Bài giảng Lập trình điều khiển thiết bị

Xưởng điện tử Bài 6: Lập trình Thực tập công nhân Trang 22 BÀI 6 LẬP TRÌNH ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ I. MỤC ĐÍCH YÊU CẦU - Với ngành tự động hóa ngày càng phát triển, dùng máy tính để giám sát và điều khiển ngày càng phổ biến. Với sự hổ trợ của máy tính và ngôn ngữ lập trình ta sẽ lưu trữ, giám sát, điều khiển hệ thống tự động. - Yêu cầu sinh viên phải biết sử dụng Delphi và cổng nối tiếp II. NỘI DUNG Có rất nhiều ngôn ngữ lập trình được dùng trên máy tính để điều khiển và giám sát nhưng giới hạn trong bài thực hành này ta chỉ xét đến ngôn ngữ lập trình Delphi. Delphi là một ngôn ngữ lập trình có khả biên dịch mạnh mẽ, các ứng dụng Windows trực quan, giao tiếp với thiết bị bên ngoài thuận lợi. Trong phần thực tập này chỉ giới hạn dùng Delphi để giao tiếp thiết bị bên ngoài qua cổng Com. 2.1. Môi trường phát triễn của Delphi. 2.1.1. Cửa sổ chính của chương trình Delphi ToolBar Object Inspector Code Explorer Code Editor Form Designer Component Pallet Xưởng điện tử Bài 6: Lập trình Thực tập công nhân Trang 23 Của sổ chương trình Delphi được xem như trung tâm điều khiển của môi trường soạn thảo và biên dịch ứng dụng. Cửa sổ chính chia làm 3 phần nhỏ: Trình đơn, thanh toolbar và bảng chứa các công cụ để xây dựng ứng dụng. Trình đơn chia ra làm nhiều mục chọn với các nhóm chức năng khác nhau biên dịch, chạy, gỡ lỗi ứng dụng, thiết lập cấu hình cho môi trường Delphi, soạn thảo mã lệnh…. Ban cũng có thể dẽ dàng tìm thấy những chức năng tương ứng này trên các nút nhấn của thanh toolbar. 2.1.2. Thanh Toolbar. ToolBar là nơi chứa các nút nhấn tắt thay thế cho những mục chọn trên trình đơn như: mở/đóng tập tin dự án, chạy chương trình, gỡ lỗi ứng dụng, xem tài liệu trợ giúp. Khi bạn di chuyển chuột lên từng nút nhấn, Delphi sẽ hiển thị một thông điệp nhỏ gọi là ToolTip cho biết chức năng cụ thể của nút nhấn. 2.1.3 Cửa sổ thiết kế Form (Form Designer). Cửa sổ thiết kế Form hay Form Desiger khởi đầu là một cửa trống, đây chính là cửa sổ thực tế dành cho chương trình ứng dụng của bạn. Những gì bạn thiết kế trực quan trên Form gần như sẽ là 95% hình ảnh của chương trình trong thực tế. Bạn tương tác với cửa sổ Form bằng cách chọn một đối tượng trên bảng công cụ, nắm – kéo và đặt những đối tượng này vào một vị trí thích hợp trên Form. Sau đó, bạn có thể dùng chuột hoặc bàn phím để chỉnh sửa, thay vị trí cho thích hợp. Ngoài ra bạn có thể thay đổi hình dáng, màu sắc, cách ứng xử đối tượng khi người ta dùng tác động vào chúng thông qua cửa sổ Object Inspector và cửa sổ soạn thảo mã lệnh Code. Xưởng điện tử Bài 6: Lập trình Thực tập công nhân Trang 24 2.1.4. Cửa sổ Object Inspector Với cửa sổ Object Inspector bạn có thể bổ sungm thay đổi thuộc tính (properties) của các thành phần đối tượng đang có trên Form một cách trực quan. Chương trình cũng sẽ qui định cách ứng xử của từng đối tượng thông qua các tình huống (event) qui định sẵn trong cửa sổ Object Inspector. Thuộc tính là tập hợp dữ liệu cho biết các thông tin và thuột tính của một đối tượng như chiều rộng, chiều cao, màu sắc, Font chữ …. Hình ảnh đối tượng mà bạn nhìn thấy trên màng hình, chính là tập hợp nhiều thuột tính khác nhau của đối tượng tạo nên. Tình huống là một đoạn mã lệnh được dùng để đáp ứng một yêu cầu nào đó của delphi và của hệ thống. Khi người dùng kích chuột vào đối