Luận văn NCKH đại học CAO ĐẲNG (12)

ĐỀ TÀI “Module Ethernet vi điều khiển PIC18F67J60 ứng dụng đo lường, điều khiển (Phần mềm MPLAB)” Giáo viên hướng dẫn : Họ tên sinh viên : MỤC LỤC MỞ ĐẦU CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ ETHERNET 1.1 Cấu trúc khung tin Ethernet 1.2 Cấu trúc địa Ethernet 1.3 Các loại khung Ethernet 1.3.1 Các khung unicast .7 1.3.2 Các khung broadcast .8 1.3.3 Các khung multicast 1.4 Truy nhập bus 1.5 Các loại mạng Ethernet 10 1.5.1 Các hệ thống Ethernet 10Mb/s .10 1.5.2 Các hệ thống Ethernet 100 Mb/s – Ethernet cao tốc ( Fast Ethernet ) 11 1.5.3 Các hệ thống Giga Ethernet 11 1.6 Chuẩn IEEE 802 .11 CHƯƠNG HỌ GIAO THỨC TCP/IP .13 2.1 Họ giao thức TCP/IP .13 2.1.1 Tầng Ứng Dụng (Application Layer) 13 2.1.2 Tầng Giao Vận (Transport Layer) 14 2.1.3 Tầng Internet (Internet Layer) 14 2.1.4 Lớp giao tiếp mạng 15 2.2 Cấu trúc gói tin IP,TCP,UDP 15 2.2.1 Cấu trúc địa IP 15 2.2.2 Cấu trúc gói tin IP 16 2.2.3 Cấu trúc gói tin TCP .18 2.2.4 Cấu trúc gói tin UDP 19 CHƯƠNG PHẦN CỨNG 20 3.1 Vi điều khiển PIC 18F67J60 20 3.1.1 Các đặc trưng PIC 18F67J60 20 3.1.2 Module A/D 10 bit 21 3.1.3 Module Ethernet 24 3.2 Cảm biến nhiệt độ LM35 25 3.3 Mạch nguyên lý 26 3.3.1 Khối mạch nguồn 26 3.3.2 Khối mạch RJ45 27 3.3.3 Khối mạch LCD .28 3.3.4 Khối mạch vi điều khiển PIC18F67J60 29 3.4 Mạch in 30 3.5 Mạch thực tế 31 CHƯƠNG TRÌNH BIÊN DỊCH MPLAB C18 VÀ WEB SERVER 32 4.1 MPLAB C18 32 4.1.1 Giới thiệu 32 4.1.2 Các đặc trưng trình dịch MPLAB C18: .32 4.1.3 Quá trình tạo file HEX .32 4.2 Web động .33 4.3 CSS 34 4.3.1 Ưu điểm CSS 35 4.3.2 Các đặc tính CSS 35 4.3.3 CSS có tính kế thừa tính kết hợp 37 4.4 Kỹ thuật AJAX .38 4.4.1 Ưu điểm 40 4.4.2 Nhược điểm 40 CHƯƠNG TCP/IP STACK .41 5.1 Cấu trúc TCP/IP Stack 41 5.2 Hoạt động TCP/IP Stack 42 5.2.1 Các file cần thiết 42 5.2.2 Cấu trúc APP_CONFIG 43 5.2.3 Main file 43 5.3 Các module Stack APIs .44 5.3.1 Announce .44 5.3.2 HTTP2 server 45 5.4 Cấu hình cho Stack 49 5.4.1 Cấu hình cho phần cứng 49 5.4.2 Địa 50 5.5 Demo module 51 5.5.1 Điều khiển led sáng tắt 52 5.5.2 Viết LCD .55 5.5.3 Đo nhiệt độ 61 KẾT LUẬN 64 MỞ ĐẦU Ethernet kiểu mạng cục (LAN) sử dụng rộng rãi nay, ứng dụng có mặt nhiều lĩnh vực đời sống cơng nghiệp Khóa luận tốt nghiệp với đề tài “Module Ethernet vi điều khiển PIC18F67J60 ứng dụng đo lường, điều khiển (Phần mềm MPLAB)” sử dụng phần mềm MPLAB thư viện TCP/IP Stack hãng Microchip để lập trình điều khiển LED, LCD đo lường thông qua mạng truyền thông Ethernet Khóa luận bao gồm nội dung sau: Chương Tổng quan Ethernet trình bày lý thuyết Ethernet gồm vấn đề cấu trúc khung tin Ethernet, phương pháp truy nhập bus (CSMA/CD), loại mạng Ethernet chuẩn Ethernet IEEE 802.3 Chương Họ giao thức TCP/IP trình bày kiến thức họ giao thức TCP/IP bao gồm tầng: tầng ứng dụng (Application Layer), tầng giao vận (Transport