2.4.1 Vài nét sơ lượt về họ vi điều khiển dsPIC
Họ vi điều khiển 16 bit dsPIC do công ty công nghệ Microchip Technology Inc. sản xuất, được phát triển trên nền họ vi điều khiển 8 bit ( họ vi điều khiển PIC). Vi điều khiển dsPIC là một chip xử lý mạnh với bộ xử lý 16 bit (có khả năng xử lý dữ liệu có độ dài 16 bit). Với tốc độ tính tốn cao dựa trên kiến trúc RISC (viết tắt của Reduced Instructions Set Computer - Máy tính với tập lệnh đơn giản hóa. RISC là một phương pháp thiết kế các bộ vi xử lý theo hướng đơn giản hóa tập lệnh, trong đó thời gian thực thi tất cả các lệnh đều như nhau), kết hợp các chức năng điều khiển tiện ích của một bộ vi điều khiển hiệu năng cao 16-bit (high-performance 16- bit microcontroller), có thể thực hiện chức năng của một bộ xử lý tín hiệu số (DSP) nên dsPIC cịn có thể được xem là một bộ điều khiển tín hiệu số (Digital Signal Controller – DSC) [10].
Họ vi điều khiển dsPIC có thể đạt tới tốc độ xử lý 40 MIPS (Mega Instruction Per Second - triệu lệnh trên một giây). Ngồi ra dsPIC cịn được trang bị bộ nhớ Flash, bộ nhớ dữ liệu EEPROM và các ngoại vi hiệu năng cao và rất đa dạng các thư viện phần mềm cho phép thực hiện các giải thuật nhúng với hiệu suất cao một cách dễ dàng trong một khoảng thời gian ngắn. Chính vì vậy dsPIC được ứng dụng rất rộng rãi trong các ứng dụng xử lý tín hiệu số, đo lường và điều khiển tự động...
Họ vi điều khiển dsPIC được chia ra làm ba loại tùy theo mục đích của người sử dụng:
- Bộ điều khiển số cho điều khiển motor và biến đổi nguồn (DSC Motor Control & Power Conversion Family).
- Bộ điều khiển số cho sensor (DSC Sensor Family).
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP 15
2.4.2 Đặc điểm của vi điều khiển dsPIC30F4013
a. Khối xử lý trung tâm CPU
- Tập lệnh cơ bản gồm 83 lệnh. - Chế độ định địa chỉ linh hoạt.
- Độ dài lệnh 24-bit, độ dài dữ liệu 16-bit. - Bộ nhớ chương trình Flash 48 Kbytes. - Bộ nhớ RAM độ lớn 2Kbytes.
- Bộ nhớ EEPROM 1Kbytes.
- Mảng 16 thanh ghi làm việc 16-bit. - Tốc độ làm việc lên tới 40 MIPS. [10]
b. Bộ chuyển đổi tương tự số ADC
- Bộ chuyển đổi tương tự - số (ADC) 12-bit.
+ Tốc độ lấy mẫu tối đa 200 Ksps (Mega samples per second). + Tối đa 13 kênh lối vào ADC.
+ Thực hiện biến đổi cả trong chế độ Sleep và Idle. - Chế độ nhận biết điện thế thấp khả lập trình.
- Tạo Reset bằng nhận diện điện áp khả lập trình. [10]
c. Các cổng vào ra I/O Port và các ngoại vi
- Dòng ra, vào ở các chân I/O lớn: 25 mA.
- 5 Timer 16-bit, có thể ghép 2 Timer 16-bit thành Timer 32-bit. - Chức năng Capture 16-bit.
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP 16 - Các bộ so sánh/PWM 16-bit.
- Module SPI 3 dây (hỗ trợ chế độ Frame).
- Module I2C, hỗ trợ chế độ đa chủ tớ, địa chỉ từ 7-bit đến 10-bit. - 2 cổng UART có khả năng địa chỉ hố, hỗ trợ bộ đệm FIFO.
d. Bộ xử lý tín hiệu số
- Nạp dữ liệu song song.
- Hai thanh chứa 40-bit có hỗ trợ bão hồ logic.
- Thực hiện phép nhân 2 số 17-bit trong một chu kì máy. - Tất cả các lệnh DSP đều thực hiện trong một chu kì máy. - Dịch trái hoặc phải 16 bit trong một chu kì máy.
e. Một số đặc điểm khác
- Bộ nhớ Flash: ghi/xoá lên tới 10.000 lần (điều kiện công nghiệp) và trên dưới 100.000 lần (thông thường) .
- Bộ nhớ EEPROM: ghi/xoá lên tới 100.000 lần (điều kiện công nghiệp) và trên dưới 1.000.000 lần (thông thường).
- Khả năng tự nạp trình dưới điều khiển của software.
- Watch Dog Timer mềm dẻo với bộ dao động RC nguồn thấp trên chip. - Chế độ bảo vệ firmware khả lập trình.
- Khả năng tự lập trình nối tiếp trên mạch điện (In Circuit Serial Programming – ICSP) .
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP 17
2.4.3 Cấu trúc của vi điều khiển dsPIC30F4013