Nghiên cứu sử dụng truyền tin USB trong các thiết bị đo

3.1 BÌA SỔ: khổ giấy 210 x 297 mm NGUYỄN THỊ HUYỀN BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠO HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC ĐO LƯỜNG & CÁC HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN NGÀNH: ĐO LƯỜNG & CÁC HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ THIẾT BỊ ĐO CÁC ĐẠI LƯỢNG TRUYỀN TIN THEO CHUẨN USB NGUYỄN THỊ HUYỀN 2005-2007 Hà Nội 2007 HÀ NỘI 2007 “Nghiên cứu, thiết kế thiết bị đo đại lượng truyền tin theo chuẩn USB” MỤC LỤC ĐẶT VẤN ĐỀ PHẦN I: CƠ SỞ GIAO TIẾP USB - - PHẦN II: THIẾT KẾ BỘ THU THẬP DỮ LIỆU LÊN MÁY TÍNH THEO CHUẨN USB - 59 - PHẦN III: THIẾT KẾ PHẦN MỀM QUẢN LÝ CỔNG USB TRÊN MÁY TÍNH………… - 65 - KẾT LUẬN… - 100 - PHỤ LỤC… - 100 - TÀI LIỆU THAM KHẢO - 103 - Nguyễn Thị Huyền – Đo lường & hệ thống điều khiển – CH2005_2007 “Nghiên cứu, thiết kế thiết bị đo đại lượng truyền tin theo chuẩn USB” LỜI CẢM ƠN Tơi xin bày tỏ lịng biết ơn chân thành tới thầy giáo TS Nguyễn Quốc Cường, cảm ơn thầy trực tiếp tận tình hướng dẫn, quan tâm đơn đốc đưa lời khuyên, định hướng đắn suốt q trình tơi thực luận văn Tôi xin gửi lời cảm ơn tới thầy cô môn Đo lường Tin Học Công Nghiệp nói riêng, thầy trường đại học Bách Khoa Hà Nội nói chung, tơi xin gửi lời cảm ơn tới bạn bè, đồng nghiệp bên cạnh động viên cho lời khuyên bổ ích Cuối tơi muốn nói lời cảm ơn chân thành tới bố mẹ chồng tôi, người tạo điều kiện tốt vật chất tinh thần q trình tơi làm đồ án Hà Nội, tháng 11 năm 2007 Học viên thực Nguyễn Thị Huyền Nguyễn Thị Huyền – Đo lường & hệ thống điều khiển – CH2005_2007 “Nghiên cứu, thiết kế thiết bị đo đại lượng truyền tin theo chuẩn USB” ĐẶT VẤN ĐỀ Thế giới ngày nay, với phát triển khoa học cơng nghệ ngành cơng nghệ máy tính xem phát triển mạnh Các hãng sản xuất máy tính ln làm hệ máy tính mình, máy tính nâng cấp chóng mặt tốc độ, khả xử lý thông tin, khả ứng dụng Với phát triển máy tính ngày cao người dùng ngày cảm thấy dễ chịu sử dụng chúng Hiện nay, máy tính PC có sẵn cổng kết nối (cổng máy in, RS232, PCI, PCMCIA, IEEE1394, LAN, USB) Máy tính xách tay (rất cần cho việc đo lưu động) phần lớn khơng có cổng RS232, cổng máy in, đặc biệt khơng có cổng PCI) Trước mà đời máy tính có cổng USB, số lượng cổng USB tăng lên đến chí cổng USB Các thiết bị ghép nối chuyển sang ghép nối USB: Máy in từ ghép nối cổng song song(LPT) chuyển sang sử dụng cổng USB, Chuột bàn phím từ cổng PS/2 chuyển sang USB Máy ảnh kỹ thuật số, máy quay phim, điện thoại di động, máy nghe nhạc, ổ cứng cắm qua cổng USB Cổng nối tiếp RS232 trước có cổng cịn một, chí máy tính xách tay khơng cịn cổng Cùng với phát triển máy tính, quan tâm đến ứng dụng nó, đặc biệt lĩnh vực truyền thông công nghiệp Khả giao tiếp máy tính với thiết bị ngoại vi điều mà người làm lĩnh vực truyền thông công nghiệp cần phải tâm đến Mỗi thiết bị ngoại vi ghép nối với máy tính thơng qua cổng riêng biệt có địa cổng riêng, giao thức truyền liệu khác nhau, việc thiết kế cổng nối khác Các nhu cầu thực tế đo, thu thập số liệu, truyền tin ngày đa