đồ án tốt nghiệp nghiên cứu ứng dụng và phát triển công nghệ tự động thiết kế để chế tạo các chip thông minh cho đo lường và điều khiển

Danhsách nhữngngườithực hiệnchính11 KS.NguyễnVăn Hà ViệnkỹthuậtPhòngkhôngkhôngquân... MộthạnchếcủaFPGAlàsửdụngcáccôngcụvàcácphươngphápthiếtk ếnhưcủacôngnghệASICbaogồmcácngônngữHDLlàloạik

BKH&CN ViệnCNTT

cácchipthôngminhcho đolườngvàđiềukhiển”

cácchipthôngminhcho đolườngvàđiềukhiển”

Chủnhiệmđềtài:KS PhanMinhTân

Hà Nội, 12-2005

Bảnquyền2005thuộcViệnCôngnghệthôngtin

Danhsách nhữngngườithực hiệnchính

11 KS.NguyễnVăn Hà ViệnkỹthuậtPhòngkhôngkhôngquân

nghiêncứupháttriểncácchipmớiđápứngcácchỉtiêukinhtếkỹthuậtchocácnhucầuđó.Đềtàiđãtiếnhànhcác nghiêncứutàiliệu, mẫumãnướcngoàikếthợp vớicảitiến

mởrộngchứcnăng,tìmtòisángtạođểphát triểnđượcsảnphẩmphùhợpvớihoàncảnhViệtnamcóchấtlượngvàgiácảcạnhtranh.Đềtàisửdụngcáccôngcụv à phầnmềmthiếtkếmạnhhỗtrợpháttriểnđểcóthểrútngắnthờigianpháttriểnthửnghiệmvàtậptrungđượcsứclựcvàt r í tuệchosángtạo

Phươngphápnghiêncứubaogồmnghiêncứunguyênlýhoạtđộngcủasảnphẩmvàcácphươngphápxửlý.Thiếtkếhệthốngbaogồmthiếtkếhệt h ốngphầncứng,hệthốngphầnmềm,kếtcấucơkhívàquytrìnhchếtạosảnphẩmmẫu.TrongbướcnàysửdụngcácchươngtrìnhCADđểthiếtkế.Cácc ô n g nghệcao

nghệFPGA,mạngnhúngvàlậptrìnhthờigianthựcđãđượccáccánbộnghiêncứucủađềtàiđ is â u t ì m hiểuv à l à m c h ủ.Cácsảnphẩmmẫuđ ư ợ cthửnghiệmhiệuchỉnht

r o n g p h ò n g t h í nghiệmv à đ ư ợ cmangđ it h ửnghiệm,đ ánhg i á chấtlượngtạicácHộiđồngkhoahọc,cơquankiểmchuẩnNhànước.Cáckếtquản g h i ê n cứuđượcthườngxuyênthảoluậnởcácseminarvàcôngbốởcáchộin g h ịkhoahọctrongvàngoàinước.Mộtsốsảnphẩmđượcápdụngvàothựctiễnquacáchợpđồngkinhtế

-

HệthốngkiểmsóatxâmthựcAC-200dùngthẻnhậndạngkhôngd â y RFID

- MáychấmcôngWT1000dùngthẻnhậndạngkhôngdâyRFIDvàđầucấpphátthẻRFID

-ĐềtàiđãduytrìđượctruyềnthốngcủaViệnCNTTluônđitắt,đónđầuvàđưacôngnghệmớitronglĩnhvựcđolườngvàđiềukhiểnvàoViệtNam:g i a i đoạn1 9 9 1 - 1 9 9 5 - C ô n g n g h ệP L C ; g i a i đoạn1 9 9 6 - 2000-

CôngnghệPC/104vàhiệnnay2001-2005-CôngnghệtạochipPSoC.Mộtsốsảnphẩmcủađềtàiđãtạocácdấuấnnhư:.HệthốngkiểmsóatxâmthựcAC-

200dùngthẻRFIDđãđọatcúpv à n g T e c h m a r t 2 0 0 5 v à giảithưởngC

N T T 2 0 0 5 q u ảcầuv à n g

.CácsảnphẩmdùngthẻRFIDcủađềtàiAC-200vàWT1000đãđượcnhiềucôngtytrongnướcxinnhậnlàmđạilýphânphốikhiđượcchếtạohànglọatthaychomộtsốsảnphẩmhiệnvẫnphảinhậpngọai

.SảnphẩmmodulethuthậpdữliệuđanăngDASPC/

104làmo d ule thuthậpdữliệuPC/

104đầutiêntrênthếgiớicókhảnăngtáicấuhình.

Đâylàkếtquảchứngtỏkhảnăngnghiêncứuvàpháttriểncácsảnphẩmcôngnghệcaocủacáccánbộthamgiađềtài

- Trongc á c sảnphẩmcủađ ề t à i đềuchứađựngc á c ý tưởngv à giảip h á p mớiđ ư ợ ckếthợpvớic ô n g n g h ệcaotạoracácsảnphẩmcóh àm lượngchấtxámgiátrịgiatăngcủamình

- Trongquátrìnhtriểnkhai,đềtàiđãkhôngngừngquảngbácácgiảiphápvàcôngnghệápdụngcủamìnhquacácseminar,hộinghị,tạpchítạonênmộtđịachỉtincậychocácđồngnghiệptiếpcậncácthôngt in vàcôngnghệmới

- Đềtàiđãkýđược3hợpđồngtrịgiá220triệuvàcónhiềukhảnănghợptácđưacôngnghệtạochipthôngminhPSoCvàocácsảnphẩmmớikháccủaViệtnam

b Bođiềukhiểnmáylạnh2cục12000BTUvà18000 22BTU

2.3.2.2 Hệthốngkiểmsóatxâmthực(AccessControl)sử 42dụngthẻnhậndạngkhôngdâyRFID

a Cơsởlýthuyếtvànguyênlýthiếtkế,chếtạo 61

2.3.2.4 Modulel ọc-PC/104cókhảnăngtáicấuhình 71

a ThiếtkếModulelọc-PC/104cókhảnăngtáicấu 72hình

2.3.3 Thưviệnchươngtrìnhmẫuvềthiếtkếchipđovàđiều 82khiểnthôngminhsửdụngcôngnghệPSoC

PHẦNCHÍNHBÁOCÁO 1.L Ờ I M Ở ĐẦ U

Đềt à i K C 0 3 2 0 “ N g h i ê n cứuứ ngd ụngv à p h á t triểnc ô n g n g h ệt

ựđộngthiếtkếđểchếtạocácchipthôngminhchođolườngvàđiềukhiển”t h u ộ

cchươngtrìnhcấpNhànước“NghiêncứukhoahọcvàpháttriểncôngnghệTựđộnghóa”KC-

03doKS.PhanMinhTânvàViệnCôngnghệthôngtinthuộcViệnKhoahọcvàCôngnghệViệtNamlàmcơquanchủtrìĐềtàiđượcthực

hiệntrongvòng24tháng,từtháng1/2004đếntháng12/2005.MụctiêucủađềtàinhằmứngdụngvàpháttriểncôngnghệchếtạochipthôngminhcholĩnhvựcđolườngvàđiềukhiểnởViệtNambaogồmlựachọncácc ô n g n g h ệp h ù hợp,tiếnh à n h n

g h i ê n cứul à m c h ủ,p h á t triểnc á c phươngp h á pkhoahọcvàứngdụngcôngnghệtạochipthôngminhv à o cácsảnphẩmđovàđiềukhiểncósứccạnhtranhcaothaythếnhậpngọai.Ngoàirađềtàic ò n nhằmvàomụctiêuquảngbá,đàotạovàchuyểngiaocôngnghệthiếtkếđ ể tạocácchipđolườngvàđiềukhiểnthôngminhtạiViệtnam

