Trong nền kinh tế quốc dân của mỗi quốc gia, ngành GTVT đóng một vai trò đặc biệt quan trọng trong việc phát triển của đất nước. Trong đó vận tải đường sắt chiểm một tỷ trọng không nhỏ bởi nó có các ưu điểm nổi trội: Năng lực vận chuyển lớn. Cự ly vận chuyển dài. Có thể vận chuyển quanh năm mà ít chịu sự ảnh hưởng của các yếu tố thời tiết, khí hậu. Quan trọng hơn là tính an toàn cao….Ngày nay cùng với sự phát triển của xã hội, nhu cầu vận chuyển trên đường sắt ngày càng tăng, để nâng cao năng lực vận chuyển cũng như năng lực thông qua đặc biệt là nhằm nâng cao tính an toàn trong nghành đường sắt lập trình giao diện người máy là một trong những biện pháp nhằm hiện đại hóa thông tin tín hiệu trong nghành đường sắt Việt Nam.Giao diện người máy được dựa trên cơ sở máy tính. Mặt bằng đường ga được thể hiện toàn bộ trên màn hình cùng với các chỉ thị và các phần tử điều khiển khác.Chương trình cho phép trực ban ga giám sát trạng thái thiết bị tín hiệu bằng các biểu thị và đưa ra các điều khiển bằng các ấn nút lựa chọn tương ứng theo quy ước khi lập trình thông qua chuột máy tính (hoặc bàn phím).Chương trình chạy trên nền máy tính được kết nối với một mạch vi xử lý thông qua cổng nối tiếp COM. Thao tác của trực ban ga trên giao diện sẽ được vi mạch nhận và xử lý rồi đưa ra tín hiệu điều khiển các đèn tín hiệu trong.
ĐẶT VẤN ĐỀ Trong kinh tế quốc dân quốc gia, ngành GTVT đóng vai trò đặc biệt quan trọng việc phát triển đất nước Trong vận tải đường sắt chiểm tỷ trọng không nhỏ có ưu điểm trội: - Năng lực vận chuyển lớn - Cự ly vận chuyển dài - Có thể vận chuyển quanh năm mà chịu ảnh hưởng yếu tố thời tiết, khí hậu - Quan trọng tính an toàn cao… Ngày với phát triển xã hội, nhu cầu vận chuyển đường sắt ngày tăng, để nâng cao lực vận chuyển lực thông qua đặc biệt nhằm nâng cao tính an toàn nghành đường sắt - lập trình giao diện người máy biện pháp nhằm đại hóa thông tin tín hiệu nghành đường sắt Việt Nam Giao diện người máy dựa sở máy tính Mặt đường ga thể toàn hình với thị phần tử điều khiển khác Chương trình cho phép trực ban ga giám sát trạng thái thiết bị tín hiệu biểu thị đưa điều khiển ấn nút lựa chọn tương ứng theo quy ước lập trình thông qua chuột máy tính (hoặc bàn phím) Chương trình chạy máy tính kết nối với mạch vi xử lý thông qua cổng nối tiếp COM Thao tác trực ban ga giao -1- diện vi mạch nhận xử lý đưa tín hiệu điều khiển đèn tín hiệu Trong trình thực tập hạn chế kiến thức nên không tránh khỏi nhiều thiếu sót, chúng em mong thầy cô bảo thêm để hoàn thành đề tài thực tập Chúng em chân thành càm ơn! Báo cáo thực tập nhóm em gồm phần: Chương I : Giới thiệu ngôn ngữ lập trình giao diện Visual Basic Chương II : Giới thiệu mạch vi xử lý Chương III : Giới thiêu giao diện chương trình -2- Chương I: Giới thiệu ngôn ngữ lập trình giao diện Visual Basic Visual Basic gì? Phần "Visual" đề cập đến phương pháp sử dụng để tạo giao diện đồ họa người dùng (Graphical User Interface hay viết tắc GUI) Có sẵn phận hình ảnh, gọi controls, bạn đặt vị trí định đặc tính chúng khung hình, gọi form Nếu bạn sử dụng chương trình vẽ chẳng hạn Paint, bạn có sẵn kỹ cần thiết để tạo GUI cho VB6 Phần "Basic" đề cập đến ngôn ngữ BASIC (Beginners AllPurpose Symbolic Instruction Code), ngôn ngữ lập trình đơn giản, dễ học, chế cho khoa học gia (những người để học lập trình điện toán) dùng I Giới thiệu IDE VB6 Khi khởi động VB6 bạn thấy mở nhiều cửa sổ (windows), scrollbars, v.v