III. TÀI LIỆU THAM KHẢO:
3.2 Phần mềm hỗ trợ lập trình hệ thống phanh ABS trên xe gắn máy
3.2.1 Phần mềm Arduino.
3.2.1.1 Giới thiệu sơ lược về phần mềm Arduino
Môi trường phát triển tích hợp (IDE) Arduino là một ứng dụng đa nền tảng được viết bằng Java, và được dẫn xuất từ IDE cho ngôn ngữ lập trình xử lý và các dự án lắp ráp. Nó được thiết kế để làm nhập môn lập trình cho các nhà lập trình và những người mới sử dụng khác không quen thuộc với phát triển phần mềm. Nó bao gồm một trình soạn thảo với các tính năng như làm nổi bật cú pháp, khớp dấu ngoặc khối chương trình, và thụt đầu dòng tự động, và cũng có khả năng biên dịch và tải lên các chương trình vào bo mạch với một nhấp chuột duy nhất. Một chương trình hoặc mã viết cho Arduino được gọi là "sketch" .
Chương trình Arduino được viết bằng C hoặc C++. Arduino IDE đi kèm với một thư viện phần mềm được gọi là "Wiring" từ dự án lắp ráp ban đầu, cho hoạt động đầu vào/đầu ra phổ biến trở nên dễ dàng hơn nhiều. Người sử dụng chỉ cần định nghĩa hai hàm để thực hiện một chương trình điều hành theo chu kỳ :
setup() : hàm chạy một lần duy nhất vào lúc bắt đầu của một chương trình dùng để khởi tạo các thiết lập.
Khi các bật điện bảng mạch Arduino, reset hay nạp chương trình mới, hàm setup() sẽ được gọi đến đầu tiên. Sau khi xử lý xong hàm setup(), Arduino sẽ nhảy đến hàm loop() và lặp vô hạn hàm này cho đến khi tắt điện bo mạch Arduino.
Arduino IDE sử dụng GNU toolchain và AVR libc để biên dịch chương trình, và sử dụng avrdude để tải lên các chương trình vào bo mạch chủ. Do nền tảng Arduino sử dụng vi điều khiển Atmel, môi trường phát triển của Atmel, AVR Studio hoặc Atmel Studio mới hơn, cũng có thể được sử dụng để phát triển phần mềm cho các Arduino
3.2.1.2 Giao diện phần mềm Arduino.
Giao diện của phần mềm Arduino được chia thành ba vùng:
Hình 3.6: Giao diện của phần mềm Arduino
Vùng lệnh
Bao gồm các nút lệnh menu (File, Edit, Sketch, Tools, Help). Phía dưới là các icon cho phép sử dụng nhanh các chức năng thường dùng của IDE được miêu tả như sau:
Hình 3.7: Các nút lệnh phần mềm Arduino
Vùng viết chương trình.
Chúng ta sẽ viết các đoạn mã của mình tại đây. Tên chương trình được hiển thị ngay dưới dãy các Icon, ở đây nó tên là “Blink”. Để ý rằng phía sau tên chương trình có một dấu “§”. Điều đó có nghĩa là đoạn chương trình chưa được lưu lại.
Vùng thông báo( Debug).
Hình 3.9: Vùng thông báo
Những thông báo từ IDE sẽ được hiển thị tại đây. Để ý rằng góc dưới cùng bên phải hiển thị loại board Arduino và cổng COM được sử dụng. Luôn chú ý tới mục này bởi nếu chọn sai loại board hoặc cổng COM, sẽ không thể upload được chương trình.
3.2.1.3 Một số lưu ý khi sử dụng.
Khi lập trình, cần chọn port (cổng kết nối khi gắn board vào). Giả sử đang dùng mạch Arduino Uno, và khi gắn board này vào máy tính bằng cáp USB nó được nhận là COM4 thì chỉnh như thế này là có thể lập trình được.
3.2.2 Phần mềm mô phỏng mạch điện tử Proteus 3.2.2.1 Giới thiệu về phần mềm Proteus
Phần mềm Proteus là phần mềm cho phép mô phỏng hoạt động của mạch điện tử tương tự và sô bao gồm phần thiết kế mạch và viết chương trình điều khiển cho các họ vi điều khiển như MCS-51, PIC, AVR, Arduino,…
Phần mềm gồm hai chương trình: ISIS (Intelligent Schematic input System) cho phép mô phỏng mạch và ARES (Advanced Routing & Editing Software) dùng để vẽ mạch in. Đối với những sinh viên ngành kỹ thuật ô tô, công cụ ISIS rất dễ dàng tiếp cận vì nó hệ thống đầy đủ tất cả các linh kiện điện tử tương tự và số cơ bản, các công cụ đo đạc trong thực tế. Ngoài ra, nó còn có các công cụ để mô phỏng trực quan các quá trình trong mạch.
