News-Cáo công nghệ 2024 Gợi ý mua sắm online hiệu quả
HƯỚNG DẪN LẬP TRÌNH VI ĐIỀU KHIỂN PIC VỚI PHẦN MỀM CCS
BÀI 1: NH ẬP MÔN VI ĐIỀU KHIỂN PIC I. PHẦN LÝ THUY ẾT
1. Giới thiệu về vi điều khiển PIC
1. 1 Giới thiệu về vi điều khiển
Bộ vi điều khiển viết tắt là Micro-controller là m ạch tích hợp trên một chip có th ể lập trình được, dùng để điều khiển hoạt động của hệ thống .Theo các ậtp lệnh của người lập trình, bộ vi điêu khiển tiến hành đọc, lưu trữ thông tin, x ử lý thông tin, đo thời gian và tiến hành đóng mở một cơ cấu nào đó .
Trong các thiết bị điện và điện tử, các bộ vi điều khiển điều khiển hoạt động của ti vi, máy giặt, đầu đọc lase, lò vi ba, điện thoại …Trong h ệ thống sản xuất tự động, bộ vi điều khiển sử dụng trong robot, các hệ thống đo lường giám sát .Cácệ thống càng thông minh thì vai trò c ủa vi điều khiển ngày càng quan tr ọng. Hiện nay trên thị trường có r ất nhiều họ vi điều khiển như: 6811 của Motorola, 8051 của Intel, Z8 của Zilog, PIC của
Microchip Technology .
1.2 Giới thiệu về vi điều khiển PIC
PIC bắt nguồn từ chữ viết tắt của “Programmable Intelligent Computer” ( Máy tính khả trình thông minh) là s ản phẩm của hãng General Instrument đặt cho dòng s ản
phẩm đầu tiên ủca họ là PIC 1650. Lúc này Pic dùng để giao tiếp với các thiết bị ngoại vi cho máy chủ 16 bit CP1600, vì vậy người ta gọi PIC với tên là “ Peripheral Interface Controller” ( b ộ điều khiển giao tiếp ngoại vi) .
Năm 1985 General Instrument bán bộ phận vi điện tử của họ, và ch ủ sở hữu mới (Microchip Technology) huỷ bỏ hầu hết các dự án – lúc đó đã quá ỗli thời. Tuy nhiên PIC
được bổ sung EEPROM để tạo thành m ột bộ điều khiển vào ra kh ả trình. Ngày nay có r ất nhiều dòng PIC được sản xuất với hàng lo ạt các modul ngoại vi được tích hợp sẵn ( như :USART, PWM, ADC…) v ới bộ nhớ chương trình từ 512 word đến 32k word.
CÔNG TY TNHH CÔNG NGH Ệ CAO ATECKO www.atecko.com.vn
HƯỚNG DẪN LẬP TRÌNH VI ĐIỀU KHIỂN PIC VỚI PHẦN MỀM CCS
PIC sử dụng tập lệnh RISC, với dòng PIC low- end (độ dài mã l ệnh 12 Bit ví dụ PIC12Cxxx) và mid- range (độ dài mã l ệnh 14 bit , ví dụ PIC16Fxxx), tập lệnh bao gồm khoảng 35 lệnh, và 70 l ệnh đối với dòng PIC high- end( có độ dài mã l ệnh 16bit PIC18Fxxxx). Tập lệnh bao gồm các ệlnh tính toán trên các thanh ghi, và cácằngh số, hoặc các vị trí ô nh ớ, cũng như có các lệnh điều kiện, nhảy/ gọi hàm, và các lệnh quay trở về, nó c ũng có các chức năng phần cứng khác như ngắt hoặc sleep( chế độ hoạt động tiết kiệm điện ). Microchip cung cấp môi trường lập trình MPLAB0, nó bao g ồm phần mềm mô ph ỏng và trình d ịch ASM
Hiện nay có khá nhiều dòng PIC và có r ất nhiều khác biệt về phần cứng, nhưng chúng ta có thể điểm qua một vài nét như sau :
8/16/24/32 bit CPU, xây d ựng theo kiến trúc Harvard Flash và Rom có th ể tuỳ chọn 256 byte đến 256 kbybe
Bộ nhớ nội EEPROM – có th ể ghi/ xoá lênớ it hàng tri ệu lần
Các ổcng xuất/nhập (mức lôgic thường từ 0v đến 5v, ứng với mức logic 0 và 1,
dòng kho ảng vài ch ục mA) 8/16 bit timer
Modun giao tiếp ngoại vi nối tiếp không đồng bộ: USART Modun giao tiếp ngoại vi song song (kiểu máy in)
Bộ chuyển đổi ADC 10 bit nội gồm 8 kênh đầu vào
Module ngoại vi MSSP dùng cho các giao tiếp I2C, SPI Modul CCP có ch ức năng
o Comparator (so sánh)
o Capture
Một số
o PWM: dùng trong điều khiển động cơ dòng vi điều khiển PIC hỗ trợ thêm:
Hỗ trợ điều khiển động cơ 3 pha, 1 pha
Hỗ trợ giao tiếp USB
Hỗ trợ điều khiển Ethernet
Hỗ trợ giao tiếp CAN
CÔNG TY TNHH CÔNG NGH Ệ CAO ATECKO www.atecko.com.vn
HƯỚNG DẪN LẬP TRÌNH VI ĐIỀU KHIỂN PIC VỚI PHẦN MỀM CCS
Hỗ trợ giao tiếp LIN Hỗ trợ giao tiếp IRDA
DSP những tính năng xử lý tín hi ệu số
1.3 Các thành phần cơ bản của một mạch ứng dụng vi điều khiển PIC:
1.4 Các khái ệmni cơ bản:
Cổng xuất nhập I/O:
Trong vi điều khiển PIC16F877A có 5 c ổng:
Cổng A gồm 6 chân: RA0, RA1.. RA5
Cổng B gồm 8 chân: RB0, RB1,..RB7
Cổng C gồm 8 chân: RC0, RC1, ..RC7
Cổng D gồm 8 chân: RD0, RD1,..RD7
Cổng E gồm 3 chân: RE0, RE1, RE2
Mỗi cổng thực chất được quản lý b ởi các thanh ghi PORTA, PORTB, PORTC, PORTD, PORTE nằm trong bộ nhớ RAM của vi điều khiển. Xem hình sau:
CÔNG TY TNHH CÔNG NGH Ệ CAO ATECKO www.atecko.com.vn
HƯỚNG DẪN LẬP TRÌNH VI ĐIỀU KHIỂN PIC VỚI PHẦN MỀM CCS
Bộ nhớ RAM của vi điều khiển PIC 16F877A gồm 4 bank nhớ. Nhìn vào các bank nhớ ta có th ể thấy các thanh ghi được đặt tên và các thanh ghi đa mục đích (General Purpose
Register).
Các thanh ghi được đặt tên là các thanh ghi đặc biệt dùng để điều khiển, quản lý hoặc thể hiện trạng thái ủca các khối chức năng trong vi điều khiển ví dụ PORTA
CÔNG TY TNHH CÔNG NGH Ệ CAO ATECKO www.atecko.com.vn
chân c ủa vi điều khiển có
HƯỚNG DẪN LẬP TRÌNH VI ĐIỀU KHIỂN PIC VỚI PHẦN MỀM CCS
là đại diện cho các chân cổng A, PORTB là đại diện cho các chân cổng B v.v. Các thanh ghi này có địa chỉ xác định và không được dùng cho các mục đích khác
Các thanh ghi đa mục đích được dùng để đặt biến trong một chương trình ứng dụng của vi điều khiển. Nhìn vào b ản đồ bộ nhớ RAM, ta thấy biến có th ể đặt từ
địa chỉ 20F đến 7Fh trong bank nhớ 0, A0h-EFh, 120h-16Fh, 1A0h-1EFh.
Trở lại vấn đề về các cổng, tới đây ta có thể đưa ra nhận xét:
Thanh ghi PORTA phản ánh trạng thái ủca các chân cổng A, nghĩa là mu ốn tín hiệu đầu ra của các chân cổng A như thế nào ta ch ỉ việc đưa giá trị vào các bit tương ứng trên thanh ghi PORTA. Cũng như khi đọc giá trị của thanh ghi PORTA ta sẽ biết được trạng thái ủca các chân cổng A.
Ví dụ:
Muốn RA0 ở mức logic 1 (mức 5V), RA1 ở mức logic 0 (mức 0V), RA2 ở mức logic 1, RA3 ở mức logic 0, RA4 ở mức logic 1, RA5 ở mức logic 1, ta chỉ việc gán giá ịtr 000110101 cho thanh ghi PORTA.
X X 1 1 0 1 0 1
RA5 RA4 RA3 RA2 RA1
RA0
X: không quan tâm.
Tương tự như vậy với PORTB,PORT C,PORTD,PORTE.
Tính đa chức năng của một chân trên vi điều khiển:
Nhìn vào s ơ đồ chân c ủa vi điều khiển, ta có th ể thấy một số
tên gồm nhiều phần với dấu gạch chéo. Ví dụ: RA0/AN0, RC7/RX/DT, RC6/TX/CK Đây chính là tính đa chức năng của một chân trên vi điều khiển hay còn g ọi là s ự dồn
kênh.
Ý ngh ĩa của nó là:
Bình thường nếu không được cài đặt thì tấc cả các chân trên 5 ổcng A, B, C, D, E là các chân vào ra s ố I/O.
Nếu trong chương trình ta có cài đặt một chức năng nào đó như RS232, ADC hoặc PWM v.v thì các chân tương ứng với chức năng đó sẽ hoạt động theo chức năng đó. Khi đó chân này s ẽ không được dùng làm chân vào ra s ố như bình thường nữa.
CÔNG TY TNHH CÔNG NGH Ệ CAO ATECKO www.atecko.com.vn
HƯỚNG DẪN LẬP TRÌNH VI ĐIỀU KHIỂN PIC VỚI PHẦN MỀM CCS
Ví dụ: bình thường chân RA0/ANO là chân vào ra s ố RA0, nếu chức năng ADC với kênh vào tín hi ệu analog là kênh0 được cài đặt khi đó chân RA0 /AN0 sẽ là chân vào c ủa bộ ADC, tức là ho ạt động theo chức năng AN0.
Tương tự như vậy, khi cài đặt giao tiếp với thiết bị ngoại vi theo chuẩn RS232, chân vào ra số RC7/RX/DT sẽ hoạt động như đầu vào d ữ liệu RS232 tức là ch ức năng RX của chân này.
Cài đặt vào/ra cho các chân vào ra s ố trên cácổ ng:c
Các chân vào/ra số trên vi điều khiển PIC phải được cài đặt là chân vào ho ặc chân ra thì
mới hoạt động đúng chức năng. Việc một chân trên cổng X (X=A,B,..E) được qui định là đầu ra hay đầu vào ph ụ thuộc vào bit tương ứng trên thanh ghi TRISX (X=A,B,..E) là 0 hay 1.
Ví dụ: Muốn 4 chân th ấp (bit thấp) trên ổcng B (RB0-RB3) là chân vào, 4 chân cao (bit
cao) trên ổcng B (RB4-RB7) là chân ra thì giá trị các bit trên thanh ghi TRISBẽ slà:
0 0 0 0 1 1 1 1
Gợi ý d ễ nhớ là:
Để chân RB.m (m=0- 7) là đầu ra, tức Output thì giá trị TRISB.m là 0 Là đầu vào, t ức Input thì giá trị TRISB.m là 1
Tương tự như vậy đối với các chân trên cácổ ngc còn l ại
2. Ngôn ng ữ lập trình cho vi điều khiển PIC- CCS:
2. 1 Các ngôn ngữ lập trình cho vi điều khiển PIC: Ngôn ng ữ lập trình cho vi điều khiển PIC có 2 lo ại:
– Ngôn ng ữ lập trình cấp thấp- Hợp ngữ: có ph ần mềm MPLAB
– Ngôn ng ữ lập trình bậc cao: có nhi ều loại, được phát triển theo ngôn ng ữ C, như: CCS, HTPIC, PIC BASIC v.v
Ưu điểm của hợp ngữ là giúp người học và l ập trình hiểu rõ hơn về cấu trúc bên trong ủca
vi điều khiển PIC, cũng như tối ưu hóa bộ nhớ chương trình. Tuy nhiên, nhìn chung phương pháp tiếp cận hợp ngữ là khó và kh ả năng phát triển ứng dụng là h ạn chế, mất
CÔNG TY TNHH CÔNG NGH Ệ CAO ATECKO www.atecko.com.vn
HƯỚNG DẪN LẬP TRÌNH VI ĐIỀU KHIỂN PIC VỚI PHẦN MỀM CCS
thời gian. Vì vậy, khóa h ọc sẽ tập trung vào s ử dụng ngôn ng ữ bậc cao mà c ụ thể là CCS để nghiên ứcu và phát triển cácứng dụng trên PIC.
Ưu điểm của CCS là:
– Kế thừa tấc cả đặc điểm của ngôn ng ữ C- là ngôn ng ữ cơ bản, quen thuộc mà sinh viên đã được đào tạo
– Xây d ựng sẵn các hàm phục vụ cho việc sử dụng dễ dàng các khối chức năng đặc biệt của Vi điều khiển PIC như khối ADC, PWM, RS232, SPI
– Có kh ả năng kết hợp với ngôn ng ữ hợp ngữ, tạo sự mềm dẻo trong phát triển ứng dụng
– Khả năng phát triển, nâng c ấp ứng dụng là d ễ dàng
– Ngày càng được cập nhật với nhiều tính năng ưu việt và hi ệu quả hơn.