dạng phức tạp Điều dẫn đến nhiều trở ngại vấn đề thiết kế hệ thống trình sử dụng khách hàng Nhu cầu đặt cho kỹ sư thiết kế thiết bị đo không thách thức Một giải pháp đưa việc cải tiến việc truyền thông tin từ thiết bị đo, thiết bị ngoại vi nhằm đảm bảo phù hợp với Nguyễn Thị Huyền – Đo lường & hệ thống điều khiển – CH2005_2007 “Nghiên cứu, thiết kế thiết bị đo đại lượng truyền tin theo chuẩn USB” nhiều điều kiện cụ thể đa dạng Một yêu cầu mà thực tiễn đặt thiết bị ngoại vi phải kết nối đơn giản với máy tính, có khả linh động trường thiết bị đo xách tay, bàn thí nghiệm điện…và khơng nằm ngồi xu hướng phát triển máy tính Chuẩn truyền USB đời phát triển giải pháp đáp ứng yêu cầu Cổng USB phổ biến hỗ trợ nhiều Công nghệ ghép nối USB với giao thức truyền tin kiểu USB cải tiến vượt bậc quy mô bảy hãng sản xuất phần cứng lớn giới Với nhu câu thiết chọn đề tài “Nghiên cứu, thiết kế thiết bị đo đại lượng truyền tin theo chuẩn USB” làm luận văn thạc sĩ Tuy nhiên thời gian có hạn nên tơi khơng sâu vào thiết bị đo mà tập trung chủ yếu vào truyền tin theo chuẩn USB Nguyễn Thị Huyền – Đo lường & hệ thống điều khiển – CH2005_2007 -7“Nghiên cứu, thiết kế thiết bị đo đại lượng truyền tin theo chuẩn USB” PHẦN I: CƠ SỞ GIAO TIẾP USB I.1 Các cổng kết nối Trong máy tính thơng thường, CPU nhớ gắn với bo mạch vài linh kiện cần thiết khác Những thông tin chuyển qua lại linh kiện thông qua mạch lưới gọi Bus Các bus có 8, 16 hay 32 đường dẫn gọi bus bít, bus 16 bít hay bus 32 bít Hiển nhiên xa lộ đa luồng làm tăng lưu lượng xe chạy qua, bus chấp nhận số bít lớn chuyển tải nhiều thơng tin lúc, làm tăng đáng kể tốc độ hệ thống Có nhiều bus máy tính, chúng nối kết phần tử linh kiện máy với Một số bus nối với khe - slot bo mạch Người dùng thiết lập thêm tính cho máy tính cách cấm bo mạch - cạc (card) có tính riêng vào khe Một số bus khác nối với cổng nằm ngồi - xác ló khỏi vỏ máy chút Các thiết bị ngoại vi nối với máy tính thơng qua cổng có sẵn máy, hay thơng qua card chuyên biệt cắm vào khe cắm bo mạch - điều thật tiện lợi I.1.1 Cổng máy in Giao diện cổng máy in PC tương thích giao diện linh hoạt cho việc kết nối PC với thiết bị ngoại vi Giao diện phát minh hồn tồn cho máy in kết nối với máy tính sau lại dùng cho nhiều loại thiết bị khác Sự đơn giản dựa vào việc liệu đến khỏi cổng dạng mẫu bít nhị phân Mẫu truy cập đo cách trực tiếp chân kết nối tương thích Khác với cổng nối tiếp dựa chíp để chuyển đổi liệu, liệu song song quản lý hoàn toàn phần mềm Điều có nghĩa là, bạn hoàn thành việc điều khiển hành động tắt/mở đường hoàn toàn phần mềm Việc Nguyễn Thị Huyền – Đo lường & hệ thống điều khiển – CH2005_2007 -8“Nghiên cứu, thiết kế thiết bị đo đại lượng truyền tin theo chuẩn USB” hoàn thành cách viết liệu tới khu vực đặc biệt nhớ I/O máy tính Cổng máy in có ghi: cho liệu ra, cho đường điều khiển đầu ra, cho đường điều khiển đầu vào Chuẩn PC bắt đầu cổng I/O cho giao diện song song 0x378, thứ hai 0x278 Cổng ghi liệu hai chiều, nối trực tiếp vào chân qua chân giắc cắm vật lý Cổng thứ hai ghi trạng thái dành cho việc đọc