control. ActiveX này được lưu. Sub Private Sub Command3_Click() If IsDate(Text2.Text) Then bien1 = MsgBox("Thao tac se thay doi ngay he thong. Ban van muon tiep tuc?", vbOKCancel + vbQuestion, "Canh bao!") If