Nộidungnghiêncứucủađềtàibaogồm:

1 NghiêncứulàmchủcôngnghệPSoC(ProgrammableSystemonchip)vàcáccôngcụphầncứngvàphầnmềmchopháttriểnchipthôngminhtrêncơsởcácchipPSoCtrắngbaogồm:

CHỈTIÊUKINHTẾ-KỸTHUẬT

GHICHÚ

1

Bộchươngt r ì n h t h ưviệnvớitàiliệuhướngdẫnsửdụng

- BộphốighépLCD

- BộphốighépIrDA

- ChươngtrìnhđiềukhiểnchomáylạnhtươngthíchvớichipDKML-1

- Bộphốighépphímấn

- ChếđộWake-up

12NhiệnđangphảinhậpngoạitrongdâychuyềnsảnxuấtcủaC ô n g

t y ĐiệntửBìnhhoà2

ThaythếbộđiềukhiểnxachomáylạnhVBH-12L/VBH-

12NđangphảinhậpngoạitrongdâychuyềnsảnxuấtcủaC ô n g t y ĐiệntửBìnhhoà

-ĐầuđọcthẻProximitydùngchipPROX-1

- BộđiềukhiểnđóngmởcửatựđộngvàkếtnốiPC

- ChươngtrìnhquảnlýkiểmsoátlưutrữvàbáocáochạytrênPC/

WindowstheongônngữViệtNam

1 -CôngnghệFPGAvàPSoC

ChophéplựachọnADC8-14BITSDAC8-10BITSTIMER8-24BITSCOUNTER8-24BITSDIO8-16KÊNHTruyềnthôngUART,12C,SPI,RS232

Cókhảnăngtáicấuhình

2 N Ộ IDUNGCHÍNHC Ủ ABÁOCÁO

2.1 Tìnhhìnhnghiêncứungoàinướcvàtrongnước

Ngoàinước:

Côngnghệtựđộngthiếtkếđểchếtạocácchipđãcóbềdàyhơn15nămp h á ttriểnvàhiệnđangquytụvàomộtsốcôngnghệnổitrộilàASIC(Application S p e c i f i

c I n t e g r a t e d Circuit),F P G A ( F i e l d ProgrammableG a t e A rra y ) vàCSoC(ConfigurableSystemonChip).Cáccôngnghệnàyliênquanmậtthiếtvớinhauvàpháttriểncótínhthừakếcácưuđiểm,khắcphụcnhượcđiểmcủanhau.Sauđâylàtómtắtcáctínhchấtnổitrộivàhạnchếcủatừngc ô n g nghệ

I VềcôngnghệASIC

CácchipđượctạoratừcôngnghệASICcóthểcóhàngtriệubóngbándẫnvàchiphíchothiếtkếthửnghiệmchipmớirấtđắt.Tuynhiênkhisảnxuấtloạtlớnt h ì g i á t h à n h mỗic h i p t h à n h phẩmcót h ểx u ốngthấptớimộtv à i đ ôl a Trongmộtsốứngdụngsốlượnglớn(nhưtròchơiđiệntử)ASICcóthểlàgiảip h á p hiệuquả,tuynhiênhiệntạicôngnghệASICcónhữnghạnchếsau:

- Phươngp h á p thiếtk ếmạchA S I C hiệnn a y dựachủyếuv à o c á c n g ô n n g ữHDL(HardwareDescriptionLanguages)làcácngônngữmôtảcácchứcnăngphầncứngcủachipởmứctrừutượngcao.Tiếpđếncầnmộtc ô n g cụphầnmềmdịchthiếtkếđịnhdạngHDLsangcácphươngtrìnhlo g i c( B o r l e a n l o g i c

e q u a t i o n s ) v à á n h x ạcácphươngt r ì n h l o g i c n à y thànhtổhợpcáccổnglogicvàbộnhớ(Gate-

levelrepresentation).Các ngônn g ữH D L l à n g ô n ngữt ốtc h o môt ảchứcnăngphầncứng,t u y nhiênchúnglạikhônghiệuquảchomôtảcácthuậttoán.Dovậyngườithiếtkếrấtkhókhăntrongviệcđưacácthuậtxửlýphứctạp,know-

howv à o chipASIC.MộtkhichipASICđãđượctạodựng,cácthuậtxửlýđãđượccứnghoáthìviệcthayđổisửachữanhỏcũngrấttốnkémthờigianv à chiphí.ThờigianchohoànthiệnthiếtkếmộtchipASICthườngrấtl â uvànhiềukhikhôngtheokịpvớisựđòihỏinângcấpchứcnăngsửdụngcủasảnphẩm.Mặtkhác domỗichứcnăng,thuậttoánxửlýđềuphảiđượccứnghoáởcácchipASICdẫnđếnđòihỏitiêutốnsốlượnglớntransitorvànăng

lượngtrongkhithựctết h ô n g thườngchúngchỉcầnhoạtđộngtrongmộtsốthờiđiểmnhấtđịnh.Điềunàydẫnđếnsựlãngphíc á c nguồntàinguyêntrongchipASIC

II VềcôngnghệFPGA(FieldProgrammableGateArray)

FPGAlàcác

chipthuộchọlậptrìnhlogicđểtạoracácchipsố(digitalIC).VớiFPGAtacóthểtạoracácchipscókhảnăngxửlýcácchứcnănglogictuỳý.Hiệntạitronghọlậptrìnhl o g i c cócácloạichínhsau:

- SPLD(SimpleProgrammableLogicDevices)

- CPLD(ComplexProgrammablelogicDevices)

- FPGA(FieldProgrammableGateArray)

SPLD là cácchiplậptrình logicloạinhỏcókhảnăngthaythếvàiICloạiTTL74xx.Thôngthườngcó4đến22macrocells(mỗimacrocellthôngthườngg ồmmộtvàichứcnăngtổhợplogicvớimộtbộnhớflip-

flop).Mộtmacrocellcóthểcónhiềuinputnhưngvớichứcnănglogichạnchế.CácloạiSPLDquent h u ộcl à P A L (ProgrammableArrayL o g i c c ủah ã n g Vantis),GAL( G e n e r i c ArrayL o g i c củah ã n g L a t t i c e ) , PLA(ProgrammableL o g i c Array)v à PLD(ProgrammablelogicDevice)

CPLD c ó cấut r ú c n h ưS P L D nhưngc ó k h ảnăngt í c h hợplớnhơn.T h ô

n g thườngCPLDbaogồmtừ2đến64mạchSPLD,cótừhàngchụcđếnhàngtrămmacrocells.Thôngthườngmộtnhómtừ4đến16macrocellsđượckếtn ốitạot h à n h c á

c k h ốichứcnăngt r o n g C P L D C á c k h ốichứcnăngn à y đượckếtnốivớinhauquamộtmatrậnkếtnốicókhảnănglậptrình.CácCPLDq u e n t h u ộcb a o g ồmE P L D ( E

r a b l e ProgrammableL o g i c Devices),E E P L D (ElectricallyE r a bl e ProgrammableLo g i c Device),MAX( Mu lt ip le ArrayMatrixcủaAltera)

FPGAlà cácchips có khảnăngtíchhợplớnnhấtsovớiSPLD và

CPLD.MộtchipFPGAgồmcáckhốilogic(Logicblocks)đượcbaobọcbởicáckhốivàoracókhảnănglậptrình(ProgrammableI/

