Noidung 150125172205 Conversion Gate01

8/16/2019 Noidung 150125172205 Conversion Gate01

1/108

Đồ án tốt nghiệp kỹ sư công nghiệp GVHD: ThS. Trần Quang Thuận

1SVTH: Hoàng Trung Thạch MSSV: 20662090SVTH: Hoàng Trung Thạch MSSV: 20662090

CHƯƠNG 1:DẪN NHẬP

1.

Đặt vấn đề:

Ngày nay với sự phát triển như vũ bão của công nghiệp điện tử, kỹ thuật số các hệthống đã và dang dần dần tự động hóa. Với kỹ thuật tiên tiến như vi xử lý, vi điều khiển, vimạch số, … được ứng dụng vào lĩnh vực điều khiển, thì các hệ thống điều khiển cơ khí thô sơ,với tốc độ xử lý chậm chạp ít chính xác được thay thế bằng các hệ thống điều khiển tự độngvới các chương trình thiết lập trước.

Robot có mặt hầu hết trong mọi lĩnh vực của đời sống chúng ta, từ lau nhà đến y học,quân sự, từ máy pha cafe tự động đến Asimo,…và cuộc thi Robocon là một sân chơi lý thú vớinhững ai yêu thích, đam mê với Robot, đó chính là cơ hội tốt để khẳng định chính mình trênlĩnh vực tự động, củng cố bổ sung thêm kiến thức toàn diện về lĩnh vực này. Chính vì lẽ đó,em quyết định làm đề tài tốt nghiệp: “LẬP TRÌNH ĐIỀU KHIỂN MÔ HÌNH ROBOT DÒĐƯỜNG DÙNG PIC 16F877A”.

2. Giới hạn đề tài:Với thời gian mười hai tuần thực hiện đề tài cũng như trình độ chuyên môn có hạn, em đã

cố gắng hết sức để hoàn thành đồ án này nhưng chỉ giải quyết được những vấn đề sau:o Manual trong lưới: Di chuyển trong lưới theo tín hiệu điều khiển từ Remote.o Học đường: Di chuyển trong lưới theo tín hiệu điều khiển từ Remote đồng thời học tất

cả những vị trí đã đi qua.o Chạy tự động: Di chuyển trong lưới theo những gì đã học trong chế độ học đường.

3. Mục đích nghiên cứu:Mục đích trước hết khi thực hiện đề tài này là để hoàn tất chương trình môn học để đủ điều

kiện ra trường. Cụ thể khi nghiên cứu đề tài này là em muốn phát huy thành quả ứng dụng củavi điều khiển để tạo ra sản phẩm có ích trong môt lĩnh vực nào đó của đời sống. Không nhữngthế nó còn là tài liệu để cho các bạn tham khảo.

Ngoài ra quá trình thực hiện đề tài là một cơ hội để chúng em tự kiểm tra lại những kiếnthức đã được học ở trường. Đồng thời phát huy sự sáng tạo, khả năng giải quyết vấn đề theoyêu cầu đặt ra. Và đây cũng là dịp để chúng em khẳng định mình trước khi ra trường tham giavào các hoạt động sản xuất của xã hội.


2/108



CHƯƠNG 2:GIỚI THIỆU VI ĐIỀU KHIỂN PIC16F877A

VÀ CÁC LINH KIỆN DÙNG TRONG MẠCH

1. Giới Thiệu Chung Về Pic:

PIC bắt nguồn là chữ viết tắt của "Programmable Intelligent Computer" (Máy tính khảtrình thông minh) là một sản phẩm của hãng General Instruments đặt cho dòng sản phẩm đầutiên của họ là PIC1650. Lúc này, PIC1650 được dùng để giao tiếp với các thiết bị ngoại vi chomáy chủ 16bit CP1600, vì vậy, người ta cũng gọi PIC với cái tên "Peripheral InterfaceController" (Bộ điều khiển giao tiếp ngoại vi). CP1600 là một CPU tốt, nhưng lại kém về cáchoạt động xuất nhập, và vì vậy PIC 8-bit được phát triển vào khoảng năm 1975 để hỗ trợ hoạtđộng xuất nhập cho CP1600. PIC sử dụng microcode đơn giản đặt trong ROM, và mặc dù,cụm từ RISC chưa được sử dụng thời bây giờ, nhưng PIC thực sự là một vi điều khiển vớikiến trúc RISC, chạy một lệnh một chu kỳ máy (4 chu kỳ của bộ dao động).

Năm 1985, General Instruments bán bộ phận vi điện tử của họ, và chủ sở hữu mới hủy bỏ hầu hết các dự án - lúc đó đã quá lỗi thời. Tuy nhiên PIC được bổ sung EEPROM để tạo

thành 1 bộ điều khiển vào ra khả trình. Ngày nay rất nhiều dòng PIC được xuất xưởng vớihàng loạt các module ngoại vi tích hợp sẵn (như USART, PWM, ADC...), với bộ nhớ chươngtrình từ 512 Word đến 32K Word.

Họ vi điều khiển này có thể tìm mua dễ dàng tại thị trường Việt Nam. Giá thành khôngquá đắt. Có đầy đủ các tính năng của một vi điều khiển khi hoạt động độc lập. Là một sự bổsung rất tốt về kiến thức cũng như về ứng dụng cho họ vi điều khiển mang tính truyền thốngnhư họ vi điều khiển 8051. Hiện nay tại Việt Nam cũng như trên thế giới có một số lượng lớnngười sử dụng họ vi điều khiển PIC, vì vậy họ vi điều khiển này được sử dụng khá rộng rãi.Điều này tạo nhiều thuận lợi trong quá trình tìm hiểu và phát triển các ứng dụng, cũng như dễdàng trao đổi, học tập, dễ dàng tìm được sự chỉ dẫn khi gặp khó khăn,…đồng thời cũng đượcsự hỗ trợ của nhà sản xuất về trình biên dịch, các công cụ lập trình, nạp chương trình từ đơn

giản đến phức tạp,… Do đó các tính năng đa dạng của vi điều khiển PIC không ngừng được phát triển.

1.1. Các dòng Pic và cách lựa chọn Vi điều khiển Pic:Các sản phẩm vi điều khiển PIC của Microchip có gần 100 loại sản phẩm từ họ 10Fxxx

đến các họ 12Cxxx, 12Fxxx, 16Cxx, 17Cxx, 16Fxx, 16Fxxx, 16FxxxA, 16LFxxxA, 18Fxxx,18LFxxx, 18Fxxxx, 18LFxxxx,… Cách phân loại PIC theo chữ cái:

Các họ PIC xxCxxx được đưa vào một nhóm, gọi là OTP (One TimeProgrammable): chúng ta chỉ có thể lập trình và nạp chương trình cho nó đượcmột lần duy nhất.

Nhóm thứ hai có chữ cái F hoặc LF: chúng ta gọi nhóm này là nhóm Flash,

nhóm này cho phép ghi xóa nhiều lần bằng các mạch điện thông thường. Cách phân loại theo hai con số đầu tiên của sản phẩm:

Loại thứ nhất là dòng PIC cơ bản( Base – line ), gồm các PIC 12Cxxx, có độdài

12bit. Loại thứ hai là các dòng PIC 10F, 12F va 16F, gọi là dòng phổ thông ( Mid –

Range ), có dộ dài 14 bit. Loại thứ ba là dòng PIC 18( High – End ), có độ dài 16 bit.


3/108



Ở Việt Nam phổ biến nhất là các họ vi điều khiển PIC do hãng Microchip sản xuất. Cáchlựa chọn một vi điều khiển PIC phù hợp: Trước hết cần chú ý đến số chân của vi điều khiểncần thiết cho ứng dụng. Có nhiều vi điều khiển PIC với số lượng chân khác nhau, thậm chí cóvi điều khiển chỉ có 8 chân,ngoài ra còn có các vi điều khiển 18, 28, 40, 44, … chân. Cần chọnvi điều khiển PIC có bộ nhớ flash để có thể nạp xóa chương trình được nhiều lần hơn. Tiếp

theo cần chú ý đến các khối chức năng được tích hợp sẵn trong vi điều khiển, các chuẩn giaotiếp bên trong. Sau cùng cần chú ý đến bộ nhớ chương trình mà vi điều khiển cho phép.

1.2.

Ngôn ngữ lập trình cho Pic: Ngôn ngữ lập trình cho PIC rất đa dạng. Ngôn ngữ lập trình cấp thấp có MPLAB (được

cung cấp miễn phí bởi nhà sản xuất Microchip), các ngôn ngữ lập trình cấp cao hơn bao gồmC, Basic, Pascal, … Ngoài ra còn có một số ngôn ngữ lập trình được phát triển dành riêng choPIC như PICBasic, MikroBasic,…

1.3. Mạch nạp Pic:Đây cũng là một dòng sản phẩm rất đa dạng dành cho vi điều khiển PIC. Có thể sử dụng

các mạch nạp được cung cấp bởi nhà sản xuất là hãng Microchip như: PICSTART plus,MPLAB ICD 2, MPLAB PM 3, PRO MATE II. Có thể dùng các sản phẩm này để nạp cho viđiều khiển khác thông qua chương trình MPLAB. Dòng sản phẩm chính thống này có ưu thếlà nạp được cho tất cả các vi điều khiển PIC, tuy nhiên giá thành rất cao và thường gặp rấtnhiều khó khăn trong quá trình mua sản phẩm.

2. Cấu trúc tổng quát Pic 16F877A:

Hình 2.1: Vi điều khiển PIC16F877A các dạng sơ đồ chân.

Đây là vi điều khiển thuộc họ PIC16Fxxx( 40 pin) với tập lệnh gồm 35 lệnh có độ dài 14 bit. Mỗi lệnh đều được thực thi trong một chu kì xung clock. Tần số hoạt động tối đa là 20MHz với một chu kì lệnh là 200ns. Bộ nhớ chương trình 8K Flash ROM, bộ nhớ dữ liệu 368 bytes RAM và bộ nhớ dữ liệu EEPROM với dung lượng 256 bytes. Số Port In/Out (I/O) là 5Port( A, B, C, D, E) với 33 pin I/O với tính hiệu điều khiển độc lập.


4/108



Hình 2.2: Sơ đồ khối vi điều khiển PIC16F877A.

Các khối chức năng bên trong Pic16F877A: Timer0: bộ đếm 8 bit. Timer1: bộ đếm 16 bit với bộ chia tần số, có thể họat động trong cả chế độ tiết

kiệm năng lượng (Sleep Mode) với nguồn xung clock ngoài.

Timer2: bộ đếm 8 bit. 2 bộ Capture/Compare/PWM. 1 bộ biến đổi Analog –>Digital 10 bit, 8 ngõ vào. 2 bộ so sánh tương tự (Compartor). 1 bộ định thời giám sát (Watchdog Timer). 15 nguồn ngắt (Interrupts) Cổng giao tiếp song song PSP (Parallel Slave Port) với các chân điều khiển RD,

WR, CS ở bên ngoài.


