Bài giảng Kỹ thuật giao tiếp máy tính - ThS Nguyễn Tấn Phúc trang bị cho người học các chuẩn giao tiếp thông dụng trên máy tính; thiết kế và chế tạo được các vi mạch giao tiếp với máy tính (PC, Laptop ) nhằm thực hiện chức năng đo lường, điều khiển giám sát thiết bị.
01-Mar-13 TRƯỜNG ðẠI HỌC NƠNG LÂM TPHCM KHOA CƠ KHÍ CÔNG NGHỆ BỘ MÔN CƠ ðiỆN TỬ KỸ THUẬT GIAO TIẾP MÁY TÍNH (Lý thuyết 15t – Thực hành 30t ) PC INTERACTION TECHNOLOGY GV: Th.S Nguyễn Tấn Phúc Bộ mơn : Cơ ðiện Tử - Khoa : Cơ Khí Công Nghệ- ðHNL Tel : 01267102772 Email: phucpfiev1@gmail.com phucnt@hcmuaf.edu.vn TRƯỜNG ðẠI HỌC NƠNG LÂM TPHCM KHOA CƠ KHÍ CƠNG NGHỆ BỘ MÔN CƠ ðiỆN TỬ KỸ THUẬT GIAO TIẾP MÁY TÍNH (Lý thuyết 15t – Thực hành 30t ) PC INTERACTION TECHNOLOGY GV: Th.S Nguyễn Tấn Phúc Bộ môn : Cơ ðiện Tử - Khoa : Cơ Khí Cơng Nghệ- ðHNL Tel : 01267102772 Email: phucpfiev1@gmail.com phucnt@hcmuaf.edu.vn Website:http://www2.hcmuaf.edu.vn/?ur=phucnt 01-Mar-13 MỤC ðÍCH MƠN HỌC Nắm chuẩn giao tiếp thơng dụng máy tính Thiết kế chế tạo vi mạch giao tiếp với máy tính (PC,Laptop ) nhằm thực chức ño lường, ñiều khiển giám sát thiết bị VẬT LIỆU HỌC TẬP Lập Trình ghép nối máy tính- Ngơ Diên Tâp Visual Basic giao tiếp máy tính – Hồ Thanh Tâm, Bộ Môn ðiều Khiển Tự ðộng – ðHNL Slide giảng Tài Liệu cung cấp 01-Mar-13 VẬTT LIỆU LI U HỌC H C TẬP T P PC : PROTEUS 7.6 VB6: LẬP TRÌNH GIAO DIỆN VPSE : VIRTUAL COM PIC-C : LẬP TRÌNH PIC PIC-KIT: NẠP CODE PHẦN CỨNG: BOARD VðK PIC 16F877 + RS 232 (SV chế tạo) CÁP USB-COM (SV ñược mượn , tự trang bị) ðÁNH GIÁ SV Tinh Thần + Chuyên Cần: 10% ðồ án GTMT : 40% ( làm tuần thực hành, chia nhóm SV ) Thi cuối kỳ : 50%, ñồ án >=5 Thời gian bảo vệ ñồ án : tuần 11 học kỳ (6/5-13/5) 01-Mar-13 ðÁNH GIÁ MƠN HỌC H C Vừa dễ, Vừa Khó Rất SV phải học lại Hay, bổ ích cho ngành ñiện tử:phần ño lường , giám sát , ñiều khiển máy tính KIẾN C SAU MƠN HỌC KI N THỨC TH C ðẠT ð T ðƯỢC ð H C Có khả làm board mạch có vi điều khiển , có khả giao tiếp máy tính Có khả lập trình để tạo giao diện từ máy tính để giám sát , điều khiển thiết bị hệ thống ñiện tử Có khả làm việc nhóm với tinh thần đồn kết cao Có khả tiếp thu mơn HK sau, làm tốt luận văn tốt nghiệp 01-Mar-13 NỘI DUNG MÔN HỌC MỞ ðẦU - GIỚI THIỆU CÁC CHUẨN GIAO TIẾP HỌC NHANH VI ðIỀU KHIỂN PIC-16F877 GIỚI THIỆU PROTEUS - MÔ PHỎNG VỚI PIC16F877 KẾT HỢP VB6 – PROTEUS TRONG MÔ PHỎNG GIAO TIẾP RS232 KIỂM TRA GIỚI THIỆU ðỒ ÁN GIAO TIẾP MÁY TÍNH Máy tính ADC DAC BỘ TÁI TẠO TÍN HiỆU SENSOR Tín hiệu vật lý Tín