Giao tiếp với máy tính

IV. RS232 Terminal
RS232 Terminal là thuật ngữ dùng chỉ các phần mềm máy tính có khả năng
nhận và phát dữ liệu ra cổng COM (như một thiết bị đầu cuối). Các RS232
Terminal rất hữa dụng để kiểm tra các chương trình truyền nhận dữ liệu qua
cổng COM. Hệ điều hành Windows có sẵn một RS232 Terminal gọi là “Hyper
Terminal”. Công cụ này khá tốt cho mục đích giao tiếp thông thường. Để sử
dụng Hyper Terminal bạn hãy vào “All Programs/
Accessories/Communications/Hyper Terminal” hoặc đơn giản là vào Run và gõ
lệnh “hypertrm”. Một hộp thoại có tên “Connection Description” xuất hiện, hãy
điền một tên bất kỳ cho cuộc gọi và nhấn OK. Trong hộp thoại tiếp theo,
Connect to, hãy chọn cổng COM mà bạn muốn giao tiếp, và nhấn OK. Cuối
cùng là hộp thoại COM Properties cho phép bạn thiết lập các thông số giao tiếp
như Baudrate, Parity bit, Stop bit như trong hình 11, chú ý hãy chọn Flow
control là "none"…và nhấn OK.
Hình 11. Thiết lập cuộc gọi.
Giả sử bạn chạy chương trình ví dụ trong phần demo của stdio, bạn thu được
giao diện HyperTerminal như trong hình 12.
Hình 12. Giao diện Hyper Terminal.
Trong bài học này, tôi giới thiệu một chương trình Terminal có tên Hercules
của HW group (
Đây là một Terminal miễn phí rất tốt, dễ sử dụng và ổn định. Ngoài chức năng
RS232 Terminal, Hercules còn được dùng cho các giao diện khác như TCP,
UDP…Bạn chỉ cần download chương trình về và chạy file Hercules.exe. Bạn
thu được giao diện Hercules như sau:
Hình 13. Giao diện phần mềm Hercules.
Hãy chọn tab Serial để giao tiếp với cổng COM, thiết lập các thông số như
tên cổng, Baudrate, Data frame…rồi nhấn nút Open, bạn đã sẵn sàng để sử dụng
Hercules.
Giả sử bạn có 3 cổng COM ảo tên là COM2, COM3 nối với nhau. Hãy sử
dụng ví dụ trong phần stdio, trong mạch điện mô phỏng Proteus của ví dụ hãy
xóa thiết bị ảo Terminal. Hãy thêm vào một thiết bị tên là COMPIM bằng cách

