Đề tài Thiết kế và chế tạo máy phân tích đa kênh (1024 kênh) ghép với máy vi tính qua cổng USB

TÓM TẮT KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ CẤP BỘ Tên đề tài: THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÁY PHÂN TÍCH ĐA KÊNH (1024 KÊNH) GHÉP VỚI MÁY VI TÍNH QUA CỔNG USB. Mã số: B2008-14-22. Chủ nhiệm đề tài: Nguyễn Văn Sơn Cơ quan chủ trì đề tài: Trường Đại học Đà Lạt BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐÀ LẠT ---o0o--- BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ CẤP BỘ (2008-2010) THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÁY PHÂN TÍCH ĐA KÊNH (1024 kênh) GHÉP VỚI MÁY VI TÍNH QUA CỔNG USB Xác nhận của cơ quan chủ quản Chủ nhiệm đề tài NGUYỄN VĂN SƠN Mã số: B2008-14-22. Chủ nhiệm đề tài: Ths. Nguyễn Văn Sơn Đà Lạt, 08 / 2010 DANH SÁCH THỰC HIỆN ĐỀ TÀI CHỦ NHIỆM ĐỀ TÀI: TH.S NGUYỄN VĂN SƠN – Khoa Vật lý, Đại học Đà Lạt CÁC CỘNG TÁC VIÊN:  TS. LƯU THẾ VINH – Khoa Vật lý, Đại học Đà Lạt  TH.S PHAN VĂN CHUÂN– Khoa Vật lý, Đại học Đà Lạt  THS TRẦN HỮU DUY– Khoa Vật lý, Đại học Đà Lạt  THS NGUYỄN VĂN KIÊN– Khoa Vật lý, Đại học Đà Lạt MỤC LỤC Mở đầu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 Chương 1. GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI 1.1 Lý do chọn đề tài . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 1.2 Sơ lược về máy phân tích đa kênh . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . 3 Chương 2. TỒNG QUAN VI ĐIỀU KHIỂN PIC18F2455/2550/4455/4550 2.1 Giới thiệu vi điều khiển PIC18F2455/2550/4455/4550 . . . . . . . . . . 5 2.2 Giao động xung nhịp . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 2.3 Bộ nhớ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 2.4 Khối timer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 2.5 Khối CAPTURE/SO SÁNH/PWM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 2.6 Khối CAPTURE/SO SÁNH/PWM nâng . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 2.7 Khối USB . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 2.8 Cổng song song streaming . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 2.9 Khối truyền nối tiếp đồng bộ chủ MSSP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 2.10 Thu phát bất đồng bộ đa năng nâng cao EUSART . . . . . . . . . . . . . . 17 2.11 Khối biến đổi AD 10 bit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 2.12 Khối so sánh điện áp tương tự . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 2.13 Khối tham chiếu điện áp so sánh . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 2.14 Khối phát hiện điện áp cao/thấp . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 2.15 Ngắt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 2.16 Các chi tiết đặc biệt họ PIC18F2455/2550/4455/4550 . . . . . . . . . . . . 22 Chương 3. CỔNG USB 3.1 Cổng USB . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 3.2 Mô hình BUS USB . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 3.3 Các kiểu truyền USB . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 3.4 Giao diện vật lý BUS USB . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 3.5 Giao thức truyền . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 3.6 Các quá trình truyền USB . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33 3.7 Điểm danh và gói phần mềm điều khiển . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36 3.8 Một số vi mạch sử dụng trong kết nối USB . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41 3.9 Các mạch chuyển đổi USB sang RS232 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43 Chương 4. THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO CÁC KHỐI CHỨC NĂNG 4.1 Khối cao thế . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44 4.2 Khối khuếch đại phổ và khối phát xung điều khiển ADC . . . . . . . . . 