Luận văn Xây dựng một hệ thống cân đóng bao tự động

. Mỗi bộ thu phát đều phải so sánh mức tín hiệu của mỗi bit gửi đi với mức tín hiệu quan sát được trên bus. Nếu hai mức tín hiệu có trạng thái logic giống nhau thì trạm có quyền phát bit tiếp theo, trường hợp ngược lại sẽ phải dừng ngay lập tức. Trong trường hợp thực hiện bit giá trị 0 ứng với mức trội và bit giá trị 1 ứng với mức lặn, bit 0 sẽ lấn át. Vì vậy một thông báo có mã căn cước nhỏ nhất sẽ được tiếp tục phát. Hay nói một cách khác, thông báo nào có mã căn cước càng bé thì mức ưu tiên càng cao. Trong trường hợp xảy ra va chạm giữa một thông báo mang dữ liệu (DATA FRAME) và một thông báo yêu cầu gửi dữ liệu (REMOTE FRAME) với cùng mã căn cước, thông báo mang dữ liệu sẽ được ưu tiên. Phương thức phân xử này không những đảm bảo thông tin không bị mất mát, mà còn nâng cao hiệu quả sử dụng đường truyền. Bảo toàn dữ liệu Nhằm đảm bảo mức an toàn tối đa trong truyền dẫn dữ liệu, mỗi trạm CAN đều sử dụng kết hợp nhiều biện pháp để tự kiểm tra, phát hiện và báo hiệu lỗi. Các biện pháp kiểm soát lỗi sau đây được áp dụng. Theo dõi mức tín hiệu của mỗi bit truyền đi và so sánh với tín hiệu nhận được trên bus. Kiển soát qua mã CRC Thực hiện nhồi bit (nhồi một bít nghịch đảo sau năm bit giống nhau) Kiểm soát khung thông báo Với các biện pháp trên, hiệu quả đạt được là: Phát hiện được tất cả các lỗi toàn cục Phát hiện được tất cả các lỗi cục bộ tại bộ phát Phát hiện được tới 5 bit lỗi phân bố ngẫu nhiên trong một bức điện Phát hiện được các lỗi đột ngột có chiều dài nhỏ hơn 15 bit trong một thông báo Phát hiện được các lỗi có số bit là chẵn Tỉ lệ lỗi còn lại (xác suất một thông báo còn bị lỗi không phát hiện) nhỏ hơn 4.7*10-11. Tất cả các trạm nhận thông báo phải kiểm tra sự nguyên vẹn của thông tin và xác nhận thông báo. khi phát hiện ra sự sai lệch trong thông báo, các trạm đều có trách nhiệm truyền khung lỗi. Các thông báo bị lỗi đó sẽ bị dừng và được tự động phát lại. Thời gian hồi phục từ khi phát hiện lỗi đến khi bắt đầu gửi thông báo tiếp theo tối đa là 31 thời gian bit, nếu như không có lỗi xảy ra tiếp theo. Các trạm CAN có khả năng phân biệt giữa nhiễu nhất thời với lỗi kéo dài, ví dụ lỗi khi một trạm có sự cố. Các trạm bị hỏng sẽ được tự động tách ra khỏi mạng (về mặt logic). Mã hoá bit Trước khi được chuyển đổi thành tín hiệu trên đường truyền, CAN sử dụng phương pháp nhồi bit (bit stuffing). Dãy bit đầu vào cần nhồi bao gồm bit khởi đầu khung, ô phân xử, ô điều khiển, dữ liệu và dãy CRC. Khi năm bit liên tục giống nhau, bộ phát sẽ tự động bổ sung một bit nghịch đảo vào cuối. Bên nhận sẽ phát hiện ra bit được nhồi và tái tạo thông tin ban đầu. Việc nhồi bit không được thực hiện với phần còn lại của khung dữ liệu và khung yêu cầu dữ liệu, cũng như đối với các khung lỗi và khung quá tải. Cuối cùng dãy bit được mã hoá theo phương pháp Non-return-to-zero(NRZ), có nghĩa là trong suốt một chu kỳ bit, mức tín hiệu hoặc là trội hoặc là lặn.  