Ket-noi.com diễn đàn cơng nghệ, giáo dục

Tóm tắt nội dung

Luận văn trình bày một cách khái qt bài tốn cân đóng bao trong cơng nghiệp
cùng cách giải quyết vấn đề, đồng thời, nghiên cứu một số thiết bị phần cứng cũng như
các tiêu chuẩn truyền thông được sử dụng trong công nghiệp. Các nghiên cứu này cho
phép thiết kế một hệ thống hồn chỉnh phục vụ cho bài tốn cân đóng bao và một số bài
tốn liên quan. Từ đó luận văn mô tả một cách chi tiết một hệ thống thực đã được tác giả
xây dựng và các kết quả triển khai thực tế của nó trong nhà máy cơng nghiệp. Phần cịn
lại trình bày các chương trình điều khiển được viết bằng ngơn ngữ lập trình C sử dụng
trong bộ điều khiển. Hi vọng, những kiến thức trong luận văn sẽ mang lại cái nhìn rõ ràng
nhất cho người đọc về các hệ thống điều khiển tự động nói chung và hệ thống cân đóng
bao nói riêng.

i


Ket-noi.com diễn đàn cơng nghệ, giáo dục

Mục lục
Tóm tắt nội dung....................................................................................................................i
Mục lục..................................................................................................................................ii
Danh mục hình vẽ................................................................................................................iii
Mở đầu...................................................................................................................................1
Chương 1: Tổng quan.............................................................................................................2
Chương 2: Nghiên cứu cơ sở lý thuyết.................................................................................4
Chương 3: Nghiên cứu tính năng phần cứng .....................................................................21
Chương 4: Thiết kế hệ thống..............................................................................................44
Chương 5: Triển khai phần cứng và các kết quả đạt được.................................................49
Chương 6: Kết luận.............................................................................................................54

Phụ lục.................................................................................................................................55
Tài liệu tham khảo...............................................................................................................90

ii


Ket-noi.com diễn đàn cơng nghệ, giáo dục

Danh mục hình vẽ
Hình 1: Q trình cân đóng bao.............................................................................................4
Hình 2: Hệ thống cân đóng bao.............................................................................................6
Hình 3: Sơ đồ q trình cân đóng bao và xung điều khiển tương ứng.................................7
Hình 4: Lưu đồ thuật tốn q trình cân đóng bao................................................................9
Hình 5: Hệ thống cân phối liệu..............................................................................................9
Hình 6: Mơ hình OSI của mạng truyền thơng MODBUS...................................................10
Hình 7: Phạm vi định nghĩa của CAN trong mơ hình OSI.................................................16
Hình 8: Sơ đồ khối bộ truyền dữ liệu UART......................................................................25
Hình 9: Sơ đồ khối bộ nhận dữ liệu UART.........................................................................25
Hình 10: Sơ đồ khối module CAN của dsPIC 30F6010.....................................................27
Hình 11: Bộ định thời của dsPIC 30F6010..........................................................................29
Hình 12: Sơ đồ khối cấu trúc của PSoC CY8C27433.........................................................34
Hình 13: Các khối số của PSOC..........................................................................................35
Hình 14: Sơ đồ khối bộ đếm của PSoC CY8C27433..........................................................37
Hình 15: Sơ đồ nguyên lý module UART của PSOC.........................................................38
Hình 16: Thiết bị cân Mettler Toledo IND130....................................................................39
Hình 17: Các cổng vào ra trên Mettler Toledo IND130......................................................40
Hình 18: Vị trí chốt của RS-232 và RS-485........................................................................41
Hình 19: Sơ đồ khối hệ thống cân đóng bao.......................................................................45
Hình 20: Khối giao tiếp người-máy....................................................................................46
Hình 21: Khối điều khiển....................................................................................................47

Hình 22: Sơ đồ nguyên lý khối giao tiếp người-máy.........................................................49
Hình 23: Sơ đồ nguyên lý khối điều khiển.........................................................................50
Hình 24: Ảnh tủ điều khiển..................................................................................................51
Hình 25: Ảnh mạch nguồn...................................................................................................52
Hình 26: Ảnh khối giao tiếp người máy..............................................................................52
Hình 27: Ảnh tủ van khí nén................................................................................................53
Hình 28: Ảnh khối cân Mettler Toledo IND130.................................................................53

iii


Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục

Mở đầu
Theo định hướng phát triển kinh tế - xã hội của nước ta, Việt Nam phấn đấu đến
năm 2020 sẽ trở thành một nước công nghiệp hiện đại. Để hướng tới mục tiêu này, chúng
ta đang xây dựng một hệ thống nhà máy, xí nghiệp lớn, hiện đại với các dây chuyền sản
xuất, lắp ráp, đóng gói... tương xứng. Trong đó, hệ thống cân đóng bao là một thành phần
khơng thể thay thế trong các nhà máy chế biến, tinh luyện, các khu chế xuất. Các hệ thống
này có tính tự động cao, dễ vận hành nhờ được điều khiển bằng máy tính hoặc các bộ vi
xử lý. Chúng dễ dàng được cài đặt, quản lý để thực hiện thao tác một cách chính xác với
khối lượng ngun liệu cần đóng gói được đặt trước bởi người vận hành. Việc xây dựng
những hệ thống tự động trong cơng nghiệp nói chung và hệ thống cân đóng bao nói riêng
là một hướng đi khả thi và hứa hẹn đem lại hiệu quả kinh tế, ứng dụng cao.
Trong điều kiện Việt Nam hiện nay, khi xây dựng các hệ thống điều khiển tự động,
nền tảng truyền thông trong hệ thống đều dựa vào các thiết bị đắt tiền của nước ngoài.
Luận văn hướng đến việc xây dựng một hệ thống cân đóng bao tự động dựa trên các linh
kiện thông dụng, giao tiếp dựa trên các chuẩn truyền thông công nghiệp. Do các yêu cầu
về tính khả thi cũng như tính kinh tế, cần lựa chọn một vi điều khiển cùng thuật toán điều
khiển hợp lý để khi kết hợp với chuẩn truyền thông sẽ mang lại hiệu quả cao nhất cho hệ

