Thiết kế cài đặt một web server đơn giản trên một board vi xử lý (microcontroller)

Vấn đề nghiên cứuvấn đề, tính cấp thiết Thiết kế cài đặt một Web Server đơn giản trên một board vi xử lýmicrocontroller là mạch stm32f4-Discovery 2.Mục đích nghiên cứu/mục tiêu nghiên c

UỶ BAN NHÂN DÂN THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SÀI GÒN

BÁO CÁO TỔNG KẾT

ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC SINH VIÊN

THIẾT KẾ CÀI ĐẶT MỘT WEB SERVER ĐƠN GIẢN TRÊN MỘT BOARD VI XỬ LÝ(MICROCONTROLLER)

Mã số đề tài : SV2015-27

Thuộc nhóm ngành khoa học : ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG

Chủ nhiệm đề tài: TRẦN VĂN CHÂU

Thành viên tham gia:

1 NGUYỄN TUẤN ANH

Giáo viên hướng dẫn :ThS BÙI CÔNG GIAO

ỦY BAN NHÂN DÂN THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SÀI GÒN

BÁO CÁO TỔNG KẾT

ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC SINH VIÊN

THIẾT KẾ CÀI ĐẶT MỘT WEB SERVER ĐƠN GIẢN

TRÊN MỘT BOARD VI XỬ LÝ (MICROCONTROLLER)

BẢNG TÓM TẮT THIẾT KẾ CÀI ĐẶT MỘT WEB SERVER ĐƠN GIẢN TRÊN MỘT BOARD VI XỬ LÝ(MICROCONTROLLER)

ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC SINH VIÊN

Mã số : SV2015-27

1 Vấn đề nghiên cứu(vấn đề, tính cấp thiết)

Thiết kế cài đặt một Web Server đơn giản trên một board vi xử lý(microcontroller)

là mạch stm32f4-Discovery

2.Mục đích nghiên cứu/mục tiêu nghiên cứu

Web Server này được dùng để cài đặt các thông số cho các chương trình ứng dụng trên Board sau này

3.Nhiệm vụ/nội dung nghiên cứu/câu hỏi nghiên cứu

- Nghiên cứu mạch stm32f4-Discovery

- Nghiên cứu giao thức HTTP , ngôn ngữ HTML, ngôn ngữ JavaScript , trình biên dịch Keil C ,

4 Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu qua sách,mạng,giáo trình về các giao thức ngôn ngữ lập trình,viết các chương trình con để hiểu được các cấu trúc câu lệnh nhằm phục vụ cho việc thiết kế chương trình Web Server nhúng vào mạch stm32f4-Discovery

5 Kết quả nghiên cứu (ý nghĩa của các kết quả) và các sản phẩm (Bài báo khoa học,

phần mềm máy tính, quy trình công nghệ, mẫu, sáng chế, …)(nếu có)

Thiết lập được một Web Server đơn giản để cài đặt trên board vi xử lý

Web server này sẽ dùng để cài đặt các thông số cho các chương trình ứng dụng trên board stm32f4 như : Vòng lặp kiểm soát , hệ thống ngắt điều khiển

MỤC LỤC

DANH MỤC BẢNG BIỂU

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT

MỞ ĐẦU

1.Lý do chọn đề tài 1

2.Nội dung và bố cục đề tài 2

3.Kết luận 3

CHƯƠNG I : NGHIÊN CỨU MẠCH PHÁT TRIỂN STM32F4-DISCOVERY 4

1)Lịch sử phát triển của kit stm32f4 4

2)Đặc điểm 5

3)Tính năng của kit stm32f4 discovery 5

4)Ứng dụng 11

CHƯƠNG II : NGHIÊN CỨU NGÔN NGỮ HTML 14

1)Định nghĩa 14

2)Cấu trúc cơ bản 15

3)Các thẻ cơ bản trong HTML 15

4)Các phần tử của HTML 18

5)Ưu điểm,nhược điểm của HTML 19

6) Ứng dụng 20

CHƯƠNG III : NGHIÊN CỨU JAVASCRIPT 21

1)Định nghĩa 21

2)Vị trí Javascript trong HTML 21

3)Các lệnh trong Javascript 22

5)Các công cụ phát triển Javascript 27

6)Ưu điểm,nhược điểm của việc sử dụng Javascript 28

7)Ứng dụng của Javascript 29

CHƯƠNG IV : NGHIÊN CỨU CƠ CHẾ LẬP TRÌNH WEB TRONG BỘ CÔNG CỤ KEIL C 30

1)Khái niệm 30

2)Các toán tử trong keil C 30

3)Cấu trúc lệnh cơ bản trong keil C 31

4)Cấu trúc cơ bản của một trình biên dịch cho vi điều khiển 34

CHƯƠNG V : NGHIÊN CỨU CÔNG CỤ LẬP TRÌNH KEIL C 38

1)Khái niệm 38

2)Các biến trong keil C 38

3)Cách khai báo và sử dụng 38

4)Các hàm sử dụng trong Keil C 39

CHƯƠNG VI : NGHIÊN CỨU GIAO THỨC HTTP 41

1)Định nghĩa 41

2)Mô hình HTTP 42

3)Các đặc trưng cơ bản 44

4)Cấu trúc cơ bản 44

5)Ưu điểm,nhược điểm của HTTP 46

6)Ứng dụng 47

CHƯƠNG VII : VIẾT CHƯƠNG TRÌNH WEB SERVER NHÚNG TRONG MẠCH PHÁT TRIỂN STM32F4-DISCOVERY 48

CHƯƠNG VIII : KẾT LUẬN-KIẾN NGHỊ 91

1) Kết luận 91

2) Kiến nghị 91

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 1 : Các chân giao tiếp thiết bị của mạch STM32F4-DISCOVERY 6

Bảng 2 : Các thẻ dùng trong HTML 18

Bảng 3 : Các ký tự đại diện của các lệnh trong các file script 26

Bảng 4 : Các toán tử sử dụng trong Keil C 30

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT

API Application Programming Interface

HTTP Hypertext Transfer Protocol

GPRS General Packet Radio Service

HTML5 Hypertext Mark-up Language version 5

MSIL Microsoft Intermediate Language

PSTN Public Switch Telephone Network

URI Uniform Resource Identifier

TCP/IP Transmission Control Protocol / Internet Protocol

Từ viết tắt Cụm từ đầy đủ

ADSL Asymmetric Digital Subscriber Line

GPRS General Packet Radio Service

THÔNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU

Đề tài : “THIẾT KẾ CÀI ĐẶT MỘT WEB SERVER ĐƠN GIẢN

TRÊN MỘT BOARD VI XỬ LÝ(MICROCONTROLLER)”

