IV. NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ :
2.1.7.3 Ngắt của DAC12
Vector ngắt của DAC 12 được chia sẻ với bộ điều khiển DMA, vì vậy để xác định nguyên nhân gây ra ngắt bạn phải kiểm tra cờ ngắt DAC12IFG và DMAIFG.
Bit DAC12IFG được set khi DAC12LSELx > 0 và dữ liệu DAC12 được chốt. Khi DAC12LSELx = 0 Bit DAC12IFG không được set.
Việc set bit DAC12IFG chỉ định rằng DAC12 sẵn sàng cho quá trình chuyển đổi mới. Nếu cả 2 bít DAC12IFG và GIE được set sẽ tạo ra một tín hiệu ngắt. Cờ ngắt DAC12IFG không tự động reset bạn phải đặt lại nó bằng phần mềm.
2.1.7.4 Các thanh ghi DAC12:
a)Thanh ghi điều khiển DAC12_xCTL:
+ DAC12OPS Bit 15 lựa chọn ngõ ra DAC12:
Bit = 0 ngõ ra DAC12_0 là chân P6.6, ngõ ra DAC12_1 là chân P6.7. Bit = 1 ngõ ra DAC12_0 là chân VeREF+, ngõ ra DAC12_1 là chân P6.5.
+ SREFx Bít 14-13: Lựa chọn điện áp tham chiếu: 00 VREF+
01 VREF+
10 VeREF+
10 VeREF+
+ RES Bit 12: Lựa chọn độ phân giải: Bit = 0 : Độ phân giải 12 bit
Bit = 1 : Độ phân giải 8 bit + CALON Bit 9: Bit hiệu chỉnh trên:
Bit = 0: Không hiệu chỉnh Bit = 1: Tiến hành hiệu chỉnh
+ DAC12IR Bit 8: Bit dùng để set điện áp tham chiếu ngõ vào và phạm vi điện áp ra:
Bit = 0: Nhân 3 điện áp tham chiếu
Bit = 1: Giữ nguyên giá trị điện áp tham chiếu
+ DAC12DF Bit4: Định dạng dữ liệu DAC12: Bit = 0 Dữ liệu kiểu nhị phân
Bit = 1 Dữ liệu kiểu bù 2 (2’s complement) + DAC12IE Bit3: Cho phép ngắt DAC12:
Bit = 0 Cấm ngắt Bit = 1 cho phép ngắt
+ DAC12IFG Bit 2: Cờ ngắt DAC12: Bit = 0 Không có ngắt nào chờ Bit = 1 Có ngắt đang chờ phục vụ
+ DAC12ENC Bit 1: Cho phép chuyển đổi DAC12, khi bit DAC12ENC > 0 cho phép chuyển đổi, khi DAC12ENC = 0 không cho phép chuyển đổi. b)Thanh ghi dữ liệu DAC12_xDAT:
+ DAC12_xDAT là thanh ghi 16 bit. Trong đó Bit 15-12 không sử dụng những bit này luôn bằng 0.
2.1.8 Hệ thống xung clock và bộ phát xung:
Hệ thống xung clock của MSP 430f2274 được chia thành nhiều khối khác nhau, mối module sẽ cung cấp xung clock cho các khối ngoại vi ứng dụng tương ứng.
MSP 430 được thiết kế để đáp ứng yêu cầu tiết kiệm năng lượng nên thạch anh ngoài được sử dụng có tần số 32768 HZ. Nhưng chúng ta có thể thay đổi tần số hoạt động bằng bộ điều khiển tần số dao động DCO(DCO_digitally-controlled oscillator).
Trong đó MCLK: Là xung clock sử dụng cho CPU.
SMCLK: Hệ thống xung clock sử dụng cho các module ngoại vi.
2.1.8.1 Thanh ghi điều khiển DCOCTL:
DCOx : Bit 7-5 là bít lựa chọn tần số xung. Có 8 giá trị xung khác nhau được định nghĩa nhơ thanh ghi RSELx <Trang 299_slau144>
MODx : Bit 4-0 BIT lựa chọn bộ điều chế. Những bit này thường được định nghĩa để sử dụng tần số fDCO+1 trong khoảng thời gian là 32 chu kỳ. Khoảng thời gian còn lại (32-MDO) tần số fDCO được sử dụng. Không thể sử dụng các bít này khi DCOx=7.
