kỸ thuẬt giao tiẾp mÁy tÍnh (lý thuyết 15t – thực hành 30t

KỸ THUẬT GIAO TIẾP MÁY TÍNH

(Lý thuyết 15t – Thực hành 30t )

PC INTERACTION TECHNOLOGY

TRƢỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TPHCM

KHOA CƠ KHÍ CÔNG NGHỆ

BỘ MÔN CƠ ĐiỆN TỬ

GV: Th.S Nguyễn Tấn Phúc.

Bộ môn : Cơ Điện Tử - Khoa : Cơ Khí Công Nghệ- ĐHNL

Tel : 01267102772.

Email: [email protected].

[email protected]

Web: http://www2.hcmuaf.edu.vn/?ur=phucnt.

Face book: dhnl thayphuc

mailto:[email protected]

mailto:[email protected]

http://www2.hcmuaf.edu.vn/?ur=phucnt

Nắm được 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 .

2

MỤC ĐÍCH MÔN HỌC

VẬT LIỆU HỌC TẬP

3

1. Hướng Dẫn Sử Dụng Cơ Bản Arduino –

Nguyễn Trung Tính .

2. Slide bài giảng – Th.S Nguyễn Tấn Phúc .

3. Taì liệu hướng dẫn cơ bản thực hành giao tiếp máy tính -

- Th.S Nguyễn Tấn Phúc

VẬT LIỆU HỌC TẬP

PC :

PROTEUS 7.6. .

VPSE : VIRTUAL COM

ARDUINO- IDE

PHẦN CỨNG:

• BOARD arduino – uno chế tạo.

• CÁP USB – type A .(SV được mượn , tự trang bị).

4

ĐÁNH GIÁ SV

• Kiểm tra trên lớp – điểm danh 10%

• Đồ án GTMT : 20% ( làm trong các tuần có lịch thực hành, chia nhóm 8 SV ).

• Thi cuối kỳ : 70%.

• Thời gian bảo vệ đồ án :

1. tuần 10 của học kỳ . 2. theo dõi thông báo trên facebook.

3. Thoi gian thuc hien : tuan 6-9.

5

KIẾN THỨC ĐẠT ĐƢỢC SAU MÔN HỌC

Có khả năng làm được một board mạch có vi điều khiển , có khả năng giao tiếp máy tính.

Có khả năng lập trình để tạo một giao diện từ máy tính để giám sát , điều khiển các thiết bị trong hệ thống cơ điện tử.

Có khả năng làm việc nhóm với tinh thần đoàn kết cao.

Có khả năng tiếp thu các môn HK sau, làm tốt luận văn tốt nghiệp.

6

7

NỘI DUNG MÔN HỌC

1. MỞ ĐẦU - GIỚI THIỆU CÁC CHUẨN GIAO TIẾP .

2. HỌC NHANH ARDUINO – UNO .

3. GIỚI THIỆU PROTEUS - MÔ PHỎNG ARDUINO .

4. LẬP TRÌNH GIAO TIẾP LCD , LED 7-SEGMENT.

5. KIỂM TRA, HƢỚNG DẪN ĐỒ ÁN GIAO TIẾP MÁY TÍNH.

8

ADC

Máy tính

SENSOR

Tín hiệu vật

lý

DAC

BỘ TÁI

TẠO TÍN

HiỆU

Tín hiệu vật

lý

Chƣơng 1: Mở đầu

www.themegallery.com 9

1. Kiến trúc máy tính

2. Cấu trúc chung của một khối khép nối

3. Các phƣơng pháp trao đổi tin

1. Kiến trúc máy tính


Hình 1: Kiến trúc của hệ máy tính đơn giản


* Các thiết bị nhập


* Các thiết bị xuất

13

MAINBOARD PC


* 2. Cấu trúc chung của một khối ghép

nối

/INTR1

/INTR2 BUS

m¸y

tÝnh

Phèi hî

®êng

d©y

Phèi hî

®êng

d©y

BUS

thiÕt bÞ

ngoµi

Ao

An

/WR

/RD

/WR

/RD

/CS1

.

.

/CSn

Xö lý ng¾t /INTR

/INTA

Thanh ghi tr¹ng

th¸i

Thanh ghi ®iÒu

khiÓn

Thanh ghi

®Öm ®äc/viÕt

Do - Dn

Hình 1.1 CÊu tróc chung cña mét khèi ghÐp nèi

Giải m·

®Þa chØ


* 3. Các phƣơng pháp trao đổi tin

3.1 Trao đổi tuần tự theo chƣơng trình

3.2 Trao đổi DMA


* 3.1 Trao đổi tuần tự theo chƣơng trình

ASSEMBLY PASCAL Ngôn ngữ C

IN

OUT

MOV

X:=PORT[Địa chỉ];

PORT[Địa chỉ]:=Y;

X:=import[Địa chỉ];

Outport[Địa chỉ,y];

Ngôn ngữ VB

X =Inp (Địa chỉ)

Out Địa chỉ , y


* Trao đổi bằng ngắt

*Khi thiết bị có yêu cầu trao đổi sẽ gửi tín hiệu yêu cầu ngắt

trên máy tính(yêu cầu in ấn , gửi âm thanh..)