cổng song song sử dụng cho máy in, ghi ghi lại trạng thái quan tâm máy in online, giấy ra, bận Cổng thứ ba ghi điều khiển dành cho đầu ra, Có ba loại cổng máy in khác thấy máy tính: • Cổng chiều: Cổng cổng xuất loại cổng kể Cả bao loại cổng chạy chế độ cổng chiều • Cổng hai chiều: Cổng cho phép liệu truyền theo hai chiều đường dây • Cổng song song nhanh: Cổng không cho phép liệu chuyển đổi theo kiêu hai chiều mà chạy với tốc độ cao Cổng hai chiều cho phép liệu truyền đường theo hai chiều, cổng loại hai ba chạy với mức chuyển đổi liệu ba mức chuyển đổi liệu I.1.2 Cổng nối tiếp Ðối với cổng nối tiếp, liệu truyền qua cổng dạng nối tiếp bít riêng rẽ, cổng nối tiếp gọi cổng COM(Communication ).Trong máy vi tính thường có hai cổng COM1 COM2 có cổng dự trữ COM3,COM4 Do liệu truyền bít cổng nối tiếp nên tốc độ truyền chậm lại đảm bảo tính xác truyền khoảng cách xa Vì phương pháp thuận tiện để ghép nối máy tính với thiết bị đầu cuối xa,đường Nguyễn Thị Huyền – Đo lường & hệ thống điều khiển – CH2005_2007 -9“Nghiên cứu, thiết kế thiết bị đo đại lượng truyền tin theo chuẩn USB” truyền có chiều dài lớn Chuẩn RS232 phương pháp ứng dụng để trao đổi thông tin với thiết bị khoảng cách xa Chuẩn RS232 Card điều khiển việc trao đổi thông tin không đồng máy vi tính với thiết bị bên ngồi dựa phương pháp thông tin ứng dụng rộng rãi gọi RS232 Chuẩn qui định chức 25 tín hiệu tín hiệu hội thoại (handshake ) cho trình truyền liệu khơng đồng Nó đồng thời qui định mức điện áp, mức trở kháng, sườn lên, sườn xuống, tốc độ dung lượng truyền tối đa cho đường dây tín hiệu Trong máy vi tính, chuẩn RS232 dùng giao tiếp máy MODEM (Modulation - Demodulation ) để biến đổi tín hiệu máy vi tính thành tín hiệu điện thoại qua MODEM truyền theo mạng điện thoại tới thiết bị đầu cuối bên ngược lại, tín hiệu điện thoại gửi tới MODEM chuyển thành tín hiệu máy tính qua cổng RS232 truyền tới máy tính Chuẩn áp dụng việc ghép nối máy tính máy in chất lượng cao I.1.3 PCMCIA Trong tranh đua máy tính sổ tay loại nhỏ, PCMCIA cách để giảm kích thước Trước đây, với máy tính sổ tay (notebook) điều đáng quan tâm trước tiên bàn phím nguồn ni Các máy thiếu khả động khe cắm mở rộng Nhưng đây, người dùng than phiền vấn đề nhà thiết kế tìm cách giải mạch có kích thước thẻ tín dụng cắm vào máy cho phép bổ sung cổng giao tiếp, mở rộng nhớ lưu trữ phần mềm.Với trọng lượng vài gam từ đến 10,5 mm bề dày, loại card PCMCIA -như chúng gọi, hy vọng trở thành tương đương ISA (Industry Standard Architecture) máy để bàn Personal Computer Memory Card International Association nhóm bao gồm 300 nhà sản xuất công nghiệp thực việc chuẩn hố đặc tính PCMCIA để người dùng dễ dàng trao đổi card máy tính Nguyễn Thị Huyền – Đo lường & hệ thống điều khiển – CH2005_2007 - 10 “Nghiên cứu, thiết kế thiết bị đo đại lượng truyền tin theo chuẩn USB” Thành việc thiết lập chuẩn PCMCIA đạt vào cuối năm 1990 với việc đưa phiên 1.0 nhằm đáp ứng nhu cầu nhớ cho máy tính di động Phiên 2.0 giới thiệu vào tháng 9-1991 thiết lập chuẩn cho modem LAN, băng tần radio cầm tay thiết bị ngoại vi