Giáo trình Lập trình hệ thống - Chương 4: Giao tiếp cống nối tiếp
1. Cấu trúc cổng nối tiếp
Cổng nối tiếp được sử dụng để truyền dữ liệu hai chiều giữa máy tính và ngoại vi, có
các ưu điểm sau:
- Khoảng cách truyền xa hơn truyền song song.
- Số dây kết nối ít.
- Có thể truyền không dây dùng hồng ngoại.
- Có thể ghép nối với vi điều khiển hay PLC (Programmable Logic Device).
- Cho phép nối mạng.
- Có thể tháo lắp thiết bị trong lúc máy tính đang làm việc.
- Có thể cung cấp nguồn cho các mạch điện đơn giản
Các thiết bị ghép nối chia thành 2 loại: DTE (Data Terminal Equipment) và DCE
(Data Communication Equipment). DCE là các thiết bị trung gian như MODEM còn DTE là
các thiết bị tiếp nhận hay truyền dữ liệu như máy tính, PLC, vi điều khiển, Việc trao đổi
tín hiệu thông thường qua 2 chân RxD (nhận) và TxD (truyền). Các tín hiệu còn lại có chức
năng hỗ trợ để thiết lập và điều khiển quá trình truyền, được gọi là các tín hiệu bắt tay
(handshake). Ưu điểm của quá trình truyền dùng tín hiệu bắt tay là có thể kiểm soát đường
truyền.
Tín hiệu truyền theo chuẩn RS-232 của EIA (Electronics Industry Associations).
Chuẩn RS-232 quy định mức logic 1 ứng với điện áp từ -3V đến -25V (mark), mức logic 0
ứng với điện áp từ 3V đến 25V (space) và có khả năng cung cấp dòng từ 10 mA đến 20 mA.
Ngoài ra, tất cả các ngõ ra đều có đặc tính chống chập mạch.
Chuẩn RS-232 cho phép truyền tín hiệu với tốc độ đến 20.000 bps nhưng nếu cáp
truyền đủ ngắn có thể lên đến 115.200 bps.
Các phương thức nối giữa DTE và DCE:
- Đơn công (simplex connection): dữ liệu chỉ được truyền theo 1 hướng.
- Bán song công ( half-duplex): dữ liệu truyền theo 2 hướng, nhưng mỗi thời điểm
chỉ được truyền theo 1 hướng.
- Song công (full-duplex): số liệu được truyền đồng thời theo 2 hướng.
rang 106
Ví dụ lập trình điều khiển Modem như sau:
Hình 4.13 – Giao tiếp và điều khiển Modem
Chương trình nguồn:
VERSION 5.00
Object = "{648A5603-2C6E-101B-82B6-
000000000014}#1.1#0"; "MSCOMM32.OCX"
Object = "{F9043C88-F6F2-101A-A3C9-
08002B2F49FB}#1.2#0"; "COMDLG32.OCX"
Begin VB.Form frmModem
Caption = "Modem example"
ClientHeight = 4065
ClientLeft = 60
ClientTop = 345
ClientWidth = 5925
LinkTopic = "Form1"
ScaleHeight = 4065
ScaleWidth = 5925
StartUpPosition = 3 'Windows Default
Begin VB.CommandButton cmdSave
Caption = "Save"
Height = 495
Left = 4320
TabIndex = 14
Top = 1320
Width = 1095
End
Begin VB.TextBox txtReceive
Height = 375
Left = 960
Tài liệu Lập trình hệ thống Chương 4
Phạm Hùng Kim Khánh Trang 107
TabIndex = 12
Top = 1320
Width = 3015
End
Begin VB.Timer Timer1
Enabled = 0 'False
Interval = 1000
Left = 4920
Top = 2400
End
Begin VB.CommandButton cmdExit
Caption = "Exit"
Height = 495
Left = 4560
TabIndex = 10
Top = 2880
Width = 975
End
Begin VB.TextBox txtDial
Height = 375
Left = 960
TabIndex = 7
Top = 2400
Width = 2895
End