Oblocks)vàcácđườngkếtnốicókhảnănglậptrình(Programmableinterconnect).MộtchipFPGAcóthểcót ừ64đếnhàngchụcngànkhối logicvà sốlượngbộnhớflip-flopscònlớnhơn.CácFPGAđượcchiaralàmhainhómchínhlàloạihạtlớn(coarse-grained)vàloạihạtnhỏ(fine-

grained).LoạiFPGAhạtlớngồmcáckhốilogiclớn,kíchcỡk h ốilogiclớnnàythườngcónhiềubảnglook-upvàflip-

flops.LoạiFPGAhạtn h ỏthườngg ồmmộtlượnglớnk h ốil o g i c n h ỏ.Kíchcỡcủak hốil o g i c n h ỏthườngmộtvàicổnglogic2đầuvàovàmộtflip-flop

VớicáccấutrúcnêutrêncácFPGAkhôngcókhảnăngxửlýcáctínhiệutươngtựhoặctínhiệuRF(RadioFrequency)

MộthạnchếcủaFPGAlàsửdụngcáccôngcụvàcácphươngphápthiếtk ếnhưcủacôngnghệASICbaogồmcácngônngữHDLlàloạikhôngthíchhợpcholậptrìnhxửlýthuậttoán.Dovậykhiphảithựchiệncácthuậttoánxử

lýphứctạpngườilậptrìnhphải vấtvảchuyểnđổisang ngônngữHDL vàcứng

hoáthuậttoánvàocáckhốilogic

CácchipđượctạoratheocôngnghệFPGAthườngkhôngsửdụngmộtcáchcóhiệuquảcáctàinguyênsẵncócủachiptrắngFPGA.MặtkhácFPGAcòntiềmẩnn h

â n t ốnhiễuloạn( c h a o t i c element)t r o n g q u á t r ì n h kếtn ối( r o u t i n g ) Thốngkêcho thấymộtnửas ốcổnglogic t r o n g chiptrắngFPGAthôngthườngkhôngđượcsửdụngđếndohạnchếcủakhảnăngkếtnốihoặcthuậttoánkếtnối

CácchươngtrìnhthiếtkếtựđộngchocácchipFPGAthườngrấtđắttuỳt h u ộcvàochứcnăngvàsốlượngthưviệnchươngtrìnhmẫuIP.Giácóthểtừv à i ngànUS$đếnhàngtriệuUS$.CáchãngnổitiếngcungcấpcácphầnmềmthiếtkếchocôngnghệFPGAlàMentorGraphics,CadencevàSynopsis

TuynhiêncáchãngcungcấpchiptrắngFPGAhàngđầutrênthếgiớilàXilinxvàAlteracóchiếnlượccungcấpphầnmềmthiếtkếmiễnphíchocách ọFPGAloạivừavànhỏ

XilinxcungcấpphầnmềmmiễnphíI S E WebPacklà mộtVersioncơbảncủachươngtrìnhthiếtkếISE5

Vớiđặctínhchuyêndụngchoxửlýlogicvàvớigiáthànhcòncao,côngnghệFPGAkhôngphảilàmộtcôngnghệtốiưuchocácứngdụngđolườngvàđiềukhiểnở Việtnam.T r ê n t h ếgiớit r o n g l ĩnhvựcđ olườngv à điềukhiểnc ô n g nghệFPGAđượcứn

dữliệu(DataAcquisition)choPCcóbusISA,PCIhoặcPC/104,PC104+.LúcnàyFPGAđượcthiếtkếnhưphầnphốighépcácchipxửlýtínhiệutươngtựADC,DAC vớiCPUcủamáytính

III CôngnghệCSoC(Configurable SystemonChip) táicấuhình hệthốngtrongmộtchip

KhácvớicôngnghệASICvàFPGAchỉchophéptạoracácICriênglẻ,IC sốngoạivithìcôngnghệCSoClàcôngnghệchophéptạonêncảmộthệ

thốngtrongmộtchipbaogồmCPU,ROM,RAMcácngoạivithờigianthực(nhưADC,DAC,Counter,Timer,DigitalI/O,cổngtruyềnt h ô n g ) v à c h o

phépthayđổicấutrúcphầncứngcủachiptrongquátrìnhhoạtđộng

Nhưvậyc ô n g n g h ệCS oC c h o t amộtđ ộ l in hhoạtlớnt r o n g việcp há t triểnthiếtkếvàchếtạochipthôngminhchuyêndụngvừakhítvớiyêucầuứngd ụngcủasảnphẩm.Cảtàinguyênphầncứngvàphầnmềmcủachipđềucóthểd ễdàngthayđổitrongqúatrìnhhoạtđộnghiệntạivàpháttriểnmởrộngchứcnăngsảnphẩmtrongtươnglai CôngnghệCSoCsẽlàmộtbướctiếnhoácủac ô n g n g h ệt h ô n g t i n , t h o á t k h ỏic á c r

à n g b u ộccủah ệmáyt í n h cứng( R i g i d ComputingMachine)sangthếhệmáytínhtựthíchnghi(AdaptiveComputingMachine)

Hiệntạicókhoảng30hãngtrênthếgiớicópháttriểnvàchàobáncông

 HãngAlterakếthợplõiCPUcứngARMvàlõiCPUmềmvớimộtsốFPGAcủamìnhtạonêncácchipProcessor+FPGA(Cyclone,

Strafix)chophépthiếtkếcácchipsốtốcđộcaocóprocessorvàphầnxửlýlogicthayđổiđược

 HãngAtmeltíchhợplõiCPUAVR vớiFPGAhạtbécủamìnhtạo

nênchipCSoC

 HãngC y p r e s s M i c r o S y s t e m c ó c ô n g nghệP S o C (ProgrammableSystemonChip)cólõiCPUM8,RAM,FLASHvàcácBlocktương

tựv à s ốc h o p h é p tạor a c á c c h i p h ệt h ốngx ửl ý h ỗnhợp(mixedsignal)vớikhảnăngxửlýthuậttoánmạnh

 HãngE q u a t o r c ó c h i p C S o C đặct h ù c h o x ửl ý â m t h a n h ( M e

d i a

Processing)

 HãngMotorolacóchipCSoCchoxửlýtínhiệutruyềnthôngkhôngdây(Wirelesschipset)

 HãngQuickLogictíchhợplõiCPUMIPSvớiFPGAchotạodựngcáchệxửlýlogicnhanh

 HãngTricendtíchhợpCPU32bitARMvớiFPGAchothiếtkếcác

hệthốngxửlýlogictốcđộcao

 HãngXilinxtíchhợplõiCPU8051hoặcMIPSPowerPCvớimộtsốFPGAtạonêntổhợpProcessor+FPGA(VertexIIPro)chophéptạo

racácICsốc ó processortốcđộcao

CôngnghệCSoCthựcsựlàmộtcôngnghệưuviệthơncôngnghệASICvàFPGAtronglĩnhvựcđolườngvàđiềukhiểnvìnótíchhợpProcessorvàbộn hớRAM,FLASH,chophéptalậptrìnhcácthuậtxửlýphứctạpmộtcáchdễdàngbằngn g ô n n g ữC hoặcASSEMBLER.Sov ớic á c viđiềukhiểnt h ô n g d ụngnhư8051,motorola68HC908,MicrochipPIC16#73cócấutrúcCPUvàngoạivicốđịnh(fixeddigital

khảnăngtáicấuhình( r e c o n f i g u r a b l e ) tạothànhnhiềuloạichipcóchứcnăngkhácnhautrênmộtchipởnhữngthờiđiểmkhácnhautrongmộtứngdụng.VídụvớichipPSoCcủah ã n g CypressMicroSystem,tacóthểthiếtkếchonóthànhmộtchipđiềukhiểnmáybánhàngtựđộngởbanngàyvàđến12giờđêmchipPSoCsẽtựtáicấuhìnhthànhmộtmodemvàgửicácdữliệu(sốhàngtồntrongmáy,sốtiềnthuđược )củamáybánhàngvềtrungtâm

mềmhỗtrợthiếtkếc h i p PSoCDesignercủaCypressMicroSystemcóđầyđủcácc

hứcnăngthiếtkế,xắpxếpcáckhốichứcnăng,môphỏng,lậptrình C,tìmlỗivànạpchiphiệnđại,cócácmoduleứngdụng(usermodule)phongphúgiúptakhôngphảilập