2.2 Cơ bản về ngôn ng ữ lập trình CCS:
2.2.1 Ví dụ về một chương trình viết trên ngôn ngữ CCS:
// Đây là chú thích chương trình
//Bắt đầu các chỉ thị tiền xử lý c ủa chương trình
#include<16f877a.h> // cho file định nghĩa thiết bị 16f877a.h vào chương trình #fuses HS,NOLVP,NOWDT// Cấu hình cho vi điều khiển PIC
#use delay (clock=4000000) // dùng thạch anh tần số 4MHz // Khai báo biến hằng
byte const MAP[10] = {0xC0,0xF9,0xA4,0xB0,0x99,0x92,0x82,0xF8,0x80,0x90}; //=========================================== //===========================================
// Bắt đầu chương trình con hiển thị
void display(int n)
{
char b; // khai báo biến b
b=((MAP[n/10]) ^ 0x00);
if ((n/10)==(0)) b=0xff;
output_b(b); // sử dụng hàm xu ất giá trị ra cổng B
output_low(PIN_A4);// sử dụng hàm đưa giá trị chân RA4 xu ống mức thấp
CÔNG TY TNHH CÔNG NGH Ệ CAO ATECKO www.atecko.com.vn
HƯỚNG DẪN LẬP TRÌNH VI ĐIỀU KHIỂN PIC VỚI PHẦN MỀM CCS
delay_ms(2);// Sử dụng hàm t ạo trễ 2 ms
output_high(PIN_A4); // sử dụng hàm đưa giá trị chân RA4 lên mức cao
output_b((MAP[n%10]) ^ 0x00);
output_low(PIN_A5);
delay_ms(2);
output_high(PIN_A5);
}
// Kết thúc chương trình con hiển thị
//============================================
// Bắt đầu chương trình chính
// Đây là nơi vi điều khiển bắt đầu chạy lệnh
//============================================
void main()
{
int i,count;
count=0;
while(TRUE)
{
for (i=0;i<=50;i++)
display(count); // dispay 50 times
count=(count==99) ? 1: count+1;
}
}
2.2.2 Cấu trúc của một chương trình viết bằng CCS:
2.2.2.1 Khai báo tiền xử lý:
Bắt đầu một chương trình viết bằng ngôn ng ữ CCS là ph ần khai báo tiền xử lý:
1. Đầu tiên là phần khai báo file header:#include <tên chip dùng.h>
Ví dụ: # include <16f877a.h>
Việc khai báo này thực chất là chép cả file 16f877a.h vào chương trình này.
CÔNG TY TNHH CÔNG NGH Ệ CAO ATECKO www.atecko.com.vn
HƯỚNG DẪN LẬP TRÌNH VI ĐIỀU KHIỂN PIC VỚI PHẦN MỀM CCS
Vậy nội dung của file .h này là gì? N ội dung của file này s ẽ định nghĩa tấc cả các tên ũngc như định nghĩa các hằng sẽ được dùng trong các hàm chức năng của
CCS.
Ví dụ trong chương trình cho ở trên, trong dòng lệnh :
output_low(PIN_A4);// sử dụng hàm đưa giá trị chân RA4 xu ống mức thấp
thì hằng PIN_A4 được định nghĩa trong file 16f877a.h là #define PIN_A4 44,
CCS hiểu đây là bit thứ 4 của thanh ghi có địa chỉ 04h (thanh ghi PORTA). Có th ể mở file: C:\Program Files\PICC\Devices\16f877a.h để hiểu thêm
2. Thứ hai là ph ần khai báo ấcu hình: #fuses HS,NOLVP,NOWDT
Vi điều khiển PIC có th ể hoạt động ở nhiều chế độ khác nhau, ũngc như cách cấu hình phần cứng của nó c ũng có nhiều chế độ. Mỗi chế độ như vậy được khai báo và dùng s ẽ ảnh hưởng đến hoạt động của các khối chức năng, cũng như các chân của vi điều khiển. Vì vậy, đối với mỗi ứng dụng, ta phải khai báo ấcu hình cho phù hợp.
Trong ví dụ trên, khai báoấuc hình cho bộ dao động kiểu HS, không s ử dụng chức năng Watchdog Timer, và lập trình điện áp thấp.
3. Thứ ba là ph ần khai báo ầtn số của thạch anh dùng cho ứng dụng, tốc độ này ph ải phù hợp với thạch anh ta dùng trong mạch.
# USE Delay(clock=tần số thạch anh)
Ví dụ: # USE Delay(clock=4000000)// Khai báo dùng thạch anh 4 MHz
Điều lưu ý là chúng ta chỉ dùng được hàm t ạo thời gian trễ delay_ms(), delay_us() sau khi có khai báo này trong chương trình.
4. Ngoài ra, khi s ử dụng bất cứ khối chức năng đặc biệt nào trong vi điều khiển PIC ta phải dùng chỉ thị tiền xử lý #USE để khai báo. Các khối chức năng đặc biệt là RS232, PWM, SPI, I2C ..v.v
Ví dụ: #use rs232(baud=9600, xmit=PIN_C6,rcv=PIN_C7)
2.2.2.2 Phần khai báo biến toàn c ục:
Sau phần khai báo tiền xử lý là ph ần khai báo biến toàn c ục nếu có.
Cũng nhắc lại biến toàn c ục là bi ến được sử dụng trong toàn b ộ chương trình, cả chương trình chính và ch ương trình con. Điều này khác với biến cục bộ là bi ến được khai báo
CÔNG TY TNHH CÔNG NGH Ệ CAO ATECKO www.atecko.com.vn
HƯỚNG DẪN LẬP TRÌNH VI ĐIỀU KHIỂN PIC VỚI PHẦN MỀM CCS
trong các chương trình con, hàm con, ch ương trình chính, các biến này ch ỉ được tạo ra và sử dụng trong chính mỗi chương trình khai báo nó.
Nhân đây cũng giới thiệu qua dạng dữ liệu dùng trong CCS. Có m ột số các dạng cơ bản như sau:
Khai báo biến:
Int1,short: dạng logic 1,0
Int,Int8,byte: dạng số nguyên 8 bit, nếu khai báo dạng số nguyên 8 bit có dấu thêm signed
Int16,long: dạng số nguyên 16 bit
Int32: dạng số nguyên 32 bit
Char: dạng kí tự 8 bit
Float: dạng số thực 32 bit
Ví dụ: int8 a; // Khai báo a là biến số nguyên 8 bit
Khai báo hằng số:
Ví dụ: int8 const a=231;
Khai báo mảng hằng số:
Ví dụ: int const a[5]= {1, 23, 3, 4, 5}
2.2.2.3 Phần khai báo, định nghĩa cácchương trình con:
Chương trình con là ch ương trình sẽ được gọi từ chương trình chính ho ặc chương trình con khác.
Chương trình con phải được khai báo và định nghĩa trong một file chương trình ứng dụng.
Phần khai báo phải đặt trước chương trình chính (trong file)
Phần định nghĩa có thể định nghĩa ngay trong khai báo hoặc được đặt bất kì nơi nào sau phần khai báo biến toàn c ục nếu có.
Ngoài các chương trình con bình thường ra, còn có ch ương trình con phục vụ ngắt được đặt sau khai báo tiền xử lý: # int_tên ngắt. Phần này s ẽ được bàn k ĩ hơn trong các bài học
sau.
2.2.2.3 Phần chương trình chính:
Bắt đầu bằng:
void main() {
CÔNG TY TNHH CÔNG NGH Ệ CAO ATECKO www.atecko.com.vn
HƯỚNG DẪN LẬP TRÌNH VI ĐIỀU KHIỂN PIC VỚI PHẦN MỀM CCS
}
Cũng nhắc lại là trong m ột chương trình CCS , vi điều khiển sẽ chạy từ chương trình chính, hay nói cách khác là ừt dòng l ệnh đầu tiên sau void main().
Các chương trình con chỉ được gọi tại các ờli gọi chương trình con trong chương trình chính hoặc từ các chương trình con khác. Chương trình con phục vụ ngắt chỉ được chạy khi có ng ắt xảy ra, và ng ắt đó được cho phép (sẽ bàn k ĩ hơn trong các bài học sau).
2.2.3 Các ấcu trúc thuật toán ủca ngôn ng ữ CCS:
Cấu trúc thuật toán ủca ngôn ng ữ CCS kế thừa 100% từ ngôn ng ữ C. Ở đây xin nhắc lại một số các ấcu trúc hay dùng:
– Cấu trúc IF:
o If (biểu thức) Lệnh1;
Else lệnh2;
Ví dụ: if (x==25)
x=1;
else
x=x+1;
– Cấu trúc lặp While:
o While (biểu thức)
{
Các ệlnh;
}
Ví dụ: While (count<20)
{
Output_B(count);
Count=count+1;
}
Chú ý: while(1) sẽ thực hiện các ệlnh trong khối while này mãi mãi
– Cấu trúc lặp FOR:
CÔNG TY TNHH CÔNG NGH Ệ CAO ATECKO www.atecko.com.vn
HƯỚNG DẪN LẬP TRÌNH VI ĐIỀU KHIỂN PIC VỚI PHẦN MỀM CCS
o For (biểu thức 1, biểu thức 2, biểu thức 3)
{
Các ệlnh;
}
Ví dụ: for (i=1;i<=10;++i)
A=a+i;
–
Cấu trúc lựa chọn SWITCH:
o SWITCH (biến)
{
Case giá trị 1: lệnh 1;
Break;
Case giá trị 2: lệnh 2;
Break;
………
Case giá trị n: lệnh n
Break;
[default: lệnh n+1; break;]}
Ví dụ: switch (cmd)
{ case 0:printf(“cmd 0”);
break;
case 1:printf(“cmd 1”);
break;
default:printf(“bad cmd”);
break;
}
CÔNG TY TNHH CÔNG NGH
Ệ CAO ATECKO
www.atecko.com.vn
HƯỚNG DẪN LẬP TRÌNH VI ĐIỀU KHIỂN PIC VỚI PHẦN MỀM CCS
Chú ý: lệnh break được dùng để thoát ậlp tức khỏi một vòng l ặp For, While, Switch
2.2.4 Các toánử tcơ bản trong CCS:
Hoàn toàn tương tự trong C.
Nhắc lại một số toán ửt hay dùng:
– += ý ngh ĩa là c ộng thêm một giá trị và l ấy kết quả Ví dụ: a+=2 nghĩa là a= a+2
Tương tự đối với các phép toánừtr,chia, nhân
-++ ý ngh ĩa là c ộng thêm 1 đơn vị vào bi ến
Ví dụ: a++; tức là a=a+1
– &&: phép AND
– ||: phép OR
– !: phép NOT
– !=: không b ằng
– >>n: dịch trái n bit
– <<n: dịch phải n bit
2.2.5 Các hàm số học cơ bản trong CCS:
Hoàn toàn gi ống trong C.
Nhắc lại một số hàm cơ bản:
Abs (): lấy trị tuyệt đối
Ceil(): làm tròn theo h ướng tăng
Floor(): làm tròn theo h ướng giảm
Pow(): lũy thừa
Sqrt(): lấy căn
Chi tiết tra help CCS : trong tab contents, chọn Built-In-Function Chú ý là khi s ử dụng các hàm này c ần khai báo file header tương ứng
2.2.6 Các hàm vào ra cơ bản trong CCS:
– Output_low (chân ): cho chân xuống mức logic thấp (mức điện áp 0V), chân có thể là:
CÔNG TY TNHH CÔNG NGH Ệ CAO ATECKO www.atecko.com.vn
HƯỚNG DẪN LẬP TRÌNH VI ĐIỀU KHIỂN PIC VỚI PHẦN MỀM CCS
PIN_A0, PIN_A1, ..PIN_B0, PIN_B1,.. PIN_C0,..v.v Nói chung là các chân có
tên trong file C:\Program Files\PICC\Devices\16f877a.h
Ví dụ: Output_low(PIN_D0) đưa chân RD0 của PIC xuống mức thấp
– Output_high(chân ): cho chân lên mức logic thấp (mức điện áp 0V), chân có thể là:
PIN_A0, PIN_A1, ..PIN_B0, PIN_B1,.. PIN_C0,..v.v Nói chung là các chân có tên trong file C:\Program Files\PICC\Devices\16f877a.h
Ví dụ: Output_high(PIN_a5) đưa chân Ra5 của PIC lên mức cao
– Output_bit(chân,giá trị): là l ệnh tổng hợp 2 lệnh trên, xuất giá trị ra chân. Giá trị có th ể là 0 (m ức thâp) ho ặc là 1 (m ức cao). Tên chân tương tự như 2 lệnh trên Ví dụ: output_bit(PIN_E0,1); đưa chân E0 lên mức 1
– Output_X(giá trị): lệnh này đưa giá trị ra cổng X. X có th ể là A, B, C, D, E.
Ví dụ: Output_A(0x21); đưa giá trị 0x21 ra cổng A
– Biến=Input_X(): đưa giá trị của cổng X vào B iến. X là A, ho ặc B, C, D, E
Ví dụ: bien1= Input_A()
– Biến=Input(chân ): lệnh này đưa giá trị của chân vào bi ến. Chân tương tự như trong các ệlnh.
Ví dụ: bien2= Input(PIN_A2);
2.2.7 Các hàm tạo trễ:
Các hàm tạo trễ gồm delay_cycles(), delay_us(), delay_ms. Tạo một khoảng thời gian trễ từ lúc lệnh được thực hiện. Chú ý là ph ải sử dụng khai báo tiền xử lý # use delay(clock=tần sô) thì m ới dùng được các ệlnh này.
– delay_cycles(số chu kỳ): tạo trễ một khoảng thời gian bằng số chu kỳ. Số chu kỳ=0-255
– delay_us(số micro giây) : tạo trễ số micro giây. S ố micro giây =0-65535
– delay_ms(số mili giây) : tạo trễ số mili giây. S ố mili giây= 0-65535
CÔNG TY TNHH CÔNG NGH Ệ CAO ATECKO www.atecko.com.vn
HƯỚNG DẪN LẬP TRÌNH VI ĐIỀU KHIỂN PIC VỚI PHẦN MỀM CCS
II. PHẦN THỰC HÀNH
Mục tiêu:
– Làm quen v ới ngôn ng ữ lập trình CCS, phần mềm mô ph ỏng Proteus, kit phát
triển
– Hiểu được các phần cơ bản của một mạch thực thi vi điều khiển PIC
– Hiểu được việc xuất nhập dữ liệu trên các chân vi điều khiển
– Ôn l ại tư duy lập trình, thuật toán và cấu trúc một chương trình viết trên C
– Làm quen v ới một số lệnh cơ bản trong CCS
Bài t ập 1.1: Dùng phần mềm mô ph ỏng Proteus thiết kế mạch như hình vẽ sau:
a. Viết chương trình bật đèn led D1
CÔNG TY TNHH CÔNG NGH Ệ CAO ATECKO www.atecko.com.vn
HƯỚNG DẪN LẬP TRÌNH VI ĐIỀU KHIỂN PIC VỚI PHẦN MỀM CCS
b. Viết chương trình bật đèn led D2, tạo trễ 1s, tắt đèn led D2, lặp lại quá trình này
c. Viết chương trình bật đèn D1, D2, …D7 theo giá trị của cổng B từ 0x00 đến 0xFF rồi lặp lại quá trìnhđó.
d. Viết chương trình bật các đèn led theo trình tự như sau: D1 sáng, D1 tắt đồng thời
D2 sáng, D2 ắt đồng thời D3 sáng v.v. Và lặp lại Bài t ập 1.2: Dùng Proteus thiết kế mạch như hình vẽ
Viết chương trình hiển thị các led theo qui luật sau:
– Ban đầu không có đèn nào sang
– Mỗi lần bấm vào phím b ấm nối với chân RD0, đèn sẽ sáng theo ốs lần bấm: bấm
1 lần đèn D1 sáng, bấm 2 lần đèn D2 sáng,… bấm 8 lần đèn D8 sáng, bấm 9 lần
quay lại chu trình trên.
Bài 1.3: Viết chương trình mô ph ỏng hào quang ở chùa trong ngày l ễ.
CÔNG TY TNHH CÔNG NGH Ệ CAO ATECKO www.atecko.com.vn
HƯỚNG DẪN LẬP TRÌNH VI ĐIỀU KHIỂN PIC VỚI PHẦN MỀM CCS
BÀI 2: CÁC PHƯƠNG PHÁP HIỂN THỊ TRONG CÁC THIẾT BỊ DÙNG VI ĐIỀU KHIỂN
PHẦN LÝ THUY ẾT:
Hiện nay, trong hầu hết các thiết bị nhúng đều có s ử dụng các khối hiển thị. Mục đích cho người dùng giám sát, cài đặt và hi ển thị các thông số của thiết bị cũng như đối tượng cần giám sát điều khiển.
Có r ất nhiều phương pháp hiển thị, có th ể kể ra như sau:
– Hiển thị cảnh báo, báoỗi:l thông thường dùng led đơn. Có thể hiển thị theo kiểu dùng nhiều màu khác nhau hoặc bật tắt v.v
– Hiển thị số liệu: dùng led 7 đoạn, LCD hoặc LCD đồ họa v.v
– Hiển thị trên máy tính: dùng cácầphnmềm điều khiển giám sát,ếkt nối thiết bị và máy tính thông qua chu ẩn RS232 hoặc các chuẩn mạng (giám sátừ txa)
Trong bài này s ẽ giới thiệu 2 cách hiển thị đầu, phần hiển thị bằng máy tính ẽs được đề cập trong bài h ọc về chuẩn giao tiếp RS232.
2.1 Hiển thị bằng led đơn:
Đây là cách hiển thị đơn giản nhất.
Thông thường cách hiển thị này dùng để báo một trạng thái nào đấy của thiết bị như trạng thái làm vi ệc của nguồn (lỗi hoặc không l ỗi), cũng như các khối chức năng khác.
Có r ất nhiều loại led đơn dùng để hiển thị. Phương pháp đơn giản như sau:
CÔNG TY TNHH CÔNG NGH Ệ CAO ATECKO www.atecko.com.vn
HƯỚNG DẪN LẬP TRÌNH VI ĐIỀU KHIỂN PIC VỚI PHẦN MỀM CCS
Hình 2.1: Hiển thị led đơn
Các led này sáng khi được cấp áp ỡc 2 V, dòng 10-20mA.
Nếu dùng một chân ra t ừ vi điều khiển để bật tắt led, phải dùng thêm điện trở hạn dòng,h ạn áp.
Tính toán như sau:
Muốn bật đèn, ta cho chân ra vi điều khiển lên mức cao nối với đầu vào c ủa mạch trên. Như ta biết, chân ra vi điều khiển ở mức logic cao có điện áp 5V.
Cho điện áp rơi trên led là 2V, dòng qua là 15mA.
Suy ra, điện áp rơi trên trở là 3V. Dòng qua led chính là dòng qua điện trở và b ằng 15mA.
Suy ra, điện trở dùng: R=3/15mA=200 ohm.
Chọn điện trở tiêu chuẩn 220 ohm
(Điện trở tiêu chuẩn: 10, 11, 12, 13, 15, 16, 18, 20, 22, 24, 27, 30, 33, 36, 39, 43, 47, 51, 56, 62, 68, 72, 82, 91 và các bội số)
2.2 Hiển thị bằng led bảy đoạn- 7 segment led:
2.2.1 Cấu tạo của led 7 đoạn:
CÔNG TY TNHH CÔNG NGH Ệ CAO ATECKO www.atecko.com.vn
HƯỚNG DẪN LẬP TRÌNH VI ĐIỀU KHIỂN PIC VỚI PHẦN MỀM CCS
Hình 2.2: Led 7 đoạn
Một led 7 đoạn thực ra là g ồm 7 led đơn nối với nhau (8 led đơn nêu có thêm dấu chấm-dp).
Có 2 lo ại:
– Chung catod: các đầu catod (cực âm) được nối chung với nhau và n ối với đất, các đầu anod a,b,c,d,e,f,g,h được đưa ra ngoài (các chân) nhận tín hiệu điều khiển. Khi cấp điện áp 5v cho mỗi đầu anod, led tương ứng với đầu đó sẽ sáng
– Chung anod: các đầu anod (cực âm) được nối chung với nhau và n ối với nguồn, các đầu catod a,b,c,d,e,f,g,h được đưa ra ngoài (các chân) nhận tín hiệu điều khiển. Muốn led đơn nào sáng chỉ việc đưa chân catod của led tương ứng xuống mức 0V.
Hình 2.3: Cấu tạo của 2 loại led 7 đoạn
CÔNG TY TNHH CÔNG NGH Ệ CAO ATECKO www.atecko.com.vn
HƯỚNG DẪN LẬP TRÌNH VI ĐIỀU KHIỂN PIC VỚI PHẦN MỀM CCS
2.2.2 Hiển thị 1 led 7 đoạn dùng vi điều khiển:
Như đã gi ới thiệu ở phần trên, thực chất led 7 đoạn gồm 8 hoặc 7 led đơn nối với nhau. Vì vậy để điều khiển thanh led đơn sáng, cách thực hiện phần cứng như hình 2.1.
Cụ thể hơn, như dùng led chung anod như hình vẽ trên. Mỗi đầu vào a,b,c,d,e,f,g,h được nối với một chân c ủa vi điều khiển, tương ứng là RB0, RB1, ..RB7, thông qua các điện trở phân áp 200 ohm, đầu anod chung được nối với nguồn. Để led đơn sáng đơn giản ta đưa chân vi điều khiển nối với led đó xuống mức thấp.
Như trên hình 2.4 trên,để led 7 đoạn hiển thị số 2 thì các led a,b,d,e,g sáng; các led c,ắtf. tGiá trị sáng tương ứng chân vi điều khiển nối vào ở mức 0, giá trị tắt tương ứng với chân vi điều khiển nối với ở mức 1.
Do đó nội dung của thanh ghi PORTB là:
0 0 1 0 0 1 0 0
Đây là mã led 7 đoạn của số 2
Như vậy, chúng ta lưu ý m ột điều rằng, dữ liệu xuất ra led 7 đoạn là mã led t ương ứng với số cần xuất
Mã led t ương ứng với các ốs từ 0 đến 9 là:
CÔNG TY TNHH CÔNG NGH Ệ CAO ATECKO www.atecko.com.vn
HƯỚNG DẪN LẬP TRÌNH VI ĐIỀU KHIỂN PIC VỚI PHẦN MỀM CCS
0xC0,0xF9,0xA4,0xB0,0x99,0x92,0x82,0xF8,0x80,0x90
Cách điều khiển led 7 đoạn chung catod thì ngược lại.
2.2.3 Hiển thị nhiều led 7 đoạn dùng vi điều khiển: Trong thực tế, ta phải dùng nhiều led 7 đoạn để hiển thị. Vậy giải quyết việc hiển thị nhiều led như thế nào?
Ví dụ: để hiển thị số 35 bằng 2 led 7 đoạn.
Đối chiếu với cách hiển thị 1 led 7 đoạn, ta nghĩ đơn giản chỉ là dùng 1 c ổng hiển thị số 3, 1 cổng khác hiển thị số 5.
Như vậy ta mất 2 cổng. Hiển thị 4 led thì mất 4 cổng => toàn b ộ chân trên vi điều khiển dùng cho việc hiển thị led…Không còn chân để giao tiếp với các thiết bị khác như bàn phím, đầu vào s ố khác v.v Không khả thi!
Ta có phương pháp tiết kiệm chân hơn để giải quyết:
Hình 2.5: Hiển thị 2 led 7 đoạn
CÔNG TY TNHH CÔNG NGH Ệ CAO ATECKO www.atecko.com.vn
HƯỚNG DẪN LẬP TRÌNH VI ĐIỀU KHIỂN PIC VỚI PHẦN MỀM CCS
Các chân dữ liệu (chân s ẽ nhận mã led t ừ vi điều khiển) được nối tương ứng với nhau và n ối vào 1 cổng của vi điều khiển, chẳng hạn như cổng B
Chân ngu ồn của 2 led được điều khiển bởi 2 chân trên vi điều khiển, chằng hạn chân RA4 và RA5 như trên hình, thông qua c ực B của 2 transistor pnp.
Quá trình hiển thị con số 35 trên 2 led ẽs như sau:
– Cho chân RA4 (chân n ối với led hàng ch ục) xuống mức thấp, transistor thứ nhất mở do tiếp giáp BE thuận, chân RA5 lên mức cao (chân n ối với led hàng đơn vị), transistor thứ hai không m ở. Vậy chỉ có led hàng ch ục được cấp nguồn.
– Cho cổng B xuất dữ liệu mã led c ủa số 3. Chỉ có led hàng ch ục được cấp nguồn nên chỉ có led này sáng
– Tạo thời gian trễ 10-20ms
– Điều khiển tương tự cho led hàng đơn vị được cấp nguồn, led hàng ch ục không c ấp nguồn, xuất dữ liệu mã led s ố 5 ra cổng B. Led đơn vị hiển thị số 5.
– Tạo thời gian trễ 10-20ms
– Quay lại bước thứ nhất
Như vậy, số 3 hiển thị 10ms, số 5 hiển thị 10ms và quay vòng nh ư vậy. Thời gian này r ất nhanh, do hiệu ứng của mắt, ta cảm giác như số 35 hiển thị cùng lúc. Bài toán được giải quyết, ta chỉ mất có 10 chân để điều khiển 2 led.
Cách hiển thị nhiều led cũng tương tự như vậy.
Cũng giải thích thêm lí do dùng transistor nối vào RA4, RA5. Do chân vi điều khiển có dòng khoảng vài ch ục mA, đây là chân cấp nguồn cho led 7 đoạn, mỗi led đơn trong Led 7 đoạn mất 20mA vây c ả led 7 đoạn mất trên 100mA. Vì vậy ta phải dùng transistor để khuếch đại dòng.
2.3 Hiển thị dùng LCD:
CÔNG TY TNHH CÔNG NGH Ệ CAO ATECKO www.atecko.com.vn
HƯỚNG DẪN LẬP TRÌNH VI ĐIỀU KHIỂN PIC VỚI PHẦN MỀM CCS
LM016L
VSSVDDVEE RSRWE D0D1D2D3D4D5D6D7
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
Hình 2.6: Các chân LCD
2.3.1 Các chân cơ bản của LCD 2 dòng 16 kí t ự:
• VSS: Chân đất
• VCC: Chân ngu ồn
• VEE: Chân hi ệu chỉnh độ sáng ủca LCD
• RS:
–=0: LCD sẽ nhận lệnh từ vi điều khiển
–=1: LCD sẽ nhận kí tự từ vi điều khiển để hiển thị
• R/W:
–=1: Vi điều khiển đọc dữ liệu từ LCD
–=0: Vi điều khiển ghi dữ liệu lên LCD
Thông thường Vi điều khiển chủ yếu ghi dữ liệu lên LCD nên chân này thường nối đất
CÔNG TY TNHH CÔNG NGH Ệ CAO ATECKO www.atecko.com.vn
HƯỚNG DẪN LẬP TRÌNH VI ĐIỀU KHIỂN PIC VỚI PHẦN MỀM CCS
• E: Chân cho phép (Enable). Sau khi lệnh hoặc dữ liệu đã được chuẩn bị trên đường dữ liệu, tạo xung mức cao-mức thấp sẽ bắt đầu quá trình LCD nhận dữ liệu hoặc lệnh từ vi điều khiển.
• D0-D7: các chân dữ liệu, nơi vi điều khiển truyền lệnh hoặc dữ liệu lên LCD.
2.3.2 Khởi tạo LCD:
LCD có nhi ều độ làm vi ệc, có th ể kể ra như sau:
– Chế độ 1 dòng hay 2 dòng
– Chế độ giao tiếp 4 bit hay 8 bit
– Chế độ font 5*8 hoặc 5*10
– Ngoài ra còn có th ể thay đổi vị trí hiển thị kí tự v.v
Vì vậy, trước khi bắt đầu quá trình hiển thị một chuỗi kí tự nào đó, ta cần quá trình khởi tạo để
cài đặt các chế độ này. Vi điều khiển thực hiện quá trình khởi tạo này b ắt cách ghi đến LCD một chuỗi các ệlnh.