thống. Hệ thống sẽ được đưa vào phục vụ sản xuất trong dây chuyền đóng bao của Nhà
máy Phân Lân Ninh Bình.
Em xin gửi lời cảm ơn chân thành nhất đến Th.S. Đặng Anh Việt, người đã tận tình
hướng dẫn và giúp đỡ em rất nhiều trong suốt quá trình làm luận văn. Em cũng xin gửi lời
cảm ơn tới TS. Trần Quang Vinh và các cán bộ phịng Robotic cùng tồn thể các thầy cô
giáo trong Khoa Điện tử - Viễn thông đã tạo điều kiện tốt nhất để em hoàn thành đề tài
này.

Hà Nội, 5/2008

Đỗ Anh Tú

1


Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục

Chương 1: Tổng quan
1.1 Đặt vấn đề
Trong q trình cơng nghiệp hóa – hiện đại hóa ở nước ta hiện nay, việc tự nghiên
cứu chế tạo các hệ thống sản xuất, đóng gói tự động trong các nhà máy công nghiệp là
một vấn đề cấp thiết. Tuy nhiên, có một thực tế là hầu hết các dây chuyền công nghiệp
như vậy đều được nhập từ nước ngồi với chi phí rất cao. Các hệ thống này tuy hoạt động
chính xác và quản lý dễ dàng nhưng trong q trình vận hành có thể gặp trục trặc do điều
kiện thời tiết khí hậu nóng ẩm ở nước ta. Khi những sự cố như vậy xảy ra, rất khó để
chúng ta tự khắc phục vì mỗi nhà cung cấp thường chọn cho mình những tiêu chuẩn cũng
như cơng cụ phát triển riêng. Do đó, khơng cịn cách nào khác là phải mời các chuyên gia
nước ngoài về giải quyết sự cố với chi phí khơng hề rẻ. Điều đó chắc chắn có ảnh hưởng
rất lớn đến khía cạnh kinh tế của nhà sản xuất cũng như của cả nền kinh tế nước ta. Bên
cạnh đó, việc giải quyết các bài tốn tự động hóa mà cụ thể ở đây là bài tốn cân đóng

bao là khơng quá phức tạp và hoàn toàn khả thi, phù hợp với những kiến thức thu được
trên giảng đường đại học về điều khiển học, kỹ thuật điện tử, thiết kế mạch hay mạng
truyền dữ liệu…
Chính vì những lý do đó, tôi muốn hướng đến việc nghiên cứu một hệ thống cân tự
động sử dụng trong q trình đóng gói sản phẩm và giải quyết một số bài toán thực tiễn
của hệ thống. Hệ thống này cần được phát triển dựa trên các chuẩn quốc tế để có thể kết
nối với các thiết bị khác trong dây chuyền sản xuất. Việc xây dựng thành công một hệ
thống như vậy chắc chắn sẽ mang lại hiệu quả kinh tế lớn cũng như phần nào đóng góp
vào sự nghiệp cơng nghiệp hóa – hiện đại hóa đất nước.

1.2 Bài tốn cân đóng bao trong thực tế
Cân đóng bao là một bài tốn được ứng dụng rất phổ biến ở các nhà máy chế biến
thực phẩm, sản xuất xi măng, lọc hóa dầu.v.v…Nguyên liệu sau khi đi qua một số quá
trình trở thành thành phẩm sẽ được đóng gói để vận chuyển và đưa ra thị trường tiêu thụ.
Vấn đề đặt ra là làm sao để đóng gói nhanh và đồng đều một lượng chính xác nguyên liệu
định trước (gọi là lượng đặt).

2


Ket-noi.com diễn đàn cơng nghệ, giáo dục
Bên cạnh bài tốn cân đóng bao, một bài tốn khác cũng thường gặp khơng kém là
bài tốn cân phối liệu. Trong bài tốn này, người ta phải đổ vào máy trộn một số loại
nguyên liệu nào đó với một tỷ lệ nhất định. Thực chất, việc giải bài tốn cân phối liệu
hồn tồn dựa trên lời giải của bài tốn cân đóng bao, nhưng được áp dụng cho nhiều
nguyên liệu một lúc.
Sau khi xem xét những bài tốn trên có thể nhận thấy việc xây dựng một hệ thống
cân tự động như vậy cần được dựa trên những thành phần cơ bản sau:
• Thiết bị cân chính xác, có độ tin cậy cao.
• Vi xử lý phù hợp điều khiển toàn bộ hệ thống.

• Hệ thống board mạch chủ, mạch nguồn, mạch điều khiển.
• Hệ thống mạng truyền thơng (hay cịn gọi là bus) đảm bảo kết nối tín hiệu giữa các
thành phần với nhau.
• Một giao diện thân thiện, linh hoạt dễ sử dụng cho người vận hành, chủ yếu là các
công nhân trình độ thấp.

1.3 Nội dung của luận văn
Luận văn chia làm 2 phần:
• phần một gồm các chương 2, 3 nghiên cứu các cơ sở lý thuyết và tính năng các linh
kiện chính phục vụ xây dựng các module trong hệ thống. Trong đó, chương 2 trình
bày chi tiết q trình cân đóng bao cũng như lý thuyết về các mạng truyền thông sử
dụng trong công nghiệp, chương 3 tập trung nghiên cứu các tính năng của phần cứng
(các vi điều khiển và thiết bị cân sử dụng trong hệ thống).
• phần hai gồm các chương tiếp theo trình bày triển khai cụ thể hệ thống, chương 4 mô
tả một hệ thống thực được hướng đến, chương 5 là những kết quả đã đạt được và triển
khai ứng dụng trong thực tế.

