Đại học quốc gia Hà nội
Tr-ờng đại học công nghệ

Lê Hùng Linh

Nghiên cứu thiết kế bộ điều khiển động cơ
không đồng bộ 3 pha 1 mã lực sử dụng công
nghệ chế tạo chíp chuyên dụng psoc

Ngành : Công nghệ điện tử - viễn thông
Chuyên nghành: Kỹ thuật vô tuyến điện tử và thông tin liên lạc
Mã số:2.07.00

Luận văn thạc sĩ

Ng-ời h-ớng dẫn khoa học:
PGS.TSKH Phạm th-ợng cát

Hà Nội - 2007


MỤC LỤC
MỤC LỤC ............................................................................................................................. 1
CÁC KÝ HIỆU VÀ THUẬT NGỮ VIẾT TẮT ...................................................................... 3
MỞ ĐẦU ............................................................................................................................... 4
CHƢƠNG 1 ........................................................................................................................... 5
KHÁI QUÁT VỀ ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ ............................................................... 5
1.1
Mở đầu ................................................................................................................... 5
1.2
Cấu trúc cơ sở và nguyên lý hoạt động.................................................................... 5

Giới thiệu ............................................................................................................. 21
2.2
Các yêu cầu cần thiết để thiết kế chip chuyên dụng PSoC ..................................... 21
2.3
Chíp PSoC CY8C29x66 ....................................................................................... 22
2.3.1
Chức năng..................................................................................................... 22
2.3.2
Sơ lƣợc chức năng của PSoC ........................................................................ 24
2.4
Ngôn ngữ lập trình cho PSoC ............................................................................... 29
CHƢƠNG 3 ......................................................................................................................... 31
PHÂN TÍCH THIẾT KẾ HỆ THỐNG BỘ ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ 3 PHA ...................... 31
3.1
Yêu cầu bài toán và phƣơng pháp chọn lựa ........................................................... 31
3.2
Thiết kế sơ đồ khối hệ thống của bộ điều khiển động cơ 3 pha .............................. 35
3.3
Chức năng hoạt động của các thành phần ............................................................. 37
3.3.1
Bộ tạo nguồn ổn định PFC và nguồn cách ly ................................................. 37
3.3.2
Bộ điều khiển giao diện ................................................................................ 39
3.3.3
Bộ điều khiển trung tâm ................................................................................ 41
3.3.4
Khối công suất .............................................................................................. 42
CHƢƠNG 4 ......................................................................................................................... 47
THIẾT KẾ CHI TIẾT VÀ CHẾ TẠO THỬ NGHIỆM BIẾN TẦN ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ
3 PHA 1 MÃ LỰC ............................................................................................................... 47

CÁC TÀI LIỆU THAM KHẢO ........................................................................................... 90

2


CÁC KÝ HIỆU VÀ THUẬT NGỮ VIẾT TẮT
STT
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
16.
17.
18.
19.
20.
21.
22.
23.

ICE
PSoC
M8C
CRC
SPI
GPIO
MCU
CPU
WDT
IMO
ILO
RTC
PLL
I2C
DTMF
MAC
LVD
POR
QEI
PFC
PI
LCD
OCC

Giải thích
Điện áp xoay chiều
Bộ chuyển đổi từ tƣơng tƣ sang số
Điện áp một chiều
Bộ chuyển đổi số sang tƣơng tự
Số vòng quay trên phút

Màn hình hiển thị tinh thể lỏng
Thuật điều khiển trong một chu kỳ (One Cycle Control)