* Máy tính dừng chương trình đang phục vụ và yêu cầu thiết bị

ngoài trao đổi tin.

*Máy tính và thiết bị ngoài trao đổi tin theo chương trình.

* Kết thúc trao đổi, máy tính trở lại điểm dừng.

18

GIAO TiẾP CỔNG LPT- SONG SONG

18


Cổng song song (Parallel port - LPT)

* Đƣợc thiết kế bởi công ty Centronics

* Mục đích ghép nối máy in với máy tính

* Mức điện áp TTL:

* 0v là mức logic LOW.

* 2v→ +5v là mức logic HIGH.

* Khoảng cách ghép nối:

* Tối đa là 8m.

* Thông thƣờng 1,5m – 2m.

* Từ 3m trở lên sử dụng cáp dẹt, hoặc xoắn

từng cặp dây tín hiệu và dây nối đất.

* Tốc độ truyền

* Phụ thuộc vào phần cứng

* Lý thuyết 1Mb/s với khoảng cách truyền 1m



Cấu trúc và cách trao đổi dữ trên cổng song song

Sơ đồ cấu trúc cổng song song




Sơ đồ nối dây và chiều tín hiệu giữa máy tính và máy in




- Các đường điều khiển: Strobe, Auto Linefeed, Reset,

Select Input xuất ra từ máy tính và điều khiển máy in

- Các đường trạng thái: Acknowledge, Busy, Paper Empty,

Select, Error tín hiệu đưa các thông báo ngược lại từ máy

in về máy tính

- Các đường dữ liệu: Truyền các byte kí tự cần in D0 – D7



Các thanh ghi ở cổng song song

* Thanh ghi du liÖu (cã ®Þa chØ c¬ së)

* Thanh ghi tr¹ng th¸i (cã ®Þa chØ cã së + 1)

* Thanh ghi ®iÒu khiÓn (cã ®Þa chØ cã së + 2)




Thanh ghi du liÖu (địa chỉ 378H)

27



Thanh ghi tr¹ng th¸i (địa chỉ 379H)




Thanh ghi ®iÒu khiÓn (địa chỉ 37AH)

29


Giao diện một hƣớng song song

30


Giao diện một hƣớng song song:

* Viết chương trình (sử dụng inpout32.dll)

Out32 Val("&H địa chỉ "), x : lệnh xuất dữ liệu

x = Inp32 Val("&H địa chỉ ") : lệnh nhập dữ liệu

* Viết chương trình (sử dụng io.dll)

Call PortOut(&H địa chỉ,x) : lệnh xuất dữ liệu

x = PortIn(&H địa chỉ): lệnh nhập dữ liệu

31

VÍ DỤ:

C0

C1

C2

C3

D0

D1

D2

D3

D4

D5

D6

D7

LP

T V

IRT

UA

L

2

3

4

5

6

7

8

9

LPT1

LPT02

330

330

330

330

330

330

330

330

* Cổng song song (Parallel port - LPT)

32




Giao diện một hƣớng 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);

34

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


GIAO TIẾP NỐI TIẾP- SERIAL COMMUNICATION

35

Chƣơng 3: Ghép nối trao đổi tin nối tiếp


2.1. Khối ghép nối song song đơn giản, các vi mạch đệm, chốt

3.2. Cổng nối tiếp

3.1. Khái niệm về truyền tin nối tiếp

3.1 Khái niệm về truyền tin nối tiếp

37

*Khái niệm:

Truyền tin nối tiếp là phương thức truyền tin trong đó

các bit mang thông tin được truyền kế tiếp nhau trên một

đường dẫn vật lý. Tại một thời điểm phía bên truyền cũng như

bên nhận chỉ có thể truyền/nhận được 1 bit.

38

ƢU ĐIỂM TRUYỀN NỐI TIẾP(so với parallel port )

- Khoảng cách truyền xa hơn song song.

- Sơ Đồ kết nối ít chân.

- Có thể truyền hồng ngoại.

- Có thể ghép với VĐK hoặc PLC.

- Cho phép nối mạng (modem).

- Cho phép tháo lắp đơn giản.

- Có thể cung cấp nguồn cho các thiết bị khác.