Layer), tầng liên mạng (Internet Layer), tầng giao tiếp mạng (Network Interface Layer) Trình bày kiến thức gói tin IP, TCP, UDP Chương Phần cứng trình bày kiến thức vi điều khiển PIC18F67J60 bao gồm đặc trưng chung đặc trưng Ethernet PIC18F67J60, biến đổi A/D, module Ethernet Các kiến thức sensor đo nhiệt độ LM35 trình bày chương Tiếp theo phần nguyên lý mạch demo phần mạch in Cuối hình ảnh mạch demo thực tế sử dụng khóa luận Chương Trình biên dịch MPLAB C18 web server giới thiệu trình biên dịch MPLAB C18 nội dung liên quan đến việc thiết kế web giao diện DHTML, Javascript, CSS, kỹ thuật AJAX Chương TCP/IP Stack chương trình bày nhiệm vụ khóa luận sử dụng thư viện TCP/IP Stack Microchip phần mềm MPLAB C18 để lập trình cho mạch demo thực đo lường điều khiển thông qua mạng truyền thơng Ethernet Kết luận Trình bày kết đạt khóa luận đánh giá kết Đồng thời, định hướng số hướng phát triển đề tài CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ ETHERNET Ethernet kiểu mạng cục (LAN) sử dụng rộng rãi Hiện thời công nghệ Ethernet thường sử dụng công nghệ sử dụng cáp đôi xoắn 10Mbps Ethernet phát minh trung tâm nghiên cứu Xerox Palo Alto vào năm 1970 tiến sĩ Robert M Metcalfe Nó thiết kế với mục đích phục vụ nghiên cứu “ hệ thống công sở tương lai”, bao gồm trạm cá nhân giới, trạm Xerox Alto Trạm Ethernet chạy với tốc độ xấp xỉ 3Mbps Chuẩn Ethernet 10Mbps xuất năm 1980 phối hợp phát triển hãng : DEC, Intel Xerox Chuẩn có tên DIX Ethernet ( lấy tên theo chữ đầu tên hãng) Uỷ ban 802.3 IEEE lấy DIX Ethernet làm tảng để phát triển Năm 1985, chuẩn 802.3 đời với tên IEEE 802.3 Carrier Sense Multiple Access with Collition Detection (CSMA/CD) Mặc dù không sử dụng tên Ethernet hầu hết người hiểu chuẩn công nghệ Ethernet Ngày chuẩn IEEE 802.3 chuẩn thức Ethernet IEEE phát triển chuẩn Ethernet nhiều công nghệ truyền dẫn khác có nhiều loại mạng Ethernet Đặc biệt, với phiên 100 Mbit/s (Fast Ethernet, IEEE 802.3u), Ethernet ngày đóng vai trị quan trọng hệ thống công nghiệp Bên cạnh việc sử dụng cáp đồng trục, đôi dây xoắn cáp quang, gần Ethernet không dây (Wireless LAN, IEEE 802.11) thu hút quan tâm lớn 1.1 Cấu trúc khung tin Ethernet Các chuẩn Ethernet hoạt động tầng Data Link mơ hình lớp OSI đơn vị liệu mà trạm trao đổi với khung (frame) Cấu trúc khung Ethernet sau: Bảng 1: Cấu trúc khung MAC theo IEEE 802.3/ Ethernet Mở đầu SFD 555…5H (D5H) byte byte Địa đích Địa nguồn Độ dài kiểu gói 2/6 byte 2/6 byte byte Dữ liệu PAD 46-1500 byte FCS byte - Preamble (mở đầu): trường đánh dấu xuất khung bit, ln mang giá trị 10101010 Từ nhóm bit này, phía nhận tạo xung đồng hồ 10 Mhz - SFD (start frame delimiter): trường thực xác định bắt đầu khung Nó ln mang giá trị 10101011 - Các trường Destination Source: mang địa vật lý trạm nhận gửi khung, xác định khung gửi từ đâu gửi tới đâu - LEN: giá trị trường nói lên độ lớn phần liệu mà khung mang theo - FCS mang CRC (cyclic redundancy checksum): phía gửi tính tốn trường trước truyền khung Phía nhận tính tốn lại CRC theo cách tương tự Nếu hai kết trùng nhau, khung xem nhận đúng, ngược lại khung coi lỗi bị loại bỏ 1.2 Cấu trúc địa Ethernet Mỗi giao tiếp mạng Ethernet định danh 48 bit địa (6 octet) Đây địa ấn định sản xuất thiết bị, gọi địa MAC (Media Access Control Address ) Địa MAC biểu diễn chữ số hexa ( hệ số 16 ) Ví dụ:00:60:97:8F:4F:86 00-60-97-8F-4F-86 Khuôn dạng địa MAC chia làm phần: - octet đầu xác định hãng sản xuất, chịu quản lý tổ chức IEEE - octet sau nhà sản xuất ấn định Kết hợp ta lẽ có địa MAC cho giao tiếp mạng Ethernet Địa MAC sử dụng làm địa nguồn địa đích khung Ethernet 1.3 Các loại khung Ethernet 1.3.1 Các khung unicast Giả sử trạm cần truyền khung tới trạm Khung Ethernet trạm tạo có địa chỉ: - MAC nguồn: 00-60-08-93-DB-C1 - MAC đích: 00-60-08-93-AB-12 Hình 1: Mơ hình truyền thơng unicast Đây khung unicast Khung truyền tới trạm xác định Tất trạm phân đoạn mạng nhận khung nhưng: - Chỉ có trạm thấy địa MAC đích khung trùng với địa MAC giao tiếp mạng nên tiếp tục xử lý thông tin khác khung - Các trạm khác sau so sánh địa bỏ qua không tiếp tục xử lý khung 1.3.2 Các khung broadcast Các khung broadcast có địa MAC đích FF-FF-FF-FF-FF-FF Khi nhận khung này, không trùng với địa MAC giao tiếp mạng trạm phải nhận khung tiếp tục xử lý Giao thức ARP sử dụng khung broadcast để tìm địa MAC tương ứng với địa IP cho trước Một số giao thức định tuyến sử dụng khung broadcast để router trao đổi bảng định tuyến 1.3.3 Các khung multicast Trạm nguồn gửi khung tới số trạm định tất Địa MAC đích khung địa đặc biệt mà trạm nhóm chấp nhận khung gửi tới địa 1.4 Truy nhập bus Một vấn đề lớn thường gây lo ngại việc sử dụng Ethernet cấp trường phương pháp truy nhập bus ngẫu nhiên CSMA/CD ( Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance ) ảnh hưởng tới hiệu suất tính thời gian thực hệ thống Ở đây, yếu tố định tới hiệu suất hệ thống thuật tốn tính thời gian truy nhập lại cho trạm trường hợp xảy xung đột Hình 2: Minh họa phương pháp CSMA/CD Nguyên tắc làm việc phương pháp CSMA/CD: Theo phương pháp CSMA/CD, trạm có quyền truy nhập bus mà khơng cần kiểm sốt Phương pháp tiến hành sau: - Mỗi trạm phải tự nghe đường dẫn (carrier sense), đường dẫn rỗi (khơng có tín hiệu ) phát - Do việc lan truyền tín hiệu cần thời gian đó, nên có khả hai trạm phát tín hiệu lên đường dẫn Chính vậy, phát trạm phải nghe đường dẫn để so sánh tín hiệu phát với tín hiệu nhận xem có xảy xung đột hay không (collision detection) - Trong trường hợp xảy xung đột, trạm phải hủy bỏ điện mình, chờ thời gian ngẫu nhiên thử gửi lại Một tình xảy xung đột tiêu biểu cách khắc phục minh họa hình Trạm A C nghe đường dẫn Đường dẫn rỗi nên A gửi trước Trong tín hiệu từ trạm A gửi chưa kịp tới