Vi điều khiển là bộ não xử lý mọi hoạt động của bộ phản hồi vị trí, với các chức năng của vi điều khiển theo phân tích tại mục 3.1.1, xác định được yêu cầu đối với vi điều khiển như sau:
- Giá thành thấp, phổ biến trên thị trường.
- Hỗ trợ truyền thông SPI (truyền thông nội bộ trong hệ vi điều khiển) - Hỗ trợ UART (phục vụ truyền thông RS485-Modbus RTU)
- Đủ các chân chức năng cho các nhiệm vụ khác nhau. - Có sẵn các công cụ phát triển miễn phí.
Với các yêu cầu trên, đề tài chọn vi điều khiển MSP430G2553 của Texas Instrument (Hình 3.5).
Hình 3.5. Vi điều khiển MSP430G2553
MSP430G2553 là vi điều khiển thuộc họ MSP430 của Texas Instrument, đây là dòng vi điều khiển công suất thấp, thiết kế dựa trên kiến trúc Von-Neuman. Một số đặc điểm của MSP430G2553:
- CPU : 16 bit
- Bộ nhớ Flash: 16KB - Bộ nhớ RAM: 0.5KB - Số lượng GPIO:16 chân - I2C: 1
- SPI: 2 - UART: 1
- ADC: 8 kênh 10bit
- Bộ so sánh ( Comparators ) : 8 đầu vào - Timers - 16-bit : 2 bộ
- Điện áp hoạt động: 1.8-3.6 VDC
Sơ đồ khối của MSP430G2553 thể hiện trên Hình 3.6.
Hình 3.6. Sơ đồ khối vi điều khiển MSP430G2553
Để phát triển phần mềm cho vi điều khiển MSP430G2553, đề tài sử dụng trình biên dịch Energia. Đây là trình biên dịch miễn phí, mã nguồn mở, được phát triển bởi Robert Wessels. Ngoài ra trình biên dịch này hỗ trợ ngôn ngữ lập trình bậc cao C++ rất thuận tiện cho việc phát triển phần mềm nhúng.
Sử dụng MSP430G2553 với cấu trúc hệ vi điều khiển đã giới thiệu ở trên, thiết kế của khối vi điều khiển được mô tả theo Hình 3.7.
Hình 3.7. Hệ vi điều khiển Nguyên lý phần này gồm có:
- 2 vi điều khiển giao tiếp với nhau qua các chân hỗ trợ truyền thông SPI. - Các cổng nạp và mạch reset riêng biệt cho mỗi vi điều khiển.
- Các chân kết nối với với các khối chức năng (được giới thiệu tại mục 3.2).