Nghiên cứu hệ thống nhúng trên kit NI myrio

MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN ............................................................................................................. v
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ............................................................................. ix
DANH MỤC BẢNG ................................................................................................... x
TÓM TẮT ................................................................................................................ xiii
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN ........................................................................................ 1
1.1

Tình hình nghiên cứu hiện nay ........................................................................ 1

1.2

Tính cấp thiết của đề tài .................................................................................. 1

1.3

Mục tiêu nghiên cứu ....................................................................................... 1

1.4

Nhiệm vụ nghiên cứu ...................................................................................... 2

1.5

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ................................................................... 2

1.6

Phương pháp nghiên cứu ................................................................................ 2

1.7

Bố cục của đồ án............................................................................................. 2

CHƯƠNG 2: PHẦN MỀM LẬP TRÌNH LABVIEW .................................................. 4
2.1

Phần mềm lập trình Labview [1] ..................................................................... 4

2.1.1

Giới thiệu ................................................................................................. 4

2.1.2

Ứng dụng của Labview ............................................................................ 5

2.1.3

Cách sử dụng phần mềm Labview ............................................................ 5

2.1.4

Giao tiếp giữa kit NI myRio với phần mềm Labview trên PC..................10

2.2

Phần mềm tạo giao diện trên máy tính bảng (Data Dashboard trên iOS) ........11

CHƯƠNG 3: KIT MYRIO VÀ CÁC LINH KIỆN .....................................................13
3.1

Kit Nation Instruments myRio 1900 [2] .........................................................13

3.1.1

Giới thiệu ................................................................................................13

3.1.2

Thông số kỹ thuật....................................................................................14

3.1.3

Các chuẩn giao tiếp [3]............................................................................26

3.2

Module mạch cầu H(PmodHB5) ....................................................................35

3.2.1

Giới thiệu chung .....................................................................................35
vi


3.2.2

Tóm tắt chức năng: .................................................................................35

3.2.3

Thơng số kỹ thuật....................................................................................36

3.2.4

Kết nối trên Labview ...............................................................................36

3.3

Động cơ DC...................................................................................................37

3.4

Servo .............................................................................................................37

3.4.1

Giới thiệu ................................................................................................37

3.4.2

Cấu tạo ....................................................................................................38

3.4.3

Nguyên lý hoạt động ...............................................................................39

3.5

Module cảm biến nhiệt độ (PmodTMP3) .......................................................40

3.6

Module PmodCLS(màn hình LCD): ..............................................................41

3.7

Module cảm biến ánh sáng (PmodALS):........................................................43

3.8

Module Keypad(PmodKYPD): ......................................................................43

3.9

IR Range Finder ............................................................................................44

3.9.1

Giới thiệu ................................................................................................44

3.9.2

Thông số kỹ thuật....................................................................................44

3.9.3

Nguyên lý hoạt động [3]..........................................................................45

CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ HỆ THỐNG ........................................................................47

4.1

Sơ đồ khối hệ thống .......................................................................................47

4.1.1

Yêu cầu của hệ thống ..............................................................................47

Sơ đồ khối: ..............................................................................................................47
Chức năng:.................................................................................................48

4.1.2
4.1.3
4.2

Hoạt động của hệ thống ...........................................................................48

Thiết kế, tính tốn hệ thống ...........................................................................49

4.2.1

Module cảm biến nhiệt độ - PmodTMP3 .................................................49

4.2.2

Khối servo GWS S03N ...........................................................................51

4.2.3

Khối cảm biến Sharp GP2Y0A21 ............................................................51

vii


4.2.4

Khối điều khiển động cơ DC ...................................................................52

4.2.5

Module lcd - PmodCLS...........................................................................54

4.2.6

Module cảm biến ánh sáng – PmodALS ..................................................55

4.2.7

Module RTC DS1307 .............................................................................57

4.2.8

Module keypad – PmodKYPD. ...............................................................60

4.3

Giao tiếp với máy tính bảng iPad ...................................................................61

4.2.1

Yêu cầu ...................................................................................................61

4.2.2

Lưu đồ giải thuật (xem trang kế tiếp) ......................................................62

4.2.3

Phần mềm NI Data Dashboard trên iOS ..................................................63

CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN .............................................65
5.1

Kết luận .........................................................................................................65

5.2

Kết quả nghiên cứu ........................................................................................65

5.3

Hướng phát triển đề tài ..................................................................................66

CHƯƠNG 6: KẾT QUẢ VÀ NHẬN XÉT ..................................................................67
6.1

Kết quả và nhận xét .......................................................................................67