nên trạm C không hay biết gửi, gây xung đột điểm gần C A C nhận tín hiệu phản hồi, so sánh với tín hiệu gửi phát xung đột Cả hai trạm phải hủy bỏ điện gửi cách không phát tiếp, trạm muốn nhận không nhận cờ hiệu kết thúc điện coi điện khơng hợp lệ A C gửi tín hiệu “ jam” đặc biệt để báo cho trạm cần nhận biết Sau trạm chờ thời gian chờ ngẫu nhiên, trước thử phát lại Thời gian chờ ngẫu nhiên nhiên phải tính theo thuật tốn để cho thời gian chờ ngắn cách hợp lí khơng giống trạm chờ Thông thường thời gian chờ bội số hai lần thời gian lan truyền tín hiệu Ts Ưu điểm CSMA/CD tính chất đơn giản, linh hoạt Khác với phương pháp tiền định, việc ghép thêm hay bỏ trạm mạng khơng ảnh hưởng tới hoạt động hệ thống Chính vậy, phương pháp áp dụng rộng rãi mạng Ethernet Nhược điểm CSMA/CD tính chất bất định thời gian phản ứng Các trạm bình đẳng nên trình chờ trạm lặp lặp lại, khơng xác định tương đối xác thời gian Hiệu suất sử dụng đường truyền thấp Rõ ràng, không kết hợp thêm với kỹ thuật khác phương pháp khơng thích hợp với cấp thấp, đòi hỏi trao đổi liệu định kỳ, thời gian thực 1.5 Các loại mạng Ethernet IEEE phát triển chuẩn Ethernet nhiều công nghệ truyền dẫn khác có nhiều loại mạng Ethernet Mỗi loại mạng mô tả dựa theo ba yếu tố: tốc độ, phương thức tín hiệu sử dụng đặc tính đường truyền vật lý 1.5.1 Các hệ thống Ethernet 10Mb/s - 10Base5 Đây tiêu chuẩn Ethernet đầu tiên, dựa cáp đồng trục loại dày Tốc độ đạt 10 Mb/s, sử dụng băng tần sở, chiều dài cáp tối đa cho phân đoạn mạng 500m - 10Base2 Có tên khác “thin Ethernet” , dựa hệ thống cáp đồng trục mỏng với tốc độ 10 Mb/s, chiều dài cáp tối đa phân đoạn 185 m (IEEE làm tròn thành 200m) - 10BaseT Chữ T viết tắt “twisted”: cáp xoắn cặp 10BaseT hoạt động tốc độ 10 Mb/s dựa hệ thống cáp xoắn cặp Cat trở lên 10 - 10BaseF F viết tắt Fiber Optic ( sợi quang) Đây chuẩn Ethernet dùng cho sợi quang hoạt động tốc độ 10 Mb/s , đời năm 1993 1.5.2 Các hệ thống Ethernet 100 Mb/s – Ethernet cao tốc ( Fast Ethernet ) - 100BaseT Chuẩn Ethernet hoạt động với tốc độ 100 Mb/s cắp xoắn cặp lẫn cáp sợi quang - 100BaseX Chữ X nói lên đặc tính mã hóa đường truyền hệ thống (sử dụng phương pháp mã hoá 4B/5B chuẩn FDDI) Bao gồm chuẩn 100BaseFX 100BaseTX:  100BaseFX Tốc độ 100Mb/s, sử dụng cáp sợi quang đa mode  100BaseTX Tốc độ 100Mb/s, sử dụng cắp xoắn cặp  100BaseT2 100BaseT4 Các chuẩn sử dụng cặp cặp cáp xoắn cặp Cat trở lên nhiên hai chuẩn sử dụng 1.5.3 Các hệ thống Giga Ethernet - 1000BaseX Chữ X nói lên đặc tính mã hố đường truyền ( chuẩn dựa kiểu mã hoá 8B/10B dùng hệ thống kết nối tốc độ cao Fibre Channel phát triển ANSI) Chuẩn 1000BaseX gồm loại:  1000Base-SX: tốc độ 1000 Mb/s, sử dụng sợi quang với sóng ngắn  1000Base-LX: tốc độ 1000 Mb/s, sử dụng sợi quang với sóng dài  1000Base-CX: tốc độ 1000 Mb/s, sử dụng cáp đồng - 1000BaseT Hoạt động tốc độ Giga bit, băng