tổng công ty công nghiệp tàu thủy việt nam công ty khí - điện - điện tử tàu thủy _ Chơng trình KHCN cấp nhà nớc KC 06 "ứng dụng công nghệ tiên tiến sản xuất sản phẩm xuất sản phẩm chủ lực" Dự án Chế tạo số phần tử thiết bị điều khiển, đo lờng quan trọng tàu thủy phơng pháp chuẩn module ứng dụng công nghệ tiên tiến Mã số KC 06 DA.13.CN Chuyên đề: tổng quan vật t, linh kiện cho dự án TS Nguyễn gia thái 5473-2 Hà Nội - 5/2005 Mục lục Lời nói đầu I Tổng quan số dòng vật t linh kiện 1.1 Vai trò vật t, linh kiện 1.2 Phân loại vật t linh kiện .4 1.3 Phơng pháp đánh giá vật t, linh kiện 1.3.1 Đảm bảo đợc độ tin cậy cao .5 1.3.2 Tính thích nghi với môi trờng làm việc 1.3.3 Tính kinh tế .5 1.3.4 Tính thông dụng, tính thay II xu hớng sử dụng vật t linh kiện 2.1 Lịch sử kỹ thuật điều khiển đo lờng 2.2 Xu hớng sử dụng loại vật t linh kiện .7 IIi đề xuất việc lựa chọn vật t linh kiện sử dụng cho dự án.9 3.1 Cơ sở để lựa chọn .9 3.2 Đề xuất việc lựa chọn vật t, linh kiện 3.3 Lựa chọn vi điều khiển 11 3.3.1 Họ vi điều khiển MCS 51( Microcontrol system) 11 3.3.2 Vi điều khiển PIC (Program Intergrate Circuit) 12 3.3.3 Vi điều khiển AVR (Atmel) 13 3.4 Lựa chọn ADC 14 3.5 Lựa chọn thiết bị hiển thị (Đèn báo, LCD, hình ) 14 3.5 Công nghệ ASIC (Application - Specific Integrated Circuit) .15 3.6 Các phần tử khác 15 3.7 Công nghệ bảo vệ mạch 16 3.7 Khả cung cấp trình triển khai dự án .16 iV.kết luận 17 Tổng quan vật t, linh kiện cho dự án Lời nói đầu Tàu thuỷ phơng tiện vận tải quan trọng, đặc biệt quốc gia nằm ven biển nh Việt Nam Khi thực chức vận tải, tàu hoạt động liên tục thời gian dài biển, chuyên chở đợc nhiều hàng hoá đến cảng xa bờ với giá thành rẻ Ngoài ra, phơng tiện mang lại lợi ích phục vụ lớn cho việc thăm dò đại dơng, đánh bắt hải sản xa bờ, đặc biệt đảm bảo an ninh quốc phòng vùng biển hải đảo Trong giai đoạn nay, theo đờng lối đổi mới, phát triển công nghiệp hoá, đại hoá Đất nớc nói chung chủ trơng đại hoá ngành công nghiệp đóng tàu nh nội địa hoá sản phẩm ngành tàu thuỷ Các cán bộ, nhân viên ngành tàu thuỷ không ngừng nâng cao lực thiết kế, cải tạo chiều sâu, đổi công nghệ đóng hàng loạt tầu Cùng với việc đóng vấn đề nghiên cứu, thiết kế, chế tạo, ứng dụng kỹ thuật tự động hoá vi xử lý để nội địa hoá sản phẩm tàu thuỷ Trong điều kiện khoa học công nghệ nớc cha phát triển mạnh, số vật t linh kiện chủ yếu ta cha sản xuất đợc, mà ta sử dụng vật t linh kiện để dùng cho việc chế tạo sản phẩm Trong dự án sản xuất thực nghiệm cấp nhà nớc KC06.DA.13.CN, việc lựa chọn linh kiện cho chế tạo module chuẩn hoá phần tử, thiết bị tự động hoá tàu vấn đề quan trọng, ảnh hởng đến việc sản xuất hàng loạt sản phẩm nh liên quan đến chất lợng sản phẩm, giá thành Trong giới hạn chuyên đề đề cập đến vật t linh kiện lĩnh vực thiết bị đo lờng điều khiển Tổng quan vật t, linh kiện cho dự án I Tổng quan số dòng vật t linh kiện 1.1 Vai trò vật t, linh kiện Sự tiến