Nghiên cứu tính năng phần cứng  Vi điều khiển xử lý tín hiệu số 16 bit DSPIC 30F6010 DSPIC30 là một dòng vi điều khiển 16 bit tích hợp bộ xử lý tín hiệu số 16 bit của hãng Microchip. Với việc tích hợp module xử lý tín hiệu số (Digital Signal Processor) và một lõi vi điều khiển (controller), hãng Microchip đã tạo ra một bộ vi điều khiển có khả năng xử lý các phép tính phức tạp và điều khiển trực tiếp các thiết bị ngoại vi chỉ với một linh kiện duy nhất. Không chỉ làm gọn nhỏ các bo mạch, một chip như vậy còn làm đơn giản việc thiết kế mạch điện tử và đặc biệt là tăng khả năng chống nhiễu cho hệ thống. Trong dòng vi điều khiển dsPIC30, dsPIC 30F6010 với giá thành hợp lý có số lượng đầu vào ra lớn, có sẵn EEPROM phục vụ lưu cấu hình hệ thống. dsPIC 30F6010 được tích hợp các module đặc biệt trong lõi vi điều khiển bộ điều chế độ rộng xung (PWM), bộ biến đổi tín hiệu tương tự - số (ADC), bộ thu phát không đồng bộ UART,... và đặc biệt là bộ điều khiển truyền thông CAN. Cùng với khả năng tính toán mạnh, dsPIC 30F6010 hoàn toàn sẵn sàng cho cả những bài toán đóng bao phức tạp như phải tính tốc độ dòng chảy, phát hiện lỗi bao.... Các tính năng chính CPU với tập lệnh được đơn giản hóa RISC: Kiến trúc Harvard có hiệu chỉnh. Tập lệnh tối ưu cho ngôn ngữ lập trình C với chế độ địa chỉ linh hoạt. Tập lệnh gồm 84 lệnh cơ bản với độ dài lệnh 24 bit, độ dài dữ liệu 16 bit. 144 KB bộ nhớ Flash, có thể nạp lại nhiều lần. 8 KB bộ nhớ RAM. 4 KB bộ nhớ EEPROM cho phép lưu các tham số mà không cần nguồn nuôi. Tốc độ xử lý tối đa 30 triệu lệnh trong 1 giây (30MIPs). 44 nguồn tạo ngắt với 3 nguồn ngoài, 8 mức ưu tiên. 16 thanh ghi 16 bit. Module xử lý tín hiệu số DSP được tích hợp: Nhập dữ liệu kép. 2 bộ tích lũy 40 bit với lựa chọn bão hòa logic phục vụ hoạt động khối DSP. Chế độ định địa chỉ đảo bit và module. Bộ nhân bằng phần cứng 17 x 17 bit chỉ trong 1 chu kỳ lệnh đơn. Tất cả lệnh DSP thực hiện trong một chu kỳ đơn. Các ngoại vi tích hợp trên chip : Các chân vào/ra có khả năng chịu dòng cao: 25mA. 5 module định thời (Timer) với tần số xung clock có thể chia được và cấu hình thành 1 cặp Timer 16 bit hoặc 1 Timer 32 bit. Bộ điều chế độ rộng xung (PWM) với độ phân giải 16 bit. Module truyền dữ liệu SPI qua 3 dây dẫn (hỗ trợ chế độ 4 khung truyền). Module truyền dữ liệu I2C hỗ trợ chế độ đa chủ/tớ và các chế độ định địa chỉ 7 bit/ 10 bit. 2 module truyền thông nối tiếp (UART) với bộ đệm FIFO. Module truyền thông CAN tương thích chuẩn 2.0B. Module điều khiển PWM: 8 cổng vào/ra PWM với các chế độ bù hoặc đầu ra độc lập và các chế độ sườn xung hoặc trung tâm. 4 khối tạo chu kỳ làm việc khác nhau. Cơ sở thời gian riêng biệt với toàn chip. Đầu ra phân cực lập trình được. Hỗ trợ ngắt cho việc cập nhật không đối xứng trong chế độ trung tâm. Bộ so sánh sự kiện đặc biệt cho việc lập lịch những sự kiện ngoại vi khác. Module encoder với góc 90˚(QEI). 