Tải bản đầy đủ - 0 (trang)
2 Thiết kế giao diện người dùng trên LabVIEW phiên bản 2011.

2 Thiết kế giao diện người dùng trên LabVIEW phiên bản 2011.

Tải bản đầy đủ - 0trang

Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP.HCM – Khoa CKĐ

Phần mềm Labview 2011: Thực hiện thiết kế giao diện, hiển thị thông tin về năng

lượng thu được điện áp, số xung, biểu đồ và các đèn báo hiệu.

Phần mềm Orcad 9.2: Thiết kế mạch in.

Phần mềm CCS 4.3.2: Sử dụng lập trình PIC 16F877A.

Các phần mềm được lựa chọn do trong quá trình học tập đã được học và tự nghiên cứu

nên có kiến thức để vận dụng và thực nghiệm. Là các phần mềm trực quan sinh động,

được đông đảo số lượng lớn người sử dụng và biết về các phần mềm trên nên chúng tôi đã

quyết định lựa chọn phần mềm trên để thực nghiệm và thi công.

4.2.2



Giới thiệu về phần mềm Labview.



Labview (Virtual Instrument Engineering Workbench) là một môi trường phát triển dựa

trên ngôn ngữ lập trình đồ họa, thường được sử dụng cho mục đích: đo lường, kiểm tra,

đánh giá, xử lý và điều khiển các tham số của thiết bị.

Labview là một ngôn ngữ lập trình đa năng, giống như các ngơn ngữ lập trình hiện đại

khác. Labview gồm có các thư viện thu nhận dữ liệu, một loạt các thiết bị điều khiển,

phân tích dữ liệu, biểu diễn và lưu trữ dữ liệu. Nó còn có các cơng cụ phát triển được thiết

kế riêng cho việc nối ghép và điền khiển thiết bị.

Labview khác với các ngơn ngữ lập trình thơng thường ở điểm cơ bản là: các ngơn ngữ

lập trình khác thường dùng trên cơ chế dòng lệnh, trong khi đó labview dùng ngơn ngữ

lập trình Graphical để tạo ra các trình sơ đồ khối.

Hiện nay để ghép nối máy tính với thiết bị bên ngồi có thể dùng rất nhiều chuẩn quốc tế

như GPIB, VXI. Tuy nhiên các chuẩn đó mặc dù rất mạnh nhưng lại có nhược điểm là giá

thành rất lớn. Chuẩn ghép nối RS232 là một chuẩn dễ sử dụng và có sẵn trong thực tế.

Hầu như thiết bị nào cũng được hỗ trợ chuẩn RS 232.

Ngôn ngữ lập trình Labview là một ngơn ngữ hỗ trợ mạnh trong lĩnh vực thu thập và sử lý

tín hiệu. Thơng qua ngơn ngữ lập trình Labview người làm việc có thể tránh được những

công việc không cần thiết như tổ chức hệ thống mà qua đó mơ phỏng thực tế. Qua đó,

người dùng có thể nâng cao hiệu quả cơng việc.



Đồ án tốt nghiệp



-93-



Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP.HCM – Khoa CKĐ

4.2.3



Giao tiếp giữa phần mềm với mạch điều khiển trung tâm qua cổng USB.



Hình 4.23. Giao tiếp RS232 qua cổng USB với máy tính.

4.2.3.1 Khái niệm về Visa.



Hình 4.24. RS232.

VISA (Virtual Instrument System Architecture) là một chuẩn vào/ra giao diện chương

trình ứng dụng (API) cho thiết bị lập trình được. VISA tự bản thân nó khơng cung cấp khả

năng lập trình thiết bị mà là một API mức cao mà có thể gọi đến các driver mức thấp hơn.

Sư phân cấp NI – VISA như hình sau.



Hình 4.25. Sự phân cấp VISA API.



Đồ án tốt nghiệp



-94-



Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP.HCM – Khoa CKĐ

VISA có thể điều khiển các thiết bị theo chuẩn VXI, GPIB, hoặc Serial. Bởi vì VISA là

một cơng nhệ chuẩn để phát triển các chương trình điều khiển thiết bị, nên hiện tại có rất

nhiều Instrument driver được viết bởi hãng National Instrument trên VISA và được hỗ trợ

trên nền Windows, Macintosh, HP – UX…

4.2.3.2



4.2.3.3



Điểm mạnh của Visa.

-



Được chuẩn hóa: VISA là một API chuẩn để xây dựng các trình điều khiển thiết

bị. Chỉ cần sử dụng một API để điều khiển các thiết bị có kiểu khác nhau, có

thể theo chuẩn VXI, GPIB hoặc serial.



-



Có giao diện độc lâp: VISA sử dụng các hoạt động tương tự nhau để kết nối với

thiết bị mà không cần quan tâm tới kiểu giao diện của chúng. Lấy một ví dụ,

VISA viết một xâu ASCII (một message – based) tới một thiết bị thì lệnh này là

chung cho tất cả các kiểu thiết bị (VXI, GPIB, Serial). Điều này làm cho việc

chuyển đổi giao diện trở nên dễ dàng.