tượng , khi một phím được nhấn hay khi Windows cần vẽ lại một vùng nào đó trên màn hình, bạn cũng nhận được một tình huống riêng biệt để xử lý. 2.1.5. Cửa sổ soạn thảo mã lệnh Code Editor. Cửa sổ soạn thảo mã lệnh Code Editor là nơi thật sự thể hiện nội dung của chương trình. Đó là nơi bạn gõ lệnh, thiết kế nội dung cho thủ tục, hàm, cài đặt các phương thức cho lớp…. Bạn sẽ không phải viết toàn bộ mã lệnh cho chương trình. Delphi tự động sản sinh khung mã định sẵn. Nhiệm vụ của lập trình viên đơn giản chỉ cần hiểu ý nghĩa những đoạn mã Delphi sinh ra và chèn vào đó những lệnh xử lý thích hợp. Nếu muốn, bạn vẫn có thể tự tạo lấy bộ khung bằng cách viết lệnh thủ công, nhưng trừ khi bạn đã nắm vững Delphi và muốn đào sâu thêm, còn không thì hãy để Delphi tự động thực hiện những công việc đó. Ví dụ: Chương trình hiển thị chuỗi ‘ Hello World’ trên một cửa sổ Windows. • Chọn File/New Application từ trình đơn. Delphi tạo ra cho bạn một cửa sổ Form đặt trong Unit.pas cùng với tập tin dự án Project1.dpr. • Chọn File/ Save All. Hãy đặt tên cho Unit là MainFrm.pas thay cho Unit1.Pas và đặt tên cho tập tin dự án là HelloWin.dpr thay cho project.dpr • Trên bảng công cụ Standard hãy chọn đối tượng Label đặt vào cửa sổ Form. • Vào cửa sổ Object Inspector, nhập thuộc tính cho đối tượng Label như sau: Caption Hello World Font Times New Roman, size 12, Bold Xưởng điện tử Bài 6: Lập trình Thực tập công nhân Trang 25 Nhấn Ctrl + F9 để biên dịch chương trình và nhấn F9 để gọi chương trình thực thi. Bạn sẽ thấy chương trình hiển thị chữ Hello World in đậm. Hảy dùng chuột nắm kéo và di chuyển cửa sổ đến các vị trí khác nhau trên màn hình. Để tạo tập tin .exe bạn chọn Project/Buid all. Delphi sẽ xây dựng tập tin thực thi HelloWin.exe. Bạn có thể chép duy nhất một tập tin này cho chạy trên mọi hệ điều hành Windows 32 bit. 2.2. Các thành phần điều khiển của Windows. Windows cung cấp các thành phần điều khiển giao diện đồ họa để tương tác với người dùng thông qua chuột và bàn phím. Bạn có thể tìm thấy đối tượng này trên bảng công cụ Standard của môi trường Delphi. 2.2.1. Nút nhấn (Button) Mặc dù cơ chế làm việc của nút nhấn rất đơn giản, nó lại là thành phần khá quan trọng trong các giao diện sử dụng đồ họa. Nút nhấn được Delphi đặt trong lớp đối tượng có tên là TBUTTON. Tình huống thường sử dụng nhất của nút nhấn là OnClick. Khi người dùng kích chuột vào nút nhấn, tình huống này sẽ được gọi để phản ứng lại bằng tác vụ nào đó. 2.2.2. Nhãn (Label) Nhãn là thành phần đơn giản nhất trong thư viện VCL. Đối tượng nhãn chỉ dùng để trình bày một chuỗi văn bản thông thường, nhằm mục đích mô tả thêm thông tin cho các đối tượng khác. Ta cũng có thể dùng nhãn để làm công cụ đưa kết quả ra màn hình dưới dạng chuỗi. Nhãn được Delphi đặt trong lớp đối tượng có tên là TLABEL. Thuộc tính thường sử dụng nhất của nhãn là: Thuộc tính Ý nghĩa Caption Thể hiện nội dung nhãn Font Đinh Font chữ, kiểu chữ cho nhãn Transparent Cho phép màu nền của nhãn trùng với màu nền của Form 2.2.3. Ô đánh dấu (CheckBox) Ô đánh dấu được dùng rất phổ biến trong các chương trình Windows. Nó cho phép người dùng chọn hoặc bỏ chọn yêu cầu nào đó. Mổi lần bạn kích chuột vào ô CheckBox , nó cho phép thay đổi trạng thái đánh dấu. Ô đánh dấu Checkbox được Delphi đặt trong lớp đối tượng có tên là TCHECKBOX. Thuộc tính thường dùng nhất của Checkbox là Checked mang