tần sở cáp xoắn cặp Cat trở lên Sử dụng kiểu mã hoá đường truyền riêng để đạt tốc độ cao loại cáp 1.6 Chuẩn IEEE 802 IEEE 802 họ chuẩn IEEE dành cho mạng LAN mạng MAN (metropolitan area network) Cụ thể hơn, chuẩn IEEE 802 giới hạn cho mạng mang gói tin có kích thước đa dạng (Khác với mạng này, liệu mạng cell-based truyền theo đơn vị nhỏ có kích thước gọi cell Các mạng Isochronous, nơi liệu truyền theo dòng liên tục octet, nhóm octet, khoảng thời gian đặn, nằm phạm vi chuẩn này) 11 Các dịch vụ giao thức đặc tả IEEE 802 ánh xạ tới hai tầng thấp (tầng liên kết liệu tầng vật lý mơ hình tầng OSI Thực tế, IEEE 802 chia tầng liên kết liệu OSI thành hai tầng LLC (điều khiển liên kết lôgic) MAC (điều khiển truy nhập mơi trường truyền), tầng liệt kê sau: - Tầng liên kết liệu - Tầng LLC - Tầng MAC - Tầng vật lý Họ chuẩn IEEE 802 bảo trì Ban Tiêu chuẩn LAN/MAN IEEE 802 (IEEE 802 LAN/MAN Standards Committee (LMSC)) Các chuẩn dùng rộng rãi dành cho họ Ethernet, Token Ring, mạng LAN không dây, mạng LAN dùng bridge bridge ảo (Bridging and Virtual Bridged LANs) Chuẩn dành cho họ Ethernet chuẩn IEEE 802.3 12 CHƯƠNG HỌ GIAO THỨC TCP/IP 2.1 Họ giao thức TCP/IP TCP/IP viết tắt Transmission Control Protocol / Internet Protocol (Giao thức Điều Khiển Truyền Thông /Giao thức Internet) TCP/IP không gồm giao thức mà thực tế tập hợp nhiều giao thức TCP/IP sử dụng mơ hình truyền thơng tầng hay cịn gọi mơ hình DoD (Mơ hình Bộ Quốc Phịng Mỹ) Các tầng mơ hình là: - Tầng Ứng Dụng (Application Layer) - Tầng Giao Vận (Transport Layer) - Tầng Liên Mạng (Internet Layer) - Tầng Giao Tiếp Mạng (Network Interface Layer) Hình 3: Cấu trúc họ giao thức TCP/IP 2.1.1 Tầng Ứng Dụng (Application Layer) Gồm nhiều giao thức cung cấp cho ứng dụng người dùng Được sử dụng để định dạng trao đổi thông tin người dùng số giao thức thông dụng tầng là: - DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol): Giao thức cấu hình trạm động - DNS (Domain Name System): Hệ thống tên miền 13 - SNMP (Simple Network Management Protocol): Giao thức quản lý mạng đơn giản - FTP (File Transfer Protocol): Giao thức truyền tập tin - TFTP (Trivial File Transfer Protocol): Giao truyền tập tin bình thường - SMTP (Simple Mail Transfer Protocol): Giao thức gửi thư đơn giản - TELNET: chương trình mơ thiết bị đầu cuối cho phép người dùng login vào máy chủ từ máy tính mạng Tầng ứng dụng trao đổi liệu với lớp (lớp vận chuyển) qua cổng Việc dùng cổng số cho phép giao thức lớp vận chuyển biết loại nội dung chứa bên gói liệu Những cổng đánh số ứng dụng chuẩn thường dùng cổng Ví dụ: giao thức FTP dùng cổng 20 cho liệu cổng 21 cho điều khiển, giao thức SMTP dùng cổng 25… 2.1.2 Tầng Giao Vận (Transport Layer) Có trách nhiệm thiết lập phiên truyền thơng máy tính quy định cách truyền liệu giao thức tầng gồm: - UDP (User Datagram Protocol): Cịn gọi Giao Thức