ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐIỆN TỬ LUẬN VĂN THU THẬP SỐ LIỆU DÙNG CHUẨN RS232, thuyết minh LUẬN VĂN THU THẬP SỐ LIỆU DÙNG CHUẨN RS232, bộ điều khiển lập trình SCADA, LUẬN VĂN THU THẬP SỐ LIỆU DÙNG CHUẨN RS232

I.1  Sơ lược về PC và ứng dụng PC trong Điều Khiển Tự Động:

Vào những năm 40 của thế kỷ XX, một sự kiện quan trọng trong lĩnh vực

điện toán đã xảy ra đó là sự ra đời của chiếc máy tính chữ số chạy bằng điện đầu tiên ra đời và được biết đến dưới cái tên gọi “Aniac”. “Aniac”  tổng cộng phải dùng đến 18000 chi tiết điện điện tử, ngoài ra còn có 1500 chi tiết điện và các loại linh kiện khác, tổng thể tích khoảng 90 m³ , năng 30 tấn, chiếm diện tích 170 m²  . Nếu đem so sánh với máy tính ngày nay thì nó là một cỗ máy khổng lồ. Cũng chính vì thế mà vào thời điểm đó người ta chưa thể thấy hết được tầm quan trọng của sự việc này. Nhưng đến  tháng 12 năm 1981, khi IBM  công bố về chiếc máy tính cá nhân đầu tiên của họ. Máy được thiết kế như là một máy tính để bàn vừa phải, dùng bộ vi xử lý Intel 8088. Model chuẩn dược bán với giá $3000. Máy gồm 64K RAM (bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên) trên bản mạch chính, có thể mở rộng lên tới 256 K trên bản mạch hệ thống, và 40K ROM (bộ nhớ chỉ đọc). Phần lớn ROM này được thiết kế để lưu một chương trình hỗ trợ hệ thống được gọi làhệ thống nhập/xuất cơ bản, hay BIOS. Máy PC đầu tiên có một ổ đĩa mật độ kép một mặt. Các ổ đĩa được địng dạng có khả năng lưu trữ 180K dữ liệu. Phần mềm hệ điều hành ban đầu được cung cấp bởi hãng Microsoft Corporation. Và từ đó đến nay, trong một khoảng thời gian ngắn, máy tính – PC – đã trở thành một thiết bị quan trọng hàng  đầu trong tất cả các lĩnh vực kinh tế, sản xuất, sinh hoạt và đặc biệt là trong các ngàng công nghiệp hiện đại.

Trong lĩnh vực điều khiển tự động của chúng ta thì máy tính lại đặc biệt

quan trọng hơn nữa. Nó hoặc trực tiếp hoặc gián tiếp là những “ông chủ”, hay những “giám sát viên” trong một dây truyền tự động hoặc một quy trình sản xuất. Nhưng để làm được những điều đó PC cần phải được lập trình trước hay nói cách khác là những người  biết sử dụng nó.

Một trong những yếu tố quan trọng hàng đẩu trong việc đưa PC vào các dây truyền tự động là ta phải “giao tiếp” được với nó. Có nghĩa là ta phải lập trình để cho PC có thể trao đổi dữ liệu với các thiết bị ngoại vi khác. Để từ đó ta mới có thề dùng PC để điều khiển các thiết bị ngoại vi đó. Các thiết bị ngoại vi ở đây có thể là một hay một mạng NuDam, vi xử lý(uP), PLC hay cũng có thể là một mạng các PC khác…

            Có nhiều phương thức để giao tiếp máy tính vói các thiếi bị ghép nối bên ngoài, mỗi cách đều có những ưu, nhược điểm khác nhau. Tùy theo mục đích, điều kiện sử dụng mà người ta có thể sử dụng những phương cách khác nhau sao cho có hiệu qủa nhất. Sau đây là ba phương thức được sử dụng phổ biến .