kiểu Boolean. Nếu Checked = true thì ô đánh dấu được chọn. Nếu Checked = false thì ô đánh dấu không chọn. Khi ô đánh dấu được kích chuột để yêu cầu thây đổi trạng thái, thì tình huống OnClick sẽ phát sinh. 2.2.4. Ô văn bản (Editbox). Xưởng điện tử Bài 6: Lập trình Thực tập công nhân Trang 26 Ô văn bản, còn gọi là Edit box. Đây là thành phần nhập liệu đơn giản. Bạn được phép nhập vào chuỗi văn bản, chỉnh sửa, di chuyển con nháy để soạn thảo bằng các phím mũi tên. Với ô văn bản, bạn chỉ được phép nhập một dòng văn bản duy nhất. Ô văn bản được Delphi đặt trong lớp đối tượng có tên là TEDIT. Thuột tính thường được sử dụng nhất của đối tượng ô văn bản là thuộc tính Text. Nó trả về một chuổi, cho biết nội dung dữ liệu mà người dùng nhập vào. Mổi khi dữ liệu hay nội dung của thuộc tính text bị thay đổi, tình huống Onchange sẽ được gọi. Bạn có thể sử dụng tình huống này để kiểm tra dữ liệu cho người dùng nhập vào, cập nhật lại các thông tin có liên quan đến dữ liệu. 2.2.5. Vùng văn bản (Memo). Memo cho phép nhập vào cùng lúc nhiều dòng dữ liệu. Bạn có thể dùng chương trình Memo để tạo chương trình soạn thảo văn bản, tương đương chương trình Notepad.exe. Bạn có thể dùng Memo để xuất ra chuỗi văn bản. Vùng văn bản được Dephi đặt trong lớp đối tượng có tên TMEMO. Thuộc tính thường được sử dụng nhất của đối tượng Memo là Lines. Thuộc tính Line có kiểu Tstring, được dùng để quản lý danh sách các dòng dữ liệu mà Memo đang có. Bạn có thể gọi phương thức và thuộc tính phụ của Lines như sau. Thuộc tính Ý nghĩa Lines.add Thêm vào một Memo một dòng mới Lines.Count Trả về số dòng trong Memo Lines.Clear Xóa tất cả các dòng mà Memo đang chứa Lines.LoadFromFile Nạp các dòng văn bản vào Memo từ tập tin Lines.SaveTofile Lưu dữ liệu của Memo xuống tập tin Thuộc tính Text của Memo là một chuỗi bao gồm tất cả các dòng trong Memo cộng lại, mỗi dòng cách nhau bằng ký tự 10 và 13. Tình huống thường sử dụng nhất của Memo là OnChange. Tình huống này được gọi khi người dùng sửa đổi hoặc thêm nội dung vào Memo. Chọn File/New Application từ trình đơn đặt Form1 đối tượng Tedit, 1 đối tượng Tmemo, 3 đối tượng Tbutton và một đối tượng Tlabel thiết lập tình huống và phương thức xử lý từng đối tượng như sau: Đối tượng Thuột tính Giá trị TFORM Name Caption OnCloseQuery Form1 Delphi Notepad FormCloseQuery TMEMO Name Lines(…) Onchange MemoEditor Xóa trắng MemoEditorChange Xưởng điện tử Bài 6: Lập trình Thực tập công nhân Trang 27 TEDIT Name Tex EditFileName C:\My Documents\thu.tex TLABEL Name Caption Label1 File Name TBUTTON Name Caption OnClick ButtLoad Load ButtLoadClick TBUTTON Name Caption OnClick ButtSave Save ButtSaveClick TBUTTON Name Caption OnClick ButtClear Clear ButtClearClick unit Unit1; interface uses Windows, Messages, SysUtils, Classes, Graphics, Controls, Forms, Dialogs, StdCtrls; type TForm1 = class(TForm) editFileName: TEdit; buttLoad: TButton; buttSave: TButton; Button3: TButton; MemoEditor: TMemo; Label1: TLabel; procedure buttLoadClick(Sender: TObject); procedure buttSaveClick(Sender: TObject); procedure MemoEditorChange(Sender: TObject); procedure FormCloseQuery(Sender: TObject; var CanClose: Boolean); procedure Button3Click(Sender: TObject); procedure editFileNameChange(Sender: TObject); private { Private declarations } isModified:Boolean; public { Public declarations } end; var Form1: TForm1; implementation {$R *.DFM} procedure TForm1.buttLoadClick(Sender: TObject); Xưởng điện tử Bài 6: Lập trình Thực tập công nhân Trang 28 begin MemoEditor.Lines.LoadFromFile(editFileName.Text); isModified:=False; end; procedure TForm1.buttSaveClick(Sender: TObject); begin if isModified then MemoEditor.Lines.SaveToFile(editfilename.Text); end; procedure TForm1.MemoEditorChange(Sender: TObject); begin isModified:=true; end; procedure TForm1.FormCloseQuery(Sender: TObject; var CanClose: Boolean); begin if ismodified then if MessageBox(handle,'Do you want to save file','Warning',MB_YESNO)=ID_YES then ButtSaveClick(Sender); end; procedure TForm1.Button3Click(Sender: TObject); begin MemoEditor.Lines.Clear; end; procedure TForm1.editFileNameChange(Sender: TObject); begin end; end. Sau khi nhấn F9 ta có Xưởng điện tử Bài 6: Lập trình Thực tập công nhân Trang 29 2.2.6. Trình đơn chính (MainMenu) Trình đơn là đối tượng đồ họa bạn thường thấy và rất hay dùng trong các chương trình ứng dụng. Trình đơn chính (main menu) là một dãy các lựa chọn nằm phía trên cửa sổ. Khi click chuột vào một lựa chọn nào đó, bạn sẽ nhận được danh sách các mục chọn khác sổ xuống. Chọn một mụ trên trình đơn, cũng đồng nghĩa với việc yêu cầu chương trình thực hiện một tác vụ nào đó. Đối tượng của trình đơn chính Delphi đặt tên là TMAINMENU Dưới đây là các bước hướng dẫn bạn cách xây dựng một thanh trình đơn chính cho cửa sổ Form. • Chọn File/ New Application, đặt lên Form đối tượng trình đơn TmainMenu. • Để xây dựng các mục chọn trình đơn, bạn hãy kích chuột vào đối tượng TmainMenu, hoặc chọn thuộc tính Items từ cửa sổ Object Inspector. Delphi sẽ hiển thị cửa sổ thiết kế trình đơn cho phép bạn nhập vào từng mục chọn. • Bạn bắt đầu nhập vào tiêu đề cho từng mục chọn bằng cách thay đổi thuộc tính caption trong cửa sổ Object Inspector. Delphi sẽ tự tạo ra một mục chọn rỗng tiếp theo để bạn có thể thêm vào mục chọn mới. Mỗi mục chọn được xem là một đối tượng có tên gọi là TMENUITEM. • Để chọn trình đơn con cho một mục chọn, bạn nhấn phím phải chuột vào mục chọn để Delphi hiện thị chương trình đơn tắt, tiếp theo hãy chọn Create Submenu để tạo trình đơn con. 2.2.7. Đối tượng Timer Có lẽ, Timer là thành phần có ít thuộc tính và phương thức xử lý nhất, trong số những thành phần VCL do Delphi cung cấp. Tuy nhiên , Timer là thành đối tượng hữu dụng và rất thú vị. Timer do Delphi đặt trên bảng công cụ System. Timer được xem là thành phần VCL không trực quan,, bởi vì bạn không nhìn thấy lúc chương trình thực thi. Thay vào đó, Timer hoạt động phía sau hậu trường. Nó được dùng để đếm gian. Nếu có khoảng thời gian nào đó trôi qua, mã lệnh đặt Xưởng điện tử Bài 6: Lập trình Thực tập công nhân Trang 30 trong phương thức xử lý tình huống OnTimer sẽ được gọi thực thi. Nếu Tiẻ vẫn còn hiệu lực thì OnTimer sẽ được thực thi đều đặn. Timer được Delphi dặt lớp đối tượng có tên TTIMER Thuộc tính thường được sử dụng nhất của Timer là Thuộc tính Ý nghĩa Interval Khoảng thời gian định kỳ của Timer được Windows cho phép hoạt động. Giá trị Interval được tính bằng 1/1000 giây. Interval =1000 tương đương với khoảng thời gian 1 giây. Enabled TRUE: Timer ở trạng thái hoạt động. FALSE: Timer đặt ở trạng thái vô hiệu lực. Vi dụ trình hiển thị thời gian. procedure TForm1.FormCreate(Sender: TObject); begin caption:=TimeTostr(now()); end; Kết quả. 2.2.8. Đối tượng Comport Đây là thành