Báo Cáo Thực Tập GVHD:Ts.Nguyễn Văn Nghĩa
TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI
KHOA : ĐIỆN – ĐIỆN TỬ
Bộ Môn : Kỹ Thuật Điện
***
BÁO CÁO THỰC TẬP TỐT NGHIỆP
Giáo viên hướng dẫn: Ts.Nguyễn Văn Nghĩa
Sinh viên thực hiện : Nguyễn Xuân Thịnh
Lớp: : Trang Bị Điện CN & GTVT
Khóa : 51
SVTH.Nguyễn Xuân Thịnh_TBĐ_K51 1
Báo Cáo Thực Tập GVHD:Ts.Nguyễn Văn Nghĩa
Contents
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ CÔNG TY TNHH THIẾT BỊ ĐIỆN ĐIỆN
TỬ CÔNG NGHIỆP.
1.Sơ lược về công ty TNHH thiết bị điện điện tử công nghiệp.
• Tên công ty:
- Tên tiếng việt: công ty TNHH thiết bị điện-điện tử công nghiệp.
- Tên tiếng anh: Industrial Electric Electronic Equipment Company
Limited.
Địa chỉ: Phố Hoa Bằng,Yên Hòa,Cầu Giấy,Hà Nội.
Điện thoại:(04) 37821690.
Email:
• Các lĩnh vực hoạt động của công ty:
Công ty chuyên cung cấp các dịch vụ và kỹ thuật công nghiệp.
- Cung cấp bộ thu thập,xử lý,hiển thị và ghi vào thẻ nhớ SD cho các đầu
cảm biến:áp suất,nhiệt độ,độ ẩm có thông số 4mA-20mA.
- Thiết kế,lắp đặt khôi phục hệ thống điện-điều khiển.
- Cung cấp-lắp đặt-bảo trì hệ thống tự động hóa.
- Thiết kế,sửa chữa,bảo dưỡng hệ thống điều khiển máy công trình&giao
thông vận tải.
phần tương tự và thành phần số xung quanh vi điều khiển nhúng vào một hệ
thống. Một chip đơn PSoC có thể tích hợp lên đến 100 chức năng ngoại vi với 1
vi điều khiển, làm giảm thời gian thiết kế, không gian board, năng lượng tiêu
hao và giảm 5% giá thành sản phẩm ít nhất 10$ cho mỗi hệ thống.
1.2.2 Tổng quan về tài nguyên chip PSoC
PSoC khác với các vi điều khiển 8 bit thông thường là có các khối số và các
khối tương tự có thể lập trình được cho phép thực hiện nhiều giao tiếp ngoại vi.
Khối số gồm có nhiều khối khả trình nhỏ có thể được cấu hình cho các ứng
dụng khác nhau.
Khối tương tự được sử dụng cho các công cụ Analog như bộ lọc, bộ so sánh
tín hiệu tương tự, các bộ khuyếch đại đảo, không đảo như AD, DA.
Có một số họ PSoC khác nhau mà ta có thể lựa chọn xây dựng cho phù hợp
với yêu cầu dự án. Điểm khác nhau giữa cá họ PSoC là số lượng các khối khả
trình cho phép nhúng vào chip và số chân I/O. Mỗi chip PSoC có từ 4-16 khối
số và 3-12 khối tương tự khả trình phụ thuộc vào các họ khác nhau.
SVTH.Nguyễn Xuân Thịnh_TBĐ_K51 3
Báo Cáo Thực Tập GVHD:Ts.Nguyễn Văn Nghĩa
Hình 2.1 Vị trí của PSoC
Một số điểm nổi bật của PSoC là:
• Khối MAC, bộ nhân 8x8 hardware 32 bit.
• Điện áphoạt động có thể thay đổi 3.3V hoặc 5V
• Khả năng hoạt động với điện áp cung cấp thấp hơn yêu cầu 1V
• Có thể lựa chọn tần số hoạt động cho chip
Hình 2.2 Tổng quan kiến trúc PSoC
SVTH.Nguyễn Xuân Thịnh_TBĐ_K51 4
Báo Cáo Thực Tập GVHD:Ts.Nguyễn Văn Nghĩa
Những tài nguyên hỗ trợ người dùng xây dựng kiến trúc PSoC:
• 32 KBytes ROM (FLASH) cho việc lập trình v ới 50000 lần xóa
ghi.