5/108



Các chuẩn giao tiếp nối tiếp SSP (Synchronous Serial Port), SPI và I2C. Chuẩn giao tiếp nối tiếp USART với 9 bit địa chỉ. Nạp được chương trình ngay trên mạch điện ICSP (In Circuit Serial

Programming)thông qua 2 chân.

Một vài đặc tính khác của vi điều khiển như: Được chế tao bằng công nghệ CMOS. Bộ nhớ flash với khả năng ghi xóa được 100.000 lần. Bộ nhớ EEPROM với khả năng ghi xóa được 1.000.000 lần. Dữ liệu bộ nhớ EEPROM có thể lưu trữ trên 40 năm. Khả năng tự nạp chương trình với sự điều khiển của phần mềm. Chức năng bảo mật mã chương trình. Chế độ Sleep. Có thể hoạt động với nhiều dạng Oscillator khác nhau.

2.1. Sơ lược về các chân của Pic16F877A:PIC16F877A là họ vi điều khiển có 40 chân, mỗi chân có một chức năng khác nhau.

Trong đó có một số chân đa công dụng( đa hợp): mỗi chân có thể họat động như một đườngxuất nhập ( I/O) hoặc là một chân chức năng đặc biệt dùng để giao tiếp với các thiết bị ngoạivi.

Cổng xuất nhập (I/O port) chính là phương tiện mà vi điều khiển dùng để tương tác với bên ngoài. Vi điều khiển PIC16F877A có 5 cổng xuất nhập, bao gồm PORTA, PORTB,PORTC, PORTD và PORTE.

2.1.1. Port A và thanh ghi TRISA:PortA gồm 6 chân từ RA0-RA5. Việc ghi các giá trị vào thanh ghi TRISA sẽ quy định

các chân của PortA là Input hay Output. Nếu là 0 thì là Output, 1 là Input.Việc đọc thanh ghi PortA sẽ đọc trạng thái các chân PortA. Việc ghi giá trị vào thanh ghi

PortA sẽ thay đổi trạng thái của các chân PortA.Riêng chân RA4 được tích hợp thêm chức năng là chân cung cấp xung Clock ngoài cho

Timer0 (RA4/TOCKI). Những chân khác của PortA được đa hợp với các chân ngõ vàoAnalog của ADC và chân ngỏ vào điện thế so sánh của bộ so sánh (Comparator). Hoạt độngcủa những chân này được qui địng bằng những Bit tương ứng trong thanh ghi ADCCON1 vàCMCON1. Khi các chân của PortA được sử dụng là ngõ vào Analog thì các Bit của thanh ghiTRISA phải luôn bằng 1.

Hình 2.3: Chức năng các chân PortA.


6/108



Các thanh ghi SFR liên quan đến PORTA bao gồm: PORTA (địa chỉ 05h) : chứa giá trị các pin trong PORTA. TRISA (địa chỉ 85h) : điều khiển xuất nhập. CMCON (địa chỉ 9Ch) : thanh ghi điều khiển bộ so sánh. CVRCON (địa chỉ 9Dh) : thanh ghi điều khiển bộ so sánh điện áp.

ADCON1 (địa chỉ 9Fh) : thanh ghi điều khiển bộ ADC.

2.1.2. Port B và thanh ghi TRISB:PortB gồm 8 chân từ RB0-RB7. Việc ghi các giá trị vào thanh ghi TRISB sẽ quy định

các chân của PortB là Input hay Output. Nếu là 0 thì là Output, 1 là Input.Việc đọc thanh ghi PortB sẽ đọc trạng thái các chân PortB. Việc ghi giá trị vào thanh ghi

PortB sẽ thay đổi trạng thái của các chân PortB.Ba chân của PortB được đa hợp với chức năng In-Circuit Debugger và Low Voltage

Programming fuction: RB3/PGM, RB6/PGC và RB7/PGD.Mỗi chân của PortB có một transistor kéo lên Vdd, chức năng này hoạt động khi Bit

RPBU được xóa. Chứ năng này sẽ tự động tắt khi chân Port đựơc quy địng là Input.Bốn chân của Portb từ RB7-RB4 có chức năng ngắt (Interrupt) khi trạng thái chân Port

thay đổi (Khi chân Port được quy định là Ouput thì chức na7ng ngắt không họat động). Giá trịchân Port được so sánh với giá trị được lưu lại trước đó, khi có trạng thái sai lệch giữa 2 giá trị

này, ngắt sẽ xảy ra với cờ ngắt RBIF INTCON bật lên. Ngắt có thể làm cho Vi điều khiểnthoát khỏi trạng thái “SLEEP”.

Bất cứ một họat động truy xuất nào trên PortB sẽ xóa trạng thái sai lệch, kết thúc ngắt vàcho phép xóa cờ RBIF.

Hình 2.4: Chức năng các chân PortB.


7/108



Các thanh ghi SFR liên quan đến PORTB bao gồm: PORTB (địa chỉ 06h,106h) : chứa giá trị các pin trong PORTB. TRISB (địa chỉ 86h,186h) : điều khiển xuất nhập. OPTION_REG (địa chỉ 81h,181h) : điều khiển ngắt ngoại vi và bộ Timer0.

2.1.3. Port C và thanh ghi TRISC:PortC gồm 8 chân từ RC0-RC7. Việc ghi các giá trị vào thanh ghi TRISC sẽ quy định

các chân của PortC là Input hay Output. Nếu là 0 thì là Output, 1 là Input.Việc đọc thanh ghi PortC sẽ đọc trạng thái các chân PortC. Việc ghi giá trị vào thanh ghi

PortC sẽ thay đổi trạng thái của các chân PortC.Các chân của PortC được đa gợp với các chức năng ngọai vi.Khi các hàm chức năng ngoại vi được cho phép, ta cần quan tâm chặt chẽ tới giá trị các

Bit của thanh ghi TRISC và mặt định các chân này là Ouput, ngoài ra một số chức năng ngoạivi khác sẽ tự động mặt định các chân là ngõ vào.

Hình 2.5: Chức năng các chân PortC.

Các thanh ghi điều khiển liên quan đến PORTC: PORTC (địa chỉ 07h) : chứa giá trị các pin trong PORTC.

TRISC (địa chỉ 87h) : điều khiển xuất nhập.


8/108



2.1.4. Port D và thanh ghi TRISD:PortD gồm 8 chân từ RD0-RD7. Ngoài việc PortD được cấu trúc là một Port vừa xuất nhập nócòn có thể họat động như một cổng song song bằng cách xét Bit PSPMODE, trong chế độ nàyBuffer ngõ vào linh kiện TTL.

Hình 2.6: Chức năng các chân PortD.

Các thanh ghi liên quan đến PORTD bao gồm: Thanh ghi PORTD(địa chỉ 08h): chứa giá trị các pin trong PORTD. Thanh ghi TRISD(địa chỉ 88h): điều khiển xuất nhập.

2.1.5. PortE và thanh ghi TRISE:PortE có 3 chân RE0/RD/AN5, RE1/WR/AN6 VÀ RE2/CS/AN7 có thể được cấu hình là

các chân xuất nhập.Các chân của PortE có thể trở thành các chân điều khiển cho các cổng của Vi điều khiển

khi Bit PSPMODE được xét là 1. Trong chế độ này phải đảm bảo rằng các Bit từ 0 dến 2 cuathanh ghi TRISE phải được xét bằng 1 để các chân này được cấu hình như các chân ngõ vào. Ngoài ra các chân PortE còn được cấu hình như các ngõ vào Analog, tại chế độ này khi

đọc trạng thái các chân PortE sẽ cho ta giá trị 0.Thanh ghi TRISE quy định chức năng xuất nhập của các chân PortE ngay cả khi nó được

sử dụng là các ngõ vào Analog.

Hình 2.7: Chức năng các chân PortE.


9/108



Các thanh ghi liên quan đến PORTE bao gồm: PORTE(địa chỉ 09h) : chứa giá trị các chân trong PORTE. TRISE(địa chỉ 89h) : điều khiển xuất nhập và xác lập các thông số cho chuẩn

giao tiếp PSP. ADCON1(địa chỉ 9Fh) : thanh ghi điều khiển khối ADC.

2.2. MCLR( MASTER CLEAR): Ngõ vào MCLR( Reset) trên chân số 1 của Vi điều khiển. Khi đưa MCLR xuống thấp,

các thanh ghi bên trong Vi điều khiển sẽ được tải những giá trị thích hợp để khởi động lại hệthống.

Hình 2.8: Cách kết nối với chân MCLR.

2.3.

Các chân nguồn:PIC 16F877A vận hành với nguồn đơn 5V. Chân VDD( chân nguồn dương ) được nốivào chân số 11 và 32. Chân VSS( chân mass ) được nối vào chân số 12 và 31.

2.4. Tổ chức bộ nhớ:Bộ nhớ chương trình( 8K Flash ROM), bộ nhớ dữ liệu( 368 bytes RAM) và bộ nhớ dữ

liệu EEPROM( 256 bytes).2.4.1. Tổ chức của bộ nhớ chương trình:

Bộ nhớ chương trình của vi điều khiển PIC16F877A là bộ nhớ Flash, có bộ đếm chươngtrình( Program Counter) dài 13 bit có thể định địa chỉ cho 8K không gian bộ nhớ, 8K khônggian bộ nhớ được chia làm 8 trang bộ nhớ. Mọi sự truy cập ngoài vùng không gian này sẽkhông có tác dụng.

Bộ nhớ chương trình còn bao gồm một ngăn xếp( Stack) 8 mức.Khi vi điều khiển được reset, bộ đếm chương trình sẽ chỉ đến địa chỉ 0000h (Resetvector). Khi có ngắt xảy ra, bộ đếm chương trình sẽ chỉ đến địa chỉ 0004h (Interrupt vector).

VCC

D5

1N4148

1

C7

104

VCC

R4 100 MCLR

0

SW1 RESET

R3

10K


10/108



Hình 2.9: Ngăn xếp và bản đồ bộ nhớ chương trình.2.4.2. Tổ chức của bộ nhớ dữ liệu:

Bộ nhớ dữ liệu của PIC được chia ra làm nhiều bank. Đối với PIC16F877A bộ nhớ dữliệu được chia ra làm 4 bank: bank 0, bank 1, bank 2 và bank 3. Mỗi bank có dung lượng 128 byte, bao gồm các thanh ghi có chức năng đặc biệt SFR (Special Function Register) nằm ở cácvùng địa chỉ thấp và các thanh ghi mục đích chung GPR (General Purpose Register) nằm ở

vùng địa chỉ còn lại trong bank. Các thanh ghi SFR thường xuyên được sử dụng (ví dụ nhưthanh ghi STATUS) sẽ được đặt ở tất cà các bank của bộ nhớ dữ liệu giúp thuận tiện trong quátrình truy xuất và làm giảm bớt lệnh của chương trình.

Các bank được lựa chọn bằng bitb RP0 và bit RP1 ở thanh ghi Status.