I/O (Input/Output) Phiên 2.0 tương thích với phiên trước đó, card dùng cho phiên 2.0 hoạt động với khe cắm phiên 1.0 Phiên 2.0 bao gồm kích thước card tương thích: • Loại I: Loại card xuất thị trường, dày mm thường dùng để mở rộng nhớ • Loại II: Dày mm Loại sử dụng cho ứng dụng Faxmodem, LAN • Loại III: Dày 10,5 mm, có chứa phận lưu trữ quay chủ yếu dùng liên lạc viễn thông, kể liên lạc không dây Hiện tại, phiên 2.01 đưa nhằm điều khiển trình đọc liệu card Phiên chứa phần hiệu chỉnh kiểu chữ khơng thêm đặc tính kỹ thuật Mặc dù thấy rõ ưu việt PCMCIA có tồn với cơng nghệ lên Một vấn đề chủ yếu khác kích thước loại card tính tương thích hệ thống Hiệp hội buộc nhà sản xuất trì loại card nhỏ Type III yêu cầu tính cơng nghệ cao Tuy vậy, số nhà sản xuất đưa loại thứ tư Mới Toshiba cho máy sổ tay T4600 với khe cắm PCMCIA Type IV 16 mm Trong đó, có yêu cầu từ nhà sản xuất, kích thước khe cắm PCMCIA tính tương thích hệ thống máy tính tiếp tục khác biệt Người ta dự tính chuẩn chung cho máy Notebook Laptop phải đến năm sau áp dụng Nguyễn Thị Huyền – Đo lường & hệ thống điều khiển – CH2005_2007 - 11 “Nghiên cứu, thiết kế thiết bị đo đại lượng truyền tin theo chuẩn USB” Tính linh hoạt PCMCIA ưu điểm lớn, tất loại card rút khỏi khe cắm máy làm việc liệu I.1.4 IEEE1394 Đây thiết kế cho bus tốc độ cao để lấp đầy mong muốn cho liên lạc số tốc độ cao thiết bị điện Chuẩn định nghĩa lớp vật lý cáp kết nối tới bus ảo Giao diện chuẩn định nghĩa phương thức truyền dẫn, trường giao thức Ứng dụng hệ cáp kết nối với panel sau máy tính cá nhân hay trực tiếp thiết bị tiêu thụ giá rẻ, tốc độ cao Chuẩn IEEE1394 cung cấp dịch vụ là: Thực kết nối/tháo gỡ cho thiết bị ổ đĩa, máy in, thiết bị cầm tay (máy quay phim, máy quét) IEEE 1394 bus nối tiếp tốc độ cao chuyên dùng cho việc lưu giữ hình ảnh số máy lưu giữ hình ảnh máy quay số Trong nhiều trường hợp, IEEE 1394 giống USB tốc độ cao.Tuy nhiên, không giống USB, IEEE1394 giao diện liên lạc đồng cấp (peer – to – peer) không cần PC phải can thiệp để nối kết thiết bị ngoại vi khác Điều có nghĩa thiết bị ngoại vi nối kết trực tiếp với với thiết bị khác, máy quay phim số I.1.5 Bus mở rộng ISA Trên bo mạch kiểu máy tính cũ tương thích IBM PC/XT (Bộ vi xử lý 8088 hay 8086) người ta dùng bus mở rộng có khe cấm 62 chân gồm đường dây đốt, dây nguồn nuôi, 20 đường địa 16 đường tín hiệu điều khiển Bus mở rộng XT bị giới hạn nhiều mặt, bus liệu bít, dịch vụ hệ thống khơng đủ dùng (các ngắt DMA) Thế nên nhà sản xuất đưa bus ISA mở rộng cho máy AT dùng vi xử lý 80286 - tức máy 286 với bus liệu 16bít Bus gồm hai đoạn khe cấm rời nhau, đoạn 62 chân kiểu dùng cho XT, đoạn bổ sung 36 chân - bổ sung dịch vụ ngắt, đường liệu, đường địa số đường Nguyễn Thị Huyền – Đo lường & hệ thống điều khiển – CH2005_2007 - 90 “Nghiên cứu, thiết kế thiết bị đo đại lượng truyền tin theo chuẩn USB” Như mô tả hình Instance liên kết với thiết bị USB khơng gắn vào ống Nó sử dụng chủ để thực hoạt động liên quan tới thiết bị Tiêu biểu, Instance sử dụng ứng dụng để đưa yêu cầu tới endpoint (EP0) thiết bị Instance