-



Nền độc lập: VISA được thiết kế để có thể hoạt động dễ dàng trên các hệ khác

nhau.



-



Tính tương thích cao: một lợi thế khác của VISA là dễ dàng tương thích với các

giao diện thiết bị mới sẽ được phát triển trong tương lai.

Các thành phần của Visa.



Cấu trúc đơn giản của một VISA API như sau:



Hình 4.26. Cấu trúc Visa API.

Đồ án tốt nghiệp



-95-



Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP.HCM – Khoa CKĐ

Default Resoucurce Manager: Ở mức cao nhất của hoạt động VISA, Labview sẽ tự động

tổ chức việc trao đổi thông tin với Default Resource Manager ở lần gọi VISA VI lần đầu

tiên. Default Resource Manager sẽ quản lý tài nguyên và phiên kết nối.

Communication: VISA cung cấp hai kiểu giao thức để trao đổi thơng tin với thiết bị, đó là

phương thức thông báo (Message – Based) hỗ trợ cho tất cả các kiểu thiết bị theo chuẩn

GPIB, VXI, Serial và phương thức thanh ghi (Register – Based) chỉ cho các thiết bị VXI.

Trong giới hạn của đề tài chúng tôi quan tâm tới Message – Based device.

VISA propertopies: Là các thuộc tính của VISA resources mà ta có thể thiết lập hoặc nhân

được từ chương trình. Có thể kể ra sau đây một vài properties thường gặp: Serial baud

rate, Serial data bits, GPIB readdressing, GPIB unaddresing, VXI logical address,…

Các hàm VISA trong Labview: Labview cung cấp sẵn một thư viện hàm để phối ghép và

điều khiển thiết bị thông qua chuẩn VISA. Để truy cập vào thư viện chọn Function >>

Instrument I/O >> VISA.



Hình 4.27. Visa functions.

4.2.3.4



Sơ đồ thuật toán đo lường dùng chuẩn RS232 trong Labview.



Chuẩn RS 232 là chuẩn giao tiếp thơng dụng nhất giữa máy tính và thiết bị ngoại vi. Hầu

hết mỗi máy tính đều có một vài cổng nối tiếp COM. Kết nối bằng RS 232 có thể có

Đồ án tốt nghiệp



-96-



Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP.HCM – Khoa CKĐ

khoảng cách lớn. Tuy nhiên nó cũng có nhược điểm là tại một thời điểm chỉ kết nối được

một máy. Tốc độ truyền của RS 232 cũng chậm hơn so với chuẩn khác.

Labview cung cấp một số VI để làm việc với chuẩn RS 232. Có thể truy nhập vào chúng

trong Functions >> Instrument I/O >> Serial.

Các hàm này gồm:



Hình 4.28. Các hàm Serial.

-



Serial Port Init: Khởi tạo cổng Serial theo hàm đã chọn.



Hình 4.29. Cổng Serial.

-



Byte at serial port: Trả lại trong byte count số byte có bộ đệm vào của cổng port

number.



Hình 4.30. Cổng Port number.

-



Serial port read: Đọc từ cổng port number số byte yêu cầu.



Hình 4.31. Serial port read.

-



Serial port Write: Gửi dữ liệu trong string to write ra cổng port number.



-



Thuật toán thu dữ liệu từ chuẩn RS 232.



Đồ án tốt nghiệp



-97-



Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP.HCM – Khoa CKĐ



Hình 4.32. Sơ đồ thuật tốn RS232.

Bước 1: khởi tạo: Bước này gồm có mở thiết bị, khởi tạo đường truyền tín hiệu

và xóa thiết bị.

Bước 2: Lập cấu trúc hình cho các kênh

 Sử dụng lệnh SENS để đặt cấu hình đo cho từng kênh.

 Dùng lệnh CALC: SCAL để đặt mức đo cho mỗi kênh.

 Dùng lệnh ROUT: SCAN để đặt danh sách quét.

Đồ án tốt nghiệp



-98-



Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP.HCM – Khoa CKĐ

Bước 3: Lập trình cấu hình quét.

 Đặt nguồn khởi động quét bằng lệnh TRIG: SOUR

 Đặt khoảng thời gian quét bằng lệnh TRIG: TIM

 Đặt số lần quét bằng lệnh TRIG: COUN

 Khởi tạo lần quét bằng INIT

Bước 4: Định dạng dữ liệu thu về.

Bước 5: Thu dữ liệu về và xử lý.



Hình 4.33. Thu thập và xử lý dữ liệu.

Có nhiều lệnh đọc dữ liệu về nhưng thuận tiện nhất là dùng 2 lệnh DATA:

POINT Và DATA: REM Dữ liệu thu về dưới dạng gồm nhiều trường khác nhau

như giá trị kênh, thời gian… Để bóc tách lấy dữ liệu ta dùng Data to 3Darray

VI để tách lấy phần dữ liệu cần xử lý.

Bước 6: Đóng thiết bị, để đóng thiết bị có thể dùng hàm VISA Close của Labview.