2.1.8.2 Thanh ghi điều khiển hệ thống xung BCSCTL1:
+ XT2OFF Bit 7: Bit điều khiển bộ phát xung XT2: Bit =0 XT2 on
Bit = 1 XT2 off. Nếu nó không được sử dụng cho MCLK hoặc SMCLK + XTSBit 6: Là bít lựa chọn chế độ:
Bit = 0 lựa chọn chế độ tần số thấp Bit = 1 lựa chọn chế độ tần số cao
+ DIVAx Bit 5-4: Các bít lựa chọn bộ chia cho ACLK 00 /1
01 /2 10 /4 11 /8
+ RSELx Bit 3-0 Lựa chọn dải tần số. Có sẵn 16 dải tần số khác nhau. Giá trị dải tần số thấp nhất được lựa chọn khi RSELx = 0. Bít RSEL3 được bỏ qua khi DCOR=1.
2.1.8.3 Thanh ghi điều khiển BCSCTL2:
+ SELMx Bit 7-6 Bít lựa chọn nguồn xung cho MCLK: 0 DCOCLK
1 DCOCLK
10 2CLK khi bộ phát xung XT2 có sẵn trên chíp. LFXT1CLK hoặc VLOCLK khi bộ phát xung XT2 không có sắn trên chíp. 11 FXT1CLK hoặc VLOCLK
+ DIVMx Bit 5-4 Bít lựa chọn bộ chia cho MCLK: 00 /1
01 /2 10 /4 11 /8
+ SELS Bit3 Bit lựa chọn nguồn SMCLK: Bit =0 DCOCLK
Bit = 1 XT2 khi bộ phát xung XT2 có sẵn trên chíp. LFXT1CLK hoặc VLOCLK khi bộ phát xung XT2 không có sẵn trên chíp
+ DIVSx Bit 2-1 Bít lựa chọn bộ chia cho SMCLK : 00 /1
01 /2 10 /4 11 /8
+ DCOR Bit 0 Bít lựa chọn điện trở DCO: Bit = 0 Điện trở nội
2.1.8.4 Thanh ghi cho phép ngắt IE1:
OFIF BIT 1 Bit =1 Cho phép ngắt
Bit =0 Không cho phép ngắt Các bít còn lại được sử dụng cho module khác.
2.1.8.5 Thanh ghi cờ ngắt:
OFIFG Bit 1 Bit =0 Không có ngắt nào đang được phục phụ Bit =1 Có ngắt đang được phục vụ
2.2 Mođun eZ430-RF2500:
2.2.1 Công cụ phát triển eZ430-RF2500: 2.2.1.1 eZ430-RF2500:
eZ430-RF2500 Là một thẻ giao tiếp USB và truyền nhận dữ liệu không dây. eZ430-RF2500 được phát triển dựa trên MSP 430F2274 kết hợp với chíp CC2500 truyền nhận tín hiệu tần số RF 2.4 GHz, tích hợp sẵn cảm biến nhiệt độ. Do đặc điểm dòng MSP 430 có những ưu thế về năng lượng nên đáp ứng được những nhu cầu trong thiết bị di động. MSP430 dùng nguồn 3.6V nên trong thiết kế này có thể sử dụng pin Lithiun 3.7 V.
Bộ eZ430-RF2500T là một sản phẩm có thể làm việc với đầu cắm USB như một hệ thống độc lập với cảm biến bên ngoài. Hoặc sử dụng thiết kế mở rộng với những module ngoại vi. Với Giao diện gỡ lỗi USB cho phép sản phẩm có thể truyền và nhận dữ liệu từ xa từ máy tính cá nhân sử dụng truyền nhận nhận nối tiếp UART
Đặc tính của eZ430-RF2500: + Giao diện lập trình và gỡ lỗi. + Có sẵn 21 chân.
+ Mật độ tích hợp cao, MSP 430 có nguồn cực thấp siêu tiết kiệm năng lượng.
+ Hai chân xuất/ nhập kết nối với hai led xanh và đỏ cho phép người lập trình mô phỏng trực quan.
+ Một nút nhấn dùng để mô phỏng trực quan.