3 kênh đầu vào cho hai tín hiệu pha A và B và xung chỉ số. Bộ đếm tăng/giảm vị trí 16 bit. Đếm số lần đảo chiều. Đo vị trí với chế độ x2 và x4. Bộ lọc nhiễu trên đầu vào có thể lập trình. Lựa chọn chế độ Timer/Counter 16 bit. Các ngắt QEI. Các module tương tự: 4 bộ chuyển đổi tín hiệu tương tự - số (ADC) 10 bit với tốc độ lấy mẫu lên tới 500Ksps, 16 kênh vào và có thể chuyển đổi ngay cả trong chế độ ngủ (sleep). Có thể lâp trình để bảo vệ hệ thống ở điện thế thấp. Có thể lập trình ở mức bảo vệ Brown-out và khởi động lại hệ thống. Các tính năng vi điều khiển đặc biệt: Bộ nhớ chương trình Flash với chu kỳ ghi/xóa tới 10.000 lần. Bộ nhớ EEPROM với chu kỳ ghi/xóa 100.000 lần. Có khả năng tự lập trình lại dưới sự điều khiển của phần mềm. Bộ định thời Watchdog sử dụng bộ giao động RC riêng trên chip tiêu thụ ít năng lượng với độ tin cậy rất cao. Chế độ bảo vệ mã lệnh lập trình được. Có thể lựa chọn các chế độ quản lý năng lượng: Ngủ, chờ và đông hồ luân phiên. Hỗ trợ khả năng lập trình trên bo mạch (In-circurt Serial Programing). Chế tạo theo công nghệ CMOS: Công nghệ Flash với hiệu suất cao. Dải điện áp nguồn rất rộng 2,5V đến 5,5V. Dải nhiệt độ công nghiệp và dải nhiệt độ mở rộng. Tiêu thụ năng lượng rất nhỏ. Module truyền thông không đồng bộ UART Module UART (Universal Asynchronous Receiver/Transmitter), thường được tích hợp trên các vi xử lý hoặc máy tính cũng như dsPIC nói riêng, là một khối phần cứng với chức năng chuyển đổi giữa dạng tín hiệu nối tiếp và tín hiệu song song. UART thường được sử dụng với giao thức truyền thông nối tiếp RS-232 và được kết nối với cổng nối tiếp của các thiết bị ngoại vi. Các đặc điểm chính của module UART : Truyền dữ liệu 8 hoặc 9 bit. Các tùy chọn chẵn, lẻ hoặc không bit chẵn lẻ (cho dữ liệu 8 bit). Một hoặc hai bit Stop. Tích hợp bộ tạo tốc độ Baud đầy đủ 16 bit. Dải tốc độ Baud từ 38 bps đến 1,875 Mbps với tốc độ thực hiện lệnh 30 MHz. Bộ đệm dữ liệu truyền 4 từ đơn. Bộ đệm dữ liệu nhận 4 từ đơn. Phát hiện lỗi chẵn lẻ, lỗi khung truyền và lỗi tràn bộ đệm. Hỗ trợ ngắt cho chế độ dò tìm địa chỉ (bit thứ 9 = 1). Phân chia riêng biệt ngắt truyền và ngắt nhận. Sơ đồ khối bộ truyền dữ liệu UART. Sơ đồ khối bộ nhận dữ liệu UART. Bộ điều khiển truyền thông CAN của dsPIC 30F6010 Module CAN (Controller Area Network) là một giao diện nối tiếp, phù hợp cho việc truyền thông với những module CAN khác hoặc các thiết bị vi điều khiển. Giao thức này được thiết kế để cho phép truyền thông trong môi trường có nhiễu. DSPIC 30F6010có hai mudule CAN với các đặc điểm như sau: Thực hiện giao thức CAN 1.2, CAN 2.0A, CAN 2.0B. Khung dữ liệu chuẩn và mở rộng . Độ dài dữ liệu 0-8 byte. Tốc độ bit có thể lập trình lên tới 1Mbit/s. Hỗ trợ chế độ truyền xa. 2 bộ đệm nhận tín hiệu đầu vào( mỗi bộ lên tới 8 byte dữ liệu). 6 bộ lọc đầy đủ, trong đó 2 bộ lọc liên kết với quyền ưu tiên cao và 4 bộ lọc với quyền ưu tiên thấp. 3 bộ đệm truyền với mức ưu tiên xác định( lên tới 8 byte dữ liệu). Tính năng Wake-up với bộ lọc thông thấp có thể lập trình. Chế độ Loopback có thể lập trình hỗ trợ khả năng tự kiểm tra (self-test). Nguồn khóa có thể lập trình. Kết nối với module Input Capture(IC2 cho cả CAN1 và CAN2) cho thời gian lấy mẫu và đồng bộ mạng. Chế độ tiết kiệm năng lượng. Sơ đồ khối module CAN của dsPIC 30F6010. Module CAN chứa một lõi giao thức và phần điều khiển/đệm bản tin. Lõi giao thức CAN kiểm soát tất cả các chức năng nhận và truyền bản tin trên