Begin VB.CommandButton cmdDial
Caption = "Dial"
Height = 495
Left = 1680
TabIndex = 5
Top = 3000
Width = 1095
End
Begin VB.CommandButton cmdSend
Caption = "Send"
Height = 495
Left = 4320
TabIndex = 4
Top = 720
Width = 1095
End
Begin VB.CommandButton cmdOpen
Caption = "Open Port"
Height = 495
Left = 240
TabIndex = 3
Top = 3000
Tài liệu Lập trình hệ thống Chương 4
Phạm Hùng Kim Khánh Trang 108
Width = 1215
End
Begin VB.CommandButton cmdBrowse
Caption = "Browse"
Height = 495
Left = 4320
TabIndex = 1
Top = 120
Width = 1095
End
Begin MSComDlg.CommonDialog diagSend
Left = 4200
Top = 3120
_ExtentX = 847
_ExtentY = 847
_Version = 393216
End
Begin VB.TextBox txtSend
Height = 375
Left = 960
TabIndex = 0
Top = 360
Width = 3015
End
Begin MSCommLib.MSComm MSComm1
Left = 5160
Top = 3000
_ExtentX = 1005
_ExtentY = 1005
_Version = 393216
DTREnable = -1 'True
Handshaking = 2
NullDiscard = -1 'True
RThreshold = 1
RTSEnable = -1 'True
End
Begin VB.Label Label3
Caption = "File receive:"
Height = 375
Left = 0
TabIndex = 13
Top = 1320
Width = 855
End
Begin VB.Label lblReceive
Caption = "Receive file !!! Select
file name."
Tài liệu Lập trình hệ thống Chương 4
Phạm Hùng Kim Khánh Trang 109
ForeColor = &H000000FF&
Height = 375
Left = 840
TabIndex = 11
Top = 1920
Visible = 0 'False
Width = 2895
End
Begin VB.Label lblStatus
Caption = "Disconnected"
Height = 375
Left = 120
TabIndex = 9
Top = 3720
Width = 5775
End
Begin VB.Label Label2
Caption = "Dial:"
Height = 375
Left = 120
TabIndex = 8
Top = 2400
Width = 735
End
Begin VB.Label Label1
Caption = "File send:"
Height = 375
Left = 120
TabIndex = 6
Top = 360
Width = 735
End
Begin VB.Label lblSize
ForeColor = &H00FF0000&
Height = 375
Left = 960
TabIndex = 2
Top = 840
Width = 1815
End
End
Attribute VB_Name = "frmModem"
Attribute VB_GlobalNameSpace = False
Attribute VB_Creatable = False
Attribute VB_PredeclaredId = True
Attribute VB_Exposed = False
Private Connected As Boolean
Tài liệu Lập trình hệ thống Chương 4
Phạm Hùng Kim Khánh Trang 110
Private SendFlag As Boolean
Private ReceiveFlag As Boolean
Private FileReceive As Integer
Private CRFlag As Boolean
Private Sub cmdBrowse_Click()
On Error GoTo Loi
diagSend.FileName = ""
diagSend.Filter = "All files(*.*)|*.*"
diagSend.InitDir = App.Path
diagSend.ShowOpen
txtSend.Text = diagSend.FileName
lblSize.Caption = Str(Round(FileLen(txtSend.Text) /
1024, 2)) + "KB"
Exit Sub
Loi:
lblSize.Caption = "0 KB"
txtSend.Text = ""
End Sub
Private Sub cmdDial_Click()
If Not MSComm1.PortOpen Then
MsgBox "Comm Port Closed. Open first!!!",
vbOKOnly + vbCritical, "Error"
ElseIf Trim(txtDial.Text) = "" Then
MsgBox "Enter phone's number!!!", vbOKOnly +
vbCritical, "Error"
Else
If cmdDial.Caption = "Dial" Then
MSComm1.Output = "ATDT" & Trim(txtDial.Text)
+ vbCr
cmdDial.Caption = "Hang up"
lblStatus.Caption = "Dialing ..."
