- Hà Nội Nguyễn Trung Hiếu Hà Nội – 2004 Ứng dụng vi điều khiển PIC18F458 trong truyền thông nối tiếp sử dụng giao thức CAN Học Viên: Nguyễn Trung Hiếu – Chuyên ngành: Kỹ thuật đo & Các hệ thống điều khiển - 1 - MỤC LỤC: Trang phụ bìa. - 34 Ứng dụng vi điều khiển PIC18F458 trong truyền thông nối tiếp sử dụng giao thức CAN Học Viên: Nguyễn Trung Hiếu – Chuyên ngành: Kỹ thuật đo & Các hệ thống điều khiển - 2 - CAN (gọi tắt là vỉ thu thập tín hiệu). - Họ chip vi điều khiển PIC18F458 và các đặc tính kỹ thuật của nó. - Module CAN trong Chip vi điều khiển PIC18F458 của Microchip. - Tổng quan về module CAN trong chip vi điều khiển PIC18F458. - Mạch nguyên lý phối ghép cho bộ Vi điều khiển PIC18F458. - 67 Ứng dụng vi điều khiển PIC18F458 trong truyền thông nối tiếp sử dụng giao thức CAN Học Viên: Nguyễn Trung Hiếu – Chuyên ngành: Kỹ thuật đo & Các hệ thống điều khiển . - Lưu đồ thuật toán chương trình chính điều khiển cho vỉ thu thập tín hiệu. - ………101 Ứng dụng vi điều khiển PIC18F458 trong truyền thông nối tiếp sử dụng giao thức CAN Học Viên: Nguyễn Trung Hiếu – Chuyên ngành: Kỹ thuật đo & Các hệ thống điều khiển - 4 - DANH MỤC HÌNH VẼ: Hình1.1 Phương thức kết nối điểm-điểm Hình1.2 Phương thức kết nối bus Hình1.1.1 Kết nối node CAN lên Bus Hình1.1.2 Bảng logic Wired_End Hình1.1.3 Thể hiện hai trạng thái đường truyền CAN Hình1.1.4 Ví dụ cơ chế chiếm đường truyền Hình1.2.1 Dạng frame dữ liệu. - Ứng dụng vi điều khiển PIC18F458 trong truyền thông nối tiếp sử dụng giao thức CAN Học Viên: Nguyễn Trung Hiếu – Chuyên ngành: Kỹ thuật đo & Các hệ thống điều khiển - 8 - Ngày nay khi nói đến thông tin trong công nghiệp, chúng ta thường hay nói về khái niệm mạng thông tin công nghiệp để chỉ các cơ chế trao đổi thông tin trong các hệ thống điều khiển công nghiệp. - Nghiên cứu ứng dụng chip vi điều khiển PIC18F458 trong hệ thống điều khiển sử dụng giao thức truyền thông tin nối tiếp CAN. - Với việc sử dụng giao thức CAN, phương thức kết nối điểm-điểm (point to point) đã được thay thế bằng đường truyền nối tiếp kết nối chung tất cả các hệ thống điều khiển lại với nhau. - Hình1.1 Phương thức kết nối điểm-điểm Ứng dụng vi điều khiển PIC18F458 trong truyền thông nối tiếp sử dụng giao thức CAN Học Viên: Nguyễn Trung Hiếu – Chuyên ngành: Kỹ thuật đo & Các hệ thống điều khiển - 11 - CAN là một hệ thống đường truyền nối tiếp tiên tiến và nó hỗ trợ rất hiệu quả cho các hệ thống điều khiển phân tán. - Ứng dụng vi điều khiển PIC18F458 trong truyền thông nối tiếp sử dụng giao thức CAN Học Viên: Nguyễn Trung Hiếu – Chuyên ngành: Kỹ thuật đo & Các hệ thống điều khiển - 13 - CHƯƠNG 1: LÝ THUYẾT CƠ SỞ VỀ GIAO THỨC CAN (Controller Area Network). - Hình1.1.1 thể hiện cơ chế kết nối node CAN lên đường Hình1.1.1 Kết nối node CAN lên Bus Ứng dụng vi điều khiển PIC18F458 trong truyền thông nối tiếp sử dụng giao thức CAN Học Viên: Nguyễn Trung Hiếu – Chuyên ngành: Kỹ thuật đo & Các hệ thống điều khiển - 14 - truyền. - Nếu như có hai hay nhiều node bắt đầu Hình1.1.2 Bảng logic Wired_End Hình1.1.3 Thể hiện hai trạng thái đường truyền CAN Ứng dụng vi điều khiển PIC18F458 trong truyền thông nối tiếp sử dụng giao thức CAN Học Viên: Nguyễn Trung Hiếu – Chuyên ngành: Kỹ thuật đo & Các hệ thống điều khiển - 15 - truyền trong cùng một thời điểm khi chúng phát hiện ra đường truyền rỗi, việc tránh sự đụng độ giữa các bức điện sẽ được thực