• Kết nối máy tính bằng cách sử dụng các card giao tiếp đuợc cắm trực tiếp lên các slot ở trên mainboard cùa máy tính. Có nhiều loại Bus khác nhau và mỗi loại  Bus có những ưu điểm khác nhau, những loại bus đang được sử dụng phổ biến :  ISA,  PCI, AGP, PC, MCA, EISA… . Phương pháp này có ưu điểm nổi bật là có thể trao đổi dữ liệu với dung lượng lớn, tốc độ cao. Nhưng có nhược điểm là can thiệp nhiều vào phẩn cứng của PC dễ “nguy hiểm” linh kiện tương đố đắt tiền. Một nhược điểm nữa là khi hệ thống đang vận hành ta khó có thể can thiệp được vào phần cứng.
•  Kết nối máy tính thông qua cổng song song hay cổng máy in. Loại này cũng có ưu điểm là qúa trình giao tiếp trao đổi dữ liệu với tốc độ cao nếu so sánh với phương pháp truyền nối tiếp. Nhưng phương pháp này có một nhược điểm lớn là khả năng trống nhiễu rất thấp, không thể truyền đi xa đườc.
•  Kết nối máy tính thông qua cổng nối tiếp hay cổng COM. Loại này có nhược diểm là trao đổi dữ liệu với tốc độ không cao lắm. Nhưng lại có ưu điểm nổi bật là phương thức giao tiếp đơn giản dễ sử dụng. Linh kiện lắp đặt rất phải chăng và rất dễ mua. Không can thiệp nhiều vào phần cứng của máy tính có thể tháo lắp dễ dàng khi hệ thống đang hoạt động. Khả năng chốn gnhiễu so với phuơng thức truyền song song là cao hơn nhiều. Phương thức này cũng có thể truyền đi tương đối xa.

Trong ba phương thức trên, phương thức giao tiếp máy tính qua cổng nối

tiếp hiện đang đáp ứng được yêu cầu của lĩnh vực điều khiển tự động. Đó là sự đòi hỏi phải chính xác, được đặt hàng đầu, đơn giản trong lĩnh vực vận hành.

I.2  Chuẩn RS-485 và đề tài được giao:

5. Trong việc giao tiếp nối tiếp hay còn gọi là truyền thông nối tiếp cũng có nhiều phương cách khác nhau. Được sử dụng rộng rãi nhất hiện nay là các chuẩn giao tiếp của EIA(Electronics Industries Association) được gọi tắt dưới các tên RS-232,RS-422,RS-423,RS-485…Trong đó chuẩn RS-485 có nhiều ưu điểm :

• Chuẩn RS-485 được phát triển dành cho hệ thống multi-droped, nó có thể giao tiếp ở một tốc độ cao ở một khoảng cách dài. Chuẩn RS-485 có thể hoạt động ở một tốc độ lên đến 10Mbps trên một chiều dài cable là 1.200m (4000feet).
• RS-485 có thể hỗ trợ đến 32 bộ điều khiển và bộ nhận trên cùng một đường

truyền. Điều này cho phép dùng các ứng dụng mạng trên cùng hệ thống ngang nhau (multi-drop)...

5. Chính nhờ những ưu điểm đó, RS-485 đã được sử dụng rộng rãi trong nhiều dây truyền tự động khác nhau. RS-485 cũng là đề tài chính được nghiên cứu trong luận văn của em. Như đã đề cập trên, RS-485 không còn xa lạ với tất cả những người thuộc lĩnh vực “Điều Khiển Tự Động”. Nhưng với những ưu điểm vượt trội của nó thì đây cũng là đề tài không bao giờ cũ. Có thể nói đây cũng là một trong những hành trang cần thiết cho mỗi kỹ sư nghành Tự Động khi ra trường . Chính vì thế em đã trọn RS-485 làm chủ đề chính cho luận văn của mình. Việc ứng dụng giao tiêp giữa máy tính với kit vi xử lý dùng chuẩn RS-485 để làm một công việc minh họa cũng muôn hình muôn vẻ. Có  rất nhiều đề tài của các anh chị đi trước đã làm, nếu làm lại không tránh khỏi sự trùng lặp, nghiên cứu đề tài mới với thờ gian cho phép không dài của là việc mạo hiểm . Việc ứng dụng làm một bàn phím đa năng của em về mặt lý thuyết không có gì mới. Nhưng với 40 phím minh họa, trong đó có nhiều phím trức năng đặc biệt để giao tiếp độc lập với máy tính thì vấn đề về thực hành là rất quan trọng. Để hoàn thành tốt được công việc thì cần phải sử dụng thành thạo lập trình dưới vi xử lý và một ngôn ngữ lập trình trên máy tính để từ đó kết hợp thật tốt giũa máy tính với kit vi xử lý thông qua RS-485.