RP1:RP0 Bank00 001 110 211 3

Vùng RAM đa mục đích GPR:Vùng RAM đa mục đích có chiều rộng là 8 bit và được truy xuất trực tiếp hoặc gián tiếp

thông qua thanh ghi FSR. Đây là các thanh ghi dữ liệu thông thường, người sử dụng có thể tùytheo mục đích chương trình mà có thể dùng các thanh ghi này để chứa các biến số, hằng số,kết quả hoặc các tham số phục vụ cho chương trình.


11/108



Hình 2.10: Ngăn xếp và bản đồ bộ nhớ chương trình.Sơ đồ bộ nhớ dữ liệu PIC16F877A

Vùng thanh ghi chức năng đặc biệt SFR:Đây là các thanh ghi chức năng dặc biệt được sử dụng bởi bộ sử lý trung tâm và các hàm

chức năng ngoại vi để điều khiển họat động của các thiết bị. Có thể phân thanh ghi SFR làm

hai lọai: tloại thứ nhất dùng để thiết lập và điều khiển các khối chức năng bên ngoài (ví dụ nhưngắt, so sánh, PWM, …) và loại thứ hai dùng cho các chức năng bên trong của Vi điều khiển(các phép tímh toán số học, truy xuất số liệu,…).

2.4.3. Thanh ghi đếm chương trình PC ( Program Counter):Thanh ghi đếm chương trình( PC ) chứa địa chỉ của lệnh được thực hiện kế tiếp. Bộ đếm

chương trình (PC) có độ rộng 13 bit. Byte thấp là thanh ghi PCL, nó có thể đọc và ghi.Ba bit cao là thanh ghi PCH (PC) không cho phép đọc nhưng nó cho phép ghigián tiếp thông qua thanh ghi PCLATH. Khi Reset thì ba bit cao của PC sẽ bị xoá.


12/108



Ngăn xếp stack: Stack cho phép 8 lệnh gọi chương trình con và ngắt hoạt động. Stack chứa địa chỉ mà chươngtrình chính sẽ quay trở về thực hiện từ chương trình con hay ngắt. Đối với dòng Pic phổ thông,Stack có độ sâu là 8 lớp, mỗi lớp có độ rộng 13 bit. Vị trí của Stack không nằm trong cả bộnhớ chương trình hoặc bộ nhớ dữ liệu và con trỏ ngăn xếp thì không cho phép đọc hoặc

ghi. Hoạt động của ngăn xếp giống như vùng đệm vòng . Điều này có nghĩa là sau khingăn xếp đã cất vào 8 lần, lần cất vào thứ 9 sẽ được ghi chồng lên lần cất vào đầu tiên.Lần cất vào thứ mười sẽ được ghi chồng lên lần cất vào thứ hai (và cứ như thế).

2.4.4. Sự phân trang bộ nhớ chương trình:PIC16F877A có khả năng định vị một khối liên tục 8K từ của bộ nhớ chương

trình. Các lệnh CALL và GOTO chỉ cung cấp 11 bit địa chỉ và chỉ xác định được 2K bộ nhớ chương trình. Khi thực hiện lệnh CALL hoặc GOTO, 2 bit cao nhất của địa chỉđược cung cấp bởi PCLATH. Khi thực hiện lệh CALL hoặc GOTO, người sửdụng phải bảo đảm rằng trang chọn bit phải được lập trình để trang bộ nhớ chươngtrình được định địa chỉ. Nếu lệnh CALL (hoặc ngắt) được thi hành, toàn bộ 13 bit củaPC sẽ được cất vào ngăn xếp. Vì vậy việc vận dụng các bit PCLATH thì khôngđòi hỏi lệnh Return để lấy địa chỉ từ ngăn xếp.

2.4.5. Định địa chỉ gián tiếp , các thanh ghi INDF và FSR:Thanh ghi INDF không phải là thanh ghi vật lý. Địa chỉ của thanh ghi INDF sẽ

được định vị gián tiếp. Định vị gián tiếp có thể thực hiện được bằng cách sử dụngthanh ghi INDF. Trên thực tế, bất kì lệnh nào sử dụng thanh ghi INDF để truy cậpthanh ghi con trỏ bằng thanh ghi FSR (File Select Register). Việc đọc chính thanh ghiINDF, một cách gián tiếp (FSR = ‘0’) sẽ có giá trị 00h. Một địa chỉ 9 bit có hiệu quảthu được bằng cách ghép 8 bit của thanh ghi FSR với bit IRP (STATUS), như đượcchỉ bên dưới. Một chương trình mẫu dùng để xoá vùng RAM từ 20h đến 2Fh sử dụngcách định địa chỉ gián tiếp.

Hình 2.11: Sơ đồ ghi dữ liệu vào từng Bank.2.5. Bộ nhớ dữ liệu và bộ nhớ chương trình:

2.5.1 Bộ nhớ dữ liệu EEPROM và bộ nhớ chương trình FLASH:Bộ nhớ dữ liệu EEPROM và bộ nhớ chương trình FLASH cho phép đọc hoặc ghi trong

suốt hoạt động bình thường trong phạm vi VDD. Những thao tác này xảy ra trên một byte đơncho bộ nhớ dữ liệu EEPROM và trên một từ đơn cho bộ nhớ chương trình FLASH. Một thao


13/108



tác ghi gây ra sự xóa rồi ghi, thao tác này được thực hiện trên một byte hoặc một từ được chỉđịnh. Sự truy cập vào bộ nhớ chương trình phải kể đến sự tính toán checksum. Ghi một bytehoặc một word sẽ tự động xóa vùng nhớ và ghi lên giá trị mới (xóa trước khi ghi). Việc ghivào bộ nhớ dữ liệu EEPROM không ảnh hưởng đến hoạt động của thiết bị. Việc ghi vào bộnhớ chương trình sẽ dừng thực thi các lệnh cho đến khi quá trình ghi hoàn thành. Bộ nhớ

chương trình không thể được truy cập trong suốt quá trình ghi. Trong suốt quá trình ghi, bộdao động tiếp tục chạy, thiết bị ngoại vi vẫn tiếp tục hoạt động và những sự kiện về ngắt sẽđược phát hiện và đợi cho đến khi quá trình ghi hoàn thành. Khi quá trình ghi hoàn thành, lệnhtiếp theo trong hàng đợi lệnh sẽ được thực hiện và một rẽ nhánh đến vectơ ngắt sẽ xảy ra đếnngắt được phép và gây ra trong suốt quá trình ghi. Việc đọc và ghi truy cập đến cả hai bộ nhớxảy ra gián tiếp thông qua việc đặt những thanh ghi mục đích chung (SFR). Có sáu thanh ghimục đích chung được sử dụng là:

Thanh ghi EEDATA. Thanh ghi EEDATH. Thanh ghi EEADR.

Thanh ghi EEADRH.

Thanh ghi EECON1.

Thanh ghi EECON2.Bộ nhớ dữ liệu EEPROM cho phép những thao tác đọc và ghi byte không can thiệp đến

những thao tác bình thường của bộ vi điều khiển. Khi có sự trao đổi với bộ nhớ dữ liệuEEPROM, thanh ghi EEADR giữ địa chỉ sẽ được truy cập. Phụ thuộc vào thao tác, thanh ghiEEDATA giữ dữ liệu được ghi hoặc được đọc tại địa chỉ trong thanh ghi EEADR.PIC16F877A có 256 byte cho bộ nhớ dữ liệu EEPROM và do đó nó sử dụng tất cả 8 bit củaEEADR. Bộ nhớ chương trình FLASH không cho phép truy cập vào quá trình đọc, nhưng quátrình ghi sẽ dừng thực thi các lệnh cho đến khi quá trình ghi hoàn thành. Khi trao đổi với bộnhớ chương trình cặp thanh ghi EEADRH:EEADR sẽ tạo thành một từ hai byte, và sẽ chứa 13 bit địa chỉ của vùng nhớ được truy cập. Sự kết hợp hai thanh ghi EEDATH:EEDATA sẽ chứadữ liệu 14 bit cho việc ghi, hoặc phản ánh giá trị của bộ nhớ chương trình sau mỗi lần đọc.Giống sự truy cập vào bộ nhớ dữ liệu EEPROM, giá trị của những thanh ghiEEADRH:EEADR phải bên trong phạm vi hợp lệ của bộ nhớ chương trình, phụ thuộc vào linhkiện (0000h đến 1FFFh đối với PIC16F873/874) từ 0000h đến 3FFFh đối với PIC16F877A.

2.5.2

Quá trình đọc bộ nhớ dữ liệu EEPROM:Quá trình đọc bộ nhớ dữ liệu EEPROM chỉ yêu cầu địa chỉ cần truy cập phải được ghi

vào thanh ghi EEADR và xóa bit EEPGD. Sau khi bit RD được set, dữ liệu sẽ phải sẵn sàngtrong thanh ghi EEDATA trong chu kỳ lệnh kế tiếp. EEDATA sẽ giữ giá trị này cho đến khithao tác đọc kế tiếp được bắt đầu hoặc cho đến khi nó được ghi bởi vi chương trình.

Các bước trong quá trình đọc bộ nhớ dữ liệu EEPROM là:1. Ghi địa chỉ cần truy cập vào thanh ghi EEADR và hãy chắc rằng địa chỉ này thì

không lớn hơn kích thước bộ nhớ của linh kiện PIC16F877A .2.

Xóa bit EEPGD để trỏ đến bộ nhớ dữ liệu EEPROM.3. Set bit RD để bắt đầu thao tác đọc.4.

Đọc dữ liệu từ thanh ghi EEDATA.2.5.3 Quá trình ghi vào bộ nhớ dữ liệu EEPROM:

Quá trình ghi dữ liệu vào bộ nhớ dữ liệu EEPROM được tiến hành qua vài bước. Cả địachỉ và giá trị dữ liệu cần phải được ghi vào những thanh ghi mục đích chung SFR. Bit EEPGDcần phải được xóa, và bit WREN phải được set để cho phép ghi. Bit WREN phải bị xóa trongsuốt thời gian ngoại trừ trong quá trình ghi vào bộ nhớ dữ liệu EEPROM. Bit WR chỉ có thể


14/108



được set khi bit WREN đã được set trước đó, chúng không thể được set cùng lúc. Bit WRENsau đó phải được xóa bằng vi chương trình sau khi ghi.

Các bước trong quá trình ghi vào bộ nhớ dữ liệu EEPROM:1. Nếu bước thứ 10 chưa được thực hiện, hãy kiểm tra bit WR để xem việc ghi có

đang tiến hành.

2.

Ghi địa chỉ cần truy cập vào thanh ghi EEADR và hãy chắc rằng địa chỉ này thìkhông lớn hơn kích thước bộ nhớ của linh kiện PIC16F877A.3. Ghi giá trị dữ liệu 8 bit được chương trình hóa vào thanh ghi EEDATA.4. Xóa bit EEPGD để trỏ đến bộ nhớ dữ liệu EEPROM.5.

Set bit WREN để cho phép những thao tác lập trình.6. Không cho phép những ngắt.7. Thực hiện chuỗi 5 lệnh đặc biệt sau:

Ghi giá trị 55h vào EECON2 qua hai bước (đầu tiên đưa vào W, sau đó mớiđưa EECON2).

