Ứng dụng chuẩn RS-485 trong hệ thống điều khiển tự động sử dụng máy tính

Vài nét về nguồn gốc

Từ chuẩn RS-232 ban đầu đó cho đến nay EIA đă phát hành thêm nhiều chuẩn truyền thông khác mang họ RS như RS-422, RS-423, RS-485, các giao diện này đều có những ưu nhược khác nhau mà tùy theo điều kiện sản xuất mà có những áp dụng khác nhau. Là chuẩn của EIA ( Electronics Industries Association ) nhằm định nghĩa giao điện vật lý giữa DTE ( Data terminal Equipment : thiết bị đầu cuối dữ liệu ) và DCE ( Data. Communications Equipment : thiết bị cuối kênh dữ liệu ) (ví dụ giữa 1 máy tính và một modem).  Một trong những yêu cầu quan trọng của RS-232 là thời gian chuyển từ mức logic này sang mức logic khác không vượt quá 4% thời gian tồn tại của 1 bit.

Một trong những vấn đề cần lưu ý khi sử dụng RS-232 là mạch thu phát không cân bằng ( đơn cực, tức là điện áp vào so với đất ). Với chuẩn này độ lợi được gia tăng và sử dụng việc truyền tín hiệu sai biệt ( Differential data ) trên những đường truyền cân bằng. Đồng thời một giao thức mềm đựơc sử dụng để xác định địa chỉ một driver được phép truyền tại một thời điểm, các driver ở trạng thái tổng trở cao.

Các phương pháp truyền thông

Ví dụ dùng ba phần tử cùng thực hiện một chức năng, nếu đầu ra của một phần tử khác đầu ra của hai phần từ còn lại thì phát hiện sai và phải loại bỏ. Nghĩa là khi gởi 1 byte từ bộ phận này tới bộ phận khác của máy tính, không phải truyền tuần tự từng bít mà truyền đồng thời nhiều bít trên cùng các mạch dây song song. Ký tự được truyền theo các Frame, mỗi frame gồm các start bit, các bít dữ liệu của ký tự được truyền, parity bit ( để kiểm tra lỗi đường truyền), stop bit.

Xử lý truyền và nhận dữ liệu theo phương thức này sử dụng các vi mạch thu phát không đồng bộ vạn năng UART ( Universal Asynchronous Receiver Transmitter ). Phương thức truyền này không dùng các bít start, stop để đóng khung mỗi ký tự mà chèn các ký tự đặc biệt như SYN ( Synchronization ), EOT ( End of Transmission ) hoặc 1 cờ giữa các dữ liệu của người sử dụng để báo hiệu cho người nhận dữ liệu biết rằng dữ liệu đã hoặc đang đến. Xử lý truyền và nhận là các vi mạch USART ( Universal Synchronous Asynchronous Receiver Transmitter ), vi mạch này cho phép hoạt động trong cả hai chế độ truyền.

Địa chỉ Port và IRQ’s

Trong phương pháp này, một khi đã đồng bộ, các Modem vẫn tiếp tục gởi ký tự để duy trì đồng bộ, ngay cả lúc không phát dữ liệu. Phương pháp truyền đồng bộ khác phương pháp truyền bất đồng bộ ở khoảng thời gian truyền giữa hai ký tự luôn giống nhau.  Biến đổi dữ liệu song song từ CPU thành dạng nối tiếp để truyền đi, đồng thời thu dũng dữ liệu nối tiếp và đổi chỳng thành cỏc ký tự song song.

 Thêm các bit Start, stop, parity vào từng ký tự trước khi phát đi và tách các bit này ra khỏi ký tự nhận được.  Bảo đãm các bit kỳ tự truyền đi với tốc độ được lập trình trước, kiểm tra để phát hiện lỗi tương ứng : lỗi ký tự, lỗi parity. DLAB dùng truy cập bit chốt chia, khi DLAB đặt lên’1’ trong thanh ghi điều khiển đường truyền (bit thứ 7 cùa thanh ghi này), thì hai thanh ghi trở nên có giá trị ( Divisor Latch Low Byte : ‘Reg+0’, Divisor Latch High Byte : ‘Reg +1’ ), sau đó chúng ta dùng hai thanh ghi này dùng cho việc đặt tốc độ truyền thông.

Out DTR

Trong trường hợp sử dụng tín hiệu đồng hồ chuẩn từ bên ngoài thì ta đưa xung đồng hồ vào chân X-tal1 và bỏ lửng chân X-tal2. Chân RLSD ( receiver line signal detect ) chính là chân tìm thấy sóng mang ( CD hoặc DCD cho tiêu chuẩn RS-232C hoặc Syndet của 8251A ), tức là thiết lập được đường truyền. Tín hiệu RI ( Ring indicator ), cũng là tín hiệu chuẩn của RS-232C, để modem thông báo là có xung réo chuông.

Các đầu ra phụ OUT1và OUT2 dành cho người sử dụng trong trong trường hợp không tương thích với chuẩn RS-232C. Chân MS (Master reset) là chỗ nối vào của tín hiệu reset của hệ thống có tác dụng xóa tất cả các thanh ghi trong vi mạch 8250A, trừ thanh ghi đệm thu, thanh ghi đệm phát và các thanh ghi MSB và LSB của số chia.

Truyền nhận qua cổng nối tiếp

 Có hai phương pháp để điểu khiển việc thu phát dữ liệu qua UART: phương pháp hỏi vòng và phương pháp tạo ra một trình điều khiển tạo ngắt.  Tuy nhiên ta có thể sử dụng nhũng cách khác để thực hiện việc truyền dữ liệu với phương pháp đơn giản hơn về giải thuật. Sau đây là một phương pháp có thể sử dụng mà em tham khảo được trong giáo trình Lập trình ghép nối máy tính trong Windows của tác giả Ngô Diên Tập.

Dể thực hiện được nhũng lệnh trên trong Delphi chúng ta phải có một tệp tin tài nguyên hỗ trợ cú tờn là port.dll do tỏc giả cung cấp. Sau đú ta phải soạn một unit (được chỉ dẫn rất rừ trong giáo trình) để giúp Delphi nhận ra được tài nguyên này. Còn trong Delphi muốn sử dụng thì ta phải” dùng ké” tài nguyên này của VB bằng cách copy têp tin “mscom.ocs”.

Giới thiệu

Một số đặt điểm của RS-485

TextFile;