chuẩn giao tiếp CAN và ứng dụng giao tiếp gồm 5 thiết bị

Bài tập lớn giao tiếp máy tính Mục lục: I Tìm hiểu đề tài L ch s v CAN (Controller Area Network) Bosch l n u phát tri n Controller Area Network (CAN) vào n m 1985 cho m ng bên xe Trong kh , nhà s n xu t ô tô k t n i thi t b i n t xe s d ng h th ng dây point-to-point Các nhà s n xu t ã b t u s d ng ngày nhi u thi t b i n t xe, mà k t qu dây c ng k nh, n ng n t n Sau ó , h thay th h th ng dây i n chuyên d ng v i m ng xe, ó gi m chi phí h th ng dây i n, ph c t p, tr ng l ng CAN, m t h th ng bus n i ti p có tính toàn v n cao cho thi t b m ng thông minh, n i lên nh m t tiêu chu n m ng xe Ngành công nghi p ô tô phát tri n m t cách nhanh chóng thông qua CAN vào n m 1993, ã tr thành tiêu chu n qu c t ISO 11898 T n m 1994, m t s giao th c c p cao h n ã c chu n hóa v CAN, nh CANopen DeviceNet Các th tr ng khác ã áp d ng r ng rãi giao th c b sung, mà bây gi tiêu chu n cho truy n thông công nghi p Bài t p trung vào CAN nh m t m ng l i xe u i m c a CAN • Chi phí th p: CAN cung c p m t m ng l i b n, r ti n giúp nhi u thi t b CAN giao ti p v i M t l i th n v i u n i n t (ECU) có th có m t giao di n CAN n ch không ph i nh ng ngõ vào analog digital t i m i thi t b h th ng i u làm gi m chi phí t ng th cân n ng xe ô tô • Truy n thông phát sóng: M i thi t b m ng l i có m t chip i u n CAN ó s thông minh T t c thi t b m ng l i u xem c t t c messages truy n i M i thi t b có th quy t nh xem m t messages có liên quan không, hay nên c l c i C u trúc cho phép s a i i v i m ng CAN v i tác n g t i thi u Các nodes có th c thêm vào mà không s a i t i m ng • S u tiên: M i messages có u tiên, ó , n u hai nodes c g ng g i messages m t lúc, node có u tiên cao h n s c truy n node có u tiên th p h n s b hoãn l i i u s không làm phá h y ho c làm gián o n trình truy n t i message có u tiên cao nh t • Kh n ng l i: Các c i m k thu t CAN bao g m m t Cyclic Redundancy Code (CRC) th c hi n ki m tra l i n i dung c a m i frame Các frames có l i c b qua b i t t c nodes, m t frame l i có th c truy n báo hi u l i t i m ng L i toàn c c c c b c phân bi t b i b i u n, n u có nhi u l i c phát hi n, node riêng l có th ng ng phát l i ho c t ng t k t n i v i m ng hoàn toàn GVHD: Thầy Võ Tường Quân Bài tập lớn giao tiếp máy tính Hình M ng CAN gi m ng k h th ng dây i n n g d n g c a CAN CAN l n u tiên c t o s d ng ô tô, v y n g d ng ph bi n nh t m ng i n t xe Tuy nhiên, nh ng ngành công nghi p khác ã nh n th y s tin c y l i th c a CAN vòng 20 n m qua, h ã m m t lo t n g d ng B n có th tìm th y CAN v i nh ng c p khác c a nhi u m ng nh ng chi c xe - ví d , vi c k t n i n v c a ho c b i u n phanh, n v m hành khách, nhi u h n n a… CAN c ng có n g d ng máy bay v i c m bi n flight-state, h th ng nh v , máy tính nghiên c u bu ng lái Ngoài ra, b n có th tìm th y CAN bus nhi u n g d ng hàng không v tr , khác t vi c phân tích d li u bay cho t i h th ng i u n n g c máy bay nh h th ng nhiên li u, máy b m, thi t b truy n n g n tính Các nhà s n xu t thi t b y t