39

KHUYẾT ĐIỂM :

* Tốc độ truyền chậm hơn.

* Máy tính xuất dữ liệu kiểu bus song song , các thiết bị

thường phải cần các khối chuyển đổi nối tiếp song song,

song song nối tiếp khi sử dụng trao đổi tin.

Cổng nối tiếp (Serial port )

Chƣ viết tăt Chức năng

TD (Chân 3) Transmit Data Serial Data Output (TXD) - Đâu ra cua dư liêu

RD (Chân 2)

Receive Data Serial Data Input (RXD) - Dư liêu đươc nhâp vao

CTS (Chân 8)

Clear to Send Bao răng Modem săn sang trao đôi dư liêu.

DCD(Chân1) Data Carrier

Detect

Khi nao modem phat hiên ra tín hiêu mang dư liêu tư

môt modem kêt thuc khac cua the phone line, thi

Line nay trơ thanh tich cưc.

DSR(Chân 6)

Data Set Ready

Thông bao vơi UART răng the modem săn sang thiêt

lâp môt môi liên kêt .

DTR(Chân 4)

Data Terminal

Ready

Đây la sư đôi lâp vơi DSR. Bao vơi the Modem răng

the UART săn sang đê liên kêt .

RTS(Chân 7)

Request To

Send

Thông bao cho the Modem răng the UART săn sang

đê trao đôi dư liêu.

RI(Chân 9)

Ring Indicator

Goes active when modem detects a ringing signal

from the PSTN.

40

Ý nghĩa các chân tín hiệu

3.2 Cổng nối tiếp (Serial port-RS232 )

41

* Đƣợc tích hợp trên máy tính cá nhân từ năm 1990

* Mục đích kết nối các thiết bị ngoại vi:

* Bàn phím, chuột

* Modem, máy quét …

* Mức điện áp :

* Mức 0: +3V đến +12V

* Mức 1: -12V đến -3V

* Khoảng cách ghép nối:

* Tối đa là 25m.

* Thông thƣờng 1,5m – 15m.

* Từ 15m trở lên sử dụng bộ đệm, bộ lặp.

* Tốc độ truyền đƣợc quy chuẩn :

* 300, 600, 1200, 2400, 4800, 9600, 19200,

28800, 56600.

3.1 Khái niệm về truyền tin nối tiếp

42

42

*Các phương thức truyền tin:

*Phương thức đồng bộ:

Các byte chứa các bit thông tin được truyền liên tiếp trên đường truyền và chỉ được ngăn cách (phân biệt) nhau bằng bít đồng bộ khung (Syn).

*Phương thức không đồng bộ:

Các byte chứa các bit thông tin được chứa trong một khung. Một khung được bắt đầu bằng 1 bit Start, tiếp theo là các bit mang thông tin, kế tiếp là bít kiểm tra chẵn lẻ và kết thúc là bit Stop. Khoảng cách giữa các khung là 1 bit dừng bất kì, khi đó đường truyền được đặt lên mức cao.

*Phương thức lai: Đây là phương thức kết hợp của 2 phương thức trên.

Dòng cung cấp từ 10 mA đến 20 mA.

KHÁI NiỆM CHUNG

43

Truyền nhận bất đồng bộ (usart)

44

Dạng sóng truyền bất đồng bộ:

LẬP TRÌNH GIAO TIẾP

Sử Dụng :

• VPSE – virtual port serial emulator.

• Advanced serial port terminal.

• Proteus 7.

• ARDUINO-IDE ..

45

46

PHẦN MỀM TẠO CỔNG COM ẢO

47

PHẦN MỀM PROTEUS – CỔNG COM

48

QUAN SÁT CỔNG COM

49

THAM KHẢO CÁC LỆNH ARDUINO CƠ BẢN:

Cấu trúc chƣơng trình chính:

Void setup()

{

}: đây la ham khơi tạo bắt buôc trong cac chương trinh về arduino.

Void loop(){

}: đây la ham thưc thi chương trinh bắt buôc trong arduino.- nơi chứa cac

câu lênh thưc thi .

50

CHƢƠNG TRÌNH NHẬN KÝ TỰ CỔNG NỐI TIẾP

Void setup(){

Serial.begin(9600); // set tốc độ baud.

}

Void loop(){

if serial.Available() {

Char led=Serial.read();

Switch (led) {

Case ‘1’: {

digitalWrite(pin,HIGH);

Break;

}

Case ‘0’:{

digitalWrite(pin,LOW);

Break;

}

}

}

}

51

Kết quả nhập ‘1’:

52

Bai tâp nhóm:

kỸ thuẬt giao tiẾp mÁy tÍnh (lý thuyết 15t – thực hành 30t

Documents