Ghi giá trị AAh vào EECON2 qua hai bước (đầu tiên đưa vào W, sau đó mớiđưa vào EECON2).

Set bit WR.8.

Cho phép các ngắt (nếu sử dụng ngắt).9. Xóa bit WREN để không cho phép các thao tác lập trình.10.

Tại thời điểm chu kỳ ghi hoàn thành, bit WR bị xóa và bit cờ ngắt EEIF đượcset. Nếu bước 1 chưa được thực hiện, sau đó vi chương trình sẽ kiểm tra xemEEIF được set hay chưa hoặc bit WR có bị xóa hay không để báo kết thúc chukỳ chương trình.

2.5.4 Quá trình đọc bộ nhớ chương trình FLASHQuá trình đọc bộ nhớ chương trình FLASH cũng giống với quá trình đọc bộ nhớ dữ liệu

EEPROM, chỉ cần thêm vào hai lệnh NOP sau khi set bit RD. Hai chu kỳ lệnh được thực hiện bởi lệnh NOP sẽ được bộ vi điều khiển sử dụng để đọc dữ liệu ra khỏi bộ nhớ chương trình vàchèn giá trị đó vào trong cặp thanh ghi EEDATH:EEDATA. Dữ liệu sẽ được sẵn sàng ở lệnhthứ hai. EEDATH và EEDATA sẽ giữ giá trị này cho đến khi thao tác đọc tiếp theo được bắtđầu, hoặc cho đến khi chúng được ghi bởi vi chương trình.

Các bước trong quá trình đọc bộ nhớ chương trình FLASH:1.

Ghi địa chỉ cần truy cập vào cặp thanh ghi EEADRH:EEADR. Hãy chắc rằngđịa chỉ đó không lớn hơn kích thước bộ nhớ của linh kiện PIC16F877A.

2. Set bit EEPGD để trỏ đến bộ nhớ chương trình FLASH.3. Set bit RD để bắt đầu thao tác đọc.4.

Thực hiện hai lệnh NOP để cho phép bộ vi điều khiển đọc dữ liệu ra khỏi bộnhớ chương trình.

5. Đọc dữ liệu từ cặp thanh ghi EEDATH:EEDATA.2.5.5

Quá trình ghi dữ liệu vào bộ nhớ chương trình FLASHCác bước trong quá trình ghi dữ liệu vào bộ nhớ chương trình FLASH:

1. Ghi địa chỉ cần truy cập vào cặp thanh ghi EEADRH:EEADR. Chắc rằng địachỉ này thì không lớn hơn kích thước bộ nhớ của linh kiện PIC16F877A.

2.

Ghi giá trị dữ liệu 14 bit đã được chương trình hóa vào cặp thanh ghiEEDATH:EEDATA.

3. Set bit EEPGD để trỏ đến bộ nhớ chương trình FLASH.4.

Set bit WREN để cho phép những thao tác lập trình.5. Không cho phép ngắt.


15/108



6. Thực hiện chuỗi 5 lệnh đặc biệt sau: Ghi giá trị 55h vào EECON2 qua hai bước (đầu tiên đưa vào W, sau đó đưa vào

EECON2 ). Ghi giá trị AAh vào EECON2 qua hai bước ( đầu tiên đưa vào W, sau đó đưa

vào EECON2).

Set bit WR.7. Thực hiện hai lệnh NOP để cho phép bộ vi điều khiển thiết lập thao tác ghi.8. Cho phép các ngắt (nếu sử dụng ngắt).9. Xóa bit WREN để không cho phép các thao tác lập trình.

Tại thời điểm chu kỳ ghi hoàn thành, bit WR bị xóa và bit cờ ngắt EEIF được set. Khi bộvi điều khiển không thực hiện các lệnh trong suốt chu kỳ ghi, vi chương trình sẽ không nhấtthiết phải kiểm tra cả EEIF, hoặc WR, để xác định quá trình ghi đã hoàn thành hay chưa.

Vi điều khiển PIC16F877A có hai cơ chế bảo vệ mã, một bit dành cho bộ nhớ dữ liệuEEPROM và hai bit dành cho bộ nhớ chương trình FLASH. Dữ liệu có thể được đọc và ghivào bộ nhớ dữ liệu EEPROM , bất chấp trạng thái của bit bỏa vệ mã CPD. Khi sự bảo vệ mãđược cho phép và bit CPD bị xóa thì sự truy cập ngoài thông qua bit ICSP không được cho phép, bất chấp trạng thái của những bit bảo vệ mã bộ nhớ chương trình.

Trạng thái của những bit bảo vệ mã bộ nhớ chương trình CP0 và CP1 không ảnh hưởngđến sự thực hiện những lệnh bên ngoài bộ nhớ chương trình. PIC16F87X có thể luôn luôn đọcnhững giá trị trong bộ nhớ chương trình, bất chấp trạng thái của những bit bảo vệ mã. Tuynhiên, trạng thái của những bit bảo vệ mã và bit WRT sẽ có những ảnh hưởng khác nhau đếnquá trình ghi vào bộ nhớ chương trình. Bit WRT là bit dùng để bảo vệ quá trình ghi vào bộnhớ chương trình FLASH. Bit này chỉ có thể được truy cập khi PIC16F87X được lập trình quaICSP . Khi sự bảo vệ ghi được cho phép, bất kì lệnh ghi nào đến bộ nhớ chương trình FLASHđều sẽ bị ngăn cản. Sự bảo vệ chế độ ghi không ảnh hưởng đến quá trình đọc bộ nhớ chươngtrình.

Hình 2.12: Trạng thái đọc ghi của bộ nhớ chương trình FLASH nội. 2.6 Bộ Các bộ định thời:

2.6.1

Bộ định thời Timer 0: Bộ định thời/bộ đếm Timer0 có các đặc tính sau: Bộ định thời / bộ đếm 8 bit. Cho phép đọc và ghi. Bộ chia 8 bit lập trình được bằng phần mềm. Chọn xung clock nội hoặc ngoại. Ngắt khi có sự tràn từ FFh đến 00h. Chọn cạnh cho xung clock ngoài.


16/108



Ngắt Timer0: Ngắt TMR0 được phát ra khi thanh ghi TMR0 tràn từ FFh đến 00h. Sự tràn này sẽ set

bit T0IF (INTCON). Ngắt này có thể được giấu đi bằng cách xóa đi bit T0IE(INTCON) . Bit T0IF cần phải được xóa trong chương trình bởi thủ tục phục vụ ngắt của bộ định thời Timer0 trước khi ngắt này được cho phép lại.

Sử dụng Timer0 với xung clock ngoại:Khi bộ chia không được sử dụng, clock ngoài đặt vào thì giống như bộ chia ở ngõ ra.Sự đồng bộ của chân T0CKI với clock ngoài được thực hiện bằng cách lấy mẫu bộ chia ở ngõra trên chân Q2 và Q4. Vì vậy thưc sự cần thiết để chân T0CKI ở mức cao trong ít nhất 2 chukỳ máy và ở mức thấp trong ít nhất 2 chu kỳ máy.

Bộ chia:Thiết bị PIC16F87X chỉ có một bộ chia mà được dùng chung bởi bộ định thời 0 và bộ

định thời Watchdog. Một khi bộ chia được ấn định cho bộ đinh thời 0 thì không có bộ chia cho bộ định thời Watchdog và ngược lại. Bộ chia không được đọc hoặc ghi.

Các bit PSA và PS2:PS0 trong thanh ghi OPTION_REG xác đinh bộ chia được ấn địnhcho bộ định thời nào và tỉ số chia.

Hình 2.13: Sơ đồ khối của bộ định thời Timer0 và bộ chia dùng chung với WDT.

Các thanh ghi điều khiển liên quan đến Timer0 bao gồm: TMR0 (địa chỉ 01h, 101h) : chứa giá trị đếm của Timer0. INTCON (địa chỉ 0Bh, 8Bh, 10Bh, 18Bh): cho phép ngắt hoạt động (GIE và

PEIE). OPTION_REG (địa chỉ 81h, 181h): điều khiển prescaler.


17/108



2.6.2 Bộ định thời Timer 1:Bộ định thời 1 là một bộ định thời/bộ đếm 16 bit gồm hai thanh ghi TMR1H (byte cao)

và TMR1L (byte thấp) mà có thể đọc hoặc ghi. Cặp thanh ghi này tăng số đếm từ 0000h đếnFFFFh và một tràn sẽ xuất hiện khi có sự chuyển số đếm từ FFFFh xuống 0000h. Ngắt, nếuđược phép có thể phát ra khi có số đếm tràn và được đặt ở bit cờ ngắt TMR1IF. Ngắt có thểđược phép hoặc cấm bằng cách đặt hoặc xóa bit cho phép ngắt TMR1IE.

Bộ định thời Timer1 có thể được cấu hình để hoạt động một trong hai chế độ sau: Định thời một khoảng thời gian (Timer) Đếm sự kiện (Counter).

Việc lựa chọn một trong hai chế độ được xác định bằng cách đặt hoặc xóa bit chọn clockTMR1CS. Trong chế độ định một khoảng thời gian, bộ định thời tăng số đếm lên sau mỗi chukỳ lệnh. Trong chế độ đếm sự kiện, bộ định thời tăng sau mỗi cạnh lên của clock ngoài đặtvào.

Bộ định thời 1 có thể được phép hoặc cấm bằng cách đặt hoặc xóa bit điều khiểnTMR1ON.

Chế độ Timer:Chế độ Timer được chọn bằng cách xóa bit TMR1CS. Trong chế độ này, nguồn clock

đặt vào Timer là mạch dao động FOSC/4. Bit điều khiển đồng bộ không bị tác động vì clockngoài luôn luôn đồng bộ.

Hình 2.14: Cạnh tăng Timer1.

Chế độ counter:Trong chế độ này, bộ định thời tăng số đếm qua nguồn clock ngoài. Việc tăng xảy ra sau

mỗi cạnh lên của xung clock ngoài. Bộ định thời phải có một cạnh lên trước khi việc đếm bắtđầu.


18/108



Có 2 chế độ đếm trong Timer 1: Chế độ đếm đồng bộ:

Chế độ được lựa chọn bởi việc Set bit TMR1CS ( T1CON)và Clear bit T1SYNC.Trong chế độ này, giá trị của Timer1 sẽ tăng khi có xung cạnh lên trên chân T1OSI/RC1( nếu bit T1OSCEN được Set) hoặc trên chân T1OSO/RC0( nếu bit T1OSCEN được Clear).

Xung Clock ngoại sẽ được đồng bộ với xung Clock nội, hoạt động đồng bộ được thựchiện ngay sau bộ tiền định tỉ lệ xung(presaler). Trong chế độ ngủ, hoạt động đồng bộ sẽ bị tắtvà do đó ngay cả khi có xung Clock ngoài thì TMR1 cũng sẽ không tăng. Điều này có ý nghĩachế độ đếm đồng bộ sẽ không hoạt động được trong chế độ ngủ(Sleep).