3


MỞ ĐẦU
Trong vòng 2 thập kỷ qua, điều khiển động cơ xoay chiều (AC Motor) đã đạt
đƣợc những tiến bộ vƣợt bậc nhờ sự phát triển nhanh chóng của công nghệ vi điện tử,
khoa học máy tính, công nghệ bán dẫn công suất và kỹ thuật điều khiển.
Các máy điện 3 pha đang đƣợc ứng dụng hầu hết trong các nhà máy, xí nghiệp
cũng nhƣ trong cuộc sống hàng ngày. Vấn đề đặt ra là làm sao ta có thể điều khiển tốc
độ của động cơ dễ dàng theo yêu cầu của ngƣời sử dụng. Công nghệ chế tạo chip
PSoC (Programmable System on Chip) cho phép ta phát triển các chíp vi điều khiển
chuyên dụng cho các thiết bị đo và điều khiển. Do vậy thiết bị có tính cạnh tranh và
bảo mật cao. Mục đích của đề tài là phát triển một chíp chuyên dụng cho điều khiển
động cơ không đồng bộ 3 pha. Trên cơ sở chíp này, đề tài thử nghiệm xây dựng một
bộ điều khiển tốc độ của động cơ không đồng bộ 3 pha 1 mã lực với thuật điều khiển
tỷ lệ V/f.
Đề tài sẽ giải quyết một số vấn đề sau:
 Tổng quan về động cơ không đồng bộ 3 pha, bộ biến tần điều khiển động cơ
xoay chiều và công nghệ tạo chíp PSoC.
 Thiết kế tạo chíp chuyên dụng cho điều khiển động cơ AC 3 pha trên cơ sở
công nghệ PSoC.
 Thiết kế và chế tạo thử nghiệm bộ điều khiển cho động cơ không đồng bộ 3
pha 1 mã lực sử dụng chíp chuyên dụng điều khiển động cơ.
Đề tài gồm 4 chƣơng, trong đó:
Chƣơng 1: Khái quát về động cơ không đồng bộ. Chƣơng này mô tả một cách
khái quát nhất về các động cơ xoay chiều 1 pha và 3 pha và những đƣợc tính cơ bản
của nó.

Cấu trúc cơ sở và nguyên lý hoạt động
Các động cơ AC đều gồm 2 phần: Stator là phần cố định ở phía ngoài. Rotor là

phần quay tròn nằm phía trong. Giữa hai phần này có khe cách. Tất cả các động cơ
xoay chiều 3 pha sử dụng từ trƣờng quay để quay Rotor của chúng. Từ trƣờng quay
này đƣợc tạo ra do dòng điện xoay chiều chạy trong các cuộn dây của Stator.
1.2.1 Stator
Stator đƣợc làm từ một số khung nhôm hoặc sắt mỏng. Chúng đƣợc ép chặt lại
với nhau để tạo thành một hình trụ rỗng (lõi của Stator) nhƣ ở hình 1.1. Các cuộn dây
đƣợc cách ly với nhau và đƣợc lồng vào các khe đó. Mỗi một nhóm các cuộn sẽ bao
quanh một lõi, tạo thành một nam châm điện khi đƣợc cung cấp nguồn điện AC. Số
cực của động cơ phụ thuộc vào cách thức cuộn của Stator. Các cuộn Stator đƣợc kết
nối tới nguồn điện. Bên trong Stator đƣợc nối nhƣ hình 1.1, khi cung cấp nguồn thì sẽ
tạo ra từ trƣờng xoay.

Hình 1.1: Một loại Stator

1.2.2 Rotor
Rotor có cấu tạo đơn giản và khoẻ. Rotor bao gồm một lõi hình trụ với các khe
song song để dẫn điện. Mỗi khe có một thanh đồng, nhôm hoặc hợp kim. Các thanh
5


Rotor đƣợc cố định đoản mạch ở 2 đầu, đƣợc mô tả ở hình 1.2. Các khe của Rotor
không nhất thiết phải song song với trục.

Hình 1.2: Rotor lồng sóc

Để cho động cơ chạy ổn định trong từ trƣờng xoay, Rotor đƣợc gắn lên một
trục. Giữa phần Stator và Rotor đƣợc cách ly bằng khe hở không khí để truyền dẫn