• Hỗ trợ lên đến 2KByte SRAM, bộ nhớ động EEPROM
trừkhả năng phải thiết kế lại mạch PCB vì chỉ cần cấu hình lại bên trong
chip. Điện áp cung cấp có thể dao động ở mức 1V là một thuận lợi hết
sức to lớn cho nguồn hoạt động hệ thống. Timer, Counter và PWM hoạt
động linh hoạt hơn.
SVTH.Nguyễn Xuân Thịnh_TBĐ_K51 5
Báo Cáo Thực Tập GVHD:Ts.Nguyễn Văn Nghĩa
1.2.3 Cấu trúc chi tiết bêntrong chip PSoC
• Tổng quan về cấu trúc bên trong PsoC
Hình 2.3Kiến trúc PSoC IC
PSoC xây dựng trên cơ sở kiến trúc vi xử lí 8 bit CISC với cấu trúc
Harvard (cấu trúc mà bus dữ liệu, bus địa chỉ và tín hiệu điều khiển bộ
nhớ chương trình, bộ nhớ dữ liệu độc lập nhau). Cấu trúc chung là các
khối: CPU unit, Frequency generator, Reset controller, Watch Dog timer,
Sleep timer, Input-Output pins, Digital programmable blocks, Analog
programmable blocks, I2C controller, Voltage, MAC unit, SMP. Chúng ta
tiến hành phân tích từng khối.
• Đặc điểm CPU.
SVTH.Nguyễn Xuân Thịnh_TBĐ_K51 6
Báo Cáo Thực Tập GVHD:Ts.Nguyễn Văn Nghĩa
Hình 2.4 CPU
Chương trình được lưu trong bộnhớ FLASH. CPU tìm kiếm theo chỉ dẫn
từ bộ nhớ chương trình, giải mã và thi hành lệnh. Khối CPU chứa các thanh ghi
PC, SP, A, X và F, khối ALU, khối giải mã, kết hợp với nhau trong quá trình xử
lý lệnh.
Các thanh ghi trong CPU:
• Program counter (PC) là con trỏ PC, thanh ghi bộ đếm chương trình
thực hiện chương trình tại vị trí giá trị con trỏ.
• Stack pointer (SP) trỏ đến địa chỉ SRAM nơi data được ghi hoặc đọc
trong trường hợp của PUSH và POP theo chỉ dẫn tương ứng. Khi hoạt
động này xảy ra giá trị con trỏSP tự động tăng hoặc giảm.
SVTH.Nguyễn Xuân Thịnh_TBĐ_K51 8
Báo Cáo Thực Tập GVHD:Ts.Nguyễn Văn Nghĩa
POR Trong quá trình làm việc nguồn cung cấp PSoC có thể thay
đổi,rất nguy hiểm nếu điện áp vượt gới hạn cho phép vì PSoC có
thể thực hiện những hoạt động ngoài dự đoán. Trong trường hợp
nay PSoC cung cấp mode Reset POR (Power on Reset) chuyển
PSoC vào trạng thái này cho đến khi điện áp ổn định ở giới hạn cho
phép.
XRES Là mode Reset bên ngoài bằng công tắc Switch như các vi
điều khiển thông thường khác.
Hình 2.6 Mạch Reset
WDR Watch dog reset (WDR) được sử dụng để mang hệ thống ra
khỏi chế độ vòng lặp chết hoặc các hoạt động ngoài dự đoán.
• Digital Inputs and Outputs
IO số kết nối PSoC với bên ngoài qua 8 chân mỗi Port. Làm việc với
port là làm việc với các thanh ghi PRT0DR (port 0), PRT1DR (port 1),
PRT2DR, PRT3DR, PRT4DR và PRT5DR.
Hình 2.7 Digital Inputs and Outputs
SVTH.Nguyễn Xuân Thịnh_TBĐ_K51 9
Báo Cáo Thực Tập GVHD:Ts.Nguyễn Văn Nghĩa
• Drive Mode: Chọn cách mà thanh ghi PRTxDR được nối với chân
PSoC. Có 8 phương thức thiết lập trạng thái của chân mà không cần các
thiết bị hỗ trợ bên ngoài. Mode làm việc của chân được định nghĩa theo
bảng b ên dưới ứng với các bit của các thanh ghi DM2, DM1 và DM0.