gắn tới đối tượng ống mô tả endpoint 0x81 thiết bị sử dụng để chuyển đổi liệu từ thiết bị tới ứng dụng Do vậy, ứng dụng sử dụng Instance để thực việc đọc Instance gắn vào đối tượng ống mô tả endpoint 0x02 thiết bị mà sử dụng để chuyển đổi liệu từ ứng dụng tới thiết bị Do vậy, ứng dụng sử dụng Instance để thực việc viết Chú ý: Trong Instance không sử dụng để thực hoạt động liên quan tới ống Instance Instance sử dụng để thực tất hoạt động liên quan tới thiết bị Đây nguyên nhân tất Instance liên kết với thiết bị USB Nguyễn Thị Huyền – Đo lường & hệ thống điều khiển – CH2005_2007 - 91 “Nghiên cứu, thiết kế thiết bị đo đại lượng truyền tin theo chuẩn USB” I.7.4.3 Cài đặt sử dụng I.7.4.3.1 Đăng ký đối tượng USBIO COM Việc thực giao diện USBIO COM bao gồm thư viện động mang tên USBIOCOM.dll Trước giao diện USBIO COM sử dụng phải đăng ký máy tính Việc tạo giao diện hữu tới ứng dụng công cụ phát triển Việc đăng ký thực cách tự động q trình cài đặt gói USBIO COM Để đăng ký đối tượng USBOIO COM tay bạn sử dụng lệnh: regsvr32 usbcom.dll Tiện ích regsvr32.exe phần hệ điều hành Window Việc đăng ký phải thực lại file USBIOCOM.dll di chuyển sang folder khác Chú ý: Trên Window 2000 Window XP gửi tiện ích yêu cầu để thực việc đăng ký Giao diện USBIO COM yêu cầu driver thiết bị USBIO để liên lạc với thiết bị USB Do vậy, bô driver thiết bị USBIO phải thiết lập Nguyễn Thị Huyền – Đo lường & hệ thống điều khiển – CH2005_2007 - 92 “Nghiên cứu, thiết kế thiết bị đo đại lượng truyền tin theo chuẩn USB” I.7.4.3.2 Gỡ đối tượng USBIO COM Giao diện USBIO COM tháo gỡ cách sử dụng lệnh sau: regsvr32 / u usbiocom.dll Sau tháo gỡ giao diện USBIO COM khơng cịn tác dụng với công cụ phát triển ứng dụng I.7.4.3.3 Sử dụng đối tượng USBIO COM với Visual Basic Đối tượng USBIO COM phải đăng ký máy phát triển mô tả phần 4.1 Chú ý việc hoàn thành cách tự động cài đặt gói USBIO máy tính Bắt đầu với Visual Basic tạo dự án Sau chọn mục Project/References menu Một hộp thoại động mang danh sách đối tượng COM có sẵn Lựa chọn mục có tên USBIOCOM 2.0 Type Library xác thực hộp thoại Như Visual Basic nhận đối tượng USBIO COM Tạo biến toàn cục dạng giao diện USBIOCOMLib.USBIOInterface ví dụ sau Sử dụng đặc tính WithEvents Dim WithEvents Device1 As USBIOCOMLib.USBIOInterface2 Dim Status As Long Dim Devices As Long Tạo Instance đối tượng USBIO COM định cho tới biến Việc nên hoàn thành thủ tục bắt đầu, Form_Load Chú ý lệnh ngoại lệ đối tượng USBIO COM không cài đặt máy tính Ngoại lệ quản lý lệnh On Error Resume Next mô tả sau: Device1 = New USBIOCOMLib.USBIOInterface2 On Error Resume Next Instance sử dụng để gọi hàm đối tượng USBIO COM sau: rem điểm danh tất thiết bị Nguyễn Thị Huyền – Đo lường & hệ thống điều khiển – CH2005_2007 - 93 “Nghiên cứu, thiết kế thiết bị đo đại lượng truyền tin theo chuẩn USB” Device1.EnumerateDevices "{325ddf96-938c-11d3-9e340080c82727f4}", Devices rem mở thiết bị USB kết nối tới driver thiết bị USBIO Device1.OpenDevice 0, Status Thông số hàm EnumerateDevices GUID mặc định driver thiết bị USBIO GUID thiết bị thay