45 4.3 Khối logic . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47 4.4 Khối nguồn nuôi thế thấp . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48 Chương 5. CÁC GIẢI THUẬT PHẦN MỀM 5.1 Giải thuật đóng – mở và điều khiển điện áp cao áp, điều khiển hệ số khuếch đại khối khuếch đại . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49 5.2 Giải thuật hiển thị phổ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51 5.3 Giải thuật làm trơn phổ . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57 5.4 Giải thuật lấy tích phân và hiển thị miền lấy tích phân . . . . . . . . . . . . . 62 5.5 Giải thuật lấy diện tích hình thang . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63 5.6 Giải thuật chuẩn hóa năng lượng cho phổ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64 5.7 Giải thuật đo thời gian chết phần trăm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67 5.8 Mã nguồn lưu file, mở file . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70 Chương 6. ĐO CÁC ĐẶC TRƯNG CỦA PHẦN CỨNG 6.1 Độ phi tuyến tích phân và độ phi tuyến vi phân . . . . . . . . . . . . . . . . . 71 6.2 Độ phân giải . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72 6.3 Độ trôi đỉnh phổ . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72 6.4 Thời gian chết trên một xung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72 6.5 Độ trôi hệ số khuếch đại phổ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72 6.6 Độ trôi mức zero của khuếch đại phổ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73 6.7 Các đặc trưng khối cao áp . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73 6.8 Các đặc trưng khối nguồn nuôi điện áp thấp . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73 6.9 So sánh các đặc trưng MCA chế tạo và CANBERRA series 30. . . . . . . 73 Chương 7. CÁC KẾT QUẢ THIẾT KẾ PHẦN MỀM 7.1 Phần mềm và các kết quả đo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74 7.2 Hiển thị phổ ở 3 chế độ: toàn giải, nửa giải cao, nửa giải thấp . . . . . . . 74 7.3 Tính năng tính tích phân và diện tích hình thang giữa 2 vị trí con trỏ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76 7.4 Công cụ làm trơn phổ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77 7.5 Công cụ chuẩn hóa năng lượng . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77 7.6 Tính năng lưu phổ, mở phổ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79 KẾT LUẬN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80 Tài liệu tham khảo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81 Phụ lục . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82 TÓM TẮT Tên đề tài: THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÁY PHÂN TÍCH ĐA KÊNH (1024 KÊNH) GHÉP VỚI MÁY VI TÍNH QUA CỔNG USB. Nhiệm vụ của đề tài này gồm thiết kế & chế tạo phần cứng và phần mềm hệ phân tích đa kênh.  Phần cứng: Thiết kế và chế tạo các khối chức năng của hệ máy phân tích đa kênh: - Khối khuếch đại phổ và phát xung điều khiển ADC - Khối nguồn nuôi cao áp - Khối logic và giao tiếp PC qua cổng USB - Khối nguồn nuôi thế thấp  . Phần mềm: Viết phần mềm điều khiển và thu thập dữ liệu trên máy vi tính.  Cuối cùng là thử nghiệm, hiệu chỉnh phần mềm, phần cứng, đo và đánh giá các đặc trưng kỹ thuật của máy phân tích đa kênh chế tạo. Các đặc trưng kỹ thuật căn bản của hệ chế tạo đo được là độ phân giải năng lượng nhỏ hơn 39 keV tại đỉnh Cs-137 664keV dùng với detector nhấp nháy Bicron Model 302-2x2 của CANBERRA, độ trôi phổ nhỏ hơn 0 trên toàn thang đo, độ phi tuyến tích phân nhỏ hơn 0.05% trên toàn thang đo, độ phi tuyến vi phân nhỏ hơn 3.4% trên toàn thang đo. Với các đặc trưng vừa nêu, hệ máy này có khả năng đáp ứng nhu cầu thực tập môn vật lý hạt nhân của sinh viên Khoa Vật lý, Trường Đại học Đà Lạt. 0.01% / C ABSTRACT Project name: DESIGNING AND CONSTRUCTION OF A 1K MULTICHANNEL ANALYZER CONNECTED WITH PC VIA USB PORT The commision of this project is to build a multichannel analyzer involving software and hardware.  