search với keyword là COMPIM (hoặc chạy file AVR_STD_Terminal.DSN
trong thư mục AVR_STD của ví dụ trên). Kết nối như trong hình 14. Sau đó
right click vào COMPIM để vào hộp thoại “Edit component”, đổi thông số
Physical port thành CÒM, đổi Virtual Baud Rate thành 38400. Chạy lại mô
phỏng bạn sẽ thấy kết quả hiển thị trên Hercules như trong hình 14. Type 1
phím bất kỳ để thấy mã ASCII.
Đây là ví dụ cho phép bạn giao tiếp giữa chương trình AVR mô phỏng trong
Proteus và ứng dụng chạy trên Windows thông qua các cổng COM ảo. Nó thực
chất là một dạng giao tiếp máy tính bằng cổng COM, dành cho trường hợp bạn
chưa có mạch AVR thật. Mấu chốt nằm ở thiết bị COMPIM trong Proteus.
COMPIM thực chất là mô hình cổng COM tồn tại trên máy tính của bạn. Trong
trường hợp này chúng ta dùng Eltima VSPE (hoặc VSPD) để tạo 2 cổng COM
ảo trên máy tính là COM2 và COM3, chúng được đấu chéo với nhau. Chúng ta
set COMPIM trong Proteus là COM2 trong khi cổng trên Hercules là COM3.
Khi chạy mô phỏng, AVR sẽ gởi dữ liệu ra COMPIM (tức COM2), COM2
truyền đến COM3 và hiển thị trên Hercules. Chúng ta có thể tự viết các chương
trình trên Windows để nhận và gởi giá trị qua COM thay cho Hercules. Trong
phần tiếp theo tôi sẽ hướng dẫn bạn tạo chương trình như thế.
Hình 14. Kết hợp mô phỏng và Hercules.
V. Lập trình giao tiếp với cổng COM bằng Visual Basic và Visual C++
Các chương trình Terminal đề cập ở trên là một dạng ứng dụng giao tiếp
giữa máy tính và vi điều khiển ở mức độ đơn giản. Trong nhiều trường hợp, yêu
cầu giao tiếp đòi hỏi mức độ phức tạp cao hơn, ví dụ lưu trữ dữ liệu hay vẽ đồ
thị biến thiên, thì người dùng cần phải tự viết các chương trình trên máy tính
của riêng mình. Phần này tôi hướng dẫn bạn các viết chương trình trên máy tính
để truyền và nhận dữ liệu từ cổng COM bằng 2 ngôn ngữ lập trình Visual Basic
và Visual C++ (6.0) trên nền Windows. Chú ý, mục đích bài viết này là về AVR
nên phần viết ứng dụng trên Windows tôi chỉ trình bày một cách đơn giản cốt
cho bạn nắm được nguyên lý. Để phát triển các ứng dụng phức tạp hơn người
đọc cần tự trang bị cho mình kiến thức về lập trình trên Windows. Trong tất cả

các hướng dẫn bên dưới tôi giả sử là người đọc ít nhất biết được cách tạo
Project trong Visual Basic hoặc/và Visual C++.
1. Viết chương trình giao tiếp cổng COM bằng Visual Basic 6.0
Kể từ các phiên bản Windows 2000 về sau, việc giao tiếp với các cổng máy
tính truyền thống, như cổng LPT, trong Windows tương đối khó khăn. Tuy
nhiên, với cổng COM thì có điều may mắn là Microsoft có cung cấp một công
cụ (thật ra là một control – điều khiển) có tên gọi là “Microsoft Communication
Control” hay viết tắt là MSComm. MSComm xuất hiện trong các phần mềm lập
trình nổi tiếng của MS như Visual Basic hay Visual C++ dưới dạng một “điều
khiển”. Vì là một “điều khiển” được thiết kế sẵn cho cổng COM nên MSComm
chứa tất cả các công cụ cần thiết để giao tiếp với cổng này, công việc của người
viết chương trình chỉ đơn giản là khai báo và sử dụng. Để minh họa cách sử
dụng MSComm trong Visual Basic, hãy làm theo hướng dẫn bên dưới.
Chạy Visual Basic 6, vào menu “File/New Project” và tạo một “Standard
EXE”. Bạn sẽ thấy một Project có tên là “Project1” kèm một hộp thoại nền
(form chính) có tên Form1 xuất hiện. Bạn có thể đặt tên bất kỳ cho Project và
form chính. Hãy quan sát ví dụ trong hình 15. Từ thanh công cụ Toolbox hãy
click vào control “textbox” và vẽ lên “form” chính 2 textbox tên là txtOuput và
txtInput (xem hình 15) (đổi tên các textbox trong cửa sổ Properties nằm ở gốc
thấp, bên phải). với txtOutput, hãy set thông số Multiple thành True và
ScrollBars thành “3 – Both”
Hình 15. Giao diện Visual Basic 6.
Tiếp theo hãy đưa control MSComm vào form chính. Theo mặc định, control
MSComm không có sẵn trong Toolbox của Visual Basic, chúng ta cần thêm vào
Toolbox trước khi sử dụng. Để thêm MSComm vào Toolbox, chọn Menu
“Project/Components” bạn sẽ thấy một hộp thoại tên Components xuất hiện như
trong hình 16. Tìm và click chọn vào ô “Microsoft Comm Control 6.0” như
trong hình và nhấn OK. Lúc này, quan trong Toolbox của VB bạn sẽ thấy icon
của MSComm xuất hiện. Click vào icon này và vẽ 1 đối tượng MSComm lên
form chính (xem lại hình 15). Giữ tên mặc định của đối tượng này là

MSComm1.

