4.1 Xõy dựng phần cứng cho hệ thống
4.1.1 Phần điều khiển giao diện
Bộ điều khiển giao diện là một chớp cú khả năng điều khiển toàn bộ cỏc tớn hiệu giao diện với ngƣời sử dụng nhƣ hiển thị dữ liệu, nhận cỏc tớn hiệu điều khiển, giao tiếp với PC và cú khả năng giao tiếp đƣợc với phần điều khiờn trung tõm. Vỡ vậy, để điều khiển cỏc thành phần này tụi dựng một chớp PSoC điều khiển khối giao diện. Chớp này cú khả năng lập trỡnh phần cứng bờn trong đồng thời nú cung cấp cỏc hàm tiện lợi cho việc điều khiển cỏc khối bờn ngoài cũng nhƣ nhận cỏc tớn hiệu khỏc vào.
Bộ phận điều khiển giao diện gồm cú cỏc khối: + Khối hiển thị dữ liệu
+ Khụi giao tiếp với PC + Khối cỏc phớm điều khiển + Khối điều khiển giao diện + Khối điều khiển tốc độ
Khối hiển thị dữ liệu:
Nhỡn vào hỡnh 4.1 ta thấy: Khối hiển thị dữ liệu là một LCD 2 hàng 16 ký tự dựng để hiển thị cỏc thiết lập của ngƣời sử dụng, cũng nhƣ cỏc thụng bỏo về tỡnh trạng hoạt động của hệ thống. LCD đƣợc điều khiển theo cỏch 4 bit. Cỏc tớn hiệu điều khiển và cỏc đƣờng truyền dữ liệu của LCD với khối giao diện thụng qua port 2 của PSoC.
Biến trở R43 dựng để điều chỉnh độ sỏng cho LCD, nỳt nhấn SW3 dựng để bật đốn LED của LCD khi trời tối.
Khối giao diện với PC:
Khối giao diện với PC cú chức năng chuyển đổi tớn hiệu từ PSoC theo mức điện ỏp TTL sang chuẩn điện ỏp RS232. Để chuyển đổi tớn hiệu này, ta sử dụng một vi mạch chuyển đổi MAX232. Tớn hiệu TXD từ PSoC đi ra qua chõn P0.7 . Tớn hiệu RXD đi vào PSoC qua chõn P0.6. Trong cấu tạo của PSoC, hai chõn này sẽ đƣợc nối với bộ UART. Tốc độ truyền tin cú thể thay đổi tuỳ ngƣời sử dụng, thụng thƣờng để mặc định là 9600 bit/s. Cổng DB9 dựng để nối ra ngoài là loại cỏi (female).
Hỡnh 4.1 . Sơ đồ nguyờn lý khối hiển thị
Khối phớm điều khiển:
Phớm điều khiển hệ thống cú chức năng thiết lập chế độ cho hệ thống và điều chỉnh hƣớng chuyển động. Phớm nhấn gồm cú cỏc phớm: Enter, Esc, Inc, Dec, Start, Stop. Ngoài ra nú cũn 3 phớm và một nỳt điều chỉnh tốc độ cú thể nối ra bờn ngoài bàn hiệu chỉnh của nhõn viờn giỏm sỏt nhằm mục đớch điều chỉnh hƣớng, tốc độ của động cơ. Cỏc phớm này đƣợc nối đến cỏc chõn P1 của PSoC điều khiển giao diện.
Chớp PSoC điều khiển giao diện:
Chớp điều khiển giao diện cú nhiệm vụ điều khiển hoạt động của phần giao diện. Dựa trờn sơ đồ cấu trỳc trờn hỡnh 3.10, tụi chọn chớp PSoC CY8C29466 làm chớp điều khiển giao diện. Cỏc khối số và tƣơng tự cấu thành lờn chớp PSoC điều khiển giao diện đƣợc mụ tả ở hỡnh 4.4.
Hỡnh 4.3 . Sơ đồ nguyờn lý của cỏc phớm nhấn
Cấu trỳc của chớp PSoC giao diện gồm cú:
+ Hai khối UART: Một khối đƣợc dựng để truyền thụng với PC và một khối đƣợc dựng để giao tiếp giữa chớp PSoC điều khiển trung tõm và chớp PSoC điều khiển giao diện. Chớp điều khiển trung tõm và chớp điều khiển giao diện giao tiếp với nhau thụng qua truyền tin nối tiếp trờn hai đƣờng tớn hiệu TX_CTRL và RX_CTRL. Mỗi một gúi tin giao tiếp này gồm 5 byte, trong đú chứa mó lệnh và cỏc lệnh điều khiển. Việc giao tiếp với PC đƣợc tiến hành thụng qua hai tớn hiệu TX_PC và RX_PC. Hai khối UART này đƣợc cung cấp xung nhịp bởi Counter 16.
+ Một bộ dồn kờnh tớn hiệu tƣơng tự 4 lối vào: Nú đƣợc dựng để chọn 1 trong 2 đƣờng tớn hiệu tốc độ từ ngƣời sử dụng.
+ Khối PGA: Là một khối khuếch đại tớn hiệu. Cỏc tớn hiệu tƣơng tự khi đƣa vào trong PSoC để xử lý phải đi qua một bộ khuếch đại cú hệ số khuếch đại là 1. Điều này nhằm mục đớch làm cho tớn hiệu lối vào tƣơng thớch với mức tớn hiệu trong PSoC. + Khối ADC: Là bộ chuyển đổi tớn hiệu tƣơng tự sang tớn hiệu số. ADC đƣợc dựng để chuyển đổi tớn hiệu điều khiển tốc độ từ ngƣời sử dụng. Trong chớp PSoC này, tụi sử dụng ADC 11 bit.
+ Khối LCD sẽ giỳp chỳng ta điều khiển LCD một cỏch đơn giản hơn. Khối này cho phộp giao tiếp với LCD qua 4 đƣờng dữ liệu và 3 đƣờng điều khiển. LCD sẽ hiển thị toàn bộ dữ liệu đƣợc nhập vào cũng nhƣ cỏc dữ liệu tớnh toỏn của hệ thống và tỡnh trạng của hệ thống.
Sơ đồ cấu trỳc và cỏch thức ghộp nối giữa cỏc khối của chớp PSoC đƣợc trỡnh bày trong hỡnh 4.5
Hỡnh 4.6 Sơ đồ chõn của chớp điều khiển giao diện
Nhỡn vào sơ đồ trờn ta thấy: Port P1 đƣợc nối với phớm điều khiển để ngƣời sử dụng cú thể thiết lập cho hệ thống. Port P2 đƣợc dựng để điều khiển LCD. Port P0 đƣợc dựng để truyền tin giao tiếp giữa hệ thống và PC thụng qua cổng truyền tin nối tiếp qua hai chõn P0.7 và P0.6. Hai chõn P0.4 và P0.5 dựng để giao tiếp giữa bộ điều khiển giao diện với bộ điều khiển trung tõm. Chõn P0.3 là đƣờng điều khiển tốc độ của động cơ đặt trờn hệ thống và chõn P0.1 là đƣờng đƣa tốc độ của động cơ từ bàn điều khiển.