Giáo trình nghiên cứu phần mềm ứng dụng lập trình trong dây chuyền chăm sóc cây trồng p7

Tham khảo tài liệu ''giáo trình nghiên cứu phần mềm ứng dụng lập trình trong dây chuyền chăm sóc cây trồng p7'', công nghệ thông tin, kỹ thuật lập trình phục vụ nhu cầu học tập, nghiên cứu và làm việc hiệu quả

§å ¸n tèt nghiƯp Ngun Th¸i Häc - Líp T§H 46 Hình -5: Sơ đồ khối hệ thống tơng tự PSoC ã Những ngoại vi đợc tạo khối PSoC tơng tự x Các khếch đại a Bộ khếch đại INSAMP - Instrumentation Amplifier - Độ khuếch đại lập trình từ - 16 lên tới 93 cấu trúc KĐTT - Trở kháng vi sai đầu vào cao - Một đầu - Có thể lựa chọn cấu trúc hai ba KĐTT Hình - 6: Sơ đồ nguyên lý khuếch đại INSAMP b Bộ khuếch đại đảo AMPINV - Inverting Amplifier Khoa Cơ Điện - 67 - Trờng ĐHNN I - H Nội Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Thái Học - Lớp TĐH 46 Hình - 7:Sơ đồ nguyên lý khuếch đại đảo - Độ khuếch đại lập trình từ với 18 cấp, độ khuếch đại tối đa -47 - Một đầu đơn đợc tham chiếu đất Analog c Bộ khuếch đại không đảo PGA - Programmable Gain Amplifier - Độ khuếch đại lập trình từ với 33 cấp, độ khuếch đại tối đa 48 - Một đầu đơn với điện áp tham chiếu lựa chọn - Trở kháng đầu vào cao Module PGA module KĐTT dựa khuếch đại không đảo, độ khuếch đại với độ khuếch đại lập trình đợc Bộ khuếch đại có trở kháng đầu vào cao, băng thông rộng điện áp tham chiếu lựa chọn đợc Hình - 8: Sơ đồ nguyên lý khuếch đại không đảo PGA x Các chuyển đổi tơng tù sang sè - ADC a ADCINC12 - 12 bit Incremental ADC - Độ phân giải 12 bit, bù - Tốc độ lấy mẫu: 7,8 - 480 mẫu/giây - Dải đầu vào: AGND V ref Khoa Cơ Điện - 68 - Trờng ĐHNN I - H Nội Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Thái Học - Lớp TĐH 46 - Hỗ trợ chế độ bình thờng chế độ khử hài bậc cao - Xung nhịp bên bên Hình 3-9: Sơ đồ nguyên lý chuyển đổi ADC 12-bit Incremental b ADCINCVR - to 13 bit Variable Resolution Incremental ADC - Độ phân giải - 13 bit, bï - Tèc ®é lÊy mÉu: - 10000 mẫu/giây - Dải đầu vào: VSS -VDD - Xung nhịp bên bên Hình 3-10: Sơ ®å nguyªn lý bé ADCINCVR c DELSIG8 - bit Deltal Sigma ADC - Độ phân giải bit, bù - Tốc độ lấy mẫu: 32K mẫu/giây - Dải đầu vào: đợc định nghĩa lựa chọn tham chiếu - Xung nhịp bên bên DELSIG8 biến đổi A/D có kiểu tích phân hàng đợi, cần phải có 127 Khoa Cơ Điện - 69 - Trờng ĐHNN I - H Nội Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Thái Học - Lớp TĐH 46 chu kỳ tích phân để có đợc mẫu đầu Hình 3-11: Sơ đồ nguyên lý bé ADC DelSig8 d DUALADC - Hai bé ADCINCVR kÕt hợp với để tạo ADC kép e TRIADC - Ba ADCINCVR kết hợp với để t¹o ba bé ADC f SAR6 - bit Successive Apropximation Register - Độ phân giải bit - Sư dơng