Mã số : SV2015-27

Qua thời gian nghiên cứu với sự nỗ lực cố gắng của bản thân và sự hướng dẫn

nhiệt tình, tận tâm của Thầy Bùi Công Giao, báo cáo đề tài đã được hoàn thành đúng

thời gian như đã định và đã đạt được yêu cầu đặt ra là thiết kế được một Web server đơn giản trên một board vi xử lý stm32f4 Từ quá trình thực hiện đề tài, chúng em đã thu được những kết quả nhất định khi dùng Web Server này để setup các thông số cho các chương trình ứng dụng trên board như :

- Các hệ thống không thể ngừng để sửa chữa một cách an toàn, ví dụ như ở các hệ thống không gian, hệ thống dây cáp dưới đáy biển, các đèn hiệu dẫn đường,

- Các hệ thống phải được chạy liên tục vì tính an toàn, ví dụ như các thiết bị dẫn đường máy bay, thiết bị kiểm soát độ an toàn trong các nhà máy hóa chất,

- Các hệ thống không thể ngừng hoạt động sẽ gây tổn thất rất nhiều tiền của ví dụ như các dịch vụ buôn bán tự động, hệ thống chuyển tiền, hệ thống kiểm soát trong các nhà máy

- Hệ thống có thể điều khiển được thiết bị điện từ xa , người dùng có thể dùng máy tính đăng nhập vào Webserver và thực thi điều khiển thiết bị ngay trên giao điện Web

- Các hệ thống có tính năng cảnh báo khi nhiệt độ cao :

+ Khối cảm biến đo nhiệt độ DS18B20 được kết nối tới vi điều khiển cho biết nhiệt độ phòng

+ Có chức năng báo động và gửi tín nhăn tới người dùng khi nhiệt độ tăng cao quá giới hạn cho phép

Chúng em hy vọng với những kết quả nêu trên cùng với những ý tưởng, góp ý khác của các thầy cô giáo , các bạn đọc sẽ phát triển hơn nữa đề tài này , khắc phục những hạn chế , tồn tại của đề tài , làm cho đề tài trở nên phong phú hơn , mang tính ứng dụng cao hơn vào trong thực tế cuộc sống , phục vụ cho những lợi ích của con người trong tương lai

MỞ ĐẦU

1 / Lý do chọn đề tài :

Trong giai đoạn Việt Nam đang hội nhập vào ASEAN , tất cả các lĩnh vực văn hóa , xã hội , thông tin liên lạc , sản xuất đều cần cải tiến thật tốt để chúng ta được sánh ngang với các nước bạn ,nên đòi hỏicác hệ thống được dùng để vận hành nền kinh tế phải đem lại cho nhà sản xuất ngày càng tối đa hóa lợi nhuận , tối thiểu hóa chi phí , tạo nên tiện ích lớn nhất cho người sử dụng , trong đó có web server nhúng được thiết kế để thực hiện một số nhiệm vụ chuyên dụng chứ không phải đóng vai trò là các hệ thống máy tính đa chức năng

Chúng ta đã từng biết đến các web server trên các máy tính server lớn, bởi vì nó tương đối quen thuộc trong kỷ nguyên web hiện nay Tuy nhiên,việc thực hiện một web server ngay trên hệ thống nhúng chỉ mới phát triển gần đây Bởi vì việc thực hiện một server vốn chỉ có thể cài đặt trên các máy tính trước đây lên một hệ thống nhúng không

hề đơn giản, nhất là hệ thống vi điều khiển

Cùng với sự phát triển của các hệ thống nhúng, vi xử lý Các ứng dụng trên internet cũng đã dần dần được tích hợp vào các hệ thống nhúng, hay ngay cả các hệ vi xử

lý Và một webserver nhúng điển hình nhất chúng ta hay gặp đó là các router kết nối ADSL gần như đã có mặt trong mỗi nhà

Đó là một thiết bị bé bằng bàn tay (hoặc nhỏ hơn) có khả năng kết nối với internet

và đưa tất cả mọi thứ mình muốn lên mạng internet, và từ đó cho phép chúng ta kiểm soát, điều khiển , đo đạc, quản lý từ bất cứ đâu, từ bất cứ thiết bị nào, miễn là có một kết nối internet, nó mở ra cho chúng ta một khái niệm mới về điều khiển, về quản lý và

kể cả về cuộc sống,

Quay trở lại với web server nhúng, đó là một thiết bị dựa trên hệ thống nhúng, hay

hệ vi xử lý mà có thể giao tiếp được với internet ở cấp độ vật lý (kết nối với đường dây mạng hay wifi hay GPRS hay 3G ) và đồng thời phải hỗ trợ được các giao thức mạng (internet protocol hay TCP/IP Protocol) cho phép chúng ta truy cập web, gởi mail,

Sự phát triển mạnh mẽ của mạng toàn cầu đã mang đến cho những nhà thiết kế hệ nhúng một lựa chọn mới là sử dụng một giao diện web thông qua việc kết nối mạng Điều

này có thể giúp tránh được chi phí cho những màn hình phức tạp nhưng đồng thời vẫn cung cấp khả năng hiển thị và nhập liệu phức tạp khi cần đến, thông qua một máy tính khác Điều này là hết sức hữu dụng đối với các thiết bị điều khiển từ xa, cài đặt vĩnh viễn

Các hệ thống nhúng thường nằm trong các cỗ máy được kỳ vọng là sẽ chạy hàng năm trời liên tục mà không bị lỗi hoặc có thể khôi phục hệ thống khi gặp lỗi Vì thế, các phần mềm hệ thống nhúng được phát triển và kiểm thử một cách cẩn thận hơn là phần mềm cho máy tính cá nhân Một số vấn đề cụ thể về độ tin cậy như:

Hệ thống không thể ngừng để sửa chữa một cách an toàn, ví dụ như ở các hệ thống không gian, hệ thống dây cáp dưới đáy biển, các đèn hiệu dẫn đường,… Giải pháp đưa ra là chuyển sang sử dụng các hệ thống con dự trữ hoặc các phần mềm cung cấp một phần chức năng

Hệ thống phải được chạy liên tục vì tính an toàn, ví dụ như các thiết bị dẫn đường máy bay, thiết bị kiểm soát độ an toàn trong các nhà máy hóa chất,… Giải pháp đưa ra là lựa chọn backup hệ thống

Nếu hệ thống ngừng hoạt động sẽ gây tổn thất rất nhiều tiền của ví dụ như các dịch vụ buôn bán tự động, hệ thống chuyển tiền, hệ thống kiểm soát trong các nhà máy

Chính vì vậy , để đầy nhanh tốc độ công nghiệp hóa , hiện đại hóa chúng ta cần phải thiết kế được một chương trình Web Server nhúng vào board phát triển stm32f4-discovery Web Server này sẽ dùng để setup các thông số cho các chương trình ứng dụng trên board như :

Vòng lặp kiểm soát đơn giản

Hệ thống ngắt điều khiển :

Đa nhiệm tương tác

Vì những phức tạp nói trên nên một giải pháp thường được đưa ra đó là sử dụng một hệ điều hành thời gian thực Lúc đó, các nhà lập trình có thể tập trung vào việc phát triển các chức năng của thiết bị chứ không cần quan tâm đến các dịch vụ của hệ điều hành nữa

2 / Nội dung và bố cục đề tài :

Nội dung đề tài được tổ chúc thành các phần chính nhự sau :

Phần mở đầu: Trình bày lý do và mục tiêu nghiên cứu thiết kế chương trìnhWeb

server đơn giản nhúng vào board phát triển stm32f4 - discovery

- Chương 1: Nghiên cứu mạch phát triển stm32f4-discovery

- Chương 2: Nghiên cứu ngôn ngữ HTML

Chương 3: Nghiên cứu Javascript

- Chương 4: Nghiên cứu cơ chế lập trình web trong bộ công cụ Keil C

- Chương 5: Nghiên cứu công cụ lập trình Keil C

- Chương 6: Nghiên cứu giao thức HTTP

- Chương 7: Viết chương trình Web Server nhúng trong mạch phát

triển stm32f4-discovery Chương 8: Kết luận + Kiến nghị

3/ Kết luận :

Nghiên cứu thiết kế chương trình Web Server nhúng trong mạch phát triển stm32f4 – discovery có ý nghĩa rất quan trọng trong việc dùng Web Server này để setup các thông số cho các chương trình ứng dụngtrên borad sau này , giúp nâng cao hiệu quả kinh tế Hơn nữa hoàn toàn có thể ứng dụng cho các hệ thống cần vận hành liên tục trong quá trình hoạt động

Chương I : NGHIÊN CỨU MẠCH PHÁT TRIỂN STM32F4-DISCOVERY

1 / Lịch sử phát triển của kit stm32f4

Từ những ứng dụng đầu tiên vào những năm 1960, các hệ thống nhúng đã giảm giá và phát triển mạnh mẽ về khả năng xử lý Bộ vi xử lý đầu tiên hướng đến người tiêu dùng là Intel 4004, được phát minh phục vụ máy tính điện tử và những hệ thống nhỏ khác

Tuy nhiên nó vẫn cần các chip nhớ ngoài và những hỗ trợ khác Vào những năm cuối 1970, những bộ xử lý 8 bit đã được sản xuất,nhưng nhìn chung chúng vẫn cần đến những chip nhớ bên ngoài

Vào giữa thập niên 80, kỹ thuật mạch tích hợp đã đạt trình độ cao dẫn đến nhiều thành phần có thể đưa vào một chip xử lý Các bộ vi xử lý được gọi là các vi điều khiển

và được chấp nhận rộng rãi Với giá cả thấp, các vi điều khiển đã trở nên rất hấp dẫn để xây dựng các hệ thống chuyên dụng Đã có một sự bùng nổ về số lượng các hệ thống nhúng trong tất cả các lĩnh vực thị trường và số các nhà đầu tư sản xuất theo hướng này

Ví dụ, rất nhiều chip xử lý đặc biệt xuất hiện với nhiều giao diện lập trình hơn là kiểu song song truyền thống để kết nối các vi xử lý Vào cuối những năm 80, các hệ thống nhúng đã trở nên phổ biến trong hầu hết các thiết bị điện tử và khuynh hướng này

vẫn còn tiếp tục cho đến nay trong đó có kit stm32f4 discovery là khái niệm hệ thống

nhúng được nhiều người chấp nhận nhất , là hệ thống thực hiện một số chức năng đặc biệt

2 / Đặc điểm:

Hệ thống nhúng kit stm32f4 discovery thường có một số đặc điểm chung như sau:

• Các hệ thống nhúng được thiết kế để thực hiện một số nhiệm vụ chuyên dụng chứ không phải đóng vai trò là các hệ thống máy tính đa chức năng Một số hệ thống đòi hỏi ràng buộc về tính hoạt động thời gian thực để đảm bảo độ an toàn và tính ứng dụng; một số hệ thống không đòi hỏi hoặc ràng buộc chặt chẽ, cho phép đơn giản hóa hệ thống phần cứng để giảm thiểu chi phí sản xuất

• Một hệ thống nhúng thường không phải là một khối riêng biệt mà là một hệ thống phức tạp nằm trong thiết bị mà nó điều khiển

• Phần mềm được viết cho các hệ thống nhúng được gọi là firmware và được lưu trữ trong các chip bộ nhớ ROM hoặc bộ nhớ flash chứ không phải là trong một ổ đĩa

• Phần mềm thường chạy với số tài nguyên phần cứng hạn chế: không có bàn phím, màn hình hoặc có nhưng với kích thước nhỏ, dung lượng bộ nhớ thấp

3/ Tính năng kit stm32f4 discovery

STM32F4-DISCOVERY giúp khám phá các tính năng của chip ARM nhằm phát triển các ứng dụng một cách dễ dàng Nó bao gồm tất cả tính năng cần thiết cho người mới bắt đầu cũng như người dùng có kinh nghiệm tiếp cận chip ARM một cách nhanh chóng