nằm chồng lên New Project dialog Ở VB6 cho bạn chọn nhiều loại công trình -3- Chọn Standard EXE Sau hình giao diện môi trường phát triển tích hợp(Integrated Development Environment - IDE ) giống đây: Cửa sổ IDE VB6 Các thành phần IDE: IDE tên tắt môi trường phát triển tích hợp (Integrated Development Environment), nơi tạo chương trình Visual Basic -4- IDE Visual Basic nơi tập trung menu, công cụ cửa sổ để tạo chương trình Mỗi thành phần IDE có tính ảnh hưởng đến hoạt động lập trình khác Thanh menu cho phép bạn tác động quản lý trực tiếp toàn ứng dụng Bên cạnh công cụ cho phép truy cập chức menu thông qua nút công cụ Các biểu mẫu (Form) - khối xây dựng chương trình VB - xuất cửa sổ Form Hộp công cụ để thêm điều khiển vào biểu mẫu đề án Cửa sổ Project Explorer hiển thị đề án khác mà người dùng làm phần đề án Người dùng duyệt cài đặt thuộc tính điều khiển, biểu mẫu module cửa sổ Properties Sau cùng, người dùng xem xét bố trí nhiều biểu mẫu hình thông qua cửa sổ Form Layout -5- Thanh công cụ IDE VB Thanh công cụ tập hợp nút bấm mang biểu tượng thường đặt menu Các nút đảm nhận chức thông dụng menu (New, Open, Save ) Thanh công cụ dạng standard Hơn nữa, người dùng kéo rê công cụ IDE đến vị trí thuận tiện cho việc sử dụng Người dùng thêm hay xóa công cụ IDE: * Chọn Toolbars từ menu View ấn chuột phải vào điểm menu, popup menu bật * Chọn loại công cụ mà ta muốn thêm vào xóa Nếu có đánh dấu check bên trái loại công cụ chọn Thanh công cụ gỡ rối (debug): Với công cụ gỡ rối, người dùng thực thi, tạm ngưng dừng đề án Với công cụ Debug, người dùng kiểm tra chương trình giải lỗi xảy Khi gỡ rối chương trình, người dùng chạy dòng lệnh, kiểm tra giá trị biến, dừng chương trình điểm với điều kiện Thanh công cụ Edit: -6- Thanh công cụ Edit dùng để viết chương trình cửa sổ Code, công cụ Edit có đầy đủ tính menu Edit Ngoài người sử dụng sử dụng chức viết chương trình tự động Quick Info Thanh công cụ Edit VB6 có tính lý thú tự hoàn tất từ khóa Tính hữu dụng giúp cho người dùng tránh lỗi mắc phải gõ sai từ khóa Thanh công cụ Form Editor: Thanh công cụ Form Editor có chức giống menu Format dùng để di chuyển xếp điều khiển biểu mẫu Trong trình thiết kế biểu mẫu, phải sử dụng thuộc tính ZOrder phép điều khiển thay điều khiển khác hay không xuất bên điều khiển khác hay không Thanh công cụ Toolbox -7- Hộp công cụ nơi chứa điều khiển dùng trình thiết kế biểu mẫu Các điều khiển chia làm hai loại: Điều khiển có sẵn VB điều khiển chứa tập tin với phần mở rộng OCX Đối với điều khiển có sẵn VB ta gỡ bỏ khỏi hộp công cụ, điều khiển nằm ta có thêm xóa bỏ khỏi hộp công cụ Một điều khiển đưa vào biểu mẫu cách chọn điều khiển đưa vào biểu mẫu Chúng ta trở lại phần chương thiết kế biểu mẫu Quản lý ứng dụng với Project Explorer Sẽ liệt kê forms modules project hành bạn Một project tập hợp files mà bạn sử dụng để tạo trình ứng dụng Tức là, VB6, nói viết program có nghĩa triển khai project Cửa sổ Properties window -8- Liệt kê đặc tính forms controls chọn Một property đặc tính object chẳng hạn size, caption, color Khi bạn sửa đổi property bạn thấy hiệu lập tức, thí dụ thay đổi property Font Label thấy Label display Font chữ Khi bạn chọn Property control hay form Properties window, phía bên phải chỗ value property display ba chấm ( .) hay tam giác chỉa xuống Bấm vào để display dialog cho bạn chọn value Thí dụ dialog để chọn màu cho property ForeColor control