Khi chế độ sử dụng xung Clock ngoài được lựa chọn cho Timer1 ở chế độ đếm đồng,chúng ta phải đảm bảo điều kiện: xung Clock ngoại phải được đồng bộ với xung Clock nội.

Chế độ đếm không đồng bộ: Nếu bit T1SYNC(T1CON) được Set, xung Clock ngoại sẽ không được đồng bộ hoá.

Bộ định thời sẽ tiếp tục đếm trong suốt quá trình ngủ của Vi điều khiển và có khả năng tạomột ngắt khi bộ định thời tràn và làm Vi điều khiển thoát khỏi trạng thái ngủ. Tuy nhiên cầnlưu ý khi đọc và ghi và Timer:

- Việc đọc thanh ghi TMR1H hoặc thanh ghi TMR1L trong khi bộ định thời đang chạytừ một nguồn xung Clock ngoài không đồng bộ sẽ cho một kết quả tức thời (không phải ngưngTimer lại làm mất độ chính xác). Tuy nhiên ta phải luôn nhớ rằng việc đọc một bộ Timer 16 bit sẽ bao gồm 2 lần đọc giá trị 8 bit, do đó có một vấn đề phát sinh là Timer có thể bị tràngiữa 2 lần đọc.

- Để ghi vào Timer chúng ta tốt nhất nên dừng Timer lại và ghi giá tri mà ta mongmuốn vào. Chúng ta cũng có thể ghi giá trị vào Timer khi nó đang chạy nhưng việc này có thểtạo ra một giá trị không như ta mong muốn.

Hình 2.15: Sơ đồ khối bộ định thời Timer1.

Bộ dao động riêng của Timer1:Chúng ta có thể xây dựng một bộ dao động độc lập cho Timer1 (độc lập với bộ dao động

của Vi điều khiển) bằng thạch anh vớii tần số tối đa lên đến 200KHz. Với bộ dao động này, bộđếm có thể hoạt động ngay cả khi Vi điều khiển rơi vào trạng thái ngủ.

Ngắt Timer1: Ngằt trong Timer1 xuất hiện khi giá trị trong thanh ghi TMR1 tràn từ FFFFh xuống

0000h. khi xảy ra tràn, cờ TMR1IF bật lên. Ngắt có thể được ngăn chận bằng việc xoá bit


19/108



TMR1IE. Cờ TMR1IE phải được xoá bằng phần mềm trước khi thoát khỏi trình phục vụ ngắtvà trở về chương trình chính. Ngắt của Timer1 trong chế độ định thời và đếm đồng bộ khônglàm cho Vi điều khiển thoát khỏi trạng thái ngủ, chỉ có chế độ đếm không đồng bộ mới làmcho Vi điều khiển thoát khỏi trạng thái ngủ.

Các thanh ghi liên quan đến Timer1 bao gồm:

INTCON (địa chỉ 0Bh, 8Bh, 10Bh, 18Bh): cho phép ngắt hoạt động (GIE vàPEIE). PIR1 (địa chỉ 0Ch): chứa cờ ngắt Timer1 (TMR1IF). PIE1( địa chỉ 8Ch): cho phép ngắt Timer1 (TMR1IE). TMR1L (địa chỉ 0Eh): chứa giá trị 8 bit thấp của bộ đếm Timer1. TMR1H (địa chỉ 0Eh): chứa giá trị 8 bit cao của bộ đếm Timer1. T1CON (địa chỉ 10h): xác lập các thông số cho Timer1.

2.6.3

Bộ định thời Timer 2: Môdun Timer2 là 1 bộ định thời 8 bit bao gồm 1 bộ tiền định (prescaler), 1 bộ hậu định

tỉ lệ (postcaler) và một thanh ghi chu kỳ viết tắt là PR2. việc kết hợp Timer2 với 2 bộ định tỉ lệcho phép nó hoạt động như một bộ định thời 16 bit. Môdun Timer2 cung cấp thời gian hoạtđộng cho chế độ điều biến xung PWM nếu môdun CCP được chọn.

Nguồn xung Clock của Timer2: Timer2 chỉ có một nguồn xung Clock đó là xung

Clock của Vi điều khiển. Một bộ tiền định tỉ lệ được lựa chọn bởi các bit T2CKPS1 :T2CKPS0. Thanh ghi TMR2 và PR2: là 2 thanh ghi ghi/đọc được. Timer2 sẽ tăng từ giá trị 00h

lên tới giá trị nằm trong thanh ghi PR2, sau đó nó sẽ được Reset về 00h cho chu kỳ đếm kếtiếp.

Tín hiệu báo trạng thái cân bằng: khi giá trị trong thanh ghi TMR2 bằng với giá trịtrong PR2, bô so sánh sẽ tạo ra một xung báo hiệu, xung này có thể được dùng cho bộ hậuđịnh tỉ lệ (postcaler) hoặc được dùng làm xung Clock cho môdun truyền nối tiếp (Shift Clock). Ngoài ra nó còn được dùng làm tín hiệu Reset cho Timer2.

Xóa các bộ tỉ lệ:Các bộ tỉ lệ được xoá khi:

- Ghi một giá trị vào thanh ghi TMR2.- Ghi một giá trị vào thanh ghi T2CON.- Bất cứ một dạng Reset thiết bị nào.

Chế độ ngủ: trong chế độ ngủ Timer2 không hoạt động. Giá trị của bộ định tỉ lệ sẽđược lưu lại và phục hồi sau khi thoát khỏi trạng thái ngủ.


20/108



Hình 2.16: Sơ đồ khối của bộ định thời Timer 2.

Các thanh ghi liên quan đến Timer2 bao gồm: INTCON (địa chỉ 0Bh, 8Bh, 10Bh, 18Bh): cho phép toàn bộ các ngắt (GIE và

PEIE). PIR1 (địa chỉ 0Ch): chứa cờ ngắt Timer2 (TMR2IF). PIE1 (địa chị 8Ch): chứa bit điều khiển Timer2 (TMR2IE). TMR2 (địa chỉ 11h): chứa giá trị đếm của Timer2. T2CON (địa chỉ 12h): xác lập các thông số cho Timer2. PR2 (địa chỉ 92h): thanh ghi hỗ trợ cho Timer2.

2.7 Hoạt động của các bô ngoại vi:2.7.1 Bộ Capture/Compare/PWM:

Họ PIC16F87X có hai bộ CCP, mỗi bộ là một thanh ghi 16 bit mà có thể hoạt động nhưlà :

Thanh ghi Capture 16 bit. Thanh ghi Compare 16 bit. Thanh ghi chu trình làm việc chủ/tớ PWM.

Cả hai bộ CCP1 và CCP2 cơ bản hoạt động giống nhau, ngoại trừ trong khi hoạt độngvới sự kiện trigger đặt biệt.

Bộ CCP1 :Thanh ghi CCPR1 bao gồm hai thanh ghi: CCPR1L (byte thấp) và CCPR1H (byte cao).

Thanh ghi điều khiển CCP1CON điều khiển hoạt động của bộ CCP1. Bộ CCP2 :Thanh ghi CCPR2 bao gồm hai thanh ghi: CCPR2L (byte thấp) và CCPR2H (byte

cao).Thanh ghi điều khiển CCP2CON điều khiển hoạt động của bộ CCP2.


21/108



Hình 2.17: Thanh ghi CCP1CON/CCP2CON ( địa chỉ 17h/1Dh ).

Chế độ CCP – Timer Resource

Sự ảnh hưởng của hai bộ CCP

Chế độ Capture:Trong chế độ này, cặp thanh ghi CCPR1H : CCPR1L giữ giá trị 16 bit của thanh ghi

TMR1 khi có một sự kiện xảy ra trên chân RC2/CCP1. Sự kiện được định nghĩa như là mộttrong các yếu tố sau:

Sau mỗi cạnh lên của xung clock. Sau mỗi cạnh xuống của xung clock.


22/108



Sau mỗi canh lên thứ tư. Sau mỗi cạnh lên thứ 16.

Việc lựa chọn sự kiện nào được cấu hình bởi các bit điều khiển CCP1M3:CCP1M0. Nếumột sự kiện mới xảy ra trước khi giá trị trong thanh ghi CCPR1 được đọc, giá trị mới sẽ đè lêngiá trị cũ.

Chế độ Compare:Trong chế độ này, hằng giá trị 16 bit trong thanh ghi CCPR1 được so sánh với giá trịtrong cặp thanh ghi TMR0. Khi hai giá trị này bằng nhau, trên chân RC2/CCP1 sẽ là :

Mức cao. Mức thấp. Giữ nguyên không đổi.

Việc lựa chọn mức cao, mức thấp hay giữ nguyên không đổi bằng cách nạp giá trị thíchhợp vào các bit điều khiển CCP1M3:CCP1M0. Tại một thời điểm, cờ ngắt CCP1IF có thểđược bật. Chế độ PWM ( Điều biến độ rộng xung ) :

Trong chế độ này, một xung vuông 10 bit được tạo ra trên chân CCPx. Vì chân này đa

hợp với chân chốt của PORTC nên bit TRISC phải được xóa để cấu hình cho chân CCP1ở trạng thái xuất dữ liệu.Các bước sau được yêu cầu để thiết lập cho bộ CCP hoạt động trong chế độ PWM:

Thiết lập chu kỳ cho PWM bằng cách ghi lên thanh ghi PR2. Thiết lập chu trình họat động bằng cách ghi lên thanh ghi. CCPR1L và bit4 bit5 trong thanh ghi CCP1CON. Cấu hình cho chân CCP1 ở trạng thái xuất dữ liệu. Cấu hình cho bộ CCP1 hoạt động trong chế độ PWM.


23/108



Hình 2.18: .Sơ đồ khối của bộ PWM.

Hình 2.19: Các thanh ghi liên quan đến chế Capture , Compare và Timer1


24/108



Hình 2.20: Những thanh ghi liên quan đến PWM và Timer2

2.7.2 Bộ chuyển đổi tương tự sang số A/D:Bộ chuyển đổi tương tự - số có năm ngõ vào đối với thiết bị 28 chân và tám đối với các

thiết bị khác. Ngõ vào tương tự được lấy mẫu, ngõ ra của mẫu được đặt vào bộ biến đổi. Bộ biến đổi phát một giá trị nhị phân tương ứng với ngõ vào tương tự.Giá trị tương tự được bộ biến đổi cho một kết quả số tương ứng với 10 bit nhị phân.Bộ biến đổi có các thế ngưỡng caovà thấp đặt vào mà phần mềm có thể lựa chọn trên chân RA2 ,RA3.

Bộ biến đổi A/D có đặt điểm duy nhất là hoạt động có thể hoạt động trong khi thiết bịđang ở chế độ nghỉ.Bộ biến đổi A/D có 4 thanh ghi , chúng là :

Thanh ghi kết quả cao (ADRESH).