6.1.1

Phần cứng ...............................................................................................67

6.1.2

Phần mềm ...............................................................................................68

6.2

Phân tích kết quả ...........................................................................................69

PHỤ LỤC ...................................................................................................................70
Phụ lục A: Hướng dẫn sử dụng ................................................................................70
Phụ lục B: Code chương trình..................................................................................72
TÀI LIỆU THAM KHẢO...........................................................................................80

viii


DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
Chữ cái viết tắt

Cụm từ giải thích

ADC

Analog Digital Convert

ARM

Advanced RISC Machine

AI

Analog Input

DIO

Digital Input Output

FPGA

Field programmable Gate Array

GND

Ground

GPIB

General-Purpose Interface Bus

I2C

Inter-Integrated Circuit

IC

Integrated Circuit

IDE

Integrated Development Environment

IR

InfraRed sensor

LCD

Liquid Crystal Display

LED

Light Emitting Diode

MXP

myRio Expansion Port

MSP

Mini System Port

NI

Nation Instrument

LabVIEW

Laboratory Virtual Instrumentation Engineering Workbench

PC

personal compute

PCI

Peripheral Component Interconnect

PWM

Pulse Width Modulation

TCP/IP

Transmission Control Protocol / Internet Protocol

UART

Universal Asynchronous Receiver Transmitter

USB

Universal Serial Bus

ix


DANH MỤC BẢNG
Bảng 3.1: Bảng mơ tả tín hiệu trên các kênh kết nối MXP A và MXP B .....................15
Bảng 3.2: Bảng mơ tả tín hiệu kết nối MSP C .............................................................16

Bảng 3.3: Các chế độ truyền thông trong giao thức SPI ..............................................31

DANH MỤC HÌNH
Hình 2.1: Labview khi khởi động................................................................................. 4
Hình 2.2: Icon labview 2014 ........................................................................................ 5
Hình 2.3: Cửa sổ giao diện Labview khi mới khởi động .............................................. 6
Hình 2.4: Front Panel và Block Diagram ..................................................................... 6
Hình 2.5: Control và Indicator trên Front Panel ........................................................... 7
Hình 2.6: Các hàm trên Block Diagram ....................................................................... 8
Hình 2.7: Click Run để chạy chương trình ................................................................... 8
Hình 2.8: Lưu file ....................................................................................................... .9
Hình 2.9: Các lựa chọn khi lưu file bằng Save As ........................................................ 9
Hình 2.10: Giao diện cửa sổ NI MAX .........................................................................10
Hình 2.11: Các bước thiết lập IP cho kit NI myRio .....................................................11
Hình 2.12: Gán địa chỉ kit myRio trên phần mềm Labview .........................................11
Hình 2.13: Giao diện ứng dụng NI Data Dashboard ....................................................12
Hình 3.1: Kit Nation Instruments myRio 1900 ............................................................13
Hình 3.2: Mặt nhìn từ bên trên của kit myRio .............................................................14
Hình 3.3: Mặt nhìn từ bên dưới của kit myRio ............................................................14
Hình 3.4: NI myRIO MXP A và MXP B ....................................................................15
Hình 3.5: NI myRIO MSP C, Audio I/O .....................................................................16
Hình 3.6: Board mở rộng MXP Breadboard ................................................................17
Hình 3.7: Sơ đồ khối tổng quát của kit NI myRio .......................................................17
Hình 3.8:Mạch điện thể hiện analog input của myRio .................................................18
Hình 3.9: Mạch điện thể hiện analog output của NI myRio .........................................19
Hình 3.10: Line DIO <13..0> trên Kết nối MXP A và B. ............................................20
x


Hình 3.11: Line DIO <15..14> trên Kết nối MXP A và B ...........................................20