Căn cứ vào ch ức năng của các chân vi điều khiển được giới thiệu ở trên, ta đưa ra qui trình của việc gửi một lệnh từ Vi điều khiển đến LCD:
– Cho chân R/W=0 để xác định đây là ghi xuống LCD (thông thường chân này được nối
đất, nên mặc định chân này ở mức 0, ta không c ần quan tâm đến nữa)
– Cho chân RS=0 để xác định đây là lệnh mà vi điều khiển gửi xuống LCD (phân bi ệt với RS=1, gửi kí tự hiển thị)
– Gửi mã l ệnh xuống LCD theo các đường dữ liệu (RD0-RD7 nếu dùng chế độ 8 bit, R4-R7 nếu dùng chế độ 4 bit)
– Đưa chân E (chân cho phép- Enable) lên mức cao, mức 1
– Tạo trễ vài chu kì l ệnh
– Đưa chân E xuống mức thấp, mức 0
Mã l ệnh như đã gi ới thiệu trong phần trên tùy thuộc vào t ừng lệnh, ở đấy giới thiệu một số lệnh cơ bản như sau:
. Lệnh cài đặt chế độ làm vi ệc:
CÔNG TY TNHH CÔNG NGH Ệ CAO ATECKO www.atecko.com.vn
HƯỚNG DẪN LẬP TRÌNH VI ĐIỀU KHIỂN PIC VỚI PHẦN MỀM CCS
0 0 1 DL N F – –
• DL:
–= 1: 8 bit
–= 0: 4 bit
• N:
–= 1: 2 dòng
–= 0 1 dòng
• F:
–= 1: font 5×10 dot
–= 0: font 5×8 dot
. Lệnh đặt chế độ tăng giảm địa chỉ:
0 0 0 0 0 1 I/D S
• I/D:
–= 1 tăng địa chỉ
–= 0 giảm địa chỉ
• S:
–=1: Cài đặt di chuyển cùng địa chỉ
. Lệnh đặt chế độ hiển thị:
0 0 0 0 1 D C B
• D: Cho phép hiển thị
• C: cài đặt hiển thị con trỏ
• B: nhấp nháy vị trí kí tự
CÔNG TY TNHH CÔNG NGH Ệ CAO ATECKO www.atecko.com.vn
HƯỚNG DẪN LẬP TRÌNH VI ĐIỀU KHIỂN PIC VỚI PHẦN MỀM CCS
. Lệnh đặt vị trí hiển thị của kí tự:
1 ĐC ĐC ĐC ĐC ĐC ĐC ĐC
• Địa chỉ dòng 1: 00- 0F
• Địa chỉ dòng 2: 40-4F
Vì vậy, muốn hiển thị đầu dòng th ứ nhất, mã l ệnh sẽ là 0x80
muốn hiển thị đầu dòng th ứ hai, mã l ệnh sẽ là 0xC0
. Lệnh xóa màn hình: mã l ệnh 0x01
. Lệnh trở về đầu dòng th ứ nhất: mã l ệnh 0x02
Chi tiết có th ề xem datasheet đi kèm
2.3.2 Ghi kí tự lên LCD để hiển thị:
Sau khi thực hiện quá trình khởi tạo để gửi các ệnhl cài đặt chế độ làm vi ệc cùa LCD, kí tự sẽ được hiển thị lên LCD bất kì khi nào vi điều khiển muốn gửi.
Quá trình gửi kí tự gồm các bước sau:
– Cho chân R/W=0 để xác định đây là ghi xuống LCD (thông thường chân này được nối
đất, nên mặc định chân này ở mức 0, ta không c ần quan tâm đến nữa)
– Cho chân RS=1 để xác định đây là kí tự mà vi điều khiển gửi xuống LCD (phân bi ệt với RS=0, gửi lệnh)
– Gửi mã ascii c ủa kí tự cần hiển thị xuống LCD theo các đường dữ liệu (RD0-RD7 nếu dùng chế độ 8 bit, R4-R7 nếu dùng chế độ 4 bit)
– Đưa chân E (chân cho phép- Enable) lên mức cao, mức 1
– Tạo trễ vài chu kì l ệnh
– Đưa chân E xuống mức thấp, mức 0
2.4 Giới thiệu một thư viện cho LCD 4 bit và bài t ập ứng dụng:
CÔNG TY TNHH CÔNG NGH Ệ CAO ATECKO www.atecko.com.vn
HƯỚNG DẪN LẬP TRÌNH VI ĐIỀU KHIỂN PIC VỚI PHẦN MỀM CCS
File: LCD_lib_4bit:
#include <stddef.h>
#define LCD_RS PIN_B2
#define LCD_EN PIN_B3
#define LCD_D4 PIN_B4
#define LCD_D5 PIN_B5
#define LCD_D6 PIN_B6
#define LCD_D7 PIN_B7
#define Line_1 0x80
#define Line_2 0xC0
#define Clear_Scr 0x01
#separate void LCD_Init ();// ham khoi tao LCD
#separate void LCD_SetPosition ( unsigned int cX );//Thiet lap vi tri con tro
#separate void LCD_PutChar ( unsigned int cX );// Ham viet1kitu/1chuoi len LCD
#separate void LCD_PutCmd ( unsigned int cX) ;// Ham gui lenh len LCD
#separate void LCD_PulseEnable ( void );// Xung kich hoat
#separate void LCD_SetData ( unsigned int cX );// Dat du lieu len chan Data
//khoi tao LCD**********************************************
#separate void LCD_Init ()
{
LCD_SetData ( 0x00 );
CÔNG TY TNHH CÔNG NGH Ệ CAO ATECKO www.atecko.com.vn
HƯỚNG DẪN LẬP TRÌNH VI ĐIỀU KHIỂN PIC VỚI PHẦN MỀM CCS
delay_ms(20); /*Cho cho lcd khoi tao */
output_low ( LCD_RS );// che do gui lenh
LCD_SetData ( 0x03 ); /* khoi tao che do 4 bit */
LCD_PulseEnable();
LCD_PulseEnable();
LCD_PulseEnable();
LCD_SetData ( 0x02 ); /* tao giao dien 4 bit */
LCD_PulseEnable(); /* send dual nibbles hereafter, MSN first */
LCD_PutCmd ( 0x2C ); /* function set (all lines, 5×7 characters) */
LCD_PutCmd ( 0x0C ); /* display ON, cursor off, no blink */
LCD_PutCmd ( 0x06 ); /* entry mode set, increment & scroll left */
LCD_PutCmd ( 0x01 ); /* clear display */
// Init for BarGraph
}
#separate void LCD_SetPosition ( unsigned int cX )
{
/* this subroutine works specifically for 4-bit Port A */
LCD_SetData ( swap ( cX ) | 0x08 );
LCD_PulseEnable();
CÔNG TY TNHH CÔNG NGH Ệ CAO ATECKO www.atecko.com.vn
HƯỚNG DẪN LẬP TRÌNH VI ĐIỀU KHIỂN PIC VỚI PHẦN MỀM CCS
LCD_SetData ( swap ( cX ) );
LCD_PulseEnable();
}
#separate void LCD_PutChar ( unsigned int cX )
{
/* this subroutine works specifically for 4-bit Port A */
output_high ( LCD_RS );
LCD_PutCmd( cX );
output_low ( LCD_RS );
}
#separate void LCD_PutCmd ( unsigned int cX )
{
LCD_SetData ( swap ( cX ) ); /* send high nibble */
LCD_PulseEnable();
LCD_SetData ( swap ( cX ) ); /* send low nibble */
LCD_PulseEnable();
}
#separate void LCD_PulseEnable ( void )
{
output_high ( LCD_EN );
delay_us ( 3 ); // was 10
CÔNG TY TNHH CÔNG NGH Ệ CAO ATECKO www.atecko.com.vn
HƯỚNG DẪN LẬP TRÌNH VI ĐIỀU KHIỂN PIC VỚI PHẦN MỀM CCS
output_low ( LCD_EN );
delay_ms ( 3 ); // was 5
}
#separate void LCD_SetData ( unsigned int CX )
{
output_bit ( LCD_D4, CX & 0x01 );
output_bit ( LCD_D5, CX & 0x02 );
output_bit ( LCD_D6, CX & 0x04 );
output_bit ( LCD_D7, CX & 0x08 );
}
Chương trình ứng dụng:
C1
UDK
30pF X1
13 OSC1/CLKIN RB0/INT 33
CRYSTAL 14 OSC2/CLKOUT RB1 34
C2 RB2 35
2 RA0/AN0 RB3/PGM 36
3 RA1/AN1 RB4 37
30pF 4 38
RA2/AN2/VREF-/CVREF RB5
5 39
RA3/AN3/VREF+ RB6/PGC
6 40
RA4/T0CKI/C1OUT RB7/PGD
7
RA5/AN4/SS/C2OUT 15
8 RC0/T1OSO/T1CKI
16
RE0/AN5/RD RC1/T1OSI/CCP2
9 17
RE1/AN6/WR RC2/CCP1
10 18
RE2/AN7/CS RC3/SCK/SCL
23
RC4/SDI/SDA
1 24
MCLR/Vpp/THV RC5/SDO
R9 RC6/TX/CK 25
RC7/RX/DT 26
4K 19
RD0/PSP0 20
RD1/PSP1 21
RD2/PSP2
22
RD3/PSP3
27
RD4/PSP4 28
RD5/PSP5 29
RD6/PSP6
30
RD7/PSP7
PIC16F877A
LCD1
LM016L
VSSVDDVEE RSRWE D0D1D2D3D4D5D6D7
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
Hình 2.7: Ví dụ về LCD
#include <16f877A.h>
#fuses HS, NOLVP, NOWDT, NOPROTECT
CÔNG TY TNHH CÔNG NGH Ệ CAO ATECKO www.atecko.com.vn
HƯỚNG DẪN LẬP TRÌNH VI ĐIỀU KHIỂN PIC VỚI PHẦN MỀM CCS
#use delay (clock=4000000) //Use built-in function: delay_ms() & delay_us()
#include “LCD_LIB_4BIT.c”
VOID MAIN()
{
LCD_INIT();
LCD_PUTCHAR(‘X’);
DELAY_MS(1000);
LCD_PUTCHAR(‘I’);
DELAY_MS(1000);
LCD_PUTCHAR(‘N’);
DELAY_MS(1000);
LCD_PUTCHAR(‘ ‘);
DELAY_MS(1000);
LCD_PUTCHAR(‘C’);
DELAY_MS(1000);
LCD_PUTCHAR(‘H’);
DELAY_MS(1000);
LCD_PUTCHAR(‘A’);
DELAY_MS(1000);
CÔNG TY TNHH CÔNG NGH Ệ CAO ATECKO www.atecko.com.vn
HƯỚNG DẪN LẬP TRÌNH VI ĐIỀU KHIỂN PIC VỚI PHẦN MỀM CCS
LCD_PUTCHAR(‘O’);
PHẦN THỰC HÀNH:
Bài 2.2: Hi ển thị 1 led 7 đoạn
Bài 2.3: Thi ết kế mạch trên Proteus như hình 2.5
a. Lập trình cho 2 led hiển thị số 35
b. Lập trình hiển thị số đếm từ 0-99
Bài 2.4 Thi ết kế mạch trên Proteus như hình 2.7
Lập trình thực hiển hiển thị họ tên, thayđổi các chế độ hiển thị bằng cách gửi lệnh lên LCD
BÀI 3: B Ộ ĐỊNH THỜI – TIMER
3.1 Giới thiệu:
CÔNG TY TNHH CÔNG NGH Ệ CAO ATECKO www.atecko.com.vn
HƯỚNG DẪN LẬP TRÌNH VI ĐIỀU KHIỂN PIC VỚI PHẦN MỀM CCS
Trong cácứng dụng của vi điều khiển trong thực tế, việc định thời (tạo một khoảng thời gian giữa 2 sự kiện) các thao tác là việc thường xuyên xảy ra.
Để thực hiện việc này, ta có 2 cách:
– Dùng các ệlnh thực hiện các vòng lặp để tạo ra khoảng thời gian. Nguyên ắtc tạo ra khoảng thời gian này đơn giản như sau: nếu vi điều khiển mất một khoảng thời gian x để thực hiện một lệnh, việc lặp lại một lệnh n lần sẽ mất n*x thời gian.
Trong chương trình, cách này được dùng nhiều với thể hiện là các lệnh Delay_ms(), Delay_us()
– Dùng các bộ định thời Timer để tạo ra khoảng thời gian trễ.
Trong bài này, ta s ẽ đi vào nguyên cứu các bộ timer. Một chế độ quan trọng nữa của Timer là khi nó ho ạt động như bộ đếm. Trong ứng dụng này, timer ho ạt động như một bộ đếm, có nhi ệm vụ đếm số các xung đi vào một chân c ụ thể trên vi điều khiển. Chế độ bộ đếm này có nhi ều ứng dụng trong thực tế như đếm số vòng quay c ủa động cơ (phản hồi từ bộ đo tốc độ động cơ-encoder), đếm số sản phẩm trên một dây chuy ền v.v.
Vi điều khiển PIC16F877A có 3 b ộ Timer:
– Timer0: 8 bit (số đếm tối đa của nó là 255), ho ạt động ở 2 chế độ định thời và b ộ đếm.
– Timer1: 16 bit (số đếm tối đa của nó là 65535), ho ạt động ở 2 chế độ định thời và b ộ
đếm.
– Timer2: 8 bit, hoạt động phục vụ chức năng PWM (Pulse Width Modulation- Điều chế
độ rộng xung)
Trong bài này ta đi vào khảo sát 2 bộ Timer0 và Timer1, Timer2 s ẽ được khảo sát trong bài về PWM.
Để tiện cho việc khảo sát, ta đi vào nguyên lý ho ạt động cơ bản của các bộ timer ở hai chế độ:
định thời và b ộ đếm.
3.2 Nguyên lý hoạt động cơ bản của một bộ Timer:
3.2.1 Chế độ định thời:
CÔNG TY TNHH CÔNG NGH Ệ CAO ATECKO www.atecko.com.vn
HƯỚNG DẪN LẬP TRÌNH VI ĐIỀU KHIỂN PIC VỚI PHẦN MỀM CCS
Mỗi bộ timer có m ột hoặc nhiều thanh ghi chứa giá trị đếm của nó (tùy thu ộc vào độ dài c ủa
timer), ta giả sử tên thanh ghi là TMR có độ dài là n byte, hay giá trị đếm tối đa là . Khi giá trị của TMR đạt đến giá trị này, vi điều khiển sẽ set bit cờ của bộ timer đó lên mức 1. Người dùng sẽ biết được thời điểm này b ằng cách kiểm tra bit cờ. Đồng thời TMR sẽ tự động xóa về giá trị 0.
