Ưu điểm của giải pháp sử dụng module công suất tích hợp
Chương 16: Thiết kế mạch điều khiển
Trong đề tài này em xử dụng chíp PSoC cho việc điều chế tín hiệu sin PWM. PSoC là từ viết tắt của cụm từ tiếng anh Programmable System on Chip, nghĩa là hệ thống khả trình trên một chíp. Các chíp chế tạo theo công nghệ PSoC cho phép thay đổi được cấu hình đơn giản bằng cách gán chức năng cho các khối tài nguyên có sẵn trên chíp. Hơn nữa nó còn có thể kết nối tương đối mềm dẻo các khối chức năng với nhau hoặc giữa các khối chức năng với các cổng vào ra. Chính vì vậy mà PSoC có thể thay thế cho rất nhiều chức năng nền của một hệ thống cơ bản chỉ bằng một chíp đơn. Thành phần của chip PSoC bao gồm các khối ngoại vi số và tương tự có thể cấu hình được, một bộ xử lý 8 bit, bộ nhớ chương trình (EEPROM) có thể lập trình được và bộ nhớ RAM khá lớn. Việc cấu hình cho chip như thế nào là tùy thuộc vào người lập trình thông qua một số thư viện chuẩn. Người lập trình thiếp lập cấu hình trên chíp chỉ đơn giản bằng cách muốn chip có những chức năng gì thì kéo chức năng đó và thả vào khối tài nguyên số hoặc tương tự, hoặc cả hai tùy theo từng chức năng (phương pháp lập trình kéo thả). Việc thiết lập ngắt trên chân nào, loại ngắt là gì, các chân vào ra được hoạt động ở chế độ như thế nào đều tùy thuộc vào việc thiết lập của người lập trình khi thiết kế và lập trình cho PSoC. Với khả năng đặt cấu hình mãnh mẽ này, một thiết bị điều
khiển, đo lường có thể gói gọn trên một chíp duy nhất. Chình vì lý do đó, hãng Cypress MicroSystems đã không gọi sản phẩm của mình là vi điều khiển (μC) như truyền thống, mà gọi là “thiết bị PSoC” (PSoC device), và họ hy vọng rằng với khả năng đặt cấu hình mạnh mẽ, người sử dụng sẽ có được những thiết bị điều khiển, thiết bị đo có giá rẻ, kích thước nhỏ gọn và sản phẩm PSoC của ho sẽ thay thế được hầu hết các thiết bị dựa trên vi xử lý hoặc vi điều khiển đã có từ trước đến nay.
Chíp PSoC (CY8C29Xxxx) cung cấp:
- Bộ vi xử lý cấu trúc Harvard
o Tốc độ vi xử lý lên đến 24MHz
o Lệnh nhõn 8 bit ì 8 bit, thanh ghi tớch lũy là 32 bit o Hoạt động ở tốc độ cao mà năng lượng tiêu hao ít o Dải điện áp hoạt động từ 3.0 đến 5.25V
o Điện áp hoạt động có thể giảm xuống 1.0V sử dụng chế độ kích điện áp
o Hoạt động trong dải nhiệt độ -40oC đến 85oC
- Các khối ngoại vi có thể được sử dụng độc lập hoặc kết hợp o 12 khối ngoại vi tương tự có thể được thiết lập để làm
các nhiệm vụ sau:
Các bộ ADC lên đến 14 bit
Các bộ DAC lên đến 9 bit
Các bộ khuếch đại có thể lập trình hệ số khuếc đại
Các bộ lọc và các bộ so sánh có thể lập trình được o 8 khối ngoại vi số có thể được thiết lập để làm các
nhiệm vụ:
Các bộ định thời đa chức năng, đếm sự kiện, đồng hồ thời gian thực, bộ điều chế độ rộng xung có và không có dải an toàn (deadband)
Các module kiểm tra lỗi (CRC module)
Hai bộ truyền thông nối tiếp không đồng bộ hai chiều
Các bộ truyền thông SPI Master hoặc Slave có thể cấu hình được
Có thể kết nối với tất cả các chân vào ra - Bộ nhớ linh hoạt trên chip
o Không gian bộ nhớ chương trình Flash từ 4K đến 16K, phụ thuộc vào từng loại chíp với chu kỳ ghi xóa cho bộ nhớ Flash là 50.000 lần
o Không gian bộ nhớ RAM là 256 ký tự
o Chíp có thể lập trình thông qua chuẩn nối tiếp (ISSP) o Bộ nhớ Flash có thể được nâng cấp từng phần
o Chế độ bảo mật đa năng, tin cậy
o Có thể tạo được không gian bộ nhớ Flash trên chip lên tới 2,034 byte
- Có thể lập trình được cấu hình cho từng chân của chip
o Các chân vào ra ba trạng thái sử dụng Trigger Schmitt o Đầu ra logic có thể cung cấp dòng 25mA với điện trở
treo cao hoặc thấp bên trong
o Thay đổi được ngắt trên từng chân
o Đường ra tương tự có thể cung cấp dòng tới 40mA
o Đường ra đa chức năng có từ 6 đến 44 chân tùy thuộc vào từng chip
- Xung nhịp của chip có thể lập trình được
o Bộ tạo dao động 24/48MHz ở bên trong (độ chính xác là 2,5%, không cần thiết bị ngoài)
o Có thể lựa chọn bộ dao động ngoài lên tới 24MHz o Bộ tạo dong động thạch anh 32,768kHz bên trong
o Bộ tạo dao động tốc độ thấp bên trong sử dụng cho Watchdog và Sleep
- Ngoại vi được thiết lập sẵn
o Bộ định thời Watchdog và Sleep phục vụ chế độ an toàn và chế độ nghỉ
o Module truyền thông I2C Master và I2C Slave tốc độ tới 400kHz
o Module phát hiện điện áp thấp được cấu hình bởi người sử dụng
- Công cụ phát triển
o Phầm mềm phát triển miễn phí (PSoCMTM Designer)
o Bộ lập trình và bộ mô phỏng với đầy đủ chức năng o Mô phỏng ở tốc đô cao
Hình (1-9): Sơ đồ khối bên trong của chip PSoC