Hình 3.12: Line DIO <7..0> trên Kết nối MSP C ........................................................21
Hình 3.13: Giản đồ thời gian của SPI ở Mode 0 ..........................................................32
Hình 3.14: Giản đồ thời gian của SPI ở Mode 1 ..........................................................32
Hình 3.15: Giản đồ thời gian của SPI ở Mode 2 ..........................................................33
Hình 3.16: Giản đồ thời gian của SPI ở Mode 3 ..........................................................33
Hình 3.17: Mạch cầu H sử dụng MOSFETs(trái) và IC L298(phải )............................35
Hình 3.19: SubVi điều khiển động cơ chạy tiến, lùi ....................................................36
Hình 3.20: Kết nối động cơ DC với mạch cầu H .........................................................37
Hình 3.21: Servo GWS S03N STD .............................................................................37
Hình 3.22: Cấu tạo bên trong servo ............................................................................38
Hình 3.23: Các chân tín hiệu của servo .......................................................................38
Hình 3.24: Kết nối servo với kit myRio ......................................................................39
Hình 3.25: Nguyên lý hoạt động của servo .................................................................39
Hình 3.26: Hình thể hiện độ rộng xung thay đổi theo góc quay. ..................................40
Hình 3.31 Module PmodCLS ......................................................................................50
Hình 3.32 Module PmodKYPD ..................................................................................59
Hình 3.33: IR Range Finder ........................................................................................62
Hình 4.1 Sơ đồ khối của hệ thống .............................................................................. 54
Hình 4.2 Sơ đồ nối dây module PmodTMP3 với kit NI myRIO .................................56
Hình 4.3 Lưu đồ giải thuật đọc nhiệt độ từ module PmodTMP3 ................................ 57
Hình 4.4 Kết quả mơ phỏng đọc giá trị nhiệt độ từ module PmodTMP3 .................... 58
Hình 4.5 Sơ đồ kết nối khối servo .............................................................................. 59
Hình 4.6 Sơ đồ kết nối khối cảm biến ........................................................................ 59
Hình 4.7 Sơ đồ kết nối mạch cầu H ............................................................................ 61
Hình 4.8 Sơ đồ kết nối LCD với board .......................................................................61
Hình 4.9 Lưu đồ giải thuật điều khiển LCD ............................................................... 62
Hình 4.10 Kết quả điều khiển lcd hiển thị ngày và giờ ............................................... 63
Hình 4.11 Sơ đồ kết nối modue PmodALS với kit NI myRIO ....................................63
xi

Hình 4.12 Lưu đồ giải thuật đọc giá trị ánh sáng ........................................................ 64
Hình 4.13 Kết quả mơ phỏng đọc giá trị ánh sáng từ module PmodALS .................... 65
Hình 4.14 Sơ đồ kết nối module RTC DS1307 với kit NI myRIO .............................. 65
Hình 4.15 Lưu đồ giải thuật đọc thời gian thực từ module RTC DS1307 ................... 66
Hình 4.16 Lưu đồ giải thuật cài đặt thời gian thực từ hệ thống cho module RTC
DS1307...................................................................................................................... 67
Hình 4.17 kết quả mơ phỏng đọc thời gian thực từ module RTC DS1307 .................. 68
Hình 4.18 Sơ đồ kết nối module PmodKYPD với kit NI myRIO ............................... 68
Hình 4.18 Lưu đồ giải thuật điều khiển PmodKYPD ................................................. 64
Hình 4.19 Kết quả mơ phỏng điều khiển module PmodKYPD ...................................69
Hình 4.2: Lưu đồ giải thuật trên máy tính bảng IPad .................................................. 69
Hình 4.21: Giao diện điều khiển xe trên phần mềm ni data Dashboard ...................... 71

xii


TĨM TẮT
Trong thời kì cơng nghệ ln phát triển khơng ngừng, nền khoa học kĩ thuật của
nước ta cũng cần phải bắt kịp xu hướng chung của thế giới nếu không muốn bị tụt hậu.
Các mạch điện, thiết bị điện tử luôn đổi mới, phát triển, hiện nay đa số kit đều lập trình
trên ngơn ngữ là các “kí tự” như C, Python… có thể kể tên một số kit sử dụng ngơn
ngữ truyền thống đó là Arduino, Raspberry Pi, Xbee… Và sau khi thảo luận, nhóm
thực hiện đề tài đã quyết định thực hiện nghiên cứu về kit myRio của hãng Nation
Instruments, đây là kit khá mới và chưa có nhiều đề tài thực hiện nghiên cứu về kit. Đề
tài mà nhóm quyết định thực hiện đó là: “Nghiên cứu hệ thống nhúng trên board
Myrio”.
Một trong những điểm mới của đề tài này đó là lập trình bằng phần mềm
Labview, khơng phải lập trình bằng ngơn ngữ truyền thống nữa mà lập trình bằng
ngơn ngữ “hình ảnh”, có tính tư duy, trừu tượng hơn, việc ứng dụng trên giao diện