Gói Người Dùng UDP cung cấp kênh truyền thông phi kết nối nên khơng đảm bảo truyền liệu cách tin cậy Các ứng dụng dùng UDP thường truyền gói có kích thước nhỏ, độ tin cậy liệu phụ thuộc vào ứng dụng - TCP (Transmission Control Protocol): Ngược lại với UDP, TCP cung cấp kênh truyền thông hướng kết nối đảm bảo truyền liệu cách tin cậy TCP thường truyền gói tin có kích thước lớn u cầu phía nhận xác nhận gói tin nhận 2.1.3 Tầng Internet (Internet Layer) Nằm bên tầng truy nhập mạng Tầng có chức gán địa chỉ, đóng gói định tuyến (Route) liệu giao thức quan trọng tầng gồm: - IP (Internet Protocol): Có chức gán địa cho liệu trước truyền định tuyến chúng tới đích - ARP (Address Resolution Protocol): Có chức biên dịch địa IP máy đích thành địa MAC 14 - ICMP (Internet Control Message Protocol): Có chức thơng báo lỗi trường hợp truyền liệu bị hỏng - IGMP (Internet Group Management Protocol): Có chức điều khiển truyền đa hướng (Multicast) 2.1.4 Lớp giao tiếp mạng Tầng giao tiếp mạng liên quan tới việc trao đổi liệu hai trạm thiết bị mạng Các chức bao gồm việc kiểm soát truy nhập mơi trường truyền dẫn, kiểm sốt lỗi lưu thông liệu Datagram tạo từ lớp Internet gửi xuống tới lớp truy nhập mạng truyền liệu, tầng giao tiếp mạng lấy liệu từ mạng gửi tới lớp Internet nhận liệu Như đề cập phần trên, Ethernet giao thức cấp có ba lớp LLC ( Logic Link Control ), MAC ( Media Access Control ) lớp vật lí Physical 2.2 Cấu trúc gói tin IP,TCP,UDP 2.2.1 Cấu trúc địa IP Mạng Internet dùng hệ thống địa IP (32 bit) để "định vị" máy tính liên kết với Có hai cách đánh địa phụ thuộc vào cách liên kết máy tính cụ thể Nếu máy tính kết nối trực tiếp với mạng Internet NIC (Network Information Centre) cấp cho máy tính địa IP (IP Address) Nếu máy tính khơng kết nối trực tiếp với mạng Internet mà thơng qua mạng cục người quản trị mạng cấp cho máy tính địa IP (tuy nhiên cho phép NIC) Hệ thống địa thiết kế mềm dẻo qua phân lớp, có lớp địa IP : A, B, C, D, E Sự khác lớp địa khả tổ chức cấu trúc 15 Bảng 2: Tổ chức địa IP Class A Class B Netid 16 Hostid Netid Class C Class D Class E 24 Hostid Netid Hostid Multicast address Reverved for future use - Địa lớp A: Lớp A sử dụng byte byte để đánh địa mạng Như hình trên, nhận bit byte địa có giá trị bytes lại sử dụng để đánh địa máy mạng Có 126 địa lớp A (được đánh địa byte thứ nhất) với số máy tính mạng 2563 - = 16.777.214 máy cho địa lớp A (sử dụng bytes để đánh địa máy) - Địa lớp B: Một địa lớp B nhận bit byte thứ mang giá trị 10 Lớp B sử dụng byte byte để đánh địa mạng byte cuối đánh địa máy mạng Có 64*256 - = 16.128 địa mạng lớp B với 65.534 máy cho địa lớp B - Địa lớp C: Một địa lớp C nhận với bit đầu mang giá trị 110 Mạng lớp C sử dụng byte đầu để đánh địa mạng byte cuối đánh địa máy tính có mạng Có 2.097.152 -2 địa lớp C, địa lớp C có 254 máy - Địa lớp D: Dùng để gửi IP datagram