hiện thông qua cơ chế phân xử and từng bit (bitwise arbitration. - Hình1.1.4 Ví dụ cơ chế chiếm đường truyền Ứng dụng vi điều khiển PIC18F458 trong truyền thông nối tiếp sử dụng giao thức CAN Học Viên: Nguyễn Trung Hiếu – Chuyên ngành: Kỹ thuật đo & Các hệ thống điều khiển - 16 - Sau bit bắt đầu frame là vùng phân định (Arbitration) bao gồm 12 bit, 11 bit vùng ID được sử dụng để phản ảnh nội dung và mức ưu tiên của bức điện và một bit yêu cầu truyền xa (Remote Transmition Request bit). - Ứng dụng vi điều khiển PIC18F458 trong truyền thông nối tiếp sử dụng giao thức CAN Học Viên: Nguyễn Trung Hiếu – Chuyên ngành: Kỹ thuật đo & Các hệ thống điều khiển - 17 - Cuối cùng là 7 bit mức 1 liên tiếp sử dụng để kết thúc frame dữ liệu ( End of Frame). - Ứng dụng vi điều khiển PIC18F458 trong truyền thông nối tiếp sử dụng giao thức CAN Học Viên: Nguyễn Trung Hiếu – Chuyên ngành: Kỹ thuật đo & Các hệ thống điều khiển - 18 - trên bus sẽ bắt đầu lại từ đầu việc truyền thông qua bus sau khi có lỗi xảy ra. - Ứng dụng vi điều khiển PIC18F458 trong truyền thông nối tiếp sử dụng giao thức CAN Học Viên: Nguyễn Trung Hiếu – Chuyên ngành: Kỹ thuật đo & Các hệ thống điều khiển - 19 - phân biệt một overload frame với một error frame (một error frame được gửi trong lúc truyền bức điện). - Hình1.2.5 Khoảng liên kết frame Ứng dụng vi điều khiển PIC18F458 trong truyền thông nối tiếp sử dụng giao thức CAN Học Viên: Nguyễn Trung Hiếu – Chuyên ngành: Kỹ thuật đo & Các hệ thống điều khiển - 20 - cho tới khi việc truyền tiếp theo được bắt đầu trở lại. - Với cơ chế này, bộ truyền sẽ kiểm tra vùng Acknowledge của của bức điện Hình1.3.1 Cơ chế phát hiện lỗi CRC Ứng dụng vi điều khiển PIC18F458 trong truyền thông nối tiếp sử dụng giao thức CAN Học Viên: Nguyễn Trung Hiếu – Chuyên ngành: Kỹ thuật đo & Các hệ thống điều khiển - 21 - để xác định nếu tại khe Acknowledge nơi mà khi truyền đã được gửi đi một bit recessive (bit 1) chứa một bit dominant (bit 0). - Trạng thái lỗi chủ động vẫn đúng khi nào mà cả hai thanh ghi đếm lỗi truyền và lỗi nhận (REC register, TEC register) vẫn có giá trị nhỏ hơn hoặc bằng Hình1.4.1 Các trạng thái lỗi bên trong của một node CAN Ứng dụng vi điều khiển PIC18F458 trong truyền thông nối tiếp sử dụng giao thức CAN Học Viên: Nguyễn Trung Hiếu – Chuyên ngành: Kỹ thuật đo & Các hệ thống điều khiển - 23 - 127. - Hình1.5.1 Các phiên bản giao thức CAN Ứng dụng vi điều khiển PIC18F458 trong truyền thông nối tiếp sử dụng giao thức CAN Học Viên: Nguyễn Trung Hiếu – Chuyên ngành: Kỹ thuật đo & Các hệ thống điều khiển - 24 - Phiên bản 2.0B được xem như phiên bản CAN mở rộng “Extended CAN”. - Hình1.6.3 Các cơ chế đồng bộ bus Hình1.7.1 Phân chia thời gian bit truyền CAN Ứng dụng vi điều khiển PIC18F458 trong truyền thông nối tiếp sử dụng giao thức CAN Học Viên: Nguyễn Trung Hiếu – Chuyên ngành: Kỹ thuật đo & Các hệ thống điều khiển - 26 - Khoảng thời gian của một bit truyền CAN (Hình1.7.1) (có thể là một mức cao hay một mức thấp trong mã NRZ) được tạo nên từ 4 phân đoạn thời gian không chồng lên nhau. - Hình1.7.3 Phân đoạn thời gian truyền CAN Ứng dụng vi điều khiển PIC18F458 trong truyền thông nối tiếp sử dụng giao thức CAN Học Viên: Nguyễn Trung Hiếu – Chuyên ngành: Kỹ thuật đo & Các hệ thống điều khiển - 27 - Tiếp theo là phân đoạn giai đoạn đệm 1 (Phase Buffer Segment 1) (Hình1.7.4) được sử dụng để bù các