đổi việc soạn thảo file INF Hàm EnumerateDevices trả lại số lượng thiết bị kết nối Hàm OpenDevice mở thiết bị USB mà có số thiết bị zero Khi kiện gửi từ đối tượng USBIO COM tới ứng dụng hàm kiện điển hình gọi trở lại Hàm phải thực sau: Sub Device1_ReadComplete(ByVal obj As Object) Sub Device1_WriteComplete(ByVal obj As Object) Sub Device1_WriteStatusAvailable(ByVal obj As Object) I.7.4.3.4 Hỗ trợ gỡ rối Việc thực đối tượng USBIO COM USBIOCOM.dll sẵn có hai phiên xây dựng giải phóng xây dựng gỡ rối Bản xây dựng giải phóng cài đặt mặc định Bản xây dựng gỡ rối định thư mục COMobjnDebug Cả hai phiên dll cung cấp giao diện chạy theo cách giống Bản xây dựng gỡ rối bao gồm đường hữu dụng cho việc gỡ rối cao cấp Để cài đặt xây dựng gỡ rối mà file COMobjnDebugnUSBIOCOM.dll chưa đăng ký Điều hồn thành giống mơ tả phần 4.1 Thủ tục COMobjnDebug chạy theo lệnh sau: Regsvr32 usbiocom.dll Để cài đặt xây dựng giải phóng chạy lần giống lệnh thủ tục COMobj Sau xây dựng gỡ rối cài đặt đối tượng USBIO COM Nguyễn Thị Huyền – Đo lường & hệ thống điều khiển – CH2005_2007 - 94 “Nghiên cứu, thiết kế thiết bị đo đại lượng truyền tin theo chuẩn USB” nên cài đặt lần bắt đầu hay kết thúc ứng dụng Việc thực theo chìa khố đăng ký sau: HKEY_LOCAL_MACHINE\Software\Thesycon\USBIO\USBIOCOM Trong chìa khố đăng ký có giá trị DbgMask Thơng số cho phép việc cấm cho phép đường gỡ rối Cứ bít giá trị DWORD cho phép nhóm đường đặt Sau bảng phân công từng bít: Bit Nb Ý nghĩa Lỗi Cảnh báo Thông tin Các hàm gọi đọc Win Đọc/viết Tiến trình Hàm gọi COM Win Hàm gọi đọc/viết Com Win Bảng10 Bảng đặc tính bit Ví dụ, giá trị 0x107 cho phép lỗi, cảnh báo, thông báo truyền tin, việc soạn thảo đường liên quan với hàm COM Tất thông báo đường khác hàm Win32 OutputDebugString gửi tới gỡ rối hệ thống I.7.5 Tạo giao diện phần mềm Giao diện chương trình gồm có hai form Một form mang tên form1 đóng vai trị cửa sổ thị, chứa TextBox dùng để thị Nguyễn Thị Huyền – Đo lường & hệ thống điều khiển – CH2005_2007 - 95 “Nghiên cứu, thiết kế thiết bị đo đại lượng truyền tin theo chuẩn USB” thông tin liên quan Form thứ hai, form chủ đạo chương trình mang tên Giaodien Trong form Giaodien Sstab bao gồm mục nhỏ: • Thiết bị • Các thơng số đọc thiết bị • Các mơ tả • Giao diện Hình37 Tab thiết bị Nguyễn Thị Huyền – Đo lường & hệ thống điều khiển – CH2005_2007 - 96 “Nghiên cứu, thiết kế thiết bị đo đại lượng truyền tin theo chuẩn USB” Tab “Thiết bị” có chức điểm danh thiết bị cắm vào PC Sau điểm danh thành công số lượng thiết bị hiển thị Khi người sử dụng muốn tác động vào thiết bị số thiết bị thí dùng lệnh mở thiết bị trước tiếp tục thao tác Tab cho người sử dụng biết thông số sản phẩm phiên bản, driver… Khi không sử dụng thiết bị người sử dụng đóng thiết bị nút bấm “đóng thiết bị” Hình38 Tab mơ tả Tiếp theo Tab “Các mô tả” giới thiệu cho người sử dụng thông số mô tả như: Bộ mơ tả cấu hình, mơ tả xâu, mô tả thiết bị… Nguyễn Thị Huyền – Đo lường & hệ thống điều khiển – CH2005_2007 - 97 “Nghiên cứu, thiết kế thiết bị đo đại lượng truyền tin theo chuẩn USB” Hình39 Tab