Có thể tác động trực tiếp vào các thanh ghi này hoặc trong Device Editor.
Mode Strong: đượcsử dụng khi nối trực tiếp trạng thái thanh ghi
PRTxDR với chân PSoC. Phương thức này được sử dụng khi chân
được sử dụng như đầu vào.
Hình 2.8 Mode Strong
SVTH.Nguyễn Xuân Thịnh_TBĐ_K51 10
Digital communication block: ch ỉ có thể đặt vào các khối khả trình
ở hai cột bên phải (DCB). Ví dụ: I2C master và Slaver, SPI Master và
Slaver, UART, Hồng ngoại IrDA.
SVTH.Nguyễn Xuân Thịnh_TBĐ_K51 12
Báo Cáo Thực Tập GVHD:Ts.Nguyễn Văn Nghĩa
Hình 2.12 Khối số
Frequency signal (CLK).
Lấy từ bộ phát tần số bên trong VC1, VC2, VC3, SYSCLKx2, CPU_32 .
Từ đầu ra khối khác (Counter, Timer, PWM).
Từ dây chung Broadcast line (BC) .
Đầu vào (RI) hoặc đầu ra (RO) block lines.
Hình 2.13 Clock
Logic circuit sửa đổi tín hiệu ra: cho phép qua 1 của 2 tín hiệu, đảo tín
hiệu và thực hiện cácphép toán logic AND, OR, XOR,
SVTH.Nguyễn Xuân Thịnh_TBĐ_K51 13
Báo Cáo Thực Tập GVHD:Ts.Nguyễn Văn Nghĩa
Hình 2.14 Logic circuit
• Các khối khả trình Analog
Các khối khả trình Analog được chia làm các cột mỗi cột 3 khối, tùy vào
các họ khác nhau mà có 1, 2, hoặc 4 cột Analog. Mỗi cột có bộ Mux đầu vào,
1 dây tần số, đầu ra analog hoặc đầu ra so sánh. Các khối tương tự có thể liên
kết với các khối số để so sánh hoặc lấy tần số Clock. Đầu vào và đầu ra tín
hiệu Analog chỉ cho phép ở 1 số chân gồm P0 và 4 chân thấp của P2.
SVTH.Nguyễn Xuân Thịnh_TBĐ_K51 14
Báo Cáo Thực Tập GVHD:Ts.Nguyễn Văn Nghĩa
Hình 2.15 Tổng quan khối analog
Analog multiplexers of port P0: Tín hiệu từ Port 0 được nối đến khối
analog ACB.
Analog columns : Mỗi cột có 3 loại khối block: ACB, ASC và ASD. Đầu
ra của nhữngkhối này được nối đến các khối kế bên hoặc đầu ra Analog
của chuyển đổi BOOSTDC/DC. BOOSTDC/DC tạo ra điện áp cao hơn
1.5V làm nguồn nuôi cho PSoC .
• Khối MAC
MAC là 1 khối thiết bị phần cứng dùng tính toán như nhân các số 8 bit
cũng như phép cộng. Việc thực hiện rất đơn giản, việc chúng ta làm là đọc và
ghi các giá trị vào các thanh ghi
Hardware multiplication
Thực hiện bằng cách ghi 8 bit đầu vào X và Y vào thanh ghi MUL_X
và MUL_Y và đọc giá trị đầu ra 16 bit từ thanh ghi MUL_DH và
MUL_DL.
SVTH.Nguyễn Xuân Thịnh_TBĐ_K51 17
Báo Cáo Thực Tập GVHD:Ts.Nguyễn Văn Nghĩa
Hình 2.20 Hardware multiplication
Sum of products
Trong phép nhân, kết quả có thể được cộng dồn và lưu trong bộ
tích lũy 32 bit. Đó là cách tạo nên hoạt động tính tổng đồng thời là
mô tả hết sức quan trọng trong xử lí tín hiệu số. Bên cạnh đó khối
MAC cho phép thực hiện phép nhân nhiều BYTE rất đơn giản.