lỗi ở giai đoạn sườn (edge phase). - Phân đoạn “giai đoạn đệm 2” (Phase Buffer Segment 2) được xem như “Phân đoạn thời gian 2” (Timing Hình1.7.7 Cơ chế rút ngắn phân đoạn phase buffer segment 2 Hình1.7.8 Một cách phân chia thời gian bit khác hay được sử dụng Hình1.7.6 Cơ chế kéo dài phân đoạn phase buffer segment 1 Ứng dụng vi điều khiển PIC18F458 trong truyền thông nối tiếp sử dụng giao thức CAN Học Viên: Nguyễn Trung Hiếu – Chuyên ngành: Kỹ thuật đo & Các hệ thống điều khiển - 29 - Segment 2) (Hình1.7.8). - Ứng dụng vi điều khiển PIC18F458 trong truyền thông nối tiếp sử dụng giao thức CAN Học Viên: Nguyễn Trung Hiếu – Chuyên ngành: Kỹ thuật đo & Các hệ thống điều khiển - 30 - Hình1.7.11 là biểu đồ thể hiện mối quan hệ giữa tốc độ truyền và độ dài đường truyền trong giao thức CAN. - Một phương thức có thể được sử dụng để truyền đi hai trạng thái Dominant HìnhII.7.12 Biểu đồ phân lớp giao thức CAN Hình1.7.11 Biểu đồ quan hệ giữa tốc động truyền và độ dài đường truyền Ứng dụng vi điều khiển PIC18F458 trong truyền thông nối tiếp sử dụng giao thức CAN Học Viên: Nguyễn Trung Hiếu – Chuyên ngành: Kỹ thuật đo & Các hệ thống điều khiển - 31 - và Recessive trên đường truyền đó là sử dụng cáp đôi xoắn (rẻ nhất mà vẫn đạt được các yêu cầu về kỹ thuật). - Ứng dụng vi điều khiển PIC18F458 trong truyền thông nối tiếp sử dụng giao thức CAN Học Viên: Nguyễn Trung Hiếu – Chuyên ngành: Kỹ thuật đo & Các hệ thống điều khiển - 32 - Cấu trúc của một Bus CAN theo chuẩn ISO-IS 11898 được thể hiện trong Hình1.8.3. - Hình1.8.4 Chuẩn mức tín hiệu trên đuờng truyền CAN Hình1.8.5 Chuẩn kết nối connector của CAN Ứng dụng vi điều khiển PIC18F458 trong truyền thông nối tiếp sử dụng giao thức CAN Học Viên: Nguyễn Trung Hiếu – Chuyên ngành: Kỹ thuật đo & Các hệ thống điều khiển - 33 - CHƯƠNG 2. - Module biến đổi tương tự sang số 10 bit và có thể lên tới 8 kênh với: khả Ứng dụng vi điều khiển PIC18F458 trong truyền thông nối tiếp sử dụng giao thức CAN Học Viên: Nguyễn Trung Hiếu – Chuyên ngành: Kỹ thuật đo & Các hệ thống điều khiển - 34 - năng biến đổi ngay trong chế độ ngủ (Sleep. - Các đặc tính đặc biệt của vi điều khiển. - Ứng dụng vi điều khiển PIC18F458 trong truyền thông nối tiếp sử dụng giao thức CAN Học Viên: Nguyễn Trung Hiếu – Chuyên ngành: Kỹ thuật đo & Các hệ thống điều khiển - 35. - Ứng dụng vi điều khiển PIC18F458 trong truyền thông nối tiếp sử dụng giao thức CAN Học Viên: Nguyễn Trung Hiếu – Chuyên ngành: Kỹ thuật đo & Các hệ thống điều khiển . - Nhóm các thanh ghi điều khiển và trạng thái. - Nhóm các thanh ghi bộ đệm truyền (dữ liệu và điều khiển. - Nhóm các thanh ghi bộ đệm nhận (dữ liệu và điều khiển. - Nhóm các thanh ghi điều khiển và trạng thái ngắt. - Chú ý: Các đặc tính cụ thể của từng thanh ghi chúng ta có thể tham khảo Hình2.2.1 Sơ đồ khối module CAN trong PIC18F458 Ứng dụng vi điều khiển PIC18F458 trong truyền thông nối tiếp sử dụng giao thức CAN Học Viên: Nguyễn Trung Hiếu – Chuyên ngành: Kỹ thuật đo & Các hệ thống điều khiển - 39 - trong tài liệu PIC18F458_Support_CAN data sheet của hãng MicroChip. - Tất cả các thanh ghi sử dụng để định cấu hình cho module CAN Ứng dụng vi điều khiển PIC18F458 trong truyền thông nối tiếp sử dụng giao thức CAN Học Viên: Nguyễn Trung Hiếu – Chuyên ngành: Kỹ thuật đo & Các hệ thống điều khiển - 40 - không thể bị sửa đổi trong khi module đang hoạt động (on-line). - Nếu bộ xử lý nhận được một ngắt lúc nó đang ngủ, có thể có nhiều hơn 1 bức điện đã bị đã bị bỏ qua, người sử dụng phải biết trước được điều này và yêu cầu Ứng dụng vi điều khiển PIC18F458 trong truyền thông nối tiếp sử dụng giao thức CAN Học Viên: Nguyễn Trung Hiếu – Chuyên ngành: Kỹ thuật đo & Các hệ thống điều khiển - 41 - truyền lại. - Chế độ này cho phép việc truyền các bức điện ở bên trong, từ các bộ đệm truyền sang các bộ đệm nhận mà thực tế không hề có sự truyền thực sự của các bức Ứng dụng vi điều khiển PIC18F458 trong truyền thông nối tiếp sử dụng giao thức CAN Học Viên: Nguyễn Trung Hiếu – Chuyên ngành: Kỹ thuật đo & Các hệ thống điều khiển - 42 - điện thông qua CAN bus. - Để MCU có thể viết dữ liệu vào bộ đệm truyền, bit TXREQ phải được xóa để báo bộ đệm truyền bức điện đã xóa bất kỳ bức điện nào đang treo đợi truyền trong Hình2.2.2 Sơ đồ khối bộ đệm truyền trong module CAN Ứng dụng vi điều khiển PIC18F458 trong truyền thông nối tiếp sử dụng giao thức CAN Học Viên: Nguyễn Trung Hiếu – Chuyên ngành: Kỹ thuật đo & Các hệ thống điều khiển - 43 - nó. - Ứng dụng vi điều khiển PIC18F458 trong truyền thông nối tiếp sử dụng giao thức CAN Học Viên: Nguyễn Trung Hiếu – Chuyên ngành: Kỹ thuật đo & Các hệ thống điều khiển - 44 - Khi truyền thành công bức điện, bit TXREQ sẽ được xóa, bit TXBnIF sẽ được đặt và một ngắt sẽ được tạo ra nếu bit TXBnIE được đặt. - Một bộ đệm có tên gọi “bộ đệm liên kết các bức điện Hình2.2.3 Sơ đồ khối bộ đệm nhận trong module CAN Ứng dụng vi điều khiển PIC18F458 trong truyền thông nối tiếp sử dụng giao thức CAN Học Viên: Nguyễn Trung Hiếu – Chuyên ngành: Kỹ thuật đo & Các hệ thống điều khiển - 45 - tách biệt” (Separate Message Assembly Buffer) (MAB) đóng vai trò như một bộ đệm nhận thứ 3 trong module. - Ứng dụng vi điều khiển PIC18F458 trong truyền thông nối tiếp sử dụng giao thức CAN Học Viên: Nguyễn Trung Hiếu – Chuyên ngành: Kỹ thuật đo & Các hệ thống điều khiển - 46 - Khi một bức điện được nhận, các bit của thanh ghi RXBnCON sẽ chỉ cho chúng ta biết số thứ tự của bộ lọc chấp nhận nào cho phép tiếp nhận và có hay không việc nhận được một bức điện có yêu cầu truyền xa. - Ứng dụng vi điều khiển PIC18F458 trong truyền thông nối tiếp sử dụng giao thức CAN Học Viên: Nguyễn Trung Hiếu – Chuyên ngành: Kỹ thuật đo & Các hệ thống điều khiển - 47 - Có hai mặt nạ bộ lọc chấp nhận (acceptance filter Mask) mỗi một mặt nạ liên kết với một bộ đệm nhận. - 000 = bộ đệm xác nhận 0 (RXF0) Bảng2.2.1 Bảng sự thật cho Filter/Mask Ứng dụng vi điều khiển PIC18F458 trong truyền thông nối tiếp sử dụng giao thức CAN Học Viên: Nguyễn Trung Hiếu – Chuyên ngành: Kỹ thuật đo & Các hệ thống điều khiển - 48 - chú ý: ‘000’ và ‘001’ chỉ có thể xảy ra nếu bit RXB0DBEN được dựng trong thanh ghi RXB0CON, cho phép các bức điện trong RXB0 có thể được chuyển qua RXB1. - Hình2.2.4 Cơ chế lọc và chấp nhận ID trong module CAN Ứng dụng vi điều khiển PIC18F458 trong truyền thông nối tiếp sử dụng giao thức CAN Học Viên: Nguyễn Trung Hiếu – Chuyên ngành: Kỹ thuật đo & Các hệ thống điều khiển - 49 - Mọi node CAN có mặt trên đường truyền phải có cùng một tốc độ truyền danh định (nominal bit rate). - Ứng dụng vi điều khiển PIC18F458 trong truyền thông nối tiếp sử dụng giao thức CAN Học Viên: Nguyễn Trung Hiếu – Chuyên ngành: Kỹ thuật đo & Các hệ thống điều khiển - 50 - lập trình cho các bit tác động