%slip 

N s  Nb
*100
Ns

NS: Tốc độ đồng bộ RPM (lý thuyết)
Nb: Tốc độ cơ sở RPM (thực tế)
1.3

Các loại động cơ cảm ứng
Thông thƣờng, động cơ cảm ứng đƣợc phân loại trên cơ sở số pha của Stator,

bao gồm:
o

Động cơ xoay chiều 1 pha

o

Động cơ xoay chiều 3 pha

1.3.1 Động cơ xoay chiều 1 pha
Hiện nay, động cơ xoay chiều 1 pha đƣợc sử dụng nhiều nhất vì giá thành của
nó không đắt và ít phải bảo dƣỡng. Loại động cơ này chỉ có một cuộn dây và hoạt
động với nguồn điện 1 pha. Động cơ xoay chiều 1 pha không tự nó khởi động đƣợc.
Khi động cơ đƣợc nối với nguồn điện 1 pha, cuộn dây chính sẽ mang một dòng điện
xoay chiều. Dòng điện này sẽ làm cho từ trƣờng thay đổi. Nhờ sự cảm ứng, Rotor
đƣợc tác động mạnh. Tuy từ trƣờng đƣợc thay đổi, nhƣng mômen rất cần thiết cho sự
quay của động cơ thì lại không đƣợc tạo ra. Vì vậy, động cơ xoay chiều 1 pha phải có

Công suất và hiệu quả các động cơ này trong dải từ trung bình đến cao so với
các động cơ 1 pha cùng loại. Ứng dụng phổ biến của chúng là cho máy sát, máy
nghiền, máy khoan, máy bơm, máy nén, băng tải, thiết bị in ấn, thiết bị cho nông
nghiệp, điện lạnh và một số ứng dụng máy công suất khác.
Động cơ xoay chiều 3 pha gồm 2 loại: Động cơ lồng sóc và động cơ Rotor dây
cuộn
1.3.2.1 Động cơ lồng sóc
Có khoảng 90% động cơ 3 pha thuộc loại động cơ lồng sóc. Công suất của nó
từ 1 đến vài trăm mã lực cho động cơ 3 pha. Động cơ lồng sóc loại 1 mã lực hoặc lớn
hơn, giá thành thấp và có thể bắt đầu làm việc với tải lớn hơn động cơ 1 pha tƣơng tự.
1.3.2.2 Động cơ Rotor dây cuộn
Động cơ vòng trƣợt hoặc động cơ dây cuốn là một biến thể của động cơ lồng
sóc. Trong đó, Stator giống với động cơ lồng sóc; các cuộn dây đặt trên Rotor và
không ngắn mạch, nhƣng phần cuối của nó đƣợc nối tới một vòng trƣợt (xem hình 1.4)
Vòng trƣợt sẽ tạo ra mômen tỉ lệ với trở kháng của Rotor. Trở kháng Rotor
đƣợc tăng thêm bằng cách cho thêm trở kháng bên ngoài thông qua vòng trƣợt. Động
cơ chạy nhanh thì giá trị của trở kháng có thể bị giảm xuống. Một khi động cơ đạt đến
8


tốc độ cơ sở thì điện trở bên ngoài đƣợc tách khỏi Rotor. Tại thời điểm đó, động cơ
làm việc nhƣ là một động cơ cảm ứng chuẩn.

Hình 1.4. Động cơ Rotor cuộn dây

1.3.2.3 Phƣơng trình cơ bản về mômen của động cơ [12]
Mômen của động cơ có thể đƣợc mô tả bằng phƣơng trình
Phƣơng trình 3
T  Tl  J


trữ trong dạng năng lƣợng động lực học KE là J(d m2/2). Khi giảm tốc độ, mômen
động lực học mang dấu âm. Vì vậy, nó giúp cho động cơ đảm bảo mômen T và duy trì
bằng năng lƣợng đƣợc tích từ năng lƣợng động lực học.
Tóm lại, để động cơ hoạt động ổn định, thì mômen tạo ra từ động cơ T sẽ luôn
bằng mômen đòi hỏi của tải Tl.

Hình 1.5. Đƣờng biểu diễn mômen-tốc độ của động cơ 3 pha

1.3.2.4 Các đặc tính của động cơ [12]
Đặc tính khởi động
Nếu đấu các động cơ cảm ứng với nguồn điện thì sẽ sinh ra một dòng điện rất
lớn có thể hiểu nhƣ “dòng điện khoá Rotor”. Chúng sẽ tạo ra mômen có thể hiểu nhƣ “
mômen khoá Rotor”. Mômen khoá Rotor (LRT) và dòng điện khoá Rotor (LRC) là
một hàm của điện áp của động cơ và cấu trúc động cơ.
Với một điện áp không đổi, dòng điện khởi động của động cơ sẽ giảm rất chậm
khi động cơ tăng tốc và sẽ bắt đầu giảm xuống đáng kể khi động cơ đạt đến dƣới 80%
tốc độ. Dòng khởi động LRC của động cơ có thể có giá trị từ 500% đến 1400% (so với
dòng tải FLC). Với các động cơ tốt, dải dòng điện giảm xuống từ 550% đến 750% (so
với FLC).