nhÊt mét khèi PSoC t−¬ng tù - Thời gian chuyển đổi tiêu biểu 25ms - Giao diện lập trình ứng dụng API đợc tối u để đơn giản sử dụng Hình: 3-12 Sơ đồ nguyên lý API Ngoài khối PSoC số coa chuyển đổi DAC, lọc, lựa chọn MUX x Những User Module đợc bổ xung Khoa Cơ Điện - 70 - Trờng ĐHNN I - H Nội Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Thái Học - Lớp TĐH 46 a Module Hiển thị Tinh thể lỏng - LCD - Sư dơng giao thøc theo tiªu chn công nghiệp HITACHI HD44780 - Chỉ yêu cầu sử dụng chân I/O cổng vào - Các hàm hỗ trợ việc in xâu ký tự RAM ROM - Các hàm hỗ trợ việc in số - Các hàm hỗ trợ việc in đồ họa theo chiều ngang chiều dọc Module LCD tập th viện chơng trình để ghi xâu ký tự định dạng số theo chuẩn chung hai bốn hàng, đồ họa ngang dọc đợc hỗ trợ cách sử dụng đặc điểm đồ họa hay ký tự Module LCD Module đợc phát triển đặc biệt dành riêng cho chuẩn công nghiệp Hitachi HD44780 hai hµng 16 ký tù, nh−ng vÉn sÏ lµm việc cho nhiều hiển thị hàng khác Th viện sử dụng chế độ giao diện 4-bit để tiết kiệm chân vào cho chíp Hình: 3-13 Sơ đồ chân LCD b Module Truyền thông I2C - Giao diƯn theo chn c«ng nghiƯp I2C cđa h·ng Philips - Vận hành chế độ Master Slave, có khả hỗ trợ nhiều Master Khoa Cơ Điện - 71 - Tr−êng §HNN I - Hμ Néi §å ¸n tèt nghiƯp Ngun Th¸i Häc - Líp T§H 46 Hình: 3-14 Sơ đồ nguyên lý I2C - Chỉ sử dụng chân (SDA SCL) để giao tiếp với Bus I2C - Tốc độ liệu chuẩn 100/400 kBit/s, hỗ trợ 50 kbit/s - API xây dựng sẵn khiến cho việc lập trình trở nên dễ dàng - Chế độ bit địa chỉ, hỗ trợ đến 10 bit địa Module I2CHW bổ sung thiết bị I2C dới dạng phần mềm nhúng, bus I2C chuẩn công nghiệp, giao diện phần cứng có hai dây, đợc phát triển hÃng Philip Master khởi tạo tất thao tác truyền thông lên bus I2C cung cấp xung nhịp cho tất thiết bị Slave Module I2CHW hỗ trợ chế độ chuẩn với tốc độ lên tới 400 kbit/s Module không cần sử dụng khối PSoC Nó tơng thích với thiết bị Slave khác bus c Module E2PROM - Hoạt động theo nguyên tắc EEPROM có ®Þnh h íng byte - Cã cÊu tróc ®Þnh h−íng theo khèi - Sư dơng bé nhí hiƯu qu¶ Module E2PROM giả lập nhớ EEPROM nhớ Flash PSoC E2PROM đợc định nghĩa điểm bắt đầu đờng biên khối Flash nào, với byte độ dài từ phần d lại nhớ Flash API cho phép ngời sử dụng đọc viết từ N byte lần đọc Module kỹ thuật phần mỊm cïng víi phÇn cøng Flash cho ROM cđa chÝp nên không chiếm tài Khoa Cơ §iÖn - 72 - Tr−êng §HNN I - Hμ Néi §å ¸n tèt nghiƯp Ngun Th¸i Häc - Líp T§H 46 nguyên phần cứng thiết bị PSoC Bộ nhớ Flash thiết bị PSoC đợc tổ chức dới dạng 256 khối 64 byte thiết bị 16 K Kü tht Flash cđa PSoC cho phÐp ®äc tõng byte d÷ liƯu bé nhí Flash, nh−ng viÕt lại yêu cầu phải viết 64 byte