Else
MSComm1.Output = "ATH1" + vbCr
cmdDial.Caption = "Dial"
lblStatus.Caption = "Hang up"
End If
End If
End Sub
Private Sub cmdExit_Click()
If MSComm1.PortOpen Then
MSComm1.PortOpen = False
End If
End
End Sub
Tài liệu Lập trình hệ thống Chương 4
Phạm Hùng Kim Khánh Trang 111
Private Sub cmdOpen_Click()
MSComm1.PortOpen = Not MSComm1.PortOpen
If MSComm1.PortOpen Then
cmdOpen.Caption = "Close Port"
MSComm1.Output = "ATS0=5" + vbCr
Call Form_Load
Else
cmdOpen.Caption = "Open Port"
lblStatus.Caption = "Disconnected"
End If
End Sub
Private Sub cmdSave_Click()
FileReceive = FreeFile
ReceiveFlag = True
Timer1.Enabled = False
Do
diagSend.FileName = ""
diagSend.ShowSave
If Trim(diagSend.FileName) = "" Then
MsgBox "File name error!!",
vbCritical + vbOKOnly, "Error"
End If
Loop While Trim(diagSend.FileName) = ""
txtReceive.Text = diagSend.FileName
MSComm1.Output = "RECEIVE" + vbCr
Open Trim(txtReceive.Text) For Output As
#FileReceive
End Sub
Private Sub cmdSend_Click()
Dim FileNum As Integer
Dim Buffer As String
If Not MSComm1.PortOpen Then
MsgBox "Comm Port Closed. Open first!!!",
vbOKOnly + vbCritical, "Error"
ElseIf Not Connected Then
MsgBox "Not connected!!!", vbOKOnly +
vbCritical, "Error"
ElseIf Trim(txtSend.Text) = "" Then
MsgBox "Select a file to send!!!", vbOKOnly +
vbCritical, "Error"
Else
MSComm1.Output = "SEND" + vbCr
Do
DoEvents
Tài liệu Lập trình hệ thống Chương 4
Phạm Hùng Kim Khánh Trang 112
Loop While Not SendFlag
FileNum = FreeFile
Open Trim(txtSend.Text) For Input As #FileNum
Do
Input #FileNum, Buffer
If Right(Buffer, 1) vbCr Then Buffer =
Buffer + vbCrLf
MSComm1.Output = Buffer
Loop While Not EOF(FileNum)
MSComm1.Output = "END FILE"
Close #FileNum
SendFlag = False
End If
End Sub
Private Sub Form_Load()
Connected = False
SendFlag = False
ReceiveFlag = False
CRFlag = False
End Sub
Private Sub MSComm1_OnComm()
Dim Buffer As String
Dim Buffer1 As String
Dim Buff As String
Dim i As Integer
Select Case MSComm1.CommEvent
Case comEvRing
lblStatus.Caption = "Ringing..."