Hình 16. Thêm công cụ MSComm vào Project.
Viết code:
Mục đích của ví dụ này như sau: dữ liệu nhận về từ cổng COM sẽ hiển thị
trên textbox txtOutput, và khi người dùng type 1 ký tự vào txtInput ký tự sẽ
được truyền đi qua cổng COM.
Trước hết, hãy doubleclick vào form chính, viết đoạn code sau vào sự kiện
Form_Load():
Mục đích của đoạn code này là cài đặt các thông số cho MSComm1.
- Thông số CommPort = 3 nghĩa là chúng ta muốn kết nối với cổng COM3.
Thông số này do người dùng thay đổi tùy theo cổng COM chúng ta muốn giao
tiếp.
- Thông số Setting = “38400, N, 8,1” nghĩa là tốc độ Baud=38400, không
sử dụng bit Parity, độ dài khung truyền bằng 8 và có 1 bit Stop.
- RThreshold = 1 nghĩa là khi có 1 ký tự đến cổng COM, ngắt nhận dữ liệu
sẽ xảy ra.
- InputLen = 1 nghĩa là khi đọc dữ liệu từ bộ đệm nhận, chúng ta sẽ đọc
lần lượt 1 ký tự (1 byte).
- PortOpen = True tức cho phép “mở” cổng COM để sẵn sàng giao tiếp.
Tiếp theo, doubleclick vào biểu tượng của MSComm1 trên form chính để
viết code vào sự kiệnMSComm1_onComm():
Sự kiện onComm() thực chất là trình phục vụ ngắt nhận dữ liệu của
MSComm. Khi có 1 byte dữ liệu gởi đến bộ đệm của cổng COM (số lượng byte
do RThreshold quy định) thì sự kiện onComm sẽ xảy ra (ngắt xảy ra), trong sự
kiện này chúng ta sẽ viết code để nhận và xử lý dữ liệu. Dòng 2 chúng ta khai
báo 1 biến tạm thời tên là InputText với kiểu dữ liệu string. Chú ý là sự kiện
onComm có thể xảy ra do nhiều nguyên nhân, ở đây chúng ta chỉ quan tâm đến
trường hợp dữ liệu truyền đến, dòng 3 là một dạng “lọc” sự kiện, chúng ta chỉ
thực hiện các dòng code bên trong khi mà sự kiện comEvReceive xảy ra (dữ

