a. Giới thiệu phần mềm lập trình
Vì chƣơng trình đƣợc viết bằng ngôn ngữ C nên ta có thể sử dụng bất cứ phần mềm lập trình nào có hỗ trợ ngôn ngữ C để chỉnh sửa.
Phần mềm đƣợc sử dụng để nạp chƣơng trình cho mạch điều khiển máy khắc laser là Arduino IDE. Để có thể cài đặt phần mềm này ta làm theo các bƣớc sau:
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 78
Bƣớc 1: Cài đặt Java Runtime Environment (JRE)
Ta truy cập vào trang web “oracle.com”. Ta vào mục Products, rồi chọn Java ở cột Software.
Hình 4.29: Truy cập vào trang web oracle.com để tải Java
Tiếp đến, ta chọn Download Java ở góc phải màn hình.
Hình 4.30: Nhấn vào Download Java
Sau đó kéo xuống tìm đến mục JRE Download.
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 79
Kéo xuống dƣới cuối trang tìm để tìm phiên bản cho Windows x64 và chọn file.exe.
Hình 4.32: Tải phiên bản Java phù hợp với hệ điều hành
Sau khi tải về ta tiến hành cài đặt.
Bƣớc 2: cài đặt phần mềm Arduino IDE và driver.
Tiếp theo ta tải phần mềm Arduino IDE. Truy cập vào trang web “arduino.cc”. Vào mục Software chọn Download, rồi tìm đến mục download chọn phiên bạn cho Windows.
Hình 4.33: Truy cập vào trang web arduino.cc để tải Arduino IDE
Ta chọn Just Download.
Hình 4.34: Nhấn vào Just Download
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 80
Sau đó, ta cài đặt driver CH340 để có giao tiếp giữa máy tính với mạch điều khiển. Ta truy cập vào thƣ mục Arduino mà ta cài đặt ở trên, tìm đến thƣ mục drivers.
Sau đó chọn dpinst-amd64 để cài đặt driver.
Hình 4.35: Cài đặt driver giao tiếp
Cài đặt driver CH340 cho laptop và khi kết nối sẽ hiển thị nhƣ sau:
Hình 4.36: Cài đặt thành công
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 81
Ta mở phần Arduino IDE lên.
Hình 4.37: Cửa sổ làm việc của phần mềm Arduino IDE
Trong cửa số của phần mềm sẽ tạo sẵn một “sketch” là nơi ta sẽ viết chƣơng trình. Có các nút nhấn Verify (dùng để biên dịch chƣơng trình), Upload (nạp chƣơng trình vào vi điều khiển ATmega328P), New (tạo một sketch mới), Open (để mở một chƣơng trình đã có), Save (lƣu chƣơng trình đang viết) và Serial Monitor (khi nhấn vào sẽ hiện một cửa số để ngƣời dùng giao tiếp với vi điều khiển nếu nhƣ chƣơng trình của vi điều khiển có sử dụng giao tiếp UART). Một project khi đƣợc tạo sẽ có sẵn một mẫu cấu trúc chƣơng trình. Phần đầu là void setup() sẽ là nơi ta viết các dòng lệnh khởi tạo (chỉ thực hiện một lần) và phần sau là void loop() sẽ nơi ta viết chƣơng trình chính (chƣơng trình đƣợc thực hiện liên tục một cách tuần tự trong vòng lặp vô tận).
Bƣớc 3: Tải chƣơng trình điều khiển
Chƣơng trình này có tên GRBL, để có thể tải đƣợc chƣơng trình này ta truy cập trang web “github.com” và tìm kiếm với từ khóa “gnea/grbl”. Sau đó nhấn chọn mục có tên nhƣ từ khóa.
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 82
Hình 4.38: Truy cập trang web github.com để tải chương trình GRBL
Tiếp đến, chọn vào ô “Code” màu xanh lục và chọn mục “Download ZIP” để tải code của chƣơng trình GRBL.
Hình 4.39: Nhấn vào Downoad ZIP để tải
Bƣớc 4: cài đặt chƣơng trình
Sau khi tải về ta giải nén file.ZIP và vào thƣ mục vừa giải nén. Tìm đến thƣ mục “grbl”, đây là thƣ mục chứa chƣơng trình cần nạp cho vi điều khiển ATmega328P.
Để nạp chƣơng trình vào cho vi điều khiển ATmega328P, ta nén thƣ mục “grbl” dƣới dạng file.ZIP (phần mềm Arduino IDE chỉ có thể thêm thƣ viện nén có đuôi .ZIP).
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 83
Hình 4.40: Nén chương trình GRBL thành file.ZIP
Tiếp đến, ta mở phần mềm Arduino IDE và thêm file “grbl.ZIP” vào. Chọn thẻ Sketch, rồi Include Library và chọn “Add .ZIP library”.
Hình 4.41: Mở phần thêm thư viện file.ZIP
Khi đó một cửa sổ hiện ra và ta tìm đến thƣ mục chƣa chƣơng trình grbl và chọn file nén.
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 84
Sau đó, vào thẻ File, chọn Examples, tìm đến grbl và chọn grblUpload.
Hình 4.43: Mở sketch grblUpload
Sau đó, ta kết nối mạch điều khiển vào máy tính, chọn thẻ Tools, chọn Board là Arduino Uno (vì ta đang sử dụng vi điều khiển ATmega328P với Bootloader của board Uno). Port tùy thuộc vào cổng USB trên máy tính mà mạch điều khiển kết nối.
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 85
Cuối cùng nhấn Upload để nạp chƣơng trình vào vi điều khiển, khi hiện “Done uploadng” thì quá trình nạp đã hoàn thành.
Hình 4.45: Nạp chương trình vào mạch điều khiển
b. Giới thiệu chƣơng trình hệ thống
Chƣơng trình GRBL đƣợc viết chi tiết với một chƣơng trình chính, nằm trong file “main.c”, khởi tạo các biến và thiết lập các thông số. Một hàm chứa hệ thống chính của GRBL, có tên là “protocol_main_loop()” nằm trong file “protocol.c”, mọi hoạt động của máy khắc từ lúc nhận dữ liệu từ máy tính đến điều khiển động cơ bƣớc đều thực hiện ở đây. Vì phần chƣơng trình khá dài nên nhóm sẽ để chƣơng trình ở phần phụ lục của báo cáo.