 Vi điều khiển STM32F407VGT6 với 1 MB bộ nhớ Flash, 192 KB bộ nhớ ST-LINK / V2 được sử dụng cho việc nạp và debug

 Nguồn : được cung cấp thông qua cổng USB hoặc từ một nguồn cung cấp điện áp 5V bên ngoài

 Nguồn cung cấp ra bên ngoài: 3V và 5V

 LIS302DL hoặc LIS3DSH, cảm biến chuyển động ST MEMS, 3 trục đầu ra kỹ thuật số gia tốc

 MP45DT02, ST MEMS cảm biến âm thanh, microphone kỹ thuật số đa hướng

 CS43L22, DAC âm thanh với lớp tích hợp trình điều khiển loa D

 LD1 (màu đỏ / màu xanh lá cây) để giao tiếp USB

 LD2 (màu đỏ) cho điện 3.3V

 Bốn đèn LED dành cho người dùng sử dụng, LD3 (màu cam), LD4 (màu xanh), LD5 (màu đỏ) và LD6 (màu xanh)

 2 USB OTG LED LD7 (màu xanh) và VBus LD8 (màu đỏ) quá dòng

 Hai nút bấm (USER và RESET)

 USB OTG với kết nối micro-AB

Các chân I/O mở rộng để kết nối nhanh nhằm mục đích tạo các bảng mạch mẫu và

dễ dàng tìm kiếm

Board mạch stm32F4-DISCOVERY

4 / Ứng dụng :

Một số loại kiến trúc phần mềm thông dụng trong các hệ thống nhúng như :

KIT STM32F4 DISCOVERY Vòng lặp kiểm soát đơn giản

Theo thiết kế này, phần mềm được tổ chức thành một vòng lặp đơn giản Vòng lặp gọi đến các chương trình con, mỗi chương trình con quản lý một phần của hệ thống phần cứng hoặc phần mềm

KIT STM32F4 DISCOVERY Hệ thống ngắt điều khiển

Các hệ thống nhúng thường được điểu khiển bằng các ngắt Có nghĩa là các tác vụ của hệ thống nhúng được kích hoạt bởi các loại sự kiện khác nhau

Ví dụ : một ngắt có thể được sinh ra bởi một bộ định thời sau một chu kỳ được định nghĩa trước, hoặc bởi sự kiện khi cổng nối tiếp nhận được một byte nào đó

Loại kiến trúc này thường được sử dụng trong các hệ thống có bộ quản lý sự kiện đơn giản, ngắn gọn Hệ thống này thường thực hiện một tác vụ đơn giản trong một vòng lặp chính Đôi khi, các tác vụ phức tạp hơn sẽ được thêm vào một cấu trúc hàng đợi trong

bộ quản lý ngắt để được vòng lặp xử lý sau đó Lúc này, hệ thống gần giống với kiểu nhân đa nhiệm với các tiến trình rời rạc

KIT STM32F4 DISCOVERY Đa nhiệm tương tác

Một hệ thống đa nhiệm không ưu tiên cũng gần giống với kỹ thuật vòng lặp kiểm soát đơn giản ngoại trừ việc vòng lặp này được ẩn giấu thông qua một giao diện lập trình API Các nhà lập trình định nghĩa một loạt các nhiệm vụ, mỗi nhiệm vụ chạy trong một môi trường riêng của nó Khi không cần thực hiện nhiệm vụ đó thì nó gọi đến các tiến trình con tạm nghỉ (bằng cách gọi "pause", "wait",

Ưu điểm và nhược điểm của loại kiến trúc này cũng giống với kiểu vòng lặp kiểm soát đơn giản Tuy nhiên, việc thêm một phần mềm mới được thực hiện dễ dàng hơn bằng cách lập trình một tác vụ mới hoặc thêm vào hàng đợi thông dịch (queue-interpreter)

a Đa nhiệm ưu tiên

Ở loại kiến trúc này, hệ thống thường có một đoạn mã ở mức thấp thực hiện việc

chuyển đổi giữa các tác vụ khác nhau thông qua một bộ định thời Đoạn mã này thường nằm ở mức mà hệ thống được coi là có một hệ điều hành và vì thế cũng gặp phải tất cả những phức tạp trong việc quản lý đa nhiệm

Bất kỳ tác vụ nào có thể phá hủy dữ liệu của một tác vụ khác đều cần phải được tách biệt một cách chính xác Việc truy cập tới các dữ liệu chia sẻ có thể được quản lý bằng một số kỹ thuật đồng bộ hóa như hàng đợi thông điệp (message queues), semaphores … Vì những phức tạp nói trên nên một giải pháp thường được đưa ra đó là

sử dụng một hệ điều hành thời gian thực nhà lập trình có thể tập trung vào việc phát triển các chức năng của thiết bị chứ không cần quan tâm đến các dịch vụ của hệ điều hành nữa

b Vi nhân (Microkernel) và nhân ngoại (Exokernel)

Khái niệm vi nhân (microkernel) là một bước tiếp cận gần hơn tới khái niệm hệ điều hành thời gian thực Lúc này, nhân hệ điều hành thực hiện việc cấp phát bộ nhớ và chuyển CPU cho các luồng thực thi Còn các tiến trình người dùng sử dụng các chức năng chính như hệ thống file, giao diện mạng lưới,… Nói chung,kiến trúc này thường được áp dụng trong các hệ thống mà việc chuyển đổi và giao tiếp giữa các tác vụ là nhanh

Còn nhân ngoại (exokernel) tiến hành giao tiếp hiệu quả bằng cách sử dụng các lời gọi chương trình con thông thường Phần cứng và toàn bộ phần mềm trong hệ thống luôn đáp ứng và có thể được mở rộng bởi các ứng dụng

c Nhân khối (monolithic kernels)

Trong kiến trúc này, một nhân đầy đủ với các khả năng phức tạp được chuyển đổi để phù hợp với môi trường nhúng Điều này giúp các nhà lập trình có được một môi trường giống với hệ điều hành trong các máy để bàn như Linux hay Microsoft Windows và vì thế rất thuận lợi cho việc phát triển Tuy nhiên, nó lại đòi hỏi đáng kể các tài nguyên phần cứng làm tăng chi phí của hệ thống Một số loại nhân khối thông dụng là Embedded Linux và Windows CE

Mặc dù chi phí phần cứng tăng lên nhưng loại hệ thống nhúng này đang tăng trưởng rất mạnh, đặc biệt là trong các thiết bị nhúng mạnh như Wireless routerhoặc hệ thống định vị GPS

Lý do của điều này là:

• Hệ thống này có cổng để kết nối đến các chip nhúng thông dụng

• Hệ thống cho phép sử dụng lại các đoạn mã sẵn có phổ biến như các trìnhđiều khiển thiết bị, Web Servers, Firewalls, …

• Việc phát triển hệ thống có thể được tiến hành với một tập nhiều loại đặc tính, chức năng còn sau đó lúc phân phối sản phẩm, hệ thống có thể được cấuhình để loại

bỏ một số chức năng không cần thiết Điều này giúp tiết kiệm đượcnhững vùng nhớ mà các chức năng đó chiếm giữ

• Hệ thống có chế độ người dùng để dễ dàng chạy các ứng dụng và gỡ rối Nhờ đó, qui trình phát triển được thực hiện dễ dàng hơn và việc lập trình có tínhlinh động hơn

• Có nhiều hệ thống nhúng thiếu các yêu cầu chặt chẽ về tính thời gian thựccủa hệ thống quản lý

CHƯƠNG II : NGHIÊN CỨU NGÔN NGỮ HTML :

1/Định nghĩa :

HTML(HyperText Markup Language) là một ngôn ngữ dùng để thiết kế (soạn)

các trang Web Cũng như các ngôn ngữ khác HTML có 02 thành phần chính là các ký hiệu (Thẻ – Tag(Element)) và cách vận dụng các thẻ này để tạo thành các thành phần của trang Web hoặc cả trang Web (cú pháp)

- Dữ liệu của trang web (văn bản , âm thanh , hình ảnh )

- Các thẻ (tag) HTML dùng để định dạng mô tả cách thức các dữ liệu trên để hiển thị trên trình duyệt

Dùng HTML động hoặc Ajax, có thể được tạo ra và xử lý bởi số lượng lớn các công cụ, từ một chương trình soạn thảo văn bản đơn giản, bạn có thể gõ vào ngay từ những dòng đầu tiên, cho đến những công cụ xuất bản WYSIWYG phức tạp

HTML nói chung tồn tại như là các tập tin văn bản chứa trên các máy tính nối vào mạng Internet Các file này có chứa thẻ đánh dấu, nghĩa là, các chỉ thị cho chương trình

về cách hiển thị hay xử lý văn bản ở dạng văn bản thuần túy Các file này thường được truyền đi trên mạng internet thông qua giao thức mạng HTTP, và sau đó thì phần HTML của chúng sẽ được hiển thị thông qua một trình duyệt web, một loại phần mềm trực quan đảm nhiệm công việc đọc văn bản của trang cho người sử dụng), phần mềm đọc email , hay một thiết bị không dây như một chiếc điện thoại di động

Ðể viết HTML cho trang Web, ta sẽ start chương trình NotePad của Microsoft có

đi kèm theo với Windows Ðó là một ASCII Editor Viết xong, y save nó vào một folder

nào đó dễ nhớ Tên của file này bắt buộc phải có tận cùng là htm hoặc html Ví dụ: file.htm , sau đó hãy open file đó bằng một Browser

2 Cấu trúc cơ bản:

Một document HTML luôn bắt đầu bằng <html> và kết thúc bằng </html> (trong

đó ta có thể viết nhỏ hoặc viết hoa <html> và </html>) Nhờ có cặp TAG này mà Browser biắt được đó là HTML – document để trình duyệt Những chữ đó chỉ để dành riêng cho Browser, người đọc chỉ nhận được những gì viết giữa cặp TAG <body> và

</body>

Trong một HTML Document, ngoài phần body còn có phần head, được viết bởi cặp tag <head></head> Nếu ta sử dụng cặp tag này, bắt buộc phải viết thêm một cặp tag nữa, đó là <title></title> Giữa <title> và </title> là tên của trang web được browser trình bày phía trên cùng của menubar

- <html> .</html> : Định nghĩa phạm vi của văn bản

- <head> .</head> : Định nghĩa các mô tả về trang

- <tile> .</ tile > : Mô tả tiêu đề trang web

- <body> .</body> : Xác định vùng thân của trang web nơi chứa các thông tin

3 Các thẻ cơ bản trong HTML:

Một tài liệu HTML được tạo nên từ các cặp thẻ html

 Thẻ HTML được bắt đầu bằng dấu < (dấu nhỏ hơn) và kết thúc bằng dấu > (dấu lớn hơn)

 Nội dung nằm giữa dấu <> là tên thẻ Ví dụ <b>, đọc là thẻ b

 Cặp thẻ HTML được tạo nên từ thẻ mở và thẻ đóng

 Các tag đầu tiên trong một cặp là thẻ bắt đầu, các thẻ thứ hai là thẻ kết thúc

 Thẻ Bắt đầu và thẻ kết thúc còn được gọi là thẻ mở và thẻ đóng

 Thẻ đóng kết thúc bằng dấu / (</tenthe>)

 Nội dung của thẻ sẽ được nằm giữa thẻ đóng và thẻ mở

 Một số thẻ chỉ có thẻ mở mà không có thẻ đóng (như các thẻ <img>, <br />, <hr />)

Đoạn văn bản trong tài liệu HTML được định nghĩa bằng thẻ <p>

3.3 Liên kết (HTML Links):

 Một trang website bao gồm rất nhiều trang web (web page), các web page liên kết lại với nhau để tạo lên website

 Liên kết trong HTML được định nghĩa bằng cặp thẻ <a>

Các thuộc tính (Attribute) của thẻ <a>

 href: quy định địa chỉ (url) mà liên kết trỏ tới

 target: (đích) thuộc tính này sẽ quy định liên kết sẽ được mở ra ở đâu: _self (trang hiện

tại), _blank (cửa sổ mới),

3.4 HTML Line Breaks <br/>:

Sử dụng <br /> để xuống dòng trong một đoạn văn bản

Tuy nhiên chúng ta không nên sử dụng thẻ <br /> trong tài liệu HTML (khuyến cáo)

