Đề thi đáp án môn kĩ thuật giao tiếp máy tính

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA CƠ KHÍ
BỘ MÔN CƠ ĐIỆN TỬ

ĐỀ THI CUỐI HỌC KỲ
KT GIAO TIẾP VỚI MÁY TÍNH
Ngày thi: 18/06/2011
Thời gian thi: 90 phút

Sinh viên được sử dụng tài liệu và máy vi tính xách tay
Câu 3: (3đ) Cho hệ thống tự động như hình vẽ
A: Băng tải dẫn động bằng động cơ
DC 24 Volt.
B: Chi tiết cần đóng dấu
C: Cảm biến hồng ngoại, có 1 dây
tín hiệu tích cực mức thấp.
D: Xy lanh đóng dấu tác động đơn
E: Chiều di chuyển của băng tải
ON, OFF: công tắc dạng Push
Button tích cực mức thấp.
Giả sử mạch công suất điều khiển động cơ băng tải và mạch khí nén cho xy lanh D
đã có sẵn. Phần khởi động hệ thống được điều khiển từ máy tính. Sau khi có tín hiệu
khởi động, hệ thống hoạt động như sau: băng tải bắt đầu chạy theo chiều E; Khi

cảm biến C có tín hiện thì sau khoảng thời gian 5s; chi tiết B sẽ đi đến vị trí cần
đóng dấu. Cho thời gian kích hoạt của xy lanh D rất nhỏ
a. Đề xuất sơ đồ điều khiển hệ thống trên với dữ liệu điều khiển được xuất ra từ
cổng COM1 trên máy tính. (1đ)
b. Hãy viết đoạn chương trình trên máy tính để điều khiển hệ thống trên. (2đ)
Câu 2: (3đ)
Cho máy gia công gồm 3 trục X, Y, Z. Mỗi trục được điều khiển bằng một động cơ
DC Servo 24 Volt, đĩa Encoder của mỗi động cơ có 500 xung. Trục X, Y, Z của bàn
máy là một trục vít me bi có bước vít p = 8mm. Mỗi trục của bàn máy được lắp 2
công tắc hành trình được lắp ở đầu và cuối của mỗi trục để giới hạn hành trình (tín
hiệu trả về là tích cực mức thấp). Trục Z mang một động cơ cắt 24 VDC và được
gắn mũi phay. Tủ điều khiển của bàn máy có một nút Start và một nút Stop (Start,
Stop: dạng push button, tích cực mức thấp).
a. Sử dụng máy tính, các cổng giao tiếp của máy tính và các IC mở rộng hoặc các
thiết bị tự động khác để thiết kế bộ điều khiển cho bàn máy trên. Vẽ lưu đồ điều
khiển và sơ đồ đấu dây cụ thể. (1đ)
b. Chương trình điều khiển chính được viết trên máy tính. Hãy viết đoạn chương
trình điều khiển tuần tự trục X đi một đoạn 10 cm và trục Y một đoạn 12cm khi
nhấn nút Start. (2đ)
Câu 3: (2đ)
1. Thiết kế mạch truyền nhận dữ liệu sử dụng chuẩn truyền CAN giữa máy vi
tính và vi điều khiển. (1đ)
2. Hãy viết đoạn chương trình khởi động chuẩn giao tiếp CAN trên vi điều
khiển và đoạn chương trình khởi động chuẩn giao tiếp CAN trên máy tính.
(1đ)
Lưu ý: Đề thi có 2 trang


Câu 4: (1đ)
Cho card 8255 được nối với máy tính thông qua giao tiếp ISA hoặc PCI. Cho địa

chỉ cơ sở của 8255 là 305h. Port B của 8255 được nối với dãy 8 Led từ PortB0 đến
PortB1. Hãy viết đoạn chương trình trên máy tính điều khiển dãy led trên chạy theo
kiểu đèn đuổi với thời gian chuyển đổi giữa các đèn là 500ms.
Câu 5: (1đ)
Trong tất cả các chuẩn truyền nhận dữ liệu: Rs232, RS485, SPI, I2C, CAN, LAN,
chuẩn nào có thể tận dụng các cổng có sẵn trên máy tính để thực hiện. Giải thích tại
sao và khi thực hiện mỗi chuẩn như vậy cần thiết kế thêm những module hay mạch
phụ nào.
Chủ nhiệm bộ môn