bus CAN. Bản tin được truyền bằng việc tải đầu tiên các thanh ghi dữ liệu phù hợp. Trạng thái và lỗi có thể được kiểm tra bằng cách đọc các thanh ghi phù hợp. Bất kỳ bản tin nào được phát hiện trên bus CAN đều được kiểm tra lỗi. Module CAN truyền các kiểu khung bản tin khác nhau : Khung dữ liệu chuẩn: Một khung dữ liệu chuẩn được tạo bởi một nút khi nút này muốn truyền dữ liệu. Nó bao gồm một bộ nhận dạng chuẩn 11 bit (Standard Identifier –SID). Khung dữ liệu mở rộng: Tương tự như khung dữ liệu chuẩn nhưng sử dụng bộ nhận dạng chuẩn 18 bit Khung dữ liệu xa: Nó có khả năng đối với một nút đích khi yêu cầu dữ liệu từ một nguồn nào đó. Để thực hiện được điều này, nút đích gửi một bản tin xa với một bộ nhận dạng xác định dữ liệu yêu cầu, nút nguồn dữ liệu phù hợp sau đó sẽ gửi một khung dữ liệu đáp ứng với yêu cầu từ xa này. Khung dữ liệu lỗi: Một khung dữ liệu lỗi được tạo ra bởi bất kỳ nút nào khi phát hiện ra có lỗi trên bus. Một khung lỗi bao gồm 2 trường: một trường cờ lỗi và một trường xác định ranh giới lỗi. Khung dữ liệu quá tải: Một khung dữ liệu quá tải có thể được tạo ra bởi một nút như kết quả của hai điều kiện. Thứ nhất là: Nút này phát hiện ra một bit trội trong nội bộ khung - điều này là bất hợp lệ. Thứ hai là: vì điều kiện nội tại nên nút không có khả năng nhận bản tin tiếp theo. Một nút có thể tạo ra nhiều nhất 2 khung qua tải liên tiếp để trì hoãn việc bắt đầu của bản tin tiếp theo. Không gian nội bộ bản tin: Không gian nội bộ bản tin phân biệt một khung dữ liệu đi đến là từ bản tin tiếp theo hay từ bản tin từ xa. Bộ định thời TIMER DSPIC 30F6010 cung cấp cho người dùng 5 bộ định thời với các chế độ làm việc riêng lẻ 16 bit (Timer1) hay kết hợp thanh cặp trong chế độ 32 bit(Timer2/3 và Timer4/5). Module Timer1 là một bộ định thời 16-bit có thể được sử dụng như bộ đếm (counter) thời gian cho đồng hồ thời gian thực hoặc như một bộ định thời/bộ đếm hoạt động tự do. Timer 16 bit có các chế độ sau : Bộ định thời 16-bit. Bộ đếm đồng bộ 16-bit. Bộ đếm không đồng bộ 16-bit. Ngoài ra, các đặc trưng hoạt động sau cũng được cung cấp: Quản lý cổng thời gian khi đặt trong chế độ tích lũy thời gian đóng kín (Gated Time Accumulation mode). Cài đặt được tỷ lệ chia tần số xung đồng hồ. Hoạt động trong các chế độ Chờ (Idle) và Ngủ (Sleep) của CPU. Ngắt phù hợp với thanh ghi chu kỳ 16-bit và sườn xuống của tín hiệu gate bên ngoài. Các chế độ hoạt động này được lựa chọn bằng cách đặt các bit tương ứng trên thanh ghi SFR 16-bit T1CON. Bộ định thời của dsPIC 30F6010 Module Timer2/3 là một timer 32 bit, được cấu hình bởi 2 timer 16-bit với các chế độ hoạt động có thể lựa chọn được. Các timer này được sử dụng bởi các module ngoại vi như chụp tín hiệu đầu vào (input capture) hay so sánh đầu ra/bộ điều chế độ rộng xung đơn giản(output compare/simple PWM). Timer 32-bit có các chế độ hoạt động như sau: 2 timer 16-bit độc lâp với toàn bộ các chế độ hoạt động của timer 16-bit (trừ bộ đếm không đồng bộ). Bộ định thời 32-bit. Bộ đếm đồng bộ 32-bit. Ngoài ra, các đặc trưng hoạt động sau cũng được cung cấp: Tri-gơ sự kiện ADC (ADC Event