liệu được nhận về): If Me.MSComm1.CommEvent = comEvReceive Then.
Việc quan trọng duy nhất để đọc dữ liệu được gởi đến COM là đọc bộ đệm
Input của MSComm như trong dòng code 4: InputText = MSComm1.Input.
Sau dòng lệnh này dữ liệu sẽ được chứa trong biến tạm InputText. Tiếp theo
chúng ta chỉ cần cộng dồn các ký tự nhận về vào nội dung của Textbox
txtOutput để hiển thị lên màn hình (dòng 5) : txtOutput.Text = txtOutput.Text
+ InputText. Dòng code 6 làm nhiệm vụ đưa con trỏ đến cuối nội dung của
txtOutput để tiện cho việc quan sát dữ liệu.
Cuối cùng, doubleclick vào Textbox txtInput và tìm sự kiện KeyPress để viết
các dòng code sau:
Sự kiện txtInput_KeyPress xảy ra khi người dùng nhấn 1 phím nào đó vào
txtInput. Dòng codeMe.MSComm1.Output = Chr(KeyAscii) thực hiện việc
gởi giá trị của KeyAscii ra cổng COM, trong đó KeyAscii là mã Ascii của phím
được nhấn.
Bạn đã hoàn tất viết chương trình truyền nhận dữ liệu qua cổng COM bằng
Visual Basic. Để kiểm tra chương trình của bạn, hãy thực hiện mô phỏng theo
các bước sau:
- Dùng 1 trong 2 phần mềm VSPD hoặc VSPE để tạo 2 cổng COM ảo là
COM2 và COM3, đấu chéo chúng với nhau (xem lại phần cổng COM ảo).
- Tìm trong thư mục chứa ví dụ AVR_STD và chạy file mô phỏng bằng
phần mềm Proteus AVR_STD_Terminal.DSN.
- Quay lại Visual Basic, nhấn nút Run hoặc F5 để chạy Project vừa mới
viết.
- Nhấn Run trong Proteus để mô phỏng mạch
điện AVR_STD_Terminal.DSN. Bạn sẽ thấy kết một số text xuất hiện trông
txtOutput như trong hình 17. Click vào txtInput và type bất kỳ một phím nào đó
để xem kết quả. So sánh với mô phỏng trong hình 14 bạn thấy nét tương đồng.
Như thế bạn đã thành công khi tự viết cho mình 1 ứng dụng giap tiếp với cổng
COM bằng Visual Basic.
2. Viết chương trình giao tiếp cổng COM bằng Visual C++ 6.0

Phần này chúng ta sẽ thực hiện một ví dụ truyền nhận qua cổng COM tương
tự như ví dụ ở phần trên nhưng sử dụng Visual C++ (VC++) của Microsoft.
Mục đích chính là hướng dẫn cách sử dụng MSComm trong VC++, vì thế tôi sẽ
trình bày rất sơ sài những phần như tạo Project trong VC++. Bạn đọc cần tự
trang bị thêm kiến thức về lập trình VC++. Một trong những tài liệu rất hay cho
người mới học lập trình VC là “Teach Yourself Visual C++ 6 in 21 Days” của
“Sams Teach Yourself”, bạn có thể tìm đọc nếu thấy cần thiết.
Từ VC++ hãy vào menu “File/New” để tạo 1 Project mới. Chọn loại Project
là “MFC AppWizard (exe)”, trong Ô Project Name đặt tên cho Project là
AVR_PC, nhấn OK. Trong hộp thoại thứ 2 hãy chọn “Dialog based” cho loại
Project, và nhấn Finish để tạo Project (các bước khác để mặc định).

Hình 17. Tạo Project MFC trong VC++6.
Khi Project mới được tạo sẽ có 1 hộp thoại chính (Dialog) xuất hiện với 2
button “OK” và “Cancel” trên đó. Dùng công cụ “Edit” để thêm vào 2 “Edit
box” và sắp xếp lại giao diện như hình 19. Right click vào các Edit box và chọn
Proterties từ các Popup_menu, lần lượt đổi ID của 2 Edit box thành
IDC_OUTPUT và IDC_INPUT.
Cũng giống như trong VB, Control MSComm không xuất hiện mặc định
trong Toolbox của VC++, chúng ta cần thêm vào khi muốn sử dụng control này.
Hãy vào menu “Project/Add to Project/ Components and Controls…”. Khi hộp
thoại “Components and Control Gallery” xuất hiện bạn chọn vào thư mục
“Registered ActiveX Controls” và tìm đến file “Microsoft Communications
Control, Version 6.0” rồi nhấn nút insert, nhấn OK khi được hỏi bất kỳ câu hỏi
gì, sau đó nhấn nút Close để đóng hộp thoại lại. Lúc này icon của MSComm sẽ
xuất hiện trong Toolbox của VC++ như trong hình 19. Click chọn icon của
MSComm và vẽ 1 control vào Dialog chính của Project. Theo mặc định Control
này có tên IDC_MSCOMM1.