tới nhóm host mạng - Địa lớp E: Dùng để dự phòng dùng tương lai 2.2.2 Cấu trúc gói tin IP - Ver-4 bít: version hành ip dùng, trường khác với phiên IP thiết bị nhận, thiết bị nhận loại bỏ gói tin - IHL(IP Header Length)-4bít: độ dài phần header gói tin, tính theo từ 32 bít 16 - TOS(Type of Service)-1byte: cho biết dịch vụ mà gói tin muốn sử dụng chẳng hạn độ ưu tiên, thời hạn chậm trễ, suất truyền độ tin cậy Cụ thể sau:  bít đầu (Precedence) quyền ưu tiên gửi gói tin, từ gói tin bình thường đến gói tin kiểm sốt mạng  bít (Delay) độ trễ yêu cầu, ứng với gói tin có độ trễ bình thường, ứng với gói tin có độ trễ thấp  bít (Throughput) thơng lượng u cầu sử dụng để truyền gói tin với lựa chọn truyền đường thông suất thấp hay đường thông suất cao, ứng với thông lượng bình thường, ứng với thơng lượng cao  bít (Reliability) độ tin cậy yêu cầu, ứng với độ tin cậy bình thường, ứng với độ tin cậy cao - Total Length-2byte:chỉ độ dài tồn gói tin tính phần header, tính theo đơn vị byte - Indentification-16 bít: với tham số khác Source Address, Destination Address dùng để định danh gói tin thời gian tồn mạng - Flags: Các gói tin truyền đường bị phân thành nhiều gói tin nhỏ Trường Flags dùng để điều khiển phân đoạn lắp ghép gói tin Cụ thể sau:  Bít 0: chưa sử dụng, ln lấy giá trị  Bít 1: ứng với gói tin bị phân mảnh, ứng với gói tin khơng bị phân mảnh  Bít 2: ứng với gói tin thuộc phân đoạn cuối gói tin gốc, ứng với gói tin khơng phải phân đoạn cuối gói tin gốc - Fragment Offset-13bít: vị trí phân đoạn gói tin gốc, tính theo đơn vị byte - Time To Live-1byte: quy định thời gian tồn tính giây gói tin mạng Thời gian đặt trạm gửi giảm (thường quy ước 1) gói tin qua router liên mạng Một giá trị tối thiểu phải đủ lớn để mạng hoạt động tốt 17 - Protocol: Chỉ tầng giao thức nhận vùng liệu trạm đích TCP có ứng với giá trị 6, UDP ứng với giá trị 17, ứng với ICMP - Header Checksum-2byte: Dùng để phát lỗi header gói tin xảy q trình truyền - Source IP Address-4byte: Địa IP nơi truyền gói tin - Destination IP Address-4byte: Địa IP nơi nhận gói tin - IP Option-độ dài thay đổi: Khai báo lựa chọn người sử dụng yêu cầu, ví dụ như: mức độ bảo mật, đường mà gói tin gửi đi, timestamp router - Padding-độ dài thay đổi: Dùng để đảm bảo phần header kết thúc mốc 32 bít - Data: chứa thơng tin lớp ,chiều dài thay đổi đến 64Kb 2.2.3 Cấu trúc gói tin TCP Đơn vị liệu TCP gọi Segment với cấu trúc sau: - Source Port-2 byte: số hiệu cổng TCP trạm nguồn - Destination Port-2byte: số hiệu cổng TCP trạm đích - Sequence number: số hiệu byte segment, cờ SYN bật số thứ tự gói ban đầu byte gửi có số thứ tự cộng thêm Nếu khơng có cờ SYN số thứ tự byte - Acknowledgment Number-2byte: cờ ACK bật giá trị trường số thứ tự gói tin mà bên nhận cần Báo nhận tốt segment mà trạm đích gửi cho trạm nguồn - Data offset-4bit: độ dài phần header