10


Với điện áp không đổi, mômen khởi động của động cơ cảm ứng sẽ giảm một
lƣợng nhỏ (so với mômen nhỏ nhất của nó) dẫn đến động cơ chạy nhanh hơn. Tại gần
tốc độ đầy đủ, mômen sẽ tăng lên đến giá trị lớn nhất. Sau đó mômen giảm xuống 0 tại
tốc độ đồng bộ.
Tại thời điểm khởi động, hệ số cosφ (PF) của động cơ khoảng 0.1- 0.25. Khi
động cơ tăng nhanh dần, PF tăng đến giá trị cực đại. Khi tốc độ động cơ đạt đến giá trị
đầy đủ, PF sẽ giảm xuống lần nữa.

suất tải không đổi (ở điều khiển lực kéo); công suất không đổi, mômen cho tải không
đổi ...
Khi mômen của động cơ cân bằng với mômen mà tải yêu cầu, động cơ sẽ hoạt
động trong trạng thái ổn định tại một tốc độ không đổi. Căn cứ vào sự đáp ứng của
động cơ, chúng ta sẽ đánh giá sự lựa chọn động cơ đối với việc điều khiển một tải cụ
thể.
Đặc tính mômen không đổi, tốc độ tải có thể thay đổi
Lúc này mômen đòi hỏi loại tải là hằng số không phụ thuộc vào tốc độ. Công
suất là tỷ lệ tuyến tính với tốc độ. Đặc tính của loại này đƣợc thể hiện nhƣ sau:

Hình 1.6. Mômen không đổi, tốc độ tải thay đổi

Đặc tính tải này thƣờng thấy ở các máy nén khí, băng tải.
Đặc tính mômen thay đổi, tốc độ thay đổi
Mômen tỷ lệ với bình phƣơng của tốc độ, trong khi công suất tỷ lệ với bậc 3
của tốc độ. Đặc tính này thƣờng thấy ở quạt hoặc máy bơm nƣớc đƣợc biểu diễn nhƣ
hình 1.7.

Hình 1.7. Mômen thay đổi, tốc độ thay đổi

Công suất tải không đổi
Trƣờng hợp này rất ít thấy trong công nghiệp. Công suất là không đổi trong khi
mômen thay đổi. Mômen tỷ lệ nghịch với tốc độ có nghĩa là giá trị mômen là vô cùng
12


tại tốc độ bằng 0 và ngƣợc lại. Trong thực tế, các thông số này luôn là một giá trị hữu
hạn. Loại tải này có đặc tính cho việc điều khiển lực kéo, yêu cầu mômen cao tại tốc
độ thấp và mômen giảm nhanh khi ở tốc độ tăng lên.