Case comEvCD
If MSComm1.CDHolding Then
lblStatus.Caption = "Connected"
Connected = True
Else
lblStatus.Caption = "Disconnected"
Connected = False
End If
Case comEvReceive
Buffer = MSComm1.Input
If InStr(Buffer, "SEND") Then
Timer1.Enabled = True
Exit Sub
End If
If InStr(Buffer, "RECEIVE") Then
SendFlag = True
Timer1.Enabled = False
Tài liệu Lập trình hệ thống Chương 4
Phạm Hùng Kim Khánh Trang 113
Buffer = ""
Exit Sub
End If
If InStr(Buffer, "CONNECT") Then
Connected = True
lblStatus.Caption = "Connected"
Exit Sub
End If
If ReceiveFlag Then
Buffer1 = ""
For i = 1 To Len(Buffer)
Buff = Mid$(Buffer, i, 1)
If Buff = Chr$(13) Then
CRFlag = True
Buff = ""
ElseIf Buff = Chr$(10) Then
CRFlag = False
Buff = ""
If Not CRFlag Then
Buffer1 = Buffer1 + Buff
End If
Next i
Print #FileReceive, Buffer1
End If
If InStr(Buffer, "END FILE") Then
Close #FileReceive
Call Form_Load
End If
Case comEvEOF
lblStatus = "Disconnected"
Connected = False
End Select
End Sub
Private Sub Timer1_Timer()
lblReceive.Visible = Not lblReceive.Visible
End Sub
Private Sub txtSend_LostFocus()
On Error GoTo Loi
lblSize.Caption = Str(Round(FileLen(txtSend.Text) /
1024, 2)) + "KB"
Exit Sub
Loi:
lblSize.Caption = "0 KB"
txtSend.Text = ""
End Sub
Tài liệu Lập trình hệ thống Chương 4
Phạm Hùng Kim Khánh Trang 114
7. Mạng 485
Chuẩn RS232 dùng đường truyền không cân bằng vì các tín hiệu lấy chuẩn là GND
chung nên dễ bị ảnh hưởng của nhiễu làm tốc độ và khoảng cách truyền bị giới hạn. Khi
muốn tăng khoảng cách truyền, môt phương pháp có thể sử dụng là dùng 2 dây truyền vi sai
vì lúc này 2 dây có cùng đặc tính nên sẽ loại trừ được nhiễu chung. Hai chuẩn được sử dụng
là RS422 và RS485 nhưng thông thường sử dụng RS485. Điện áp vi sai yêu cầu phải lớn
hơn 200mV. Nếu VAB > 200 mV thì tương ứng với logic 1 và VAB < -200 mV tương ứng với
logic 0. Chuẩn RS485 sử dụng hai điện trở kết thúc là 120 Ω tại hai đầu xa nhất của đường
truyền và sử dụng dây xoắn đôi.
Hình 4.13 – Chuẩn giao tiếp RS422
Hình 4.14 – Chuẩn giao tiếp RS485
Các đặc tính kỹ thuật:
Đặc tính RS422 RS485
Số thiết bị truyền 1 32
Số thiết bị nhận 10 32
Tài liệu Lập trình hệ thống Chương 4
Phạm Hùng Kim Khánh Trang 115
Chiều dài cable cực đại 1200m 1200m
Tốc độ truyền cực đại (từ 12 – 1200m) 10Mps – 100Kbps 10Mps – 100Kbps
Điện áp cực đại tại ngõ ra thiết bị truyền -0.25V ÷ 6V -7V ÷ 12V
Điện áp ngõ vào thiết bị nhận -10V ÷ 10V -7V ÷ 12V
Đối với chuẩn RS232, khoảng cách truyền không cho phép đi xa nên khi muốn thực
hiện truyền ở khoảng cách xa thì phải chuyển từ RS232 sang chuẩn RS485 để truyền đi và
sau đó chuyển từ RS485 sang RS232 để máy tính có thể nhận dạng được. Sơ đồ mạch
chuyển đổi từ RS232 sang RS485 và ngược lại mô tả như sau:
Hình 4.15 – Chuyển đổi từ RS323 sang RS485 và ngược lại
RO
1
DI
4
RE
2DE
3
A
6
B
7
MAX485
120
120
VCC
1
2
3
4
5
6
7
8
CON8
R1IN
13
R
2I
N
8
T1IN
11
T
2I
N
10
C+
1
C1-
3
C2+
4
C2-
5V+
2
V-
6
R1OUT
12
R
2O
U
T
9
T1OUT
14
T
2O
U
T
7
MAX2325
9
4
8
3
7
2
6
1
DB9 10u
10u
10u
VCC
10u
10u
RO
1
DI
4
RE
2 DE
3
A
6
B
7
MAX485
File đính kèm:
giao_trinh_lap_trinh_he_thong_chuong_4_giao_tiep_cong_noi_ti.pdf