- src=”images.jpg”: Chỉ ra đường dẫn tập tin hình ảnh (có thể là đường dẫn tuyệt

đối hoặc tương đối, vấn đề này mình sẽ giải thích ở một topic khác)

- alt=”Mô tả ”: Nội dung sẽ được hiển thị khi đường dẫn tới tập tin hình ảnh

không tồn tại

- title=”Tiêu đề”: Nội dung hiển thị khi đưa trỏ chuột lên hình

- width, height: Độ rộng và độ cao của file hình được tính bằng px, nếu không có

thuộc tính width, height thì mặc định sẽ lấy kích thước gốc của file hình

3.7 Các thẻ định dạng khối văn bản :

- <i> </i> , <em> </ em> : In chữ nghiêng

- <u> </u> : In chữ gạch chân

3.8 / Các thẻ âm thanh

- <bgsound> : Không có tag đóng , có các thuộc tính sau :

- Src : Đường dẫn đến file âm thanh

- <menu> : Danh sách thực đơn

- <dir> : Danh sách phân cấp

4 /Các phần tử của HTML:

Một phần tử HTML được xác định bằng một thẻ bắt đầu Nếu phần tử này bao hàm nội dung khác, nó kết thúc với một thẻ đóng, tại nơi này tên của phần tử được đứng trước bởi dấu gạch chéo

Bảng 2 : Các thẻ dùng trong HTML

Thẻ bắt đầu Nội dung Thẻ kết thúc

<p> Nội dung đoạn văn </p>

<h1> Nội dung tiêu đề </h1>

<div> Nội dung khu vực </div>

Như vậy ở đây <p> </p> là một phần tử HTML, <h1> </h1> là một phần tử HTML khác Bên cạnh đó còn có các phần tử HTML khác mà không cần đóng, như các phần tử <img />, <hr /> và <br /> Nó được biết đến như là các phần tử trống

Các tài liệu HTML bao gồm một cây của các phần tử này và nó xác định cách tài liệu HTML được xây dựng, và loại nội dung nên được đặt trong một phần của tài liệu HTML

Thẻ và phần tử HTML

Một yếu tố HTML được xác định bằng một thẻ bắt đầu Nếu phần tử này bao hàm nội dung khác, nó kết thúc với một thẻ đóng

Ví dụ, thẻ <p> là thẻ bắt đầu của đoạn văn và thẻ </p> là thẻ đóng của đoạn văn

đó, nhưng <p>Đây là một đoạn văn</p> là một phần tử đoạn văn

Các phần tử HTML được l ồng vào nhau

Nó cho phép một phần tử HTML giữ trong một phần tử khác

5 / Ưu , nhược điểm của HTML :

a / Ưu điểm :

HTML5 giúp website thể hiện được khá nhiều khả năng tương tác, hỗ trợ các hiệu ứng động tốt hơn, một điều mà trước kia chỉ có thể thấy trên các web dạng như Flash thông qua thẻ và một số thẻ khác

- Với sự hỗ trợ của thẻ, bạn có thể phát triển một số trò chơi trong HTML5 HTML5 cũng hỗ trợ rất nhiều cho các ứng dụng game phát triển trên các hệ điện thoại di động, chúng hỗ trợ tốt và rất thân thiện với môi trường điện thoại di động

- Ngày nay xu hướng sử dụng di động để lướt web, nghe nhạc, xem phim trên internet đang trở nên cực kỳ phổ biến, số lượng người sử dụng và truy cập qua các thiết

bị di động tăng một cách chóng mặt, chính vì vậy mà xu hướng thiết kế ứng dụng mobile và viết các ứng dụng thích hợp với các thiết bị di động đang trở thành một xu hướng tất yếu HTML5 là công cụ tiên tiến nhất, nó đã được phát triển để có thể sẵn sàng cho các trang web di động và các ứng dụng trên thiết bị di động

- HTML5 được định hướng là tương lai của công nghệ web

b / Nhược điểm :

- Email HTML có rất nhiều yếu tố làm giảm tỉ lệ inbox của mail , link xấu, văn

bản in đậm quá nhiềumàu sắc, font chữ, hình ảnh nên việc tải chúng sẽ rất lâu , Nếu quá mất thời gian thì chắc chắn người ta sẽ xóa thư đi mà không hề đọc chúng Đồng thời, các thư HTML hơi quá hào nhoáng và thiếu riêng tư – như vậy sẽ giống như một thư quảng cáo hơn là một bức thư gửi từ bạn bè

- Đầu tư nguồn lực nhiều: email HTML đòi hỏi phải có ít nhất những yếu tố cơ bản về thiết kế Chuẩn bị các hình ảnh, cấu trúc Email, các liên kết trong Email không hề nhanh và đơn giản chút nào

6 / Ứng dụng :

- HTML5 là một ngôn ngữ được thiết kế để thiết lập nội dung web Nó nhằm làm cho việc thiết kế và phát triển web dễ dàng hơn bằng cách tạo một giao diện ngôn ngữ đánh dấu chuẩn hóa và trực quan

- HTML5 cung cấp các phương tiện phân tích và phân định các trang và cho phép tạo các thành phần rời rạc không chỉ được thiết kế để cấu tạo trang web một cách hợp lý mà còn được tạo ra để cung cấp cho trang web các khả năng thông tin

- HTML5 có thể được gọi là "cách tiếp cận thông tin thông qua thiết kế" do nó kết hợp yếu tố cơ bản về lập bản đồ thông tin, phân chia và ghi nhãn thông tin giúp dễ dàng

sử dụng và hiểu thông tin Đây là nền tảng của tiện ích ngữ nghĩa và thẩm mỹ gây ấn tượng sâu sắc của HTML5

- HTML5 cung cấp khả năng xuất bản tất cả mọi thứ trên thế giới từ nội dung văn bản đơn giản đến đa phương tiện phong phú, tương tác cho các nhà thiết kế và các nhà phát triển ở mọi trình độ

CHƯƠNG III : NGHIÊN CỨU JAVASCRIPT

1 /Định nghĩa :