Concrete task of building hardware for multichannel analyzer is designing and manufacturing function blocks: - Spectroscopy amplifier - High voltage board - Logic board and USB interface - Low voltage power supply  Writing control and spectrum measurement software.  The last is testing and correcting hardware and software so that it operates stably and has good specifications. The basic specifications of manufactured multichannel analyzer were measured: The energy resolution less than 39keV at peak Cs-137 664 KeV using CANBERRA Bicron model 302-2x2 scintillation detector; The peak drift less than 0 of full scale; The integral nonlinearity less than 0.05% over total output range; The differential nonlinearity less than 3.4% over total output range. With these specifications of manufactured multichannel analyzer, absolutely this equipment will be used for practising nuclear physics of Physics deparment students of Dalat University. 0.01% / C Đề tài cấp bộ: Thiết kế và chế tạo máy phân tích đa kênh (1024 kênh) ghép với máy tính qua cổng USB Chủ nhiệm đề tài: Nguyễn Văn Sơn 1 MỞ ĐẦU Máy phân tích đa kênh là thiết bị chủ lực của phòng thí nghiệm vật lý hạt nhân. Lâu nay thiết bị này vẫn phải nhập ngoại và đây là thiết bị đắt tiền. Nếu tự chế tạo được máy phân tích đa kênh thì sẽ chủ động cung cấp thiết bị. Ngoài vấn đề về kinh tế, tự chế tạo máy đa kênh còn có các ý nghĩa sau:  Cung cấp mã nguồn của thiết bị cho người sử dụng, cho phép người sử dụng phát triển các công cụ phân tích và thu thập dữ liệu. Điều này là không thể có được nếu mua thiết bị của nước ngoài.  Chế tạo thành công máy phân tích đa kênh tạo tiền đề để chế tạo các thiết bị khác cho phòng thí nghiệm vật lý hạt nhân. Các thiết bị này có thể thiết kế và chế tạo theo yêu cầu của việc nghiên cứu về vật lý hạt nhân.  Nâng cao năng lực thiết kế và chế tạo thiết bị điện tử của nhóm thực hiện đề tài. Máy phân tích đa kênh CANBERRA series 30 của khoa Vật lý, trường Đại học Đà Lạt đã hỏng từ lâu không khả năng sửa được với hai lý do: hệ máy quá phức tạp do đây là hệ máy đa kênh hợp bộ và một số linh kiện không mua được. Do đó nhu cầu cần máy phân tích đa kênh để sinh viên thực tập là bức bách. Phương án thiết kế máy phân tích đa kênh của chúng tôi là khối chức năng bên ngoài ghép với máy vi tính qua cổng USB, là cổng tiên tiến có nhiều ưu điểm. Dùng với cổng USB nên có thể ghép với máy vi tính để bàn hay vi tính xách tay mà không cần qua thiết bị chuyển đổi cổng. Phương án đã đề ra có tính khả thi cao và rẻ tiền. Mục tiêu thiết kế máy đa kênh chế tạo có các đặc trưng tương đương hay gần tương đương với máy phân tích đa kênh CANBERRA series 30. Do đây là đề tài đầu tiên về thiết bị thí nghiệm vật lý hạt nhân của nhóm thực hiện đề tài nên chúng tôi chỉ đăng ký số kênh là 1024 kênh. Trong khi thực hiện đề tài này nhóm thực hiện đề tài chúng tôi đã được sự giúp đỡ về phương diện kiến thức, kinh nghiệm và kỹ thuật của Phòng Điện Tử Hạt Nhân - Viện Nghiên Cứu Hạt Nhân Đà Lạt. Chúng tôi trân trọng cảm ơn tất cả các anh chị em Phòng Điện tử Hạt Nhân - Viện Nghiên Cứu Hạt Nhân Đà Lạt, đặc biệt cảm ơn đến anh Đặng Lành, anh Trương Văn Đạt và anh Phạm Ngọc Tuấn. Đề tài cấp bộ: Thiết kế và chế tạo máy phân tích đa kênh (1024 kênh) ghép với máy tính qua cổng USB Chủ nhiệm đề tài: Nguyễn Văn Sơn 2 CHƯƠNG 1. GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI 1.1 LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI Máy phân tích đa kênh là thiết bị không thể thiếu