Trigger). Quản lý cổng thời gian khi đặt trong chế độ tích lũy thời gian đóng kín (Gated Time Accumulation mode). Cài đặt được tỷ lệ chia tần số xung đồng hồ. Hoạt động trong các chế độ Chờ (Idle) và Ngủ (Sleep) của CPU. Ngắt phù hợp với thanh ghi chu kỳ 32-bit. Các chế độ hoạt động này được lựa chọn bằng cách đặt các bit tương ứng trên thanh ghi SFR 16-bit T2CON và T3CON. Module Timer4/5 cũng tương tự như module Timer2/3 nhưng có những điểm khác biệt như sau: Không hỗ trợ đặc tính ADC Event Trigger. Không được sử dụng bởi các module ngoại vi khác. Các chế độ hoạt động này được lựa chọn bằng cách đặt các bit tương ứng trên thanh ghi SFR 16-bit T2CON và T3CON. Bộ chuyển đổi tương tự - số ADC  DSPIC 30F6010 cung cấp một module ADC tốc độ cao cho phép chuyển đổi tín hiệu đầu vào tương tự sang tín hiệu số 10-bit. Module này dựa trên kiến trúc của thanh ghi xấp xỉ kế tiếp (Successive Approximate Register) với tốc độ lấy mẫu tối đa là 500kbps. Module ADC có 16 lối vào tương tự được hợp kênh bởi 4 bộ khuếch đại lấy và giữ mẫu. Đầu ra của bộ lấy và giữ mẫu là đầu vào của bộ chuyển đổi, nơi tạo ra kết quả. Bộ chuyển đổi A/D là bộ phận duy nhất được phép làm việc khi thiết bị ở chế độ ngủ. Module A/D có các thanh ghi 16-bit : Thanh ghi điều khiển A/D 1 (ADCON1). Thanh ghi điều khiển A/D 2 (ADCON2). Thanh ghi điều khiển A/D 3 (ADCON3). Thanh ghi lựa chọn đầu vào A/D (ADCHS). Thanh ghi cấu hình cổng A/D (ADPCFG). Thanh ghi lựa chon quét đầu vào (ADCSSL). Các thanh ghi ADCON1, ADCON2, ADCON3 điều khiển hoạt động của module A/D. Thanh ghi ADCHS lựa chọn kênh vào để chuyển đổi. Thanh ghi ADPCFG cấu hình cho cổng là đầu vào tương tự hay vào ra số. Thanh ghi ADCSSL chọn đầu vào để quét. Vi điều khiển PSOC Các dòng vi điều khiển PSOC PSoC là một từ viết tắt của cụm từ tiếng Anh Programmable System on Chip, nghĩa là hệ thống khả trình trên một chip. Các chip chế tạo theo công nghệ PSoC cho phép thay đổi được cấu hình đơn giản bằng cách gán chức năng cho các khối tài nguyên có sẵn trên chip. Hơn nữa, nó có thể kết nối tương đối mềm dẻo các khối chức năng với nhau hoặc giữa các khối chức năng với các cổng vào ra. Chính vì vậy mà PSoC có thể thay thế cho rất nhiều chức năng nền của một số hệ thống cơ bản chỉ bằng một đơn chip. Thành phần của chip PSoC bao gồm các khối ngoại vi số và tương tự có thể cấu hình được, một bộ vi xử lý 8 bit, bộ nhớ chương trình (EEROM) có thể lập trình được và bộ nhớ RAM khá lớn. Để lập trình hệ thống, người sử dụng được cung cấp một 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 cấu hình chip như thế nào tùy thuộc vào người lập trình thông qua một số thư viện chuẩn. Người lập trình thiết lập cấu hình trên chíp chỉ đơn giản bằng cách muốn chip có chức năng gì thì kéo chức năng đó và thả vào khối tài nguyên số hoặc tương tự, hoặc cả hai tùy theo từng chức năng (phương pháp lập trình kéo thả). Việc thiết lập ngắt trên chân nào, loại ngắt gì, các chân vào ra được hoạt động ở chế độ như thế nào đều tùy thuộc vào việc thiết lập của người lập trình khi thiết kế và lập trình cho PSoC. Với khả năng cấu hình mạnh mẽ như vậy, một thiết bị điều khiển, đo lường có thể được gói gọn trong một chip duy nhất. Chính vì lý do đó, hãng Cypress Micro Systems đã không gọi sản phẩm của mình là vi điều khiển như truyền thống, mà goị là “thiết bị PsoC”, và họ hy vọng rằng, với khả năng đặt cấu hình mạnh mẽ, người sử dụng sẽ có những thiết bị điều khiển, những thiết bị đo có giá thành rẻ, kích thước nhỏ gọn, và sản phẩm PsoC của họ sẽ thay thế được những thiết bị dựa trên vi xử lý hoặc vi điều khiển đã có từ trước đến nay. Vi điều khiển CY8C27443 Đặc điểm chính của PSoC CY8C27443: Bộ xử lý với kiến trúc Harvard mạnh mẽ. Tốc độ của bộ xử lý lên đến 24MHz. Lệnh nhân 8 bit x 8 bit, thanh ghi tích lũy là 32 bit. Hoạt động ở tốc độ cao mà tiêu hao ít năng lượng. Dải hoạt động từ 3.0 tới 5.25V. Điện áp hoạt động có thể giảm xuống 1.0V sử dụng chế độ kích điện áp. Hoạt động trong dải nhiệt độ từ -40 đến 85°C Các khối ngoại vi có thể được sử dụng độc lập hoặc kết hợp. 12 khối ngoại vi tương tự có thể được thiết lập để làm các nhiệm vụ: Các bộ ADC 14 bit. Các bộ DAC 9 bit. Các bộ khuếch đại có thể lập trình hệ số khuếch đại. Các bộ lọc và các bộ so sánh có thể lập trình được. 8 khối ngoại vi số có thể được thiết lập để làm các nhiệm vụ: Các bộ định thời đa chức năng, đếm sự kiện, động hồ thời gian thực, bộ điều chế độ rộng xung có và không có dải an toàn (deadband). Các module kiểm tra lỗi (CRC modules). 2 bộ truyền thông nối tiếp không đồng bộ 2 chiều. Các bộ truyền thông SPI Master và Slave có thể cấu hình được. Có thể kết nối với tất cả các chân vào ra. Bộ nhớ linh hoạt trên chip. Không gian bộ nhớ chương trình Flash 16 Kbyte với chu kỳ ghi xóa la 50.000 lần. Không gian bộ nhớ RAM là 256 byte. Chip có thể lập trình thông qua chuẩn nối tiếp (ISSP). Bộ nhớ Flash có thể được nâng cấp từng phần. Một phần bộ nhớ Flash có thể được giả lập như một bộ nhớ EEPROM, cho phép lưu các thông số trong lúc chạy chương trình. Chế độ bảo mật đa năng, tin cậy. Có thể tạo được không gian bộ nhớ Flash trên chip lên tới 2.304 byte. Có thể cấu hình cho các chân khả trình. Các chân vào ra ba trang thái sử dụng Trigger Schmitt. Đầu ra logic có thể cung cấp dòng 25 mA với điện trở treo cao hoặc thấp bên trong. Thay đổi được ngắt trên từng chân. Đường ra tương tự có thể cung cấp dòng tới 40mA. Đường ra đa chức năng có từ 6 đến 44 Xung nhịp của chip có thể lập trình được. Bộ tạo dao động trong 24/48 MHz chính xác 2.5%. Có thể lựa chọn bộ dao động ngoại 24 MHz. Bộ dao động thạch anh nội 32,768 kHz. Bộ tạo dao động tốc độ thấp bên trong sử dụng cho Watchdog và Sleep. Ngoại vi được thiết lập sẵn. Bộ định thời Watchdof và Sleep phục vụ chế độ an toàn và chế độ nghỉ. Module truyền thống I2C™ Slave, Master tốc độ lên tới 400kHz. Module phát hiện điện áp thấp được cấu hình bởi người sử dụng. Công cụ phát triển. Phần mềm phát triển miễn phí (PSoC™ Designer). Bộ lập trình và bộ mô phỏng với đầy đủ tính năng. Kiến trúc của PsoC được chỉ ra trong hình 12, bao gồm 4 thành phần chính: nhân PsoC (PSoC core), hệ thống số, hệ thống tương tự, và các tài nguyên hệ thống. Bus toàn cục có thể cấu hình