Giảng viên ra đề thi

PGS.TS. Nguyễn Tấn Tiến

TS. Võ Tường Quân


ĐÁP ÁN ĐỀ THI
MÔN: KT GIAO TIẾP VỚI MÁY TÍNH
Ngày thi: 18/06/2011
Thời gian: 90 phút
Câu 1: (3đ)
A: Băng tải dẫn động bằng động cơ DC 24 Volt.
B: Chi tiết cần đóng dấu
C: Cảm biến hồng ngoại, có 1 dây tín hiệu tích cực mức thấp.
D: Xy lanh đóng dấu tác động đơn
E: Chiều di chuyển của băng tải
ON, OFF: công tắc dạng Push Button tích cực mức thấp.
Có thể sử dụng cổng COM máy tính kết nối với vi điều khiển để điều khiển hệ thống
trên. Tín hiệu điều khiển từ máy tính sẽ được nhận và giải mã bằng vi điều khiển  vi

điều khiển xuất tín hiệu điều khiển đến các actuator tương ứng.
Lưu ý: Phần khởi động hệ thống được điều khiển từ máy tính nên sinh viên có thể
không cần sử dụng nút ON, OFF.
a. Ví dụ: Băng tải A  RD0; Xy lanh D:  RD1; Cảm biến C:  RB0 (1đ)
b. Đoạn chương trình trên máy tính để điều khiển hệ thống trên
Yêu cầu: Sinh viên cần viết được việc truyền nhận dữ liệu theo chuẩn RS232 từ máy
tính xuống vi điều khiển (có thể sử dụng sơ đồ khối để biễu diễn).
Vd: Truyền mã ký tự ‘a1’: băng tải A chạy.
Truyền mã ký tự ‘a2’: xy lanh D hoạt động. … (1đ)
Truyền mã ký tự ‘b0’: tín hiệu cảm biến. (1đ)
Câu 2: (3đ)
a. Sơ đồ đấu dây và lưu đồ điều khiển

Sinh viên có thể viết lưu đồ giải thuật theo dạng lưu đồ cây biểu diễn các trạng thái
hoạt động của hệ thống. (1đ)
b. Chương trình điều khiển
Sinh viên có thể biểu diễn bằng lưu đồ giải thuật hoặc sơ đồ khối.
Số xung trục X: 6250
Số xung trục Y: 7500 …  (0.5đ)
- Viết được chương trình trên vi điều khiển: (0.5đ)
……..
#use RS232 (baud = 9600, xmit = pin_C6, rcv = pin_C7)


….
// vì không yêu cầu thời gian hoạt động nên có thể sử dụng module tao PWM đơn giản
bằng hàm delay
Void quayX(){
(0.5đ)
While (xungX<=6250) {

output_high(pin_D0);
delayms(500);
output_low(pin_D0);
delayms(500);
xungX++;
}
}
Tương tự cho hàm quayY (0.5đ)
Câu 3: (2đ)
a. Mạch CAN (1đ)

b. Chương trình khởi động CAN trên vi điều khiển (0.5đ)
…….
can_init();
// có thể sử dụng thêm
enable_interrupts(int_canrx0);
enable_interrupts(int_cantx0);
………
enable_interrupts(globle);
- Chương trình khởi động CAN trên máy tính (0.5đ)
Vì máy tính thực hiện truyền nhận RS232 với vi điều khiển nên chương trình trên máy
tính phải có các lệnh cấu hình cho RS232. Ví dụ như:
- Frame truyền
- Tốc độ
- Số lượng Data
- Parity
- Stop bit
Câu 4: (1đ)
Địa chỉ PORTB của 8255: 306h
Địa chỉ control word của 8255: 308h

Giá trị thanh ghi control word: 80h
…  (0.5đ)
Lập trình xuất nhập PortB theo kiểu sau (0.5đ)
…..
outportb(0x308, 0x80)
While (true){
outportb(0x306, 0x80);
delay(500);
outportb(0x306, 0x40);


delay(500);
………
outportb(0x306, 0x01);
delay(500);
}
}
Câu 5: (1đ)
Chuẩn truyền có thể tận dụng cổng có sẵn trên máy tính: RS232, LAN, I2C, SPI
Từ RS232 có thể chuyển đổi thành RS485 thông quan IC chuyển đổi hoặc CAN, SPI
thông qua vi điều khiển.


TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA CƠ KHÍ
BỘ MÔN CƠ ĐIỆN TỬ

ĐỀ THI CUỐI HỌC KỲ
KT GIAO TIẾP VỚI MÁY TÍNH
Ngày thi: 11/01/2012

Thời gian thi: 90 phút

Sinh viên được sử dụng tài liệu và máy vi tính xách tay
Câu 1: (3đ) Cho hệ thống tự động như hình vẽ

Nguyên lý hoạt động của hệ thống trên như sau (các cảm biến tích cực mức thấp):
 Mở Van A cho vật liệu A chảy vào bồn chứa đến khi cảm biến 2 được kích
hoạt   Đóng Van A, mở Van B cho vật liệu B chảy vào bồn chứa đến khi cảm
biến 1 được kích hoạt   Đóng van B, kích động cơ D khuấy trong thời gian 10s
  Tắt động cơ D, kích Van C xả hỗn hợp ra đến khi cảm biến 3 được kích hoạt
  Đóng van C, quy trình bắt đầu lại từ vị trí .
a. Sử dụng máy vi tính (bắt buộc), và các mạch phụ trợ, hãy thiết sơ đồ điều
khiển cho hệ thống trên (1đ).
b. Viết chương trình trên máy tính để điều khiển hoạt động cho hệ thống trên.
(2đ).
Câu 2: (3đ) Cho mô hình mobile robot như hình vẽ.

.
a. Hãy thiết kế hệ thống điều khiển robot trên với điều kiện các lệnh di chuyển
được truyền từ máy vi tính xuống robot thông qua bộ điều khiển không dây
(sinh viên tự chọn hệ thống điều khiển không dây) (1đ).
b. Viết chương trình điều khiển trên máy vi tính để điều khiển robot thực hiện
các chuyển động theo hướng A, B, C và D. (2đ).
Câu 3: (2đ)
1. Thiết kế mạch truyền nhận dữ liệu sử dụng chuẩn truyền RS485 giữa máy vi
tính (master) và vi điều khiển (slave). (1đ)
2. Hãy viết đoạn chương trình khởi động chuẩn giao tiếp RS485 trên vi điều
khiển và đoạn chương trình khởi động chuẩn giao tiếp RS485 máy tính. (1đ)
Lưu ý: Đề thi có 2 trang

Câu 4: (1đ)
Cho card 8255 được nối với máy tính thông qua giao tiếp ISA hoặc PCI. Cho
địa chỉ cơ sở của 8255 là 300h. Port A của 8255 được nối với dãy 8 Led từ PortB0
đến PortB1. Hãy viết đoạn chương trình trên máy tính điều khiển dãy led trên chạy
theo kiểu đèn đuổi với thời gian chuyển đổi giữa các đèn là 200ms.
Câu 5: (1đ)
Hãy cho biết phương pháp chuyển đổi cổng RS232 trên máy tính thành chuẩn
I2C. Vẽ sơ đồ đấu dây cụ thể.
Chủ nhiệm bộ môn

Giảng viên ra đề thi

PGS.TS. Nguyễn Tấn Tiến

TS. Võ Tường Quân


ĐÁP ÁN ĐỀ THI
MÔN: KT GIAO TIẾP VỚI MÁY TÍNH
Ngày thi: 11/01/2012
Thời gian: 90 phút
Câu 1: (3đ)

Cho hệ thống tự động như hình vẽ

Nguyên lý hoạt động của hệ thống trên như sau (các cảm biến tích cực
mức thấp):
 Mở Van A cho vật liệu A chảy vào bồn chứa đến khi cảm biến 2
được kích hoạt   Đóng Van A, mở Van B cho vật liệu B chảy vào

bồn chứa đến khi cảm biến 1 được kích hoạt   Đóng van B, kích động
cơ D khuấy trong thời gian 10s   Tắt động cơ D, kích Van C xả hỗn
hợp ra đến khi cảm biến 3 được kích hoạt   Đóng van C, quy trình bắt
đầu lại từ vị trí .
a. Sử dụng máy vi tính (bắt buộc), và các mạch phụ trợ, hãy thiết sơ
đồ điều khiển cho hệ thống trên (1đ).

