Chương 3 XÂY DỰNG BỘ ĐIỀU KHIỂN PID ỨNG DỤNG CHO ROBOT DI ĐỘNG
3.2.1. Sơ lược về dòng vi điều khiển PsoC.
PSoC là từ viết tắt của cụm từ Programmable System on Chip, hệ thống khả trình trên chip. Các chip chế tạo theo công nghệ PSoC cho phép thay đổi được cấu trúc bằng cách gán chức năng cho các khối tài nguyên có sẵn trên chip. Hơn nữa, nó có thể kết nối mềm dẻo các khối chức năng với nhau hoặc giữa các khối chức năng và các cổng vào ra. Chính vì vậy mà PSoC có thể thay thế cho nhiều chức năng nền của một hệ thống chỉ bằng một chip đơn. Thành phần của PSoC gồm các khối số và tương tự có thể lập trình được, một bộ vi xử lý 8 bít, bộ nhớ chương trình (EEROM) có thể lập trình được và bộ nhớ RAM khá lớn. Để lập trình hệ thống người dùng được cung cấp một phần mềm lập trình, ví dụ như PSoC Designer do Cypress cung cấp. Ngoài ra để
đưa chương trình điều khiển vào chíp người lập trình cần phải có một kit phát triển do hãng chế tạo chíp cung cấp hoặc một bộ nạp. Phần mềm lập trình được xây dựng trên cơ sở hướng đối tượng với cấu trúc module hóa. Mỗi khối chức năng là một module mềm. Việc lập trình và cấu hình cho chíp hoàn toàn phụ thuộc người lập trình thông qua một thư viện chuẩn.Với khả năng có thể lập trình và cấu hình mạnh mẽ này, một thiết bị đo lường có thể được gói gọn trên một chíp duy nhất.
Trong phạm vi đề tài, chíp được sử dụng là PsoC CY8C29466, nằm trong dòng chíp đa dụng của hãng Cypress Micro System. Chíp được dùng cho các chức năng điều khiển màn hình LCD biểu thị trạng thái điều khiển, điều khiển động cơ, nhận và xử lý tín hiệu lập mã, và thực hiện chức năng truyền thông với máy tính theo chuẩn RS232. Chíp CY8C29466 là một chíp có khả năng lập trình mềm dẻo, đa dụng và bộ nhớ RAM và ROM lớn, đủ cho hầu hết các ứng dụng đo lường và điều khiển, gồm các thông số chính như trình bày ở hình 3.8 sau:
+ Bộ xử lý với cấu trúc Harvard:
- Bộ xử lý 8bít với tốc độ xử lý lên đến 24MHz. - Lênh nhân 8x8 bít, độ dài thanh ghi tích lũy 32bit - Năng lượng tiêu hao ít, hoạt động với tốc độ cao. - Hoạt động trong dãi điện áp 3.0V đến 5.25V.
- Điện áp họat động có thể giảm xuống 1.0V khi sử dụng chế độ kích điện áp.
- Hoạt động trong dãi nhiệt độ -40oC đến 85oC. + Các khối ngoại vi có thể sử dụng độc lập hoặc kết hợp: 12 khối tượng tự có thể dùng cho:
- Các bộ ADC lên tới 14bít. - Các bộ DAC lên tới 9bít.
- Các bộ khuếch đại có thể lập trình được.
- Các bộ lọc và các bộ so sánh có thể lập trình được. 16 khối số có thể dùng cho:
- Các bộ định thời đa chức năng, đếm sự kiện, đồng hộ thời gian thực, bộ điều chế độ rông xung có và không có dải an toàn.
- Các module kiểm tra lỗi (CRC).
- Các bộ truyền thông SPI Master hoặc Slave có thể cấu hình được. - Có thể kế nối với tất cả các chân vào ra cũng như giữa các khối. + Bộ nhớ trên chíp:
- Không gian bộ nhớ chương trình Flash là 32K Byte, và chu kỳ ghi xóa là 50.000 lần.
- Không gian bộ nhớ SRAM là 2K Byte.
- Chíp có thể lập trình thông qua chuẩn nối tiếp (ISSP) + Xung nhịp của chíp có thể lập trình được:
- Bộ tạo xung dao động 24/48MHz bên trong (Độ chính xác là 2,5% không cần nguồn xung ngoài)
- Có thể sử dụng bộ dao động ngòai lên tới 24MHz.
- Có bộ tao dao động tốc độ thấp sử dụng cho chế độ Whatchdog và Sleep. + Ngoại vi được thiết lập sẳn.
- Bộ định thời Watchdog và Sleep phục vụ chế độ an toàn và chế độ nghỉ. - Module truyền thông I2C Master và I2C Salve có tốc độ lên tới 400KHz. - Module phát hiện điện áp thấp được cấu hình bởi người sử dụng.
Hình 3.8. Sơ đồ cấu trúc vi điều khiển PsoC