II Công Việc Được Giao:

Do điều kiện sản xuất của xương thử bình gas ẩm ướt, ồn độ rung động lớn… không thể để máy tính quản lý dữ liệu tại xưởng được lên công ty Sài Gòn Petro cần một hệ thống quản lý số liệu sơn, thử bình ga. Hệ thống bao gồm :

            _Bàn phím:Bao gồm ba bàn phím dùng để truy xuất số liệu bình ga(số sêri, tải trọng, hãng sản xuất…) đặt tại phân xưởng làm việc được kết nối với máy tính.

            _Máy tính đặt tại văn phòng quản lý số liệu cách phân xưởng quản lý khoảng 100 m. Máy tính có nhiệm vụ thống kê và tạo 01 biểu mẫu dạng như “lý lịch bình ga”. Thống kê và đưa ra bảng biểu bất kỳ một thông số quản lý nào khi được yêu cầu.

Kiểm tra và cảnh báo khi có những thông số bất thường khi được lập trình sẵn…

III      Chi tiết kỹ thuật của thiết bị :

Bàn phím có số lượng tối đa khoảng 45 phím, bộ chỉ thị hiển thị led có 2 led matrận dùng để hiển thị thông số nhập, 8 led dơn dùng để hiển thị số liệu của thông số nhập

Các số liệu trên bảng kiểm tra và thử bình ga gồm có các thông số:

• Nhóm thông số  của bình ga: Ngày tháng thử, sở hữu chủ, dung tich

thử lần thứ, số sêri, năm sản xuất, noi sản xuất, khối lượng bì, chiều dày.

• Nhóm kiểm tra tình trạng của bình đạt,không đạt: cổ, khối lượng, cắt

đục đào lõm, phình ra , ăn mòn, chiều dày , rò rỉ, cháy.

• Nhóm tình trạng kiểm định và loại bình : Đến hạn kiểm định, chưa

đến hạn kiểm định chỉ yêu cầu sơn , loại 12kg loại 50 kg.

IV     Mô tả hoạt động của hệ thống

·Nhập nhóm Thông Số của Bình Gas :

• Nhấn phím ngày tháng thử: Nhấn phím Date, trên 2 số đầu sẽ hiện chữ:DA

Nhập ngày tháng vào sẽ hiện liên tục 6 số theo thứ tự ngày tháng năm: 14 08 01.

• Khi đang phập sai số, dùng CE để xóa số nhập.
• Phím CHECK dùng để xem toàn bộ lý lịch bình hiện hữu từng dòng

một, nhấn CHECK sau đó nhấn thêm phím thông số nào thì giá trị tương ứng của thông số đó sẽ được hiện lên. Nhấn CHECK lần nữa sẽ thoát khỏi tình trạng kiểm định.

• Nhấn phím ENTER các giá trị sẽ được truyền về máy tính.
• Nhấn phím RESET sẽ trở lại trạng thái sẵn sàng nhập giá trị mới.

• Nhập nhóm Tình Trạng Kiểm Định :

• Nhấn phím rò rỉ LE [leak] trên chỉ thị hiện LE
• Nhấn OK là đạt (hiện số 1)
• Nhấn NOTOK là không đạt (hiện số 0)
• Các thông số khác nhập tương tự.

• Tính chất của chỉ thị:

• Khi nhập số liệu sẽ đẩy dần từ phải sang trái, khi phập sai nhấn phím CE để nhập lại.
• Đèn báo hiệu sẵn sàng nhập.
• Đèn báo lỗi đường truyền…

V       Giải quyết công việc:

Tuy thực tế công việc đòi hỏi phải có ba bàn phím nhưng ba bàn phím này về mặt kỹ thuật hoàn toàn giống nhau lên em chỉ làm một bàn phím mang tính chất mô phỏng , một lý do nữa là làm 3 bàn phím rất tốn kém.

CHƯƠNG I:

Giới thiệu một số phương pháp truyền thông

A         GIỚI THIỆU TỔNG QUÁT VỀ MẠNG MÁY TÍNH.

I.  Tổng quát:

Mạng máy tính là  một tập hợp các máy tính được nối với nhau bởi các đường truyền vật lý theo một kiến trúc nào đó. Và ngày nay mạng máy tính đã trở thành một lĩnh vực nghiên cứu phát triển và ngày càng được ứng dụng rộng rãi trong cuộc sống.