Dash Board để điều khiển trên iPad cũng là một điểm sáng, giúp cho đề tài có tính
sáng tạo hơn, người sử dụng được dễ dàng hơn.
Đề tài này được nhóm thực hiện đề tài dựa trên sự hướng dẫn tận tình của thầy
Nguyễn Ngơ Lâm, cũng như sự hỗ trợ về thiết bị của nhà trường, của công ty Nation
Instruments, qua tìm hiểu trên mạng, thơng tin datasheet của một số linh kiện điện tử
song do kiến thức có hạn, kinh nghiệm cịn hạn chế nên trong q trình thực hiện đề tài
cịn nhiều thiếu sót. Nhóm thực hiện đề tài rất mong nhận được sự góp ý của hội đồng
bảo vệ, thầy cô, và các bạn sinh viên để có thể nâng cao chất lượng của đồ án.

xiii


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
1.1

Tình hình nghiên cứu hiện nay
Trong vài thập niên gần đây nền kinh tế thế giới đã có những dấu hiệu chuyển

mình rõ rệt, các ngành kĩ thuật của các nước có những đột phá vơ cùng mạnh mẽ,
chuyển dần từ lao động máy móc sang trí tuệ nhân tạo. Để bắt kịp xu hướng chung của
thế giới, cùng với sự đi lên của nên kinh tế mở, năng động mang tính thị trường của
thế giới, nền khoa học kỹ thuật của nước ta cũng có những bước phát triển nhất định.
Một trong những xu hướng phát triển của khoa học kỹ thuật mà nước ta đang hướng
tới là tự động hóa, hiện đại hóa. Hiện nay, đa phần các nhà máy đã thay thế việc dùng
sức lao động của con người, thay vào đó là các dây chuyền sản xuất tự động, giảm
thiểu sức lao động của con người, đem lại sự hiệu quả, chính xác, năng suất cao. Có
thể kể tên một số đề tài ứng dụng các công nghệ kỹ thuật xử lý thông minh, hiện đại
như là smart home, smart car, smart phone… hay đề tài mà nhóm thực hiện trong đồ
án này là “Nghiên cứu hệ thống nhúng trên kit myRio”.
1.2

Tính cấp thiết của đề tài
Nghiên cứu khoa học được xác định là một trong những nội dung quan trọng,

cơ bản, đóng góp một tầm quan trọng để giúp đất nước phát triển, đòi hỏi khả năng tư
duy và sáng tạo nên phải có q trình rèn luyện và nâng cấp dần để từ từ đạt được
những kết quả được công nhận từ cấp độ thấp đến cao, và đề tài mà nhóm thực hiện là
một trong những kiến thức nền tảng đó, tuy nội dung, tính thực tiễn của đề tài không
cao nhưng với việc sử dụng kit myRio và ngôn ngữ lập trình hồn tồn mới bằng phần
mềm Labview nên nhóm gặp khơng ít khó khăn trong q trình thực hiện, đã có lúc
tưởng như khơng thể hồn thành kịp tiến độ đồ án.
1.3

Mục tiêu nghiên cứu
Với đề tài: “Nghiên cứu hệ thống nhúng trên kit myRio”, đây là đề tài bước đầu

tạo cơ sở nền tảng kiến thức cơ bản để từ đó tìm tịi phát triển ứng dụng khác trong đời
sống hằng ngày.Sau khi hoàn thành đồ án nhóm cần đạt các mục tiêu:
 Biết cách lập trình phần mềm Labview, cách kết nối giao tiếp, điểu khiển, các
thông số của kit myRio và các module mạch cầu H, bộ cảm biến IR sensor, servo,cảm
biến nhiệt độ, cảm biến ánh sáng,keypad,lcd của kit.

1


 Thực hiện được giao tiếp giữa thiết bị và máy tính qua mạng Wifi. Qua đó triển
khai ứng dụng trên iPad thông qua phần mềm DashBoard. Điều khiển các thiết bị như
servo quay trái,phải, động cơ.
 Rèn luyện kĩ năng nghiên cứu, tìm hiểu tài liệu.
 Thiết kế giao diện phần mềm giúp người sử dụng theo dõi và điều khiển mạch

phần cứng.
1.4

Nhiệm vụ nghiên cứu
 Nghiên cứu tài liệu hướng dẫn sử dụng kit myRio về cấu tạo, đặc tính kỹ thuật.
 Tìm hiểu vềphần mềm lập trình Labview và cách lập trình cho kit.
 Phần mềm NI DashBoard.
 Các module đi kèm với kit: Servo, IR sensor, mạch cầu H,cảm biến.
 Cấu hình mạng để kit giao tiếp được với máy tính.
 Xây dựng thuật tốn và viết code cho ứng dụng dựa theo mục tiêu đã đề ra.