Hình 22: Board eZ430-RF2500 dùng PIN
2.2.1.2 Chức năng các chân:
Những đặc tính đặc biệt của MSP 430 bạn có thể tham khảo trong phần giới thiệu chi tiết ở trên. MSP 430 được sử dụng để xây dựng board eZ430-RF2500. Ngoài ứng dụng truyền nhận tín hiệu từ xa, board còn lấy ra 18 chân cho người lập trình thực hành và phát triển những ứng dụng riêng của mình.
Hình 23: Sơ đồ chân board eZ430-RF250
Chức năng các chân board eZ430-RF2500
Pin Chức năng Mô tả
1 GND Mass
2 Vcc Chân nguồn Vcc 1.8V - 3.6V
3 P2.0 / ACLK / A0 / OA0I0 Chân xuất/nhập số, ngõ ra xung clock
ACLK, ngõ vào tương tự A0 kênh ADC10
4 P2.1 / TAINCLK / SMCLK
/ A1 /A0O
Chân xuất/nhập số, ngõ vào analog A1 kênh ADC10, xung clock INCLK của Timer_A, xung clock chủ SMCLK
5 P2.2 / TA0 / A2 / OA0I1 Xuất/nhập, ngõ vào tương tự A2 của kênh
ADC10, ngõ vào CCI0B của Timer_A chế độ capture, ngõ ra OUT0 chế độ so sánh.
6 P2.3 / TA1 / A3 / VREF – /
VeREF – OA1I1 / OA1O
Xuất/nhập, ngõ vào tương tự A3 kênh
ADC10, điện áp tham chiếu âm VREF – /
VeREF –, ngõ vào CCI1B của Timer_A, ngõ ra
OUT1 chế độ so sánh.
7 P2.4 / TA2 / A4 / VREF+ /
VeREF+/ OA1I0
Chân xuất/nhập số, ngõ vào tương tự A4 kênh ADC10, ngõ ra OUT2 Timer_A chế độ so sánh, ngõ vào/ra điện áp tham chiếu.
8 P4.3 / TB0 / A12 / OA0O Chân xuất/nhập số, ngõ vào tương tự A12
kênh ADC10, ngõ vào CCI0B Timer_B chế độ capture, ngõ ra OUT0 chế độ so sánh
9 P4.4 / TB1 / A13 / OA1O Chân xuất/nhập số, ngõ vào tương tự A13
kênh ADC10, ngõ vào CCI1B Timer_B chế độ capture, ngõ ra OUT1 chế độ so sánh
10 P4.5 / TB2 / A14 / OA0I3 Chân xuất/nhập số, ngõ vào tương tự A14
kênh ADC10, ngõ ra OUT0 của Timer_B chế độ so sánh
11 P4.6 / TBOUTH / A15 /
OA1I3
Chân xuất/nhập số, ngõ vào tương tự A15 kênh ADC10, chuyển mạch từ TB0 sang TB3 ngõ ra tổng trở cao.
12 GND Mass
13 P2.6 / XIN (GDO0) Chân xuất/nhập số, kết nối thạch anh
14 P2.7 / XOUT (GDO2) Chân xuất/nhập số, kết nối thạch anh
15 P3.2 / UCB0SOMI /
UCB0SCL
Chân xuất/nhập số, ngõ ra chế độ tớ, ngõ vào chế độ chủ USCI_B0 trong chế độ SPI, nguồn xung clock SCLI2C trong I2C mode
16 P3.3 / UCB0CLK /
UCA0STE
Chân xuất/nhập số, ngõ vào xung clock USCI_B0, ngõ ra cho phép truyền dữ liệu USCI_A0 trong chế độ tớ
17 P3.0 / UCB0STE /
UCA0CLK / A5
Chân xuất/nhập số, ngõ vào tương tự A5 kênh ADC10, xung USCI_A0, chân cho
phép truyền tín hiệu USCI_B0 trong chế độ tớ
18 P3.1 / UCB0SIMO /
UCB0SDA
Chân xuất/ nhập số, , ngõ ra chế độ tớ, ngõ vào chế độ chủ USCI_B0 trong chế độ SPI, dữ liệu SDAI2C trong I2C mode
Chức năng các chân Battery Board
PIN Chức năng Mô tả
1 P3.4 / UCA0TXD /
UCA0SIMO
Chân xuất/nhập số, chân truyền dữ liệu USCI_A0 trong chế độ UART, ngõ vào chế độ tớ, ngõ ra chế độ chủ trong chế độ SPI
2 GND Mass
3 RST / SBWTDIO Chân reset tích cực mức thấp
4 TEST / SBWTCK Lựa chọn chế độ kiểm tra cho chân JTAG
của port 1.
