Báo cáo thực tập tốt nghiệp

- Kinh doanh các mặt hàng điện, điện tử, điện lạnh dân dụng, điện lạnh công nghiệp, điện giao thông - Kinh doanh máy móc, thiết bị phục vụ ngành công nghiệp xây dựng, giao thông vận tải

TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI

KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ

BỘ MÔN: KỸ THUẬT ĐIỆN

-*** -

BÁO CÁO THỰC TẬP TỐT NGHIỆP

Giáo viên hướng dẫn: Ts Nguyễn Văn Nghĩa

Sinh viên thực hiện : Nguyễn Văn Hữu

Mã SV : 1106158

Lớp : Trang Bị Điện – Điện Tử Trong CN & GTVT

Khóa : 52

Hà Nội, tháng 1 năm 2015

MỤC LỤC

Trang CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ CÔNG TY TNHH THIẾT BỊ ĐIỆN ĐIỆN TỬ

CÔNG NGHIỆP 4

1 Sơ lược về công ty TNHH Thiết Bị Điện Điện Tử Công Nghiệp 4

2 Lịch sử hình thành và phát triển của công ty 4

3 Các lĩnh vực hoạt động của công ty 4

4 Định hướng phát triển 6

5 Chính sách chất lượng 6

6 Các đối tác khách hàng 6

a Các tổ chức tài chính 7

b Khách hàng 7

7 Các giấy tờ pháp lý 8

8 Một số hình ảnh của công ty và quá trình thực tập 11

CHƯƠNG II NỘI DUNG THỰC TẬP CHUYÊN MÔN 13

I Chip Psoc 13

1 Giới thiệu về dòng vi điều khiển_Chip Psoc 13

2 Tìm hiểu về chip Psoc 13

3 Chip Psoc CY8C4245AXI 14

4 Tài nguyên chip Psoc 16

5 Cấu trúc bên trong chip Psoc 17

II Nhiệm vụ làm trong quá trình thực tập 30

1 Nội dụng 30

2 Giải thích 30

3 Thiết bị 30

4 Giải quyết vấn đề 30

A Phần cứng 30

B Phần mềm 33

5 Kết quả đạt được 36

CHƯƠNG III: LẤY SỐ LIỆU LÀM ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP 39

I Định hướng đề tài tốt nghiệp 39

II Tổng quan sơ bộ về đề tài 39

1 Mục tiêu của đề tài 39

2 Tổng quan tình hình nghiên cứu, lý giải về mục tiêu và những nội dung nghiên cứu, thực hiện của đề tài 39

3 Kiến thức sử dụng làm đề tài tốt nghiệp 46

4 Nhiệm vụ thực hiện đề tài 46

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ CÔNG TY TNHH THIẾT BỊ ĐIỆN ĐIỆN TỬ

CÔNG NGHIỆP

1 Sơ lược về công ty TNHH Thiết Bị Điện Điện Tử Công Nghiệp

Tên công ty: Công ty TNHH Thiết Bị Điện Điện Tử Công Nghiệp

Tên giao dịch: Industrial Electric Electronics Equipment Company Limited

Tên viết tắt: IEEE-CO.,LTD

Địa chỉ trụ sở kinh doanh được đặt tại: Nhà số 19, Dãy B, Khu tập thể viện 354, Đường Hoa Bằng, Quận Cầu Giấy, Thành phố Hà Nội, Việt Nam

Giấy chứng nhận đăng kí kinh doanh số: 0102034991 được sơ kế hoạch và đầu

tư thành phố Hà Nội cấp phép ngày 12 tháng 6 năm 2008

2 Lịch sử hình thành và phát triển của công ty

Tiền thân là nhóm Robocon lớp Trang Bị Điện K42 Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải Với niềm say mê và mong muốn làm việc, phát triển đúng ngành nghề đã được học tại trường, Các thành viên trong nhóm sau khi ra trường đã cùng nhau nghiên cứu, làm việc và thành lập nhóm làm việc TBD Group

Ngày 12/06/2008, TBD chính thức thành lập công ty và đổi tên thành công ty Thiết Bị Điện Điện Tử Công Nghiệp do ông Trần Thiện Khôi làm giám đốc