Đồ án tốt nghiệp



-99-



Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP.HCM – Khoa CKĐ

4.2.3.5



Nhóm hàm quản lý truyền thông RS232 trên vi điều khiển PIC 16F877A.



VI ĐIỀU KHIỂN

RS232

MÁY TÍNH

Hình 4.34. Giao tiếp RS232 giữa vi điều khiển và máy tính

Cấu trúc câu lệnh lập trình trên PIC 16F877A để sử dụng RS232.

GETC(), GETCH(), GETCHAR().

Hàm này được dùng để đợi nhận 1 ký tự từ pin RS232 RCV. Nếu không muốn đợi ký tự

gởi về, dùng lệnh kbhit().

+ Cú pháp: ch = getc()

ch = getch()

ch = getchar()

+ Tham số: không

+ Trị trả về: ký tự 8 bit

+ Yêu cầu: #use rs232

GETS()

Hàm này được dùng để đọc các ký tự (dùng GETC()) trong chuỗi cho đến khi gặp lệnh

RETURN (giá trị 13).

+ Cú pháp: gets(char *string)

+ Tham số: string là con trỏ (pointer) chỉ đến dãy kí tự

+ Trị trả về: không



Đồ án tốt nghiệp



-100-



Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP.HCM – Khoa CKĐ

+ Yêu cầu: #use rs232

PUTC(), PUTCHAR()

Hàm này được dùng để gởi một ký tự thông qua pin RS232 XMIT. Phải dùng #USE

RS232 trước khi thực hiện lệnh này để xác định tốc độ (baud rate) và pin truyền.

+ Cú pháp: putc(cdata)

+ putchar(cdata)

+ Tham số: cdata là ký tự 8 bit

+ Trị trả về: không

+ Yêu cầu: #use rs232

PUTS().

Hàm này được dùng để gởi mỗi ký tự trong chuỗi đến pin RS232 dùng PUTC(). Lệnh

printf() thường dùng hơn.

lệnh puts().

+ Cú pháp: puts(string)

+ Tham số: string là chuỗi hằng (constant string) hay dãy ký tự (character array)

+ Trị trả về: không

+ Yêu cầu: #use rs232

SET_UART_SPEED().

Hàm này được dùng để đặt tốc độ truyền dữ liệu thông qua cổng RS232.

+ Cú pháp: set_uart_speed(baud)

+ Tham số: baud là hằng số tốc độ truyền (bit/giây) từ 100 đến 115200.

+ Trị trả về: không

+ Yêu cầu: #use rs232.



Đồ án tốt nghiệp



-101-



Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP.HCM – Khoa CKĐ

4.2.3.6



Sơ đồ khối kết nối giữa bộ thu hồi với vi điều khiển PIC 16F877A và giao

tiếp máy tính hiển thị trên Labview.



Hình 4.35. Sơ đồ kết nối vi điều khiển với bộ thu hồi và giao tiếp máy tính.

4.2.4 Xây dựng giao diện trên Labview.

Labview là một hệ thống lập trình đa dụng nhưng nó còn chứa các thư viện của các hàm

và các công cụ phát triển được thiết kế đặc biệt cho việc thu nhận dữ liệu và điều khiển

thiết bị. Chương trình Labview được gọi là thiết bị ảo (Virtual Instrument – VI) bởi vì sự



Đồ án tốt nghiệp



-102-



Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP.HCM – Khoa CKĐ

hiện thị và vận hành có thể làm giả các thiết bị thực. Tuy nhiên, các VI tương tự như các

hàm của các ngơn ngữ lập trình thơng thường.

Một VI bao gồm một giao diện với người sử dụng, một đồ hình truyền dữ liệu phục vụ

như là mã nguồn và biểu tượng kết nối (icon conection) để cho phép có thể gọi được từ

các VI cấp cao. Chi tiết hơn các VI có cấu trúc như sau:



4.2.4.1



-



Giao diện với người dùng của một VI được gọi là Front Panel bởi vì nó mơ

phỏng panel của một thiết bị vật lý. Front Panel có thể bao gồm các nút bấm,

xoay, đồ thị và các bộ điều khiển (control) và chỉ thị (Indicator).



-



VI nhận các lệnh từ Block Diagram mà bạn tạo nên ngôn ngữ G. Block

Diagram là sự giải quyết bằng hình ảnh cho một vấn đề lập trình. Block

Diagram cũng là mã nguồn cho VI của bạn.



-



VI có tính phân cấp và modul có thể dùng chúng như là những VI cấp cao hay

những chương trình con cùng với những chương trình khác. Một VI được gắn

với một VI khác được gọi là một subVI. Icon và conector của một VI làm việc

như một danh sách các tham số đồ họa để các VI khác có thể gửi dữ liệu đến

subVI.

Front Panel.



Giao diện sử dụng một subVI thường giống giao diện sử dụng vật lí. Nó được gọi là Front

Panel.



Đồ án tốt nghiệp



-103-



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

2 Thiết kế giao diện người dùng trên LabVIEW phiên bản 2011.

Tải bản đầy đủ ngay(0 tr)

×