thông số Tab cho phép người sử dụng đọc liệu đệm mà thiết bị gửi lên Nhận biết giải thông tổng giải thông tiêu thụ thiết bị Nó thiết lập trạng thái nguồn khác cho thiết bị Nguyễn Thị Huyền – Đo lường & hệ thống điều khiển – CH2005_2007 - 98 “Nghiên cứu, thiết kế thiết bị đo đại lượng truyền tin theo chuẩn USB” Hình40 Tab giao diện USB Tab sử dụng để thao tác thiết bị: Thiết lập giao diện, đặt cầu hình, xố cấu hình thiết bị hỗ trợ việc Nguyễn Thị Huyền – Đo lường & hệ thống điều khiển – CH2005_2007 - 99 “Nghiên cứu, thiết kế thiết bị đo đại lượng truyền tin theo chuẩn USB” KẾT LUẬN Sau thời gian tìm hiểu, nghiên cứu đề tài với thái độ làm việc nghiêm túc Tôi làm phần sau: - Tìm hiểu chuẩn truyền tin USB - So sánh phương thức truyền tin - Xây dựng giao diện phần mềm máy tính - Thiết kế chế tạo phần cứng Do đề tài thời gian nghiên cứu có hạn nên tơi chưa thể thiết kế hoàn thiện thiết bị đo nghĩa Mặc dù vậy, tơi thiết kế xong hồn chỉnh phần giao diện kết nối theo chuẩn USB với máy tính Tơi hy vọng luận văn tơi trở thành tài liệu tham khảo hữu ích cho người có mối quan tâm đến lĩnh vực Hà Nội, tháng 11 năm 2007 Nguyễn Thị Huyền – Đo lường & hệ thống điều khiển – CH2005_2007 - 100 “Nghiên cứu, thiết kế thiết bị đo đại lượng truyền tin theo chuẩn USB” PHỤ LỤC Mã nguồn cho giao diện thiết kế phần mềm máy tính Liệt kê chi tiết đĩa CD kèm theo Bản vẽ thiết kế phần cứng Liệt kê chi tiết đĩa CD kèm theo Bảng phụ lục hình vẽ Hình1 Các khe cắm (slot) cổng giao tiếp (port) cho phép CPU giao tiếp với giới bên ngồi thơng qua thiết bị ngoại vi Trong hình này, người dùng đăng cắm thêm bảng mạch giao tiếp vào máy tính - 13 Hình2 Khe cắm PCM-CIA máy tính xách tay làm việc với nhiều loại card giao tiếp nhiều thiết bị ngoại vi khác Bên phải card giao tiếp……………………………………………………………………… - 14 Hình3 Cổng ghép nối USB máy tính .- 16 - Hình4 Hệ thống USB - 25 - Hình5 Kiến trúc Bus hệ thống USB - 27 - Hình6 Cáp điện USB - 28 - Hình7 Các loại cổng cắm USB - 29 - Hình8 Khung liệu USB - 30 - Hình9 Tín hiệu NRZI - 30 - Hình10 Sơ đồ khối mã hố thơng tin NRZI - 31 - Hình11 Kiểu truyền tín hiệu sai phân USB - 32 - Hình12 Khối kết nối Host-Device đơn giản - 33 - Hình13 Khối cấu trúc kết nối Host-Device - 34 - Hình14 Cấu trúc Host - 35 - Nguyễn Thị Huyền – Đo lường & hệ thống điều khiển – CH2005_2007 - 101 “Nghiên cứu, thiết kế thiết bị đo đại lượng truyền tin theo chuẩn USB” Hình15 Cấu trúc Device - 36 - Hình16 Luồng truyền thơng USB - 37 - Hình17 Cấu trúc tổng quan Hub - 41 - Hình18 Cấu trúc cung cấp điểm kết nối máy tính Hub - 42 - Hình19 Trường định danh gói PID - 43 - Hình20 Trường địa - 44 - Hình21 Trường điểm cuối - 45 - Hình22 Trường liệu - 45 - Hình23 Khn dạng gói khởi đầu SOF - 47 - Hình24 Khn dạng gói thơng báo (Token Packet) - 47 - Hình25 Khn dạng gói liệu - 48 - Hình26 Khn dạng gói bắt tay - 48 - Hình27 Khn dạng truyền ngắt - 49 - Hình28 Khn dạng truyền đẳng thời - 50 - Hình29 Thứ tự giai đoạn kiểu truyền điều khiển - 52 - Hình30 Giai đoạn cài đặt - 52 - Hình31 Giai đoạn đọc liệu - 53 - Hình32 Giai đoạn đọc liệu - 