Thanh ghi kết quả thấp (ADRESL). Thanh ghi điều khiển 0 (ADCON0). Thanh ghi điều khiển 1 (ADCON1).

Sau đây là các bước được yêu cầu trước khi làm việc với bộ biến đổi A/D: Cấu hình cho bộ biến đổi:

Cấu hình cho thanh ghi ADCON 1. Chọn kênh tương tự đặt vào bộ biến đổi. Chọn clock cho bộ biến đổi. Khởi động bộ biến đổi.

Cấu hình ngắt: Xóa cờ nhắt ADIF.

Đặt cờ cho phép ngắt bộ biến đổi. Đặt cờ cho phép ngắt ngoại vi. Đặt cờ cho phép ngắt toàn cục.

2.7.3 Đặc điểm chính của CPU:Tất cả các vi điều khiển thuộc họ PIC16F87X đều có một đặc điểm chung là tăng tối ưu

độ tin cậy của hệ thống, nguồn năng lượng cung cấp ít, giảm thiểu nhiễu và cho phép mã bảovệ bao gồm:


25/108



Chọn mạch dao động thích hợp. Hoạt động Reset.

Nguồn Reset. Nguồn định thời. Dao động định thời.

Reset ngoài. Hoạt động ngắt. Wathdog timer. Mã bảo vệ.Hoạt động ngắt: Các Vi điều khiển họ PIC có rất nhiều nguồn ngắt. Cứ mỗi môdun ngoại vi thì có một

nguồn ngắt, tuy nhiên một số môdun lại có rất nhiều nguồn ngắt. Sau đây là một số nguồn ngắttiêu biểu:

- Ngắt trên chân INT (ngắt ngoài).- Ngắt tràn Timer0.- Ngắt tràn Timer1.- Ngắt tràn Timer2.- Ngắt thay đổi trạng thái trên các chân PortB.- Ngắt so sánh điện thế.- Ngắt Port song song.- Ngắt USART.- Ngắt nhận dữ liệu.- Ngắt truyền dữ liệu.- Ngắt chuyển đổi A/D.- Ngắt màn hình LCD.- Ngắt hoàn tất ghi vào EEPROM.- Ngắt môdun CCP.- Ngắt môdun SSP.

Các thanh ghi chức năng của ngắt:

Thời gian ngắt được thự thi:

Là thời gian tính từ khi sự kiện ngắt xuất hiện cho đến khi lệnh tại địa chỉ 0004h đượcthực thi.

Đối với ngắt đồng bộ thời gian này vào khoản: 3T (chu kỳ lệnh).Đối với ngắt không đồng bộ (ngắt ngoài) thời gian này vào khoản: 3 – 3.75T (chu kỳ

lệnh). Lưu dữ liệu trong quá trình ngắt:


26/108



Trong suốt quá trình ngắt, chỉ có giá trị nằm trong PC là được lưu vào Stack, do đóngười sử dụng phải lưu lại giá trị của thanh ghi W và Status khi vào chương trình phục vụngắt.

Hoạt động ngắt được điều khiển bởi thanh ghi INTCON (bit GIE). Bên cạnh đó mỗingắt còn có một bit điều khiển và cờ ngắt riêng. Các cờ ngắt vẫn được set bình thường khi

thỏa mãn điều kiện ngắt xảy ra bất chấp trạng thái của bit GIE, tuy nhiên hoạt động ngắt vẫn phụ thuôc vào bit GIE và các bit điều khiển khác. Bit điều khiển ngắt RB0/INT và TMR0 nằmtrong thanh ghi INTCON, thanh ghi này còn chứa bit cho phép các ngắt ngoại vi PEIE. Bitđiều khiển các ngắt nằm trong thanh ghi PIE1 và PIE2. Cờ ngắt của các ngắt nằm trong thanhghi PIR1 và PIR2.

Trong một thời điểm chỉ có một chương trình ngắt được thực thi, chương trình ngắt đượckết thúc bằng lệnh RETFIE. Khi chương trình ngắt được thực thi, bit GIE tự động được xóa,địa chỉ lệnh tiếp theo của chương trình chính được cất vào trong bộ nhớ Stack và bộ đếmchương trình sẽ chỉ đến địa chỉ 0004h. Lệnh RETFIE được dùng để thoát khỏi chương trìnhngắt và quay trở về chương trình chính, đồng thời bit GIE cũng sẽ được set để cho phép cácngắt hoạt động trở lại. Các cờ hiệu được dùng để kiểm tra ngắt nào đang xảy ra và phải đượcxóa bằng chương trình trước khi cho phép ngắt tiếp tục hoạt động trở lại để ta có thể phát hiệnđược thời điểm tiếp theo mà ngắt xảy ra.

Đối với các ngắt ngoại vi như ngắt từ chân INT hay ngắt từ sự thay đổi trạng thái các pincủa PORTB (PORTB Interrupt on change), việc xác định ngắt nào xảy ra cần 3 hoặc 4 chu kìlệnh tùy thuộc vào thời điểm xảy ra ngắt.

Cần chú ý là trong quá trình thực thi ngắt, chỉ có giá trị của bộ đếm chương trình đượccất vào trong Stack, trong khi một số thanh ghi quan trọng sẽ không được cất và có thể bị thayđổi giá trị trong quá trình thực thi chương trình ngắt. Điều này nên được xử lí bằng chươngtrình để tránh hiện tượng trên xảy ra.

Hình 2.23.: Sơ đồ của tất cả các ngắt trong vi điều khiển PIC16F877A.


27/108



3. Tập lệnh của vi điều khiển Pic 16F877A:3.1.

Vài nét sơ lược về tập lệnh Vi điều khiển Pic 16F877A:PIC là vi điều khiển có tập lệnh rút gọn RISC (Reduced Instruction Set Computer), bao

gồm 35 lệnh. Mỗi lệnh trong trong vi điều khiển 16F877A là một từ 14 bit bao gồm trường mãlệnh và trường toán hạng.Các lệnh của PIC16F877A được chia thành các nhóm: lệnh thao tác

byte , lệnh thao tác bit , lệnh thao tác trên dữ liệu tức thời và các lệnh điều khiển.Đối với các lệnh thao tác theo byte, ký hiệu ‘f’ biểu diễn cho các thanh ghi chức năngđặc biệt và các thanh ghi đa dụng ( còn gọi là các biến ). Ký hiệu ‘d’ biểu diễn cho thanh ghiđích. Nếu ‘d’ bằng 0, kết quả của lệnh được gán cho thanh ghi w.Nếu ‘d’ bằng 1, kết quả đượcgán trở lại cho thanh ghi nguồn.

Đối với các lệnh thao tác bit, ký hiệu ‘b’ biểu diễn cho số thứ tự của một bit nào đó trongthanh ghi đích mà bị tác động bởi phép toán, trong khi ký hiệu ‘f’ lại biểu diễn cho thanh ghimà bit đó được đặt đến sau khi thực hiện lệnh.

Đối với các lệnh điều khiển và các lệnh thao tác trên dữ liệu tức thời, ký hiệu ‘k’ biểudiễn cho một hằng giá trị bảy hoặc tám bit hoặc một hằng số tức thời.

Trường Mô tả f Địa chỉ thanh ghi file. w Thanh ghi tích lũy. B Địa chỉ bit trong thanh ghi file. K Dữ liệu tức thời hoăc địa chỉ chương trình con. D Chọn đích, nếu d=0 kết quả được gán cho thanh ghi tích lũy.

Nếu d=1, kết quả được gán cho thanh ghi file.Mặc định d=1.

PC Bộ đếm chương trình. TO Bit Time-out.

PD Bit Power-down. Bảng 2.1:Bảng mô tả trường toán hạng:

3.2. Tập lệnh của Vi điều khiển Pic:ADDLWCú pháp: ADDLW k (0 ≤ k ≤255)Tác dụng: cộng giá trị k vào thanh ghi W, kết quả được chứa trong thanh ghi W.Bit trạng thái: C, DC, Z.

ADDWFCú pháp: ADDWF f,d (0≤f ≤255, d thuộc [0,1]).

Tác dụng: cộng giá trị hai thanh ghi W và thanh ghi f. Kết quả được chứa trong thanhghi W nếu d = 0 hoặc thanh ghi f nếu d =1.Bit trạng thái: C, DC, Z.ANDLWCú pháp: ANDLW k (0≤k ≤255)Tác dụng: thực hiện phép toán AND giữa thanh ghi và giá trị k, kết quả được chứatrong thanh ghi W.Bit trạng thái: Z.


28/108



ANDWFCú pháp: ANDWF f,d (0≤f ≤127, d thuộc [0,1]).Tác dụng: thực hiện phép toán AND giữa các giá trị chứa trong hai thanh ghi W và f.Kết quả được đưa vào thanh ghi W nếu d=0 hoặc thanh ghi f nếu d = 1.Bit trạng thái: Z.

BCFCú pháp: BCF f,b (0≤f ≤127, 0≤ b≤7)Tác dụng: xóa bit b trong thanh ghi f về giá trị 0.Bit trạng thái: không có.

BSFCú pháp: BSF f,b (0≤f ≤127, 0≤ b≤7)Tác dụng: set bit b trong trnh ghi f.Bit trạng thái: không có.

BTFSSCú pháp: BTFSS f,b (0≤f ≤127, 0≤ b≤7)Tác dụng: kiểm tra bit b trong thanh ghi f. Nếu bit b bằng 0, lệnh tiếp theo được thựcthi. Nếu bit b bằng 1, lệnh tiếp theo được bỏ qua và thay vào đó là lệnh NOP.Bit trạng thái: không có.

BTFSCCú pháp: BTFSC f,b (0≤f ≤127, 0≤ b≤7)Tác dụng: kiểm tra bit b trong thanh ghi f. Nếu bit b bằng 1, lệnh tiếp theo được thựcthi. Nếu bit b bằng 0, lệnh tiếp theo được bỏ qua và thay vào đó là lệnh NOP.Bit trạng thái: không có

CALLCú pháp: CALL k (0≤k ≤2047)Tác dụng: gọi một chương trình con. Trước hết địa chỉ quay trở về từ chương trình con(PC+1) được cất vào trong Stack, giá trị địa chỉ mới được đưa vào bộ đếm gồm 11 bitcủa biến k và 2 bit PCLATH.Bit trạng thái: không có.

CLRFCú pháp: CLRF f (0≤f ≤127)Tác dụng: xóa thanh ghi f và bit Z được set.

Bit trạng thái: Z

CLRWCú pháp: CLRWTác dụng: xóa thanh ghi W và bit Z được set.Bit trạng thái: Z.


29/108



CLRWDTCú pháp: CLRWDTTác dụng: reset Watchdog Timer, đồng thời prescaler cũng được reset, các bit PD và

TO được set lên 1.

Bit trạng thái: PD và TO

COMFCú pháp: COMF f,d (0≤f ≤127, d thuộc [0,1]).Tác dụng: đảo các bit trong thanh ghi f. Kết quả được đưa vào thanh ghi W nếu d=0hoặc thanh ghi f nếu d=1.Bit trạng thái: Z

DECFCú pháp: DECF f,d (0≤f ≤127, d thuộc [0,1]).Tác dụng: giá trị thanh ghi f được giảm đi 1 đơn vị. Kết quả được đưa vào thanh ghi Wnếu d = 0 hoặc thanh ghi f nếu d = 1.