5 VCC (3.6V) Nguồn Vcc 3.6V
6 P3.5 / UCA0RXD /
UCA0SOMI
Chân xuất/nhập số, chân nhận dữ liệu
USCI_A0 trong chế độ UART, ngõ vào chế độ tớ, ngõ ra chế độ chủ trong chế độ SPI
Bảng 10 : Chức năng các chân Battery Board
2.2.1.3 Thông số kỹ thuật: 2.2.1.3.1 MSP430F2274:
Thông số MIN TYP MAX UNIT
Điều kiện làm việc
Điện áp 1.8 3.6 V
Nhiệt độ -40 85 oC
Dòng tiêu thụ
Chế độ hoạt động tại 1MHz, 2.2V 270 390 μA
Chế độ nghỉ 0.7 1.4 μA
Chế độ tắt duy trì RAM 0.1 0.5 μA
Tần số làm việc
Vcc ≥ 3.3V 16 MHz
2.2.1.3.2 CC2500:
+ Tần số: 2.4 GHz. + Tốc độ: 500 kbps. + Dòng tiêu thụ thấp.
Thông số Điều kiện MIN TYP MAX UNIT
Điều kiện làm việc
Điện áp 1.8 3.6 V Dòng tiêu thụ Tín hiệu vào RX 250 kbps Dòng tối ưu 16.6 mA Optimized sensitivity 18.8 mA Tín hiệu vào RX 30 dB 250 kbps Dòng tối ưu 13.3 mA Optimized sensitivity 15.7 mA Dòng tiêu thụ TX (0 dBm) 21.2 mA Dòng tiêu thụ TX (-12 dBm) 11.1 mA Đặc tính tần số Tần số 2400 2483. 5 MHz Dữ liệu 1.2 500 kbps Công suất ngõ ra -30 0 dBm
Độ nhạy 10 kbps Dòng tối ưu , 2-FSK,
230-kHz
-99 dBm
Lọc thông dải RX, 1% PER
101 dBm
Độ nhạy 250 kbps Độ nhạy tối ưu -87 dBm
Dòng tối ưu, 500- kHz RX
-89 dBm
2.2.1.4 Sơ đồ mạch eZ430-RF2500:
2.2.1.5 Chip CC2500:2.2.1.5.1 Giới thiệu: 2.2.1.5.1 Giới thiệu:
CC2500 là chíp thu phát sóng vô tuyến RF tần số 2.4 GHz. Chip sử dụng nguồn thấp tiết kiệm năng lượng có thể sử dụng pin. Thích hợp với những thiết bị di động điều khiển bằng công nghệ không dây, thiết bị điện tử dân dụng, điều khiển đồ chơi, chuột và bàn phím không dây, các ứng dụng điều khiển từ xa khác.
Bộ thu phát được tích hợp với cấu hình modem dải gốc cao. Modem hỗ trợ nhiều hình thức điều chế tín hiệu khác nhau trong đó cấu hình dữ liệu lên tới 500 Kbaud.
CC2500 hỗ trợ phần cứng cho việc xử gói dữ liệu. Tích hợp cảm biến nhiệt độ.
Thường CC2500 kết hợp với một chip vi xử lý và các linh kiện thụ động khác để thực hiện chức năng điều khiển.
Phần cứng bao gồm 20 chân:
Hình 26: Sơ đồ chân của CC2500
+ Chân 4, 9, 11, 14, 15, 18: Là các chân nguồn nối lên Vcc. + Chân 16, 19 nối GND.
Chức năng chi tiết các chân còn lại như sau:
Bảng 13: Chức năng các chân CC2500
+ Chân 1: SCLK chân đầu vào số, chân đầu vào nhận xung clock và giao diện cấu hình nối tiếp
+ Chân 2: Đầu ra số. Giao diện cấu hình nối tiếp. Khi CSn ở mức cao thì chân có chức năng của một chân thông thường.
- Kiểm tra tín hiệu.
- Trạng thái tín hiệu FIFO. - Xóa chân được chỉ định.
- Chân đầu ra của xung clock sau khi đã được chia xung từ XOSC. - Chân truyền dữ liệu nối tiếp RX.