Javascript là một ngôn ngữ chương trình thông dịch, nhẹ Nó được thiết kế để tạo các ứng dụng mạng trung tâm Nó là nhẹ và được sử dụng phổ biến nhất như là một phần của các trang web, mà sự thi hành của chúng cho phép Client-Side script tương tác với người sử dụng và tạo các trang web động Nó là một ngôn ngữ chương trình thông dịch với các khả năng hướng đối tượng , được thiết kế để tạo các ứng dụng mạng trung tâm

JavaScript ra đời dựa trên một nhu cầu hợp lý là giảm tải cho các server Thay vì tất cả các các thông tin dữ liệu phải được trao đổi trực tiếp giữa trình duyệt và web server thì nó được JavaScript tiền xử lý ngay trên trình duyệt trước khi gởi đến các web server JavaScript đã làm giảm lưu lượng truy cập giữa server và client

JavaScript có thể xử lý các mã HTML JavaScript nó được đính kèm và thực thi trong các tài liệu HTML Hầu hết các đối tượng JavaScript đều liên quan đến các thẻ HTML (HTML tags) JavaScript dựa vào HTML để giúp các ứng dụng web hoạt động JavaScript phụ thuộc môi trường hoạt động JavaScript là một ngôn ngữ kịch bản, một chương trình chạy trực tiếp trên trình duyệt web

JavaScript được tích hợp vào trong tập tin HTML nó có khả năng sử dụng các CGI (chuẩn kết nối chương trình ứng dụng với web server) xử lý các thông tin và biểu mẫu giúp trang web thêm sinh động

JavaScript có thể được sử dụng để nắm bắt các sự kiện được khởi tạo từ người sử dụng như nhấp chuột, điều hướng link và các hoạt động khác mà người dùng khởi tạo

2/Vị trí Javascrip trong HTML:

- Sử dụng các câu lệnh và các hàm trong cặp thẻ :<script> </script>

- Đặt giữa tag<head> và </head> : đoạn scrip sẽ thực thi ngay khi trang web được

- Sử dụng một file nguồn Javascript

Cú pháp < SCRIPT SRC=”file_name”>

…

</SCRIPT>

3/ Các lệnh trong Javascript :

3.1/Câu lệnh điều kiện :

Câu lệnh điều kiện cho phép chương trình ra quyết định và thực hiện công việc nào đấy dựa trên kết quả của quyết định

Trong JavaScript câu lệnh điều kiện là :

If else

Câu lệnh này cho phép bạn kiểm tra điều kiện và thực hiện một nhóm lệnh nào đấy dựa trên kết quả của điều kiện kiểm tra Nhóm lệnh sau else không bắt buộc phải có , nó cho phép chỉ rag nhóm lệnh phải thực hiện nếu điều kiện là sai

Vòng lặp for thiết lập một biều thức khởi đầu –init Expr , sau đó lặp một đoạn mã cho đến khi biểu thức <điều kiện > được đánh giá là đúng Sau khi kết thúc mỗi vòng lặp , biểu thức incrExpr được đánh giá lại

Cú pháp :

For ( initExpr;<điều kiện>; incrExpr)

//Các lệnh được lka85p trong vòng lặp

Kết quả của ví dụ này giống như ví dụ trước

3.3.Các câu lệnh thao tác trên đối tượng

JavaScript là một ngôn ngữ dựa trên đối tượng,do đó nó có một số câu lệnh làm việc với các đối tượng

a)For….in

Câu lệnh này được sử dụng để lặp tất cả các thuộc tính(prop-erties) của một đối tượng.Tên biến có thể là một giá trị bất kỳ,chỉ cần thiết khi bạn sử dụng các thuộc tính trong vòng lặp.Ví dụ sau đây sẽ minh họa điều này.Cú pháp:

<html>

<head>

<title>New example</title>

<script language=”javascript”

Lệnh này được sử dụng để thiết lập đối tượng ngầm định cho một nhóm các

lệnh,bạn có thể sử dụng các thuộc tính mà không đề cập đến đối tượng

Cú pháp

With(object)

//statement

Bảng 3 : Bảng ký tự đại diện của các lệnh trong các file script

i Dùng để include nội dung của một tập tin inc

c Gọi một hàm C từ file HTTP_CGI.c để xử lý dòng này Kết quả trả về sẽ

được xuất ra trình duyệt

# Đây là dòng chú thích và được bỏ qua bởi trình thông dịch

4.Các đối tượng trong JavaScript

- Đối tượng navigator

- Đối tượng window

- Đối tượng location

- Đối tượng frame

- Đối tượng document

- Đối tượng anchors

- Đối tượng forms

- Đối tượng history

- Đối tượng links

- Đối tượng math

- Đối tượng date

- Đối tượng string

-Các phần tử của đối tượng form

-Phần tử Password

-Phần tử radio

-Phần tử reset

5 / Các công cụ phát triển JavaScript

Một trong những điểm mạnh lớn nhất của JavaScript là nó không yêu cầu các công cụ phát triển tốn kém Bạn có thể bắt đầu với một bộ biên soạn (Editor) văn bản đơn giản như Notepad Khi nó là một ngôn ngữ thông dịch bên trong context của một trình duyệt web, bạn không cần phải mua một Complier (bộ phiên dịch)

Để làm cuộc sống của bạn đơn giản hơn, nhiều nhà cung cấp đã cho ra đời các công cụ chỉnh sửa JavaScript đẹp như :

 Microsoft FrontPage Microsoft đã phát triển một HTML Editor phổ biến được

gọi là FrontPage FrontPage cũng cung cấp cho nhà lập trình các công cụ JavaScript để giúp đỡ tạo các Website có tính tương tác

 Macromedia Dreamweaver MX Macromedia Dreamweaver MX là một HTML

và JavaScript Editor rất phổ biến trong cộng đồng lập trình web chuyên nghiệp

Nó cung cấp các thành phần JavaScript đã xây dựng trước mà thuận tiện, tích hợp tốt với cơ sở dữ liệu, và theo các chuẩn mới như XHTML và XML

 Macromedia HomeSite 5 HomeSite 5 là một HTML và JavaScript Editor từ

Macromedia mà có thể được sử dụng để quản lý các Website cá nhân một cách hiệu quả

6 /Ưu , nhược điểm của việc sử dụng JavaScript là:

a/ Ưu điểm :