Hình 2.21 Sum of products
Quá trình tính được thực hiện khi nhập dữ liệu X và Y vào thanh
ghi MAC_X hoặc MAC_Y hoặc cũng có thể ghi vào các thanh ghi
MUL_X và MUL_Y, trường hợp kết quả chưa được đọc thì giá trị
tính toán được lưu trong các thanh ghi ACC_DR3, ACC_DR2,
SVTH.Nguyễn Xuân Thịnh_TBĐ_K51 18
Báo Cáo Thực Tập GVHD:Ts.Nguyễn Văn Nghĩa
ACC_DR1 và ACC_DR0. Để bắt đầu phép tính giá trị phải trả về 0
bằng cách ghi giá tri 0 vào thanh ghi MAC_CL1 hoặc MAC_CL0.
• Interrupt Controller
Ngắt là bộ máy bên trong vi điều khiển cho phép phản ứng nhanh với 1
số sự kiện khi xảy ra sự kiện đó. Những nguyên nhân xảy ra ngắt bên trong
công c ụ trong công nghệ FLASH, nó th ật đơn giản cho việc thay
đổi chương trình. Tùy vào các họ PSoC mà hỗ trợ các bộ nhớ
chương trình khác nhau: 2, 4, 8, 16 và 32 kB.
Supervisory ROM (ROM giám sát) Supervisory ROM là 1
phần của ROM, được sử dụng để đo, kiểm tra các thành phần. Với
kiến trúc đặc biệt SSC có thể truy cập như 1 phần bộ nhớ.
RAM có thể lưu trữ các biến số và stack mà được sử dụng trong
quá trình làm việc của PSoC. Với các họ PSoC CY8C29xx có
nhiều hơn 256 byte . RAM được quản lí trong các page với stack
được lưu ở trang cuối cùng.
Thanh ghi PSoC có 512 thanh ghi trong 2 bank 256. Để truy cập
vào thanh ghi bên cạnh tên của nó người sử dụng phải biêt tên
bank. Để truy cập được bank bằng cách sử dụng macros
M8C_SetBank0 and M8C_SetBank1, với việc xóa hoặc set bit
XIO trong thanh ghi CPU_F.
SVTH.Nguyễn Xuân Thịnh_TBĐ_K51 20
Báo Cáo Thực Tập GVHD:Ts.Nguyễn Văn Nghĩa
2.Nhiệm vụ được giao trong thời gian thực tập.
2.1.Nội dung:
Máy phát xung chuẩn tạo ra tín hiệu giả ECD của tín hiệu đầu trục nhằm
chuẩn đồng hồ tốc độ.
2.2.Giải thích:
• Đồng hồ tốc độ dùng để đo tốc độ bằng cách gắn một ECD ở đầu trục
bánh xe và đo tần số xung ECD. Thông qua công thức chuyển đổi liên
quan đến đường kính bánh xe và số ECD/1 vòng bánh xe, người ta sẽ suy
ra được tốc độ.
• Để chuẩn đồng hồ tốc độ, hiện tại, người ta lắp một ECD chuẩn vào đầu
một trục quay với tốc độ xác định, từ đó sẽ có chuỗi xung với tần số phù
hợp để chuẩn thiết bị đo. Tuy nhiên, cách này phúc tạp vì:
1. Phải có động cơ dẫn động cơ khí; 2. Tốc độ động cơ khó ổn định; 3.
• Thiết lập modul ADC,PGA.
Với Modul ADC ta thiết lập thông số như sau.
SVTH.Nguyễn Xuân Thịnh_TBĐ_K51 23
Báo Cáo Thực Tập GVHD:Ts.Nguyễn Văn Nghĩa
Modul PGA:
• Thiết lập modul PWM16
Cài đặt thông số
SVTH.Nguyễn Xuân Thịnh_TBĐ_K51 24
Báo Cáo Thực Tập GVHD:Ts.Nguyễn Văn Nghĩa
• Các cài đặt khác
3.2.2.Code
• Main.c
#include <m8c.h>
SVTH.Nguyễn Xuân Thịnh_TBĐ_K51 25