được trong thí nghiệm môn vật lý hạt nhân. Hiện phòng thí nghiệm vật lý hạt nhân tại Khoa Vật lý, Trường Đại học Đà Lạt còn thiếu máy phân tích đa kênh cho sinh viên thực tập, giá nhập ngoại thiết bị này rất đắt, hệ phân tích đa kênh CANBERRA Series 30 đã hỏng từ lâu. Đây là lý do chúng tôi đăng ký thực hiện đề tài này. Máy phân tích đa kênh hợp bộ như hệ CANBERRA Series 30 thì khả năng công nghệ của Việt Nam khó mà thực hiện và chi phí là rất cao, nên phương án hợp lý của chúng tôi là thiết kế máy phân tích đa kênh ghép với máy vi tính, số kênh là 1024 kênh. Phương án ghép nối với máy vi tính có thể là cổng nối tiếp, cổng song song, cổng USB. Chúng tôi chọn cổng USB, đây là cổng tiên tiến, ghép nối đơn giản, tốc độ cao, USB 2.0 full speed-12Mbits/s. Với số kênh 1024, độ phân giải tốt (nhỏ hơn 40 keV dùng với detector nhấp nháy) cùng với các đặc trưng tốt khác thì thiết bị tự chế tạo có thể đáp ứng được nhu cầu thực tập môn vật lý hạt nhân cho sinh viên Khoa Vật lý, Đại học Đà Lạt. 1.2 SƠ LƯỢC VỀ MÁY PHÂN TÍCH ĐA KÊNH Máy phân tích đa kênh (MultiChannel Analyzer-MCA) được coi là thiết bị chủ lực trong việc nghiên cứu và thí nghiệm về vật lý hạt nhân. Máy phân tích đa kênh cho hình ảnh phổ một cách trực quan, cùng với các công cụ trên máy phân tích đa kênh làm cho việc nghiên cứu và thí nghiệm vật lý hạt nhân trở nên thuận tiện và hấp dẫn hơn. Máy phân tích đa kênh đã trải qua nhiều thế hệ khác nhau, có thể phân loại các thế hệ máy phân tích đa kênh như sau. Thế hệ tiền máy vi tính phát triển: máy phân tích đa kênh ở dạng hợp bộ, ví dụ như MCA series 30, 40 của CANBERRA. Thế hệ máy phân tích đa kênh này có kích thước kềnh càng và giá thành rất đắt. Với trình độ công nghệ còn hạn chế của Việt Nam thì thiết kế và thi công máy đa kênh dạng hợp bộ là khó khả thi. Hình 1.1 Máy phân tích đa kênh hợp bộ series 40 của CANBERRA. Thế hệ hậu máy vi tính phát triển: Máy vi tính đa kênh không còn sản xuất ở dạng hợp bộ mà ở dạng các card, các khối ghép với máy vi tính. Card MCA có thể ghép với máy vi tính qua slot của máy vi tính, loại card này yêu cầu linh kiện phải gọn nhỏ, linh kiện Đề tài cấp bộ: Thiết kế và chế tạo máy phân tích đa kênh (1024 kênh) ghép với máy tính qua cổng USB Chủ nhiệm đề tài: Nguyễn Văn Sơn 3 thường là loại hàn bề mặt và có mật độ tích hợp cao để kích thước card gọn nhỏ để có thể cắm vào slot của máy vi tính, và tất nhiên loại card MCA này không thể cắm vào máy vi tính xách tay. Hình 1.2 Card MCA ASA-100 cắm vào Slot của máy vi tính của CANBERRA. Card MCA ghép với máy vi tính qua các cổng giao tiếp như cổng song song, cổng nối tiếp, cổng USB. Các card bên ngoài máy vi tính có thuận lợi là không có yêu cầu về kích thước card. Cổng song song có nhược điểm số đường dây kết nối lớn, khoảng cách ngắn. Cổng nối tiếp khắc phục được nhược điểm số đường dây lớn của cổng song song, nhưng tốc độ truyền chậm. Máy vi tính xách tay hiện tại đã bỏ hẳn cổng song song và cổng nối tiếp. Cổng USB là cổng tiên tiến, liên kết với máy vi tính bằng 4 đường dây kể cả dây nguồn 5V, nếu không dùng dây nguồn chỉ còn lại 3 dây: mass, D+, D-, tốc độ truyền dữ liệu cao USB 2.0 high speed: 480Mbits/s. Do ưu điểm MCA card ngoài và ưu điểm cổng USB là các lý do đề tài này chọn phương án thiết kế và chế tạo. Đề tài cấp bộ: Thiết kế và chế tạo máy phân tích đa kênh (1024 kênh) ghép với máy tính qua cổng USB Chủ nhiệm đề tài: Nguyễn Văn Sơn 4 Hình 1.3 DSA-1000 là máy phân tích đa kênh ghép với máy vi tính qua cổng USB và RS232 của CANBERRA. Thế hệ máy phân tích đa kênh tiên tiến là dựa trên công nghệ DSP (Digital Signal Processing). Tín hiệu từ tiền khuếch đại được xử lý bằng phương pháp số (DSP), tính không ổn định của phương pháp tương tự được loại bỏ. Độ trôi các thông số theo nhiệt độ và thời