Đuờng truyền vật lý và kiến trúc mạng:

  1. Đường truyền vật lý:

Đường truyền vật lý dùng để truyền tín hiệu điện tử giữa các máy tính . Các tính hiệu điện tử đó biểu thị các giá trị dữ liệu dưới dạng các xung nhị phân. Tất cả các tín hiệu được truyền giữa các máy tính đều thuộc 1 dạng sóng điện từ nào đó, trải từ các tần số radio tới các sóng cực ngắn(vi ba) và tia hồng ngoại. Tuỳ theo tần số của sóng điện từ có thể dùng các đường truyền vật lý khác nhau để truyền tín hiệu.

 Các tần số radio có thể truyền bằng cáp điện ( dây đôi xoắn hoặc đồng trục ) hoặc bằng phương tiện quảng bá (radio broadcasting).

• Sóng cực ngắn (vi ba) thường được dùng để truyền giữa các trạm mặt đất và các vệ tinh.
• Tia hồng ngoại là lý tưởng đối với nhiều loại truyền thông mạng. Nó có thể dùng để truyền giữa hai điểm hay từ một điểm đến nhiều máy thu.
• Khi xem xét lựa chọn đường truyền chúng ta cần chú ý đến các đặc trưng cơ bản như : giải thông , độ suy hao, và độ nhiễm từ.

2..Kiến trúc mạng:

Kiến trúc mạng máy tính thể hiện qua cách nối các máy tính với nhau ra sao và tập hợp các quy tắc mà tất cả các thực thể tham gia truyền thông trên mạng phải tuân theo để cho mạng hoạt động tốt. Cách kết nối các máy tính gọi là hình trạng(topology), quy tắc quy ước truyền thông thì gọi là giao thức (protocol).

5. Topology mạng : có hai kiểu nối mạng chủ yếu là point-to-point và quảng bá theo kiểu point-to-point, các đưởng truyền nối thành cặp nút với nhau và mỗi nút đều có trách nhiệm lưu trữ tạm thời sau đó chuyển dữ liệu đi cho đến đích.

            Theo kiểu quảng bá, tất cả các nút phân chia chung một đường truyền vật lý. Dữ liệu được gởi đi từ một nút nào đó có thể được tiếp nhận bởi tất cả các nút còn lại. Nơi nhận kiểm tra xem địa chỉ đích gởi đến có phải là của mình hay không để có thể tiếp tục thực hiện việc giao tiếp hay không giao tiếp.

5. Giao thức mạng :

Việc truyền tín hiệu trên mạng cũng cần phải tuân theo những quy tắc, quy ước về nhiều mặt, từ khuôn dạng (cú pháp, ngữ nghĩa) của dữ liệu tới các thủ tục gởi, nhận dữ liệu kiểm soát có hiệu quả và chất lượng truyền tin cũng như xử lý các lỗi sự cố. Tập hợp tất cả các quy tắc đó gọi là giao thức (protocol) của mạng.

Phân loại mạng máy tính:

Có nhiều cách phân loại mạng khác nhau tuỳ thuộc vào các yếu tố chính  làm chỉ tiêu phân loại mạng. Nếu lấy khoảng cách làm chỉ tiêu phân loại mạng thì ta có các loại sau:

5. Mạng cục bộ: Là mạng được cài đặt trong phạm vi tương đối nhỏ với khoảng cách lớn nhất giữa các máy tính cũng chỉ vài chục km trở lại.

Một mạng cục bộ bao gồm cả phần cứng và phần mềm. Phần mềm của nó bao gồm chương trình điều khiển và hệ điều hành mạng. Còn phần cứng bao  gồm :

• Máy chủ (File server-FS ).
• Các trạm làm việc .
• Các thiết bị ngoại vi.
• Card mạng.

5. Mạng đô thị: ( Metropolian Area Networds-MAN ) là mạng được sử dụng (cài đặt ) trong phạm vi một đô thị hay một trung tâm kinh tế –chính trị xã hội có bán kính trong phạm vi khoảng 100km trở lại.
5. Mạng diện rộng: (Wide Area Networds-WAN ) Có phạm vi vượt biên giới của một quốc gia.
5. Mạng toàn cầu: (Global Area Networds-GAN ) phạm vi của mạng trải khắp bề mặt của trái đất.

B       Giao tiếp máy tính với ngoại vi:

Như ta đã biết, để ghép nối với máy tính ta có ba khả năng để trọn:

1. Ghép nối qua cổng máy in hay còn gọi là cổng song song
2. Ghép nối qua rãnh cắm mở rộng trên bản mạch chính.
3. Ghép nối qua cổng nối tiếp.