hiệu vật lý 10 01-Mar-13 CHƯƠNG NG 1: MỞ ðẦU U CH Kiến trúc máy tính Cấu trúc chung khối khép nối Các phương pháp trao ñổi tin www.themegallery.com 11 KIẾN KI N TRÚC MÁY TÍNH Hình 1: Kiến trúc hệ máy tính đơn giản www.themegallery.com 12 01-Mar-13 * Các thiết thi t bị nhập nh p www.themegallery.com 13 * Các thiết thi t bị xuất xu t www.themegallery.com 14 01-Mar-13 MAINBOARD PC 15 * Cấuu trúc chung củaa mộtt khối kh i ghép nốii Ao An /WR /RD BUS máy tính Gii mà địa Phối hợ đờng d©y /INTR /INTA /WR /RD /CS1 /CSn BUS thiết bị Phối hợ đờng dây /INTR1 /INTR2 Xử lý ngắt Thanh ghi trạng thái Thanh ghi điều khiển Thanh ghi ®Ưm ®äc/viÕt Hình 1.1 Do - Dn CÊu tróc chung cđa mét khèi ghÐp nèi www.themegallery.com 16 01-Mar-13 * Các phương ph ng pháp trao ñổii tin 3.1 Trao đổi theo chương trình 3.2 Trao đổi DMA www.themegallery.com 17 * ASSEMBLY PASCAL Ngơn ngữ C IN OUT MOV X:=PORT[ðịa chỉ]; PORT[ðịa chỉ]:=Y; X:=import[ðịa chỉ]; Outport[ðịa chỉ,y]; Ngôn ngữ VB X =Inp (ðịa chỉ) Out ðịa , y www.themegallery.com 18 01-Mar-13 * Trao ñổii ng ngắt ng t *Khi thiết bị có u cầu trao đổi gửi tín hiệu u cầu ngắt máy tính(yêu cầu in ấn , gửi âm ) * Máy tính dừng chương trình phục vụ u cầu thiết bị ngồi trao đổi tin *Máy tính thiết bị ngồi trao đổi tin theo chương trình * Kết thúc trao đổi, máy tính trở lại ñiểm dừng www.themegallery.com 19 GIAO TIẾP QUA RÃNH CẮM 20 10 01-Mar-13 Cổng ng song song (Parallel port - LPT) Cấu trúc cách trao ñổi cổng song song - Các ñường ñiều khiển: Strobe, Auto Linefeed, Reset, Select Input xuất từ máy tính điều khiển máy in - Các ñường trạng thái: Acknowledge, Busy, Paper Empty, Select, Error tín hiệu đưa thơng báo ngược lại từ máy in máy tính - Các ñường liệu: Truyền byte kí tự cần in D0 – D7 www.themegallery.com 55 Cổng ng song song (Parallel port - LPT) Các ghi cổng song song * Thanh ghi du liệu (có địa sở) * Thanh ghi trạng thái (có địa có sở + 1) * Thanh ghi điều khiển (có địa cã së + 2) www.themegallery.com 56 28 01-Mar-13 Cổng ng song song (Parallel port - LPT) Các ghi cổng song song Thanh ghi du liƯu (địa 378H) www.themegallery.com 57 Cổng ng song song (Parallel port - LPT) Các ghi cổng song song Thanh ghi tr¹ng th¸i (địa 379H) 58 29 01-Mar-13 Cổng ng song song (Parallel port - LPT) Các ghi cổng song song Thanh ghi ®iỊu khiĨn (địa 37AH) www.themegallery.com 59 Cổng ng song song (Parallel port - LPT) Giao diện hướng song song 60 30 01-Mar-13 Cổng ng song song (Parallel port - LPT) Giao diện hướng song song: * Viết chương trình (sử dụng inpout32.dll) Out32 Val("&H ñịa "), x : lệnh xuất liệu x = Inp32 Val("&H ñịa ") : lệnh nhập liệu * Viết chương trình (sử dụng io.dll) Call PortOut(&H ñịa chỉ,x) : lệnh xuất liệu x = PortIn(&H địa chỉ): lệnh nhập liệu 61 * VÍ DỤ: LPT1 LPT VIRTUAL D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 330 330 330 330 330 330 330 330 C0 C1 C2 C3 LPT02 62 31 01-Mar-13 * 63 * Cổng ng song song (Parallel port - LPT) Giao diện hướng song song * Viết chương trình (sử dụng inpout32.dll) Private Declare Sub Out32 Lib "inpout32.dll" (ByVal portaddress As Integer, ByVal value As Integer) Private Declare Function Inp32 Lib "inpout32.dll" (ByVal portaddress As Integer) As Integer Ví dụ: muốn led sáng từ phải sang trái : Private Sub Command1_Click() Out32 Val(&h378), Val(&01); Delay_ms(1000); Out32 Val(&h378), Val(&02); Delay_ms(1000); www.themegallery.com 64 32 01-Mar-13 * Cổng ng song song (Parallel port - LPT) Out32 Val(&h378), Val(&01); Delay_ms(1000); Out32 Val(&h378), Val(&02); Delay_ms(1000); Out32 Val(&h378), Val(&04); Delay_ms(1000); Out32 Val(&h378), Val(&08); Delay_ms(1000); End Sub 65 GIAO TIẾP NỐI TIẾP 66 33 01-Mar-13 CHƯƠNG NG 3: GHÉP NỐII TRAO ðỔII TIN NỐII TIẾP CH TI P 2.1 Khối ghépvề nối song song ñơn giản, vi mạch ñệm, chốt 3.1 Khái niệm truyền tin nối tiếp 3.2 Cổng nối tiếp www.themegallery.com 67 3.1 KHÁI NIỆM NI M VỀ TRUYỀN TRUY N TIN NỐII TIẾP TI P *Khái ni m: Truyền tin nối tiếp phương thức truyền tin bit mang thơng tin truyền ñường dẫn vật lý Tại thời điểm phía bên truyền bên nhận truyền/nhận bit 68 34 01-Mar-13 ƯU ðIỂM TRUYỀN NỐI TIẾP(so với parallel port ) - Khoảng cách truyền xa song song - Sơ ðồ kết nối chân - Có thể truyền hồng ngoại - Có thể ghép với VðK PLC - Cho phép nối mạng (modem) - Cho phép tháo lắp ñơn giản - Có thể cung cấp nguồn cho thiết bị khác 69 KHUYẾT ðIỂM : * Tốc ñộ truyền chậm * Máy tính xuất liệu kiểu bus song song , thiết bị thường phải cần khối chuyển ñổi nối tiếp song song, song song nối tiếp sử dụng trao ñổi tin 70 35 01-Mar-13 CỔNG NG NỐII TIẾP TI P (SERIAL PORT ) Ý nghĩa chân tín hiệu Chư viết tắt TD (Chân 3) Chức Transmit Data Serial Data Output (TXD) - ðầu liệu Receive Data Serial Data Input (RXD) - Dư liệu ñược nhập vào Clear to Send Báo Modem sằn sàng trao ñổi dư liệu Data Carrier Detect Khi modem phát tín hiệu mang liệu từ modem kết thúc khác the phone line, Line trở thành tích cực Data Set Ready Thông báo với UART the modem sẵn sàng thiết lập mối