tới các hệ số tương ứng đó. - (2*(BRP+1))*TOSC (s) Ở đây, FOSC là tần số nhịp đồng hồ bộ phát xung nhịp, TOSC là chu kỳ tương Ứng dụng vi điều khiển PIC18F458 trong truyền thông nối tiếp sử dụng giao thức CAN Học Viên: Nguyễn Trung Hiếu – Chuyên ngành: Kỹ thuật đo & Các hệ thống điều khiển - 51 - ứng của nhịp đồng hồ bộ phát xung nhịp, và BRP là một số nguyên (từ 0 cho tới 63) được mã hóa bởi giá trị nhị phân của các bit BRGCON. - Thời gian xử lý thông tin IPT (Information Processing Time): là khoảng thời Ứng dụng vi điều khiển PIC18F458 trong truyền thông nối tiếp sử dụng giao thức CAN Học Viên: Nguyễn Trung Hiếu – Chuyên ngành: Kỹ thuật đo & Các hệ thống điều khiển - 52 - gian bắt đầu tại điểm lấy mẫu, và nó được sử dụng cho việc tính toán mức của bit tín hiệu đến theo sau. - Khi chúng ta thiết lập tham số cho các phân đoạn thời gian, các yêu cầu sau đây bắt buộc chúng ta phải tuân theo: Ứng dụng vi điều khiển PIC18F458 trong truyền thông nối tiếp sử dụng giao thức CAN Học Viên: Nguyễn Trung Hiếu – Chuyên ngành: Kỹ thuật đo & Các hệ thống điều khiển - 53. - Module CAN tích hợp trong vi điều khiển PIC18F458 có các cơ chế phát hiện lỗi sau: Ứng dụng vi điều khiển PIC18F458 trong truyền thông nối tiếp sử dụng giao thức CAN Học Viên: Nguyễn Trung Hiếu – Chuyên ngành: Kỹ thuật đo & Các hệ thống điều khiển - 54. - Trạng thái lỗi của Hình2.2.8 Các trạng thái lỗi của PIC18F458 Ứng dụng vi điều khiển PIC18F458 trong truyền thông nối tiếp sử dụng giao thức CAN Học Viên: Nguyễn Trung Hiếu – Chuyên ngành: Kỹ thuật đo & Các hệ thống điều khiển - 55 - PIC18F458 là trạng thái lỗi chủ động (“active-error”) nếu cả hai bộ đếm lỗi đều có giá trị dưới 128. - Bảng2.2.2 Bảng các mã ngắt tương ứng vơi các bit ICODE Ứng dụng vi điều khiển PIC18F458 trong truyền thông nối tiếp sử dụng giao thức CAN Học Viên: Nguyễn Trung Hiếu – Chuyên ngành: Kỹ thuật đo & Các hệ thống điều khiển - 56 - Trong trường hợp ngắt truyền được cho phép, ngắt này sẽ được tạo ra khi bộ đệm truyền liên kết với nó rỗng và đang sẵn sàng cho việc nạp một bức điện mới vào. - Thiết kế mạch phần cứng vỉ thu thập tín hiệu nhiệt độ có cổng giao tiếp CAN sử dụng chíp vi điều khiển PIC18F458 (gọi tắt là vỉ thu thập tín hiệu). - Vỉ thu thập tín hiệu nhiệt độ sử dụng chip vi điều khiển PIC18F458 để điều khiển toàn bộ hoạt động của vỉ. - Ứng dụng vi điều khiển PIC18F458 trong truyền thông nối tiếp sử dụng giao thức CAN Học Viên: Nguyễn Trung Hiếu – Chuyên ngành: Kỹ thuật đo & Các hệ thống điều khiển - 57 - Một cách tổng quát, tôi có thể phân chia sơ đồ vỉ thu thập tín hiệu nhiệt độ và truyền thông nối tiếp sử dụng giao thức CAN thành 4 khối chức năng chính sau. - Sensor to (LM335) Gain Offset (LM324) Filter (LM324) PIC18F458 Module ADC Module CAN Controller CPU & other CAN Driver (MCP2551) MAX232 CAN Bus Switch Set Baud Rate & ID RS232 Bus Digital Outputs 1 4 2 3 Hình2.3.1 Sơ đồ khối Card thu thập tín hiệu và truyền tin nối tiếp Ứng dụng vi điều khiển PIC18F458 trong truyền thông nối tiếp sử dụng giao thức CAN Học Viên: Nguyễn Trung Hiếu – Chuyên ngành: Kỹ thuật đo & Các hệ thống điều khiển - 58 - Việc đặt tốc độ truyền và đặt ID cho vỉ được thực hiện thông qua hai switch, mỗi switch có bốn chân tín hiệu digital. - Khối chức năng 3: đây là khối bộ vi điều khiển. - 1 2 3 4 Bit 0 Bit 1 Bit 2 Bit 3 Hình2.3.2 Thể hiện một Switch Ứng dụng vi điều khiển