Bit trạng thái: Z

DECFSZCú pháp: DECFSZ f,d (0≤f ≤127, d thuộc [0,1])Tác dụng: gía trị thanh ghi f được giảm 1 đơn vị. Nếu kết quả sau khi giảm khác 0,lệnh tiếp theo được thực thi, nếu kết quả bằng 0, lệnh tiếp theo không được thực thi vàthay vào đó là lệnh NOP. Kết quả được đưa vào thanh ghi W nếu d = 0 hoặc thanh ghif nếu d = 1.Bit trạng thái: không có.

GOTO

Cú pháp: GOTO k (0≤k ≤2047)Tác dụng: nhảy tới một label được định nghĩa bởi tham số k và 2 bit PCLATH .Bit trạng thái: không có.

Lệnh INCFCú pháp: INCF f,d (0≤f ≤127, d thuộc [0,1])Tác dụng: tăng giá trị thanh ghi f lên 1 đơn vị. Kết quả được đưa vào thanh ghi W nếud=0 hoặc thanh ghi f nếu d = 1.Bit trạng thái: Z.

INCFSZC php: INCFSZ f,d (0≤f ≤127, d thuộc [0,1])Tác dụng: tăng gi trị thanh ghi f ln 1 đơn vị. Nếu kết quả khác 0, lệnh tiếp theo đượcthực thi, nếu kết quả bằng 0, lệnh tiếp theo được thay bằng lệnh NOP. Kết quả sẽ đượcđưa vào thanh ghi f nếu d=1 hoặc thanh ghi W nếu d = 0.Bit trạng thái: không có.

IORLW


30/108



Cú pháp: IORLW k (0≤k ≤255)Tác dụng: thực hiện phép toán OR giữa thanh ghi W và giá trị k. Kết quả được chứatrong thanh ghi W.Bit trạng thái: Z.

IORWFCú pháp: IORWF f,d (0≤f ≤127, d thuộc [0,1])Tác dụng: thực hiện phép toán OR giữa hai thanh ghi W và f. Kết quả được đưa vàothanh ghi W nếu d=0 hoặc thanh ghi f nếu d=1.Bit trạng thái: Z.

RLFCú pháp: RLF f,d (0≤f ≤127, d thuộc [0,1])Tác dụng: dịch trái các bit trong thanh ghi f qua cờ carry. Kết quả được lưu trong thanhghi W nếu d=0 hoặc thanh ghi f nếu d=1.Bit trạng thái: C.

RETURNCú pháp: RETURNTác dụng: quay trở về chương trình chính từ một chương trình conBit trạng thái: không có.

RRFCú pháp: RRF f,d (0≤f ≤127, d thuộc [0,1])Tác dụng: dịch phải các bit trong thanh ghi f qua cờ carry. Kết quả được lưu trongthanh ghi W nếu d=0 hoặc thanh ghi f nếu d=1.Bit trạng thái: C.

SleepCú pháp: SLEEP

Tác dụng: đưa vi điều khiển về chế độ Sleep. Khi đó WDT bị xóa về 0, bit PD đượcxóa về 0 bit TO được set lên 1 và Oscillator không được cho phép họat động.

Bit trạng thái: TO , PD .

SUBLWCú pháp: SUBLW kTác dụng: lấy giá trị k trừ giá trị trong thanh ghi W. Kết quả được chứa trong thanh

ghiW.Bit trạng thái: C, DC, Z.

SUBWFCú pháp: SUBWF f,d (0≤f ≤127, d thuộc [0,1])Tác dụng: lấy giá trị trong thanh ghi f đem trừ cho thanh ghi W. Kết quả được lưutrong thanh ghiaW nếu d=0 hoặc thanh ghi f nếu d=1.Bit trạng thái: C, DC, Z.


31/108



SWAPCú pháp: SWAP f,d (0≤f ≤127, d thuộc [0,1])Tác dụng: đảo 4 bit thấp với 4 bit cao trong thanh ghi f. Kết quả được chứa trong thanhghiaW nếu d=0 hoặc thanh ghi f nếu d=1.

Bit trạng thái: không có.

XORLWCú pháp: XORLW k (0≤k ≤255)Tác dụng: thực hiện phép toán XOR giữa giá trị k và giá trị trong thanh ghi W. Kết quảđược lưu trong thanh ghi W.Bit trạng thái: Z.

XORWFCú pháp: XORWF f,dTác dụng: thực hiện phép toán XOR giữa hai giá trị chứa trong thanh ghi W và thanh

ghi f. Kết quả được lưu vào trong thanh ghi W nếu d=0 hoặc thanh ghi f nếu d=1.Bit trạng thái: Z.

Ngoài các lệnh trên còn có một số lệnh dùng trong chương trình như:#DEFINECú pháp: #DEFINE Tác dụng: thay thế một chuỗi kí tự này bằng một chuỗi kí tự khác, có nghĩa là mỗi khichuỗi kí tự text1 xuất hiện trong chương trình, trình biên dịch sẽ tự động thay thế chuỗi kítự đó bằng chuỗi kí tự .

#INCLUDE

Cú pháp: #INCLUDE hoặc #INCLUDE “filename”Tác dụng: đính kèm một file khác vào chương trình, tương tự như việc ta copy file đó vàovị trí xuất hiện lệnh INCLUDE. Nếu dùng cú pháp thì file đình kèm là file hệthống (system file), nếu dùng cú pháp “filename” thì file đính kèm là file của người sửdụng. Thông thường chương trình được đính kèm theo một “header file” chứa các thôngtin định nghịa các biến (thanh ghi W, thanh ghi F,..) và các địa chỉ cảu các thanh ghi chứcnăng đặc biệt trong bộ nhớ dữ liệu. Nếu không có header file, chương trình sẽ khó đọc vàkhó hiểu hơn.CONSTANTCú pháp: CONSTANT =Tác dụng: khai báo một hằng số, có nghĩa là khi phát hiện chuỗi kí tự “name” trong

chương trình, trình biên dịch sẽ tự động thay bằng chuỗi kí tự bằng giá trị “value” đã đượcđịnh nghĩa trước đó.

VARIABLECú pháp: VARIABLE =Tác dụng: tương tự như lệnh CONSTANT, chỉ có điểm khác biệt duy nhất là giá trị“value” khi dùng lệnh VARIABLE có thể thay đổi được trong quá trình thưc thi chươngtrình còn lệnh CONSTANT thì không.


32/108



SETCú pháp: SET Tác dụng: gán giá trị cho một tên biến. Tên của biến có thể thay đổi được trong quá trìnhthực thi chương trình.

EQUCú pháp: EQU Tác dụng: gán giá trị cho tên của tên của hằng số. Tên của hằng số không thay đổi trongquá trình thực thi chương trình.

ORGCú pháp: ORG Tác dụng: định nghĩa một địa chỉ chứa chương trình trong bộ nhớ chương trình của vi điềukhiển.

ENDCú pháp: ENDTác dụng: đánh dấu kết thúc chương trình.

__CONFIGCú pháp:Tác dụng: thiết lập các bit điều khiển các khối chức năng của vi điều khiển được chứatrong bộ nhớ chương trình (Configuration bit).

PROCESSORCú pháp: PROCESSOR Tác dụng: định nghĩa vi điều khiển nào sử dụng chương trình.


33/108



4. Các linh kiện dùng trong mạch.4.1.IC 7805:

Hình 2.24: IC7805

4.2. IC LM324:

Sơ đồ chân và cấu trúc bên trong:

Hình 2.25: IC LM324

Chức năng: Dùng để so sánh điện áp.

4.3.Led thu phát hồng ngoại:

Chân 1 : input (ngỏ vào)Chân 2: output (ngỏ ra)Chân 3: mass

Chức năng: là IC ổn áp nguồn dương, tạo điệnáp chuẩn 5V.


34/108



DETECTOR: led thu hồng ngoạiEMITTER: led phát hồng ngoại.

4.4.L298:

Hình 2.26: L298

Chức năng: Dùng để điều khiển động cơ.

4.5.Động cơ điện một chiều:

Hình 2.27: Động cơ DC


35/108



CHƯƠNG 3:LẬP TRÌNH PIC DÙNG CCS

1. Tổng quan về CCS:Sự ra đời của một loại vi điều khiển đi kèm với việc phát triển phần mềm ứng dụng

cho việc lập trình cho con vi điều khiển đó. Vi điều khiển chỉ hiểu và làm việc với hai con số 0và 1. Ban đầu để việc lập trình cho VĐK là làm việc với dãy các con số 0 và 1.

Sau này khi kiến trúc của Vi điều khiển ngày càng phức tạp, số luợng thanh ghi lệnhnhiều lần, việc lập trình với dãy các số 0 và 1 không còn phù hợp nữa, đòi hỏi ra đời một ngônngữ mới thay thế. Và ngôn ngữ lập trình Assembly. Ở đây ta không nói nhiều đến Assmebly.Sau này khi ngôn ngữ C ra đời, nhu cầu dụng ngôn ngữ C để thay cho ASM trong việc mô tảcác lệnh lập trình cho Vi điều khiển một cách ngắn gọn và dễ hiểu hơn đã dẫn đến sự ra đờicủa nhiều chương trình soạn thảo và biên dịch C cho Vi điều khiển : Keil C, HT-PIC, MikroC,CCS…Ở đây tôi sử dụng CCS để lập trình vì tính năng mạnh và dễ lập trình hơn so vớiMBLab.

CCS là trình biên dịch lập trình ngôn ngữ C cho Vi điều khiển PIC của hãng

Microchip. Chương trình là sự tích hợp của 3 trình biên dịch riêng biệt cho 3 dòng PIC khácnhau đó là:

PCB cho dòng PIC 12 bit opcodes. PCM cho dòng PIC 14 bit opcodes. PCH cho dòng PIC 16 và 18 bit.

Tất cả 3 trình biên dịch này được tích hợp lại vô trong một chương trình bao gồm cảtrình soạn thảo văn biên dịch là CCS.

Giống như nhiều trình biên dịch C khác cho PIC, CCS giúp cho người sử dụng nắm bắtnhanh được vi điều khiển PIC và sử dụng PIC trong các dự án. Các chương trình điều khiển sẽđược thực hiện nhanh chóng và đạt hiệu quả cao thông qua việc sử dụng ngôn ngữ lập trìnhcấp cao – Ngôn ngữ C.

Hình 3.1: Cửa sổ chương trình CCS.


36/108



2. Cách sử dụng các biến và hàm, các cấu trúc lệnh, chỉ thị tiền xử lí: 2.1. Khai báo biến:

Các loại biến được hỗ trợ:

int1 số 1 bit = true hay false ( 0 hay 1). int8 số nguyên 1 byte ( 8 bit).

int16 số nguyên 16 bit.

int32 số nguyên 32 bit. char ký tự 8 bit. float số thực 32 bit.

short mặc định như kiểu int1.

byte mặc định như kiểu int8. int mặc định như kiểu int8. long mặc định như kiểu int16.