kỹ thuật đại đợc dựa trớc tiên vào tối u hoá kỹ thuật ý nghĩa kinh tế Tiến kỹ thuật thực chất tiến kinh tế Cùng với bùng nổ công nghệ thông tin phần tử thiết bị đo lờng tàu dần đợc số hoá thay cho mạch rơ le, mạch bảo vệ tơng tự Với trợ giúp công nghệ bán dẫn kỹ thuật số, vật t, linh kiện đợc tối u hoá kiến trúc hệ thống nh kích thớc vật lý nhng đảm bảo đợc tính phần tử thiết bị, chí có nhảy vọt công nghệ, bổ sung thêm nhiều tính cho thiết bị có tham gia phần tử linh kiện thông minh, với việc sử dụng công nghệ thông tin vào ứng dụng, sản phẩm sử dụng linh kiện tích hợp mềm dẻo có tính mở Với phần cứng nhng ta thay đổi đợc chức hoạt động sản phẩm thông qua việc thay đổi phần mềm nạp vào vi tích hợp Ngày thờng kết hợp phần mềm ứng dụng, phần mềm lập trình với phần cứng để tạo sản phẩm có nhiều tính năng, nhiều tác dụng với độ tin tởng, xác cao, đặc biệt tính hiệu sản phẩm đợc nâng lên Do giải pháp công nghệ phần mềm ứng dụng lập trình đóng góp lớn quan trọng vào công đổi kỹ thuật việc thiết kế, chế tạo sản phẩm Nhng song song với giải pháp công nghệ phần mềm ứng dụng lập trình công nghệ phần cứng đóng vai trò quan trọng, việc lựa chọn vật t linh kiện quan trọng nhất, nh phần cứng phát triển mạnh mẽ việc áp dụng giải pháp công nghệ phần mềm ứng dụng lập trình không mang tính thực tế hiệu việc chế tạo sản phẩm Do vậy, mà khoa học công nghệ cha phát triển vật t linh kiện quan trọng, ảnh hởng đến chất lợng sản phẩm, đến tính kết cấu sản phẩm Đặc biệt khoa học phát triển mạnh mẽ nh ngày vật t, linh kiện ngày có vai trò định chất lợng hệ điều khiển đo lờng, Tổng quan vật t, linh kiện cho dự án giúp cho sản phẩm ngày có độ xác cao, thời gian xử lý nhanh chóng, giảm tối thiểu kích thớc, khối lợng đặc biệt linh kiện tích hợp khả mở lớn không đáp ứng tính sử dụng mà có khả đáp ứng lúc nhiều chức khác nhau, có tính mềm dẻo cao thay đổi yêu cầu điều khiển nâng cấp mà thay đổi linh kiện, dẫn đến thay đổi sản phẩm 1.2 Phân loại vật t linh kiện Hiện thị trờng có nhiều chủng loại vật t, linh kiện khác Mỗi loại có tính năng, mục đích sử dụng khác nhau, nhng có loại có khả đáp ứng đợc vào nhiều mục đích, chức khác Để đánh giá phân loại vật t linh kiện có nhiều phơng pháp nh: Theo mục đích sử dụng, theo tính năng, theo cấu trúc Trong giới hạn chuyên đề đa cách phân loại theo tính vật t, linh kiện theo chức sử dụng vật t, linh kiện: * Linh kiện tích hợp(Các vi sử lý, PLC, AVR, PIC, FPGA ) * Linh kiện điều khiển + Điều khiển công suất ( Các tisistor, tranzitor,rơle ) + Điều khiển tín hiệu (IC số, CMOS, ) * Linh kiện chuẩn hoá liệu( ADC, DAC ) * Linh kiện giải mã ( dồn kênh, phân kênh ) * Linh kiện thao tác hiển thị( Các nút ấn, LCD, đèn ) * Linh kiện cho truyền thông(Các bus truyền, linh kiện chuyển đổi tín hiệu truyền tín hiệu ) 1.3 Phơng pháp đánh giá vật t, linh kiện Mỗi sản phẩm đa thị trờng đợc nghiệm thu đánh giá chất lợng, tính đặc tính kỹ thuật sản phẩm Để sản phẩm đợc chất lợng cao vật t linh kiện dùng cho sản phẩm có chất lợng tốt Do ta phải đánh giá đợc vật t, linh kiện dùng cho sản phẩm Có nhiều phơng án để đánh giá vật t, linh kiện, chuyên Tổng quan vật t, linh kiện cho dự án đề đa số tiêu chí chung để đánh giá vật t linh kiện phải đạt đợc 1.3.1 Đảm bảo đợc độ tin cậy cao Độ tin cậy thiết bị, hệ thống phụ thuộc vào độ tin cậy linh kiện, phần tử cấu thành Vì độ tin cậy vật t linh kiện điều kiện tiên quyết, ảnh hởng chủ yếu đến chất lợng tính xác sản phẩm Ngày công nghệ phát triển mạnh sử dụng đầu vào, sản phẩm chủ yếu tín hiệu số, tín hiệu chuẩn điện áp, dòng điện Do vậy, có vật t linh kiện tính ổn định gây tín hiệu bị sai lệch, tính ổn định không đảm bảo nhiều, hay có nhiều linh kiện tính ổn định sai số tín hiệu đầu hay sai lệch hệ thống lớn Dẫn đến hệ thống không xác, độ tin cậy cao toàn hệ thống 1.3.2 Tính thích nghi với môi trờng làm việc Cũng nh độ tin cậy hệ thống linh kiện phải đảm bảo tính thích nghi cao với môi trờng làm việc, đặc biệt với môi trờng khắc nhiệt tàu thuỷ Khi không đáp ứng đợc yêu cầu sản phẩm bị ảnh hởng lớn, điều kiện môi trờng định hệ thống làm việc đợc gây khó khăn vô lớn cho hệ thống mà yêu cầu, đòi hỏi tính liên tục hay xác cao Bởi vì, chủ yếu sản phẩm tàu thuỷ thờng phải đảm bảo tính liên tục cao, hệ thống không thích ứng đợc với môi trờng gây điều khiển hay liên lạc tàu, gây hậu khôn lờng 1.3.3 Tính kinh tế Nh ta đề cập, tiến kinh tế đợc dựa trớc tiên vào tối u hoá kỹ thuật Tiến kỹ thuật thực chất tiến kinh tế, chi phối lớn đến hiệu tham gia linh kiện sản phẩm Do vậy, đánh giá vật t linh kiện ta xem xét khía cạnh kinh tế, với khoa học công nghệ phát triển nh vật t, linh kiện đa vào sản xuất sản xuất hàng loạt dây truyền, giá thành chi phí để sản xuất linh kiện giảm cách đáng kể Nếu sử dụng vật t linh kiện mà tính kinh tế không đợc đặt sau thời gian bị thay loại vật t, linh kiện khác mà có tính Tổng quan vật t, linh kiện cho dự án tác dụng nhng lại đảm bảo tính kinh tế sản phẩm, linh kiện vật t tính kinh tế bị loại bỏ ảnh hởng đến sản phẩm.Do yêu cầu phơng pháp đánh giá vật t linh kiện 1.3.4 Tính thông dụng, tính thay Mỗi sản phẩm đa vào sử dụng, sau thời gian có hỏng hóc, vật t linh kiện không thông dụng khó cho việc tìm kiếm để thay thế, thời gian, ảnh hởng nhiều đến lợi ích vật chất tinh thần ngời sử dụng Mặt khác muốn nâng cấp, hoán cải phần nhỏ sản phẩm mà thị trờng lại không khó tìm kiếm nhiều công sức, thời gian để tìm kiếm đợc vật t linh kiện Mặt khác vật t, linh kiện tính thông dụng dẫn đến sản phẩm sử dụng vật t linh kiện khó sản xuất hàng loạt, không linh hoạt việc phát triển sản phẩm, gây kinh tế hiệu sản phẩm sử dụng vật t linh kiện II xu hớng sử dụng vật t linh kiện 2.1 Lịch sử kỹ thuật điều khiển đo lờng Kể từ diễn cách mạng khoa học kỹ thuật lần thứ II (vào đầu kỷ XIX) giới, nớc công nghiệp phát triển, ngời ta biết ứng dụng thành tựu kỹ thuật thời kỳ vào việc tự động điều khiển tàu thuỷ Ban đầu ngời ta ứng dụng dạng lợng đơn giản nh năng, động năng, để điều khiển hoạt động tàu Đặc điểm dạng lợng phải điều khiển vị trí đặt thiết bị điều khiển Nên số lợng trạm điều khiển tàu thờng nhiều, dẫn đến số lợng ngời phục vụ tàu lớn Thêm vào việc áp dụng tự động điều khiển tàu hạn chế, nên thời gian trực ca ngời vận hành tàu kéo dài, gây tâm lý căng thẳng mệt mỏi dẫn đến chất lợng không đảm bảo hệ thống hoạt động độ tin cậy cao Đến nguồn lợng khí nén thuỷ lực đợc sử dụng rộng rãi tàu mức độ tự động hoá điều khiển tàu tiến thêm bớc Các đại lợng điều khiển đợc tập trung mức độ cao, tạo nên Tổng quan vật t, linh kiện cho dự án trung tâm điều khiển lớn, điều khiển hầu hết hoạt động máy móc phục vụ cho hành trình tàu Mức độ tự động hoá đợc nâng lên thao tác điều khiển giảm Tạo thoải mái th giãn cho ngời vận hành bàn điều khiển Hệ thống đo lờng điều khiển giới năm 60-70 đơn hệ thống điện Các tín hiệu đo đợc truyền trực tiếp từ sensor chủ yếu tín hiệu điện áp, dòng điện Cấu trúc hệ thống song song tốn dây điện Thiết bị hiển thị thông số đo dụng cụ đo cấu đo: điện từ, từ điện, điện động hay cảm ứng Đến năm 70 - 80, hệ hệ thống đo điều khiển đời có ứng dụng kỹ thuật điện tử Thời điểm ngời Mỹ nghiên cứu chế tạo hệ thống ứng dụng máy tính đo lờng điều khiển, hệ CAMAX Thời kỳ Liên Xô thiết kế đợc hệ thống tơng tự mang tên BK Đến năm 1992, hệ thống thông tin đo lờng điều khiển hệ thống đo điều khiển tập trung Từ đời đến công nghệ sản xuất mạch tích hợp đạt đợc thành tựu to lớn Ngày chip điện tử tích hợp hàng triệu, trăm triệu cổng logic, tốc độ, độ trễ tín hiệu ngày đợc cải thiện đáp ứng đợc yêu cầu xử lý Hiện loại mạch tích hợp vô phong phú đa dạng, từ loại TTL LS74 , LM đến loại vi điều khiển, vi xử lí nhiều tập đoàn lớn giới đáp ứng đợc tất yêu cầu thiết kế, toán phức tạp điều khiển đo lờng Hiện nay, số nớc tiên tiến giới phát triển công nghệ vi điện tử tích hợp chíp thông minh kết hợp giải pháp phần mềm ứng dụng, phần mềm lập trình chuyên dụng thân thiện với ngời sử dụng để nghiên cứu, chế tạo module, sản phẩm lĩnh vực đo lờng điều khiển Kể từ giai đoạn hệ đời mang tính đột phá Đó hệ thống điều khiển phân tán DCS Hệ thống có cấu trúc phân cấp, khả quản lý số lợng lớn điểm đo điều khiển giám sát tất điểm đo phân bố nơi khác 2.2 Xu hớng sử dụng loại vật t linh kiện Ngay từ đời linh kiện bán dẫn bớc đột phá làm thay đổi toàn t lĩnh vực điều khiển tự động, Tổng quan vật t, linh kiện cho dự án giảm nhiều kích cỡ, khối lợng sản phẩm, giá thành nh làm tăng lên tính thiết bị điều khiển tự động, nhng nhiều nhợc điểm mà thời điểm khoa học kỹ thuật cha giải đợc nh kích thớc, khối lợng cồng kềnh, dễ chịu tác động môi trờng biển nh ảnh hởng rung xóc môi trờng làm việc, dẫn đến tình trạng làm việc tin cậy, độ xác thấp Khi xảy hỏng hóc khó sửa chữa, thay tính đồng hệ thống thời gian khắc phục cố thờng kéo dài, ảnh hởng lớn đến tiến độ hiệu kinh tế Với phát triển mạnh mẽ ngành khoa học kỹ thuật, với việc áp dụng tiến thành tựa khoa học kỹ thuật làm cách mạng lĩnh vực sản xuất, chế tạo loại vật t linh kiện, làm thay đổi sản phẩm đo lờng điều khiển nhỏ kích thớc, khối lợng mà có đợc tính mở, tính đa sản phẩm Đặc biệt đời mạch tích hợp đánh dấu bớc phát triển công nghệ điện tử, giúp cho nhà thiết kế dễ dàng thực chức ứng dụng làm giảm giá thành nh không gian chiếm dụng Với xu hớng khoa học phát triển nh ngày lĩnh vực đo lờng điều khiển, đặc biệt môi trờng biển phức tạp ngành tàu thuỷ, việc sử dụng tích hợp (nh vi điều khiển, PLC, PID, DSC, AVR ) làm trung tâm kết hợp với thành phần khác nh biến đổi chuẩn hoá liệu, khuếch đại tín hiệu hay thành phần điều khiển công suất, truyền thông để giải toán phức tạp điều khiển đo lờng, giúp cho sản phẩm linh hoạt việc mở rộng, giảm tối thiểu khối lợng, kích cỡ mà dễ dàng kết nối lại với thành hệ tập trung thống Tổng quan vật t, linh kiện cho dự án IIi đề xuất việc lựa chọn vật t linh kiện sử dụng cho dự án 3.1 Cơ sở để lựa chọn Vật t, linh kiện đợc lựa chọn phải phục vụ cho mục tiêu dự án Đó là: Phục vụ cho việc sản xuất phần tử, thiết bị điều khiển, đo lờng dùng cho tàu thuỷ + Vật t, linh kiện đợc chế tạo cho mục đích công nghiệp: Độ tin cậy làm việc cao, độ ổn định lớn (hoạt động ổn định với giải biến thiên lớn nhiệt độ, độ ẩm xung quanh chế độ danh định) chịu đợc chế độ rung, lắc + Đáp ứng nhu cầu rộng lớn ngời sử dụng: Phần tử thiết bị đợc chế tạo có mức độ tự động hoá khác nhau, sử dụng loại tàu khác trọng tải, mục đích sử dụng Nghĩa là: Các phân tử thiết bị đợc sản xuất mức độ: * Đơn giản, không đòi hỏi phải điều chỉnh (chỉ dùng phần cứng) * Các phần tử thiết bị đợc chuẩn hoá có chức phức tạp cao (kết hợp giải pháp phần cứng phần mềm) * Các thiết bị, hệ thống phức tạp có tính hệ thống kiểm tra, giám sát số lợng lớn thông tin, phải xử lý số lợng lớn thông tin theo trình độ phức tạp không định trớc + Có tính mở (dễ dùng phát triển để đáp ứng yêu cầu cao mức độ tự động hoá) + Đáp ứng tính kinh tế: Thiết bị, hệ thống đợc thiết kế chế tạo theo tiêu chí đền bù tiêu kỹ thuật giá thành thiết bị hệ thống điều kiện biên toán 3.2 Đề xuất việc lựa chọn vật t, linh kiện Vật t, linh kiện đợc đề xuất lựa chọn để ứng dụng triển khai dự án theo nhóm sau đây: + Sensor phục vụ cho đo nhiệt độ, áp suất, tốc độ, mức nớc, mức dầu Tổng quan vật t, linh kiện cho dự án + Các biến đổi D-A A-D + Các module chuẩn hoá liệu + Các module chuẩn hoá tạo ngỡng + Các hiển thị (các đèn, LCD ) + Các linh kiện phụ trợ: điện trở, điện trở xác, tụ điện gốm, giấy tụ hoá + Các IC số, IC ổn áp + Các tích hợp vi xử lý Vật t, linh kiện đợc lựa chọn loại đợc chế tạo từ nớc có khoa học công nhghệ tiên tiến ( Đức, Mỹ, Nhật, Nga ) đảm bảo đợc độ tin cậy môi trờng biển nh chất lợng, độ bền cao Trong tích