gian bị loại bỏ, các thông số đó như là hệ số khuếch đại, đường cơ bản. CANBERRA có thiết bị InSpector 2000 là máy phân tích đa kênh dựa trên công nghệ DSP. Máy phân tích đa kênh dựa trên công nghệ DSP là sự chọn lựa đề tài nghiên cứu tiếp theo của chúng tôi. Hình 1.4 InSpector 2000 – Máy phân tích đa kênh ghép với máy vi tính dựa trên công nghệ DSP. Đề tài cấp bộ: Thiết kế và chế tạo máy phân tích đa kênh (1024 kênh) ghép với máy tính qua cổng USB Chủ nhiệm đề tài: Nguyễn Văn Sơn 5 CHƯƠNG 2. TỔNG QUAN VI ĐIỀU KHIỂN PIC18F2455/2550/4455/4550 2.1 GIỚI THIỆU VI ĐIỀU KHIỂN PIC18F2455/2550/4455/4550 Họ vi điều khiển PIC18F2455/2550/4455/4550 là họ vi điều khiển tiên tiến của MICROCHIP, đặc biệt họ này có tích hợp cổng USB 2.0, ADC 10 bit và tích hợp nhiều công cụ khác. Mạnh, mềm dẻo là từ đánh giá ngắn gọn về họ vi điều khiển này. Chương này giới thiệu tổng quan các khối tích hợp của họ vi điều khiển PIC18F và các đặc điểm của các khối tích hợp, mục đích là phục vụ cho việc thiết kế ở các chương sau. Các đặc điểm cổng USB:  USB V2.0  Tốc độ thấp (1.5 Mb/s) và tốc độ toàn phần (12Mb/s)  Hỗ trợ tới 32 điểm cuối  RAM 1 kByte cho khối USB  Mạch thu phát USB trên chip cùng với mạch ổn áp 3.3V  Cổng song song streaming (SPP) cho truyền streaming USB  Hỗ trợ cả 4 chế độ truyền: - Truyền điều khiển (Control transfer) - Truyền ngắt (Interrupt transfer) - Truyền đồng bộ (Isochronous transfer) - Truyền khối (Bulk transfer) Các chế độ quản lý năng lượng : có nhiều chế độ quản lý năng lượng để giảm năng lượng tiêu thụ tối đa, đặc biệt có ý nghĩa cho các ứng dụng sử dụng pin.  Hoạt động bình thường (Run): CPU bật, ngoại vi bật  Nghỉ (Idle): CPU tắt, ngoại vi bật, tiêu thụ dòng tiêu biểu 5.8 A  Ngủ (Sleep): CPU tắt, ngoại vi tắt, tiêu thụ dòng tiêu biểu 0.1 A  Dao động timer1: tiêu thụ dòng tiêu biểu 1.1 A , 32kHz, 2V.  Watchdog timer: tiêu thụ dòng tiêu biểu 2.1 A  Khởi động dao động 2 tốc độ Cấu trúc dao động mềm dẻo:  Bốn chế độ tinh thể bao gồm PLL độ chính xác cao cho USB  Hai chế độ xung clock ngoài lên đến 48 MHz  Khối dao động nội - 8 tần số chọn được bởi người sử dụng, từ 31kHz đến 8 Mhz - Tinh chỉnh bởi người dùng để bổ chính độ trôi tần số  Dao động thứ cấp dùng timer1 32kHz  Tùy chọn dao động đôi cho phép CPU và USB hoạt động 2 tần số xung nhịp khác nhau  Khối theo dõi an toàn xung nhịp - Cho phép shutdown an toàn khi tắt xung nhịp - hay vi điều khiển sẽ tiếp tục hoạt động với tần số xung nhịp thấp hơn Các đặc điểm ngoại vi:  Dòng vào/ra (sink/source) cao 25mA/25mA Đề tài cấp bộ: Thiết kế và chế tạo máy phân tích đa kênh (1024 kênh) ghép với máy tính qua cổng USB Chủ nhiệm đề tài: Nguyễn Văn Sơn 6  Ba ngắt ngoài  Bốn khối timer (timer0 đến timer3)  Có tới 2 khối CCP (Capture/Compare/PWM) - Capture 16 bit cực đại, độ phân giải 6.25 ns ( CYT /16 ) - So sánh 16 bit cực đại, độ phân giải 100 ns ( CYT ) - PWM có lối ra với độ giải từ 1 đến 10 bit  Khối CCP nâng cao ECCP (Enhanced Capture/Compare/PWM) - Nhiều chế độ lối ra - Có thể chọn cực tính - Thời gian chết lập trình được - Tự động tắt và tự động khởi động  Khối USART nâng cao - Hỗ trợ bus LIN  Cổng truyền nối tiếp đồng bộ chủ MSSP (Master Synchronous Serial Port)  ADC 10 bit, 13 lối vào, thời gian thu thập dữ liệu lập trình được  2 bộ so sánh tương tự với đa hợp lối vào Các đặc điểm của vi điều khiển  Cấu trúc tối ưu biên dịch C với tập lệnh mở rộng tùy chọn  Bộ nhớ chương trình flash nâng cao cho phép 100.000 lần xóa/ghi  Bộ nhớ dữ liệu EEPROM cho phép 1.000.000 lần xóa/ghi  Lưu trữ dữ liệu trong bộ nhớ flash/EEPROM hơn 40 năm  Ngắt nhiều mức ưu tiên  Watchdog timer mở rộng, chu kỳ khả trình từ 41 ms đến 131 s  Bảo vệ mã lập trình  Nguồn nuôi đơn 5V cho lập trình nối tiếp trên mạch qua 2 chân  Mạch gỡ lỗi qua 2 chân  Dải điện áp h