PIC18F458 trong truyền thông nối tiếp sử dụng giao thức CAN Học Viên: Nguyễn Trung Hiếu – Chuyên ngành: Kỹ thuật đo & Các hệ thống điều khiển - 59 - Hình 2.3.3 dưới đây thể hiện sơ đồ mạch nguyên lý vỉ thu thập tín hiệu . - Mạch nguyên lý phối ghép cho bộ Vi điều khiển PIC18F458 được thể hiện trên Hình2.3.9. - Ứng dụng vi điều khiển PIC18F458 trong truyền thông nối tiếp sử dụng giao thức CAN Học Viên: Nguyễn Trung Hiếu – Chuyên ngành: Kỹ thuật đo & Các hệ thống điều khiển - 65 - Thực hiện lắp ráp linh kiện, đóng gói sản phẩm. - Hình2.3.13 : vỉ thu thập tín hiệu nhiệt độ có cổng giao tiếp CAN Ứng dụng vi điều khiển PIC18F458 trong truyền thông nối tiếp sử dụng giao thức CAN Học Viên: Nguyễn Trung Hiếu – Chuyên ngành: Kỹ thuật đo & Các hệ thống điều khiển - 66 - 2.4. - Yes Yes No No No Hình2.4.1 Lưu đồ thuật toán chương trình chính điều khiển Ứng dụng vi điều khiển PIC18F458 trong truyền thông nối tiếp sử dụng giao thức CAN Học Viên: Nguyễn Trung Hiếu – Chuyên ngành: Kỹ thuật đo & Các hệ thống điều khiển - 67 - thực hiện theo cơ chế thăm dò cho tới khi nào đọc được thành công dữ liệu thì dừng lại. - Ứng dụng vi điều khiển PIC18F458 trong truyền thông nối tiếp sử dụng giao thức CAN Học Viên: Nguyễn Trung Hiếu – Chuyên ngành: Kỹ thuật đo & Các hệ thống điều khiển - 68 - ghi điều khiển sự hoạt động của module CAN. - End Xử lý các lỗi tương ứng Hình2.4.3 Lưu đồ thuật toán truyền bức điện Yes No Yes No Yes No Yes Yes No No Ứng dụng vi điều khiển PIC18F458 trong truyền thông nối tiếp sử dụng giao thức CAN Học Viên: Nguyễn Trung Hiếu – Chuyên ngành: Kỹ thuật đo & Các hệ thống điều khiển - 69 - (có giá trị từ 08) được truyền đi trong vùng dữ liệu của một bức điện. - Hình3.1.1 thể hiện một front Ứng dụng vi điều khiển PIC18F458 trong truyền thông nối tiếp sử dụng giao thức CAN Học Viên: Nguyễn Trung Hiếu – Chuyên ngành: Kỹ thuật đo & Các hệ thống điều khiển - 72 - panel của Labview. - Ta có thể xây dựng front panel bằng việc sử dụng các đối tượng điều khiển (controls) và các đối tượng chỉ thị (Indicator). - Các đối tượng điều khiển có thể là các núm xoay. - Các đối tượng của block diagram bao gồm các đầu cuối thông tin, các subVI, các hàm, các hằng, các Hình3.1.1 Một cửa sổ front panel trong labview Hình3.1.2 Một block diagram tương ứng với front panel của nó Ứng dụng vi điều khiển PIC18F458 trong truyền thông nối tiếp sử dụng giao thức CAN Học Viên: Nguyễn Trung Hiếu – Chuyên ngành: Kỹ thuật đo & Các hệ thống điều khiển - 73 - cấu trúc và các đường nối thể hiện việc kết nối và trao đổi dữ liệu giữa các đối tượng. - Nút bấm Open VI: kích chuột vào nút bấm Open VI để mở một VI đã tồn Icon Connector Pane Ứng dụng vi điều khiển PIC18F458 trong truyền thông nối tiếp sử dụng giao thức CAN Học Viên: Nguyễn Trung Hiếu – Chuyên ngành: Kỹ thuật đo & Các hệ thống điều khiển - 74 - tại (đã được tạo ra trước đó). - Dưới đây là hình ảnh thanh công cụ front panel: Hình3.1.3 Cửa sổ khởi động chương trình Labview Ứng dụng vi điều khiển PIC18F458 trong truyền thông nối tiếp sử dụng giao thức CAN Học Viên: Nguyễn Trung Hiếu – Chuyên ngành: Kỹ thuật đo & Các hệ thống điều khiển - 75. - Hình ảnh thanh công cụ Block Diagram thể hiện ở bên dưới đây: Ứng dụng vi điều khiển PIC18F458 trong truyền thông nối tiếp sử dụng giao thức CAN Học Viên: Nguyễn Trung Hiếu – Chuyên ngành: Kỹ thuật đo & Các hệ thống điều khiển - 76 - Khi chạy VI, các nút xuất hiện trên thanh công cụ Block Diagram sẽ trợ giúp cho việc soát lỗi VI. - Các menu nằm ở trên đỉnh cửa sổ của một VI chứa các biểu tượng tương ứng với các ứng dụng khác nhau ví dụ như: open, save, copy, paste … Các menu của Labview bao gồm: Ứng dụng vi điều khiển PIC18F458 trong truyền thông nối tiếp sử dụng giao thức CAN Học Viên: Nguyễn Trung Hiếu – Chuyên ngành: Kỹ thuật đo & Các hệ thống điều khiển - 77. - Nhấn phím và nhấp Hình3.1.5 Bảng các công cụ Ứng dụng vi điều khiển PIC18F458 trong truyền thông nối tiếp sử dụng giao thức CAN Học Viên: Nguyễn Trung Hiếu – Chuyên ngành: Kỹ thuật đo & Các hệ thống điều khiển - 78 - phải chuột để hiện thị một bảng công cụ tạm thời tại vị trí con trỏ chuột. - Ứng dụng vi điều khiển PIC18F458 trong truyền thông nối tiếp sử dụng giao thức CAN Học Viên: Nguyễn Trung Hiếu – Chuyên ngành: Kỹ thuật đo & Các hệ thống điều khiển - 79. - Bảng các điều khiển và hàm. - Hình3.1.6 là bảng các điều khiển trong Labview. - Việc nạp một VI đã tồn tại vào trong Labview được thực hiện bằng cách Hình3.1.6 Bảng các điều khiển Hình3.1.7 Bảng các hàm Ứng dụng vi điều khiển PIC18F458 trong truyền thông nối tiếp sử dụng giao thức CAN Học Viên: Nguyễn Trung Hiếu – Chuyên ngành: Kỹ thuật đo & Các hệ thống điều khiển - 80 - chọn File>>Open, lúc này hộp thoại Chose the VI to Open xuất hiện. - NI-CAN cũng hỗ trợ cho Labview RT nhưng phải là phiên bản 6.0.2 hoặc các phiên Hình3.1.8 Cửa sổ trợ giúp Ứng dụng vi điều khiển PIC18F458 trong truyền thông nối tiếp sử dụng giao thức CAN Học Viên: Nguyễn Trung Hiếu – Chuyên ngành: Kỹ thuật đo & Các hệ thống điều khiển - 81 - bản sau phiên bản 6.0.2. - Các Chanel API và Frame API trong bảng các điều khiển Ứng dụng vi điều khiển PIC18F458 trong truyền thông nối tiếp sử dụng giao thức CAN Học Viên: Nguyễn Trung Hiếu – Chuyên ngành: Kỹ thuật đo & Các hệ thống điều khiển - 82 - điều khiển của Labview (khi ta thiết kế giao diện người sử dụng ta cần sử dụng bảng này). - Trên card này có 2 cổng CAN bus chuẩn Connector Hình3.1.11 Thể hiện vị trí của các hàm CAN Các Chanel API và Frame API trong bảng các hàm Hình3.1.12 Các hàm của CAN Ứng dụng vi điều khiển PIC18F458 trong truyền thông nối tiếp sử dụng giao thức CAN Học Viên: Nguyễn Trung Hiếu – Chuyên ngành: Kỹ thuật đo & Các hệ thống điều khiển - 83 - 9 chân chữ D cái (fremale Connector –D). - Thiết kế module giao diện để đặt các thông số về dữ liệu sẽ được Hình3.2.4 Trang giao diện người sử dụng được viết bằng phần mềm LV Hình3.2.3 Cửa sổ Name the VI của Labview Ứng dụng vi điều khiển PIC18F458 trong truyền thông nối tiếp sử dụng giao thức CAN Học Viên: Nguyễn Trung Hiếu – Chuyên ngành: Kỹ thuật đo & Các hệ thống điều khiển - 85 - truyền từ PC xuống Card. - Hình3.2.5 Giao diện đặt dữ liệu truyền CAN Ứng dụng vi điều khiển PIC18F458 trong truyền thông nối tiếp sử dụng giao thức CAN Học Viên: Nguyễn Trung Hiếu – Chuyên ngành: Kỹ thuật đo & Các hệ thống điều khiển - 86. - Tương tự như cách tạo một digital đã làm ở trên, tạo các Digital Control với các thuộc tính của chúng được cho trong bảng sau: Hình3.2.4_b Ứng dụng vi điều khiển PIC18F458 trong truyền thông nối tiếp sử dụng giao thức CAN Học Viên: Nguyễn Trung Hiếu – Chuyên ngành: Kỹ thuật đo & Các hệ thống điều khiển - 87 - Label Representation Data Data Range Baudrate U32 Defaults Arbitration ID U32 Defaults - Tạo