lúc Vùng lu trữ E2PROM phải bắt đầu đờng biên khối nhớ Flash bao gồm nhiều byte Sử dụng hàm API E2Read() E2Write() để đọc ghi liệu Hàm E2Read() API đọc nhớ Flash cách sử dụng lệnh ROMX M8C Lệnh cho phép đọc nhớ Flash theo byte cách có hiệu Nó yêu cầu sử dụng byte ci cïng cđa RAM, tõ 0xF8 0xFF Hµm E2Write() cđa API ghi d÷ liƯu cđa bé nhí Flash theo tõng khối, dựa địa đầu không gian nhớ E2PROM, hàm E2Write() phân tích liệu đợc viết thành nhiều phần dựa theo đờng biên khối, yêu cầu sử dụng byte cuối RAM từ 0xF8 0xFF 3.4 Phần mềm phát triển PSoC Designer 4.2 PSoC Designer phần mềm phát triển hỗ trợ ngời thiết kế việc cấu hình phần cứng lập trình phần mềm cho chip PSoC máy PC thông thờng sau nạp vào chip qua Kit ICE Do điều kiện làm đồ án Kit ICE dùng MiniDevelopment Kit để nạp chơng trình vào chip Mọi hỗ trợ kỹ thuật phần mềm miễn phí đợc cung cấp trang chũ hÃng sản xuất Cypress: http://www.cypressmicro.com/ http://www.cypress.com/ 3.4.1 Cấu trúc PSoC Designer Phần mềm PSoC Designer đợc chia làm phần chính: * Device Editor - Trình soạn thảo cấu hình chip * Application Editor - Trình soạn thảo ứng dụng Khoa Cơ §iÖn - 73 - Tr−êng §HNN I - Hμ Néi §å ¸n tèt nghiƯp Ngun Th¸i Häc - Líp T§H 46 * Debugger - Trình gỡ rối 3.4.2 Các kiểu file đuôi mở rộng Khi bạn tạo dự ¸n th× mét th− mơc gèc víi th− mơc đợc tạo vị trí mà bạn định trớc Tên th mục gốc lấy theo tên dự án, tên th mục lib(Librarian), obj(Objects), output(chøa file n¹p xuèng chip) 3.4.3 T¹o mét dự án PSoC Deisigner a Tạo dự án hoàn toàn Ban đầu để chạy PSoC Designer việc kích đúp vào biểu tợng PSoC Designer.exe Khi để cấu hình cho chip chức mong muốn trớc hết ta phải tạo th mục cho dự án để chứa tệp dự án Sau chạy chơng trình xuất cửa sổ Start, ta kích vào nút Start New Project để tạo dự án Hình 3-15: Cửa sổ khởi động chơng trình Khi đà nhấn vào nút Start New Project hình xuất hiƯn cưa sỉ New Project Khi ®ã ta chØ viƯc đánh tên dự án vào phần New Khoa Cơ §iÖn - 74 - Tr−êng §HNN I - Hμ Néi §å ¸n tèt nghiƯp Ngun Th¸i Häc - Líp T§H 46 Project name định vị cho dự án mục New Project location cách gõ đờng truyền nhấn nút Browse Hình 3-15: Cửa sổ khởi tạo chơng trình Khi thực xong nhấn vào nút Next Khi xuất hộp thoại Creat New Project Trong phÇn Family ta chän hä chip, phần Part ta chọn loại chip thích hợp họ chip Trong phần Generate Main file using ta chọn ngô ngữ lập trình C hay Assembly Sau hoàn tất nhấn nút Finish để kết thúc ta đà tạo dự án hoàn toàn b Tạo dự án dựa thiết kế có sẵn Ta tạo dự án dựa thiết kế đà đợc xuất thành file Một cấu hình nạp lại bao gồm hay nhiều User Module đà đợc sử dụng với thông số xác định Tính giúp bạn sử dụng