liên kết DTR(Chân 4) Data Terminal Ready ðây ñối lập với DSR Báo với the Modem the UART sẵn sàng ñể liên kết RTS(Chân 7) Request To Send Thông báo cho the Modem the UART sẵn sàng ñể trao ñổi liệu Ring Indicator Goes active when modem detects a ringing signal from the PSTN RD (Chân 2) CTS (Chân 8) DCD(Chân1) DSR(Chân 6) RI(Chân 9) 71 3.2 CỔNG NG NỐII TIẾP TI P (SERIAL PORTPORT-RS232 ) * * * * * ðược tích hợp máy tính cá nhân từ năm 1990 Mục đích kết nối thiết bị ngoại vi: * * Bàn phím, chuột Modem, máy quét … Mức ñiện áp : * * Mức 0: +3V ñến +12V Mức 1: -12V ñến -3V Khoảng cách ghép nối: * * * Tối ña 25m Thông thường 1,5m – 15m Từ 15m trở lên sử dụng ñệm, lặp Tốc ñộ truyền ñược quy chuẩn : * 300, 600, 1200, 2400, 4800, 9600, 19200, 28800, 56600 72 36 01-Mar-13 3.1 KHÁI NIỆM NI M VỀ TRUYỀN TRUY N TIN NỐII TIẾP TI P *Các phng th * Phng th c truy n tin: c ñ ng b : Các byte chứa bit thông tin ñược truyền liên tiếp ñường truyền ñược ngăn cách (phân biệt) bít ñồng khung (Syn) * Phng th c khơng đ ng b : Các byte chứa bit thơng tin chứa khung Một khung ñược bắt ñầu bit Start, bit mang thông tin, bít kiểm tra chẵn lẻ kết thúc bit Stop Khoảng cách khung bit dừng bất kì, đường truyền ñặt lên mức cao * Phng th thức c lai: ðây phương thức kết hợp phương 73 73 KHÁI NiỆM CHUNG Dòng cung cấp từ 10 mA ñến 20 mA 74 37 01-Mar-13 TRUYỀN NHẬN BẤT ðỒNG BỘ (USART) Dạng sóng truyền bất đồng bộ: 75 LẬP TRÌNH CHO CỔNG NỐI TIẾP TRONG VB Dùng MSCOMM CONTROL TRONG VB: Project, Component , mscomm control 76 38 01-Mar-13 LẬP TRÌNH CHO CỔNG NỐI TiẾP TRONG VB MSCOMM1.COMMPORT=1: chọn cổng truyền MSCOMM1.SETTINGS=“9600,N,8,1”: chế ñộ truyền MSCOMM1.PORTOPEN=TRUE: mở cổng MSCOMM1.RTHRESHOLD=1:tạo kiện oncom MSCOMM1.PORTOPEN=FALSE: đóng cổng truyền MSCOMM1.HANDSHARKING= PROTOCOL 77 BẬT TẮT TỪNG LED TỪ VB D1 R1 220R D2 220R D3 220R D4 R2 LED-YELLOW R3 LED-YELLOW R4 13 14 10 OSC1/CLKIN OSC2/CLKOUT RB0/INT RB1 RB2 RB3/PGM RB4 RB5 RB6/PGC RB7/PGD RA0/AN0 RA1/AN1 RA2/AN2/VREF-/CVREF RA3/AN3/VREF+ RA4/T0CKI/C1OUT RA5/AN4/SS/C2OUT RC0/T1OSO/T1CKI RE0/AN5/RD RC1/T1OSI/CCP2 RE1/AN6/WR RC2/CCP1 RE2/AN7/CS RC3/SCK/SCL RC4/SDI/SDA MCLR/Vpp/THV RC5/SDO RC6/TX/CK RC7/RX/DT RD0/PSP0 RD1/PSP1 RD2/PSP2 RD3/PSP3 RD4/PSP4 RD5/PSP5 RD6/PSP6 RD7/PSP7 PIC16F877A LED-YELLOW D5 220R U1 33 34 35 36 37 38 39 40 15 16 17 18 23 24 25 26 19 20 21 22 27 28 29 30 R5 LED-YELLOW 220R D6 220R D7 R6 LED-YELLOW R9 LED-YELLOW D8 220R R7 LED-YELLOW 220R LED-YELLOW P1 DCD DSR RXD RTS TXD CTS