3


Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục

Chương 2: Nghiên cứu cơ sở lý thuyết
2.1 Các khái niệm
2.1.1 Các trạng thái của q trình đóng bao

Hình 1:

Q trình cân đóng bao


• Trạng thái sẵn sàng : hệ thống sẵn sàng làm việc, đợi tín hiệu báo có bao.
• Trạng thái trễ vào bao : hệ thống chờ một khoảng thời gian TTA từ khi có tín hiệu vào
bao cho đến khi bắt đầu ra lệnh mở các van xả.
• Trạng thái xả thô (coarse speed) : cả van xả thô và van xả tinh được mở, dòng liệu
chảy với tốc độ lớn.
• Trạng thái xả tinh (fine speed) : van xả thơ đóng, chỉ cịn van xả tinh hoặc cửa xả đóng
nhỏ lại với hệ thống chỉ có 1 cửa xả, dịng liệu chảy với tốc độ nhỏ.
• Trạng thái trễ ra bao : hệ thống chờ một khoảng thời gian T E từ khi đóng hết các van
(bao đầy) cho đến khi bắt đầu ra lệnh đẩy bao ra.
• Trạng thái ra bao : hệ thống ra lệnh đẩy bao ra, trong khoảng thời gian T EM, sau đó tự
động trở về trạng thái sẵn sàng, chuẩn bị xuất bao tiếp theo.

4


Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục
2.1.2 Các biến quá trình
• Lượng đặt (target weight): khối lượng ngun liệu cần đổ vào bao để đóng gói và
được người điều khiển nhập vào trước khi bắt đầu q trình.
• Lượng thực (real weight): khối lượng nguyên liệu thực tế trong bao sau khi kết thúc
q trình.
• Điểm cắt thơ (coarse weight): bộ điều khiển sẽ ra lệnh đóng van xả thơ khi khối lượng
nguyên liệu trong bao đạt tới giá trị này.
• Điểm cắt tinh (fine weight): bộ điều khiển sẽ ra lệnh đóng van xả tinh khi khối lượng
nguyên liệu trong bao đạt tới giá trị này.
• Preact: khoảng thời gian chờ để ổn định hệ thống khi kết thúc q trình.
• Lượng dư (preact weight): khối lượng ngun liệu trong các đường ống sẽ tiếp tục đổ
xuống bao sau khi đã đóng các van.
• Sai số = lượng thực – lượng đặt. Sai số này cần nhỏ hơn dung sai cho phép (tolerance).
• Trạng thái bao bì: có hay khơng có bao bì.

• Trạng thái các cửa xả: các cửa xả đóng hay mở.
• Trạng thái van kẹp bao: van kẹp bao đóng hay mở.

2.2 Q trình cân đóng bao:
Giải quyết bài tốn cân đóng bao là tìm cách điều hòa một cách hợp lý nhất 2 yêu
cầu đặt ra: độ chính xác và thời gian, sao cho sai số giữa lượng thực và lượng đặt càng
nhỏ càng tốt và thời gian hoàn thành càng ngắn càng tốt.. Để giải quyết bài toán này,
người ta lắp đặt cho hệ thống 2 van xả nguyên liệu: van thô và van tinh. Điểm khác nhau
giữa 2 kiểu van này là đường kính miệng van (van thơ lớn hơn van tinh, đồng nghĩa với
lưu lượng nguyên liệu được xả bởi van thô sẽ lớn hơn so với van tinh). Nhiệm vụ của 2
van này do vậy cũng khác nhau. Van thô được sử dụng với mục đích đổ đầy phần lớn
lượng nguyên liệu cần đóng gói nhưng do tốc độ chảy nhanh nên khơng thể điều chỉnh
một cách chính xác lượng ngun liệu mong muốn. Vì thế, người ta cần một van tinh với
tốc độ chảy chậm để dễ dàng bù thêm phần ngun liệu cịn thiếu. Các van này được đóng
mở bằng xi lanh khí nén.

5


COARSE

DISCHARGE

Ket-noi.com diễn đàn cơng nghệ, giáo dục

FINE

VĐK

Giao diện


CÂN

Hình 2:

Hệ thống cân đóng bao

Q trình cân đóng bao có thể tóm tắt như sau. Đầu tiên, khi nhận được tín hiệu bắt
đầu, hệ thống kiểm tra sự có mặt của của bao bì bằng một sensor quang hoặc một cơng tắc
hành trình. Nếu có bao bì, sensor sẽ gửi tín hiệu về vi điều khiển để q trình có thể được
bắt đầu; nếu không, hệ thống tiếp tục chờ đến khi có bao bì được đặt vào đúng vị trí. Lúc
này, lệnh mở các cửa xả nguyên liệu được phát đi, đồng thời cân điện tử bắt đầu làm việc,
liên tục gửi số liệu đo được về vi điều khiển. Vi điều khiển so sánh số liệu này với điểm
cắt thô định trước và sẽ phát lệnh đóng van thơ khi khối lượng bao đạt đến mốc này. Khi
đó, van tinh vẫn mở, nhưng dòng liệu chảy vào bao với tốc độ thấp hơn. Vi điều khiển
tiếp tục so sánh số liệu thu về từ cân điện tử đến khi khối lượng bao đạt đến điểm cắt tinh
để phát lệnh đóng van tinh. Cần lưu ý là điểm cắt tinh luôn nhỏ hơn lượng đặt một chút
bởi sau khi đóng van tinh, vẫn còn một lượng nhỏ nguyên liệu tiếp tục đổ xuống bao
(cũng vì lý do này mà ta cần một thời gian trễ để ổn định hệ thống và để số liệu từ cân
điện tử đưa về vi xử lý được chính xác). Chính lượng nguyên liệu này là nguyên nhân chủ
yếu dẫn đến sai số mà ta cần giải quyết. Để giảm sai số trong những lần đóng gói tiếp
theo, ta điều chỉnh lại điểm cắt tinh bằng cách gán:
Điểm cắt tinh = Điểm cắt tinh cũ – Sai số x 50%.

6


Ket-noi.com diễn đàn cơng nghệ, giáo dục
Kết thúc q trình, vi điều khiển phát lệnh kẹp bao và sau đó đẩy bao ra ngồi.
Chu trình đóng bao vừa rồi được lặp đi lặp lại. Như vậy, rõ ràng sai số sẽ giảm và

lượng thực sẽ ngày càng tiến gần về lượng đặt qua từng lần đóng bao tiếp theo.
2.2.1 Xung đầu ra

Preact weight

Coarse

Target weight

Fine

Tolerance

Coarse
Fine
TOL detect
M1.4

Hình 3:

Sơ đồ quá trình cân đóng bao và xung điều khiển tương ứng.

2.2.2 Lưu đồ thuật toán

7


Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục
Bắt đầu.
Sai

Kiểm tra bao bì.
Đúng
Mở các cửa xả (thơ, tinh).
Sai
Cân ≥ điểm cắt thơ.
Đúng
Đóng van thơ.
Sai
Cân ≥ điểm cắt tinh.
Đúng
Đóng các van.
Đợi delay – Thời gian ổn
định.
Cân. Tính sai số
E = lượng thực – lượng đặt.
Mở van kẹp bao, ra lệnh đẩy
bao.
Xác định lại điểm cắt tinh.
Cắt tinh = cắt tinh – E x 50%
8


Ket-noi.com diễn đàn cơng nghệ, giáo dục
Hình 4:

Lưu đồ thuật tốn q trình cân đóng bao

2.2.3 Q trình cân phối liệu
Như đã đề cập ở phần trên, việc giải quyết bài tốn cân phối liệu khơng khác so với
bài tốn cân đóng bao. Giả sử chúng ta cần trộn 3 loại nguyên liệu A, B và C. Khi đó, 3

loại nguyên liệu sẽ được dẫn qua 3 hệ thống van thô và van tinh riêng biệt. Lần lượt các
nguyên liệu này được đổ vào máy trộn theo lượng đặt sao cho phù hợp với tỷ lệ đã biết.
Một điểm cần lưu ý là do chỉ sử dụng một chiếc cân duy nhất để đo khối lượng nên lượng
đặt cho nguyên liệu B được tính bằng tổng lượng thực của nguyên liệu A đã có trong bao
với khối lượng nguyên liệu B cần đổ. Tương tự, lượng đặt cho nguyên liệu C được tính
bằng tổng lượng thực của nguyên liệu A và B đã có trong bao với khối lượng nguyên liệu
C cần đổ. Việc tính sai số cũng được tính tốn như q trình cân đóng bao. Nếu q trinh
lặp lại nhiều lần, dễ thấy rằng sai số sẽ nhỏ dần theo từng lần đổ nguyên liệu.

3 rơ-le
VĐK

CÂN

Hình 5:

Hệ thống cân phối liệu

9


Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục

2.3 Mạng truyền thông công nghiệp
Ghép nối thiết bị, trao đổi thông tin là một trong những vấn đề cơ bản trong bất cứ
một giải pháp tự động hóa nào. Hệ thống cân đóng bao được xây dựng với một số khối
chức năng riêng biệt, được ghép nối với nhau qua một chuẩn truyền thơng cơng nghiệp.
Ngồi ra, hệ thống cịn phải ghép nối được với máy tính trung tâm phục vụ yêu cầu quản
lý sản phẩm. Phần này nghiên cứu một số chuẩn truyền thông được sử dụng rộng rãi trong
công nghiệp là Modbus và CAN. Hai chuẩn truyền thông này được rất nhiều hãng sản

xuất thiết bị hỗ trợ. Bên cạnh đó, linh kiện phục vụ xây dựng hệ thống cũng thông dụng,
giá thành không cao.
2.3.1 MODBUS
Modbus là một giao thức do hãng Modicon (thuộc AEG và Schneider Automation)
nghiên cứu phát triển. Theo mơ hình ISO/OSI thì Modbus thực chất là một chuẩn giao
thức và dịch vụ thuộc lớp ứng dụng, vì vậy có thể được thực hiện trên các cơ chế vận
chuyển cấp thấp như TCP/IP, MAP (Manufacturing Message Protocol), Modbus Plus và
ngay cả qua đường truyền nối tiếp RS-232.

Hình 6:

Mơ hình OSI của mạng truyền thơng MODBUS

Modbus định nghĩa một tập hợp rộng các dịch vụ phục vụ trao đổi dữ liệu quá trình,
dữ liệu điều khiển và dữ liệu chuẩn đoán. Tất cả các bộ điều khiển của Modbus đều sử
dụng Modbus là ngôn ngữ chung. Modbus mô tả quá trình giao tiếp giữa một bộ điều

10


Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục
khiển với các thiết bị khác thơng qua cơ chế u cầu/đáp ứng. Vì lý do đơn giản nên
Modbus có ảnh hưởng tương đối mạnh đối với các hệ PLC của các nhà sản xuất khác. Cụ
thể, trong mỗi PLC người ta đều có thể tìm thấy một tập hợp con các dịch vụ đã đưa ra
trong Modbus. Đặc biệt trong các hệ thống thu thập dữ liệu và điều khiển giám sát
(SCADA), Modbus thường được sử dụng trên các đường truyền RS-232 ghép nối giữa
các thiết bị dữ liệu đầu cuối (PLC, PC, RTU) với thiết bị truyền dữ liệu (Modem).
2.3.1.1 Cơ chế giao tiếp
Cơ chế giao tiếp ở Modbus phụ thuộc vào hệ thống truyền thơng cấp thấp. Cụ thể,
có thể phân chia ra hai loại là mạng Modbus chuẩn và Modbus trên các mạng khác (ví dụ

TCP/IP, Modbus Plus, MAP).
• Mạng Modbus chuẩn :
Các cổng Modbus chuẩn trên các bộ điều khiển của Modicon cũng như một số nhà
sản xuất khác sử dụng giao tiếp nối tiếp RS-232C. Các bộ điều khiển này có thể được nối
mạng trực tiếp qua modem. Các trạm Modbus giao tiếp với nhau qua cơ chế chủ/tớ
(Master/Slave), trong đó chỉ một thiết bị chủ có thể chủ động gửi yêu cầu, còn các thiết bị
tớ sẽ đáp ứng bằng dữ liệu trả lại hoặc thực hiện một hành động nhất định theo như yêu
cầu. Các thiết bị chủ thơng thường là các máy tính điều khiển trung tâm và các thiết bị lập
trình, trong khi các thiết bị tớ có thể là PLC hoặc các bộ điều khiển số chuyên dụng khác.
Một trạm chủ có thể thông báo yêu cầu tới riêng một trạm tớ nhất định, hoặc gửi thông
báo đồng loạt tới tất cả các trạm tớ. Chỉ trong trường hợp nhận được yêu cầu riêng, các
trạm tớ mới gửi thông báo đáp ứng trả lại trạm chủ. Trong một thơng báo u cầu có chứa
địa chỉ trạm nhận, mã hàm dịch vụ bên nhận cần thực hiện, dữ liệu đi kèm và thông tin
kiểm lỗi.
• Modbus trên các mạng khác
Trong một số mạng như Modbus Plus và MAP sử dụng Modbus là giao thức cho lớp
ứng dụng , các thiết bị có thể giao tiếp theo cơ chế riêng của mạng đó. Ví dụ trong giao
tiếp tay đơi (Peer-to-peer), mỗi bộ điều khiển có thể đóng vai trị là chủ hoặc là tớ trong
các lần giao dịch (một chu kỳ yêu cầu-đáp ứng) khác nhau. Một trạm có thể cùng lúc có
quan hệ logic với nhiều đối tác, vì vậy nó có thể đồng thời đóng vai trị là chủ và tớ trong
các giao dịch khác nhau.

11


Ket-noi.com diễn đàn cơng nghệ, giáo dục
Nhìn nhận ở mức giao tiếp thông báo, giao thức Modbus vẫn tuân theo nguyên tắc
chủ/tớ mặc dù phương pháp giao tiếp mạng cấp thấp có thể là tay đơi. Khi một bộ điều
khiển gửi một u cầu thơng báo thì nó đóng vai trò là chủ và chờ đợi đáp ứng từ một
thiết bị tớ. Ngược lại, một bộ điều khiển sẽ đóng vai trị là tớ nếu nó nhận được thơng báo

u cầu từ một trạm khác và phải gửi trả lại đáp ứng.
• Chu trình u cầu - đáp ứng
Giao thức Modbus định nghĩa khuôn dạng của thông báo yêu cầu cũng như của
thông báo đáp ứng.
Một thông báo yêu cầu bao gồm các phần sau:
 Địa chỉ trạm nhận yêu cầu (0-247), trong đó 0 là địa chỉ gửi đồng loạt.
 Mã hàm gọi chỉ thị hành động trạm tớ cần thực hiện theo yêu cầu.
 Dữ liệu chứa các thông tin bổ sung mà trạm tớ cần cho việc thực hiện hàm được
gọi.
 Thông tin kiểm tra lỗi giúp trạm tớ kiểm tra độ vẹn toàn của nội dung thông báo
nhận được.
Thông báo đáp ứng cũng bao gồm các thành phần giống như thông báo yêu cầu. Địa
chỉ ở đây của chính trạm tớ đã thực hiện yêu cầu và gửi lại đáp ứng. Trong trường hợp
bình thường, mã hàm được giữ nguyên như trong thông báo yêu cầu và dữ liệu chứa kết
quả thực hiện hành động, ví dụ nội dung hoặc trạng thái các thanh ghi. Nếu xảy ra lỗi, mã
hàm quay lại được sửa để chỉ thị đáp ứng là một thơng báo lỗi, cịn dữ liệu mô tả chi tiết
lỗi đã xảy ra. Phần kiểm lỗi giúp trạm chủ xác định độ chính xác của nội dung thông báo
nhận được.
2.3.1.2 Chế độ truyền
Khi thực hiện Modbus trên các mạng khác như Modbus Plus hay MAP, các thông
báo Modbus được đưa vào các khung theo giao thức vận chuyển/liên kết dữ liệu cụ thể.
Ví dụ, một lệnh được yêu cầu đọc nội dung các thanh ghi có thể được thực hiện giữa hai
bộ điều khiển ghép nỗi qua Modbus Plus.
Đối với các thiết bị ghép nối qua mạng Modbus chuẩn, có thể sử dụng một trong hai
chế độ truyền là ASCII hoặc RTU. Người sử dụng lựa chọn chế độ theo ý muốn, cùng với

12


Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục

các tham số truyền thông qua cổng nối tiếp như tốc độ truyền, parity chẵn/lẻ ... Chế độ
truyền cũng như các tham số phải giống nhau đối với tất cả các thành viên của một mạng
Modbus.
• Chế độ ASCII
Khi các thiết bị trong một mạng Modbus chuẩn giao tiếp với chế độ ASCII
(American Standard Code for Information Interchange), mỗi byte trong thông báo được
gửi thành hai ký tự ASCII 7 bit, trong đó mỗi ký tự biểu diễn một chữ số hex. Ưu điểm
của chế độ truyền này là nó cho phép một khoảng thời gian trống tối đa một giây giữa hai
ký tự mà không gây ra lỗi. Cấu trúc của một ký tự khung gửi đi được thể hiện như sau:
Start

0

1

2

3

4

5

6

P

Stop

Mỗi ký tự khung bao gồm:

 1 bit khởi đầu (start bit).
 7 bit biểu diễn một chữ số hex của byte cần gửi dưới dạng ký tự ASCII (0 -9 và A
– F), trong đó bit thấp nhất được gửi đi trước.
 1 bit parity chẵn/lẻ, nếu sử dụng parity.
 1 bit kết thúc (stop bit) nếu sử dụng parity hoặc 2 bit kết thúc nếu khơng sử dụng
parity.
• Chế độ RTU
Khi các thiết bị trong một mạng Modbus chuẩn được đặt chế độ RTU
(Remote Terminal Unit), mỗi byte trong thông báo được gửi thành một ký tự 8 bit. Ưu
điểm lớn nhất của chế độ truyền này so với chế độ ASCII là hiệu suất cao hơn. Tuy nhiên,
mỗi thông báo phải được truyền thành một dòng liên tục. Cấu trúc một ký tự khung gửi đi
được thể hiện như sau:
Start

0

1

2

3

4

5

6

7


P

Stop

Mỗi ký tự khung bao gồm:
 1 bit khởi đầu (start bit).
 8 bit của byte thông báo cần gửi, trong đó bit thấp nhất được gửi đi trước.
 1 bit parity chẵn/lẻ nếu sử dụng parity.

13


Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục
 1 bit kết thúc (stop bit) nếu sử dụng parity hoặc 2 bit kết thúc nếu không sử
dụng parity).
2.3.1.3 Cấu trúc bức điện
Trong mạng Modbus chuẩn, khi một trong hai chế độ truyền được chon, một thơng
báo sẽ được đóng khung. Mỗi khung bao gồm nhiều ký tự khung như trên. Các ký tự này
sẽ được truyền đi liên tục trong chế độ RTU và gián đoạn trong chế độ ASCII.
• Khung ASCII
Trong chế độ ASCII, một thông báo bắt đầu với dấu hai chấm (:), tức ký tự ASCII
3A, và kết thúc bằng hai dấu quay lại – xuống dòng (CRLF), tức hai ký tự ASCII 0D và
0A. Mỗi byte trong thông báo được truyền đi bằng hai ký tự ASCII, vì vậy các ký tự được
phép xuất hiện trong các phần còn lại của khung là 0-9 và A-F.
Khởi đầu

Địa chỉ

Mã hàm


Dữ liệu

Mã CRC

Kết thúc

1 ký tự :

2 ký tự

2 ký tự

N ký tự

2 ký tự

2 ký tự CR+LF

Mỗi thiết bị tham gia mạng có trách nhiệm liên tục theo dõi đường truyền và phát
hiện sự xuất hiện của dấu hai chấm. Khi dấu hai chấm nhận được thì hai ký tự tiếp theo sẽ
mang địa chỉ của thiết bị được yêu cầu nhận thông báo hoặc thiết bị đã gửi thông báo đáp
ứng. Khoảng cách thời gian tối đa cho phép giữa hai ký tự trong một thông báo là một
giây. Nếu vượt quá trị này, bên nhận sẽ coi là lỗi.
Khung ASCII sử dụng phương pháp LRC (Longitudinal Redudancy Check) để kiểm
lỗi.
• Khung RTU
Trong chế độ RTU, một thơng báo bắt đầu với một khoảng trống yên lặng tối thiểu
là 3,5 thời gian ký tự. Ô đầu tiên được truyền sẽ là 8 bit địa chỉ, sau đó đến 8 bit mã hàm,
một số byte tùy ý dữ liệu và cuối cùng là thông tin kiểm tra lỗi CRC. Sau khi truyền ký tự
cuối cùng, khung thông báo cũng phải được kết thúc bằng một khoảng yên lặng tối thiểu

là 3,5 thời gian ký tự trước khi bắt đầu một thông báo mới.
Khởi đầu

Địa chỉ

Mã hàm

Dữ liệu

Mã CRC

Kết thúc

(----)

8 bit

8 bit

N x 8 bit

16 bit

(----)

14


Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục
Khác với chế độ ASCII, tồn bộ khung thơng báo RTU phải được truyền thành một

dịng liên tục. Nếu một khoảng trơng n lặng lớn hơn 1,5 thời gian ký tự xuất hiện trước
khi truyền xong toàn bộ khung, thiết bị nhận sẽ hủy bỏ thơng báo chua đầy đủ đó và cho
rằng byte tiếp theo sẽ là địa chỉ của một thông báo mới.
2.3.1.4 Bảo toàn dữ liệu
Mạng Modbus chuẩn sử dụng hai biện pháp bảo toàn dữ liệu ở hai mức: kiểm sốt
khung thơng báo và kiểm sốt ký tự khung. Đối với hai chế độ truyền ASCII hay RTU.
Hơn thế nữa, cả khung thơng báo lại được kiểm sốt một lần nữa bằng mã LRC (với
ASCII) và mã CRC (với RTU).
• Kiểm sốt LRC
Trong chế độ ASCII, phần thơng tin kiểm lỗi của khung thông báo dựa trên phương
pháp LRC (Longitudinal Redundancy Check). Dãy bit nguồn được áp dụng để tính mã
LRC bao gồm phần địa chỉ, mã hàm và phần dữ liệu. Các ô khởi đầu cũng như kết thúc
khung khơng tham gia vào tính tốn. Mã LRC ở đây dài 8 bit được tính bằng các cộng đại
số tồn bộ các byte của dãy bit nguồn (không để ý đến tràn), sau đó lấy phần bù hai của
kết quả.
• Kiểm soát CRC
Mã CRC được áp dụng trong chế độ RTU dài 16 bit. Đa thức phát được sử dụng G =
1010 0000 0000 0001. Khi đưa vào khung thông báo, byte thấp của mã CRC được gửi đi
trước, tiếp theo là byte cao.

2.3.2 CAN
CAN (Controller Area Network) là một chuẩn truyền thông công nghiệp được sử
dụng rất rộng rãi. Xuất phát là một phát triển chung của hai hãng Bosch và Intel, CAN
được dùng để phục vụ việc nối mạng trong các phương tiện giao thông cơ giới để thay thế
cách nối điểm - điểm cổ điển, sau được chuẩn hoá quốc tế trong ISO-11898. Trong một số
chủng loại ôtô cỡ lớn, chiều dài dây dẫn tổng hợp trong cách nối điểm-điểm có thể lên tới
vài kilơmét, tính riêng khối lượng dây dẫn lên tới hàng trăm kilôgam. Chỉ cần quan tâm
đến các yếu tố này cũng có thể thấy hiệu quả của việc sử dụng một hệ thống bus trường

15



Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục
như CAN. Nhờ tốc độ truyền dẫn tương đối cao ở khoảng cách ngắn cũng như ưu thế ở
một số đặc tính khác mà công nghệ này cũng đã thâm nhập được vào nhiều lĩnh vực tự
động hố q trình cơng nghiệp
2.3.2.1 Kiến trúc giao thức
Đối chiếu với mơ hình ISO/OSI, CAN định nghĩa lớp liên kết dữ liệu gồm 2 lớp con
(LLC và MAC) cũng như phần chính của lớp vật lý .
Lớp vật lý đề cập tới việc truyền tín hiệu, vì thế định nghĩa cụ thể phương thức định
thời, tạo nhịp bít (bit timing), phương pháp mã hố bít và đồng bộ hố. Tuy nhiên, chuẩn
CAN khơng quy định các đặc tính của các bộ thu phát, với mục đích cho phép lựa chọn
một trường truyền cũng như mức tín hiệu thích hợp cho từng, lĩnh vực ứng dụng.
Lớp điều khiển truy cập môi trường (MAC) là phần cốt lõi trong kiến trúc giao thức
CAN. Lớp MAC có trách nhiệm tạo khung thông báo, điều khiển truy cập môi trường,
xác nhận thơng báo và kiểm sốt lỗi.
Lớp điều khiển liên kết lôgic (LLC) đề cập tới các dịch vụ gửi dữ liệu và yêu cầu
giữ liệu từ xa, thanh lọc thông báo, báo cáo tình trạng quá tải và phục hồi trạng thái.
CAL, DeviceNet, SDS
Lớp 3 –6
(Không thể hiện)
LLC - Điều khiển
liên kết kogic
MAC - Điều khiên truy
nhập mơi trường
Mã hố bít,
Tạo nhịp/đồng bộ nhịp
(Bộ thu phát)
Hình 7:


Phạm vi định nghĩa của CAN trong mơ hình OSI

16


Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục
Trong phiên bản CAN2.OB, đặc tả CAN chỉ định nghĩa lớp MAC và một phần lớp
LLC. Trong các phiên bản trước đó, hai lớp con của lớp liên kết dữ liệu được gọi là đối
tượng (Object Layer) và lớp truyền (Transfer layer). Trong các hệ thống bus tiêu biểu xây
dựng trên cơ sở CAN như CANOpen (CAN in Automation), Device.Net (Allen-Bradley)
và SDS (Honeywell), giao thức và các dịch vụ của lớp ứng dụng được định nghĩa cụ thể.
Cũng như nhiều chuẩn bus trường khác, các lớp từ 3 đến 6 không thể hiện ở CAN.
Hầu hết các hệ thống mạng công nghiệp dựa trên cơ sở của CAN thực hiện lớp vật
lý theo chuẩn ISO-11898.
2.3.2.2 Các cấu trúc mạng và kỹ thuật truyền dẫn
CAN thực chất chỉ là chuẩn giao thức từ phần trên của lớp vật lý cho tới hết lớp liên
kết dữ liệu, vì vậy khơng quy định cụ thể về chuẩn truyền dẫn cũng như môi trường
truyền thông. Trên thực tế, cáp đôi dây xoắn kết hợp với chuẩn RS-485 cũng như cáp
quang được sử dụng rộng rãi. Đối với cáp đơi dây xoắn, cấu trúc mạng thích hợp nhất là
cấu trúc đường thẳng, mắc theo kiểu đường trục/đường nhánh (trunkline/dropline). Trong
đó chiều dài đường nhánh hạn chế dưới 0.3m. Tốc độ truyền có thể lựa chọn ở nhiều mức
khác nhau, tuy nhiên phải thống nhất và cố định trong toàn bộ mạng. Do có sự ràng buộc
giữa tốc độ truyền và chiều dài dây dẫn trong phương pháp truy nhập bus CSMA/CA, tốc
độ trưyền tối đa là 1Mbps ở khoảng cách 40 m và 50 Kbps ở khoảng cách 1000m. Số
trạm phụ thuộc nhiều vào cấu trúc mạng, cáp truyền và đặc tính điện học của các bộ phận
thu phát, thông thường hạn chế ở con số 64 đối với cấu trúc đường thẳng sử dụng đôi dây
xoắn.
CAN phân biệt hai trạng thái lơgic của tín hiệu là mức trội (dominant) và mức lặn
(recessive), tuy nhiên không quy định giá trị bit nào ứng với mức tín hiệu nào, Trong
trường hợp cả bít trội và bít lặn được phát đồng thời thì bit trội sẽ lấn át tín hiệu trên bus

có mức trội. Trong thực tế, nếu sử dụng mạch AND thì mức trội phải tương ứng với bít 0
và mức lặn tương ứng với bít 1. Trạng thái vật lý (VD điện áp, ánh sáng) thể hiện mức
lôgic không được định nghĩa trong chuẩn.
2.3.2.3 Cơ chế giao tiếp
Đặc trưng của CAN là phương pháp giao tiếp hướng đối tượng, trong khi hầu hết
các hệ thống bus trường khác đều giao tiếp dựa vào địa chỉ các trạm. Mỗi thông tin trao