Label1 Cửa sổ Form Layout Bạn dùng form Layout để chỉnh vị trí forms form lần đầu lúc chương trình chạy Dùng context command Resolution Guides để thấy dùng ảnh với độ mịn (resolution) tệ hơn, thí dụ 640 X 480, nhỏ II Biểu mẫu số điều khiển thông dụng Biểu mẫu (Form) a Khái niệm: -9- Chương trình ứng dụng giao tiếp với người dùng thông qua biểu mẫu (hay gọi cửa sổ, xuất phát từ chữ Form hay Windows); điều khiển (Control) đặt lên bên giúp cho biểu mẫu thực công việc Biểu mẫu cửa số lập trình nhằm hiển thị liệu nhận thông tin từ phía người dùng b Thuộc tính: - Name: thuộc tính định danh nhằm xác định tên biểu mẫu gì? Ta sử dụng thuộc tính để truy xuất đến thuộc tính khác với phương thức thao tác biểu mẫu - Caption: chuỗi hiển thị tiêu đề biểu mẫu - Icon: hình icon dùng tiêu đề biểu mẫu, biểu mẫu thu nhỏ lại - WindowState: xác định biểu mẫu có kích thước bình thường (Normal=0), hay Minimized (=1), Maximized =(2) - Font: xác lập Font cho biểu mẫu Thuộc tính điều khiển nằm thừa kế Tức ta đặt điều khiển lên biểu mẫu, thuộc tính Font điều khiển tự động trở nên giống y biểu mẫu - BorderStyle: xác định dạng biểu mẫu c Phương thức - Move: di chuyển biểu mẫu đến tọa độ X,Y: Move X, Y d Sự kiện: - Form_Initialize: Sự kiện xảy trước lần ta tạo thể biểu mẫu Ta dùng kiện - 10 - + Settings: object.Settings [ = value ] thiết lập trả lại thông số tần số baud, bít liệu, bít chẵn lẻ, bít stop Nếu Value giá trị mở gây lỗi 380 (Invalid property value) + SThreshold: thiết lập và trả lại số kí tự nhỏ cho phép đệm gửi để xảy kiện OnComm = comEvSend Theo mặc định giá trị = tức truyền không gây kiện OnComm Nếu thiết lập thông số =1 kiện OnComm xảy đệm truyền rỗng Sự kiện OnComm = comEvSend xảy mà số kí tự đệm truyền nhỏ = Sthreshold Nếu số kí tự đệm lớn Sthreshold kiện xảy Truyền nhận liệu: + CommEvent: trả lại phần lớn kiện giao tiếp có lỗi CommEvent xảy có lỗi xảy kiện Sau số số lỗi: - comEventBreak:1001: Xảy nhận tín hiệu Break -comEventFrame:1004: Lỗi hệ thống Phần cứng phát lỗi hệ thống - comEventOverrun: 1006: Xảy cổng tự tràn( Overrun) Một kí tự không đọc từ phần cứng trước kí tự tới kí tự bị - comEventRxOver: 1008: Xảy đệm nhận bị tràn Không có đủ chỗ cho liệu đệm nhận - comEventRxParity: 1009: Lỗi Parity Phần cứng phát lỗi Parity - 26 - - comEventTxFull: 1010: xảy đệm truyền bị đầy Bộ đệm truyền bị đầy ghi liệu lớn vào đệm - comEventDCB: 1011: Một lỗi không mong muốn khôi phục lại khỗi điều khiển thiết bị( DCB – Device Control Block) cho cổng - comEvSend: 1: Xảy số kí tự đệm truyền nhỏ giá trị SthresHold - comEvReceive: 2: Xảy đệm nhận số kí tự giá trị RthresHold Sự kiện tạo liên tục bạn dùng thuộc tính Input để lấy hết liệu từ đệm nhận - RcomEvCTS: 3: Xảy có thay đổi đường CTS( Clear To Send) - comEvDSR: 4: Xảy thay đổi đường DSR( Data Set Ready) Sự kiện xảy đường DSR thay đổi từ ‐> - comEvCD: 5: Xảy có thay đổi đường CD( Carrier Detect) - comEvRing: 6: Phát chuông (Ring).Một số UART không hỗ trợ kiện - comEvEOF: 7: Xảy nhận kí tự kết thúc file ( kí tự 26 bảng mã ASCII) + EOFEnable : object.EOFEnable [ = value ] định hành động MSComm tìm thấy kí tự kết thúc file Nếu value=true tìm thấy kí tự kết thúc file gây lên kiện comEvEOF OnCommEvent Nếu value= false không gây lên kiện - 27 - + InBufferCout: trả lại số kí tự có đệm nhận Bạn xoá đệm nhận cách đặt thuộc tính =0 Không nhầm với thuộc tính InBufferSize tổng kích thước đệm nhận + Input: nhận xoá