Luận Văn Giao Tiếp Giữa Máy Tính Và Xử Lý 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 BỘ MÔN TỰ ĐỘNG  LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI : Luận Văn Tốt Nghiệp SVTH: Châu Thò 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 trò 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 khơng thể cho người đến tận nơi , kiểm sốt 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 khơng phải 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 thơng vận tải ( theo dõi trạm giao thơng đường bộ, hàng hải , hàng khơng … ) , 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 cơng việc thực sau : - Xây dựng tập lệnh giao tiếp Máy tính microcontroller - Xây dựng giao thức truyền nhận thơng tin (Protocol) Luận Văn Tốt Nghiệp SVTH: Châu Thò Bích Nga Chương 1: Giao thức truyền thông GVHD: Thầy Huỳnh Hữu Phương - Sử dụng tập lệnh theo u cầu mong muốn Xây dựng chương trình demo ứng dụng cụ thể đề tài Luận Văn Tốt Nghiệp SVTH: Châu Thò 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 LƯC 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 đòa 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 Luận Văn Tốt Nghiệp SVTH: Châu Thò Bích Nga Chương 1: Giao thức truyền thông V VI GVHD: Thầy Huỳnh Hữu Phương Các ghi port nối tiếp 35 Các ghi ngắt .36 Thanh ghi điều khiển công suất 36 Bảo vệ nhớ 36 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 hoàn thời gian biểu RTX51 51 Các yêu cầu đònh nghóa 55 Các hàm thư viện RTX51 .56 CHƯƠNG 4: BOARD DEMO-KIT 59 I Khối hiển thò 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: MÔ 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 Luận Văn Tốt Nghiệp SVTH: Châu Thò Bích Nga Chương 1: Giao thức truyền thông GVHD: Thầy Huỳnh Hữu Phương Phần 3: Chương trình 88 Báo cáo kết 146 Luận Văn Tốt Nghiệp SVTH: Châu Thò Bích Nga Chương 1: Giao thức truyền thông 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 lý giao tiếp thiết bò Mục đích luận văn không nhằm thực ứng dụng điều khiển cụ thể mà tạo nên ứng dụng giao tiếp Luận Văn Tốt Nghiệp SVTH: Châu Thò Bích Nga Chương 1: Giao thức truyền thông GVHD: Thầy Huỳnh Hữu Phương 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 ) trọng tâm mà ứng dụng cụ thể đề tài Vì thế, xây dựng dạng sóng vào cách đơn giản, mang ý nghóa mô cho thực việc xây dựng chương trình Kết mong muốn luận văn xây dựng môi trường thuận lợi cho trình trao đổi thông 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 bò 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 đòa tín hiệu vào theo đònh nghóa tập lệnh), phần giới thiệu tập lệnh thực chương Lớp liệu: lớp đảm nhận vai trò ghi nhận giá trò 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) Luận Văn Tốt Nghiệp 10 SVTH: Châu Thò Bích Nga Chương 1: Giao thức truyền thông I GVHD: Thầy Huỳnh Hữu Phương PROTOCOL: Khái niệm: Protocol cho tầng liên kết liệu phương thức hay thủ tục truyền thông đặt mà qui trình truyền nhận thông tin phải tuân theo Nó bao gồm tập hợp đồng qui tắc điều hành nhằm đảm bảo xác hệ thống mạng trình trao đổi thông tin 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 trò trình hoạt động nhằm trình hoạt động hệ thống điều kiện không mong muốn trạng thái bất thường xảy protocol hoạt động “break down” (ví dụ rơi vào vòng lặp vô tận gặp phải trường hợp mà tất hoạt động bò dừng hệ thống bò 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 Luận Văn Tốt Nghiệp 11 SVTH: Châu Thò Bích Nga Chương 1: Giao thức truyền thông GVHD: Thầy Huỳnh Hữu Phương sau trở từ trạm phần frame liệu kế bắt đầu gởi từ “2” sang “1” Ví dụ : Nếu đầu vừa gởi frame đến đầu không 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) đònh trước , truyền lại frame gởi đến đầu hy vọng thời gian nhận thông báo nhận từ đầu Và không sau vài lần lặp lại (được