53 - Hình33 Giai đoạn trạng thái - 54 - Hình43 Một giao diện Visual Basic - 65 - Hình44 Sơ đồ thuật tốn tìm kiếm thiết bị USB - 68 - Hình45 Cấu trúc - 86 - Hình46 Tab thiết bị - 95 - Hình47 Tab mơ tả - 96 - Hình48 Tab thơng số - 97 - Nguyễn Thị Huyền – Đo lường & hệ thống điều khiển – CH2005_2007 - 102 “Nghiên cứu, thiết kế thiết bị đo đại lượng truyền tin theo chuẩn USB” Hình49 Tab giao diện USB - 98 - Bảng phụ lục bảng Bảng1 Các giao diện truyền thông - 21 - Bảng2 Tiêu chuẩn dây cáp USB - 28 - Bảng3 Bảng kiểu PID - 44 - Bảng4 Trường bDescriptorType - 71 - Bảng5 Bộ mô tả thiết bị - 72 - Bảng6 Bộ mơ tả cấu hình - 75 - Bảng7 Bộ mô tả giao diện - 76 - Bảng8 Bộ mô tả Endpoint - 78 - Bảng9 Bộ mô tả liên kết giao diện - 82 - Bảng10 Bảng đặc tính bit - 94 - Nguyễn Thị Huyền – Đo lường & hệ thống điều khiển – CH2005_2007 - 103 “Nghiên cứu, thiết kế thiết bị đo đại lượng truyền tin theo chuẩn USB” TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Compact, Intel, Microsoft, NEC, Lucent, Philips, Hewlett-Packard, Universal Serial Bus Specification, Revision 2.0 April 27, 2000 [2] Jonh Hyde USB design by examples, Intel University Press [3] Jan Axelson USB Complete Third Edition, Lakeview Research LLC Madison, WI 53740 [4] Ngơ Diên Tập Kỹ thuật ghép nối máy tính, NXB khoa học kỹ thuật, tháng 6, 2000 [5]Phạm Thượng Hàn, Nguyễn Trọng Quế, Nguyễn Văn Hòa, Kỹ thuật đo lường đại lượng vật lý, Nhà xuất Giáo dục [7]Hồng Minh Sơn, Mạng truyền thơng cơng nghiệp, Nhà xuất Khoa học kỹ thuật [8] Ngô Diên Tập, Lập trình ghép nối máy tính, NXB khoa học kỹ thuật, năm 2000 [9] Thesycon Systemsoftware & Consulting GmbH USBIO (USB software development kit for Windows), December 23, 2005 [10] Texas Instruments TUSB3410, TUSB3410I USB To Serial Port Controller, November 2003 [11] Delcom Engineering USB I/O Programming Manual, October 08 2002 [12] http://www.usb.org/ Forum USB [13] http://www.ti.com/ Texas Instrument home page Nguyễn Thị Huyền – Đo lường & hệ thống điều khiển – CH2005_2007 - 104 “Nghiên cứu, thiết kế thiết bị đo đại lượng truyền tin theo chuẩn USB” TÓM TẮT LUẬN VĂN Tên đề tài luận văn thạc sĩ khoa học “Nghiên cứu, thiết kế thiết bị đo đại lượng điện truyền tin theo chuẩn USB” Nội dung luận văn chia thành 04 phần Phần I: Cơ sở giao tiếp USB Phần II: Thiết kế hệ thu thập liệu lên máy tính theo chuẩn USB Phần III: Phần mềm quản lý cổng USB máy tính Nguyễn Thị Huyền – Đo lường & hệ thống điều khiển – CH2005_2007 ... thiết bị USB thiết kế cách đặc biệt cung cấp điểm gắn kết thiết bị USB tổng quan I.3.10.1 Đặc điểm thiết bị Tất thiết bị USB truy cập địa USB định thiết bị cắm vào PC điểm danh Mỗi thiết bị USB. .. Nguyễn Thị Huyền – Đo lường & hệ thống điều khiển – CH2005_2007 - 40 ? ?Nghiên cứu, thiết kế thiết bị đo đại lượng truyền tin theo chuẩn USB? ?? I.3.10 Các thiết bị USB Các thiết bị USB chia thành lớp... hưởng đến PC hay thiết bị khác Một hệ điều hành phát thiết bị ngoại vi cắm vào sẵn sàng sử dụng Người sử dụng không phép thiết lập Các thiết bị USB khơng có phần setting cho người sử dụng lựa chọn