tính theo đơn vị từ 32 bit Tham số vị trí bắt đầu nguồn liệu - Reserved-6 bít - Flags: bít điều khiển  URG: Vùng trỏ khẩn (Urgent pointer) có hiệu lực  ACK: Vùng báo nhận ACK number có hiệu lực  PSH: Chức PUSH  RST: khởi động lại liên kết 18  SYN: đồng hoá số hiệu  FIND: khơng cịn liệu từ trạm nguồn - Window-2byte: số byte liệu byte ACK number mà trạm nguồn sẵn sàng để nhận - Checksum: checksum cho phần header lẫn liệu - Urgent Pointer-2byte: cờ URG bật giá trị trường số từ 16 bit mà số thứ tự gói tin (sequence number) cần dịch trái - Option-2byte: vùng tuỳ chọn, khai báo option TCP có độ dài tối đa vùng TCP data segment - Padding: phần chèn thêm vào header để đảm bảo phần header kết thúc mốc 32 bít - TCP data: chứa liệu tầng có độ dài tối đa ngầm định 536byte Giá trị khai báo trường Option 2.2.4 Cấu trúc gói tin UDP Vùng header UDP có 64 bít với trường : - Source Port-2byte: xác định cổng người gửi thơng tin có ý nghĩa muốn nhận thơng tin phản hồi từ người nhận Nếu khơng đặt - Destination Port-2byte: xác định cổng nhận thông tin trường cần thiết - Length-2byte: chiều dài tồn gói tin(phần header phần liệu) Chiều dài tối thiểu byte gói tin khơng có liệu, có header - Checksum-2byte: dùng cho việc kiểm tra lỗi phần header phần liệu 19 CHƯƠNG PHẦN CỨNG 3.1 Vi điều khiển PIC 18F67J60 3.1.1 Các đặc trưng PIC 18F67J60 Vi điều khiển PIC18F67J60 vi điều khiển thuộc dòng vi điều khiển PIC19F97J60, có đặc trưng chung họ vi điều khiển 3.1.1.1 Các đặc trưng chung: - Sử dụng thạch anh 25MHz cho ứng dụng Ethernet - Bộ nhớ chương trình 128Kbyte ( 65532 lệnh) - Bộ nhớ liệu 3808 byte - Có 39 chân I/O thuộc port A,B,C,D,E,F,G - Có Timer:  Timer0 : vận hành định thời bit 16 bit, đếm  Timer1 : vận hành định thời bit, đếm  Timer2 : vận hành định thời bit, đếm  Timer3 : vận hành định thời 16 bít, đếm  Timer4 : vận hành định thời bít, đếm - Có module Capture/Compare/PWM - Có module EnhancedCapture/Compare/PWM - Các giao tiếp nối tiếp MSSP (Master Synchronous Serial Port) Enhanced USART (Universal asynchronous receiver/transmitter) - Có 11 kênh chuyển đổi A/D 10 bit 3.1.1.2 Đặc trưng Ethernet: - Sử dụng chuẩn IEEE 802.3 - Tích hợp MAC 10Base-T PHY - kbyte nhớ đệm SRAM để lưu trữ gói tin truyền/nhận - Có led để trạng thái hoạt động 20 ... khóa luận sử dụng thư viện TCP/IP Stack Microchip phần mềm MPLAB C18 để lập trình cho mạch demo thực đo lường điều khiển thông qua mạng truyền thơng Ethernet Kết luận Trình bày kết đạt khóa luận. .. hay đường thơng suất cao, ứng với thơng lượng bình thường, ứng với thơng lượng cao  bít (Reliability) độ tin cậy yêu cầu, ứng với độ tin cậy bình thường, ứng với độ tin cậy cao - Total Length-2byte:chỉ... nhiệt độ 61 KẾT LUẬN 64 MỞ ĐẦU Ethernet kiểu mạng cục (LAN) sử dụng rộng rãi nay, ứng dụng có mặt nhiều lĩnh vực đời sống cơng nghiệp Khóa luận tốt nghiệp với đề tài “Module