Mỗi phương pháp  đều có những ưu nhược điểm riêng lên đến bây giờ tất  cả các phương pháp đều tồn tại. Tùy theo kinh nghiệm , công việc khác nhau mà ta có sự lưa trọn khác nhau. Ở phần này em chỉ giới thiệu qua về hai phương pháp đầu và đi sâu hơn vào phương pháp thứ ba.

I        Cổng song song:

1. Cấu trúc của cổng song song:

Cổng song song có 2 loại :

• Ổ cắm 36 chân
• O cắm 26 chân

Ngày nay hầu hết các máy tính PC đều trang bị cổng song song 25 chân nên ta chỉ cần quan tâm đến cổng 25 chân.

Ở dạng truyền song song, các bit dữ liệu được truyền đồng thời trên các đường khác nhau. Ưu điểm lớn nhất của việc truyền song song là tốc độ truyền cao, các đường dẫn đều tương thích TTL . Nhược điểm là dễ bị nhiễu.

2. Sơ đồ chân:
3. ............................................................

1. NGĂN LỖI TRONG THU PHÁT DATA:

Trong thu phát nối tiếp hay song song, ta không chắn chắn được rằng  data truyền đến máy nhận luôn luôn đúng. Lỗi sẽ xuất hiện trong khi truyền, lỗi này xuất hiện chủ yếu do nhiễu. Để đảm bảo rằng thông tin truyền đi luôn đúng, có nhiều cách xử lý: bắt tay, bộ đệm, hỏi vòng và ngắt, sự phản hồi ( báo cho biết đã nhận được – ACK ), kiểm tra lỗi.

1. Dùng tín hiệu bắt tay:

Với tín hiệu bắt tay, bộ phát có thể được chỉ định khi nào thì phát data, và bộ nhận có thể chỉ định khi nào thì nhận data.

Tín hiệu bắt tay thường dùng cho phần cứng, khi ngõ vào bộ nhận ở mức cao thì nó sẵn sàng nhận data, và bộ phát chờ tín hiệu này để phát data. Ngõ vào bộ nhận có thể xuống mức thấp bất kỳ lúc nào, bộ phát phải biết điều này và ngưng phát, chờ cho đến khi nó lên mức cao và phát tiếp data còn lại.

Khi bắt tay bằng phần mềm, khi bộ nhận cần nhận data thì nó gởi đến bộ phát một mã mà được chỉ định trước. Khi ngưng nhận thì nó cũng gởi một mã để dừng.

2. Bộ đệm:

  Định nghĩa: Bộ đệm là một đơn vị của bộ nhớ được giao nhiệm vụ tạm thời lưu giữ các thông tin, đặc biệt là trong trường hợp phải đợi cho các bộ phận có tốc độ chậm đuổi theo kịp

Bộ đệm là một cách để bộ nhận chắc chắn rằng chúng không để mất data khi gởi đến chúng. Và chúng cũng rất có ít cho bộ phát, khi data cần gởi thì nó đem ra bộ đệm và xử lý các chương trình khác bên trong bộ phát.

Bộ đệm có trong phần cứng hoặc phần mềm hoặc cả hai. Trong PC bộ đệm có cả trong phần cứng lẫn phần mềm. Khi bộ đệm phần cứng không đủ, PC sử dụng bộ đệm mềm, bộ đệm mềm tùy thuộc vào dung lượng bộ nhớ của PC.

 

3. Hỏi vòng và ngắt:

Những sự kiện xảy ra tại port nối tiếp bao gồm việc nhận và phát data, chuyển đổi tín hiệu bắt tay, gởi và nhận thông báo lỗi. Có 2 cách để phát hiện những sự kiện này

• Ngắt :Chương trình tự động nhảy đến một thủ tục khi phát hiện được sự kiện xảy ra. Loại chương trình như thế gọi là chương trình điều khiển theo sự kiện

Trong Visual Basic, sự kiện MSComm’s On Comm thực hiện chức năng này.

• Hỏi vòng: thu/phát data tại thời điểm định sẵn, loại này không dùng ngắt phần cứng. Tần số hỏi vòng tùy thuộc vào kích thước bộ đệm và tốc độ phát data. Ví dụ khi kích thước bộ đệm nhận là 16 byte thời gian hỏi vòng là 16byte/giây. Nó cũng có thể nhận hơn 16byte/giây nhưng lúc đó bộ đệm hoặc bị tràn hoặc bị mất data

Hỏi vòng thường áp dụng khi lượng dữ liệu ít, và nó cũng không yêu cầu ngắt phần cứng. Thông thường ta dùng ngắt timer của hệ thống truy cập port.