1.5

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
 Đối tượng nghiên cứu:
Kit myRio, phần mềm Labview, mạch cầu H, IRsensor, servo, cấu hình mạng

điều khiển qua wifi, ứng dụng Data Dashboard…
 Phạm vi nghiên cứu:
Nghiên cứu lập trình ứng dụng đơn giản là nền tảng để phát triển các ứng dụng
khác sau này, trong phạm vi các kiến thức đã học để từ đó phát triển thêm.
Labview là phần mềm có giao diện trực quan, sinh động tuy đã được sử dụng
nhiều nhưng vẫn còn khá mới đối với sinh viên hiện nay. Chính vì thế mà nhóm quyết
định thực hiện đề tài này để nghiên cứu như một cách tiếp cận một công nghệ mới.
Tuy vậy cũng không thể tránh khỏi những khó khăn, thiếu sót.
1.6

Phương pháp nghiên cứu
Phương pháp thu thập thơng tin, tự nghiên cứu, sau đó tổng hợp và đưa ra

phương án thực hiện đề tài.
 Ý tưởng: Điều khiển các module sử dụng kit myRio gồm điều khiển qua má
tính,laptop và điều khiển qua máy tính bảng.
1.7

Bố cục của đồ án
Đồ án điều khiển xe sử dụng kit myRio gồm 6 chương:
2


Chương 1: Tổng quan về tình hình nghiên cứu hiện nay, mục đích, nhiệm vụ, đối
tượng phạm vi tìm hiểu,…
Chương 2: Giới thiệu về phần mềm lập trình.
Chương 3: Giới thiệu kit và các module liên quan.
Chương 4: Thiết kế hệ thống.
Chương 5:Kết luận và hướng phát triển.
Chương 6:Kết quả và nhận xét.

3


CHƯƠNG 2: PHẦN MỀM LẬP TRÌNH LABVIEW
2.1

Phần mềm lập trình Labview [1]
2.1.1

Giới thiệu

Hình 2.1: Labview khi khởi động

LabVIEW là mơi trường ngôn ngữ đồ họa hiệu quả trong việc giao tiếp đa kênh
giữa con người, thuật toán và thiết bị. Gọi Labview là ngơn ngữ đồ họa hiệu quả vì về
cách thực lập trình, Labview khác với ngơn ngữ C, thay vì lập trình bằng các từ khóa
cố định thì Labview sử dụng các khối hình ảnh sinh động kết hợp với các dây nối để
tạo ra các lệnh, các hàm. Cũng chính vì điều này giúp cho việc lập trình trở nên trực
quan, sinh động hơn, giúp cho việc lập trình một cách nhanh gọn, sáng tạo, dễ hiểu
nhờ các khối hình ảnh có tính gợi nhớ theo kiểu dòng dữ liệu (data flow) lần lượt từ
trái qua phải. Các thuật tốn này sau đó được áp dụng lên các mạch điện và cơ cấu
chấp hành nhờ vào việc kết nối hệ thống thật với Labview thông qua nhiều chuẩn giao
tiếp như chuẩn giao tiếp RS232 (giao tiếp qua cổng Com), chuẩn USB, chuẩn TCP/IP,
UDP, TCP, GPIB… Vì vậy Labview là một ngôn ngữ đa kênh.Labview hỗ trợ hầu hết
các hệ điều hành (Windows, Linux, MacOS, Window Mobile, Window Embedded).
Trong đồ án này, nhóm thực hiện đề tài sử dụng phiên bản Labview 2014.

4


2.1.2

Ứng dụng của Labview

Labview được sử dụng trong các lĩnh vực đo lường, tự động hóa, cơ điện tử,
robotics, vật lý, tốn học, sinh học, vật liệu ơ tơ. Nhìn chung:
Labview giúp người lập trình kết nối bất kỳ cảm biến, và bất kỳ cơ cấu chấp
hành nào với máy tính.
Labview có thể được sử dụng để xử lý các kiểu dữ liệu như tín hiệu tương tự
(analog), tín hiệu số (digital), hình ảnh (vision), âm thanh (audio)…
Labview hỗ trợ các giao tiếp khác nhau RS232, RS485, TCP/IP, PCI, PXI,…
Labview đã trở nên phổ biến ở các phịng thí nghiệm ở Nhật, Hàn, Mỹ, Anh,
Đức,… ở Việt Nam, Labview đang dần tiếp cận với sinh viên, kỹ sư. Có thể kể tên