3 Các lĩnh vực hoạt động của công ty

Công ty chuyên cung cấp các dịch vụ và kĩ thuật công nghiệp:

- Nghiên cứu, sản xuất các sản phẩm điện, điện tử

- Tư vấn, xây dựng và cung cấp các giải pháp thương mại điện tử, phần mềm

- Nghiên cứu, chế bản, gia công, sản xuất mạch in, mạch điện tử

- Kinh doanh các mặt hàng điện, điện tử, điện lạnh dân dụng, điện lạnh công nghiệp, điện giao thông

- Kinh doanh máy móc, thiết bị phục vụ ngành công nghiệp xây dựng, giao thông vận tải

- Xây dựng, sửa chữa, cải tạo các công trình xây dựng dân dụng, công nghiệp, giao thông, thủy lợi, lắp đặt hệ thống nhà xưởng, nhà máy sản xuất, khu công nghiệp

- Lắp đặt, sửa chữa, khôi phục, bảo dưỡng hệ thống điện điều khiển nhà máy, trạm sản xuất

- Dịch vụ bảo trì, bảo hành, bảo dưỡng các loại máy móc thiết bị công ty kinh doanh

- Dịch vụ vệ sinh công nghiệp

- Đại lý mua, bán, kí gửi hàng hóa

- Xuất nhập khẩu các mặt hàng công ty kinh doanh

- In và các dịch vụ liên quan đến in (Theo quy định của pháp luật)

- Dịch vụ photocopy, scan tài liệu

- Buôn bán văn phòng phẩm

- Đào tạo tin học, kỹ thuật điện, điện tử (Theo quy định của pháp luật)

- Mua bán, xuất nhập khẩu máy móc, vật tư ngành in

Ngoài ra:

- Cung cấp các bộ thu thập, xử lí, hiển thị và ghi vào thẻ nhớ SD cho các đầu cảm biến: áp suất, nhiệt độ, độ ẩm,…có thông số 4mA đến 20mA

- Thiết kế, lắp đặt và khôi phục hệ thống điện điều khiển

- Cung cấp, lắp đặt, bảo trì hệ thống tự động hóa

- Thiết kế, sửa chữa, bảo dưỡng hệ thống điều khiển máy công trình và giao thông vận tải

- Thiết kế mạch điện tử, điện tử công suất theo yêu cầu

- Sửa chữa, bảo dưỡng, chăm sóc kỹ thuật cho nhà máy, khu công nghiệp

- Cung cấp linh kiện điện tử, thiết bị, modul điều khiển thay thế

- Cung cấp các board mạch điều khiển máy công trình và giao thông

- Cung cấp các loại nguồn AC, DC với các mức công suất khác nhau

- Cung cấp thiết bị điện dân dụng cho công ty, hộ gia đình

- Sản xuất thiết bị theo dõi tốc độ bằng sóng GPS

4 Định hướng phát triển

Tốc độ tăng trưởng kinh tế là nhân tố quan trọng ảnh hưởng tới tốc độ phát triển của nhiều ngành nghề trong đó bao gồm cả hoạt động sản xuất và phát triển của công ty TNHH Thiết Bị Điện Điện Tử Công Nghiệp là sản xuất thiết bị công nghệ cao phục vụ cho sản xuất Doanh nghiệp luôn hướng tới cung cấp các nguồn hàng đảm bảo chất lượng cùng với chính sách bảo hành tận tình nhằm góp phần nâng cao hiệu quả sản xuất, thúc đẩy kinh tế phát triển

Chúng tôi liên tục ứng dụng khoa học công nghệ mới nhất vào sản xuất để nâng cao năng suất, chất lượng cùng với năng lực quản lí của doanh nghiệp để xây dựng thương hiệu uy tín

5 Chính sách chất lượng

Với mong muốn vươn lên thành một trong những doanh nghiệp hàng đầu về sản

xuất, bảo trì, bảo dưỡng Khẩu hiệu: “ UY TÍN THƯƠNG MẠI, CHẤT LƯỢNG

Nâng cao giá trị và chất lượng sản phẩm, dịch vụ thông qua hoạt động tư vấn để khách hàng lựa chọn và ứng dụng tốt nhất