+ Chân 4: Chân nguồn DVDD. Sử dụng nguồn từ 1.8 tới 3.6V
+ Chân 5: DCOPUL: Chân nguồn 1.6-2V. Chân này chỉ sử dụng cấp nguồn + riêng cho CC2500 không sử dụng chung cho các thiết bị khác.
+ Chân 6: GDO0:Chân vào ra số. Ngoài các chức năng như chân 3 nó còn có vai trò là chân truyền nhận nối tiếp RX và TX.
+ Chân 7: CSn: Là chân đầu vào lựa chọn.
+ Chân 8, 10: XOSC_Q1, XOSC_Q2: Chân nối thạch anh.
+ Chân 9, 11, 14, 15: Chân nguồn cấp nguồn 1.8-3.6V cho khối Analog. + Chân 12 RF_P: Là chân truyền nhận tín hiệu RF. Là chân đầu vào trong chế độ truyền, chân đầu ra trong chế độ nhận.
+ Chân 13 RF_N: Có chức năng như chân 12 nhưng tín hiệu bị đảo. + Chân 16, 19: GND.
+ Chân 17 RBIAS: Chân vào ra tương tự.
+ Chân 20 SI: Chân ngõ vào số. Giao diện cấu hình nối tiếp.
2.2.1.5.2 Cấu tạo của chíp:
2.2.1.5.3 Nguyên lý hoạt động:
CC2500 đóng vai trò là bộ nhận. Tín hiệu được khuếch đại bởi bộ khuếch đại LNA và bộ đổi pha vuông góc giảm tín hiệu xuống tần xuống tần số trung bình (IF) sau đó tín hiệu được số hóa bởi các bộ chuyển đổi ADC. Tín hiệu đưa tới mạch tự động điều chỉnh độ lợi (AGC).
Những linh kiện sử dụng trong mạch điện ứng dụng:
S
Bảng 14: Những linh kiện sử dụng trong mạch điện
Sơ đồ mạch điện cụ thể như sau:
Giá trị điển hình của các linh liện được sử dụng trong mạch:
2.2.2 Phần mềm biên dịch và nạp chương trình (The IAR Embedded Workbench IDE):
Đối với MSP430 chúng ta có 2 phần mềm biên dịch và nạp chương trình là: + The IAR Embedded Workbench IDE.
+ CCE.
Sử dụng 2 ngôn ngữ Assembly và C/C++. Ở đây nhóm nghiêm cứu chỉ giới thiệu phần mềm The IAR Embedded Workbench IDE.
2.2.2.1 Cách cài đặt phần mềm:
Trong mỗi bộ thí nghiệm MSP430 có một đĩa CD giới thiệu cho ta 2 phần mềm The IAR Embedded Workbench IDE và CCE. Cách cài đặt và một chương trình demo đo nhiệt độ môi trường từ xa.
Sau khi bỏ đĩa vào máy, ta vào ổ đĩa CD; F:\Software nhấp đúp vào file
FET_R511.exe bắt đầu quá trình cài đặt. Sau khi nhấp vào ta thấy màn hình có:
Nhấp vô chữ Setup phần mềm bắt đầu được cài đặt. Sau đó màn hình sẽ xuất hiện như sau và bấm Next, sau đó bấm Accept:
Chọn thư mục cài đặt phần mềm (ta nên để nguyên),sau đó bấm Next:
Sau đó bấm Next, cài đặt phần mềm vào máy:
Cuối cùng bấm Finish, hoàn tất quá trình cài đặt.
Ngoài màn hình Destop vô: Start/ All Programs / IAR Systems / IAR Embedded Workbench Kickstart for MSP430 V4.10E nhấp đúp vô IAR Embedded Workbench bắt đầu chạy chương trình IAR Embedded Workbench.
Sau khi đã cài đặt xong phần mềm, chúng ta bắt đầu cài đặt thiết bị (Chú ý: Phải cài đặt xong phần mềm rồi mới cài đặt thiết bị).
2.2.2.2 Cài đặt thiết bị:
Cắm eZ430-RF2500 vào cổng USB của máy tính. Góc bên phải ở phía dưới destop sẽ xuất hiện:
Máy tính đã xác nhận có 1 ổ cứng mới. Sau đó sẽ xuất hiện: