Thiết kế và thi công mô hình robot lau kính
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.6 MB, 73 trang )
LỜI CẢM ƠN
LỜI CẢM ƠN
Trước tiên, cho em xin được gởi lời cảm ơn chân thành tới thầy Vũ Vân
Thanh và thầy Huỳnh Thanh Tùng, người đã hướng dẫn em hết sức nhiệt tình và
giúp em vượt qua được những hạn chế về kiến thức của bản thân để hoàn thành đồ án
này.
Em cũng xin gởi lời cảm ơn đến sự giúp đỡ hết sức nhiệt tình của các bạn cùng
khóa, sự ủng hộ của cha, mẹ, anh chị em trong gia đình cũng đã giúp em vượt qua
nhiều khó khăn trong quá trình làm đồ án.
Ngoài ra em xin cảm ơn tất cả các thầy, cô trong trường ĐHBK Đà Nẵng đã
giảng dạy cho em suốt năm năm qua, cung cấp cho em kiến thức làm nền tảng để
hoàn thiện đồ án.
Mặc dù rất cố gắng để hoàn thành tập đồ án, nhưng vì kiến thức cá nhân có
hạn, em không tránh khỏi những thiếu sót. Em mong quí thầy cô có thể chỉ bảo .
Em rất mong được đón nhận những ý kiến đóng góp.
Đà Nẵng, ngày
tháng
năm 2014
Sinh viên thực hiện
1
LỜI CAM ĐOAN
CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập - Tự do - Hạnh phúc
========
LỜI CAM ĐOAN
Kính gửi: Hội đồng bảo vệ đồ án tốt nghiệp khoa Điện tử - Viễn thông, Đại học
Bách khoa, Đại học Đà Nẵng
Chúng em gồm:
-
Sinh viên: Hồ Đức Huy
Sinh viên: Nguyễn Văn Cường
Lớp 09DT2
Lớp 09DT1
Đề tài tốt nghiệp: Thiết kế và thi công mô hình Robot lau kính.
Chúng em xin cam đoan nội dung của đồ án không phải sao chép bất cứ đồ án
hay công trình đã có trước đây. Nếu vi phạm điều trên chúng em xin chịu mọi hình
thức kỷ luật từ thầy cô và hội đồng bảo vệ.
Đà Nẵng, ngày
tháng
năm 2014
2
MỤC LỤC
MỤC LỤC
3
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
Từ viết tắt
MCU
DC
PWM
EDF
ESC
Li-Po
GPIO
DTFM
Tiếng Anh
Microcontroller Unit
Direct Current
Pulse Width Modulation
Electric Ducted Fan
Electronic Speed Controller
Lithium Polymer
General purpose I/O
Dual-tone multi-frequency
Tiếng Việt
Vi điều khiển
Một chiều
Điều xung
Động cơ điện
Điều khiển tốc độ điện tử
Pin Li-Po
Chân xuất nhập chung
Âm thanh đa tần số
4
DANH MỤC HÌNH ẢNH
DANH MỤC HÌNH ẢNH
5
DANH MỤC BẢNG
DANH MỤC BẢNG
6
BẢNG PHÂN CÔNG NHIỆM VỤ
BẢNG PHÂN CÔNG NHIỆM VỤ
Nhiệm vụ
- Tìm hiểu cơ sở lý thuyết
- Lựa chọn linh kiện
- Mô phỏng mạch xử lý trung tâm
- Layout và thi công mạch giải mã
- Thiết kế phần cứng
- Đo đạc, kiểm tra mạch
- Đánh giá kết quả
- Viết báo cáo
Hồ Đức Huy
Nguyễn Văn Cường
7
MỞ ĐẦU
MỞ ĐẦU
Ngày nay, việc ứng dụng khoa học kỹ thuật vào đời sống con người đã làm
thay đổi căn bản diện mạo của thế giới. Từ công nghệ điện tử, máy tính, truyền thông
đến hóa học, năng lượng… đã giúp chúng ta thuận tiện, dễ dàng hơn và đạt hiệu quả
cao hơn trong công việc. Trong những lĩnh vực đó, công nghệ robot cũng đã góp một
phần hữu hiệu vào những thành tựu đã đạt được. Robot trở thành một cánh tay đắc lực
cho con người, làm những việc con người không làm được, tần suất 24/24 giờ và trong
những môi trường nguy hiểm đến tính mạng, sức khỏe con người. Xã hội càng phát
triển thì những tòa nhà cao tầng mọc lên càng nhiều, một khó khăn nảy sinh trong việc
vệ sinh các ô cửa kính bên ngoài tòa nhà ở độ cao hàng chục, thậm chí hàng trăm mét
thực sự là một thử thách đối với con người, khi công nhân phải đối mặt với rất nhiều
rủi ro nếu phải thực hiện công việc đó một cách thủ công. Lấy cảm hứng từ đó, chúng
em thực hiện đề tài “Robot lau kính”.
Đề tài được chia thành 3 chương có nội dung như sau:
Chương 1: Tổng quan về đề tài nghiên cứu
Chương này sẽ giới thiệu tổng quát về mục đính nghiên cứu, ứng dụng của
nghiên cứu, phương pháp nghiên cứu, cách lựa chọn phương pháp thực hiện đề tài.
Chương 2: Cơ sở lí thuyết của đề tài
Chương này sẽ giới thiệu về cơ sở lí thuyết, các thiết bị được sử dụng trong đề
tài.
Chương 3: Thi công đề tài
Chương này sẽ là phần thi công thực tế đề tài, cách xây dựng lưu đồ thuật
toán, cách điều khiển các động cơ có trong robot, giới thiệu các linh kiện thực tế,
thiết kế mạch, thiết kế robot.
Kết luận và hướng phát triển đề tài
8
MỞ ĐẦU
Sau một thời gian nghiên cứu, thi công và chạy thử đề tài “thiết kế robot lau
kính” đã hoàn thành và đạt một số kết quả sau:
-
Tìm hiểu về cấu tạo, nguyên lý hoạt động của các loại robot leo tường lau kính thông
dụng hiện nay.
-
Phân tích các thông số kỹ thuật và phương án thiết kế một robot leo tường dùng
nguyên lý phản lực cơ bản.
-
Thiết kế khung robot, thiết kế mạch, viết chương trình điều khiển robot qua sóng điện
thoại.
-
Chạy demo sản phẩm.
9
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU
1.1
Giới thiệu chương
Chương một sẽ giới thiệu khái quát về ứng dụng của đề tài, mục đích nghiên
cứu, phương pháp và phương tiện nghiên cứu, cũng như đưa ra lựa chọn phương án thi
công đề tài để đạt hiệu quả tốt nhất, phù hợp với khả năng, nguồn nguyên liệu sẵn có
và giá thành hiện nay.
1.2
Ứng dụng của đề tài
Robot có khả năng di chuyển trên các mặt phẳng thẳng đứng hay trần nhà dựa
vào nguyên tắc khí động học được tạo ra từ cánh quạt phản lực gắn trên thân. Tín hiệu
điều khiển được truyền qua tín hiệu DTMF của điện thoại. Khi hoàn thành, robot có thể
thay thế con người trong việc vệ sinh cửa kính ở mặt ngoài các tòa nhà cao tầng một
cách an toàn và hiệu quả.
1.3
Mục đích nghiên cứu
Tạo ra một ứng dụng trong đó sử dụng Robot leo tường để lau kính, giúp con
người tiết kiệm được thời gian cũng như công sức để vệ sinh nhà ở hoặc văn phòng
làm việc của mình. Ngoài ra, ứng dụng còn có thể áp dụng cho các tòa nhà cao tầng
nhằm giảm nguy hiểm có thể xảy ra cho các công nhân làm việc ở đây.
1.4
-
Phương pháp và phương tiện nghiên cứu
Phương pháp khảo cứu tài liệu:
Tham khảo, tra cứu từ các tài liệu có liên quan để thấu hiểu những kiến thức có
liên quan đến đề tài đang thực hiện.
Phương tiện: Tạp chí chuyên ngành; các sách kỹ thuật chuyên môn; các
-
website, diễn đàn trực tuyến, …
Phương pháp thực nghiệm:
Trực tiếp thi công mạch, từ những kinh nghiệm, những qui trình thực tế rút ra
các kết quả chính xác đưa vào đồ án.
10
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU
Phương tiện: Các dụng cụ liên quan phục vụ cho quá trình thi công.
1.5
Lựa chọn phương pháp thực hiện đề tài
Việc chế tạo robot lau tường đã không còn mới mẻ trên thế giới nữa, người ta đã
nghĩ đến nhiều giải pháp khác nhau giúp robot có thể di chuyển ở điều kiện ngược với
trọng lực như dùng lực hút nam châm, giác hút chân không hay mô phỏng khả năng
của các loài bò sát như thằn lằn, rắn mối… Những giải pháp trên đã đạt được một số
thành tựu đáng kể nhưng những khó khăn gặp phải cũng không ít, đó là nguyên nhân
tại sao mảng đề tài này vẫn chưa được ứng dụng rộng rãi vào cuộc sống.
Ví dụ như việc dùng lực hút nam châm chỉ được hỗ trợ trong môi trường có bề
mặt là các chất có từ tính như vách tường bằng sắt, thân tàu ngầm, ô tô…
Hình 1. 1
(a) Robot phát hiện vết nứt trên vỏ tàu
(b) VEX Magnetic Climbing Robot Model 2
11
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU
Kiểu thứ 2 là sử dụng giác hút. Trường đại học Seoul National University,
Seoul, Hàn Quốc đã phát triển một số phiên bản của loại robot này. Các van cơ học
điều khiển các miếng hút khiến robot có thể bám dính vào bề mặt một lực tương đối
lớn, nhưng với kiểu thiết kế này, việc di chuyển robot khá khó khăn và không phù hợp
với những công việc trên bề mặt không thực sự bằng phẳng.
Hình 1. 2
Robot leo tường sử dụng giác hút của ĐH Seoul
Một giải pháp khác khá mới mẻ là robot phỏng sinh học. Để có thể bám trên
tường, robot sử dụng các miếng tiếp xúc được gắn dưới chân giống như một con tắc kè.
PEDA Labs và University of California Berkeley đã thiết kế một con robot như vậy có
tên là Mecho-Gecko.
12
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU
Hình 1. 3
Mecho-Gecko đang leo trên cửa kính
Cũng giống như việc dùng giác hút, robot kiểu này không thể di chuyển linh
động được và kinh phí cho các miếng tiếp xúc thường khá cao.
Giải pháp cuối cùng cũng là giải pháp chúng em lựa chọn cho đề tài này là sử
dụng nguyên lý động học. Ưu điểm của nó là không quá phức tạp và đắt đỏ, robot cũng
có thể di chuyển một cách rất linh hoạt như ở mặt đất. Chi tiết sẽ được chúng em giới
thiệu ngay sau đây.
1.6
Kết luận chương
Chương một cho ta một cách nhìn khái quát về mục đích nghiên cứu và ứng
dụng của đề tài “ Robot leo tường lau kính ” cũng như qua nghiên cứu các phương
pháp và sản phẩm tương tự đã có trên thế giới để đưa ra phương án thi công đề tài tối
ưu nhất.
13
CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÍ THUYẾT CỦA ĐỀ TÀI
CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÍ THUYẾT CỦA ĐỀ TÀI
2.1
Giới thiệu chương
Trong chương hai sẽ giới thiệu sơ đồ khối tổng quát, tìm hiểu về cơ sở lý thuyết
cơ học. Nghiên cứu về DTMF, về sơ đồ khối và chức năng các khối của IC giãi mã
MT8870. Giới thiệu về họ vi điều khiển MSP430x2xx3 và các thiết bị được sử dụng để
thi công robot.
Hình 2. 1
Sơ đồ khối tổng quát
Lợi dụng khả năng truyền tín hiệu DTMF từ bàn phím điện thoại, ta tích hợp
thêm một bộ giải mã DTMF (dùng IC MT8870). Đầu ra của bộ giải mã này là mã BCD
4 bit ứng với phím được bấm ở điện thoại điều khiển. Tín hiệu này được cung cấp cho
MCU MSP430 giải mã tương ứng với lệnh cần điều khiển để xuất ra các cơ cấu chấp
hành là bộ điều dòng ESC dùng để điều khiển cánh quạt phản lực Ducted Fan và kit
điều khiển motor nối với 4 motor trên robot.
14
CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÍ THUYẾT CỦA ĐỀ TÀI
2.2
Cơ sở lý thuyết về cơ học
Như đã giới thiệu, sở dĩ robot có thể di chuyển trên bề mặt thẳng đứng là nhờ có
cánh quạt phản lực quay với vận tốc lớn, tạo ra chênh lệch áp suất giữa trong và ngoài
buồng khí, khi áp lực lớn hơn trọng lực của thân robot thì nó có thể di chuyển được.
Công thức tính chênh lệch áp suất:
Trong đó:
P_in: Áp suất trong buồng khí
P_at: Áp suất khí quyển
A: Diện tích buồng khí
Từ đó ta có được:
Lực ma sát khi robot di chuyển:
Với:
R: Lực ma sát
N: Phản lực của tường tác dụng lên robot
k: Hệ số ma sát (phụ thuộc vào bề mặt)
15
CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÍ THUYẾT CỦA ĐỀ TÀI
Hình 2. 2
Phân bố các lực trên robot khi leo tường
Khi robot đứng yên trên mặt phẳng thẳng đứng, lực ép của buồng khí phải bằng
với phản lực (theo định luật 3 Newton).
Hay:
Vì lực nén của robot lên tường là thành phần theo phương x trong khi trọng lực
tác dụng theo phương y, nên lực để đẩy robot tiến lên tối thiểu phải bằng trọng lực.
16
CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÍ THUYẾT CỦA ĐỀ TÀI
Để cải thiện khả năng bám của robot, ta nên:
-
Dùng bánh xe có độ bám tốt để tăng hệ số ma sát k
-
Tăng diện tích tiếp xúc của buồng khí với mặt tường (tăng A)
-
Tăng phản lực của cánh quạt để tạo chênh lệch áp suất lớn hơn (giảm P_in)
2.3
Giới thiệu về DTMF
2.3.1 DTMF là gì?
DTMF viết tắt của Dual-tone multi-frequency là một loại tín hiệu báo hiệu
được dùng trong viễn thông, khi ta bấm một phím trên bàn phím, nó sẽ phát ra một âm
riêng biệt là sự trộn lẫn của 2 tần số khác nhau. Các tần số được chọn là những tần số
đặc biệt, ít gặp trong cuộc sống. Vì mỗi phím trên bàn phím ứng với một âm riêng biệt,
và có thể truyền từ điện thoại này sang điện thoại khác khi 2 bên đã thông thoại với
nhau, nên nếu giải mã được tín hiệu này, ta sẽ tìm được tín hiệu điều khiển từ điện
thoại bên kia.
Ưu điểm:
-
Phạm vi điều khiển xa, chỉ cần 2 điện thoại nằm trong vùng phủ sóng là có thể sử dụng
được.
-
Có tính bảo mật cao: ta có thể cài đặt mật khẩu để phân biệt đâu là tín hiệu điều khiển
hợp lệ.
-
Độ ổn định cao và ít bị nhiễu.
1209 Hz
1336 Hz
1477 Hz
697 Hz
1
2
3
770 Hz
4
5
6
852 Hz
7
8
9
942 Hz
*
Bảng 2. 1
0
Các tần số DTFM
#
17
CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÍ THUYẾT CỦA ĐỀ TÀI
Nhược điểm: có tính trễ tương đối khi điều khiển tùy thuộc vào mạng điện thoại
đang sử dụng.
2.3.2 Mạch giải mã DTFM
Trong đề tài này, IC giải mã DTMF được dùng là MT8870 loại 18 chân của
hãng ZARLINK
Hình 2. 3
Chân
số
1
2
3
4
5
Tên
Sơ đồ chân MT8870
Chức năng
Hướng
IN+
INGS
Đầu vào không đảo của opamp
Đầu vào đảo của opamp (nối với đầu vào audio)
(Gain Select) đường hồi tiếp từ ngõ ra mạch khuếch
IN
IN
IN/OUT
VRef
INH
đại vi sai
Điện áp chuẩn hóa, thường = Vdd/2
(INHibit) khi chân này ở mức cao: cấm giải mã các
OUT
IN
phím A, B, C, D. Bình thường nó được kéo xuống mức
6
7
8
PWND
0
(Power down) khi chân này ở mức cao sẽ cấm mạch
IN
OSC1
OSC2
dao động làm việc. Bình thường ở mức thấp
Clock
Clock (output) thạch anh 3.579Mhz được nối giữa 2
IN
OUT
chân này
18
CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÍ THUYẾT CỦA ĐỀ TÀI
9
10
11-14
15
16, 17
18
VSS
TOE
Ground. Chân nối đất
IN
(Three state Output Enable) chân này ở mức cao sẽ cho IN
Q1-Q4
phép mở các đầu ra Q1-Q4, bình thường nối nguồn
Đầu ra BCD tương ứng với phím được nhấn (xem bảng OUT
StD
5) trong đó Q1 là bit thấp nhất
(Delay Steering) chân này sẽ lên mức cao mỗi khi đầu
Est
VDD
vào là một tần số hợp lệ
Không dùng đến trong trường hợp này
Chân cấp nguồn, 5v
Bảng 2. 2
Hình 2. 4
OUT
IN
Chức năng từng chân của MT8870
Sơ đồ khối chức năng MT8870
2.3.3 Chức năng các khối của IC MT8870
19
CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÍ THUYẾT CỦA ĐỀ TÀI
2.3.3.1
Cấu hình ngõ vào:
Thiết kế đầu vào của MT8870 cung cấp 1 bộ khuếch đại opamp ngõ vào vi sai
cũng như một ngõ vào VREF để điều chỉnh điện áp cho đầu vào tại VDD/2. Chân GS
giúp nối ngõ ra bộ khuếch đại với ngõ vào qua một điện trở ngoài để điều chỉnh độ lợi.
2.3.3.2
Dial tone filter:
Khối này sẽ tách tín hiệu tone thành nhóm tần số thấp và tần số cao. Thực hiện
việc này nhờ 2 bộ lọc thông qua 6 bậc. Một từ 697Hz đến 941Hz và một từ 1209Hz
đến 1633Hz. Cả 2 nhóm tín hiệu này đều được biển đổi thành xung vuông bởi bộ dò
Zero Crossing.
2.3.3.3
High group filter và Low group filter:
-
High group filter là bộ lọc 6 để lọc nhóm tần số cao có băng thông từ 697Hz đến
-
941Hz.
Low group filter là bộ lọc 6 để lọc nhóm tần số thấp có băng thông từ 1209Hz đến
-
1633Hz.
Ngoài ra, có bộ Zero Crossing detectors có nhiệm vụ dò mức không để biến đổi tín
hiệu thành xung vuông.
2.3.3.4
Digital detection argorethm:
Khối này là bộ thuật toán dùng kỹ thuật số để xách định tần số của các tone đến
và kiểm tra chúng tương ứng với tần số chuẩn DTMF. Nhờ giải thuật lấy trung bình
phức tạp (complex averaging) giúp loại trừ các tone giả tạo thành tiếng nói trong khi
vẫn đảm bảo một khoảng biến động cho tone thực do bị lệch. Khi bộ kiểm tra nhận
dạng được hai tone đúng thì đầu ra EST (Early Steering) sẽ lên mức active (tác động).
Lúc không nhận được tín hiệu tone thì ngõ ra EST sẽ ở mức Inactive (không tác động).
20
CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÍ THUYẾT CỦA ĐỀ TÀI
2.3.3.5
Mạch steering:
Hình 2. 5
Mạch steering
Trước khi thu nhận một cặp tone đã giãi mã, bộ thu phải kiểm tra xem thời hằng
của tín hiệu có đúng không. Việc kiểm tra này được thực hiện bởi một bộ RC mắc
ngoài.
Khi chân EST lên mức high (mức logic cao) làm cho Vc tăng lên khi xả tụ. Khi
mà chân EST vẫn còn high trong một thời đoạn hợp lệ thì Vc tiến mức ngưỡng Vtst
của logic Steering để nhận một cặp tone. Điện thế Vc chính là điện áp ngõ vào ST/GT,
do đó ngõ vào ST/GT có điện thế lớn hơn mức ngưỡng Vtst, điều này làm cho cặp
tone được ghi nhận và 4 bit dữ liệu tương ứng được đưa vào ngõ ra của bộ chốt. Lúc đó
chân EST cùng với chân ST/GT vẫn tiếp tục ở mức cao. Cuối cùng sau một thời gian
trễ ngắn cho phép việc chốt dữ liệu thực hiện xong thì chân STD của mạch Steering lên
mức logic cao báo hiệu răng cặp tone đã được ghi nhận.
Dữ liệu thu được sẽ đi ra hai chiều (data bus) khi mạch Steering được đọc. Mạch
Steering lại hoạt động nhưng theo chiều ngược lại để kiểm tra khoảng dừng giữa hai số
quay. Vì vậy bộ thu vừa bỏ qua các tín hiệu quá ngắn không hợp lệ lại vừa chấp nhận
các khoảng ngắt quá nhỏ để không thể coi dừng giữa các số. Chức năng này, cũng như
khả năng chọn thời hằng Steering bằng mạch ngoài cho phép người thiết kế điều chỉnh
hoạt động cho phù hợp với các đòi hỏi khác nhau của ứng dụng.
21
CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÍ THUYẾT CỦA ĐỀ TÀI
2.3.3.6
Điều chỉnh thời gian bảo vệ:
Thời gian tối thiểu cặp tone xuất hiện để đảm bảo cho việc nhận chính xác là:
Tpcc= tDD+ tGTP
-
tDD: thời gian từ khi có cặp tone ổn định cho đến khi chân EST lên mức logic
-
cao, thời gian này là thời gian dò được cặp tone cố định
tGTP: thời gian bảo vệ đảm bảo sự có mặt của cặp tone.
Tpcc: thời gian tối thiểu cặp tone xuất hiện.
Thời gian tối thiểu cửa sự xuất hiện giữa hai cặp tone là:
tID= tDA+ tGTA
2.3.3.7
tDA: thời gian dò được sự mất cặp tone
tGTA: thời gian bảo vệ cho việc xách địh cặp tone bị mất.
tID: thời gian xuất hiện tổi thiểu giữa 2 cặp tone.
Mạch clock DTMF:
Mạch clock bên trong được sử dụng có tần số cộng hưởng là 3.579545Mhz. Một
nhóm IC MT8870 có thể được nối với nhau dùng chung một dao động thạch anh.
22
CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÍ THUYẾT CỦA ĐỀ TÀI
Bảng 2. 3
2.4
Bảng mã chức năng
Vi điều khiển MSP430x2xx
2.4.1 Giới thiệu chung về MSP430x2xx
MSP 430 là họ vi điều khiển cấu trúc RISC 16-bit được sản xuất bởi công ty
Texas Instruments.
MSP là chữ viết tắt của “MIXED SIGNAL MICROCONTROLLER”. Là
dòng vi điều khiển siêu tiết kiệm năng lượng, sử dụng nguồn thấp, khoảng điện áp
nguồn cấp từ 1.8V – 3.6V.
MSP 430 kết hợp các đặc tính của một CPU hiện đại và tích hợp sẵn các
module ngoại vi. Đặc biệt IC MSP 430 là giải pháp thích hợp cho những ứng dụng yêu
cầu trộn tín hiệu.
Những đặc tính của dòng MSP 430 bao gồm:
•
Điện áp nguồn: 1.8V – 3.6 V.
•
Mức tiêu thụ năng lượng cực thấp:
-
Chế độ hoạt động: 270 μA tại 1MHz, 2,2 V.