6 Các đối tác khách hàng

Với phương châm: Sự thỏa mãn của khách hàng là mục tiêu hàng đầu của mọi nỗ

lực Lợi ích của công ty chỉ đảm bảo khi lợi ích của khác hàng, của xã hội được đảm bảo Công ty đã từng tạo dựng được mối quan hệ bền vững với các đối tác tiêu biểu như:

a Các tổ chức tài chính

Ngân hàng Thương Mại cổ phần

Ngoại Thương Việt Nam

VIETCOMBANK

Ngân hàng Công Thương Việt Nam

VIETINBANK

b Khách hàng

Công ty điện cơ Thống Nhất

Công ty Tuyển than Hòn Gai

- Xí nghiệp đầu máy Hà Nội

- Xí nghiệp đầu máy Yên Viên

- Và một số công ty khác…

7 Các giấy tờ pháp lý

SVTH: Nguyễn Văn Hữu_TBD_K52

8 Một số hình ảnh của công ty và quá trình thực tập

Hình ảnh trong quá trình thực tập:

Hình ảnh trong chuyến đi thực tế tại nhà máy tuyển than Hòn Gai - Vinacomin

CHƯƠNG II NỘI DUNG THỰC TẬP CHUYÊN MÔN

I Chip Psoc

1 Giới thiệu về dòng vi điều khiển_Chip Psoc

Trong phần này sẽ giới thiệu chi tiết dòng chip Psoc của hãng CYPRESS bao gồm các nội dung như sau:

 Trình bày tổng thể về chip, kiến trúc bên trong chip và về tài nguyên của chip Psoc

 Giới thiệu phần mềm lập trình Psoc Creator 3.0 của hãng giành riêng cho chip Psoc bao gồm cấu hình phần cứng (Device Editor) và lập trình ứng dụng (Application Editor) đồng thời giới thiệu tất cả các modul trong thư viện mà hãng CYPRESS hỗ trợ

2 Tìm hiểu về chip Psoc

a Khái niệm Psoc

Psoc hay Psoc Mixed-Signal Arrays là từ viết tắt của Programmable

System-On-Chips Psoc là chip mà có thể tích hợp cả vi điều khiển các thành phần tương tự

và các thành phần số xung quanh vi điều khiển nhúng vào một hệ thống Một chip đơn PSoC có thể tích hợp lên đến 100 chức năng ngoại vi với 1 vi điều khiển, làm giảm thời gian thiết kế, không gian board, năng lượng tiêu hao và giảm 5% giá thành sản phẩm ít nhất 10$ cho mỗi hệ thống

b Tổng quan chip Psoc

Các chip chế tạo theo công nghệ Psoc cho phép thay đổi được cấu hình đơn giản bằng cách gán chức năng cho các khối tài nguyên có sẵn trên chip Hơn nữa nó còn

có thể kết nối tương đối mềm dẻo các khối chức năng với nhau hoặc giữa các khối chức năng với các cổng vào ra Chính vì vậy mà Psoc có thể thay thế cho rất nhiều chức năng nền của một hệ thống cơ bản chỉ bằng duy nhất một chip đơn Thành phần của chip Psoc bao gồm các khối ngoại vi số và tương tự có thể cấu hình được, một bộ xử lí 8 bit, bộ nhớ chương trình (EEPROM) có thể lập trình được và bộ nhớ RAM khá lớn Việc cấu hình cho chip như thế nào là tùy thuộc vào người lập trình thông qua một số thư viện chuẩn Người lập trình thiết lập cấu hình trên chip chỉ đơn giản bằng cách muốn chip có những chức năng gì thì kéo chức năng đó và thả vào khối tài nguyên số hoặc tương tự, hoặc cả hai tùy theo từng chức năng (phương pháp lập trình kéo thả) Việc thiết lập ngắt trên chân nào, loại ngắt là gì, các chân vào ra được hoạt động ở chế độ như thế nào đều tùy thuộc vào việc thiết lập của người lập trình khi thiết kế và lập trình cho chip Với khả năng thiết lập cấu hình mạnh mẽ này, một thiết bị điều khiển, đo lường có thể gói gọn trên một chip duy nhất Chính vì lý do đó, hãng CYPRESS MicroSystem đã không gọi sản phẩm của mình là vi điều khiển (µC) như truyền thống mà gọi là “Thiết bị Psoc” (Psoc Device) và họ hy vọng rằng với khả năng thiết lập cấu hình mạnh mẽ như vậy thì người sử dụng sẽ có được những thiết bị điều khiển, thiết bị đo có giá rẻ, kích thước