Khi được cài đặt hoạt động trong chế độ định thời, Giá trị của thanh ghi TMR sẽ tự động tăng lên 1 đơn vị sau mỗi chu kì lệnh của vi điều khiển. Khi giá trị của TMR đạt đến giá trị tối đa, bit cờ của Timer sẽ được set lên mức 1 và TMR b ị xóa, TMR=0.
Giả sử vi điều khiển dùng thạch anh tần số 4MHz, như vậy:
Chu kỳ lệnh= 4 chu kì thạch anh= =1µs
Vậy TMR sẽ tự động tăng lên 1 đơn vị sau 1µs.
Nếu ban đầu ta cho TMR= x. Thì sau khoảng thời gian (µs) giá trị TMR sẽ đạt giá trị
tối đa của nó là . Thời điểm này được xác định thông qua trạng thái của bit cờ.
Ngược lại, ta muốn thực hiện định thời khoảng thời gian t sau một sự kiện 1 như sau:
– Sự kiện 1
– Tạo khoảng thời gian trễ t
– Sự kiện 2
Ta làm các bước:
– Sự kiện 1
– Gán giá ịtrban đầu cho TMR =
– Kiểm tra bit cờ
– Khi bit cờ = 1, thực hiện sự kiện 2.
Thật vậy, sau 1 (µs) TMR tăng lên 1 đơn vị, để tăng giá trị cho TMR từ đến giá trị
tối đa (khi bit cờ được set lên 1) mất -t) = t (µs)
Vậy khoảng thời gian từ sau sự kiện 1 (khi TMR bắt đầu được gán) đến sự kiện 2 (ngay sau khi bit cờ được set) là t đúng như yêu cầu của ta.
CÔNG TY TNHH CÔNG NGH Ệ CAO ATECKO www.atecko.com.vn
HƯỚNG DẪN LẬP TRÌNH VI ĐIỀU KHIỂN PIC VỚI PHẦN MỀM CCS
Ví dụ: Để định thời 200 (µs) dùng Timer0 (8 bit; n=1; giá trị tối đa là 255) ta cho TMR0= 255-200=55 rồi bắt đầu cho đếm lên.
3.2.2 Chế độ bộ đếm:
Khi được cài đặt trong này, m ột chân ch ức năng trên vi điều khiển sẽ trở thành chân đầu vào xung của bộ đếm. Ví dụ: chân RA4 đối với Timer0 và RC0 đối với Timer1. Hoạt động của nó có nét giống với chế độ định thời.
Khi được cài đặt hoạt động trong chế độ bộ đếm, Giá trị của thanh ghi TMR sẽ tự động tăng lên 1 đơn vị khi có một xung vào chân đầu vào xung c ủa timer đó. Khi giá trị của TMR0 đạt đến giá trị tối đa, bit cờ của Timer sẽ được set lên mức 1 và TMR b ị xóa, TMR=0.
Như vậy, về cách hoạt động trong chế độ này ch ỉ khác với chế độ định thời ở chỗ, thay vì TMR tự động tăng lên sau mỗi chu kì lệnh, thì TMR tăng lên khi có một xung đi vào chân đầu vào xung của Timer đó.
Dạng xung được xác định là sườn âm hay sườn dương phụ thuộc vào vi ệc cài đặt bit chọn dạng xung tương ứng trên thanh ghi ủac vi điều khiển.
Nguyên lý hoạt động định thời và b ộ đếm này c ũng đúng với các bộ vi điều khiển, vi xử lý khác.
Ta đi vào khảo sát ục thể 2 Timer0 và Timer1 c ủa vi điều khiển PIC.
3.3 Timer 0:
3.3.1 Nguyên lý hoạt động:
Timer 0 có độ dài 8 bit – Thanh ghi ch ứa giá trị đếm là TMR0 (s ố đếm tối đa là 255). Hoạt động
ở 2 chế độ là định thời và b ộ đếm.
Đẻ hoạt động ở chế độ định thời, ta cho bit T0CS (bit 5 của thanh ghi Option_Reg) ở mức 0. Khi đó, giá trị của thanh ghi TMR0 sẽ tự động tăng lên 1 đơn vị sau mỗi chu kì lệnh của vi điều khiển.
Đẻ hoạt động ở chế độ bộ đếm, ta cho bit T0CS (bit 5 của thanh ghi Option_Reg) ở mức 1. Khi đó, giá trị của thanh ghi TMR0 sẽ tự động tăng lên 1 đơn vị sau khi có m ột xung đi vào chân RA4 của vi điều khiển. Việc chọn xung là d ạng sườn lên hay sườn xung phụ thuộc vào bit T0SE (bit 4 của thanh ghi Option_Reg là 0 hay 1.
CÔNG TY TNHH CÔNG NGH Ệ CAO ATECKO www.atecko.com.vn
HƯỚNG DẪN LẬP TRÌNH VI ĐIỀU KHIỂN PIC VỚI PHẦN MỀM CCS
Khi giá trị TMR0 đạt đến giá trị tối đa 255 (0xFF) nó sẽ bị xóa v ề 0 đồng thời bit cờ TMR0IF (bit 5 của thanh ghi INTCON ) được set lên 1, báo cho chương trình biết đã có s ự tràn TMR.
Lưu ý là ng ười lập trình phải xóa TMR0IF b ằng chương trình (để ghi nhận đúng các lần tràn k ế tiếp).
Ngoài ra, để tăng thời gian định thời hoặc số xung đếm đầu vào t ối đa của Timer 0, vi điều khiển còn cho phép việc lựa chọn tỉ lệ Prescale cho đầu vào c ủa Timer 0 bằng 3 bit PS2-PS0 (bit 2-0 của thanh ghi
Option_ Reg). Tỉ lệ như sau:
CÔNG TY TNHH CÔNG NGH Ệ CAO ATECKO www.atecko.com.vn
HƯỚNG DẪN LẬP TRÌNH VI ĐIỀU KHIỂN PIC VỚI PHẦN MỀM CCS
Ta có th ể hiểu đơn giản như sau:
Nếu tỉ lệ Prescale là 1:64 thì:
– Trong chế độ định thời, TMR0 sẽ tăng lên 1 đơn vị sau 64 chu kì lệnh
– Trong chế độ định thời, TMR0 sẽ tăng lên 1 đơn vị sau khi có 64 xung đi vào chân RA4
Như vậy, thời gian định thời tối đa cũng như số xung đếm được khi TMR0 tràn s ẽ tăng lên 64 lần.
Tương tự với các ỉt lệ khác.
Thực ra, Timer 0 chia sẻ bộ chia tần số Prescale với một chế độ khác ủac vi điều khiển- chế độ Watchdog Timer. Việc chọn chế độ này được thực hiện khi cho bit PSA (bit 3 của thanh ghi Option_Reg) giá trị 0. Chế độ này s ẽ được nghiên ứcu sau. Ở đây ta chỉ quan tâm đến bộ chia tần số dành cho Timer 0 khi PSA=1. Vì v ậy trong sơ đồ trên ta chỉ quan tâm đến cácđường đến ghi chú thêm ằngb đường thẳng mỏng.
3.3.2 Các thanh ghi liên quan:
Thanh ghi TMR0 (Địa chỉ 01h):
Chứa giá trị đếm hiện tại của Timer 0
Thanh ghi Option_Reg (Địa chỉ 81h):
T0CS: Bit chọn chế độ
CÔNG TY TNHH CÔNG NGH Ệ CAO ATECKO www.atecko.com.vn
HƯỚNG DẪN LẬP TRÌNH VI ĐIỀU KHIỂN PIC VỚI PHẦN MỀM CCS
= 0: TMR0 hoạt động chế độ định thời
= 1: TMR0 hoạt động chế độ bộ đếm
T0SE: Bit chọn dạng xung cho chế độ bộ đếm
= 0: Xung sườn lên
= 1: Xung sườn xuống
PSA: Bit chọn chế độ cho bộ chia tần số PresCale là WatchDog_Timer hay Timer 0.
= 0: Bộ chia tần số dành cho Timer 0
= 1: Bộ chia tần số dành cho Watch_Dog Timer
PS2-PS0: 3 bit chọn tỉ lệ chia tần số như đã gi ới thiệu ở phần trên
Thanh ghi INTCON (0Bh):
Bit TMR0IE: Bit này b ằng 1 cho phép ngắt Timer 0. Sự kiện ngắt xảy ra khi có s ự tràn TMR0 từ 255 xuống 0.
Bit TMR0IF: Bit cờ xác nhận giá trị TMR0 đã b ị tràn t ừ 255 về 0
3.3.3 Các ệlnh CCS dùng cho thanh ghi Timer 0:
Lệnh cài đặt chế độ: Setup_timer_0 (chế độ|tỉ lệ chia tần số)
Chế độ có th ể là m ột trong những từ sau:
– RTCC_INTERNAL: chế độ định thời
– RTCC_EXT_L_TO_H: chế độ bộ đếm với xung dạng sườn lên
– RTCC_EXT_H_TO_L: chế độ bộ đếm với xung dạng sườn xuống
Tỉ lệ chia tần số là m ột trong những từ sau:
CÔNG TY TNHH CÔNG NGH Ệ CAO ATECKO www.atecko.com.vn
HƯỚNG DẪN LẬP TRÌNH VI ĐIỀU KHIỂN PIC VỚI PHẦN MỀM CCS
– RTCC_DIV_2, RTCC_DIV_4, RTCC_DIV_8, RTCC_DIV_16, RTCC_DIV_32,
RTCC_DIV_64, RTCC_DIV_128, RTCC_DIV_256: tương ứng với tỉ lệ chia
Lệnh gán giá ịtrđầu cho thanh ghi TMR0: Set_timer_0 (giá trị)
Giá trị nằm trong khoảng từ 0-255
Lệnh đọc giá trị hiện tại của thanh ghi TMR0: biến = Get_timer_0()
3.4 Timer 1:
3.4.1 Nguyên lý hoạt động:
Timer 1 có độ dài 16 bit. Giá trị của bộ đếm timer 1 được lưu trong 2 thanh ghi 8 bit TMR1H và
TMR1L. Timer 1 cũng có 2 chế độ được cài đặt bởi bit TMR1CS (bit 1 của thanh ghi T1CON):
– TMR1CS = 0: Chế độ định thời
– TMR1CS = 1: Chế độ bộ đếm. Có 2 d ạng được phân bi ệt bởi bit T1SYNC (bit 2 của T1CON)
o T1SYNC = 0: Bộ đếm đồng bộ
o T1SYNC = 1: Bộ đếm không đồng bộ
Trong chế độ bộ đếm, đầu vào cho xung có th ể nối vào chân RC0 ho ặc RC1 tùy thuộc vào bit T1OSCEN (bit 3 của T1CON)
– T1OSCEN = 1: Đầu vào xung n ối với RC1
– T1OSCEN = 0: Đầu vào xung n ối với RC0
Chú ý là khác với Timer 0, đầu vào xung ở Timer 1 phải có d ạng sườn xuống.
Chế độ đồng bộ của chế độ bộ đếm nghĩa là n ếu như vi điều khiển đang ở chế độ ngủ thì giá trị của thanh ghi TMR1L và TMR2L không tăng lên.
Tỉ lệ bộ chia tần số Prescal của timer 1 được chọn bởi 2 bit T1CKPS1-T1CKPS0 (Bit 5-4 của T1CON). Tỉ lệ chia lớn nhất là 1:8.
3.4.2 Các thanh ghi liên quan:
CÔNG TY TNHH CÔNG NGH Ệ CAO ATECKO www.atecko.com.vn
HƯỚNG DẪN LẬP TRÌNH VI ĐIỀU KHIỂN PIC VỚI PHẦN MỀM CCS
Thanh ghi TMR1L (Địa chỉ 0Eh) và TMR1H (Địa chỉ 0Fh):
Thanh ghi chứa 8 bit thấp và 8 bit cao c ủa giá trị đếm 16 bit của timer 1.
Thanh ghi điều khiển Timer 1- T1CON (Địa chỉ 10h):
– – T1CKPS1 T1CKPS0 T1OSCEN T1SYNC TMR1CS TMR1ON T1CKPS1-T1CKPS0: Chọn tỉ lệ bộ chia tần số:
T1CKPS1-T1CKPS0 Tỉ lệ chia tần số
00 1:1
01 1:2
10 1:4
11 1:8
T1OSCEN: bit chọn đầu vào xung là RC1 hay RC0
– =1: RC1
– =0: RC0
T1SYNC: bit chọn chế độ bộ đếm đồng bộ
– =1: Không đồng bộ
– =0: Không đồng bộ
TMR1CS: bit chọn chế độ định thời hay chế độ bộ đếm
– =1: Chế độ bộ đếm
– =0: Chế độ bộ định thời
TMR1ON: bit bật hay tắt Timer 1
– =1: Bật Timer 1
– =0: Tắt Timer 1
CÔNG TY TNHH CÔNG NGH Ệ CAO ATECKO www.atecko.com.vn
HƯỚNG DẪN LẬP TRÌNH VI ĐIỀU KHIỂN PIC VỚI PHẦN MỀM CCS
Thanh ghi PIR1:
Kqt Kqt kqt kqt Kqt kqt kqt TMR1IF
Bit TMR1IF là bit c ờ của timer 1. Bit được set lên giá ịtr1 khi xảy ra tràn 2 thanh ghi TMR1L và TMR2H từ 65535 về 0.
3.4.3 Các ệnhl CCS liên quan đến Timer 1:
Lệnh cài đặt chế độ: Setup_timer_1 (chế độ|tỉ lệ chia tần số)
Chế độ có th ể là m ột trong những từ sau:
– T1_DISABLE: không s ử dụng, tắt Timer 1
– T1_INTERNAL: chế độ định thời
– T1_EXTERNAL: chế độ bộ đếm không đồng bộ
– T1_EXTERNAL_SYNC: chế độ bộ đồng bộ
Tỉ lệ chia tần số là m ột trong những từ sau:
– T1_DIV_1, T1_DIV_2, T1_DIV_4, T1_DIV_8: tương ứng với tỉ lệ chia
Lệnh gán giá ịtrđầu cho cặp thanh ghi TMR1L và TMR1H: Set_timer_1 (giá trị)
Giá trị nằm trong khoảng từ 0-65535
Lệnh đọc giá trị hiện tại của cặp thanh ghi TMR1L và TMR1H: bi ến = Get_timer_1()
CÔNG TY TNHH CÔNG NGH Ệ CAO ATECKO www.atecko.com.vn
HƯỚNG DẪN LẬP TRÌNH VI ĐIỀU KHIỂN PIC VỚI PHẦN MỀM CCS
BÀI T ẬP:
3.1 Cho sơ đồ mạch như sau:
C1
30pF
X1
C2 CRYSTAL
30pF
U1
13 OSC1/CLKIN RB0/INT 33
14 34
OSC2/CLKOUT RB1
35
RB2
2 36
RA0/AN0 RB3/PGM
3 37
RA1/AN1 RB4
4 38
RA2/AN2/VREF-/CVREF RB5
5 39
RA3/AN3/VREF+ RB6/PGC
6 40
RA4/T0CKI/C1OUT RB7/PGD
7
RA5/AN4/SS/C2OUT 15
RC0/T1OSO/T1CKI
8 16
9 RE0/AN5/RD RC1/T1OSI/CCP2 17
10 RE1/AN6/WR RC2/CCP1 18
RE2/AN7/CS RC3/SCK/SCL 23
R9 RC4/SDI/SDA
1 MCLR/Vpp/THV RC5/SDO 24
4K RC6/TX/CK 25
26
RC7/RX/DT 19
RD0/PSP0
20
RD1/PSP1
21
RD2/PSP2 22
RD3/PSP3 27
RD4/PSP4
28
RD5/PSP5 29
RD6/PSP6 30
RD7/PSP7
PIC16F877A
R1
268
R2
220
R3
222
R4
220
R5
220
R6
220
R7
220
R8 Q1
PNP
4K
R10 Q2
PNP
10k
a. 2 led 7 đoạn hiển thị số đếm, giá trị số đếm tự động tăng lên từ 0-99 sau khoảng thời gian định thời bởi Timer 0
b. Tăng thời gian định thời bằng cách ửs dụng Timer 1
c. Định thời 1 s dùng Timer 1
CÔNG TY TNHH CÔNG NGH Ệ CAO ATECKO www.atecko.com.vn
HƯỚNG DẪN LẬP TRÌNH VI ĐIỀU KHIỂN PIC VỚI PHẦN MỀM CCS
3.2 Cho sơ đồ mạch như sau:
C1
30pF
X1
C2 CRYSTAL
30pF
U1
13 OSC1/CLKIN RB0/INT 33
14 34
OSC2/CLKOUT RB1
35
RB2
2 RA0/AN0 RB3/PGM 36
3 37
RA1/AN1 RB4
RC 4 RA2/AN2/VREF-/CVREF RB5 38
5 RA3/AN3/VREF+ RB6/PGC 39
4K 6 RA4/T0CKI/C1OUT RB7/PGD 40
7
RA5/AN4/SS/C2OUT 15
8 RC0/T1OSO/T1CKI 16
RE0/AN5/RD RC1/T1OSI/CCP2
9 17
RE1/AN6/W R RC2/CCP1
10 18
RE2/AN7/CS RC3/SCK/SCL 23
R9 1 RC4/SDI/SDA 24
MCLR/Vpp/THV RC5/SDO
25
4K RC6/TX/CK 26
RC7/RX/DT 19
RD0/PSP0
20
RD1/PSP1
21
RD2/PSP2 22
RD3/PSP3 27
RD4/PSP4
28
RD5/PSP5 29
RD6/PSP6 30
RD7/PSP7
PIC16F877A
R1
268
R2
220
R3
222
R4
220
R5
220
R6
220
R7
220
R8 Q1
PNP
4K
R10 Q2
PNP
10k
Trong đó phím bấm nối với chân đầu vào xung c ủa Timer 0, RA4.
2 led bảy đoạn hiển thị số lần bấm phím
3.3 Cho sơ đồ mạch đo tốc độ động cơ như sau:
C1
30pF
X1
C2 CRYSTAL
30pF
U1
13 OSC1/CLKIN RB0/INT 33 +12v
14 34
OSC2/CLKOUT RB1
RB2 35 +12v
2 36
RA0/AN0 RB3/PGM
3 RA1/AN1 RB4 37
4 38
RA2/AN2/VREF-/CVREF RB5
5 39
RA3/AN3/VREF+ RB6/PGC
6 RA4/T0CKI/C1OUT RB7/PGD 40
7
RA5/AN4/SS/C2OUT 15 RV?
8 RC0/T1OSO/T1CKI 16
RE0/AN5/RD RC1/T1OSI/CCP2 1k
9 17
RE1/AN6/WR RC2/CCP1
10 18
RE2/AN7/CS RC3/SCK/SCL 23
1 RC4/SDI/SDA 24 +88.8
R9 MCLR/Vpp/THV RC5/SDO
RC6/TX/CK 25
26
4K RC7/RX/DT
RD0/PSP0 19
RD1/PSP1 20
21
RD2/PSP2
RD3/PSP3 22
RD4/PSP4 27
RD5/PSP5 28
RD6/PSP6 29
RD7/PSP7 30
PIC16F877A
LCD1
LM016L
VSSVDDVEE RSRWE D0D1D2D3D4D5D6D7
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
Động cơ được thay đổi tốc độ nhờ biến trở. Tốc độ động cơ được đo bởi encoder nằm ngay trong động cơ và tín hiệu được truyền tới chân RA4 , chân đầu vào xung c ủa Timer
0. Dùng Timer 0 chế độ bộ đếm, Timer 1 chế độ định thời để đọc tốc độ động cơ. Giá trị đọc được hiển thị lên LCD.
CÔNG TY TNHH CÔNG NGH Ệ CAO ATECKO www.atecko.com.vn
HƯỚNG DẪN LẬP TRÌNH VI ĐIỀU KHIỂN PIC VỚI PHẦN MỀM CCS
BÀI 4: NG ẮT
4.1 Ngắt là gì:
Ngắt hiểu theo nghĩa đơn giản là các sự kiện ngẫu nhiên làm gián đoạn quá trình của một sự kiện đang xảy ra. Để có th ể dễ hiểu khái niệm mới này ta cùng đưa ra một ví dụ trong thực tế như sau:
Ví dụ: Trong giờ học trên ớp,l ta đang học bài, có chuông điện thoại hoặc có b ạn gọi, ta phải dừng hoạt động học bài l ại để trả lời điện thoại hoặc ra gặp bạn. Sự kiện điện thoại reo chuông, hay bạn bè gọi được gọi là sự kiện ngắt, việc ta trả lời điện thoại hay ra gặp bạn là chương trình phục vụ ngắt. Việc đang học bài được xem là chương trình chính.
Ngắt được thực hiện khi và ch ỉ khi cài đặt cho phép nó. Như trong ví dụ trên, nếu sự kiện ngắt-điện thoại reo xảy ra, nếu giáo viên và ảbn thân ta cho phép mình trả lời điện thoại khi đang học bài thì khi có điện thoại ta mới nghe.
Vi điều khiển cũng có ngắt. Cách xử lý c ủa nó c ũng tương tự như ví dụ trên.
Cụ thể hoạt động của vi điều khiển khi có s ự kiện ngắt xảy ra và ng ắt đó đã được cho phép:
– Thực hiện nốt lệnh đang thực hiện
– Dừng chương trình đang thực hiện
– Lưu lại địa chỉ của lệnh kế tiếp trong chương trình đang thực hiện vào b ộ nhớ stack
– Nhảy tới địa chỉ 0x04 trong bộ nhớ chương trình
– Tại đây, vi điều khiển sẽ thực hiện chương trình con phục vụ ngắt do người lập trình đã lập trình từ trước.
– Sau khi thực hiện xong chương trình con phục vụ ngắt, vi điều khiển lấy lại địa chỉ của lệnh kế tiếp đã được lưu và thực hiện tiếp chương trình đang thực hiện dở lúc chưa có ngắt
Như vậy, cách phản ứng của vi điều khiển là khá tương đồng với cách xử lý c ủa con người trong thực tế. Như trong ví dụ trên, khi ta đang học bài, khi có ng ắt, tức có điện thoại-sự kiện ngắt, ta đọc nốt từ cuối cùng, nhớ dòng đang đọc ở trang thứ mấy, đánh dấu, trả lời điện thoại (chương trình con phục vụ ngắt), trả lời xong ta trở lại học bài ở dòng, trang đã được đánh dấu.
CÔNG TY TNHH CÔNG NGH Ệ CAO ATECKO www.atecko.com.vn
HƯỚNG DẪN LẬP TRÌNH VI ĐIỀU KHIỂN PIC VỚI PHẦN MỀM CCS
Tới đây ta tổng hợp lại các thuật ngữ dùng cho xử lý ng ắt trong vi điều khiển:
– Nguồn ngắt: nguồn ngắt là nguyên nhân gây ra ng ắt. Như trong ví dụ trên, nguồn ngắt có thể
Là điện thoại gọi hoặc bạn gọi
– Sự kiện ngắt: khi nguồn ngắt xảy ra
– Chương trình con phục vụ ngắt: là chương trình vi điều khiển xử lý khi có s ự kiện ngắt xảy ra do người lập trình lập trình ra
Ví dụ như ta trả lời hoặc chạy ra khỏi phòng g ặp bạn
– Vecto ngắt: tức địa chỉ 0x04 nơi vi điều khiển chạy tới sau khi lưu địa chỉ trả về
– Bit cho phép ngắt: tức việc cho phép vi điều khiển chạy chương trình con phục vụ ngắt khi có s ự kiện ngắt xảy ra. Trong vi điều khiển PIC, mỗi ngắt có bit cho phép của nó. Bit này t ận cùng bằng chữ E (enable), nằm trong các thanh ghi chuyênụdng. Muốn cho phép ngắt đó, ta phải đưa bit cho phép ngắt tương ứng lên giá ịtr1. Ngắt chỉ thực sự được cho phép ngắt khi ta cho bit cho phép ngắt toàn c ục GIE (Global Interrupt Enable) lên mức 1. Ta hình dùng như sau: khi có sự kiện ngắt- điện thoại gọi, nếu ta cho phép mình nghe điên thoại (tức bit cho phép ngắt của ngắt đó được set lên1) đồng thời thầy giáo cho phép (bit cho phép ngắt toàn c ục GIE được lên mức 1) thì ta mới nghe điện thoại (cho chương trình con phục vụ ngắt hoạt động).
Một số các ngắt khác, như các ngắt ngoại vi bao gồm ADC, PWM v.v Muốn cho phép nó còn ph ải đưa bit cho phép ngắt ngoại vi lên mức 1.
– Cờ ngắt: là bit ph ản ánh trạng thái ủca sự kiện ngắt. Mỗi ngắt có m ột bit cờ. Khi bit cờ này b ằng 1 nghĩa là s ự kiện ngắt tương ứng với cờ đó xảy ra. Ta hình dung như tiếng chuông c ủa điện thoại là c ờ ngắt, chuông rung báo có sự kiện ngắt- có điện thoại xảy ra. Các bit này tận cùng bằng từ F (Flag- cờ). Lưu ý là dù m ột ngắt có được cho phép hay
không thì c ờ ngắt vẫn được set lên 1 khi có sự kiện ngắt xảy ra. (Dù ta có được phép nghe điện thoại hay không thì chuông điện thoại vẫn cứ reo).
4.2 Các ngắt trong vi điều khiển PIC16F877A:
Vi điều khiển PIC16F877A có 15 ngu ồn ngắt. Được chia làm 2 l ớp ngắt:
– Lớp ngắt cơ bản: bao gồm các ngắt cơ bản như ngắt tràn timer 0, ng ắt ngoài, ng ắt thay đổi trạng thái ủca các chân PortB (RB4-RB7). Bit cho phép ngắt và bit c ờ tương ứng là
CÔNG TY TNHH CÔNG NGH Ệ CAO ATECKO www.atecko.com.vn
HƯỚNG DẪN LẬP TRÌNH VI ĐIỀU KHIỂN PIC VỚI PHẦN MỀM CCS
TMR0IE,TMR0IF; INTE, INTF; RBIE và RBIF. Để ý là để cho phép ngắt thực sự xảy ra phải có bit cho phép ngắt toàn c ục GIE.
– Lớp ngắt ngoại vi: bao gồm các ngắt ngoại vi như ngắt tràn timer 1 (TMR1IE, TMR1IF), ngắt tràn Timer 2(TMR2IE, TMR2IF), ng ắt hoàn thành vi ệc chuyển đổi ADC (ADCIE, ADCIF), ngắt hoàn thành vi ệc nhận kí tự trong truyền thông RS232 (RCIE, RCIF), ngắt hoàn thành vi ệc truyền kí tự trong truyền thông RS232 (TXIE, TXIF) v.v Để
ý là mu ốn thực sự cho phép các ngắt này ngoài bit cho phép ng ắt toàn c ục được set phải set cả bỉt cho phép ngắt ngoại vi PEIE.