Khi một động cơ cảm ứng khởi động, nó tiêu thụ dòng điện rất lớn dẫn đến sụt
giảm điện áp trên đƣờng dây và tổn hao nhiệt trong Rotor. Điện áp sụt trên đƣờng dây
nguồn còn có thể ảnh hƣởng đến một số thiết bị khác nối với nguồn này.
Khi động cơ hoạt động với tải nhỏ nhất, dòng kéo của động cơ là dòng từ hoá
và hoàn toàn chỉ là cảm ứng. Kết quả, PF là rất thấp, khoảng 0,1. Khi tải tăng lên,
dòng điện cung cấp cho động cơ cũng tăng lên. Dòng từ hoá hầu nhƣ không đổi trong
toàn bộ dải hoạt động, từ không có tải đến có tải đầy đủ. Tuy nhiên, với việc tăng tải,
PF sẽ ổn định.
Khi động cơ hoạt động với một PF thấp, dòng động cơ không là hình sin làm
suy hao chất lƣợng công suất của đƣờng dây nguồn nuôi và có thể ảnh hƣởng đến sự
vận hành của các thiết bị khác nối với nguồn này.
Khi nguồn cung cấp có hệ số PF nhỏ, dòng kéo của động cơ lớn, sự mất mát
trong Rotor sẽ cao làm ảnh hƣởng đến tuổi thọ của động cơ. Với vận tốc cao, tần số
mômen dao động lớn có thể đƣợc lọc bởi trở kháng của động cơ. Nhƣng với vận tốc
chậm, mômen dao động dẫn đến sự dao động vận tốc của động cơ. Kết quả là sự
chuyển động bị trục trặc và ảnh hƣởng tuổi thọ của động cơ.
Do vậy, ta cần có bộ điều khiển thông minh cho động cơ để hạn chế đƣợc các
nhƣợc điểm nêu trên.
1.4.2 Điều khiển tốc độ bằng thay đổi tần số (Variable Frequency Driver)
VFD là một hệ thống gồm các thiết bị điện tử công suất (IGBT, MOSFET,…),
khối xử lý điều khiển tốc độ (nhƣ PIC18, PSoC…) và một số cảm biến.
Một VFD thông minh cho động cơ 3 pha đƣợc trình bày ở hình 1.11.

14


Hình 1.11. Một VFD điển hình

Chức năng cơ bản của VFD là một bộ biến tần để điều khiển tốc độ của động
cơ. Bộ chỉnh lƣu và bộ lọc để chuyển đổi điện áp xoay chiều sang một chiều. Bộ

cao. Do sự kết hợp chặt chẽ bộ lọc nên nhiễu dòng từ VFD tới đƣờng dây có thể đƣợc
triệt tiêu. Mặt khác VFD nằm giữa nguồn cung cấp và động cơ, một số nhiễu (giảm
hoặc tăng) trên nguồn cung cấp không ảnh hƣởng tới động cơ.
Với sự sử dụng các loại cảm biến khác nhau, VFD trở nên hoạt động thông
minh hơn. Với thông tin phản hồi, VFD sẽ dịch đƣờng mômen - tốc độ của động cơ
phù hợp với tải và trạng thái lối vào làm tăng hiệu quả làm việc.
Với VFD, động cơ có thể dễ dàng đảo chiều (tiến thẳng và phanh, đảo chiều và
phanh). Do đó, ta có thể loại bỏ phanh cơ khí và tăng hiệu quả của năng lƣợng động
lực (KE) của động cơ. Tuy nhiên, trong một số ứng dụng nhƣ máy tời và máy nâng,
phanh cơ khí vẫn đƣợc giữ để dự phòng trong trƣờng hợp phanh điện hỏng.
Bộ lọc DC liên kết với tụ phải đủ lớn, vì khi phanh điện áp DC đƣợc nâng lên.
Điều này có thể dẫn đến tụ điện bị đánh hỏng.
Một VFD đơn giản có khả năng điều khiển nhiều loại động cơ khác nhau. Với
một công suất xác định, việc điều khiển đƣợc cung cấp bởi VFD phụ thuộc vào thuật
toán bên trong nó. Trong điều kiện công nghệ luôn luôn phát triển, giá thành của linh
kiện bán dẫn luôn có khuynh hƣớng giảm xuống, ngƣời sử dụng có thể có một VFD
thông minh với giá không đắt dẫn đến vốn đầu tƣ có thể thu hồi trong 1 đến 2 năm.

16


Khả năng tiết kiệm năng lƣợng của VFD
Máy bơm ly tâm là trƣờng hợp kinh điển về việc sử dụng VFD có hiệu quả
năng lƣợng và giá thành thấp. Máy bơm ly tâm cho phép các luật quan hệ, mô tả nhƣ
hình 1.13.