liệu đệm nhận Nếu InputMode comInputModeText giá trị trả xâu tức có kiểu String , liệu dạng text biến kiểu Variant Nếu InputMode = comInputModeBinary thuộc tính trả lại liệu dạng nhị phân dạng mảng kiểu byte biến Variant + OutBufferCount: trả lại số kí tự đệm truyền + Output: ghi liệu vào đệm truyền truyền kiểu text kiểu nhị phân Nếu truyền kiểu text cho biến Variant = kiểu String, truyền kiểu nhị phân cho cho Output= variant = mảng kiểu Byte Bắt tay( handshaking): + Break : thiết lập xoá tín hiệu object.Break [ = value] value = true false Khi set value= true thông số Break gửi tín hiệu break Tín hiệu break trì hoàn việc truyền liệu đưa đường truyền vào trạng thái break tới mà value = false + CDHolding: quết định xem truyền đến đâu cách truy vấn đường CD( Carrier Detect) Carrier Detect tín hiệu gửi từ modem tới máy tính kết nối với thống báo online Nếu giá trị = true đường CD mức cao, = false đường dây mức thấp Tính chất lúc thiết kế có chạy chương trình.Carrier Detect biết Receive Line Signal Detect (RLSD) - 28 - + CTSHolding: quết định bạn gửi liệu cách truy vấn trạng thái đường Clear To Send (CTS) Thông thường tín hiệu CTS gửi từ modem tới máy tính kết nối với để báo trình truyền liệu Thuộc tính Readonly xuất chạy chương trình Đường Clear To Send dùng RTS/CTS (Request To Send/Clear To Send) bắt tay phần cứng CTSHolding cho bạn cách để tự tay dò đường Clear To Send bạn cần biết trạng thái + DSRHolding: biết trạng thái đường Data Set Ready (DSR) Tín hiệu Data Set Ready truyền từ modem tới máy tính nối với để thông báo modem sẵn sàng hoạt động Tính chất dùng viết Data Set Ready/Data Terminal Ready handshaking routine cho máy Data Terminal Equipment (DTE) máy trang bị đầu cuối liệu + DTREnable: tính chất định cho phép đường Data Terminal Ready (DTR) truyền thông Tín hiệu DTR gửi từ máy tính tới modem đẻ báo máy tính sẵn sàng nơi nhận liệu Khi DTREnable = true đường Data Terminal Ready set lên cao cổng mở, thấp cổng đóng Nếu DTREnable = false đường mức thấp Trong phần lớn trường hợp set đường Data Terminal Ready thành thấp để hang up telephone + Handshaking: thiết lập trả lại giao thức bắt tay phần cứng object.Handshaking [ = value ] Các giá trị value: - comNone: 0: (Mặc định) Không bắt tay - comXOnXOff: 1: Bắt tay XON/XOFF - comRTS: :Bắt tay RTS/CTS (Request To Send/Clear To Send) - 29 - - comRTSXOnXOff: :Dùng bắt tay Request To Send and XON/XOFF Handshaking giao thức truyền thông nội định liệu truyền từ cổng phần cứng tới đệm nhận Khi kí tự liệu tới cổng nối tiếp, thiết bị truyền thông chuyển vào đệm nhận chương trình bạn đọc chúng Nếu đệm liệu chương trình bạn cần đọc kí tự trực tiếp từ phần cứng , bạn liệu kí tự từ phần cứng đến nhanh Giao thức Handshaking đảm bảo liệu không bị mất, liệu đến cổng nhanh thiết bị truyền thông chuyển liệu vào đệm nhận + RTSEnable: quết định cho phép đường Request To Send (RTS), Tín hiệu RTS từ máy tính tới modem để yêu cầu tryền liệu Khi RTSEnable = true đường RTS mức cao cổng mở, tích mức thấp cổng đóng Và hiển nhiên RTSEnable đường RTS mức thấp.RTS dùng RTS/CTS hardware handshaking RTSEnable cho phép bạn dò đường RTS cần biết tình trạng đường Các tính chất lúc thiết kế giao diện mà có lúc chạy chương trình ( dùng viết code) Chương II: Giới thiệu mạch vi xử lý Giới thiệu cổng COM: Trên máy tính cổng COM chân thông dụng C O N N E Cchân T O R kiểm D B tra, có cấu trúc bao gồm chân truyền nhận liệu, P