đối tượng nút bấm Write theo các bước. - Chỉnh sửa kích thước cũng như vị trí sao cho Hình3.2.6 Giao diện đặt thông số về mạng Ứng dụng vi điều khiển PIC18F458 trong truyền thông nối tiếp sử dụng giao thức CAN Học Viên: Nguyễn Trung Hiếu – Chuyên ngành: Kỹ thuật đo & Các hệ thống điều khiển - 88 - module có kích thước phù hợp và vừa vặn như Hình3.2.6. - Thiết kế module giao diện thể hiện giá trị nhiệt độ thông qua việc vẽ Hình3.2.7 Giao diện thể hiện dữ liệu nhận được từ mạng CAN Ứng dụng vi điều khiển PIC18F458 trong truyền thông nối tiếp sử dụng giao thức CAN Học Viên: Nguyễn Trung Hiếu – Chuyên ngành: Kỹ thuật đo & Các hệ thống điều khiển - 89 - đồ thị hiện thị giá trị nhiệt độ theo thời gian. - Thiết kế module giao diện thực hiện việc thay đổi trạng thái của các Hình3.2.8 Giao diện vẽ đồ thị tín hiệu nhiệt độ Hình3.2.9 Cột nhiệt kế Ứng dụng vi điều khiển PIC18F458 trong truyền thông nối tiếp sử dụng giao thức CAN Học Viên: Nguyễn Trung Hiếu – Chuyên ngành: Kỹ thuật đo & Các hệ thống điều khiển - 90 - tín hiệu số DO trên màn hình. - Ứng dụng vi điều khiển PIC18F458 trong truyền thông nối tiếp sử dụng giao thức CAN Học Viên: Nguyễn Trung Hiếu – Chuyên ngành: Kỹ thuật đo & Các hệ thống điều khiển - 92 - Chúng ta có thể phân tích chương trình được viết như sau. - yes yes yes yes yes yes No No No No No No Đóng giao diện mạng Hình3.2.11 Lưu đồ thuật toán chương trình trên máy tính Ứng dụng vi điều khiển PIC18F458 trong truyền thông nối tiếp sử dụng giao thức CAN Học Viên: Nguyễn Trung Hiếu – Chuyên ngành: Kỹ thuật đo & Các hệ thống điều khiển - 93 - các tham số cho giao diện mạng, mở giao diện mạng. - Mã lệnh toàn bộ chương trình viết trong cửa sổ Block Diagram thể hiện trong hình3.2.17 sau: Hình3.2.15 Mã lệnh thực hiện đọc dữ liệu từ mạng về nhưng dữ liệu thực tế = 0 Hình3.2.16 Mã lệnh đóng giao diện mạng Ứng dụng vi điều khiển PIC18F458 trong truyền thông nối tiếp sử dụng giao thức CAN Học Viên: Nguyễn Trung Hiếu – Chuyên ngành: Kỹ thuật đo & Các hệ thống điều khiển - 95 - 3.3. - Ứng dụng vi điều khiển PIC18F458 trong truyền thông nối tiếp sử dụng giao thức CAN Học Viên: Nguyễn Trung Hiếu – Chuyên ngành: Kỹ thuật đo & Các hệ thống điều khiển - 96 - CAN-PCI Interface để nhận các bức điện mà vỉ thu thập tín hiệu gửi lên cho nó, phân tích các thông tin trong bức điện và thể hiện các thông tin đó lên màn hình giao diện. - Ứng dụng vi điều khiển PIC18F458 trong truyền thông nối tiếp sử dụng giao thức CAN Học Viên: Nguyễn Trung Hiếu – Chuyên ngành: Kỹ thuật đo & Các hệ thống điều khiển - 97 - CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI. - Các hệ thống điều khiển sử dụng các bộ vi điều khiển ngày một phát triển. - Ứng dụng vi điều khiển PIC18F458 trong truyền thông nối tiếp sử dụng giao thức CAN Học Viên: Nguyễn Trung Hiếu – Chuyên ngành: Kỹ thuật đo & Các hệ thống điều khiển - 99 - TÀI LIỆU THAM KHẢO: 1. - Giáo trình bài giảng hệ thống điều khiển phân tán, Hà Nội 2002 3. - Ứng dụng vi điều khiển PIC18F458 trong truyền thông nối tiếp sử dụng giao thức CAN Học Viên: Nguyễn Trung Hiếu – Chuyên ngành: Kỹ thuật đo & Các hệ thống điều khiển - 100 - PHỤ LỤC: Mã nguồn chương trình viết cho vi điều khiển PIC18F458 điều khiển cho toàn bộ sự hoạt động của Card thu thập tín hiệu nhiệt độ và truyền thông tin nối tiếp CAN
Xem thử không khả dụng, vui lòng xem tại trang nguồn hoặc xem
Tóm tắt