đònh trước ) mà đầu “1” không nhận thông báo nhận từ đầu “2” xem đường truyền bò lỗi thông báo Xây dựng Protocol: Xây dựng protocol cho trình trao đổi liệu trường hợp mạch vi xử lý đóng vai trò slave máy tính (PC) đóng vai trò master trình truyền nhận thông tin a) Cấu trúc frame liệu: Trong chế độ hoạt động khối vi xử lý yêu 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 đònh 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 đònh 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 nghóa quan trọng cho việc mở rộng đề tài luận văn sau (kết nối nhiều frame truyền liên tiếp) Luận Văn Tốt Nghiệp 12 SVTH: Châu Thò Bích Nga 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 lónh vực điều khiển tự động Tuy nhiên, thật phiền hà thống chung câu lệnh trình trao đổi thông 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 thông 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 thông tin không bò giới hạn đối tượng điều khiển (từ kit vi xử lý) phong phú Ngoài ra, tập lệnh 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 thò 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: Luận Văn Tốt Nghiệp 78 SVTH: Châu Thò Bích Nga Chương 1: Giao thức truyền thông GVHD: Thầy Huỳnh Hữu Phương 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 ví dụ giá trò diện áp, xung điều khiển giá trò đo từ cảm biến v.v… đưa vào vùng đòa đònh 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 thông số điều khiển cài đặt sẵn, đưa vào vùng đòa riêng ứng với dạng liệu nhận vào Các giá trò liệu dùng để điều khiển đối tượng bên khác tùy thuộc vào 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 chức yêu cầu liệu Bảng mô tả vùng đòa board VXL: Stt Vùng đòa 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 (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 Luận Văn Tốt Nghiệp 79 Mô tả ngỏ SVTH: Châu Thò Bích Nga Chương 1: Giao thức truyền thông 12 M0-M7 GVHD: Thầy Huỳnh Hữu Phương 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’↵ 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 trò 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) Luận Văn Tốt Nghiệp 80 Mô tả(cho PC) Đọc ngõ vào Digital input x=0hay1(dạng ASCII) Đọc ngõ vào puls Input x=0hay1(dạng ASCII) Đọc ngõ vào A/D Input (đơn cực) x=0 hay (dạngASCII) Đọc ngõ vào A/D Input (lưỡng cực) x=0 hay (dạngASCII) SVTH: Châu Thò Bích Nga Chương 1: Giao thức truyền thông GVHD: Thầy Huỳnh Hữu Phương Ghi chú: ’BBBBB’: số byte liệu vùng đòa gọi dạng ASCII ; x số kèm theo ký tự vùng đòa nhằm mở rộng vùng đòa có chức PHẦN 2: MÔ TẢ CHƯƠNG TRÌNH Buffer user Giao tiếp RS232 Chương trình xử lý liệu 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 Luận Văn Tốt Nghiệp 81 SVTH: Châu Thò Bích Nga Chương 1: Giao thức truyền thông GVHD: Thầy Huỳnh Hữu Phương - 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 đònh tập lệnh Các chương trình thực khối là: - Ghi giá trò A/D vào vùng đòa 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 đòa M0 - Các ngõ vào input 2,3,4 cài đặt dạng sóng đưa vào vùng nhớ đòa K0 - Trò đỉnh dạng sóng đưa vào ô nhớ liệu đòa D0  Khối chương trình xử lý liệu: Khối thực chương trình ứng dụng cho hệ thống Tùy yêu cầu cụ thể đặt mà thực nhiều hay chức Sơ đồ khối tổng quát cho nhóm chương trình trtong ứng dụng là: Hiển thò Buffer user Chương trình xử lý Đọc input Xuất output Tạo dạng sóng Đọc A/D Xuất D/A Luận Văn Tốt Nghiệp 82 SVTH: Châu Thò 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 Ngoài có số ràng buộc kèm theo cho trình nhận chuỗi, lần nhận sau phải đảm bảo liệu nhận vào lần trước kiểm tra xử lý Điều kiện đặt nhằm mục đích bảo toàn giá trò nhận từ PC, việc nhận liệu vào diễn liên tục mà trình kiểm tra xử lý không đáp ứng kòp, xảy trường hợp liệu lần nhận sau đè lên liệu nhận trước Như vậy, trình thực bỏ sót vài trường hợp xử lý tức hệ thống hoạt động không tối ưu Điều thật cần thiết hệ thống thực theo hệ thời gian thực (multitasking) công việc chương trình thực song song Luận Văn Tốt Nghiệp 83 SVTH: Châu Thò Bích Nga Chương 1: Giao thức truyền thông GVHD: Thầy Huỳnh Hữu Phương Max=chiều dài tối đa chuỗi cho phép nhập vào Kiểm tra vùng đệm thu có liệu không Cờ nhận=0 ? Không có 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? N Số byte liệu (bufin[3])>1? N Y Y Kết nhận sai Kết nhận Chuỗi buffer[]=chuỗi bufin[] Cothu=0(được phép nhận chuỗi mới) RET Luận Văn Tốt Nghiệp 85 SVTH: Châu Thò 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 thông đặt (protocol), khoảng thời gian số lần nhắc lại qui đònh, kể từ sau PC gởi yêu cầu đến máy tính, mà PC không 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 đònh … ) 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 không 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? 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 Luận Văn Tốt Nghiệp 86 SVTH: Châu Thò Bích Nga Chương 1: Giao thức truyền thông GVHD: Thầy Huỳnh Hữu Phương START Lưu đồ: chương trình N Kết nhận ? xử lý ứng dụng tập Y lệnFrame h nhận vào có liệu ? N Y Bit b1=buffer[2]&0x02 N Frame gởi lần đầu (b1=0)? Y buffer[4] ≠ đòachỉ[0]? Và buffer[5] ≠ đòachỉ[1]? N Y Đòachỉ[0]=buffer[4] Đòachỉ[1]=buffer[5] Gọi tập lệnh Cờ xử lý =1 (xử lý xong) RET Luận Văn Tốt Nghiệp 87 SVTH: Châu Thò Bích Nga Chương 1: Giao thức truyền thông GVHD: Thầy Huỳnh Hữu Phương CHƯƠNG TRÌNH ĐÓNG GÓI DỮ LIỆU: Chương trình đóng gói liệu tạo frame truyền trả cho PC nhận yêu cầu gởi đến từ Frame tuân theo qui đònh byte control fiel, có thông báo kết lần nhận vừa Đối với frame gởi từ vi xử lý, mã ID mã frame nhận từ PC Ngoài ra, việc đóng gói liệu nhằm mục đích đảm bảo trình gởi khung liệu từ Kit PC có gián đoạn xảy (1 chương trình interrupt chẳng hạn ) thay đổi giá trò 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 không quan tâm đến Quá trình đóng gói liệu trả lời cho PC không phụ thuộc vào chương trình xử lý mặt thời gian Nó thực sau hoàn tất chương trình kiểm tra frame nhận vào, kết trình xử lý đònh nội dung gởi cho PC, số byte liệu không chương trình xử lý thực thời điểm đóng gói Luận Văn Tốt Nghiệp 88 SVTH: Châu Thò 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 89 SVTH: Châu Thò Bích Nga Chương 1: Giao thức truyền thông GVHD: Thầy Huỳnh Hữu Phương CHƯƠNG TRÌNH DEMO-KIT: Chương trình xử lý cho ứng dụng Demo-kit 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 Nếu thời điểm mà dạng sóng chọn hệ thống chế độ chờ có thông báo PC 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 dốc không đổi Luận Văn Tốt Nghiệp 90 SVTH: Châu Thò Bích Nga Chương 1: Giao thức truyền thông V GVHD: Thầy Huỳnh Hữu Phương CÁC DẠNG SÓNG NGÕ RA Đọc ngõ vào input từ kit để chọn chế độ hoạt động N Trạng thái RUN? Y Input 1=1 N Y Hoạt động từ PC Hoạt động từ kit Đọc ngõ vào input 2,3,4 từ data switch input 2=1? Đọc ngõ vào input 2,3,4 PC truyền N Y N input3=1? Sóng dạng cưa lên Y Sóng dạng cưa xuống N input4=1 Y ? Sóng dạng nón Chế độ chờ End Lưu đồ: Sóng dạng nón Luận Văn Tốt Nghiệp 91 SVTH: Châu Thò Bích Nga Chương 1: Giao thức truyền thông GVHD: Thầy Huỳnh Hữu Phương Cài đặt trò đỉnh Cài đặt trò đỉnh Sóng =0 Sóng =trò đỉnh N N Timer = 100ms Y Y N N Sóng ≠0? Sóng < trò đỉnh Y Y Tăng sóng Giảm sóng Sóng dạng cưa xuống Luận Văn Tốt Nghiệp Timer = 100ms Sóng dạng cưa lên 92 SVTH: Châu Thò Bích Nga [...]... lần trao đổi dữ Luận Văn Tốt Nghiệp 14 SVTH: Châu Thò Bích Nga Chương 1: Giao thức truyền thông GVHD: Thầy Huỳnh Hữu Phương liệu thành công, tức PC phải nhận được trả lời từ vi xử lý theo đúng yêu cầu mà nó gởi đến và kết thúc một chu trình liên kết dữ liệu III TRUYỀN THÔNG NỐI TIẾP: Ta có thể thực hiện truyền dữ liệu giữa máy tính và vi xử lý theo nhiều chuẩn khác nhau Vì trong luận văn này sử dụng... dòch và thanh ghi phát trống 0 : Thanh ghi dòch còn chứa dữ liệu 0 4 Chuẩn RS-232: Chuẩn RS-232 lần đầu tiên được giới thiệu vào năm 1962 do hiệp hội kỹ thuật điện tử EIA (Electronics Industries Association) như là chuẩn giao tiếp truyền thông giữa máy tính và một thiết bò ngoại vi (modem, máy vẽ, mouse, máy tính khác,……) Cổng giao tiếp RS-232 là giao diện phổ biến rộng rãi nhất Người dùng máy tính. .. nhận được tín hiệu trả lời từ vi xử lý, nó sẽ gởi tiếp một frame khác Frame này chỉ gồm các byte control fiels mà không mang theo yêu cầu mới cho vi xử lý nhằm mục đích nhắc lại frame vừa truyền Khi nhận được frame này, khối vi xử lý kiểm tra quá trình xử lý trước đó thực hiện xong chưa và trả lời lại cho PC - Nếu sau vài lần gởi mà PC vẫn không nhận được trả lời từ vi xử lý thì xem như đường truyền bò... port I/O 8 bit • Giao tiếp nối tiếp • 64K không gian bộ nhớ chương trình mở rộng • 64K không gian bộ nhớ dữ liệu mở rộng • Một bộ xử lý luận lý (thao tác trên các bit đơn) • 210 bit được đòa chỉ hóa • Bộ nhân/chia 4 µs Ngoài ra, tùy theo số hiệu sản xuất mà chúng có những khác biệt về bộ nhớ và bộ đònh thời/bộ đếm như trong bảng so sánh dưới đây: Số hiệu sản xuất 8031 8051 8751 Luận Văn Tốt Nghiệp Bộ... thanh ghi và các port xuất nhập đã được xếp trong bộ nhớ và có thể được truy xuất trực tiếp giống như các đòa chỉ bộ nhớ khác • Ngăn xếp bên trong RAM nội nhỏ hơn so với RAM ngoài như trong các bộ vi xử lý khác Chi tiết về bộ nhớ RAM trên chip: Theo hình vẽ sau, RAM bên trong 8051/8031 được phân chia giữa các bank thanh ghi (00H–1FH), RAM đòa chỉ hóa từng bit (20H–2FH), RAM đa dụng (30H–7FH) và các thanh... đổi dữ liệu có xảy ra hay không, và quyết đònh những yêu cầu cần thực thi đối với khối vi xử lý Khối vi xử lý luôn đóng vai trò của một slave; trong quá trình hoạt động, nó phải chờ chỉ được quyền gởi tín hiệu trả lời mỗi khi nhận được yêu cầu từ PC Do các tác vụ trong chương trình được thực hiện song song theo hệ thời gian thực (multitasking), nên đôi khi khối vi xử lý có thể gởi tín hiệu trả lời ngay... của cổng nối tiếp ở máy tính: 9 chân 1 2 3 4 5 6 7 8 25 chân 8 3 2 20 7 6 4 5 Luận Văn Tốt Nghiệp Chức năng DCD _ Data Carrier Detect (Lối vào) RxD _ Receive Data (Lối vào) TxD _ Transmit Data (Lối ra) DTR _ Data Terminal Ready (Lối ra) GND _ Ground (Nối đất) DSR _ Data Set Ready (Lối vào) RTS _ Request to Send (Lối ra) CTS _ Clear to Send (Lối vào) 19 SVTH: Châu Thò Bích Nga Chương 1: Giao thức truyền... có các điện trở pullup bên trong Các bộ đệm ngõ ra của port 2 có thể kéo hoặc cung cấp 4 ngõ vào TTL Khi các mức 1 được viết vào các chân của port 2 thì chúng Luận Văn Tốt Nghiệp 27 SVTH: Châu Thò Bích Nga Chương 1: Giao thức truyền thông GVHD: Thầy Huỳnh Hữu Phương được kéo lên cao bởi các điện trở pullup nội và có thể được dùng như các ngõ vào Khi được dùng như các ngõ vào, các chân của port 2 (được... đòa chỉ và một vài tín hiệu điều khiển khi lập trình và kiểm tra Flash • Port 3 Port 3 là một port xuất-nhập song hướng 8 bit có điện trở pullup nội bên trong Các bộ đệm ngõ ra của port 3 có thể kéo hoặc cung cấp 4 ngõ vào TTL Khi các mức 1 được viết vào các chân của port 3 thì chúng được kéo lên cao bởi các điện trở pullup nội và có thể được dùng như các ngõ vào Khi được dùng như các ngõ vào, các... hơn truyền song song là mức điện áp hoạt động là +12V và –12V, khoảng cách truyền xa hơn, ít nhiễu hơn Việc trao đổi dữ liệu diễn ra trên hai đường dẫn TxD và RxD, mức tín hiệu trên chân ra RxD tùy thuộc vào đường dẫn TxD và thường nằm trong khoảng –12V đến +12V, các bit dữ liệu được đảo ngược lại Mức cao nằm giữa –3V và –12V, mức thấp nằm giữa +3V và +12V Ở trạng thái tónh, trên đường dây có điện áp