nhỏ gọn và sản phẩm Psoc của họ sẽ thay thế được hầu hết các thiết bị dựa trên vi

xử lí hay vi điều khiển đã có từ trước đến nay

3 Chip Psoc CY8C4245AXI

Hình ảnh chip Psoc

Hình ảnh sơ đồ chân chip Psoc CY8C4245AXI

Hình ảnh thực tế chip Psoc CY8C4245AXI

Chíp PSoC (CY8C4245AXI) cung cấp:

- Bộ vi xử lý cấu trúc Harvard:

 Tốc độ vi xử lý lên đến 24MHz

 Lệnh nhân 8 bit × 8 bit, thanh ghi tích lũy là 32 bit

 Hoạt động ở tốc độ cao mà năng lượng tiêu hao ít

 Dải điện áp hoạt động từ 3.0 đến 5.25V

 Điện áp hoạt động có thể giảm xuống 1.0V khi sử dụng chế độ kích điện áp

 Hoạt động trong dải nhiệt độ -40oC đến 85oC

- Các khối ngoại vi có thể được sử dụng độc lập hoặc kết hợp

 12 khối ngoại vi tương tự có thể được thiết lập để làm các nhiệm vụ sau:

 Các bộ ADC lên đến 14 bit

 Các bộ DAC lên đến 9 bit

 Các bộ khuếch đại có thể lập trình hệ số khuếch đại

 Các bộ lọc và các bộ so sánh có thể lập trình được

 8 khối ngoại vi số có thể được thiết lập để làm các nhiệm vụ:

 Các bộ định thời đa chức năng, đếm sự kiện, đồng hồ thời gian thực,

bộ điều chế độ rộng xung có và không có dải an toàn (deadband)

 Các module kiểm tra lỗi (CRC module)

 Hai bộ truyền thông nối tiếp không đồng bộ hai chiều

 Các bộ truyền thông SPI Master hoặc Slave có thể cấu hình được

 Có thể kết nối với tất cả các chân vào ra

- Bộ nhớ linh hoạt trên chip

 Không gian bộ nhớ chương trình Flash từ 4K đến 16K, phụ thuộc vào từng loại chíp với chu kỳ ghi xóa cho bộ nhớ Flash là 50.000 lần

 Không gian bộ nhớ RAM là 256 ký tự

 Chíp có thể lập trình thông qua chuẩn nối tiếp (ISSP)

 Bộ nhớ Flash có thể được nâng cấp từng phần

 Chế độ bảo mật đa năng, tin cậy

 Có thể tạo được không gian bộ nhớ Flash trên chip lên tới 2,034 byte

- Có thể lập trình được cấu hình cho từng chân của chip

 Các chân vào ra ba trạng thái sử dụng Trigger Schmitt

 Đầu ra logic có thể cung cấp dòng 25mA với điện trở treo cao hoặc thấp bên trong

 Thay đổi được ngắt trên từng chân

 Đường ra tương tự có thể cung cấp dòng tới 40mA

 Đường ra đa chức năng có từ 6 đến 44 chân tùy thuộc vào từng chip

- Xung nhịp của chip có thể lập trình được

 Bộ tạo dao động 24/48MHz ở bên trong (độ chính xác là 2,5%, không cần thiết bị ngoài)

 Có thể lựa chọn bộ dao động ngoài lên tới 24MHz

 Bộ tạo dao động thạch anh 32,768kHz bên trong

 Bộ tạo dao động tốc độ thấp bên trong sử dụng cho Watchdog và Sleep

- Ngoại vi được thiết lập sẵn

 Bộ định thời Watchdog và Sleep phục vụ chế độ an toàn và chế độ nghỉ

 Module phát hiện điện áp thấp được cấu hình bởi người sử dụng

- Công cụ phát triển

 Bộ lập trình và bộ mô phỏng với đầy đủ chức năng

 Mô phỏng ở tốc độ cao

4 Tài nguyên chip Psoc

PSoC khác với các vi điều khiển 8 bit thông thường là có các khối số và các khối tương tự có thể lập trình được cho phép thực hiện nhiều giao tiếp ngoại vi