Thêm signed hoặc unsigned phía trước để chỉ đó là số có dấu hay không dấu .Khai báonhư trên mặc định là không dấu. 4 khai báo cuối không nên dùng vì dễ nhầm lẫn . Thay vào đónên dùng 4 khai báo đầu .

VD :Signed int8 a ; // số a là 8 bit dấu ( bit 7 là bit dấu ).Signed int16 b , c , d ;Signed int32 , . . .

Phạm vi biến :Int8 : 0 , 255 signed int8 : -128 , 127Int16 : 0 ,2^15-1 signed int16 : -2^15 , 2^15-1Int32 : 0 , 2^32-1 signed int32 : -2^31 , 2^31-1

Cách sử dụng biến:Khi sử dụng các phép toán cần lưu ý: sự tràn số , tính toán với số âm , sự chuyển kiểu

và ép kiểu.

VD:Int8 a=275; // a =275-256=19 Int8 const a=275 //a=19 Int8 a=40 , b=7 , c; C=a * b ; //c=280-256=24 C=a / b ; //c=5 Có thể ép kiểu , thường là tiết kiệm ram , hay muốn tiết kiệm thời gian tính ,…VD : Int8 a =8 , b=200; Int16 c ; C= ( int16) a * b ;

// c= 1600 , a chuyển sang 16 bit , 16bit*8bit -> b tự độngchuyển sang 16 bit , kết quả là 16 bit trong c , lưu ý biến a , bvẫn là 8 bit .

8bit * 8bit -> phép nhân là 8 bit , KQ là 8 bit 16bit * 8 bit -> phép nhân là 16 bit , KQ là 16 bit 32bit * 16 bit -> phép nhân là 32 bit , KQ là 32 bit

16bit * 16 bit -> phép nhân là 16 bit , KQ là 16 bit . . . v . v . . . Có thể ép kiểu kết quả :VD :


37/108



16b*8b ->16bit , nếu gán vào biến 8 bit thì KQ sẽ cắt bỏ 8 bit cao .

Phạm vi sử dụng biến: Giống như C trong lập trình C cho máy tính. Biến có thể được khai báo như toàn cục

hay cục bộ .Biến khai báo trong hàm sẽ là cục bộ và sẽ chỉ dùng được trong hàm đó, kể cảtrong hàm main( ). Ngoài ra còn có thể khai báo ngay trong 1 khối lệnh, và cũng chỉ tồn tại

trong khối lệnh đó.2.2.

Các cấu trúc lệnh (Statement): Các vòng lặp:

Một trong những điểm mạnh lớn nhất của máy tính là khả năng thực hiện một chuỗi cáclệnh lặp đi lặp lại. Điều đó có được là do sử dụng các cấu trúc lặp trong ngôn ngữ lập trình.

Đối với những người đã từng viết chương trình cho vi điều khiển bằng ngôn ngữAssemler thì việc tạo ra các vòng lặp hết sức khó khăn do các vòng lặp hoàn tòan được tạo ra bằng các lệnh nhảy, so sánh và nhãn, nhưng sẽ tiện lợi hơn khi viết chương trình cho vi điềukhiển bằng ngôn CCSC.

Câu lệnh: Do… While…Không giống như vòng lặp for và while, vòng lặp này kiểm tra điều kiện tại cuối vòng

lặp. Điều này có nghĩa là vòng lặp do...while sẽ được thực hiện ít nhất một lần, ngay cả khiđiều kiện là sai (false) ở lần chạy đầu tiênCode:

do{

câu_lệnh;} while (điều_kiện);

Cặp dấu ngoặc "{}" là không cần thiết khi chỉ có một câu lệnh hiện diện trong vòng lặp,nhưng việc sử dụng dấu ngoặc "{}" là một thói quen tốt. Vòng lặp do...while lặp đến khiđiều_kiện mang giá trị false. Trong vòng lặp do...while, câu_lệnh (khối các câu lệnh) sẽ đượcthực thi trước, và sau đó điều_kiện được kiểm tra. Nếu điều_kiện là true, chương trình sẽ quaylại thực hiện lệnh do. Nếu điều kiện là false, chương trình chuyển đến thực hiện lệnh nằm sauvòng lặp.

Chương trình sẽ thực thi biểu thức rồi mới xét điều kiện sau. Câu lệnh: While…

Code:while (điều kiện)

câu lệnh;Trong đó, câu lệnh có thể là rỗng, hay một lệnh đơn, hay một khối lệnh. Nếu vòng lặp

while chứa một tập lệnh thì chúng phải được đặt trong cặp ngoặc xoắn {}. điều_kiện có thể là biểu thức bất kỳ. Vòng lặp sẽ được thực hiện lặp đi lặp lại khi điều kiện trên là đúng (true).Chương trình sẽ chuyển đến thực hiện lệnh tiếp theo sau vòng lặp khi điều kiện trên là sai(false).Chương trình sẽ xét điều kiện trước rồi thực thi biểu thức sau.

Câu lệnh: For…Code:

for (khởi tạo giá trị cho biến điều khiển; biểu thức điều kiện; biểu thức thayđổi giá trị của biến điều khiển)

{Câu lệnh (các câu lệnh);

}


38/108



Khởi tạo giá trị cho biến điều khiển là một câu lệnh gán giá trị ban đầu cho biến điềukhiển trước khi thực hiện vòng lặp. Lênh này chỉ được thực hiện duy nhất một lần.

Biểu thức điều kiện là một biểu thức quan hệ, xác định điều kiện thoát cho vòng lặp.Biểu thức thay đổi giá trị của biến điều khiển xác định biến điều khiển sẽ bị thoát thế

nào sau mỗi lần vòng lặp được lặp lại (thường là tăng hoặc giảm giá trị của biến điều khiển).

Ba phần trên được phân cách bởi dấu chấm phẩy. Câu lệnh trong thân vòng lặp có thể là mộtlệnh duy nhất (lệnh đơn) hoặc lệnh phức (nhiều lệnh).Vòng lặp for sẽ tiếp tục được thực hiện chừng nào mà biểu thức điều kiện còn

[b]đúng (true)[b]. Khi biểu thức điều kiện là sai (false), chương trình sẽ thoát ra khỏi vòng lặpfor.

Vòng lặp "for" lồng nhau Một vòng lặp for được gọi là lồng nhau khi nó nằm bên trong một vòng lặp for khác

Code:for (i = 1; i < max1; i++){ ...

...for (j = 1; j < max1; j++){ ...

...}...

}Vòng lặp for khi không có bất kỳ thành phần nào sẽ là một vòng lặp vô tận. Tùy

nhiên, lệnh break bên trong vòng lặp sẽ cho phép thoát khỏi vòng lặp. Cấu trúc chọn lựa IF: Câu lệnh: If…Code:

if (biểu thức)Các câu lệnh;

Cho phép đưa ra các quyết định dựa trên việc kiểm tra một điều kiện nào đó làđúng(true) hay sai (false). Biểu thức phải luôn đặt trong dấu ngoặc ( ). Mệnh đề theo sau từkhóa if là một điều kiện (hoặc một biểu thức điều kiện) cần được kiểm tra. Tiếp đến là mộtlệnh hay một tập các lệnh sẽ được thực thi khi điều kiện (hoặc biểu thức điều kiện) có kết quảtrue.

Câu lệnh: If…Else…Code:

if (biểu thức){ câu lệnh 1;}else{ câu lệnh 2;}

Ở trên chúng ta biết dạng đơn giải nhất của câu lệnh if, cho phép chúng ta lựa chọn đểthực hiện hay không một câu lệnh hoặc một chuỗi các lệnh. C cũng cho phép ta lựa chọn tronghai khối lệnh để thực hiện bằng cách dùng cấu trúc if...else…

Nếu biểu thức điều kiện trên đúng, câu lệnh 1 được thực hiện. Nếu nó sai câu lệnh 2được thực hiện. Câu lệnh sau if và else có thể là lệnh đơn hoặc lệnh phức. Các câu lệnh đó nênđược lùi vào trong dòng mặc dù không bắt buộc. Cách viết đó giúp ta nhìn thấy ngay nhữnglệnh nào sẽ được thực hiện tùy theo kết quả của biểu thức điều kiện.


39/108



Các lệnh khác:Return;//Dùng cho hàm có trả về trị, hoặc không trả về trị, nghĩa là thoát khỏi hàm tại

đó.Break; // Ngắt ngang (thoát khỏi) vòng lặp while.Continue; // quay trở về đầu vòng lặp while.

Goto label;// nhảy đến label.Label: stmt; Statement (stmt): câu lệnh. Expression (expr): biểu thức.

2.3. Chỉ thị tiền xử lí:1) # INCLUDE :

Cú pháp : # include Filename: tên file cho thiết bị *.h, *.c. Nếu chỉ định file ở đường dẫn khác thì thêm

đường dẫn vào. Luôn phải có để khai báo chương trình viết cho VĐK nào, và luôn đặt ở dòngđầu tiên .

VD :#include // chương trình sử dụng cho VĐK 16F877

#include < C:\INCLUDES\COMLIB\MYRS232.C >

2) #BIT , #BYTE , #LOCATE và #DEFINE: _#BIT id = x . yVới id : tên biến.

x : biến C ( 8,16,32,…bit) hay hằng số địa chỉ thanh ghi.y : vị trí bit trong x.

Tạo biến 1 bit đặt ở byte x vị trí bit y, tiện dùng kiểm tra hay gán trị cho bit thanh ghi.Điểm khác biệt so với dùng biến 1 bit từ khai báo int1 là: int1 tốn 1 bit bộ nhớ, đặt ở thanh ghiđa mục đích nào đó do CCS tự chọn, còn #BIT thì không tốn thêm bộ nhớ do id chỉ là danhđịnh đại diện cho bit chỉ định ở biến x, thay đổi giá trị id (0 / 1) sẽ thay đổi giá trị bit tương

ứng y -> thay đổi trị x.VD:

#bit TMR1Flag = 0xb.2 //bit cờ ngắt timer1 ở địa chỉ 0xb.2 (PIC16F877A)Khi đó TMR1Flag = 0 -> xoá cờ ngắt timer1

Int16 a=35; //a=00000000 00100011#bit b= a.11 //b=0, nếu b=a.0 thì b chỉ vị trí LSB (bit thấp nhất, bêntrái)Sau đó : b=1; //a=00001000 00100011 = 2083

_#BYTE id = xx: địa chỉ.id : tên biến C.

Gán tên biến id cho địa chỉ (thanh ghi ) x, sau đó muốn gán hay kiểm tra địa chỉ x chỉcần dùng id. Không tốn thêm bộ nhớ, tên id thường dùng tên gợi nhớ chức năng thanh ghi ởđịa chỉ đó. Lưu ý rằng giá trị thanh ghi

Noidung 150125172205 Conversion Gate01

Documents