-
Chế độ chờ: 0.7 μA.
-
Chế độ tắt (RAM vẫn được duy trì): 0.1 μA.
•
Thời gian đánh thức từ chế độ Standby nhỏ hơn 1μs.
•
Cấu trúc RISC-16 bit, Thời gian một chu kỳ lệnh là 62.5 ns
•
Cấu hình các module Clock cơ bản:
-
Tần số nội lên tới 16 MHz với 4 hiệu chỉnh tần số +- 1%.
-
Thạch anh 32 KHz.
-
Tần số làm việc lên tới 16 MHz.
-
Bộ cộng hưởng.
-
Nguồn tạo xung nhịp bên ngoài.
23
CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÍ THUYẾT CỦA ĐỀ TÀI
-
Điện trở bên ngoài.
•
Timer_A 16 bit với 3 thanh ghi hình, 3 thanh ghi so sánh độ rộng 16 bit
•
Timer_B 16 bit với 3 thanh ghi hình, 3 thanh ghi so sánh độ rộng 16 bit
•
Giao diện truyền thông nối tiếp:
-
Hỗ trợ truyền thông nối tiếp nâng cao UART, tự động dò tìm tốc độ Baud.
-
Bộ mã hóa và giải mã IrDA (Infrared Data Associatio).
-
Chuẩn giao tiếp động bộ SPI.
-
Chuẩn giao tiếp I2C.
•
Bộ chuyển đổi ADC 10 bit, 200 ksps với điện áp tham chiếu nội, Lấy mẫu và chốt. Tự
động quét kênh, điều khiển chuyển đổi dữ liệu.
•
Hai bộ khuếch đại thuật toán (hoạt động) có thể định cấu hình (Đối với MSP
430x22x4).
•
Bảo vệ sụt áp.
•
Bộ nạp chương trình.
•
Module mô phỏng trên chip.
Hình 2. 6
So sánh về các thành viên của họ MSP430x2xx3
MSP430 được sử dụng và biết đến đặc biệt trong những ứng dụng về thiết bị đo
có sử dụng hoặc không sử dụng LCD với chế độ nguồn nuôi rất thấp. Với chế độ
nguồn nuôi từ khoảng 1,8 đến 3,6v và 5 chế độ bảo vệ nguồn.
24
CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÍ THUYẾT CỦA ĐỀ TÀI
Với sự tiêu thụ dòng rất thấp trong chế độ tích cực thì dòng tiêu thụ là 200uA,
1Mhz, 2.2v; với chế độ standby thì dòng tiêu thụ là 0.7uA. Và chế độ tắt chỉ duy trì bộ
nhớ Ram thì dòng tiêu thụ rất nhỏ 0.1uA.
MSP430 có ưu thế về chế độ nguồn nuôi. Thời gian chuyển chế độ từ chế độ
standby sang chế độ tích cực rất nhỏ (< 6us). Và có tích hợp 96 kiểu hình cho hiển thị
LCD. 16 bit thanh ghi, 16 bit RISC CPU.
Có một đặc điểm của họ nhà MSP là khi MCU không có tín hiệu dao động
ngoại, thì MSP sẽ tự động chuyển sang hoạt động ở chế độ dao động nội.
2.4.2 Các chân nhập, xuất
MSP430x2xx hỗ trợ 8 cổng vào ra từ P1 đến P8. Mỗi port có đến 8 chân I/O
khác nhau và mỗi chân có thể cấu hình thàn Input hoặc Output, có thể được đọc ghi
độc lập với nhau. Port 1 và 2 có khả năng ngắt và được cấu hình riêng rẽ theo cạnh
lên/xuống của tín hiệu vào. Các đặc điểm chính của port I/O:
-
Có thể cấu hình độc lập mỗi chân.
-
Có thể kết hợp cả vào và ra.
-
Cấu hình ngắt độc lập trên P1 và P2
-
Các thanh ghi dữ liệu vào/ra độc lập với nhau.
-
Có thể cấu hình các điện trở kéo lên, kéo xuống
-
Cấu hình chức năng nguồn clock (ở một số dòng MSP)
25