chân mass, cụ thể sau: DCD: Data Carrier Detect - 30 - RxD: Recevie Data TxD: Transmit Data DTR : Data Terrmind Ready GND : Ground DSR: Data set Ready RTS: Request To Send CTS: Clear To Send RI: Ring Indicate Nhưng cần sử dụng chân : + Chân 2: RxD + Chân 3: TxD + Chân : GND để kết nối với máy tính theo kiểu bắt tay phần cứng Dữ liệu đựơc truyền nhận Khối chuyển đổi tín hiệu Max 232 Do vi điều khiển hoạt động mức lôgic họ IC TTL (mức tương ứng với từ - 2V; mức tương ứng với 2,3 – 5V), chuẩn RS232 máy tính lại làm việc mức logic khác (mức ứng với 3-12V; mức ứng với -3 đến - 12V) Do đó, để ghép nối máy tính vi điều khiển phải đồng mức tín hiệu Để làm điều sử dụng IC Max 232, IC có chứa hai chuyển đổi qua lại hai mức điện áp mức điện áp logic TTL RS232.Max 232 hoạt động mức điện áp 5V gồm 20 chân sau: - 31 - Sơ đồ khối bên Max 232 sau: Trong sơ đồ khối có mắc thêm tụ để đảm bảo cho IC hoạt động ổn định Việc ghép nối máy tính vi điều khiển thực sau: - 32 - Chân cổng COM nối với chân 14 Max 232, sau tín hiệu chuyển đổi nối với vi điều khiển thông qua chân RxD TxD hai chân số 25 26 Pic16F887A Những đặc điểm cần lưu ý chuẩn RS232C − Trong chuẩn RS232C, giới hạn mức logic logic ±12V Chuẩn RS232C ngày áp dụng cố định trở kháng tải phạm vi từ 3000Ω đến 7000Ω − Mức logic có điện áp nằm khoảng –3V đến –12V, mức logic từ +3V đến +12V − Trở kháng tải phải lớn 3000Ω phải nhỏ 7000Ω − Tốc độ truyền/nhận liệu cực đại 100kbps (ngày đạt 200 kbps) − Các lối vào phải có điện dung nhỏ 2500pF - 33 - − Độ dài cáp nối máy tính thiết bị ngoại vi ghép nối qua cổng nối tiếp RS232C vượt 15 m không sử dụng Modem − Các giá trị tốc độ truyền liệu chuẩn : 50, 75, 110, 150, 300, 600, 1200, 2400, 4800, 9600, 19200, 28800 …… 56600, 115200bps Khối Vi điều khiển: - Hình ảnh Pic 16F887A - 34 - - sơ đồ khối : - 35 - - 36 - - mạch ghép nối : - 37 - Chương 3: Giới thiệu giao diện chương trình Giao diện chương trinh chính: Màn hình hiển thị cửa sổ chương trình bao gồm: - ngày chạy chương trình - Thong báo trạng thái chương trình - phím bấm điều khiển đèn tín hiệu … Ở trạng thái bình thường đèn đỏ sáng Giả sử muốn khai thông đường số từ hướng lẻ, ta ấn nút LCD nút C1 ấn nút DON TAU bên tay trái, chương trình gửi tin cho mạch điều khiển để xử lý điều khiển đèn tín hiệu, sau mạch vi xử lý lại gửi tin cho chương trình hiển thị giao diện sau: - 38 - - 39 - Kết luận Sự phát triển vũ bão ngành công nghệ thông tin điện tử mang lại cho ngành đường sắt hướng việc phát triển hệ thống tín hiệu điều khiển chạy tàu Giao diện điều khiển người máy bước phát triển đại hóa hệ thống điều khiển, giúp trực ban giám sát hệ thống chỗ mà cho phép thao tác để điều khiển chạy tàu Rõ ràng việc nâng cao điều kiện làm việc cho người trực ban, giúp việc điều khiển tàu nhanh, xác hơn, tin cậy nâng cao độ an toàn - 40 - ... Hộp công cụ nơi chứa điều khiển dùng trình thiết kế biểu mẫu Các điều khiển chia làm hai loại: Điều khiển có sẵn VB điều khiển chứa tập tin với phần mở rộng OCX Đối với điều khiển có sẵn VB ta... để chứa điều khiển khác, ta có hai cách thực hiện: - Tạo khung chứa trước, sau đưa điều khiển vào khung chứa Đây cách đơn giản - Tạo khung chứa sau tạo điều khiển, khung chứa che điều khiển, ta... DblClick: Xảy người sử dụng nhấp đúp chuột lên điều khiển nhãn Khung (Frame) a Khái niệm: Khung điều khiển dùng việc bố trí giao diện biểu mẫu cách sáng rõ nét Thông thường điều khiển - 12 - phục