Proteus là công cụ mô phỏng cho các loại vi điều khiển khá tốt, nó hỗ trợ các dòng vi điều khiển PIC, 8051, PIC, dsPIC, AVR, HC11, MSP430, ARM7/LPC2000... Các giao tiếp I2C, SPI, CAN, USB, Ethenet,... Ngoài ra còn mô phỏng các mạch số, mạch tương tự một cách hiệu quả.
3.2.2.2 Giao diện làm việc của phần mềm Proteus.
Giao diện khởi tạo của phần mềm proteus
Ðể vẽ sơ đồ nguyên lý, vào Start Menu khởi động chuong trình ISIS. Chương trình đuợc khởi động và có giao diện như Hình 3.10.
Trong Hình 3.10 chỉ rõ ở giao diện gồm có: vùng làm việc chính, vùng hiển thị, thanh công cụ, vùng lựa chọn, thanh tác vụ và các nút mô phỏng. Vùng làm việc chính là vùng tại đó ta vẻ các linh kiện điện tử, nối dây các linh kiện, đặt các máy đo, hiển thị các đồ thị mong muốn.
Thanh công cụ gồm các thành phần cơ bản sau:
Section Mode: Chức năng dùng để chọn linh kiện.
Component Mode: Dùng để lấy linh kiện trong thư viện linh kiện. Wire Lable Mode: Đặt tên cho dây.
Terminals Mode: Chứa Power, Ground,…
Và còn nhiều các chức năng khác.
Hình 3.10: Giao diện làm việc của phần mềm Proteus
Sử dụng thư viện ISIS trong Proteus.
Ðể lấy các linh kiện điện tử ta phải vào đuợc thư viện chính isis, nhìn vào phía trái của chương trình và thực hiện nhu sau:
Bấm vào biểu tuợng Component Mode ,sau đó bấm vào chử P hoặc nhấn phím tắt P trên Keyboad như hình 3.14.
Hình 3.11: Các cách lấy linh kiện điện tử
Khung chương trình chọn linh kiện Pick Devices hiện ra như hình dưới:
Trong hình 3 có phần keyword: là ô tìm kiếm, ta đánh các từ khóa cần tìm ví dụ: resistor (không phân biệt chữ hoa và chữ thuờng). Ở phần Category sẽ hiển thị các thư mục liên quan dến từ khóa. Phần Sub-category là nhóm con của phần trên. Phần Manufacturer là tên của nhà sản xuất linh kiện. Ở ô Preview là ô hiển thị trên sơ đồ nguyên lý. Nếu linh kiện trong sơ đồ nguyên lý không có hình dáng trên sơ đồ mạch in (hay kiểu đóng gói thì khi chuyển sang sơ dồ mạch in chúng ta phải thiết kế dạng chân. Mục ở giữa là kết quả hiển thị.
Double Click vào linh kiện cần lấy, lập tức linh kiện sẻ duợc bổ sung vào “vùng chọn lựa” ở ngoài giao diện chỉnh.
Tới đây, chúng ta vẫn chưa thể ấn nút PLAY (là nút tam giác ở góc trái phía dưới màn hình) để mô phỏng được đâu, sẽ báo 2 Error(s) như hình trên, bởi vì board Arduino UNO chưa cócode nạp vào. Lúc này ta cần phải đưa file .hex vào để mô phỏng.
Lấy .hex từ Arduino IDE.
Dưới đây là một ví dụ về cách lấy .hex từ Arduino IDE:
Mở Arduino IDE lên, vì ta muốn mô phỏng led nhấp nháy nên sẽ vào File - Examples - 01. Basics - Blink để mở đoạn code led nhấp nháy. Do không muốn phải chỉnh sửa code nên mình đã mắc sẵn led vào chân 13. Cũng tại IDE, Click vào File -
Preferences, sẽ xuất hiện hộp thoại Preferences, tại đây tick vào ô
Tiếp đó ấn để Built chương trình. Chúng ta để ý sẽ thấy điều khác biệt: trình biên dịch IDE sẽ Built cho chúng ta một file .hex được lưu ở đường dẫn như hình dưới:
Bây giờ đã có file .hex bằng cách tô đen và click chuột phải để sao chép đường dẫn. Điều cần làm lúc này là mở mạch hồi nãy chúng ta vẽ lên và double click vào board Arduino. Hộp thoại Edit Component xuất hiện. Tại khung Program File, click chuột phải để đưa .hex lúc nãy đã sao chép vào mạch Arduino. Sau đó ấn OK.
Lúc này chỉ cần ấn nút PLAY để mô phỏng và xem kết quả đã thực hiện. Để dừng mô phỏng ấn STOP .
CHƯƠNG 4:
THIẾT KẾ MÔ HÌNH HOẠT ĐỘNG HỆ THỐNG PHANH ABS XE GẮN MÁY