một số đề tài đã được thực hiện như:
Ứng dụng đo lường: thu thập dữ liệu các thông tin cần thiết của tàu vũ trụ cỡ
nhỏ tại cơ quan hàng không và vũ trụ NASA, Hoa Kỳ.
Ứng dụng mô phỏng 3D: mô phỏng cánh tay robot đơn giản do Thạc sĩ Đỗ
Trung Hiếu thực hiện.
Ứng dụng điều khiển phương tiện không người lái: mô tả ứng dụng Labview
điều khiển robot khơng người lái nhằm dị tìm và khám phá dưới nước của tập đồn
Nexans.
Ứng dụng thu thập hình ảnh và mô phỏng động lực học: mô phỏng hệ thống lái
khơng trục lái trong ơ tơ. Đồng thời hình ảnh từ webcam được thu thập và đưa lên giao
diện người dùng.
Trong đề tài mà nhóm thực hiện, Labview sẽ xử lý tín hiệu tương tự đo được từ
cảm biến khoảng cách, sau đó xử lý và truyền tín hiệu lại kit myRio để thực hiện các
yêu cầu của người lập trình.
2.1.3

Cách sử dụng phần mềm Labview

Sau khi cài đặt xong phần mềm Labview, để khởi chạy, ta click vào biểu tượng
của phần mềm (hình 2.1)

Hình 2.2: Icon labview 2014

5


Để tạo project mới, chọn File -> New Vi (hoặc nhấn phím tắt Ctrl + N)

Hình 2.3: Cửa sổ giao diện Labview khi mới khởi động
Lúc này xuất hiện hai cửa sổ, màu xám (Front Panel) và màu trắng (Block

diagram) như hình 2.2.Nhấn Ctrl+T để canh đều hai cửa sổ Front panel và Block
diagram.

Hình 2.4: Front Panel và Block Diagram
Front Panel là nơi để thiết kế giao diện cho toàn bộ hệ thống, là một cửa sổ giao
diện người dùng có thể tương tác, quan sát kết quả hiển thị từ các thiết bị ảo… Còn

6


Block Diagram có thể coi như là một sơ đồ khối gồm các thiết bị đầu cuối, subVis,
nút, hàm chức năng, các hằng số, cấu trúc, dây kết nối, trong đó dữ liệu được truyền
giữa các đối tượng khác nhau trong sơ đồ khối
Trong Labview, các nút nhấn được gọi là các Control, đóng vai trị input (hay
giá trị nhập vào), có thể đó là các tay nắm, nút ấn, thanh trượt, boolean, chuỗi… nó là
cơng cụ mơ phỏng thiết bị đầu vào và cung cấp dữ liệu cho sơ đồ khối của VI. Các
LCD hiển thị được gọi là các Indicator, đóng vai trị output (giá trị hiển thị ra kết quả),
đó có thể là các đồ thị, biểu đồ, đèn LED, chuỗi trạng thái. Để gọi các control và
indicator ta click chuột phải trên cửa sổ Front Panel. Các control thì ln kết nối vào
các nút bên trái của hàm, có các mũi tên lên xuống để tăng giảm giá trị và control thì
có màu trằng. Cịn các indicator thì ln kết nối vào các nút bên phải của hàm, khơng
thể nhập giá trị vào và có màu xám.

Hình 2.5: Control và Indicator trên Front Panel
Tương tự, để gọi hàm (Function), ta click chuột phải trên cửa sổ Block
Diagram, hay còn gọi là cửa sổ chứa các sơ đồ khối, ta dùng các đường dây nối để tạo
mối liên kết giữa các khối và hàm lại.

7

Hình 2.6: Các hàm trên Block Diagram
Từ đây, người lập trình sẽ gọi các control, indicator và các hàm để lập trình
theo từng u cầu, từng mục đích của người thực hiện.
Sau khi lập trình xong, để chạy chương trình, ta click vào Operate -> Run (hoặc nhấn
phím tắt Ctrl + R) hoặc click vào biểu tượng như hình 2.6

Hình 2.7: Click Run để chạy chương trình
Trong Labview, để lưu file ta chọn File -> Save. Chọn đường dẫn vị trí để lưu
file và đặt tên cho file cần lưu rồi nhấn OK. Đối với file chương trình Labview thì đi
của nó là .VI (viết tắt của chứ Virtual Instrumentation – thiết bị ảo).

