Đang tải... (xem toàn văn)
Trang 1 UBND TỈNH BÌNH ĐỊNH TRƯỜNG CAO ĐẲNG KỸ THUẬT CƠNG NGHỆ QUY NHƠN GIÁO TRÌNH MÔ ĐUN: LẮP RÁP, LẬP TRÌNH VI XỬ LÝ NGHỀ: ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP TRÌNH ĐỘ: CAO ĐẲNG Trang 3 TUYÊN BỐ
UBND TỈNH BÌNH ĐỊNH TRƯỜNG CAO ĐẲNG KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ QUY NHƠN GIÁO TRÌNH MÔ ĐUN: LẮP RÁP, LẬP TRÌNH VI XỬ LÝ NGHỀ: ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP TRÌNH ĐỘ: CAO ĐẲNG Ban hành kèm theo Quyết định số: 99/QĐ-CĐKTCNQN ngày 14 tháng năm 2018 Hiệu trưởng Trường Cao đẳng Kỹ thuật Công nghệ Quy Nhơn Bình Định, năm 2018 TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN Tài liệu thuộc loại sách giáo trình nên nguồn thơng tin phép dùng nguyên trích dùng cho mục đích đào tạo tham khảo Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành mạnh bị nghiêm cấm LỜI GIỚI THIỆU Để thực biên soạn giáo trình đào tạo nghề Điện tử cơng nghiệp trình độ Cao Đẳng, giáo trình Lắp ráp, lập trình vi xử lý giáo trình mơ đun đào tạo chun ngành biên soạn theo nội dung chương trình khung Bộ Lao động Thương binh Xã hội Tổng cục Dạy Nghề phê duyệt Nội dung biên soạn ngắn gọn, dễ hiểu, tích hợp kiến thức kỹ chặt chẽ với nhau, logíc Khi biên soạn, nhóm biên soạn cố gắng cập nhật kiến thức có liên quan đến nội dung chương trình đào tạo phù hợp với mục tiêu đào tạo, nội dung lý thuyết thực hành biên soạn gắn với nhu cầu thực tế sản xuất đồng thời có tính thực tiển cao Trong q trình sử dụng giáo trình, tuỳ theo yêu cầu khoa học cơng nghệ phát triển điều chỉnh thời gian bổ sung kiên thức cho phù hợp Trong giáo trình, chúng tơi có đề nội dung thực tập để người học cố áp dụng kiến thức phù hợp với kỹ Tuy nhiên, tùy theo điều kiện sở vật chất trang thiết bị, trường có thề sử dụng cho phù hợp Mặc dù cố gắng tổ chức biên soạn để đáp ứng mục tiêu đào tạo không tránh khiếm khuyết Rất mong nhận đóng góp ý kiến thầy, giáo, bạn đọc để nhóm biên soạn hiệu chỉnh hoàn thiện Các ý kiến đóng góp xin gửi Trường Cao Đẳng Kỹ thuật công nghệ Quy Nhơn, 172 An Dương Vương, TP Quy Nhơn Tham gia biên soạn Lê Tấn Hòa MỤC LỤC Trang LỜI GIỚI THIỆU BÀI 1: NHẬP MÔN VI ĐIỀU KHIỂN PIC 1.1 Giới thiệu vi điều khiển PIC 18F4550 1.2 Tạo project phần mềm lập trình PIC C complier (CCS) 1.3 Lập trình ứng dụng đơn giản 10 BÀI 2: ĐIỀU KHIỂN HIỂN THỊ SỬ DỤNG VI ĐIỀU KHIỂN PIC 17 2.1 Lập trình điểu khiển hiển thị Led đơn sáng tắt 17 2.2 Lập trình điểu khiển hiển thị Led đơn sáng tắt luân phiên 18 2.3 Lập trình điểu khiển hiển thị Led đơn 19 2.4 Lập trình điểu khiển hiển thị số Led đoạn 21 2.5 Lập trình điều khiển hiển thị số led đoạn: 24 2.6 Lập trình điều khiển hiển thị ký tự Led ma trận 8x8 25 2.7 Lập trình điều khiển hiển thị ký tự hình LCD 1602 29 BÀI 3: SỬ DỤNG BỘ ĐỊNH THỜI TIMER 33 3.1 Cài đặt chế độ cho định thời 33 3.2 Lập trình ứng dụng sử dụng định thời 36 BÀI 4: SỬ DỤNG NGẮT 41 4.1 Lập trình điều khiển hoạt động ngắt timer: 41 4.2 Lập trình ứng dụng sử dụng ngắt ngồi 45 4.3 Lập trình hiển thị số lượng sản phẩm đếm sử dụng ngắt