4) ACK ( Acknowledgments )

Trong  mạng kết nối nhiều thiết bị với nhau sử dụng chung một đường truyền thì sử dụng tín hiệu ACK rất có ít. ACK thường định nghĩa dưới dạng byte. Để truyền thông tin cho một node nào đó thì trước tiên Master gởi ACK đến node cần truyền, khi node nhận được ACK (của nó) thì nó báo cho master biết rằng master có thể gởi thông tin đến cho nó. Tương tự khi node muốn gởi thông tin đến master.

5)Kiểm tra lỗi:

Bộ nhận có thể sử dụng việc kiểm tra lỗi để đảm bảo rằng data gởi tới luôn đúng. Cách để kiểm tra lỗi là gởi byte data thừa ( redundant data) và kiểm tra byte lỗi ( hay byte thừa đó )

Cách đơn giản kiểm tra lỗi là dùng byte thừa, hoặc gởi 2 lần byte đó. Bộ phát gởi mỗi thông tin 2 lần, bộ nhận phải nhận thông tin giống nhau thì thông tin truyền đi mới đảm bảo đúng. Đương nhiên truyền theo cách này thì mất 2 lần thời gian truyền một byte. Tuy nhiên nó rất có ít trong việc truyền thông tin khi có sự cố đặc biệt. Phương pháp này thường ứng dụng trong điều khiển bằng tia hồng ngoại.

Một cách khác để kiểm tra lỗi là gởi 1 byte kiểm tra lỗi theo byte data, gọi kiểm tra Checksum. Checksum là một phép toán được thực hiện trên biểu thức toán học và logic của một byte. Kiểm tra checksum chỉ thực hiện trên một byte, khi truyền  lượng thông tin lớn không thể dùng checksum để kiểm tra

Một loại kiểm tra lỗi khác là CRC ( cyclic redundacy code –  mã dư  tuần hoàn). Cách kiểm tra này thường dùng cho truyền lượng thông tin lớn. Thường dùng trong Kermit, Xmodem, Ymodem và Zmodem.

CHƯƠNG III :

Phần Chương Trình Chi Tiết

 

A Chương Trình Trên Vi Xử Lý:

MCS-51 MACRO ASSEMBLER    VD                                                                        01/11/:2   PAGE    1

DOS 8.0 (038-N) MCS-51 MACRO ASSEMBLER, V2.2

OBJECT MODULE PLACED IN VD.OBJ

ASSEMBLER INVOKED BY:  D:\MYDOCU~1\HUY\TLV\MCS51\ASM51.EXE VD.ASM

                      

 

LOC  OBJ            LINE     SOURCE

 

0000                   1             ORG     0000H

0000 75815F            2             MOV     SP,#5FH

0003 759852            3             MOV     SCON,#52H

0006 758921            4             MOV     TMOD,#21H

0009 758DFD            5             MOV     TH1,#0FDH

000C D28E              6             SETB    TR1

000E C2D5              7             CLR     F0

0010 C2B5              8             CLR     P3.5

0012 752F01            9             MOV     2FH,#1

0015 120883           10     MAIN:   LCALL   N_PHIM

0018 120191           11             LCALL   TTGM0

001B 120020           12             LCALL   X_LED

001E 80F5             13             SJMP    MAIN

                      14     ;---------------------------------------------------------------------------

0020 C0E0             15     X_LED:  PUSH    ACC

0022 E52F             16     S_LED:  MOV     A,2FH

0024 B4010F           17             CJNE    A,#1,LED1

0027 14               18             DEC     A      

0028 120178           19             LCALL   BCDTO7SEG

................................................................................

CHƯƠNG II:

Truyền Thông Qua Cổng Nối Tiếp

 

1. Vài nét về nguồn gốc :

Sau một thời gian lưu hành không chính thức, đến năm 1962, Hiệp hội các Nhà Công nghiệp Điện Tử (EIA: The Electronics Industries Association) đã ban hành tiêu chuẩn RS-232 áp dụng cho cổng nối tiếp. Các chữ RS viết tắt từ Recommended Standard(Tiêu chuẩn đã giới thiệu)

Có 2 phiên bản RS-232 được lưu hành trong thời gian tương đối dài là RS-232B va RS-232C. Cho đến nay chỉ còn RS-232C còn tồn tại mà chúng ta quen gọi là RS-232. Ngày nay, hầu hết các máy tính đều trang bị một hoặc hai cổng nối tiếp RS-232, và tất cả đều có khả năng sử dụng RS-232, ít nhất là như một khả năng tùy chọn từ nhà sản xuất máy tính hoặc từ phía người sử dụng máy tính. 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. Do đó tất cả các chuẩn này vẫn tồn tại song song.