phần Delphi dùng để giao tiếp với thiết bị bên ngoài thông qua cổng Com. Comport được Delphi dặt lớp đối tượng có tên TCOMPORT Tình huống thường được sử dụng của đối tượng TCOMPORT là OnAfterClose ( đóng cổng Com), OnAfterOpen ( mở cổng Com), OnRxChar (nhận dữ liệu từ cổng Com). Ví dụ: Viết một chương trình xuất nhập dữ liệu thông qua cổng Com Chọn File/New Application từ trình đơn đặt Form1 đối tượng Tedit, 1 đối tượng Tmemo, 5 đối tượng Tbutton thiết lập tình huống và phương thức xử lý từng đối tượng như sau: Đối tượng Thuột tính Giá trị TFORM Name Caption Form1 Delphi Notepad TMEMO Name Lines(…) Memo1 Xóa trắng TEDIT Name Edit1 Xưởng điện tử Bài 6: Lập trình Thực tập công nhân Trang 31 Tex Xóa trắng TBUTTON Name Caption ButtonOpen Open TBUTTON Name Caption ButtonSetting Setting TBUTTON Name Caption ButtonSend Send TBUTTON Name Caption ButtonClear Clear TBUTTON Name Caption ButtonExit Exit TCOMPORT Name OnRxChar Comport ComportRxChar unit cong; interface uses Windows, Messages, SysUtils, Classes, Graphics, Controls, Forms, Dialogs, StdCtrls, ExtCtrls, CPort; type TForm1 = class(TForm) Panel1: TPanel; Memo1: TMemo; ButtonOpen: TButton; Edit1: TEdit; ButtonSend: TButton; ButtonExit: TButton; ComPort: TComPort; ButtonSettings: TButton; ButtonClear: TButton; procedure ButtonExitClick(Sender: TObject); procedure ButtonOpenClick(Sender: TObject); procedure ButtonSettingsClick(Sender: TObject); procedure ButtonSendClick(Sender: TObject); procedure ComportRxChar(Sender: TObject; Count: Integer); procedure ButtonClearClick(Sender: TObject); procedure Memo1Change(Sender: TObject); private { Private declarations } public { Public declarations } end; var Form1: TForm1; Xưởng điện tử Bài 6: Lập trình Thực tập công nhân Trang 32 implementation {$R *.DFM} // Đóng cổng Com và exit chương trình procedure TForm1.ButtonExitClick(Sender: TObject); begin Comport.Close; Close; end; // Đóng mở Cổng Com procedure TForm1.ButtonOpenClick(Sender: TObject); begin if ComPort.Connected then // Kiểm tra cổng Com có mở không begin Comport.Close; // Nếu mở thì ta đóng cổng lại và hiển thị ‘ Close’ ButtonOpen.Caption:='Close'; end else begin Comport.Open; ButtonOpen.Caption:='Open'; end; end; // Đặt các tham số cho cổng Com procedure TForm1.ButtonSettingsClick(Sender: TObject); begin Comport.ShowSetupDialog; Comport.Open; end; // Gửi dữ liệu ra cổng Com procedure TForm1.ButtonSendClick(Sender: TObject); var i: byte; s: string; begin if edit1.Text='' then exit; s:=chr(strtoint(edit1.Text)); // s:=edit1.text; for i:=1 to length(s) do comport.WriteStr(s[i]); //Nhận dữ liệu từ Edit1 ghi ra cổng Com end; // Nhận dữ liệu từ cổng com xuất ra Memo1 procedure TForm1.ComportRxChar(Sender: TObject; Count: Integer); var str:string; begin Xưởng điện tử Bài 6: Lập trình Thực tập công nhân Trang 33 comport.ReadStr(str,count); //Memo1.Text := Memo1.Text + str; Memo1.Text := inttostr(ord(str[1])); end; // Xóa vùng Memo1 procedure TForm1.ButtonClearClick(Sender: TObject); begin Memo1.Lines.Clear; end; procedure TForm1.Memo1Change(Sender: TObject); begin end; end. Khi chạy chương trình ta được. III. PHẦN THỰC TẬP CỤ THỂ • Viết chương trình xuất nhập dữ liệu. - Giới thiệu về tổ thực tập - Thiết lập cổng com - Đóng, mở cổng - Gửi dữ liệu ra cổng COM - Nhận dữ liệu từ cổng COM và hiển thị *. Yêu cầu sinh viên thao tác nhanh, trang trí đẹp.