được cho phép tất cả tài nguyên của thiết bị kết hợp thành một hệ thống hoàn chỉnh cho người sử dụng. Họ PsoC CY8C27x43 có thể có tới 5 cổng vào ra được kết nối với các liên kết số và tương tự toàn cục, cung cấp truy cập tới 8 khối số và 12 khối tương tự. Sơ đồ khối cấu trúc của PSoC CY8C27433 Các khối số Hệ thống số là tập hợp của 8 khối số 8 bit có thể được sử dụng độc lập hoặc kết hợp với các khối khác thành các ngoại vi 8, 16, 24 hay 32bit. Các khối số của PSOC Các khối số được tổ chức dưới dạng các hàng bốn khối với số khối biến đổi theo từng họ thiết bị PSoC. Điều này cho phép bạn lựa chọn các tài nguyên hệ thống cho ứng dụng của mình. Những ngoại vi được tạo bởi khối PSoC số : Bộ điều chế độ rộng xung (8 đến 32 bit). Bộ điều chế độ rộng xung với dải an toàn (8 đến 32 bit). Bộ đếm (8 đến 32 bit). Bộ định thời (8 đến 32 bit). Bộ truyền thông không đồng bộ UART 8 bit với bit chẵn lẻ lựa chọn được. Bộ truyền thông nối tiếp SPI master và slave. Bộ truyền thông I2C slave và master (đã có sẵn như tài nguyên hệ thống). Bộ tạo dãy CRC phục vụ việc kiểm tra lỗi. Bộ truyền và nhận giao tiếp quang học. Các khối PSoC số có thể được kết nối với mọi GPIO thông qua một loạt bus toàn cục đảm bảo cho mọi tín hiệu đến được với tất cả các chân. Những bus này cũng cho phép dồn kênh tín hiệu và điều hành việc thực hiện các phép toán logic. Bộ đếm COUNTER Loại Số khối PSoC Bộ nhớ(Byte) Số chân Số Tương tự CT Tương tự SC Flash RAM 8-bit 1 0 0 71 0 1 16-bit 2 0 0 93 0 1 24-bit 3 0 0 128 0 1 32-bit 4 0 0 146 0 1 Các bộ đếm 8, 16, 24, 32-bit với các đặc điểm sau: Độ rộng thanh ghi 8, 16, 24, 32 bit, sử dụng 1, 2, 3, 4 khối PSoC theo thứ tự. Xung nhịp nguồn lên tới 48 MHz. Tự động nạp lại chu ký khi đếm xong. Khả năng chụp (capture) tới 24 MHz. Đầu ra đếm kết thúc có thể được sử dụng như là đầu vào xung nhịp cho các khối chức năng số và tương tự khác. Lựa chọn chế độ ngắt khi đếm kết thúc, chụp, hoặc là khi bộ đếm đạt một giá trị đặt trước. Sơ đồ khối bộ đếm của PSoC CY8C27433 Các module Counter là những bộ đếm lùi với chu kỳ có thể lập trình được, có khả năng chụp giữ. Xung nhịp và các tín hiệu cho phép có thể được lựa chọn từ nguồn ngoài hoặc từ xung nhịp hệ thống. Sau khi được khởi động, bộ đếm hoạt động liên tục và sẽ tải giá trị bên trong của nó từ thanh ghi chu kỳ sau khi đạt đến giá trị đếm kết thúc. Trong mỗi chu kỳ xung nhịp, bộ đếm sẽ so sánh giá trị đếm hiện thời với giá trị được lưu trữ trong thanh ghi so sánh. Điều kiện so sánh là “nhỏ hơn” hay “nhỏ hơn hoặc bằng” liên tục được kiểm tra trong mỗi chu kỳ xung nhịp. Các ngắt có thể được sinh ra dựa trên tín hiệu đếm kết thúc hoặc điều kiện so sánh. Config các khối UART Loại Số khối PSoC Bộ nhớ(Byte) Số chân Số Tương tự CT Tương tự SC Flash RAM API mức thấp 2 0 0 310 0 2 API mức cao 2 0 0 506 3+Buffer 2 Bộ truyền thông không đồng bộ UART có các đặc điểm sau: Bộ nhận và truyền tín hiệu không đồng bộ. Định dạng dữ liệu tương thích với định dạng dữ liệu RS-232. Tốc độ xung đồng bộ lên tới 6Mbit/s. Khung dữ liệu bao gồm bit Start, bit chẵn lẻ (lựa chọn) và các bit Stop. Ngắt khi thanh