Ngoàir a g i á t h à n h củac á c c h i p PSoCt r ắngt ừ2 - 5 U S $ /

c h i p r ẻhơnnhiềulầnsovớicácchipFPGA.Đâylàmộtcơhộichocácdoanhnghiệpvàcácnhómsaysưasángtạocóthể đạtđếnthànhcônglớnvớicácsảnphẩmđộcđáocócácchipthôngminhchứacácýtưởngsángtạo,bíquyếtcủariêngmình

Trongnước:

Đãcónhiềucơsởnghiêncứupháttriểntriểnkhaicáchướngnghiêncứun h ưsau:

 NhữngnghiêncứubanđầuvềcôngnghệASICđãđượcViệnkhoahọctí nhtoánvàđiềukhiểntiếnhànhởnhữngnăm80vớisựhợptácvớicác

nhómViệtkiềuởĐứcvàPhápđánhdấubướckhởiđầuchocácnghiên

cứuvềthiếtkếchipASIC.Cácnghiêncứunàyđãkhôngmanglạinhiềukếtquảdođiềukiệncơsởvậtchấtvàthôngtintraođổikhôngthuậnlợithờigianđó

 CôngnghệFPGAđượcViệnViđiệntửthuộcViệnCôngnghệquốcgialàmộttrongnhữngđơnvịđầutiêntạinướctatiếnhànhnghiêncứutừ

 Côngt y l i ê n d o a n h A M E C củaTổngC ô n g t y Điệnt ửt i n h ọccócácnghiêncứuápdụngcôngnghệFPGAcủaXilinxchothiếtkếmộtsốchipx ửlýsốchothiếtbịytế

 MộtsốcơsởnghiêncứuvàđàotạokhácnhưHọcViệncôngnghệBưu

chínhviễnthông,HọcviệnKỹthuậtquânsự,ViệnđiệntửtinhọcvàTựđ ộ nghoáVIETLINAcũngđangkhởiđộngcác nghiêncứuáp dụngcôngnghệFPGA

2.2 Lựac h ọnđốitượngnghiêncứu

Xuấtpháttừnhucầuthựctếđềtàiđãtiếnhànhcácnghiên cứupháttriểncácchipthôngminhchocácđốitượngsau:

a) Chipđiềukhiểnmáylạnhvàchipchobộđiềukhiểnxahồngngoạimáy:

Hiệnnaynhiềucơsởsảnxuấtcácthiếtbịgiadụng(điềuhoà,máygiặt,t ủlạnh,nồ

khiểnvềlắprápchocácsảnphẩmcủamình.Nhucầutăngtỷlệnộiđịahoácácsảnphẩmgiadụngc ô n g nghệcaonàyđanglàvấnđềbứcxúccủacácdoanhnghiệpsảnxuấtdosứcépcạnht r a n h củatiếnt r ì n h h ộinhậpA F F A , W T O C h í n h v ì vậyviệcn g h i ê

n cứuthiếtkếcácchipthôngminhmangthươnghiệuViệtnamchocácd â y chuyềnsảnxuấtthiếtbịgiadụngtrongnướclàmộtlựachọnđúngvànóđ ápứngnhucầuthựctiễnvàtăngđượcsứccạnhtranhchocácsảnphẩmcủaViệtnam.Sốlượngcácchipcầnchocácbođiềukhiểnmáylạnhvàcácthiếtb ịgiadụngngàycàngtăngdođờisốngnhândânngàycàngđượccảithiện,nhucầusửdụngcácthiếtbịgiadụnghiệnđạingàycàngcao

Việcnghiên cứutạoc h i p chomáylạnhViệtnamlàtiềnđề choviệcn g h i ê

n cứupháttriểncác chipthôngminhchocácsảnphẩmgiadungcaocấpkháccầncótỷlệnộiđịahoácaonhưmáygiặt,tủlạnh,lòvisóng,nồicơmđiện v v

Ởtrongnướcchưa cócơsởnàotiếnhànhnghiêncứucácbođiềukhiểnc h o máylạnhđểtăngtỷlệnộiđịahoá.Cácbođiềukhiểnnhậpngoạicógiát h à n

h caovàthườngsửdụngcácchipviđiềukhiểncócấutrúccứng(fixedmicroc o n t

r o l l e r ) Ở giảip h á p củađ ề t à i s ửd ụngc ô n g n g h ệP S o C c ó k h ảnăngtáicấuhìnhphongphúvớinhiềungoạivimạnhchophépviệctăngđột h ô n g minhcủathiếtbịlạnhmộtcáchdễdàng

b) Chipt h ô n g m i n h c h o đ ọ cv à n h ậnd ạngt h ẻR F I D ( R a d i o F r e q u e n

c y Identification)

ThẻRFIDđangđượcsửdụngrộngrãiởnhiềulĩnhvựctrongđờisốngnhưsau:

- Cách ệt h ốngkiểmsoátxâmthực( a c c e s s c o n t r o l ) n h ưkiểmsoátngườir a v à o cơq u a n , bảov ệviệcs ửd ụngt r á i p h é p máyt í n h ,

chươngtrìnhmáytính,

- Cáchệthốngchấmcôngdùngthẻkhôngtiếpxúc,

- CáchệthốngtựđộngdùngthẻRFID(đóngmởcổng,xuấtnhậpvậttư, v v )

ThẻR F I D n g à y c à n g t h a y thết h ẻt ừv à mãvạch.Thẻt ừd ễb ịxướctrongquátrìnhsửdụngcònthẻtiếpcậnRFIDcótuổi thọrấtcaodođượcchế

tạođúctrongthẻnhựavàkhôngdùngpin.Thẻhoạtđộngđượcbằngviệclấy

nănglượngtừtrườngđược phátratừcácđầuđọc.Cáchệthống tựđộngdùngt h ẻtiếpcậnnêutrênhiệnđangđượcnhậpvàoViệtnamvớigiáthànhđắtvàvớiphầnmềmquảnl ý củanướcn g o à i k h ô n g p h ù h ợpvớiViệtnam.Việct h a y đổichươngtrìnhthườnggặpkhókhănvìcáchãngsảnxuấtkhôngcung

Xuấtpháttừthịtrườngtiềmnăngđangpháttriểnnàyđềtàipháttriểnc á c chipthôngminhchoviệcđọcvànhậndạngcácthẻtiếpcậnRFIDlàmcơsởchoviệcpháttriểncáchệthốngtựđộngsửdụngthẻmangthươnghiệuViệtnam

c) Trêncơsởcácchipđượcthiếtkếvàchếtạođềtàisẽápdụngcácchipnàyđểph

áttriểncácsảnphẩmmớinhưsau:

 Máylạnh1 2 0 0 0 B T U 2 cục

sửdụngb ođiềukhiểnmáylạnhvàb ộđiềukhiểntừxahồngngoạichomáylạnhđượcthiếtkếtừcácchipcủa

+Chươngtrìnhkiểmsoátvàquảnlýnhânsựravàocơquanchạytrên PC

d)N g h i ª n cøukÕthîpc«ngnghÖFPGAvíic«ngnghÖPSoCchothiÕtkÕc¸ cModule®ovµ®iÒukhiÓntheochuÈnPC/104