17


Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục
đổi trong mạng được coi như một đối tượng, được gán một mã số căn cước. Thông tin
được gửi trên bus theo kiểu truyền thơng báo với độ dài có thể khác nhau.
Các thơng báo không được gửi tới một địa chỉ nhất định mà bất cứ trạm nào cũng có thể
nhận theo nhu cầu. Nội dung mỗi thông báo được các trạm phân biệt qua một mã căn
cước (IDENTIFER). Mã căn cước không nói lên địa chỉ đích của thơng báo mà chỉ biểu
diễn ý nghĩa của dữ liệu trong thơng báo. Vì thế mỗi trạm trên mạng có thể tự quyết định
tiếp nhận và xử lý thông báo hay không tiếp nhận thông báo qua phương thức lọc thông
báo (Message Filtering). Cũng nhờ sử dụng phương thức lọc thông báo, nhiều trạm có thể
đồng thời nhận cùng một thơng báo và có csc phản ứng khác nhau.
Một trạm có thể yêu cầu một trạm khác gửi dữ liệu bằng cách gửi một khung
REMOTE FRAME. Trạm có khả năng cung cấp nội dung thơng tin đó sẽ gửi trả lại một
khung dữ liệu DATA FRAME có cùng mã căn cước với khung yêu cầu.
Bên cạnh tính đơn giản, cơ chế giao tiếp hướng đối tượng ở CAN cịn mang lại tính
linh hoạt và tính nhất quán dữ liệu của hệ thống. Một trạm CAN khơng cần biết thơng tin
cấu hình hệ thống (ví dụ địa chỉ trạm), nên việc bổ sung hay bỏ đi một trạm trong mạng
khơng địi hỏi bất cứ một sự thay đổi nào về phần cứng hay phần mềm ở các trạm khác.
Trong một mạng CAN có thể rằng một thông báo hoặc được tất cả các trạm quan tâm tiếp
nhận đồng thời, hoặc không được trạm nào tiếp nhận. Tính nhất quán dữ liệu được đảm
bảo qua các phương pháp gửi đồng loạt và xử lý lỗi.

2.3.2.4 Truy nhập bus
CAN sử dụng phương pháp truy nhập môi trường CSMA/CA, tức điều khiển phân
kênh theo từng bit. Phương pháp phân mức ưu tiên truy nhập bus dựa theo tính cấp thiết
của nội dung thông báo. Mức ưu tiên này phải được đặt cố định, trước khi hệ thống đi vào
vận hành. Thực tế mã căn cước không những mang ý nghĩa của dữ liệu trong thơng báo,
mà cịn đồng thời được sử dụng là mức ưu tiên.
Bất cứ một trạm nào trong mạng cũng có thể bắt đầu gửi thông báo, mỗi khi đường
truyền rỗi. Mỗi bức điện đều bắt đầu bằng một bit khởi điểm và mã căn cước, vì thế nếu
hai hoặc nhiều trạm cùng đồng thời bắt đầu gửi thông báo, việc xung đột trên đường
truyền sẽ được phân xử dựa theo từng bit của mã căn cước. 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

18


Ket-noi.com diễn đàn cơng nghệ, giáo dục
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 thơng báo có mã căn cước nhỏ nhất sẽ được tiếp tục
phát. Hay nói một cách khác, thơng 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 khơng bị mất mát, mà cịn nâng cao hiệu quả sử dụng đường truyền.
2.3.2.5 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 sốt 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 sốt qua mã CRC
• Thực hiện nhồi bit (nhồi một bít nghịch đảo sau năm bit giống nhau)
• Kiểm sốt khung thông báo
Với các biện pháp trên, hiệu quả đạt được là:
• Phát hiện được tất cả các lỗi tồn 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 thơng báo
• Phát hiện được các lỗi có số bit là chẵn
• Tỉ lệ lỗi cịn lại (xác suất một thơng báo cịn bị lỗi khơng 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 thơng báo, các trạm đều có trách nhiệm

19


Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục
truyền khung lỗi. Các thơng 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).
2.3.2.6 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 khơng được thực hiện với phần cịn 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.

20


Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục

Chương 3: Nghiên cứu tính năng phần cứng
3.1 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 tốn mạnh, dsPIC 30F6010
hồn tồn sẵn sàng cho cả những bài tốn đóng bao phức tạp như phải tính tốc độ dịng
chảy, phát hiện lỗi bao....
3.1.1 Các tính năng chính
3.1.1.1 CPU với tập lệnh được đơn giản hóa RISC:
• Kiến trúc Harvard có hiệu chỉnh.
• Tập lệnh tối ưu cho ngơn 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 khơng cần nguồn ni.
• Tốc độ xử lý tối đa 30 triệu lệnh trong 1 giây (30MIPs).
• 44 nguồn tạo ngắt với 3 nguồn ngồi, 8 mức ưu tiên.
• 16 thanh ghi 16 bit.

21


Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục
3.1.1.2 Module xử lý tín hiệu số DSP được tích hợp:
• Nhập dữ liệu kép.
• 2 bộ tích lũy 40 bit với lựa chọn bão hịa 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.
3.1.1.3 Các ngoại vi tích hợp trên chip :
• Các chân vào/ra có khả năng chịu dịng 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 thơng nối tiếp (UART) với bộ đệm FIFO.
•

Module truyền thơng CAN tương thích chuẩn 2.0B.

3.1.1.4 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 tồn 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.

22