1
ĐỀ TÀI
“Module Ethernet trên vi điều khiển
PIC18F67J60 và ứng dụng trong đo lường, điều
khiển (Phần mềm trên MPLAB)”
Giáo viên hướng dẫn :
Họ tên sinh viên :
2
MỤC LỤC
MỞ ĐẦU ....................................................................................................................1
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ ETHERNET .........................................................6
1.1. Cấu trúc khung tin Ethernet ..............................................................................6
1.2. Cấu trúc địa chỉ Ethernet...................................................................................7
1.3. Các loại khung Ethernet....................................................................................7
1.3.1. Các khung unicast .....................................................................................7
1.3.2. Các khung broadcast.................................................................................8
1.3.3. Các khung multicast .................................................................................8
1.4. Truy nhập bus...................................................................................................8
1.5. Các loại mạng Ethernet...................................................................................10
1.5.1. Các hệ thống Ethernet 10Mb/s.................................................................10
1.5.2. Các hệ thống Ethernet 100 Mb/s – Ethernet cao tốc ( Fast Ethernet )......11
1.5.3. Các hệ thống Giga Ethernet....................................................................11
1.6. Chuẩn IEEE 802 .............................................................................................11
CHƯƠNG 2. HỌ GIAO THỨC TCP/IP ...............................................................13
2.1. Họ giao thức TCP/IP.......................................................................................13
2.1.1. Tầng Ứng Dụng (Application Layer) ......................................................13
2.1.2. Tầng Giao Vận (Transport Layer) ..........................................................14
2.1.3. Tầng Internet (Internet Layer) .................................................................14
2.1.4. Lớp giao tiếp mạng..................................................................................15
2.2. Cấu trúc gói tin IP,TCP,UDP..........................................................................15
2.2.1. Cấu trúc địa chỉ IP ..................................................................................15
2.2.2. Cấu trúc gói tin IP ...................................................................................16
2.2.3. Cấu trúc gói tin TCP ...............................................................................18
2.2.4. Cấu trúc gói tin UDP..............................................................................19
3
CHƯƠNG 3. PHẦN CỨNG....................................................................................20
3.1. Vi điều khiển PIC 18F67J60...........................................................................20
3.1.1. Các đặc trưng của PIC 18F67J60 ...........................................................20
3.1.2. Module A/D 10 bit ...................................................................................21
3.1.3. Module Ethernet......................................................................................24
3.2. Cảm biến nhiệt độ LM35 ................................................................................25
3.3. Mạch nguyên lý ..............................................................................................26
3.3.1. Khối mạch nguồn.....................................................................................26
3.3.2. Khối mạch RJ45 ......................................................................................27
3.3.3. Khối mạch LCD.......................................................................................28
3.3.4. Khối mạch vi điều khiển PIC18F67J60....................................................29
3.4 Mạch in ...........................................................................................................30
3.5 Mạch thực tế....................................................................................................31
CHƯƠNG 4. TRÌNH BIÊN DỊCH MPLAB C18 VÀ WEB SERVER..................32
4.1. MPLAB C18...................................................................................................32
4.1.1. Giới thiệu................................................................................................32
4.1.2. Các đặc trưng của trình dịch MPLAB C18: .............................................32
4.1.3. Quá trình tạo ra file .HEX .......................................................................32
4.2. Web động .......................................................................................................33
4.3. CSS ................................................................................................................34
4.3.1. Ưu điểm của CSS.....................................................................................35
4.3.2. Các đặc tính cơ bản của CSS...................................................................35
4.3.3. CSS có tính kế thừa và tính kết hợp..........................................................37
4.4. Kỹ thuật AJAX ...............................................................................................38
4.4.1. Ưu điểm...................................................................................................40
4.4.2. Nhược điểm............................................................................................40
4
CHƯƠNG 5. TCP/IP STACK.................................................................................41
5.1. Cấu trúc của TCP/IP Stack..............................................................................41
5.2. Hoạt động của TCP/IP Stack...........................................................................42
5.2.1. Các file cần thiết......................................................................................42
5.2.2. Cấu trúc APP_CONFIG ..........................................................................43
5.2.3. Main file ..................................................................................................43
5.3. Các module của Stack và APIs .......................................................................44
5.3.1. Announce.................................................................................................44
5.3.2. HTTP2 server ..........................................................................................45
5.4. Cấu hình cho Stack .........................................................................................49
5.4.1. Cấu hình cho phần cứng..........................................................................49
5.4.2. Địa chỉ.....................................................................................................50
5.5. Demo module .................................................................................................51
5.5.1. Điều khiển led sáng tắt............................................................................52
5.5.2. Viết ra LCD .............................................................................................55
5.5.3. Đo nhiệt độ..............................................................................................61
KẾT LUẬN ..............................................................................................................64
5
MỞ ĐẦU
Ethernet là kiểu mạng cục bộ (LAN) được sử dụng rộng rãi nhất hiện nay, ứng
dụng của nó có mặt ở rất nhiều lĩnh vực của đời sống và trong công nghiệp. Khóa luận
tốt nghiệp với đề tài “Module Ethernet trên vi điều khiển PIC18F67J60 và ứng dụng
trong đo lường, điều khiển (Phần mềm trên MPLAB)” đã sử dụng phần mềm
MPLAB và thư viện TCP/IP Stack của hãng Microchip để lập trình điều khiển LED,
LCD và đo lường thông qua mạng truyền thông Ethernet.
Khóa luận bao gồm những nội dung chính cơ bản như sau:
Chương 1. Tổng quan về Ethernet trình bày về lý thuyết Ethernet gồm các vấn
đề về cấu trúc khung tin Ethernet, phương pháp truy nhập bus (CSMA/CD), các loại
mạng Ethernet và chuẩn Ethernet IEEE 802.3.
Chương 2. Họ giao thức TCP/IP trình bày kiến thức về họ giao thức TCP/IP bao
gồm 5 tầng: tầng ứng dụng (Application Layer), tầng giao vận (Transport Layer), tầng
liên mạng (Internet Layer), tầng giao tiếp mạng (Network Interface Layer). Trình bày
các kiến thức về gói tin IP, TCP, UDP.
Chương 3. Phần cứng trình bày các kiến thức về vi điều khiển PIC18F67J60
bao gồm các đặc trưng chung và đặc trưng Ethernet của PIC18F67J60, bộ biến đổi
A/D, module Ethernet. Các kiến thức về sensor đo nhiệt độ LM35 cũng được trình bày
trong chương này. Tiếp theo là phần nguyên lý của mạch demo và phần mạch in. Cuối
cùng là hình ảnh mạch demo thực tế sử dụng trong khóa luận.
Chương 4. Trình biên dịch MPLAB C18 và web server giới thiệu về trình biên
dịch MPLAB C18 và các nội dung liên quan đến việc thiết kế web giao diện như là
DHTML, Javascript, CSS, kỹ thuật AJAX.
Chương 5. TCP/IP Stack chương này trình bày về nhiệm vụ chính của khóa luận
đó là sử dụng thư viện TCP/IP Stack của Microchip trên phần mềm MPLAB C18 để
lập trình cho mạch demo thực hiện đo lường và điều khiển thông qua mạng truyền
thông Ethernet.
Kết luận. Trình bày các kết quả đã đạt được của khóa luận và đánh giá các kết
quả đó. Đồng thời, định hướng một số hướng phát triển của đề tài.