CôngnghệFPGAđãđượcmộtsốViệnnghiêncứuápdụng.Tuynhiên

dođặcthùFPGAchỉchophéptạoracácICsốnêncáccơsởnàybuộcphảidùngthêmcácICtươngtựrờichocácứngdụngđovàđiềukhiển.CácICtươngtựrờicóchứcnăngcốđịnhvàcónhiềuhạnchếtrongquátrìnhthayđ ổ i,hiệuchỉnhthiếtkế.ViệckếthợpFPGAvớiPSoCchotakhảnăngtạorac á c moduleđặcchủngmạnh,mềmdẻo,xửlýhỗnhợptínhiệuanalog,digitalvàdễdàngphốighépvớimáyvitínhPC

Đốitượngnghiêncứuchovấnđềnàynhằmtạoramộtcardthuthậpvàx ửlýsốliệutheochuẩnPC/104cókhảnăngđặt cấuhìnhphongphú.Hiệntạic á c modulePC/104đượcsảnxuấtvớicácchứcnăngcốđịnhnhưCard

digitalI / O ,

Timer-Counter,AnalogInputs,AnalogOutputshoặcphốihợpthànhcardt h u thậpdữliệuDAC(DataAcquisitionSystem)

Dophốihợpthếmạnhcủa2côngnghệFPGAvàPSoCcardthuthậpdữliệuPC/

104củađềtàichophépngườis ửdụngđịnhnghĩacácngoạiviADC,DAC,DI,DO,Timer,Countertheotuỳthíchcủamình.Điềunàydẫn

đếnngườisửdụngchỉcầnmuamộtloạicardcókhảnăngthaythếchonhiều

loạicardPC/104củacáchãngkhácnhau

Cácsảnphẩmn à y đềumangthươnghiệuViệtNamvàđ ư ợ ckiểmchuẩnvàápdụngthửnghiệmởhiệntrường

2.3 Nhữngnộidungđãthựchiện

2.3.1 Nghiêncứulýthuyếtvàcôngbốcáckếtquảkhoahọcvàcôngnghệ

ĐềtàiKC.03.20làđềtàitạoracácchipvàcácsảnphẩmđođiềukhiểnmớimangthươnghiệuViệtNam.Tuynhiênmỗimộtthiếtbịđềucónguyênl ý hoạtđ ộ ng,nềntảngl ý luậnv à c ô n g nghệchếtạocủanó.Đặcbiệtcácphươngphápxửlý,phầnmềmnhúngtạonênđộthôngminhcủasảnphẩm.Đềtàiđãtiếnhànhcácnghiêncứucơbả

nv à pháttriểnchiplàmcơsởchothiếtkếvàchếtạocácsảnphẩm.Cáckếtquảnghiêncứulýluậnnàyđãđượcthảoluậnởnhiềuseminarvàcôngbốởcáctạpchí,hộinghịkhoahọc.Tổngs ốcó9côngtrìnhđãcôngbốđượcliệtkêtrongdanhsáchkèmtheo

Danh m ụ c c á c c ô n g t r ì n h khoa h ọ c đ ă ng t r o n g c á c h ộ i n g h ị khoa h ọ c tro ng

và ngoài n ướ c 2003-2004

Sốtra ng

Trong tuyển tập

KS.ChuNgọcLiêmKS.NguyễnXuânHoàngKS

MaiThịPhươngThảoNguyễnĐứcThắng

PGS.TSKH.PhạmThượngCátKS.PhanMinhTân

KS.ChuNgọcLiêmKS.MaiThịPhươngThảoNguyễnĐứcThắng

ThS.TrầnViệtPhongPGS.TSKH.PhạmThượngCát

6 Hệthốngnhúngvà

thờiđạihậuPC PGS.TSKH.PhạmThượngCát

10

Tạpchítinhọcvàđiềukhiểnhọcs ố1/2005Nghiêncứuthiếtkết

KS.ChuNgọcLiêmKS.MaiThịPhươngThảoPGS.TSKH.PhạmThượngCátKS.PhanMinhTân

KS.ChuNgọcLiêmKS.NguyễnXuânHoàngKS.MaiThịPhươngThảo

PGS.TSKH.PhạmThượngCátKS.PhanMinhTân

KS.VũSỹThắng

Hộinghịcơđiện5

tửtoànquốclầnthứ2Hộinghịcơđiện8

tửtoànquốclầnthứ2Hộinghịcơđiện7

tửtoànquốclầnthứ2

đồnghồdựatrênnguồnxungđồnghồhệthống

Đâylàcáckhốichứcnăngđượcxửlíbằngphầncứng,ngoàiracácmodulec ò n lạidùngđểđiềukhiểncácđầuracủahệnhư:

+Modulehiểnthị,trựctiếpđiềukhiểncácledchỉthịquacácPortcủa

chip

+ModuleBuzzer,trựctiếpđiềukhiểnloa

tínhiệubằngtầnsốâmthíchhợpquaPortcủachip,cóhỗtrợcủamạchđệmcôngsuất

+ModuleQuạtgióvàmáynén,điềukhiểncácrelaydóngcắtđộngcơquạtgióvàđộngcơnéngiànnóng

+ModuleLouverđiềukhiểnđộngcơbướcdùngchocánhđảogió.Áp

dụngtheophươngphápđiềukhiểnHalfSteppinglàphươngphápchođộmịnbướcvàđộổnđịnhcao

*Dướiđâylà sơđồchânvào racủachip DKML-1

ChipDKML-1được thiếtkếtrên nềnchiptrắngCY8C27443củacôngnghệPSoC

*MôtảchitiếtcácchâncủachipDKML-1

b Bođiềukhiểnmáylạnh2cục1 2 0 0 0 BTUvà18000BTU

TừchipDKML-

1đềtàiđãthiếtkếvàchếtạobođiềukhiểnchomáylạnh2cục9-12000và18000BTU.Sơđồnguyênlýcủabođiềukhiểnmáylạnh(hìnhtrên)baogồmcáckhốisau:

+Khốinguồncấp

+Khốigiaotiếphồngngoại,nútbấm,khốiđonhiệtđộ(haikênh)vàk h ốichỉthị.TấtcảđềugiaotiếptrựctiếpvớiChipDKML-1

+Khốiđầurađiềukhiểnmáynén,quạtgió,đảocánhgióvàloa tínhiệuthìcótầngđệmcôngsuấttronggiaotiếpvớiChipDKML-1

Sơđồmạchcủabođiềukhiểnđượcmôtảtronghìnhsau:

c Phầnmềm

Phầnmềmnhúngtrongmáyđiềuhoànhiệtđộgiảiquyếtcácnhiệmvụchínhsau:+Giaotiếpvớicácđầuvào,nhậnlệnhvàxửlícáclệnhđó

+Đoc á c t h ô n g s ốnhiệtđ ộ hiệntạiv à s o s á n h vớic á c t h ô n g s ốđặttrướcđểđưaraquyếtđịnhđiềukhiển

+Đođếmđồnghồthờigianthựcdùngchocáclệnhvàquyếtđịnhđiềukhiểntheothờigian

+Cácthuậtđiềukhiểntheocácchếđộđặttrướccủangườidùng

Bốnvấnđểchínhtrênchínhlàcốtlõicủaphầnmềmđiềukhiểnngoàir a còncócácmodulegiaotiếpđầuvàovàđầura,phụcvụchocácđầuthuthậpsốliệuvàovàcácđầuđiềukhiểnra.Cácđầuvàovàrasẽđược

sửlítheoc á c nguyênlíđovàđiềukhiển

Trongcảbốnvấnđềcốtlõicầngiảiquyếtcủaphầnmềmđiềukhiểnthìt a thấytấtcảcácmoduleđóđềucóthểcanthiệpvàotrạngtháihoạtđộngcủa

máy.Chínhvìvậyvấnđềđượcđặtralàtấtcảcácmoduleđóphảicanthiệpđ ượ cvàovấnđềđiềukhiểncácđầuracủahệthống,nhưngkhôngđượcchồngc h é o làmvôhiệuhoánhaucũngnhưkhônglàmrốiloạnđiềukhiển Bên cạnh