s d ng CAN nh m t m ng nhúng thi t b y t Trong th c t , m t s b nh vi n s d ng CAN qu n lý hoàn toàn phòng i u hành B nh vi n ki m soát thi t b phòng i u hành nh è n, bàn, cameras, máy X-ray, gi ng b nh v i h th ng CAN-based Thang máy thang cu n c ng s d ng m ng CAN, b nh vi n s d ng giao th c CANopen liên k t thi t b nâng, thi t bi d ng t m, b i u n, c a vào, thi t b c n ánh sáng, v i ki m soát chúng CANopen c ng c s d ng n g d ng phi công nghi p nh thi t b phòng thí nghi m, máy n h th thao, kính thiên v n, c a t n g, th m chí c máy cà phê GVHD: Thầy Võ Tường Quân Bài tập lớn giao tiếp máy tính S m c h giao ti p thi t b s d n g chu n truy n CAN II Giới thiệu linh kiện sử dụng mạch Led GVHD: Thầy Võ Tường Quân Bài tập lớn giao tiếp máy tính Viết tắt cụm từ Light Emitting Diode, tạm dịch Điốt phát quang Là điốt có khả phát ánh sáng hay tia hồng ngoại, tử ngoại Cũng giống điốt, LED cấu tạo từ bán dẫn loại P ghép với bán dẫn loại N Đèn LED coi loại đèn tiết kiệm điện nhất, tạo hiệu suất ánh sáng tốt , tỏa nhiệt so với thiết bị chiếu sáng thông thường LCD Ngày nay, thiết bị hiển thị LCD (Liquid Crystal Display) sử dụng nhiều ứng dụng vi điều khiển LCD có nhiều ưu điểm so với dạng hiển thị khác: Nó có khả hiển thị kí tự đa dạng, trực quan (chữ, số kí tự đồ họa), dễ dàng đưa vào mạch ứng dụng theo nhiều giao thức giao tiếp khác Chân Ký hiệu Mô tả Vss VDD Chân cấp nguồn cho LCD, thiết kế mạch ta nối chân với VCC=5V mạch điều khiển Vee Điều chỉnh độ tương phản LCD RS Chân chọn ghi (Register select) Nối chân RS với logic Chân nối đất cho LCD, thiết kế mạch ta nối chân với GND mạch điều khiển GVHD: Thầy Võ Tường Quân Bài tập lớn giao tiếp máy tính “0” (GND) logic “1” (VCC) để chọn ghi + Logic “0”: Bus DB0-DB7 nối với ghi lệnh IR LCD (ở chế độ “ghi” - write) nối với đếm địa LCD (ở chế độ “đọc” - read) + Logic “1”: Bus DB0-DB7 nối với ghi liệu DR bên LCD GVHD: Thầy Võ Tường Quân Bài tập lớn giao tiếp máy tính R/W Chân chọn chế độ đọc/ghi (Read/Write) Nối chân R/W với logic “0” để LCD hoạt động chế độ ghi, nối với logic “1” để LCD chế độ đọc E Chân cho phép (Enable) Sau tín hiệu đặt lên bus DB0-DB7, lệnh chấp nhận có xung cho phép chân E + Ở chế độ ghi: Dữ liệu bus LCD chuyển vào(chấp nhận) ghi bên phát xung (high-tolow transition) tín hiệu chân E + Ở chế độ đọc: Dữ liệu LCD xuất DB0-DB7 phát cạnh lên (low-to-high transition) chân E LCD giữ bus đến chân E xuống mức thấp a 7-14 DB0DB7 Tám đường bus liệu dùng để trao đổi thông tin với MPU Có chế độ sử dụng đường bus : + Chế độ bit : Dữ liệu truyền đường, với bit MSB bit DB7 + Chế độ bit : Dữ liệu truyền đường từ DB4 tới DB7, bit MSB DB7 15 A Nguồn dương cho đèn 16 K GND cho đèn GVHD: Thầy Võ Tường Quân Bài tập lớn giao tiếp máy tính MCP 2551 Chân Ký hiệu Chức TXD Truyền tín hiệu Input Vss Ground VDD Nguồn dương RXD Nhận tín hiệu Output Rs Lựa chọn High-Speed, Slope-Control, Standby modes CANH CAN mức thấp CANL CAN mức cao VREF Điện áp tham chiếu GVHD: Thầy Võ Tường Quân Bài tập lớn giao tiếp máy tính MCP 2515 Chân