Khối số gồm có nhiều khối khả trình nhỏ có thể được cấu hình cho các ứng dụng khác nhau

Khối tương tự được sử dụng cho các công cụ Analog như bộ lọc, bộ so sánh tín hiệu tương tự, các bộ khuyếch đại đảo, không đảo như ADC, DAC

Có một số họ PSoC khác nhau mà ta có thể lựa chọn xây dựng cho phù hợp với yêu cầu dự án Điểm khác nhau giữa các họ PSoC là số lượng các khối khả trình cho phép nhúng vào chip và số chân I/O Mỗi chip PSoC có từ 4-16 khối số và 3-12 khối tương tự khả trình phụ thuộc vào các họ khác nhau

Với sự hỗ trợ đa dạng như vậy sự ra đời của PSoC được ví như là “biến giấc mơ thành sự thật” đối với các kĩ sư thiết kế Trên cùng 1 chip PSoC ta có thể thiết lập những chức năng khác nhau rất linh hoạt cho mỗi dự án Không có 1 vi điều khiển nào khác có điện áp khả trình, khuếch đại đảo và không đảo, bộ phát chuỗi serial giả và bộ phát mã CRC cũng như bộ mã hóa MAC (Multiply - Accumulate) cần thiết cho phần xử lí tín hiệu số, với cho phép xử lí đầy đủ các thuật toán xử lí tín hiệu số Một điều đáng quan tâm là bộ nhân bằng phần cứng này là 32 bit chứ không phải 8 bit như vi điều khiển thông thường khác Điện áp làm việc có thể thay đổi và đặc biệt loại trừ khả năng phải thiết kế lại mạch PCB vì chỉ cần cấu hình lại bên trong chip Điện áp cung cấp có thể dao động ở mức 1V là một thuận lợi hết sức to lớn cho nguồn hoạt động hệ thống Timer, Counter và PWM hoạt động linh hoạt hơn

5 Cấu trúc bên trong chip Psoc

Hình ảnh sơ đồ bên trong của chip Psoc CY8C4245AXI

PSoC xây dựng trên cơ sở kiến trúc vi xử lí 8 bit CISC với cấu trúc Harvard (cấu trúc mà bus dữ liệu, bus địa chỉ và tín hiệu điều khiển bộ nhớ chương trình, bộ nhớ

dữ liệu độc lập nhau) Cấu trúc chung là các khối: CPU Unit, Frequency Generator, Reset Controller, Watch Dog Timer, Sleep Timer, Input-Output Pins, Digital Programmable Blocks, Analog Programmable Blocks, I2C controller, Voltage, MAC unit, SMP

a CPU Unit

Chương trình được lưu trong bộ nhớ FLASH CPU tìm kiếm theo chỉ dẫn từ bộ nhớ chương trình, giải mã và thi hành lệnh Khối CPU chứa các thanh ghi PC, SP,

A, X và F, khối ALU, khối giải mã, kết hợp với nhau trong quá trình xử lý lệnh

 Các thanh ghi trong CPU:

hiện chương trình tại vị trí giá trị con trỏ

trường hợp của PUSH và POP theo chỉ dẫn tương ứng Khi hoạt động này xảy ra giá trị con trỏ SP tự động tăng hoặc giảm

trong trường hợp của địa chỉ chỉ số

ghi cờ cũng đóng vai trò chọn trang nhớ RAM khi PSoC có nhiều hơn 256 Byte RAM Thanh ghi cờ chứa bit cờ Zero (Z) và cờ Carry (C)

các phép toán số học như phép cộng, trừ, dịch trái, dịch phải và các phép toán logic Dữ liệu sau tính toán có thể được lưu trữ trong thanh ghi A, X hoặc RAM data

khả trình Mỗi thành phần khả trình đòi hỏi một tốc độ hoạt động khác nhau PSoC có 1 hệ thống phát ra các tấn số khác nhau