đóđểđảmbảosựkịpthờitrongvấnđểđiềukhiển,phảiđượcphânchiacácq u á trìnhcũngnhưxenkẽđểthựchiệnmộtcáchkịpthờicácquátrìnhđó

Vớivấnđềđặtranhưvậy,ýtưởngđượcxâydựnglàcáctrạngtháihoạt

động,điềukhiểnđượcxâydựngquahệthốngcácthanhghixáclậptrạngtháihoạtđộng.Cùngmộtloạtcácthanhghihỗtrợdùngtrongcáctrườnghợplưug i ữtạmthờitrongcáctrạngtháiđiềukhiển

Ngoàiracòncócácthanhghiphụtrợdùngđểbackuptrạngtháicủamộtsốtrạngtháiđiềukhiểnkhácnhautrongcáclệnhtạmthời.vànhiềucácbiếntrạngtháikhácđượcsửdụngkếthợpcho xửlí cácgiảithuậtcủachương

trình

Cácthanhghinàysẽxáclậptrạngtháihoạtđộngcủamáyđểxáclậpcácđầurathôngquacácmoduleđiềukhiểnđầura.Cáclệnhđầuvàocũngc a n thiệptrựctiếplêncác th an h ghi n ày ,v àc ác modulethựchiệncác giải

thuậtđiềukhiểncũngtácđộnglênnó

Phươngphápđonhiệtđộ

xácđịnhnhiệtđộp h ò n g ,kênhcònlạixácđịnhnhiệtđộmặtgiànlạnhđềphònghệthốngphânp hốinhiệttrụctrạc,gâyđóngbăngtrênbềmặtmáy.Nhiệtđộđượcđoquahaicảmbiếnnhiệtđiệntrở.Nênkhixácđịnhđượcgiátrịđiệntrởcủanhiệtđiệnt r ởthìtacũngxácđịnhđượcnhiệtđộbaoquanhnhiệtđiệntrởđó.MộtADCđ ượ cdùngphốihợpvớimộtbộphânkênhsẽgiúpgiảiquyếtvấnđềnày

Nguyên lí: Hai cổngP0.3vàP0.5làhaichâncấpápthamchiếu,khi

đặtlênhainhánhcủamạchmộthiệuđiệnthếthìsẽcómộtdòngchạyquavà

ư ợ ct r ê n por t P 0 1 v à P0 7 t h ì tươngứngs ẽxácđ inhđượcđiệntrởhiệnthờicủathermistor.Nhưvậyhoàntoànxácđịnhđượcnhiệtđộtạicácđiểmđocủacácthermistor.

SaukhicóđượcRthermistortasẽtínhđượcnhiệtđộcủađiểmđodựatrên

đặctínhcủasensor

Loạithermistorđ ư ợ cd ù n g ở d â y l à loạiNTCThermistorE C 9 5 , đ ộnhạylà-4%/0C,độchínhxáccóthểđạtđượclà0.10C,giảiđolà-800C

+1500C.Đểtínhtoánđượcnhiệtđộcầnthiếtcóthểsửdụnghaiphươngphápt r a bảnghoặctínhtoántheocôngthứcSteinHartHart

Với

phươngpháptrabảngthìsẽtốnbộnhớhơntuynhiêntốcđộchorakếtquảnhanhhơn.VớiphươngphápSteinHartHartthìtiếtkiệmbộnhớhơn

⎜

Trongđó T lànhiệtđộthựctếcầntính toán.Rt làđiệntrởđãđo vàtính

4 0 7 1 9 3 5 5 E - 7

Ápd ụngc ô n g thứct r ê n v à b ộh ệs ốđ ãc h o t h ì kếtq u ảt h u đư ợcs ẽchínhlànhiệtđộcầnđo

HộithọaivớiBộđiềukhiểnxahồngngọai

Cảnútbấmvàphầnnhậnlệnhtừbộđiềukhiểnxahồngngọaiđềucótrạngt h á i thườngc a o V ì vậycảh a i đềuc ó t h ểs ửd ụngngắtG P I O dạngf a l l i n g edgeđểnhậndạng.Vớinútbấmthìkhicóngắtfallingedgecủađầuv à o nútbấmthìnósẽxửlílệnhBotton_Power.CanthiệpthanhghilệnhdựngcờbáoBotton_Power.Cũngnhưvậy,đầuthuhồngngoạicũngđượcgiaodiệnq u a ngắtGPI.Tuynhiên,ngắtGPIOmớilàbắtđầucủaquátrinhnhậndạnglệnhtừremotecontrol

Nguyên lí c ủalệnhtừđiềukhiểntừxa:

Nguyênlítrêncóđặcđiểmlà:Nếutasửdụngmộtbộđếmđểđếmđượckhoảnghạthấpcủacácbitvàquiđổitheothờigianthìcóthểxácđịnhđượcbitstart,bit0,bit1,…hơnnữasốbitsốliệusẽchủđộngđượcchứkhônggiớihạnở8bit.Phụthuộctheogiớihạncủatậplệnhđiềukhiển.Doyêucầucủatậplệnhđiềukhiểntrongứngdụngnày,độdàilệnhlà8bitđượclựachọn,8b i t đủđápứngchođộcủatậplệnh

Tuynhiênnếusửlítrựctiếplệnhtrongngắtsẽlàmchongắtquádàivàc ó thểlàmchươngtrìnhtrởnênkhôngổnđịnh.Chínhvìvậycóthểdựngcờ

báolệnhđểchươngtrìnhsửlíngoài

vòngngắt.Nhưngnếuhếtmộtvòngquétchươngtrinhmớixửlícờlệnhthìlạiquá

lâu,cóthểlà cáclệnh chưakịpxửlí

đãbịlệnhkhácchènvào.Đểkhắcphục,modulekiểmtracờlệnhvàxửlílệnhs ẽ

trongchươngtrình.Tăngtínhkịpthờicủavấnđềxửlílệnhlênbằngcáchtăngsốlầnkiểms o á t trongmộtchukìquétcủachươngtrình

TrongquátrinhxửlíngắtchoInfraredtấtcảcácngắtkhác:GPIOInt,RealTimeInt,SleepTimerIntsẽbịkhoávà chỉđượcmởlạikhiđãthựchiện

xongngắtnàyđểtránhtranhchấpngắtgâysailệchsốliệuthuđược.Giátrịmãlệnhthuđượcsẽđượcxửlítrongmodulengoàingắtremote_control()đểt r á n h làmngắtquádài

Đồnghồthờigianthựcvàwatchdog.

Đồnghồthờigianthựcdùngđếmthờigianhệthống.Nguyênlíthựchiệnlàdùngmộtcounterđếmvàdùngngắtcounterđểtănggiátrịthờigian

saumỗilầnngắt.Giátrịthờigianđếmđượcsẽđượcxửlítrongcácmodulec h í n h giảiquyếtvềgiảithuậtxửlíthờigian

NgắtSleepTimercótínhchấtchukìtươngtựkhichọnnóởtầnsố1Hz,tuynhiênkhôngthểsửdụngngắtnàychođồnghồthờigianthựcvớiđộchínhxáccao,vìngắtnàycómứcđộưutiênthấpnhất,dễbịlàmsailệchbởi

cácngắtkhác.TuynhiênđâylàngắtcầnthiếtdùngchoWatchDog.WatchDogsẽtựđộngreseth ệthốngkhivì mộtlídonàođómàhệbịtreo(chươngtrinhlỗi,nhiễuloạn…).Khihệthốngbịtime_outkhoảng3chukì

sleeptimermàkhôngClearWatchDogthìhệthốngsẽautoreset.Đâylàmộttínhchấtcầncóđểhệthốngcóthểchạyổnđịnhmàtránhphiềnphứcnhấtchongườisửdụng