 

II       Đặc tính giữa các chuẩn RS-232C, RS-422, RS-423, RS-485 :

 

1. Bảng thông số:

 

Thông số	RS-232	RS-422	RS-423	RS-485
Cable Length(max)	15m (50ft)	1.2km (4000ft)	1.2km (4000ft)	1.2km (4000ft)
Baud Rate (tốc độ baud)	20Kbps/15m	10Mbps/12m 1Mbps/120m 100Kbps/1.2m	100Kbps/9m 10Kbps/90m 1Kbps/1.2m	10Mbps/12m 1Mbps/120m 100Kbps/1.2km
Mode	Unbalanced	Balance Differential	Unbalanced Differential	Balance Differential
Driver No.	1	1	1	32
Receiver No.	1	10	10	32
Logic 0	+5"+15	+2"+5	+3.6"+6	+1.5"+5
Logic 1	-5"-15	-2"-5	-3.6"-6	-1.5"-5
Communiy	2V	1.8V	3.4V	1.3V
Cable/Signal (Cáp /tín hiệu)	1	2	2	2
Methode (Phương thức)	Simplex Half-Duplex Full- Duplex	Simplex Half-Duplex Full- Duplex	Simplex Half-Duplex Full- Duplex	Simplex Half-Duplex Full- Duplex
Short circuit Current	500mA	150mA	150mA	150mA

 

Chuẩn RS-232C :

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). Chuẩn này sử dụng đầu nối 25 chân, tuy nhiên chỉ có 1 số ít chân là cần thiết cho việc liên kết. Về phương diện điện, chuẩn này quy định mức logic 1 và mức logic 0 tương ứng với các mức điện áp nhỏ hơn –3V và lớn hơn +3V. Tốc độ đường truyền không vượt quá 20Kb/sản phẩm với khoảng cách dưới 15m.

5. Chuẩn RS-232 có thể chấp nhận phương thức truyền song công (full-duplex).
5. 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. Giả sử với tốc độ truyền 19200 baud thì thời gian chuyển mức logíc phải nhỏ hơn 0.04/19200=2.1µs,điều này làm giới hạn chiều dài đường truyền .Với tốc độ 19200 baud ta có truyền tối đa 50ft (Gần bằng 15.24m).

....................................................................

CHƯƠNG VI    :

Chuẩn RS-485

1. Giới thiệu:

Khi hệ thống cần truyền một khối thông tin nhỏ ở khoảng cách xa, thông thường người ta chọn RS-485

Mạng sử dụng chuẩn RS-485 rất đa dạng: ta có thể giao tiếp giữa PC với nhau, hoặc giữa PC với Vi Xử Lý , hoặc bất kỳ thiết bị nào truyền thông nối tiếp bất đồng bộ. Khi so sánh với Ethernet và những giao diện truyền thông theo những chuẩn khác  thì giao diện RS-485 đơn giản và giá thành thấp hơn nhiều.

Theo nhận định của em ( đối với truyền khối dữ liệu nhỏ ) thì chuẩn RS-485 rất linh động. Ta có thể chọn số lượng bộ điều khiển     ( Master ), bộ nhận ( Slave ), chiều dài cáp, tốc độ truyền, số node cần giao tiếp, và rất tiết kiệm năng lượng

2. Một số đặt điểm của RS-485:

Giá thành thấp: 

            Các bộ điều khiển ( Driver ) và bộ nhận ( Receiver ) không đắt và chỉ yêu cầu cung cấp nguồn đơn +5V để tạo ra mức điện áp vi sai tối thiểu 1.5V ở ngỏ ra vi sai.

Khả năng về mạng:

RS-485 là một giao diện đa điểm ( multi-drop ), nó có thể có nhiều Driver và Receiver, số Receiver có thể lên đến 256 nếu ngõ vào của các Receiver có trở kháng vào cao

• Khả năng kết nối:

RS-485 có thể truyền xa 1200m, tốc độ lên đến 10Mbps. Nhưng 2 thông số này không xảy ra cùng lúc. Khi tốc độ truyền tăng thì tốc độ baud giảm xuống.