Hình 1.13. Đặc tính của máy bơm ly tâm

Trong trƣờng hợp đơn giản, lƣu lƣợng nƣớc, áp suất và công suất tỷ lệ với tốc
độ, bình phƣơng tốc độ và luỹ thừa 3 của tốc độ. Trong điều kiện cân bằng toán học,

để tạo ra một mômen không đổi trong dải hoạt động. Độ lớn của việc thay đổi tần số
và điện áp đƣợc điều khiển có tỷ lệ không đổi gọi là bộ điều khiển vô hƣớng. Thông
thƣờng, bộ điều khiển này không có thiết bị phản hồi (điều khiển mạch hở) nên giá
thành thấp và dễ dàng thực hiện. Trong bộ điều khiển V/f, rất ít thông số của động cơ
cần cho thuật điều khiển. Vì vậy, cách điều khiển này đƣợc sử dụng rộng rãi.
Nhƣợc điểm của phƣơng pháp V/f là: Khi mômen phụ thuộc vào tải nó không
kiểm soát đƣợc. Trong trƣờng hợp động cơ kẹt mà vẫn tiếp tục điều khiển để Rotor
quay thì sẽ làm cho dây dẫn nóng lên trong động cơ. Những nhƣợc điểm này có thể
đƣợc khắc phục nếu có thêm cảm biến tốc độ. Tuy nhiên, điều này sẽ làm tăng giá
thành, kích thƣớc và độ phức tạp của hệ thống.
Trong điều khiển vô hƣớng, có một số cách tạo tín hiệu điều khiển là:
Điều khiển độ rộng xung PWM hình sin
Trong một số giải pháp, trị số trọng hình sin đƣợc đặt trong bảng hình sin. Số
lƣợng phần tử trong bảng hình sin chính là số mẫu của một chu kỳ sin. Ƣu điểm của kỹ
thuật này là việc tính toán nhanh. Chỉ cần một bảng tìm kiếm giá trị của hình sin, ta có
thể có tất cả các pha của động cơ là trễ nhau 120o.
PWM sáu bước
Bộ chuyển đổi điện của VFD có 6 công tắc trạng thái riêng biệt. Khi nó đƣợc
đóng/ngắt theo một chế độ phù hợp, động cơ 3 pha AC có thể quay. Ƣu điểm của
phƣơng pháp này là không yêu cầu tính toán trung gian, nên dễ dàng sử dụng. Nhƣợc
điểm là hài bậc thấp nhiều hơn và không thể lọc đƣợc bằng cuộn cảm động cơ. Điều
này có nghĩa là sự mất mát trong động cơ cao, sự gợn mômen cao và động cơ sẽ bị giật
nếu hoạt động với tốc độ thấp.
1.4.3.2 Điều khiển vectơ
Phƣơng pháp điều khiển này đƣợc gọi là “điều khiển hƣớng từ thông”, “điều
khiển hƣớng luồng” hoặc “điều khiển mômen gián tiếp”. Sử dụng biến đổi Clarke –
Park, các vectơ 3 pha đƣợc biến đổi sang toạ độ tham chiếu 2 hƣớng quay (d-q) từ toạ
độ 3 chiều tĩnh. Thành phần d đại diện cho thành phần tạo từ thông của Stator và thành
phần q đại diện cho thành phần tạo mômen. Các thành phần tách riêng này có thể đƣợc
điều khiển một cách độc lập bằng việc đƣa qua các bộ điều khiển PI. Đầu ra của bộ

động cơ không quay, thuật toán lấy tất cả các thông số chi tiết. Khi động cơ quay trong
một vài giây thì thuật toán sẽ điều chỉnh mô hình động cơ. Nhờ đó, tốc độ và mômen
của động cơ sẽ chính xác hơn. Điện áp DC, các dòng điện, vị trí khoá chuyển đổi là
các đầu vào của mô hình tính toán từ thông và mômen của động cơ. Các giá trị trên
đƣợc đƣa đến 2 bộ so sánh của mômen và từ thông, theo thứ tự định sẵn. Lối ra của
các bộ so sánh sẽ đƣợc cung cấp cho bảng chuyển mạch tối ƣu. Trong DTC, mômen
và từ thông động cơ có thể điều khiển trực tiếp.
Sơ đồ khối của DTC đƣợc trình bày hình 1.14.

19


Hình 1.14. Sơ đồ khối DTC

Để điều chỉnh tốt hơn mô hình và giảm sự phụ thuộc vào các thông số của
động cơ, DTC có thể sử dụng mô hình trí tuệ nhân tạo thay thế mô hình dựa trên các
phƣơng trình toán.