Hình 18. Thêm Control MSComm vào Toolbox trong VC++.
Hình 19. Giao diện chương trình trong Visual C++.
Việc lập trình trong VC++ tương đối khó hơn VB (cho người mới tìm hiểu).
Các thuộc tính của các Control như Edit box không được truy cập trực tiếp như
Textbox trong VB. Ví dụ để gán và hiển thị một chuỗi hay số lên Edit box
chúng ta phải thực hiện gán và cập nhật dữ liệu qua các biến trung gian. Ở bước
này chúng ta đi tạo 2 biến cho 2 Edit box. Nhấn vào menu
“View/ClassWizard” hoặc tổ hợp phím “Ctrl+W” , trong hộp thoại “MFC
ClasWizard” hãy chọn tab “Member Variables”. Click vào
dòng IDC_OUTPUT (chính là edit phía trên), nhấn vào nút “Add vatiable…”
và điền tên biến là “m_txtOutput” với kiểu biến là CString như trong hình 20.
Lặp lại các bước trên để tạo 1 biến tên “m_txtInput” cho “IDC_INPUT”. Cuối
cùng là tạo 1 biến có tên “m_comm” cho IDC MSCOMM1. Nhấn OK để đóng
hộp thoại MFC ClassWizard. Từ bây giờ, chúng ta chỉ cần nhớ 3 biến
“m_txtOutput”, “m_txtInput”, “m_comm” khi muốn truy cập các Edit boxes
và MSComm trong lúc viết code.

Hình 20. Tạo biến txtOutput cho Edit box IDC_OUTPUT.
Viết Code:
Nhấn Ctrl+W để mở lại ClassWizard, lần này chọn tab “Message Maps",
trong ô “Class name” đảm bảo rằng “CAVR_PCDlg” được chọn. Trong ô
“Object IDS” hãy chọn "CAVR_PCDlg”, ô “Messages” tìm và chọn
"WM_INITDIALOGS” sau đó nhấn vào nút “Edit Code” (xem hình 21).

Hình 21. Bắt đầu viết code.
Bây giờ bạn có thể viết code cho sự kiện “OnInitDilaog()”, đây là sự kiện
xảy ra khi bạn chạy chương trình và Dialog chính được khởi động. Vì thế chúng
ta sẽ cài đặt các thông số cho m_comm vào đây (m_comm là tên biến đại diện
cho control IDC_MSCOMM1 mà chúng ta đã tạo ở các bước trên). Hãy thêm
các dòng sau vào sau dòng “// TODO: Add extra initialization here”:

Năm dòng code trên tương ứng với 5 dòng trong phần Form_Load() khi viết
Project bằng VB mà chúng ta đã khảo sát ở trên, vì thế tôi không cần giải thích
thêm cho các dòng code này.
Tiếp theo chúng ta sẽ viết code cho sự kiện onComm (ngắt nhận) của control
MSComm, trước khi viết code hãy nhấnCtrl+W để hiện hộp thoại ClassWizard
và thực hiện 6 bước như trong hình 22 để thêm sự kiện onComm vào Project.