Theo phương án này, PC sẽ gửi tín hiệu on/off cho vi điều khiển thông
qua cổng COM, vi điều khiển sẽ giữ vai trò điều khiển toàn bộ hệ thống.
Hoặc, sinh viên có thể cho 3 tín hiện từ 3 cảm biến đưa trực tiếp về PC.
b. Viết chương trình trên máy tính để điều khiển hoạt động cho hệ
thống trên. (2đ).
Chương trình trên máy tính có thể viết bằng bất kỳ ngôn ngữ lập trình nào
(ví dụ: Visual Basic, Visual C++, C#, Matlab,…) nhưng bắt buộc phải có
các bước sau, sinh viên có thể sử dụng thêm các thư viện liên kết động để
hỗ trợ việc truyền nhận dữ liệu,…
- Mở cổng COM
- Chọn tốc độ truyền, frame truyền.
- Truyền dữ liệu


Câu 2: (3đ) Cho mô hình mobile robot như hình vẽ.

.
a. Hãy thiết kế hệ thống điều khiển robot trên với điều kiện các lệnh
di chuyển được truyền từ máy vi tính xuống robot thông qua bộ
điều khiển không dây (sinh viên tự chọn hệ thống điều khiển
không dây) (1đ).
Sinh viên có thể chọn wireless module bởi một trong 2 phương án:
- Sử dụng chuẩn truyền hồng ngoại (infra red)

- Sử dụng chuẩn truyền sóng RF
Sơ đồ điều khiển (Sinh viên có thể chọn một trong 2 cách sau)

Hoặc

b. Viết chương trình điều khiển trên máy vi tính để điều khiển robot
thực hiện các chuyển động theo hướng A, B, C và D. (2đ).
Chương trình trên máy tính có thể được thực hiện tương tự như câu 1b
với các hướng A, B, C, D được mã hóa khác nhau.
Câu 3: (2đ)
a. Thiết kế mạch truyền nhận dữ liệu sử dụng chuẩn truyền RS485
giữa máy vi tính (master) và vi điều khiển (slave). (1đ)
Lưu ý: Cần có điện trở 120 Ohm giữa 2 dây a và b
b. Hãy viết đoạn chương trình khởi động chuẩn giao tiếp RS485 trên
vi điều khiển và đoạn chương trình khởi động chuẩn giao tiếp
RS485 máy tính. (1đ)
Chương trình truyền nhận RS485 trên PC được viết tương tự như là
chuẩn truyền RS232 (Vì RS485 là transceiver)
Câu 4: (1đ)
Cho card 8255 được nối với máy tính thông qua giao tiếp ISA hoặc PCI. Điểm
Cho địa chỉ cơ sở của 8255 là 300h. Port A của 8255 được nối với dãy 8
Led từ PortB0 đến PortB1. Hãy viết đoạn chương trình trên máy tính điều


khiển dãy led trên chạy theo kiểu đèn đuổi với thời gian chuyển đổi giữa
các đèn là 200ms.
Địa chỉ Port A: 300h
Địa chỉ Port B: 301h
Địa chỉ Port C: 302h
Địa chỉ CW: 303h

Giá trị thanh ghi CW : 80h
Chương trình điều khiển yêu cầu có các bước sau :
- Khởi động 8255. (outportb(0x303, 0x80)
- Xuất dữ liệu ra portA (outportb(0x300, !!!!)
Câu 5: (1đ)
Hãy cho biết phương pháp chuyển đổi cổng RS232 trên máy tính
thành chuẩn I2C. Vẽ sơ đồ đấu dây cụ thể.
Sử dụng cổng COM để biến đổi thành chuẩn I2C. Sử dụng thêm Port.dll
(hoặc Dll khác) để hỗ trợ trong việc xuất dữ liệu tại các chân của cổng
COM).