Hình 2.8: Lưu file

8


Để tạo lưu file hiện tại đang mở thành một file mới ta chọn Save as, hộp thoại
như hình 2.8 hiện ra. Ý nghĩa của ba lựa chọn trong mục copy là:
Substitude… có nghĩa là file mới tạo sẽ được mở, file cũ sẽ đóng lại.
Create… có nghĩa là file cũ sẽ được mở, file mới tạo sẽ được đóng lại.
Open… có nghĩa là cả hai file cũ và mới tạo sẽ được mở.
Nếu chọn mục Rename thì khơng có file mới nào được tạo nhưng có thể thay đổi tên
file hiện tại.

Hình 2.9: Các lựa chọn khi lưu file bằng Save As
Để mở File, chọn File -> Open và chọn file cần mở. Lưu ý là các file được lập
trình bởi Labview phiên bản q cũ sẽ khơng mở được bằng phần mềm Labview phiên
bản cao, và cũng không thể mở các file được lưu bằng Labview có phiên bản cao hơn
bằng Labview có phiên bản thấp hơn. Để khắc phục điều này, sử dụng chức năng Save

for previous version (trong File) khi muốn file có thể mở bằng các phiên bản Labview
thấp hơn.
Để sử dụng Labview hiệu quả, rút ngắn thời gian, giảm bớt các công đoạn vào
thư viện lấy control, indicator… thì cần phải nhớ các quy tắc:

9


Quy tắc 1: Right Click -> Create/Replace/Change to để lấy các khối, tạo khối,
thay thế khối và đổi chức năng khối. Quy tắc này giúp việc lập trình được nhanh hơn,
hạn chế số lần click chuột để tìm các khối cần thiết trong lập trình.
Quy tắc 2: Ctrl + H để xem sơ đồ chân của hàm và đọc hướng dẫn tóm tắt của
một hàm bất kỳ (context help).
Quy tắc 3: Search để tìm kiếm các đối tượng, các hàm.
2.1.4

Giao tiếp giữa kit NI myRio với phần mềm Labview trên PC.

Để cấu hình mạng cho NI myRio, sau khi kết nối kit myRio với PC bằng cáp
USB, ta tìm và click vào biểu tượng

NI MAX trên PC để cấu hình địa chỉ cho kit,

ta được giao diện như 2.9

Hình 2.10: Giao diện cửa sổ NI MAX
Trong mục Remote, ta chọn kit NI myRio đang kết nối, trong cửa sổ bên phải,
ta tìm đến mục SSID và Network Security để thiết lập và đặt mật khẩu cho kit myRio
phát wifi (theo các bước như hình 2.10) hoặc sử dụng địa chỉ mặc định 172.22.11.2
nếu sử dụng kit myRio kết nối với PC bằng cáp USB.

10


Hình 2.11: Các bước thiết lập IP cho kit NI myRio
Trên phần mềm Labview, để kết nối với kit myRio, ta cần gán địa chỉ của kit
myRio để phần mềm Labview kết nối đến kit. Click chuột phải vào kit đang kết nối
đến PC trong cửa sổ project. Chọn properties, nhập vào địa chỉ của kit vào ô địa chỉ
như hình 2.11 và nhấn OK, như vậy kit myRio đã kết nối thành cơng với phần mềm
Labview trên PC.

Hình 2.12: Gán địa chỉ kit myRio trên phần mềm Labview
2.2

Phần mềm tạo giao diện trên máy tính bảng (Data Dashboard trên iOS)
NI Data Dashboard là một phần mềm được NI thiết kế sẵn dành cho cả 3 hệ

điều hành cho thiết bị cầm tay lớn trên thị trường là Android, iOS và WindowPhone.

11


Với tính năng chia sẻ biến (Shared Variables) trên Labview, phần mềm NI Data
Dashboard có thể biến thành một màn hình hiển thị trạng thái các dữ liệu thu được,
hoặc khi thêm các nút nhấn, thanh trượt ta có thể điều khiển các biến chia sẻ đó theo
mục đích.

Hình 2.13: Giao diện ứng dụng NI Data Dashboard

12

CHƯƠNG 3: KIT MYRIO VÀ CÁC LINH KIỆN
3.1

Kit Nation Instruments myRio 1900 [2]
3.1.1

Giới thiệu

Hình 3.1:Kit Nation Instruments myRio 1900
Nation Instruments myRio 1900 (NI myRio) sử dụng các công nghệ mới nhất
từ Zynq Xilinx FPGA tích hợp hệ thống trên một chip với một bộ xử lý chạy một hệ
điều hành thời gian thực. Công nghệ mạnh mẽ này kết hợp với một gia tốc onboard,
đèn LED có thể lập trình, âm thanh I/O, analog và kỹ thuật số I/O, và cổng USB giúp
hàng ngàn ý tưởng dự án đi vào cuộc sống.