 Ví dụ: khi tốc độ là 90Kbps thì khoảng cách là 1200m, 1Mbps thì khoảng cách là 120m, còn với tốc độ 10Mbps thì khoảng cách chỉ còn 15m.

3. Giải thích một số đặc tính RS-485 :

• Các đường truyền cân bằng và không cân bằng:

Sở dỉ RS-485 có thể truyền trên một khoảng cách lớn là do chúng sử dụng đường truyền cân bằng. Mỗi một tín hiệu sẽ truyền trên một cặp dây, với mức điện áp trên một dây là âm hoặc điện áp bù trên dây kia. Receiver sẽ đáp ứng phần hiệu giữa các mức điện áp, được minh hoạ ở hình dưới:

Hình: Đường truyền cân bằn

Hình: Đường truyền không cân bằng

Một thuận lợi lớn của RS-485 là khả năng chống nhiễu tốt. Một thuật ngữ khác của đường truyền tín hiệu dạng này là vi sai tín hiệu.

TIA/EIA – 485 chỉ định hai đường vi sai là A và B. Tại bộ điều khiển ( Driver ) nếu V_A > V_B thì mức logic ở đầu vào là cao, nguợc lại V_A < V_B thì mức logic ở đầu vào là thấp. Tại bộ nhận ( Receiver ) nếu V_A >  V_B thì mức logic ở đầu ra là cao và ngược lại

Đối với các Receiver đầu vào phải nằm trong tầm –7V ¸ + 12 V. Mức áp vi sai đầu vào tối đa   - 6V £ V_A – V_B £  +6V 

• Tại sao dùng đường truyền cân bằng có lợi :

Đường truyền cân bằng có ưu điểm bởi hai đường tín hiệu mang dòng gần bằng nhau nhưng ngược dấu. Điều này giúp giảm nhiễu trên đuờng truyền bởi hầu hết các điện áp nhiễu điều tăng hay giản điều nhau trên cả hai đường truyền. Bất kì một điện áp nhiễu nào tác động lên một dây điều bị triệt tiêu bởi điện áp bù trên dây kia. Đường nhiễi có thể là các dây khác trong cáp hoặc ở bên ngoài. Một bộ nhận cân bằng chỉ nhận tín hiệu cần truyền, loại bỏ tín hiệu nhiễu hoặc giảm đi rất nhiều tín hiệu nhiễu.

Ngược lại, trong giao tiếp không cân bằng, bộ nhận phát mức điện áp giữa dây tín hiệu và đất. Khi có nhiễu chúng sẽ tác động đến mạch, khi gặp mội trường có nhiễu lớn chúng sẽ gây sai lệch mức logic ®mạch hoạt động sai.

Một ưu điểm khác của đường truyền cân bằng là nó có thể triệt tiêu được phần điện áp tiềm tàng giữa bộ phát và bộ nhận. Trong kết nối ở khoảng cách lớn, điện thế ở các Driver và Reciver có thể khác nhau nhiều vôn.

Ơ một đường truyền không cân bằng, điện thế đất khác nhau có thể làm cho Receiver không đọc được đầu vào. Còn ở đường truyền cân bằng thì chúng không quan tâm đến điện thế đất vì nó chỉ đọc phần điện thế hiệu giữa hai dây truyền tín hiệu.

Trong thực tế, các thành phần RS-485 chỉ phù hợp với sự chênh lệch thế đất nhất định. Một cách để triệt tiêu hoặc giảm bớt vấn đề này là cô lập mạng.   

4. Nguyên tắc hoạt động của RS-485 :

1. Mức áp yêu cầu:

Giao tiếp RS – 485 điển hình sử dụng nguồn cung cấp đơn +5V nhưng mức logic tại đầu phát và đầu thu không phải là mức TTL hay mức CMOS, để có mức ra thích hợp thì V_A – V_B ³ 1.5V

Điện áp giữa mỗi đầu ra và đất không xác định bằng việc trừ mà mode điện áp chung phải nằm trong tầm ±7V. Nếu như giao tiếp cân bằng một cách hoàn hảo thì các đầu ra offset bằng một nửa với nguồn cung cấp. Bất cứ sự cân bằng nào cũng làm tăng hay giảm mức offset.

Hình bên dưới chỉ áp ra A và B của một bộ điều khiển  RS-485. Biên độ đầu ra gần 3V thay đổi từ +1 ¸ +4V hoặc –1V ¸ -4V so với đất. Nguồn cung cấp cho bộ điều khiển là +5V.