4.3 Viết chương trình xử lý ng ắt bằng CCS:
Ví dụ một chương trình có ng ắt như sau:
#INCLUDE <16F877A.H>
#FUSES NOLVP, NOWDT, HS
#USE DELAY(CLOCK=8000000)
BYTE CONST MAP[10] = {0xC0,0xF9,0xA4,0xB0,0x99,0x92,0x82,0xF8,0x80,0x90};
CÔNG TY TNHH CÔNG NGH Ệ CAO ATECKO www.atecko.com.vn
HƯỚNG DẪN LẬP TRÌNH VI ĐIỀU KHIỂN PIC VỚI PHẦN MỀM CCS
VOID HIENTHI(INT A);
INT SODEM;
//CHUONG TRINH CON PHUC VU NGAT DAT SAU #INT_EXT
#INT_EXT
VOID NGATNGOAI()
{
// XOA CO NGAT NGOAI CLEAR_INTERRUPT(INT_EXT);
// CAM NGAT TRONG CHUONG TRINH CON PHUC VU NGAT DISABLE_INTERRUPTS(GLOBAL);
SODEM++;
// CHO PHEP NGAT TOAN CUC
ENABLE_INTERRUPTS(GLOBAL);
}
VOID HIENTHI(INT A)
{
INT HC, HDV;
HC=A/10;
HDV=A%10;
OUTPUT_LOW(PIN_A4);
OUTPUT_D(MAP[HC]);
DELAY_MS(15);
CÔNG TY TNHH CÔNG NGH Ệ CAO ATECKO www.atecko.com.vn
HƯỚNG DẪN LẬP TRÌNH VI ĐIỀU KHIỂN PIC VỚI PHẦN MỀM CCS
OUTPUT_HIGH(PIN_A4);
OUTPUT_LOW(PIN_A5);
OUTPUT_D(MAP[HDV]);
DELAY_MS(15);
OUTPUT_HIGH(PIN_A5);
}
VOID MAIN()
{
// CAI DAT VAO RA CHO CONG B SET_TRIS_B(0xFF);
// CHO PHEP NGAT NGOAI ENABLE_INTERRUPTS(INT_EXT);
// CAI DAT SUON NGAT
EXT_INT_EDGE(H_TO_L);
// CHO PHEP NGAT TOAN CUC ENABLE_INTERRUPTS(GLOBAL);
// VONG LAP DOI NGAT WHILE(1)
{
HIENTHI(SODEM);
}
}
CÔNG TY TNHH CÔNG NGH Ệ CAO ATECKO www.atecko.com.vn
HƯỚNG DẪN LẬP TRÌNH VI ĐIỀU KHIỂN PIC VỚI PHẦN MỀM CCS
Như vậy, lúc viết chương trình có dùng ng ắt bằng CCS, ta có nh ững lưu ý sau:
– Trong chương trình chính (main), chúng ta cài đặt ngắt: cho phép ngắt cụ thể, cho phép ngắt toàn c ục. Đợi ngắt
– Chương trình con xử lý ng ắt là chương trình con nằm ngay sau chỉ thị biên dịch
#INT_XXX, trong đó XXX là tên của ngắt cụ thể. Ví dụ: #INT_EXT: ngắt ngoài
– Trong chương trình con xử lý ng ắt: xóa c ờ ngắt, cấm ngắt toàn c ục đề phòng khi đang xử lý ng ắt có ng ắt xảy ra. Sau khi xử lý d ữ liệu trong chương trình con xử lý ng ắt, ta cho phép ngắt toàn c ục lại.
Tên một số ngắt của PIC như sau:
– INT_EXT: ngắt ngoài
– INT_TIMER0: ngắt timer 0
– INT_TIMER1: ngắt timer 1
– INT_TIMER2: ngắt timer 2
– INT_RDA: ngắt nhận đủ kí tự trong truyền thông máy tính
– INT_RB: ngắt thay đổi trạng thái các chân RB7-RB4
Trong phần tiếp theo, ta sẽ khảo sát một số ngắt tiêu biểu như ngắt ngoài INT, ng ắt thay đổi trạng thái các chân cao PORTB, ngắt tràn Timer 0, ng ắt tràn Timer 1. Các ngắt ngoại vi khác ẽs được nhắc đến khi nghiên ứcu các modun ngoại vi này.
4.4 Ngắt ngoài:
4.4.1 Hoạt động:
– Nguồn ngắt: là xung đi vào chân RB0 c ủa vi điều khiển PIC
– Sự kiện ngắt: sự kiện ngắt xảy ra khi có xung đi vào chân RB0 của vi điều khiển. Xung là xung sườn dương hay sườn âm ph ụ thuộc bit cài đặt chọn dạng xung, bit INTEDG ( bit 6 của thanh ghi PTION_REG) là 1 hay không.
– Bit cho phép ngắt: Để cho phép ngắt ngoài, bit cho phép ngắt ngoài INTIE (bit 4 c ủa thanh ghi INTCON) phải được set lên 1. Ngoài ra, bit cho phép ngắt toàn c ục GIE (bit 7 của thanh ghi INTCON) cũng phải được set lên 1.
– Cờ ngắt: bit cờ ngắt ngoài là bit INTIF (bit 1 c ủa thanh ghi INTCON) được tự động set lên 1 khi có sự kiện ngắt ngoài x ảy ra. Cờ này ph ải được xóa b ằng chương trình (cụ thể là
CÔNG TY TNHH CÔNG NGH Ệ CAO ATECKO www.atecko.com.vn
HƯỚNG DẪN LẬP TRÌNH VI ĐIỀU KHIỂN PIC VỚI PHẦN MỀM CCS
trong chương trình con phục vụ ngắt) để vi điều khiển quản lý chính xác cácầln ngắt kế tiếp.
4.4.2 Quản lý ng ắt ngoài trong c hương trình CCS:
Trong chương trình chính, cài đặt ngắt:
– Cài đặt chân RB0 là chân vào: SET_TRIS_B(0x01)
– Cài đặt dạng xung đầu vào là sườn dương hay sườn âm: EXT_INT_EDGE(H_TO_L) hoặc EXT_INT_EDGE(L_TO_H)
– Cho phép ngắt ngoài: ENABLE_INTERRUPTS(INT_EXT)
– Cho phép ngắt toàn c ục: ENABLE_INTERRUPTS(GLOBAL)
Chương trình con phục vụ ngắt đặt sau chỉ định biên dịch #INT_EXT:
#INT_EXT
Định nghĩa chương trình con
Trong chương trình con phục vụ ngắt:
– Xóa c ờ ngắt: CLEAR_INTERRUPT(INT_EXT)
– Cấm ngắt toàn c ục, đề phòng lúc đang xử lý ng ắt, lại có ng ắt xảy ra:
DISABLE_INTERRUPTS(GLOBAL)
– Xử lý ng ắt đó: tùy thuộc vào ý đồ của người lập trình
– Cho phép ngắt toàn c ục: ENABLE_INTERRUPTS(GLOBAL)
4.5 Ngắt Thay Đổi Trạng Thái Các Chân RB7-RB4:
4.5.1 Hoạt động:
– Nguồn ngắt: là tr ạng thái ủca một trong các chân RB7-RB4 của vi điều khiển PIC
– Sự kiện ngắt: sự kiện ngắt xảy ra khi có s ự thay đổi trạng thái (1-0 hay 0-1) ủca một trong các chân RB7-RB4 của PortB
– Bit cho phép ngắt: Để cho phép ngắt này, bit cho phép ngắt RBIE (bit 3 của thanh ghi INTCON) phải được set lên 1. Ngoài ra, bit cho phép ngắt toàn c ục GIE (bit 7 của thanh ghi INTCON) cũng phải được set lên 1.
CÔNG TY TNHH CÔNG NGH Ệ CAO ATECKO www.atecko.com.vn
HƯỚNG DẪN LẬP TRÌNH VI ĐIỀU KHIỂN PIC VỚI PHẦN MỀM CCS
– Cờ ngắt: bit cờ ngắt ngoài là bit RBIF (bit 0 c ủa thanh ghi INTCON) được tự động set lên 1 khi có sự kiện ngắt ngoài x ảy ra. Cờ này ph ải được xóa b ằng chương trình (cụ thể là trong chương trình con phục vụ ngắt) để vi điều khiển quản lý chính xác cácầln ngắt kế tiếp.
Lưu ý quan tr ọng: Khi sử dụng ngắt này trong các ứng dụng xử lý các xung đầu vào RB4-RB7, ví dụ như phím bấm chẳng hạn, ta cần lưu ý điểm sau. Giả sử như ban đầu phím bấm chưa bấm, đầu vào RB ở mức 1, khi bấm phím RB xuống mức 1, như vậy có 1 s ự kiện ngắt xảy ra. Tuy nhiên, khi thả phím bấm ra, RB lên mức 1, tức cũng có một sự thay đổi trạng thái ủca chân RB7-RB4, nên ũngc có ngắt xảy ra. Vì vậy, việc ấn và nh ả phím bấm được tính 2 lần ngắt. Cần để ý điều này khi lập trình.
Vấn đề thứ 2 là c ần sử dụng một lệnh đọc cổng B để loại bỏ trạng thái mismatch lúc ảxy ra ngắt ở các chân này.
4.5.2 Quản lý ng ắt RB trong chương trình CCS:
Trong chương trình chính, cài đặt ngắt:
– Cài đặt chân RB4-RB7 là chân vào: SET_TRIS_B(0xF0)
– Cho phép ngắt RB: ENABLE_INTERRUPTS(INT_RB)
– Cho phép ngắt toàn c ục: ENABLE_INTERRUPTS(GLOBAL)
Chương trình con phục vụ ngắt đặt sau chỉ định biên dịch #INT_RB:
#INT_RB
Định nghĩa chương trình con
Trong chương trình con phục vụ ngắt:
– Xóa c ờ ngắt: CLEAR_INTERRUPT(INT_RB)
– Cấm ngắt toàn c ục, đề phòng lúc đang xử lý ng ắt, lại có ng ắt xảy ra:
DISABLE_INTERRUPTS(GLOBAL)
– Đoc cổng B để loại bỏ trạng thái mismatch
– Xử lý ng ắt đó: tùy thuộc vào ý đồ của người lập trình, chú ý đến số lần ngắt
– Cho phép ngắt toàn c ục: ENABLE_INTERRUPTS(GLOBAL)
CÔNG TY TNHH CÔNG NGH Ệ CAO ATECKO www.atecko.com.vn
HƯỚNG DẪN LẬP TRÌNH VI ĐIỀU KHIỂN PIC VỚI PHẦN MỀM CCS
4.6 Ngắt Timer 0:
4.6.1 Hoạt động:
– Nguồn ngắt: là tr ạng thái tràn của thanh ghi bộ đếm timer 0, TMR0 vi điều khiển PIC
– Sự kiện ngắt: sự kiện ngắt xảy ra khi có s ự tràn c ủa TMR0, tức là khi TMR0=255 r ồi bị xóa
– Bit cho phép ngắt: Để cho phép ngắt này, bit cho phép ngắt TMR0IE (bit 5 của thanh ghi INTCON) phải được set lên 1. Ngoài ra, bit cho phép ngắt toàn c ục GIE (bit 7 của thanh ghi INTCON) cũng phải được set lên 1.
– Cờ ngắt: bit cờ ngắt ngoài là bit TMR0IF (bit 2 c ủa thanh ghi INTCON) được tự động set lên 1 khi có sự kiện ngắt ngoài x ảy ra. Cờ này ph ải được xóa b ằng chương trình (cụ thể là trong chương trình con phục vụ ngắt) để vi điều khiển quản lý chính xác cácầln ngắt kế tiếp.
4.6.2 Quản lý ng ắt Timer 0 trong chương trình CCS:
Trong chương trình chính, cài đặt ngắt:
– Gán giá ịtrban đầu cho thanh ghi TMR0, tùy thuộc vào th ời gian mà người lập trình muốn (xem lại bài 3): SET_TIMER0(giá trị)
– Cho phép ngắt timer 0: ENABLE_INTERRUPTS(INT_TIMER0)
– Cho phép ngắt toàn c ục: ENABLE_INTERRUPTS(GLOBAL)
Chương trình con phục vụ ngắt đặt sau chỉ định biên dịch #INT_TIMER0:
#INT_TIMER0
Định nghĩa chương trình con
Trong chương trình con phục vụ ngắt:
– Xóa c ờ ngắt: CLEAR_INTERRUPT(INT_TIMER0)
– Cấm ngắt toàn c ục, đề phòng lúc đang xử lý ng ắt, lại có ng ắt xảy ra:
DISABLE_INTERRUPTS(GLOBAL)
– Xử lý ng ắt đó: tùy thuộc vào ý đồ của người lập trình, chú ý đến số lần ngắt
– Gán ạli giá trị ban đầu cho thanh ghi TMR0 (tùy thuộc vào ý đồ của người lập trình):
SET_TIMER0(giá trị)
CÔNG TY TNHH CÔNG NGH Ệ CAO ATECKO www.atecko.com.vn
HƯỚNG DẪN LẬP TRÌNH VI ĐIỀU KHIỂN PIC VỚI PHẦN MỀM CCS
– Cho phép ngắt toàn c ục: ENABLE_INTERRUPTS(GLOBAL)
BÀI T ẬP:
4.1 Cho sơ đồ mạch như hình vẽ:
CÔNG TY TNHH CÔNG NGH Ệ CAO ATECKO www.atecko.com.vn
HƯỚNG DẪN LẬP TRÌNH VI ĐIỀU KHIỂN PIC VỚI PHẦN MỀM CCS
R11
10K
13 U1 33 R1
OSC1/CLKIN RB0/INT
14 34
OSC2/CLKOUT RB1 35
RB2 268
2 RA0/AN0 RB3/PGM 36
3 RA1/AN1 RB4 37
4 RA2/AN2/VREF-/CVREF RB5 38 R2
5 RA3/AN3/VREF+ RB6/PGC 39
6 RA4/T0CKI/C1OUT RB7/PGD 40 220
7
RA5/AN4/SS/C2OUT 15
8 RC0/T1OSO/T1CKI 16 R3
RE0/AN5/RD RC1/T1OSI/CCP2
9 17
10 RE1/AN6/W R RC2/CCP1 18
RE2/AN7/CS RC3/SCK/SCL 222
23
RC4/SDI/SDA
1 24
MCLR/Vpp/THV RC5/SDO R4
RC6/TX/CK 25
26
RC7/RX/DT
RD0/PSP0 19 220
20
RD1/PSP1
21 R5
RD2/PSP2
22
RD3/PSP3 27
RD4/PSP4 220
28
RD5/PSP5
RD6/PSP6 29 R6
RD7/PSP7 30
PIC16F877A 220
R7
220
R8 Q1
PNP
4K
R10 Q2
PNP
10k
Lập trình để mạch hoạt động như sau: 2 led 7 đoạn hiển thị số lần phím bấm
4.2 Cho sơ đồ mạch như sau:
CÔNG TY TNHH CÔNG NGH Ệ CAO ATECKO www.atecko.com.vn
HƯỚNG DẪN LẬP TRÌNH VI ĐIỀU KHIỂN PIC VỚI PHẦN MỀM CCS
C1 R11 R12
10K 10K
30pF X1
C2 CRYSTAL
30pF 13 U1 33
R1
14 OSC1/CLKIN RB0/INT 34
OSC2/CLKOUT RB1 35
2 RB2 36 268
RA0/AN0 RB3/PGM
3 37
RA1/AN1 RB4
4 38 R2
RA2/AN2/VREF-/CVREF RB5
5 39
6 RA3/AN3/VREF+ RB6/PGC 40
7 RA4/T0CKI/C1OUT RB7/PGD 220
RA5/AN4/SS/C2OUT 15
8 RC0/T1OSO/T1CKI 16 R3
RE0/AN5/ RD RC1/T1OSI/CCP2
9 17
10 RE1/AN6/WR RC2/CCP1 18
222
RE2/AN7/CS RC3/SCK/SCL
R9 RC4/SDI/SDA 23
1 RC5/SDO 24
MCLR/Vpp/THV R4
4K RC6/TX/CK 25
26
RC7/RX/DT
RD0/PSP0 19 220
20
RD1/PSP1
21 R5
RD2/PSP2 22
RD3/PSP3
RD4/PSP4 27 220
28
RD5/PSP5 29 R6
RD6/PSP6 30
RD7/PSP7
PIC16F877A 220
R7
220
2 led 7 đoạn hiển thị số lần phím bấm
4.3 Làm l ại các bài tập 3.1, 3.2, 3.3 nhưng sử dụng ngắt.
D1
LED-RED
D2
LED-RED
D3
LED-RED
D4
LED-RED
D5
LEDD6-RED
LED-RED
D7
LED-RED
CÔNG TY TNHH CÔNG NGH Ệ CAO ATECKO www.atecko.com.vn
HƯỚNG DẪN LẬP TRÌNH VI ĐIỀU KHIỂN PIC VỚI PHẦN MỀM CCS
BÀI 5: ĐIỀU CHẾ ĐỘ RỘNG XUNG-PWM
5.1 Nguyên lý hoạt động:
Bộ điều chế độ rộng xung tạo xung hình chữ nhật trên 2 chân RC1/CCP2 và RC2/CCP1-giá trị xung ở 2 chân là ngược nhau (bù nhau). Thực ra đây là một chức năng của modun CCP gồm 3 chức năng: Comparation, Capture, PWM.