20


CHƢƠNG 2
CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO CHÍP CHUYÊN DỤNG PSoC
Giới thiệu
Trong việc thiết kế các hệ thống tự động, có rất nhiều IC có thể làm bộ xử lý để
điều khiển hệ thống nhƣ: 8051, AVR, PIC, PLC, FPGA, ASIC, PSoC. Mỗi một loại
2.1

chíp trên đều có những ƣu, nhƣợc điểm riệng. Ví dụ: 8051 có ƣu điểm là việc thiết kế
đơn giản, giá thành thấp. Nhƣng 8051 không thể đáp ứng đƣợc khi cần thiết kế một hệ


Các bƣớc thực hiên:
+ Cài đặt chƣơng trình “PSoC Designer”
+ Tìm hiểu cách sử dụng IDE
+ Cách tạo ra một project
+ Tìm hiểu công cụ soạn thảo
+ Chức năng về thay đổi cấu hình.
+ Trình soạn thảo ứng dụng Application Editor
+ Chƣơng trình dịch hợp ngữ
+ Trình tạo Builder
+ Trình gỡ rối Debugger .
+ Bảo vệ Flash
Hãng Cypress cung cấp sự trợ giúp miễn phí cho trình soạn thảo PSoC trên
trang web. Ngoài ra còn có các file trình chiếu Forum thảo luận, các ứng dụng, tƣ vấn
PSoC, các hỗ trợ về công nghệ thông qua email và các ứng dụng thiết kế mẫu.
2.3

Chíp PSoC CY8C29x66 [1]

2.3.1 Chức năng
Chíp PSoC có các chức năng chủ yếu sau:
Bộ xử lý cấu trúc Harvard
 Bộ xử lý M8C với tốc độ 12M
 Hai bộ nhân 8x8, bộ tích luỹ 32 bit
 Công suất tiêu thụ thấp với tốc độ cao
 Dải điện áp hoạt động 4,75 - 5,25 V
 Dải nhiệt làm việc độ từ -40 đến +120 0C
Nguyên lý hoạt động (các khối trong PSoC)
12 khối tương tự PSoC Rail to Rail cung cấp
 Các bộ ADC 14 bit

 Cấu hình ngắt trên tất cả các chân GPIO
Tài nguyên khác
 I2C chủ, tớ, nhiều chủ với 400 kHz
 Bộ định thời Watchdog và Sleep
 Điện áp dò cấu hình sử dụng thấp
 Tích hợp mạch giám sát
 Độ chính xác điện áp tham chiếu trên chíp
Công cụ phát triển
 Phần mềm phát triển miễn phí (bộ thiết kế PSoC)
 Đầy đủ chức năng, bộ nạp ICE và lập trình
 Cấu trúc điểm ngắt phức hợp
23


 Bộ nhớ Trace 128 Kbyte
 Phức hợp sự kiện
 Các bộ soạn thảo C, ASM, liên kết
2.3.2 Sơ lƣợc chức năng của PSoC

Hình 2.1. Sơ đồ khối của PSoC

Họ PSoC bao gồm một số dãy tín hiệu pha trộn với vi điều khiển tích hợp trên
chíp. Một số thiết bị đƣợc thiết kế để thay thế nhiều thành phần truyền thống trên hệ
thống cơ sở MCU với một thiết bị đơn chip có thể lập trình đƣợc. Thiết bị PSoC bao
gồm các khối logic tƣơng tự và số và có thể lập trình kết nối đƣợc. Cấu trúc này cho
phép ngƣời sử dụng tạo ra cấu hình nguyên lý theo ý của khách hàng, điều này đáp
ứng yêu cầu của từng ứng dụng riêng lẻ. Ngoài ra, một CPU tốc độ nhanh, bộ nhớ lập
trình Flash, bộ nhớ dữ liệu SRAM, và cấu hình lại cổng vào/ra bao gồm các chân ra
tiện lợi và các khối.
Kiến trúc PSoC đƣợc minh hoạ trên hình 2.1 gồm có 4 vùng chính: lõi PSoC,