lại tham số cấu hình trớc hiệu tiết kiệm thời gian Khi bạn tiến hành bớc sau: Bắt đầu bạn tiến hành nh tạo dự án hoàn toàn nhng hộp thoại New Project bạn chän Designe - Based Project phÇn Select Method NhËp tên cho dự án định vị nơi lugiữ dự ¸n Chän Next ®ã sÏ xt hiƯn hép thoại hỏi bạn có muốn tạo th Khoa Cơ §iÖn - 75 - Tr−êng §HNN I - Hμ Néi §å ¸n tèt nghiƯp Ngun Th¸i Häc - Líp T§H 46 mục cho dự án với tên hay không? chọn Yes Trong hộp thoại Designed Based Project chọn Designed Brows để link đến dự án đà có sẵn mà ta muốn chép lại dự án Khi bạn thay đổi đợc họ chip điều khiển ngôn ngữ lập trình cách vào phần Select Base Part Hình 3-16: Cửa sổ khởi tạo chơng trình theo thiết kế đà có sẵn Sau nhấn nút finish để hoàn tất công việc bạn đà tạo dự án dựa thiết kế đà có sẵn 3.4.4 Trình soạn thảo cấu hình chip - Device Editor Lùa chän User Module Lùa chän User Module cho ứng dụng bạn bớc cần phải làm để cấu hình cho chip Một User Module chức đợc cấu hình trớc làm nh ngoại vi chip Để truy nhập vào Device Editor, nhấn nút PSoC Designed sÏ më chÕ ®é lùa chän User Module Khi tuỳ thuộc vào chức Module yêu cầu toán điều khiển bạn mà bạn gọi Module cách nhấn đúp vào Module cần lựa chọn Khoa Cơ Điện - 76 - Trờng ĐHNN I - H Nội Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Thái Học - Lớp TĐH 46 Hình 3-17: Cửa sổ thiết lập phần cứng chơng trình Sau đà lựa chọn User Module cần thiết ta chuyển sang chế độ Interconnection View cách nhấn nút Cách đặt User Module Khi muốn sử dụng User Module ta phải đặt vào khối tài nguyên chip cách: ế Click đơn vào User Module đợc lựa chọn, Module đợc chọn có khối chức năng(hoặc hai khối tuỳ thuộc vào cấu hình Module đó) sáng lên ế Ta nhấn vào nút Next Allowed Placement sang vị trí hợp lý cuối bạn nhấn nút để chuyển khung sáng để định vị khối chức Module ế Nếu muốn gỡ bỏ User Module cần chọn User Module nhấn chuột phải chọn vào nút Unplace Một số User Module không sử dụng đến khối tài nguyên nh LCD, I2C không cần định vị Chọn thông số cho chip Khoa Cơ Điện - 77 - Trờng ĐHNN I - H Néi ... yêu cầu sử dụng byte ci cïng cđa RAM tõ 0xF8 0xFF 3.4 PhÇn mỊm phát triển PSoC Designer 4.2 PSoC Designer phần mềm phát triển hỗ trợ ngời thiết kế việc cấu hình phần cứng lập trình phần mềm cho... tróc cđa PSoC Designer Phần mềm PSoC Designer đợc chia làm phần chính: * Device Editor - Trình soạn thảo cấu hình chip * Application Editor - Trình soạn thảo ứng dụng Khoa Cơ Điện - 73 - Trờng... khởi tạo chơng trình Khi thực xong nhấn vào nút Next Khi xuất hộp thoại Creat New Project Trong phần Family ta chọn họ chip, phần Part ta chọn loại chip thích hợp họ chip Trong phần Generate Main