CÁCMODULEĐIỀUKHIỂN

Đènchỉthị,quạtgióvàmáynén

Cácđènchỉt h ịc ó c ô n g suấtn h ỏn ê n đ ư ợ cđiềukhiểntrựctiếpmàk h ô n gcầnsửdụngtớitầngđệmcôngsuất.Tuynhiên,đènđượctreoởmứcthườngcaochonênđểbậtđèntacầnđưachânđiềukhiểnvềmứcthấp.Điềukhiểntheomứclogícngược.ƯuđiểmcủaphươngthiếtkếmạchđiềukhiểnthườngcaolàgiảmtảichocácchânđiềukhiểncủaC.Đầurachỉtiêucôngsuấtkhichânđiềukhiểnhạxuốngmứcthấp,chínhvìvậygiảmtảichoC,nếutrongtrườnghợpcôngsuấttiêuhaokhimứcđiềukhiểncaothìcóthểxảyratrườnghợpmứcápduytrìkhôngđủ,nonápkhiđầuracầnmộtcôngsuấttươngđối.Tuynhiên,điêuđóchỉcóýnghĩakhicầngiaotiêpngoàivớimứclogiccầnổnđịnh,vàvớicácCcócôngsuấttảitrêncácchânkhôngđượctốt.ĐốivớiPSoCcũngnhưtrongtrườnghợpđiềukhiểnLEDchỉthịt h ì điềunàykhôngcónhiềuýnghĩavìcôngsuấttảicủaPSoCrấttốtcũngn h ưmứclogicđốivớiLEDlàkhôngquantrọng

Cácđầurađiềukhiểnrelayđóngcắtđộngcơquạtgióvàđộngcơnénđ òih ỏic ô

n g suấtđiềukhiểnlớnhơn,c h í n h v ì vậycầnc ó tầngđệmcô ng suất

ĐệmcôngsuấtởđâysửdùngICULN2003,ICnàycóthểchịudòngtới5 0

0 mA,đầur a đảo(hìnhvẽ).D o đ ómặcdùc á c relaycũngđ ư ợ ct r e o thườngcaonhưnglạiđượcđiềukhiểntheomứclogicthôngthường,mứccaos ẽđóngrelay

CảđộngcơnénvàđộngcơquạtgióđềulàloạiđộngcơAC.Độngcơn é n chỉcómộtcấpđộduynhấttuynhiênđộngcơquạtgiócó3cấpđộkhác

nhau.Cóthểthayđổiđượctốcđộnhờ3cấpđộđócósốvòngdâykhácnhau.Nêncầnđiềukhiển4trạngtháichomáynénvàquạtgió.Cầnđảmbảocácr e l a y điềukhiểnđộngcơquạtgiókhôngđượccùngđóngnhiềuhơn1trạng

thái.Độngcơmáynéncầnđượcchúývìnóítthayđổitrạngtháihơnquạtgiónhưngkhôngđượckhởiđộngnhiềulầnvớithờigianquángắnvìcóthểlàmtăngáptrongmáynéngâynguyhiểm

Độngcơđảocánhgió

Độngcơđảocánhgiólàloạiđộngcơbước(SteppingMotor).VớiđộngcơbướccóthểsửdụngnhữngICđiềukhiểnđộngcơtíchhợpsẵnđểđiềukhiểnhoặctựxâydựngmộtchươngtrinhđiềukhiển.Tuynhiênnếukhông

cóICchuyêntráchthìđâysẽlàmộtquátrìnhđiềukhiểnchiếmnhiềuthờig i a n củaCPUnhất.Điềukhiểnđộngcơbướclàsựđiềukhiểnphốihợpc á c phaA,B,C,Dsao

c h o đ ộ ngcơq u a y , c ó chiềuv à t ốcđ ộ n h ưt a mong

Phươngp h á p điềukhiểnđ ộ ngcơbướcở đ âyt h e o n g u y ê n l ý h a l fsteppingđượcmôtảtheobảngsau:

Chươngtr ì n h điềukhiểnđ ộ ngcơ:đảoc á n h g i ó đ ư ợ cđiềukhiểnt h e o phươngpháptrênlàphươngphápcónhiềuưuđiểmnhất.Vớichươngtrìnhđiềukhiểnthựchiệnchocảhaichiềuxuôivàngượcchiềukimđồnghồ.

Cầnxửlíthêmviệcngắttoànbộphacủađộngcơkhirakhỏimodule

điềukhiểnđểtránhbịnóngđộngcơ.Doquátrìnhđảocánhgiólàquátrìnhkéodàivàliêntụcnênquátrìnhnàyđượcchianhỏvàxửlítừngphầnnhỏtrongcảchukìvòngquét,đồngthờiphảilưulạithôngtinvềvịtrívàhướngq u a y cholầnhoạtđộngtiếptheo

Modulexửlýthờigian

Modulexửlíthờigiandùngcậpnhậtthờigian,xửlícáckhoảngthờig i a n hẹngiờbậttắt,xửlíkhoảngthờigianbắtđầubậtmáyvàthờigianbắt

đầutắtmáyphụcvụchovấnđềgiảiquyếtcácthuậttoánbật/

tắtmáy.Cậpnhậtthờigianhệthốngđểphụcvụcácmodulekhác.Tuỳtheotrạngtháicủa

nhậtkhácnhau.Dựavàođócóthểchiarahaidạngcậpthờigiankhiđangbậtmáyvàkhiđangtắtmáy

CácchếđộcủaquạtgiósẽđượcđiềukhiểnquamodulechuyêntráchF a nMode.Modulenàykiểmtrathanhghixácđịnhcácchếđộđặtcủaquạtg i ó từđóđưaraquyếtđịnhđiềukhiển.

Chếđộoscilation

Oscilationlàchứcnăngthựchiệnviệcđảocánhgió

Cửagióđượcchiara6vịtrí.Vịtríđónghết,mởhếtvà4vịtrítrunggian.Khitắtmàycánhgióluônởvịtríđónghết.Cánhđảogióđượcđiềukhiểnở3chếđộvàtheocácvịtrítrên:

giósẽđảoképcácvịtrí.Saukhicánhgióđượcmởrakhỏivịtríđónghếtsẽđảotheotrìnhtự:từvịtrí1lên3,xuống2,lên4,xuống3,lên5,sauđótrongquátrìnhxuốngsẽđảongượclạicũngn h ưvậy.Nhưvậytrongmộtquátrìnhlênhoặcxuốngmỗivịtríthườngđượcđảoqua2lầntạoranhữngluồnggiócócườngđộthayđổinhưgiótrờichứk h ô n

g rảiđềunhưởchếđộliêntục.Cánhgiósẽđảotheochukì3phútchạy,1 phútdừng

 CONTINUOUS:Ởchếđộnàycánhgiósẽđảođềuvàliêntụctừtrênxuốngdướitừvịtrí1lên5vàngượclại

 STOP:Khinhậnđượclệnhnày,cánhđảogiósẽdừngở1trong5vịtrígầnnhấttuỳthuộctheoquátrinhđangđảolênhayxuống

CácmoduleA u t o , c o n t i n u o u s đềuđ ư ợ cviếtt h e o c á c h c h i a nhỏq u átrìnhmàk h ô n g thựchiệnhếttr o n g mộtc h u k ì q u é t củachươngtrì nh C ác th ô

n g sốsẽđượclưulạicholầnhoạtđộngtiếptheocủamoduleđó,hoặcsẽchuyểntiếpchocácchếđộoscilationkhácmộtcáchchuẩnxác,khônggâysailệch.Cácquátrìnhởđâyđềuđượcchianhỏthành8phần.Tứclàcầnthựchiện8modulenàylầnmớihết1chukìchuyểnđộngcủacánhđảogió