 Sự tương tác Server ít hơn: Bạn có thể xác nhận đầu vào (input) người sử dụng

trước khi gửi trang tới Server Điều này làm tiết kiệm lưu lượng tải ở Server, nghĩa là Server của bạn tải ít hơn

 Phản hồi ngay lập tức tới khách truy cập: Họ không phải chờ cho một trang web

tải lại để thấy xem nếu họ đã quên nhập cái gì đó

 Khả năng tương tác tăng lên: Bạn có thể tạo các giao diện mà phản ứng lại khi

người sử dụng rê chuột qua chúng hoặc kích hoạt chúng thông qua bàn phím

 Giao diện phong phú hơn: Bạn có thể sử dụng JavaScript để bao gồm những mục như các thành phần Drag và Drop (DnD) và các con trượt (Slider) để cung cấp một Rich Interface (Giao diện giàu tính năng) tới site khách truy cập của bạn b/ Nhược điểm :

Chúng ta không thể đối xử JavaScript như là một ngôn ngữ chương trình chính thức (full-fledged) Nó thiếu các tính năng quan trọng sau:

 Client-side JavaScript không cho phép đọc và ghi các file, bởi vì lý do bảo mật

 JavaScript không được sử dụng cho việc kết nối mạng các ứng dụng bởi vì không

có những hỗ trợ có sẵn

 JavaScript không có bất kỳ khả năng đa luồng hoặc đa xử lý

 Javascript không có trình biên dịch riêng mà được diễn dịch và chạy bởi trình duyệt hỗ trợ nó Chính vì thế, nếu trình duyệt không hỗ trợ, hoặc không bật JS, nó

sẽ không chạy được

 JS có thể làm ứng dụng web của bạn trở nên nặng nề hơn

 Bảo mật kém Không có khả năng giấu mã

JavaScript còn được ứng dụng để làm bộ gõ tiếng Việt giống như bộ gõ hiện đang

sử dụng trên trang Wikipedia tiếng Việt

Tuy nhiên, mỗi trình duyệt áp dụng JavaScript khác nhau và không tuân theo chuẩn W3C DOM, do đó trong rất nhiều trường hợp lập trình viên phải viết nhiều phiên bản của cùng một đoạn mã nguồn để có thể hoạt động trên nhiều trình duyệt Một số công nghệ nổi bật dòng JavaScript để tương tác với DOM bao gồmDHTML, Ajax và SPA

JavaScript có thể được sử dụng trong tập tin PDF của Adobe Acrobat và Adobe Reader Điều khiển Dashboard trên hệ điều hành Mac OS X phiên bản 10.4 cũng có sử

dụng JavaScript Công nghệ kịch bản linh động (active scripting) của Microsoft có hỗ trợ

ngôn ngữ JScript làm một ngôn ngữ kịch bản dùng cho hệ điều hành JScript.NET là một ngôn ngữ tương thích với CLI gần giống JScript nhưng có thêm nhiều tính năng lập trình hướng đối tượng

Tương tác với người dùn g: ta có thể viết mã để đáp lại các sự kiện Các sự kiện này sẽ có thể phát sinh bởi người dùng - - nhấp chuột hay được phát sinh từ hệ thống - - định lại kích thước của trang và v.v

Thay đổi nội dung động Mã JavaScript có thể dùng để thay đổi nội dung và vị trí

các phần tử một cách động trên một trang nhằm đáp lại sự tương tác với người dùng

Kiểm tra tính hợp lệ dữ liệu : ta có thể viết mã nhằm kiểm tra tính hợp lệ của dữ liệu do người dùng nhập vào trước khi nó được gửi lên Web server để xử lý

CHƯƠNG IV : NGHIÊN CỨU CƠ CHẾ LẬP TRÌNH WEB TRONG BỘ

CÔNG CỤ KEIL C

1 ) Khái niệm :

Bản chất đây là trình biên dịch, còn gọi là phần mềm biên dịch là một chương trình máy tính làm công việc dịch một chuỗi các câu lệnh được viết bằng một ngôn ngữ lập trình (ở đây là C ), thành một chương trình tương đương nhưng ở dưới dạng một ngôn ngữ máy tính mới (và giúp cho chíp vi xử lý hiểu được) và chương trình mới được dịch này gọi mã đối tượng

2 ) Các toán tử trong keil C

Các toán tử cơ bản :

Muốn sử dụng phần mềm KeilC thì chúng ta phải biết đến các toán tử cơ bản trong toán học Các toán tử này sẽ giúp chúng ta trong việc thao tác trên các biến Mỗi loại toán

tử đều có các tác dụng khác nhau

Bảng 4 : Các toán tử sử dụng trong Keil C

//lúc đó giá trị của a là 10

Toán tử sô học: ‘ + ’ cộng; ‘ * ’ nhân;‘ –

‘ trừ; ‘ / ’ chia;

Các phép toán cơ bản

Toán tử lấy số dư: ‘ % ’ Lấy số dư của 1 số với 1 số:Vd:

a=10%2;//lúc này a sẽ mang giá trị là 0;

Các toán tử gán hợp phức: +=, -=, *=, /=,

%=

Dùng để thực hiện phép tính và gán giá trị vừa tính được vào biến:Vd: a+=b//câu lệnh này tương đương với a=a+b;//và tương tự với các phép còn lại

Tăng, giảm giá trị: ‘++’,’—‘ Dùng để tăng giá trị hay giảm giá trị của

biếnVd: i=5; i–;//lúc này i sẽ có giá trị là 4;Câu lệnh này tương đương với i=i-1;

có giá trị là 4;ó a=a+1; b=a;khác với câu lệnh: a=3;b=a++;// sau câu lệnh này thì b=3 và a=4;

Các toán tử so sánh: ‘= =’ ,’ !=’ ,’<’ ,’ >’

,’< =’…

So sánh các giá trị: thường được sử dụng trong các câu lệnh điều kiện

Toán tử logic: ‘!’,’ &&’,’ ||’ NOT, AND,OR: thường được dùng trong

các câu lệnh điều kiện

Ngoài ra còn có các toán tử thao tác trên bít…

3) Các cấu trúc lệnh cơ bản trong keil C

Chúng ta kết thúc một câu lệnh bằng dấu ‘;’

a / Cấu trúc hàm if

if else(if đủ)

Cấu trúc