Nguyên lý tạo xung như sau:
Khi Thanh ghi bộ đếm của bộ định thời Timer 2 đạt giá trị bằng giá trị của thanh ghi PR2, đầu ra xung RC2/CCP1 được set lên mức cao. TMR2 được reset về 0, sau đó đếm lên, khi TMR2 đạt giá trị bằng độ rộng xung, chân RC2/CCP1 được reset về 0. TMR2 tiếp tục đếm lên cho đến khi bằng giá trị PR2 thì chu trình sẽ lặp lại như lúc đầu. Xung ra ở chân RC1/CC21 là bù c ủa xung trên chân RC2/CCP1 .
5.2 Chu kỳ xung:
Để xác định chu kỳ xung ta đưa ra phân tích như sau:
Như đã tìm hi ểu về cách làm việc của các bộ timer, ta biết: sau mỗi chu kì lệnh giá trị của TMR2 sẽ tăng lên 1 đơn vị. Nếu dùng bộ chia tần số, giả sử là 1: N thì sau N chu kì l ệnh giá trị của TMR2 mới tăng lên 1 đơn vị.
Mỗi chu kì lệnh gồm 4 chu kì xung.
CÔNG TY TNHH CÔNG NGH Ệ CAO ATECKO www.atecko.com.vn
HƯỚNG DẪN LẬP TRÌNH VI ĐIỀU KHIỂN PIC VỚI PHẦN MỀM CCS
Chu kì xung chính là kho ảng thời gian từ lúc TMR2=0 cho đến khi TMR2=PR2. Suy ra, để tăng PR2 đơn vị, hay chính là chu kì xung s ẽ bằng:
Ở đây, Tosc là chu kì xung c ủa vi điều khiển hay chu kì của thạch anh N là t ỉ lệ chia tần số.
Ví dụ: với thạch anh Fosc=4Mhz, N=4, ta có chu kì xung tối đa đạt được là khi PR2=255 (PR2 là thanh ghi 8 bit)
T=(255+1)*4*(1/4Mhz)*4=1024µs
Tức tần số xung là: F=1/T=976Hz= 1KHz.
5.3 Độ rộng xung:
Độ rộng xung là giá trị 10 bit : trong đó 8 bit cao được ghi vào thanh ghi CCPR1L, và 2 bit thấp ghi vào 2 bit 5 và 4 c ủa thanh ghi CCP1CON :
Độ rộng xung PWM được xác định theo công thức:
PWM Duty Cycle= (CCPR1L:CCP1CON<5:4>)*Tosc*N
Trong đó, CCPR1L là thanh ghi 8 bit, CCP1CON<5:4> là 2 bit 5 và 4 của thanh ghi điều khiển CCP1CON. N là t ỉ lệ chia tần số.
5.4 Qui trình thực hiện xuất xung PWM:
Gồm các bước:
– Cài đăt modun CCP chức năng PWM: setup_CCP1(CCP_PWM)
– Cài đặt Timer 2: setup_timer_2 (mode, period, 1)
Trong đó, mode có thể là: T2_DISABLED, T2_DIV_BY_1, T2_DIV_BY_4, T2_DIV_BY_16, nghĩa là t ắt Timer2 hoặc định tỉ lệ bộ chia tần số
CÔNG TY TNHH CÔNG NGH Ệ CAO ATECKO www.atecko.com.vn
HƯỚNG DẪN LẬP TRÌNH VI ĐIỀU KHIỂN PIC VỚI PHẦN MỀM CCS
Period chính là giá trị của thanh ghi PR2 để xác định chu kì của xung
– Cài đặt độ rộng xung: set_pwm1_duty(value);
Trong đó, value là giá trị CCPR1L:CCP1CON<5:4>
Và độ rộng xung được tính theo công thức:
PWM Duty Cycle= value*Tosc*N
5.5 Ứng dụng PWM trong điều khiển tốc độ động cơ 1 chiều:
C1
30pF X1
UDK
C2 CRYSTAL
13 33
OSC1/CLKIN RB0/INT
14 34
OSC2/CLKOUT RB1
35
RB2
30pF 2 36
RA0/AN0 RB3/PGM
3 37
RA1/AN1 RB4
4 38
RA2/AN2/VREF-/CVREF RB5 LCD1
5 39
RA3/AN3/VREF+ RB 6/PGC
6 40 LM016L
RA4/T0CKI/C1OUT RB 7/PGD
7
RA5/AN4/SS/C2OUT
15
RC0/T1OSO/T1CKI
8 16
+5V RE0/AN5/RD RC1/T1OSI/CCP2
9 17
RE1/AN6/WR RC2/CCP1
10 18
RE2/AN7/CS RC3/SCK/SCL
23
RC4/SDI/SDA VSSVDDVEE
1 MCLR/Vpp/THV 24 RS RWE D0D1 D2D3 D4D5 D6 D7
RC5/SDO
RC6/TX/CK 25
26
RC7/RX/DT 12 3 4 56 78 910 1112 1314
R9
RD0/PSP0 19
20
RV1 4K RD1/PSP1
21
RD2/PSP2
22
RD3/PSP3
27
RD4/PSP4
28
RD5/PSP5
29
RD6/PSP6
30
RD7/PSP7
10K PIC16F877A
+12V
R6 U2
2K2
1 6
5
2
4 R5 Q5
NPN
OPTOCOUPLER-NPN 1K
Q2
NPN
R7
10k
+12V
R1 U1 D32
2K2
DIODE
1 6
R11 5 + 12V
10k R2
2 Q?
4 MPSA05
1K
OPTOCOUPLER-NPN
R3
10K
D1
DIODE
+88.8
BÀI T ẬP:
1. Lập trình để xuất xung PWM có tần số là 1KHZ, độ rộng xung là 50%
2. Ứng dụng PWM
RL?
OMI-SH-205D
CHƯƠNG TRÌNH BÀN PHÍM
CÔNG TY TNHH CÔNG NGH Ệ CAO ATECKO www.atecko.com.vn
HƯỚNG DẪN LẬP TRÌNH VI ĐIỀU KHIỂN PIC VỚI PHẦN MỀM CCS
#include <16F877A.h>
#fuses HS,NOWDT,NOPROTECT,NOLVP
#device *=16 adc=10
#use delay(clock=4000000)
#include <lcd_lib_4bit.c>
//#INCLUDE <KBD.C>
#define col0 PIN_B4
#define col1 PIN_B5
#define col2 PIN_B6
#define col3 PIN_B7
#define row0 PIN_B0
#define row1 PIN_B1
#define row2 PIN_B2
#define row3 PIN_B3
// Keypad layout:
char const KEYS[4][4] = {{‘0′,’1′,’2′,’3’},
{‘4′,’5′,’6′,’7’},
{‘8′,’9′,’A’,’B’},
{‘C’,’D’,’E’,’F’}
};
#define KBD_DEBOUNCE_FACTOR 100 // Set this number to apx n/333 where // n is the number of times you expect
CÔNG TY TNHH CÔNG NGH Ệ CAO ATECKO www.atecko.com.vn
HƯỚNG DẪN LẬP TRÌNH VI ĐIỀU KHIỂN PIC VỚI PHẦN MỀM CCS
// to call kbd_getc each second
#SEPARATE void kbd_init() {
}
short int ALL_ROWS (void)
{
if (input (row0) & input (row1) & input (row2) & input (row3))
return (0);
else
return (1);
}
char kbd_getc( ) {
static byte kbd_call_count;
static short int kbd_down;
static char last_key;
static byte col;
byte kchar;
byte row;
CÔNG TY TNHH CÔNG NGH Ệ CAO ATECKO www.atecko.com.vn
HƯỚNG DẪN LẬP TRÌNH VI ĐIỀU KHIỂN PIC VỚI PHẦN MỀM CCS
kchar=’\0′;
if(++kbd_call_count>KBD_DEBOUNCE_FACTOR) { switch (col) {
case 0 :
output_low(col0);
output_high(col1);
output_high(col2);
output_high(col3);
//DELAY_MS(1000);
break;
case 1 : output_high(col0);
output_low(col1);
output_high(col2);
output_high(col3);
break;
case 2 : output_high(col0);
output_high(col1);
output_low(col2);
output_high(col3);
break;
case 3 : output_high(col0);
output_high(col1);
output_high(col2);
output_low(col3);
CÔNG TY TNHH CÔNG NGH Ệ CAO ATECKO www.atecko.com.vn
HƯỚNG DẪN LẬP TRÌNH VI ĐIỀU KHIỂN PIC VỚI PHẦN MỀM CCS
break;
}
if(kbd_down)//NEU LAN TRUOC DO DA CO MOT PHIM DUOC BAM
{
if(!ALL_ROWS())//DOI CHO DEN KHI PHIM DUOC NHA RA
{
kbd_down=false;
kchar=last_key;
last_key=’\0′;
}
}
else //NEU KHONG CO PHIM NAO BAM TRUOC DO
{
if(ALL_ROWS())//NEU CO PHIM BAM
{
if(!input (row0))
row=0;
else if(!input (row1))
row=1;
else if(!input (row2))
row=2;
else if(!input (row3))
row=3;
last_key =KEYS[row][col];
kbd_down = true;
CÔNG TY TNHH CÔNG NGH Ệ CAO ATECKO www.atecko.com.vn
HƯỚNG DẪN LẬP TRÌNH VI ĐIỀU KHIỂN PIC VỚI PHẦN MỀM CCS
}
else // NEU KHONG CO PHIM NAO BAM, CHUYEN SANG QUET COT TIEP THEO
{
++col;
if(col>=4)
col=0;
}
}
kbd_call_count=0;//SAU 1 LAN QUET RESET KBD_CALL_COUNT VE 0, DE DOI LAN QUET TIEP
}
return(kchar);
}
void main()
{
INT C;
INT16 value;
SET_TRIS_D(0X00);
SET_TRIS_B(0X0F);
lcd_putcmd(0x80);
lcd_init();
delay_ms(200);
OUTPUT_B(0XF0);
PRINTF(LCD_PUTCHAR,”PHIM BAM: “);
CÔNG TY TNHH CÔNG NGH Ệ CAO ATECKO www.atecko.com.vn
HƯỚNG DẪN LẬP TRÌNH VI ĐIỀU KHIỂN PIC VỚI PHẦN MỀM CCS
while( TRUE )
{
C=KBD_GETC();
IF (C!=’\0′)
{
LCD_PUTCMD(0X01);
PRINTF(LCD_PUTCHAR,”%C”,C);
}
}
}
Chương trình nhập số:
void main()
{
INT C;
INT16 DAT_THU;
INT16 value;
SET_TRIS_D(0X00);
SET_TRIS_B(0X0F);
lcd_putcmd(0x80);
lcd_init();
CÔNG TY TNHH CÔNG NGH Ệ CAO ATECKO www.atecko.com.vn
HƯỚNG DẪN LẬP TRÌNH VI ĐIỀU KHIỂN PIC VỚI PHẦN MỀM CCS
delay_ms(200);
PRINTF(LCD_PUTCHAR,”PHIM BAM: “);
WHILE( TRUE )
{
DAT_THU=0;
DO
{
C=KBD_GETC();
IF (C!=’\0’& c!=’A’&C!=’B’& c!=’C’&C!=’D’&=’D’&C!=’E’&C!=’F’)c!
{
DAT_THU =DAT_THU*10;
DAT_THU=DAT_THU+C-0X30;
LCD_PUTCHAR(C);
}
}WHILE(C!=’E’);
LCD_PUTCMD(0X01);
PRINTF(LCD_PUTCHAR,”GIA TRI PHIM BAM:”);
LCD_PUTCMD(0XC2);
PRINTF(LCD_PUTCHAR,”%6LU”,DAT_THU);
CÔNG TY TNHH CÔNG NGH Ệ CAO ATECKO www.atecko.com.vn
HƯỚNG DẪN LẬP TRÌNH VI ĐIỀU KHIỂN PIC VỚI PHẦN MỀM CCS
CÔNG TY TNHH CÔNG NGH Ệ CAO ATECKO www.atecko.com.vn
HƯỚNG DẪN LẬP TRÌNH VI ĐIỀU KHIỂN PIC VỚI PHẦN MỀM CCS
CÔNG TY TNHH CÔNG NGH Ệ CAO ATECKO www.atecko.com.vn