13


3.1.2

Thông số kỹ thuật

NI myRIO sử dụng chip Xilinx Zynq – 7010 với một bộ vi xử lý dual-core
Cortex-A9 ARM ®™ và một FPGA với 28.000 tế bào lập trình logic, 34 chân IO,
trong đó có 4 chân vào, 1 chân ra tín hiệu tương tự, 10 chân vào tín hiệu số, các chân
cấp nguồn 5V, 3,3V, chân GND, và các chân PWM, UART, I2C. NI myRIO cũng bao
gồm WiFi onboard, một cảm biến gia tốc ba trục, và một số đèn LED, nút nhấn. Đi
cùng với nó là một mơi trường phát triển tích hợp (IDE) chạy trên các máy tính cá

nhân thơng thường và cho phép người dùng viết các chương trình cho kit NI myRIO
bằng ngơn ngữ LabView hoặc hoặc một số ngôn ngữ khác như C, C++.
Nhìn hình 3.1 ta thấy mặt trước của kit myRio có led báo nguồn (power), led
báo trạng thái (status), led báo wifi và 4 led lập trình (led 0 đến led 3).

Hình 3.2: Mặt nhìn từ bên trên của kit myRio
Mặt trên của kit myRio có cổng USB, cổng kết nối với máy tính, nguồn cấp cho
myRio hoạt động và nút nhấn Reset. Mặt dưới của kit myRio có nút nhấn bật/tắt wifi.

Hình 3.3: Mặt nhìn từ bên dưới của kit myRio
NI myRIO có hai port mở rộng kết nối (MXP A và MXP B) được thể hiện
trong hình 2.4. Nó sẽ được tuỳ chỉnh với module NI LabVIEW FPGA. Khoảng cách 2
hàng là 0.1inch, 34 vị trí (17x2) IDC kết nối.

14


Hình 3.4: NI myRIO MXP A và MXP B
Bảng 3.1: Bảng mơ tả tín hiệu trên các kênh kết nối MXP A và MXP B
Tín hiệu

Tham chiếu

Mơ tả

+5V

DGND

Đầu ra nguồn + 5V

AI<0..3>

AGND

0-5V tham chiếu, kênh đầu vào analog

AO<0..1>

AGND

0-5V tham chiếu, kênh đầu ra analog

AGND

N/A

Tham chiếu cho đầu ra và đầu vào analog

+3.3V

DGND

Đầu ra nguồn +3.3V

DIO<0..15> DGND

Đầu vào/ra: 3.3V tương ứng đầu ra, 3.3V/5V tương
ứng đầu vào.

UART.RX

DGND

UART đầu vào nhận

UART.TX

DGND

UART Đầu ra truyền

DGND

N/A

Tham chiếu cho tín hiệu số 3.3V và 5.5V

Ngồi ra, mặt hơng của NI myRio cịn có Mini System Port (MSP) Connectors
chứa kênh audio I/O và các chân nguồn, tín hiệu tương tự các chân MXP, chỉ khác các
chân của MSP là chân đầu cái, còn MXP là chân đầu đực.

15


Hình 3.5: NI myRIO MSP C, Audio I/O
Bảng 3.2: Bảng mơ tả tín hiệu kết nối MSP C
Tín hiệu

Tham chiếu

Mơ tả

+15V/-15V

AGND

+15V/-15V nguồn đầu ra

AGND

±10V vi phân kênh đầu vào analog

AO<0..1>

AGND

±10V tham chiếu, single-ended kênh đầu ra analog

AGND

N/A

+5V

DGND

DIO<0..7>

DGND

DGND

N/A

AI0+/AI0-;
AI1+/AI1-

Tham chiếu cho đầu vào/ra analog
Và ±15V nguồn đầu ra
Đầu ra nguồn +5V
Đầu vào/ra với 3.3V đầu ra và 3.3V/5V đầu vào
tương ứng
Tham chiếu cho line số và +5V nguồn đầu ra

16


Trong trường hợp khơng đủ chân để lập trình, có thể dùng module mở rộng của
myRio là MXP Breadboard (hình 3.6), với chức năng của các chân đã được chú thích
trên board, kết nối trực tiếp với MXP A hoặc MXP B.

Hình 3.6: Board mở rộng MXP Breadboard

Hình 3.7: Sơ đồ khối tổng quát của kit NI myRio

17