thiết kế khối điều khiển
5.1. Thiết kế phần cứng khối điều khiển 1 Sơ l−ợc về phần cứng khối điều khiển
5.1.1. Sơ l−ợc về phần cứng khối điều khiển
Về cơ bản, phần cứng khối điều khiển của bộ biến tần hoạt động theo nguyên lý ĐCVTKG bao gồm hai khâu chính:
• Phần điện tử điều khiển/điều chỉnh chứa vi xử lý.
• Phần ghép nối công nghệ (gồm các phần tử đo l−ờng, ĐCVTKG ... ) Hình 5.1 minh hoạ sơ đồ cấu trúc cơ bản của phần cứng trong quá trình phát triển phần mềm. Thông th−ờng, các phần tử của khâu ghép nối công nghệ đ−ợc cài xen vào trong không gian nhớ của VXL d−ới những địa chỉ xác định và do đó chúng đ−ợc VXL xâm nhập đọc/ghi nh− mọi ô nhớ thông th−ờng. Bộ nhớ số liệu là loại đọc và ghi đ−ợc (RAM), đ−ợc ký hiệu là DRAM. Khi thiết bị ch−a hoàn thiện và đang trong giai đoạn phát triển, hệ th−ờng dùng RAM để l−u giữ ch−ơng trình, gọi là PRAM. Việc dùng PRAM cho phép thay đổi ch−ơng trình một cách nhanh chóng, điều không tránh khỏi ở giai đoạn này. Về sau, khi phần mềm đã ổn định, thiết bị đã hoàn thiện, ta có thể thay PRAM
bằng ROM (loại chỉ đọc đ−ợc). Linh hoạt hơn nữa, ta có thể dùng EPROM
thay cho PRAM, phòng lúc cần thiết có thể xoá đi nạp lại.
Ghép tuần tự Máy nạp EPROM PC Cài phần mềm phát triển àP PRAM DRAM Bus hệ t hống ICE ĐCVTKG ADC ω UMC
VXL 16/32 bit Ghép nối công nghệ ADC ta tb tc ia ib
Công cụ phát triển Vi điều khiển 16/32 bit Hình 5.1. Cấu trúc của khối điều khiển
Việc nạp mã ch−ơng trình cho EPROM đ−ợc thực hiện với sự giúp đỡ của công cụ phát triển, bao gồm máy tính cá nhân (PC) có cài phần mềm phát triển và máy nạp. Trong thực tế th−ờng ít tồn tại loại máy nạp độc lập. Máy nạp chủ yếu là sự tổng hợp của ba khâu:
1. Hộp chân đế với nhiều chân đế, để có thể cắm nhiều loại EPROM khác nhau, đồng thời chứa nguồn nuôi.
2. Tấm mạch ghép giữa hộp chân đế với máy tính điều khiển PC.
3. Phần mềm cài đặt trong PC có nhiệm vụ: nhận dạng EPROM, kiểm EPROM tr−ớc và sau khi nạp, điều khiển quá trình nạp.
Để hệ có khả năng ghép nối với PC, ta dùng khâu ghép tuần tự RS232 hoặc RS485. Nhờ khâu ghép tuần tự đó, phần mềm viết trên PC có thể đ−ợc chuyển xuống PRAM (down loading) thuận tiện.
Ngoài ra, trên PC phải đ−ợc cài đặt ch−ơng trình phát triển phần mềm cho VXL, gồm các thành phần sau:
1. C- compiler: ch−ơng trình dịch từ C, ngôn ngữ bậc cao thông dụng
sang mã ngữ.
2. assembler: ch−ơng trình thông dịch, dịch từ mã ngữ sang mã VXL. 3. Linker: ch−ơng trình ghép, phục vụ việc ghép các đoạn ch−ơng trình viết rời rạc thành ch−ơng trình d−ới dạng mã VXL.
4. Locator: ch−ơng trình điều khiển việc định vị các cụm mã ch−ơng trình ở các địa chỉ mong muốn.
Trong bốn thành phần trên, ba thành phần sau bắt buộc phải có, riêng hai thành phần sau cùng có thể không tồn tại d−ới dạng hai ch−ơng trình độc lập, mà là một ch−ơng trình chạy làm hai nhịp với hai chức năng t−ơng ứng.
Trong thiết kế này, tôi sử dụng vi điều khiển SAB C167 do hãng Siemens chế tạo. Cũng có thể thay thế nó bằng VĐK 16 hoặc 32 bit khác có các cửa vào ra nh− sơ đồ cấu trúc ở trên.
Nhiệm vụ trọng tâm của khối điều khiển là tính toán thời gian đóng mở các van nghịch l−u, nhiệm vụ này đ−ợc thực hiện trực tiếp bởi khâu ĐCVTKG. Nh− vậy, có thể nói rằng khâu ĐCVTKG là khâu trọng tâm của khối điều khiển. Trong khuôn khổ của đề tài, luận văn này sẽ phân tích kỹ hơn về khâu này trong mục tiếp sau đây.