Nóichungchứcnăngcủahaimoduleđảocánhtựđộngvàliêntụcgầng i ốngnhau.Tuynhiênchếđộtựđộngphứctậphơnđôichútvàđòihỏithờigianđiềukhiểnnhiềuhơn.VớilệnhStopcánhđảogiósẽdừngở1trong5điểmgầnnhấtkhinhậnđượclệnhdừngđảocánhgió

 AUTO:Ởchếđộnàynhiệtđộcàiđặtmặcđịnhlà240Ccóthểđiềuchỉnhlạinhiệtđộtrênremotecontrol.Độngcơđảocánhgióvàđộngcơquạtgiócóthểchạyởmọichếđộtheoyêucầucủangườidùng

+Quạtgió:Auto–high–medium–low

Máysẽchạytheochu kìchạy15phútnghỉ3 phútcholầnđầutiên,sau

đómáysẽchạy3phútnghỉ3phút

 COOL:Ởchếđộnàynhiệtđộđượcđặttheoyêucầutừremotecontrol,Quạtgióvàcánhgióchạyởmọichếđộtheođiềukhiểncủangườisửd ụng

+Nhiệtđộđượccàiđặt180C–300C

+Quạtgió:Auto–high–medium–low

+Cánhgió:Auto–Continuous–Stop

 DRY:Ởchếđộlàmkhô,máychạy15phút,sauđóngừng5phút,cáclầntiếptheosẽchạytheochukìchạy4phút,dừng4phút

vàomáythìphảisau3phútmớiđượckhởiđộngmáynén.Modulenàycũngx ửlícáctrạngtháiđiềukhiểnthôngquahệthốngcácthanhghicờđãthiếtlập

cho

cáctrạngtháihoạtđộng.Đồngthờinócũngxửlíkếthợpcảvớithờigianh ệthốngvàliênquantớicácmodulexửlíOn/

Offvàcácmodulecậpnhậtthờigian,BêncạnhđónócònxửlícảcáctrạngtháicủacờSPEEDvà

OSCILATIONtrongmộtsốchứcnăngcủachếđộ,mứcđộliênquantớicáctrạngtháicủahệthốnglàlớn,nhiềumoduleliênđớivàcùngcanthiệpnênk h á phứctạp

Xửlýnhiệtđộ

Modulexửlínhiệtđộnhằmkhốngchế,kiểmsoátnhiệtđộmôitrườngl u ô n nằmtronggiảinhiệtđộchophép,khôngđểnhiệtđộphòngxuốngdưới

mứcyêucầu.Modulenàysẽcóquyềntắthoặcbậtmáynén,tuynhiêncũngk h ô n gđượcphépbậtmáytrởlạikhimáyđangnằmtrongchếđộdừnghoạtđộngcủacácmodulekhác.Chínhvìvậykhimodulenàybậtmáynéntrởlại

thìcũngphảicócờbáotrạngtháikhôngcấmcủachếđộRunMode

Mộtđiểmcânl ưuý củamodulen à y đ ól à phảic ó mộtdảinhiệtt r ễt r o n g lệnh.TứclàkhicónhiệtđộđặtlàTđặtt h ìcầnthiếtcómộtđộtrễDeltađ ể khi:

Tphòng<TđặtDelta:Ralệnhtắtmáynén.Tphòng>Tđặt+ Delta:

-Ralệnhbậtmáynén

Cầnphảichọnđ ư ợ cmộtg i á t r ịD e l t a t h í c h hợpđ ể t r á n h xảyr a hiệntượngdaođộngquanhđiểmnhiệtđộđặt.Nhiệtđộphònglàmộtđốitượngcó

độquántínhlớnchínhvìvậyphảicóDeltahợplímớicóđượcmứcnhiệtđộđảmbảot r

o n g t o à n b ộmôitrường.VàDeltacầnphảihợpl í đ ể t r á n h hiệntượngđ óngcắtq u á

n h a n h l à m h ỏngđ ộ ngcơcũngn h ưc ó t h ểg â y tăngá p trongbộphậnnéngâynguyhiểm.Modulenàycũngkhốngchếcảkênhđonhiệtđộgiànlạnh,khinhiệtđộgiànlạnhxuốngquáthấpvàkhôngtảnnhiệtk ịpthìmáynéncũngsẽđượcngắt

Phầnmềmxửlýlệnhtừbộđiềukhiểnxa

mãlệnhđãnhậnđượctừđầuthuhồngngoạiđồngthờikết hợpxửlítrựctiếpmộtsốmodule lệnhđơn giảnkhácnhư

EconomyhoặcMightiness…

Vềcơbảnmodulenàysẽcanthiệpvàocácthanhghitrạngtháiđểxácđ ịnhhoạtđộngcủahệthốngdựatrênmãlệnhnhậnđược.Sauđóbáotínhiệuâ m thanhxácnhậnvàđiềukhiểnLEDhiểnthịchomộtsốlệnh.Vềthuậttoáncủachươngtrìnhthìkhôngcó

thíchhợpđểxácđinhgiátrịchocácthanhghitrạngthái.VớicấutrúclệnhchủyếulàcấutrúcrẽnhánhSWITCHCASE

Bộlệnhcóđộdàidữliệu8bít,đượcthiếtlậpvớimãlệnhtừ139làcáclệnhthôngthường.Trên128làgiátrịthờigiancủabộhẹngiừmởmáy.Vớibitsố8(MSB)đầutiênđểbáosốliệuthờigiancủabộhẹngiờbậtđượctruyền.5bittiếptheoxácđịnhgiátrịgiờ,phạmvitừ023,settừnggiờmột.2 bítcònlạixácđịnhphút,phạmvi045,đặt15phútmột

CHƯƠNG TRÌNH CHÍNH VÀ MỘTSỐMODULE KHỞIĐỘNG

Chươngt r ì n h c h í n h l à modulet ổnghợpnhấtcủachươngt r ì n h điềukhiển,nóxácđịnhýtưởngchungnhấtcủachươngtrìnhđiềukhiển

cácmodulexửlíthuậtto á n điềukhiển,lúcnàyđểđưamáyvàotrạngtháihoạtđộngcầnthêmmộts ốmodulekhởiđộngphụtrợ.ModuleTurnOndùngđểkhởiđộngmáyhoàn

toàn,khởitạocácthiếtlậpphầncứng,khởitạothiếtlậpmềmbáomáybắtđầuhoạtđộngvàdựngcờbáochomodulerunmode,bậtcácđènbáochếđộv à đưamáy

vềchếđộcuốicùngcủalầnhoạtđộngtrước,đưacánhgióvàovị

tríbắtđầuhoạtđộng.Vịtríbắtđầuhoạtđộngcủacánhgiólàvịtrícuốicùngcủalầnhoạtđộngtrước,hoặcvịtrímặcđịnhnếulàlầnđầutiênchạymáy.M o d u l e TurnOffthìngượclại,dừngcácmodulecứngkhôngcầnthiếttrong

chếđộnghỉ,lưulạicácgiátrịtrạngtháicầnthiếtvàtắtcácđộngcơ,đóngc á n h gió,tắtđènbáochếđộ…

Chươngt r ì n h c h í n h h o à n t o à n c ó t i n h chấtt ổnghợp,chủyếunhằmmụcđichquétquatoànbộcácmoduleđiềukhiểntrongmộtchukìhoạtđộngcủa

phầnmềm.Chínhvìvậy

chươngtrìnhchínhcotínhchấtrấtcompactnhỏg ọn:S ựk h á c n h a u c h ủyếucủahaichếđ ộ chạyR U N (Emergency)v à RemoteC o n t r o l l à Emergencys ẽđ ư ợ cthiếtlậpmặcđ ị nht h e o c h ếđ ộ t ựđ ộ ngvìngườisửdụngkhôngthểđặtcácthôngs