b Frequency Generator

Hình ảnh bộ tạo tần số của chip Psoc

SYSCLK là bộ tạo dao động nhip clock nội với tốc độ 24MHz, được sử dụng

như là 1 nguồn clock chuẩn cho hầu hết cá tín hiệu Từ đó có thể lựa chọn các tần

số mong muốn như: SYSCLKx2(48MHz), 24V1 = SYSCLK/N1 (N1=1-16), 24V2=SYSCLK/N1N2,

tần số trong giới han từ 93.75MHz đến 24MHz

 CLK32K là tín hiệu chậm với tần số 32kHz Tín hiệu SYSCLK có thể được yêu cầu sử dụng bộ dao động nội IMO (Internal Main Oscillator), trong khi tín hiệu CLK32K có được thông qua ILO (Internal Local -Oscillator)

PSoC cung cấp bộ dao động nội với độ chính xác 2.5% và có thể mở rộng bằng

bộ dao động thạch anh bên ngoài

c Reset

Có 3 chế độ Reset: POR, XRES và WDR

- POR: Trong quá trình làm việc nguồn cung cấp PSoC có thể thay đổi, rất nguy

hiểm nếu điện áp vượt gới hạn cho phép vì PSoC có thể thực hiện những hoạt động ngoài dự đoán Trong trường hợp này PSoC cung cấp mode Reset POR (Power On

Reset) chuyển PSoC vào trạng thái này cho đến khi điện áp ổn định ở giới hạn cho phép

- XRES: Là mode Reset bên ngoài bằng công tắc Switch như các vi điều khiển

thông thường khác

Hình ảnh mạch Reset

- WDR: Watch Dog Reset (WDR) được sử dụng để mang hệ thống ra khỏi chế độ

vòng lặp chết hoặc các hoạt động ngoài dự đoán

d Digital Inputs and Outputs

IO số kết nối PSoC với bên ngoài qua 8 chân mỗi Port Làm việc với port là làm việc với các thanh ghi PRT0DR (port 0), PRT1DR (port 1), PRT2DR, PRT3DR, PRT4DR và PRT5DR

Drive Mode: Chọn cách mà thanh ghi PRTxDR được nối với chân PSoC Có 8

phương thức thiết lập trạng thái của chân mà không cần các thiết bị hỗ trợ bên ngoài Mode làm việc của chân được định nghĩa theo bảng bên dưới ứng với các bit của các thanh ghi DM2, DM1 và DM0 Có thể tác động trực tiếp vào các thanh ghi này hoặc trong Device Editor

Mode Strong: Được sử dụng khi nối trực tiếp trạng thái thanh ghi PRTxDR với

chân PSoC Phương thức này được sử dụng khi chân được sử dụng như đầu vào

Mode Analog Hi-Z: Được dùng khi pin là đầu vào tín hiệu analog như đầu vào

ADC Trong trường hợp này thanh ghi PRTxDR được cách ly với chân PSoC vì vậy không ảnh hưởng đến giá trị điện áp trên chân

 Pull – Up hoặc Pull – Down là mode điện trở kéo lên hay kéo xuống bên trong Giữ trạng thái chân ở 1 mức nhất định khi không có tác dộng bên ngoài

thêm điện trở treo bên ngoài Cần cho việc chuyển trạng thái nhanh như trường hợp ngắt

e Tổng quan các liên kết của khối khả trình số

Hình ảnh tổng quan khối số

 Input Multiplexers của Block lines: Input Multiplexer chọn 1 trong các

global lines và nối đến các line tín hiệu phía trên các khối khả trình

chia làm 2 loại: Digital Basic Block (DBB) và Digital Communication Block (DCB)

 Digital Basic Block như: 8,16,24,32 bit Timer 8,16,24,32 bit Counter,

8,16 bit PWM 8,16 dead band Generator và 8,16,24,32 bit Pseudo random sources (PRS) Các bộ đệm và đảo số, bộ phát mã CRC Các khối này có thể đặt vào bất kì khối số nào trong PSoC mà còn trống (DBB hoặc DCB)

 Digital Communication Block: chỉ có thể đặt vào các khối khả trình ở

hai cột bên phải (DCB) Ví dụ: I2C Master và Slaver, SPI Master và Slaver, UART, Hồng ngoại IrDA