hợp có nhiều chủng loại, giới hạn chuyên đề giới thiệu số tích hợp phổ biến dùng dự án Các tiêu kỹ thuật vật t linh kiện chủ yếu khác phục vụ cho dự án nh sau: Tiêu chí lựa chọn vi điều khiển, phải đáp ứng đợc yêu cầu kỹ thuật cách hiệu kinh tế Ví dụ lựa chọn vi điều khiển trớc hết cần xem xét vi điều khiển bit, 16 bit hay 32 bit thích hợp Một số tham số kỹ thuật cần đợc cân nhắc lựa chọn là: * Tốc độ: Tốc độ lớn mà vi điều khiển hỗ trợ * Kiểu đóng vỏ: Là kiểu 40 chân DIP (vỏ dạng hàng chân), kiểu QFP (vỏ vuông dẹt) kiểu đóng vỏ khác ? Kiểu đóng vỏ quan trọng có yêu cầu không gian, kiểu lắp ráp tạo mẫu thử cho sản phẩm cuối * Công suất tiêu thụ: Là tiêu chuẩn cần đặc biệt lu ý sản phẩm dùng pin ắc quy * Dung lợng nhớ RAM ROM chip * Số chân vào định thời chip * Khả nâng cao hiệu suất giảm công suất tiêu thụ Tổng quan vật t, linh kiện cho dự án 10 * Giá thành đơn vị mua số lợng lớn: Đây vấn đề có ảnh hởng đến giá thành cuối sản phẩm Tiêu chí thứ hai lựa chọn linh kiện phải kể đến khả phát triển sản phẩm, chơng trình hỗ trợ, mô phỏng, điều kiện hỗ trợ kỹ thuật nh khả sử dụng nhà bên môi trờng, môi trờng khắc nhiệt biển Trong nhiều trờng hợp, hỗ trợ nhà cung cấp thứ ba quan trọng Tiêu chí thứ ba khả sẵn sàng đáp ứng số lợng nh tơng lai Đối với nhà thiết kế, vấn đề quan trọng hai tiêu chuẩn Hiện nay, giới nh Việt Nam loại thiết bị linh kiện có nhiều nhà cung cấp 3.3 Lựa chọn vi điều khiển 3.3.1 Họ vi điều khiển MCS 51( Microcontrol system) Đây vi sử lý hãng Intel giới thiệu đa vào sử dụng vào năm 1980, kế thừa từ họ vi sử lý MCS-48 Các thành viên đợc đa thêm vào cho họ MCS 51 biến thể ngày đợc bổ sung thêm nhiều tính năng: Đơn vị xử lý trung tâm (CPU) bit đợc tối u hoá để đáp ứng chức điều khiển Khối logic (ALU) xử lý theo bit nên thuận tiện cho phép toán logic Boolean Bộ tạo dao động giữ nhịp đợc tích hợp bên Giao diện nối tiếp có khả hoạt động song song/ đồng Các cổng vào / hai hớng đờng dẫn đợc định địa cách tách biệt Có nguồn ngắt với mức u tiên Hai đếm/ định thời 16 bit Bus khối định thời tơng thích với khối ngoại vi vi xử lý 8085/8088 Dung lợng nhớ chơng trình (ROM) bên lên tới 64 Kbyte Tổng quan vật t, linh kiện cho dự án 11 Dung lợng nhớ liệu (RAM) bên lên tới 64 Kbyte Dung lợng nhớ ROM bên lên đến Kbyte Dung lợng nhớ RAM bên đạt đến 256 byte Tập lệnh phong phú 3.3.2 Vi điều khiển PIC (Program Intergrate Circuit) Song song với vi điều khiển họ MCS51 chiếm lĩnh rộng thị trờng điện tử Việt Nam gần giá thành thấp, chơng trình nạp phổ thông, mạch nạp mua đợc với giá rẻ Việt Nam tự chế tạo đợc, hoạt động với độ tin cậy vừa phải gần thị trờng VN xuất không dòng Vi điều khiển nh PIC Microsoft, AVR Atmel Các dòng vi điều khiển có số cải tiến đáng kể Nh tính PIC đợc nâng lên nhiều so với MCS51: Khối xử lý trung tâm chíp tuân theo kiến trúc RISC trở kháng cao Tập lệnh có 35 lệnh đơn Các chu kỳ lệnh đơn ngoại trừ lệnh rẽ nhánh chơng trình Tốc độ hoạt động cao: tần số clock đầu vào DC 20MHz, chu kỳ lệnh 200ns Bộ nhớ chơng trình FLASH lớn đến 8K x 14 từ (8K x 14words) Bộ nhớ liệu RAM lớn đến 368 x byte Bộ nhớ liệu ROM lớn đến 256 x byte Số lợng nguồn ngắt lớn (có thể lên đến 14 nguồn ngắt) cho phép xử lý chơng trình phức tạp Stack cứng sâu mức (8 level deep) Chế độ địa trực tiếp, gián tiếp, tơng đối Có Watchdog timer để giám sát hoạt động mạch Cho phép bảo vệ mã chơng trình Có chế độ tiết kiệm nguồn (SLEEP mode) Tổng quan vật t, linh kiện cho dự án 12 Tuy nhiên, vi điều khiển PIC đợc số Công ty điện tử Việt Nam thử nghiệm đa vào sử dụng nhng cha đợc phổ biến rộng dòng MCS 51 giá thành cao, sẵn thị trờng nớc mà phải nhập thông qua nhà phân phối yêu cầu phải mua với số lợng lớn 3.3.3 Vi điều khiển AVR (Atmel) Bên cạnh MCS-51, thời gian gần vi điều khiển AVR Atmel chiếm lĩnh thị trờng Việt Nam độ ổn định, tốc độ cao ứng dụng mạnh nó: *Tuân theo kiến trúc RISC, trở kháng cao, tiêu thụ nguồn thấp Tập lệnh đầy đủ với 118 lệnh Phần lớn chu lệnh đơn 32 ghi bit làm việc với mục đích chung * Dữ liệu nhớ nonvotile 8K byte nhớ chơng trình Flash Giao diện SPI cho phép lập trình hệ thống (In System Programming) 512 Byte EEPROM Có khả chịu 100.000 lần viết/ xoá 512 byte SRAM Khoá chơng trình để bảo vệ * Đặc điểm vào ADC kênh, 10 bit Giao diện nối tiếp SPI theo kiểu Master/Slave Timer/Counter bit với chia riêng chế độ so sánh Timer/Counter 16 bit với chia riêng, chế độ so sánh bắt giữ (capture), chế độ phát xung kép 8, 9, 10 bit Có Watdog Timer lập trình đợc với dao động on-chip Bộ so sánh tơng tự on-chip *Một số đặc điểm riêng dòng vi điều khiển này: Mạch khởi động bật lại nguồn (Power-on Reset Circuit) Mạch thời gian thực với mạch dao động riêng chế độ Counter Tổng quan vật t, linh kiện cho dự án 13 Có nguồn ngắt Có chế độ ngủ: Nhàn rỗi (Idle), tiết kiệm nguồn (Power save) ngắt nguồn (Power down) Với tính mạnh nh kể trên, chơng trình nạp chuẩn, nạp IC dễ mua nên vi điều khiển AVR đợc ứng dụng mạnh công nghiệp nói chung xử lý hệ thống đo lờng - điều khiển nói riêng 3.4 Lựa chọn ADC Phần tử quan trọng ảnh hởng đến độ sai số Module ADC Trên thị trờng có nhiều loại ADC, nhiên để chọn đợc ADC phải dựa vào tiêu chí sau: độ phân dải ADC, tốc độ xử lý phải đảm bảo tốc độ thu thập số đo, điện áp vào phải phù hợp với hệ thống Tốt ADC đợc tích hợp vi điều khiển Qua khảo sát thực tế tìm hiểu kỹ thị trờng Việt Nam nay, nhóm thiết kế chế tạo Module đo vạn năng, đo báo mức dựa biến đổi ADC 12 bit hãng Analog Device AD574A đáp ứng đo đạc, điều khiển xử lý tín hiệu cỡ ms Bộ biến đổi ADC có độ xác cao, tốc độ biến đổi 10ữ25 às (microsec), nguồn cấp 12V, độ ổn định phù hợp với môi trờng, ứng dụng cho Module đặc biệt giá thành vừa phải để ta sử dụng đợc Chú ý với mạch đo Module tín hiệu biến đổi chậm nên ta không cần dùng mạch S&H mà đa thẳng vào ADC Khi tín hiệu biến đổi nhanh theo thời gian (