ghi nhận đầy (lựa chọn) hoặc khi bộ đệm truyền rỗng. Phát hiện chẵn lẻ, khung quá tải, khung báo lỗi. Các chức năng phát và thu ở mức cao. Module người sử dụng UART là một bộ truyền nhận nối tiếp không đồng bộ hỗ trợ chuẩn kép RS-232, định dạng truyền thông nối tiếp qua hai dây. Người sử dụng có thể lập trình xung nhịp đồng hồ và lựa chọn ngắt phù hợp. Phần mềm nhúng với giao diện chương trình ứng dụng (API) thông thường được cung cấp để khởi tạo, cấu hình và điều khiển UART. Thêm vào đó, một API mức cao cũng được cung cấp để hỗ trợ việc nhận các lệnh cơ sở và in các chuỗi ký tự. Module UART được xây dựng bởi hai module TX và RX cùng với một số thư viện hỗ trợ cho việc truyền thông. Hai module TX va RX có thể được sử dụng riêng. Sơ đồ nguyên lý module UART của PSOC Thiết bị cân Thiết bị cân Mettler Toledo IND130 Mettler Toledo IND130 là một thiết bị cân điện tử thông minh được cung cấp bởi Metter Toledo, một công ty lớn với nhiều năm kinh nghiệm với các sản phẩm trong lĩnh vực đo lường, khá quen thuộc với thị trường Việt Nam. Lắp đặt nhanh chóng và vận hành đơn giản, khả năng kết nối trực tiếp với PLC cũng như PC, cung cấp tín hiệu ổn định, Mettler Toledo IND130 được lựa chọn sử dụng rất rộng rãi trong các dây chuyền công nghiệp cũng như những ứng dụng đòi hỏi sự chính xác, tin cậy cao và khả năng hoạt động liên tục. Các thông số và đặc tính : Kích thước: 102 x 50 x 125 mm. Trọng lượng: 0,34kg. Nguồn nuôi: 24 VDC. Nhiệt độ làm việc: -10˚C đến 45˚C. Độ phân giải tối đa: 10.000 mức. Bộ lọc số: TraxDSP. Giao diện PC/PLC: tuỳ chọn RS-232, PROFIBUS, Allen-Bradley RIO, DeviceNet**. Các cổng vào ra trên Mettler Toledo IND130 Chức năng Không chỉ là một chiếc cân điện tử với độ chính xác cao, Mettler Toledo IND130 được sản xuất với mục đích điều khiển một hệ thống cân đóng bao trong công nghiệp. Nó có các cổng giao tiếp với PC/PLC cùng với một số đường vào ra để điều khiển các quá trình hệ thống. Các cổng này được nối với các van khí nén trong hệ thống, cung cấp tín hiệu điều khiển đóng mở van. Cổng nối tiếp Mettler Toledo IND130 có một cổng nối tiếp 2 chiều RS-232/485 có thể được lập trình cho nhiều chức năng. Việc lựa chọn giữa hai chuẩn này được thực hiện bằng cách thay đổi vị trí chốt (jumper) trên thiết bị. Vị trí chốt của RS-232 và RS-485 Độ dài tối đa của cáp nối là 15m cho RS-232 và 330m cho RS-485. Đầu vào này có thể được sử dụng để cung cấp các lệnh đơn giản từ thiết bị khác hoặc nếu được lập trình trong chế độ MODBUS RTU, có thể nhận dữ liệu từ bên ngoài. Đầu ra có thể được cấu hình để trao đổi thông tin với máy in hoặc máy tính, hoặc cấu hình thành đầu ra liên tục đến màn hình điều khiển hoặc như một giao diện MODBUS RTU cao cấp hơn. Truyền thông Modbus RTU Địa chỉ Bit Dữ liệu chỉ ghi 40101 .0 .1 .2 .3 0001~0100: Nguyên liệu được dùng .4 .5 .6 .7 0001: Bắt đầu đổ nguyên liệu được xác định bởi bit 0~3 .8 Bắt đầu quá trình cân .9 Giữ quá trình cân .10 Kết thúc quá trình cân .11 Xả .12 Đóng bao .13 Đẩy bao ra .14 Trở về mức 0 40102 .0 .1 .2 .3 0001~0011: Chọn chế độ làm việc (1~3) .4 10: chế độ tự động đổ từng nguyên li