DTR RI ERROR COMPIM 78 39 01-Mar-13 CODE VB6 Private Sub Form_Load() i=0 ' cai dat thong so cho cong com " COMFIG FOR COM PORT " With MSComm1 CommPort = 'cong COM Settings = "9600,N,8,1" 'Baudrate=9600,Ko KT chan le,frame bit,1 bit stop InBufferSize = 1024 'Bo dem 1024 byte thi day InputLen = 'Doc toan bo gia tri bo dem RThreshold = 'Cho phep ngat su kien Receiver o MSCOMM SThreshold = 'Ko cho phep ngat su kien Send o MMSCOMM OutBufferSize = 512 InputMode = comInputModeText PortOpen = True 'Mo cong COM End With End Sub Private Sub MSComm1_OnComm() Dim StringIn As String If MSComm1.CommEvent = comEvReceive Then StringIn = MSComm1.Input Text2.Text = StringIn If StringIn = "1" Then // kiểm tra ký tự cổng nối tiếp Shape1.FillColor = vbRed End If 79 CODE GUI - MATHLAB SerPIC = serial('COM2'); set(SerPIC,'BaudRate',9600); set(SerPIC,'DataBits',8); set(SerPIC,'Parity','none'); set(SerPIC,'StopBits',1); set(SerPIC,'FlowControl','none'); fopen(SerPIC); %*-*-*-*-*-*fprintf(SerPIC,'%s','4');% gui mot ky tu tu PC cong COM % sscanf(serPic,'%c'): doc mot ky tu tu COM vao PC pause(0.2) % dung 200 ms %*-*-*-FIN Posición final %CERRAR el puerto COM1 al finalizar fclose(SerPIC); delete(SerPIC) clear SerPIC 80 40 01-Mar-13 PIC- SERIAL PORT #include #device 16f877a*16ADC=10 #include #include #include #fuses nowdt,nolvp,noprotect,xt,put #use delay(clock=12000000) #use fast_io(b) #use fast_io(c) #use rs232(baud=9600,parity=N,xmit=PIN_C6,rcv=PIN_C7,) int x; int chuc,dv; #int_RDA void ngat_RDA() { char data; data=getc(); switch (data) { case '1': { RB0=1; 81 SERIAL PORT – PIC void main() { enable_interrupts(int_RDA); enable_interrupts(global); set_tris_b(0); set_tris_a(0b1); set_tris_c(0x80); set_tris_d(0); PORTB=0; porta=0; portc=0; portd=0; while (1) { delay_us(1000); } } 82 41 01-Mar-13 LẬP P TRÌNH GIAO TIẾP TI P Sử Dụng : VPSE – virtual port serial emulator Proteus PIC –CCSC, Hitech-C, MPLAB 83 42 ...01-Mar-13 MỤC ðÍCH MƠN HỌC Nắm chuẩn giao tiếp thơng dụng máy tính Thiết kế chế tạo vi mạch giao tiếp với máy tính (PC,Laptop ) nhằm thực chức ño lường,... HỌC TẬP Lập Trình ghép nối máy tính- Ngơ Diên Tâp Visual Basic giao tiếp máy tính – Hồ Thanh Tâm, Bộ Môn ðiều Khiển Tự ðộng – ðHNL Slide giảng Tài Liệu cung cấp 01-Mar-13 VẬTT LIỆU LI U HỌC H... KIỂM TRA GIỚI THIỆU ðỒ ÁN GIAO TIẾP MÁY TÍNH Máy tính ADC DAC BỘ TÁI TẠO TÍN HiỆU SENSOR Tín hiệu vật lý Tín hiệu vật lý 10 01-Mar-13 CHƯƠNG NG 1: MỞ ðẦU U CH Kiến trúc máy tính Cấu trúc chung khối