Ký hiệu Mô tả TXCAN Chân truyền tín hiệu RXCAN Chân nhận tín hiệu III Thiết kế mạch Sơ đồ nguyên lí Sơ đồ mạch CAN Để thuận tiện cho việc mở rộng modul CAN thực tế, nhóm thiết kế mạch Can bao gồm MCP 2551 giao tiếp với MCP2515 sơ đồ Trong đó: - MCP 2515 CAN controller - MCP 2551 CAN tranceiver GVHD: Thầy Võ Tường Quân Bài tập lớn giao tiếp máy tính Bus CAN đưa header 4x4, chúng nối với mạch CAN khác Header dùng để giao tiếp với vi điều khiển thông qua chuẩn truyền SPI Sơ đồ mạch Master Mạch Master bao gồm LCD 16x2, vi điều khiển PIC 16f877a nút nhấn đó: - SW1: Điều khiển động SW2: Điều khiển LED_GREEN SW3: Điều khiển LED_YELLOW SW4: Truyền máy tính SW5: Dừng tất LCD: Hiện trạng thái slave hoạt động GVHD: Thầy Võ Tường Quân Bài tập lớn giao tiếp máy tính - Header kết nối mạch CAN Sơ đồ mạch slave GVHD: Thầy Võ Tường Quân Bài tập lớn giao tiếp máy tính Slave nhận tốc độ từ Master nhấn SW1 điều khiền động DC, tốc độ hiển thị lên LCD gửi cho Slave Sơ đồ mạch slave GVHD: Thầy Võ Tường Quân Bài tập lớn giao tiếp máy tính Slave nhận lệnh từ master nhấn SW2 làm sáng đèn Led Sơ đồ mạch slave GVHD: Thầy Võ Tường Quân Bài tập lớn giao tiếp máy tính Slave nhận lệnh từ master nhấn SW3 làm sáng đèn Led GVHD: Thầy Võ Tường Quân Bài tập lớn giao tiếp máy tính Sơ đồ mạch slave Slave nhận lệnh từ master nhấn SW4 hiển thị tốc độ động slave lên lcd truyền lên máy tính chuẩn truyền RS232 Sơ đồ Mạch Can kết nối với vi điều khiển GVHD: Thầy Võ Tường Quân Bài tập lớn giao tiếp máy tính Kết nối Master với mạch CAN LCD thể trạng thái trả máy tính IV Kết luận GVHD: Thầy Võ Tường Quân [...]... lớn giao tiếp máy tính Slave 1 nhận tốc độ từ Master khi nhấn SW1 và điều khiền động cơ DC, tốc độ sẽ được hiển thị lên LCD và gửi cho Slave 4 5 Sơ đồ mạch slave 2 GVHD: Thầy Võ Tường Quân Bài tập lớn giao tiếp máy tính Slave 2 nhận lệnh từ master khi nhấn SW2 và làm sáng đèn Led 6 Sơ đồ mạch slave 3 GVHD: Thầy Võ Tường Quân Bài tập lớn giao tiếp máy tính Slave 3 nhận lệnh từ master khi nhấn SW3 và. .. làm sáng đèn Led GVHD: Thầy Võ Tường Quân Bài tập lớn giao tiếp máy tính 7 Sơ đồ mạch slave 4 Slave 4 nhận lệnh từ master khi nhấn SW4 hiển thị tốc độ động cơ của slave 1 lên lcd và truyền lên máy tính bằng chuẩn truyền RS232 8 Sơ đồ Mạch Can kết nối với vi điều khiển GVHD: Thầy Võ Tường Quân Bài tập lớn giao tiếp máy tính Kết nối Master với mạch CAN LCD thể hiện trạng thái trả về máy tính IV Kết luận ... Sơ đồ mạch CAN Để thuận tiện cho việc mở rộng modul CAN thực tế, nhóm thiết kế mạch Can bao gồm MCP 255 1 giao tiếp với MCP 251 5 sơ đồ Trong đó: - MCP 251 5 CAN controller - MCP 255 1 CAN tranceiver... thấp CANL CAN mức cao VREF Điện áp tham chiếu GVHD: Thầy Võ Tường Quân Bài tập lớn giao tiếp máy tính MCP 251 5 Chân Ký hiệu Mô tả TXCAN Chân truyền tín hiệu RXCAN Chân nhận tín hiệu III Thiết. .. kí tự đồ họa), dễ dàng đưa vào mạch ứng dụng theo nhiều giao thức giao tiếp khác Chân Ký hiệu Mô tả Vss VDD Chân cấp nguồn cho LCD, thiết kế mạch ta nối chân với VCC=5V mạch điều khiển Vee Điều