Hình 22. Thêm sự kiện onComm để nhận dữ liệu từ cổng COM.
Viết đoạn code sa vào sự kiện onComm:
Như đã trình bày ở trên, m_comm là biến đại diện cho MSComm việc thao
tác với cổng COM bây giờ thực hiên thông qua biến m_comm. Trong dòng 4
chúng ta khai báo 1 biến phụ strInput có kiểu CString dùng chứa giá trị nhận về
sau này. Cũng giống như trong VB, sự kiện onComm có thể xảy ra do nhiều
nguyên nhân, chúng ta chỉ quan tâm đến trường hợp có dữ liệu đến bộ đệm,
dòng 5 cho phép ‘lọc” ra sự kiện cần thiết: if
(m_comm.GetCommEvent()==2 ). Dòng 6 chúng ta khai báo 1 biến phụ
tên in_dat với kiểu COleVariant. COleVariant là lớp (class) của MFC, tên gọi
của nó là sự kết hợp của C + OLE +VARIANT trong đó OLE là “Object
Linking Embedded” là một kiểu đối tượng không có sẵn mà được “nhúng”
vào, MSComm là một loại OLE. VARIANT là một kiểu biến chưa xác định.
Khi bạn có môt biến x, đôi khi bạn muốn gán giá trị số cho x nhưng cũng có khi
bạn lại muốn gán chuỗi ký tự cho x. Khi đó hãy khai bao x là VARIANT. Trong
trường hợp MSComm, dữ liệu vào và ra của đối tượng này thuộc dạng “chưa
xác định” hay VARIANT. Trong dòng 7 chúng ta chỉ đơn giản nhận giá trị từ
m_comm về biến in_dat: in_dat = m_comm.GetInput(). Dòng tiếp theo chúng
ta “trích” thành phần chuỗi ký tự từ biến in_dat và gán cho biến
strInput: strInput=in_dat.bstrVal(một cách tương đối có thể hiểu đổi in_dat
thành CString và gán cho strInput). Chúng ta phải trích CString vì các Edit box
chỉ hiển thị được CString. Để hiển thị dữ liệu nhận về lên Edit box

(IDC_OUTPUT) chúng ta cộng dồn biếnm_txtOutput (biến đại diện của Edit
box IDC_OUTPUT) bằng dòng lệnh 9: m_txtOutput+=strInput. Cuối cùng,
để cho giá trị của biến m_txtOutput cập nhật lên Edit box chúng ta phải gọi hàm
UpdateData với tham số FALSE như dòng 10: UpdateData(FALSE) (đây là
cách làm việc của Visual C++).
Các dòng code từ 12 đến 14 được dùng với mục đích đưa con trỏ về cuối
dòng của Edi box sau khi kết thúc quá trình nhận dữ liệu. Bạn có thể bỏ qua nếu
thấy không cần thiết.
Viêc cuối cùng là viết code cho Edit box bên dưới (IDC_INPUT) để khi
chúng ta gõ (type) vào đấy, ký tự sẽ được gởi đến cổng COM. Nhấn Ctrl+W và
thực hiện các bước bên dưới để thêm vào sự kiện onChange.

Hình 23. Thêm sự kiện onChange cho IDC_INPUT.
Hãy viết đoạn code sau vào sự kiện onChange của Edit box Input:
Khi người dùng type 1 ký tự nào đó vào Edit box, sự kiện onChange xảy ra,
khi đó chúng ta sẽ trích ký tự cuối cùng trong nội dung của Edit box bên dưới
mà đại diện là biến m_txtInput bằng dòng lệnh
11: tmpStr=m_txtInput.Right(1).Trong đó tmpStr là một biến tạm khai báo ở
dòng 9. Chú ý rất quan trong khi muốn đọc nội dung của Edit box chúng ta cần
gọi hàm UpdateData với tham số TRUE trước đó như trong dòng 10. Sau
cùng, gọi phương phương thức SetOutput của đối tượng MSComm để gởi giá trị
ra cổng COM: m_comm.SetOutput(COleVariant(tmpStr)). Để gởi một ký tự
(hay chuỗi ký tự) ra cổng COM trước hết chúng ta cần “ép kiểu” ký tự đó về
COleVariant vì như đã trình bày, MSComm chỉ làm việc với COleVaraint.
Đoạn COleVariant(tmpStr) thực hiện việc “ép kiểu” này.
Sau khi viết xong đoạn code cho sự kiện onChange bạn có thể nhấn tổ hợp
phím Ctrl+F5 để chạy chương trình. Dùng mạch
điện AVR_STD_Terminal.DSN và chạy mô phỏng như trong phần lập trình với
VB. Kết quả thu được sẽ như trong hình 24.

Hình 24. Giao tiếp giữa AVR và Visual C++.
Mời bạn tham khảo thêm phần mềm gCOM, một công cụ giao tiếp, lưu trữ dữ
liệu và vẽ đồ thị cổng COM