ngồi 47 4.4 Lập trình hệ thống đo tốc độ quay động sử dụng ngắt INT2 ngắt timer 50 BÀI 5: ĐIỀU CHẾ ĐỘ RỘNG XUNG PWM, ADC 53 5.1 Lập trình điều chế độ rộng xung 53 5.2 Lập trình đọc giá trị nhiệt độ từ cảm biến nhiệt LM35 56 BÀI 6: LẬP TRÌNH ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ TỪ MÁY TÍNH 60 6.1 Lý thuyết liên quan: 60 6.2 Trình tự thực 60 6.3 Thực hành: 60 6.4 Câu hỏi ôn tập: 61 GIÁO TRÌNH MƠN ĐUN Tên mơ đun: Lắp ráp, lập trình vi xử lý Mã mơ đun: MĐ 21 Vị trí, tính chất, ý nghĩa vai trị mơ đun: - Vị trí: Mơ đun bố trí dạy sau học xong mơn Lắp ráp, sửa chữa mạch xung - số; - Tính chất: mô – đun trang bị kiến thức kỹ lập trình ứng dụng sử dụng vi điều khiển PIC Mục tiêu mô đun: - Kiến thức: + Trình bày kiến thức vi điều khiển PIC + Trình bày ứng dụng khối chức vi điều khiển PIC - Kỹ năng: + Lập trình điều khiển ứng dụng đơn giản sử dụng vi điều khiển PIC - Năng lực tự chủ trách nhiệm: + Rèn luyện cho người học thái độ nghiêm túc, cẩn thận, xác học tập thực công việc Nội dung mô đun: Số Tên mô đun Thời gian(giờ) TT TS LT TH KT Bài 1: Nhập môn vi điều khiển PIC 62 Bài 2: Điều khiển hiển thị sử dụng vi điều 30 10 19 khiển PIC Bài 3: Sử dụng định thời Timer 12 Bài 4: Sử dụng ngắt 24 15 Bài 5: Điều chế độ rộng xung PWM, ADC 12 Bài 6: Lập trình điều khiển thiết bị từ máy tính Tổng cộng 90 30 58 BÀI 1: NHẬP MÔN VI ĐIỀU KHIỂN PIC Mã bài: MĐ21-01 Thời gian: 06 (LT: 01, TH: 03, Tự học:02) Mục tiêu thực hiện: - Mô tả cấu trúc họ vi điều khiển PIC - Trình bày cấu trúc chương trình viết CCS PIC 1.1 Giới thiệu vi điều khiển PIC 18F4550 PIC họ vi điều khiển RISC sản xuất công ty Microchip Technology PIC bắt nguồn từ chữ viết tắt “Programmable Intelligent Computer”(Máy tính khả trình thơng minh) Ngày nhiều dòng PIC xuất xưởng với hàng loạt module ngoại vi tích hợp sẵn(như USART, PWM, ADC…), với nhớ chương trình từ 512 Word đến 32K Word Hiện có nhiều dịng PIC có nhiều khác biệt phần cứng, điểm qua vài nét sau: - 8/16 bit CPU, xây dựng theo kiến truc Harvard có sửa đổi - Flash ROM tuỳ chọn từ 256 byte đến 256 Kbyte - Các cổng Xuất/ Nhập(I/O)(mức logic thường từ 0V đến 5.5V, ứng với logic logic 1) - 8/16 bit Timer - Các chuẩn giao tiếp nối tiếp đồng bộ/ khung đồng USART - Bộ chuyển đổi ADC Analog-to-digital converters, 10/12 bit - Bộ so sánh điện áp(Voltage Comparator) - Các module Capture/ Compare/ PWM - LCD - MSSP Peripheral dựng cho giao tiếp I2C, SPI - Bộ nhớ nội EPROM – ghi/xố tới triệu lần - Module Điều khiển động cơ, đọc encoder - Hỗ trợ giao tiếp USB, CAN, LIN, IrDA - Một số dịng có tích hợp RF(PIC16f639, RFPIC) - KEELOQ mờ hoá giải mờ - DSP tính xử lý tín hiệu số(dsPIC) Đặc điểm thực thi tốc độ cao RISC CPU họ vi diều khiển PIC16F87XA - Chỉ gồm 35 lệnh đơn - Tất lệnh chu kỳ ngoại trừ chương trình chu kỳ - Tốc độ hoạt động : + DC-20MHz ngõ vào xung clock + DC-200ns chu kỳ lệnh - Độ rộng nhớ chương trình Flash 8K x 14word, nhớ liệu(RAM) 368 x 8bytes, nhớ liệu EPROM(RAM) 256x8 bytes Những đặc tính ngoại vi: - Timer0: 8-bit định thời/đếm với 8-bit PreScaler - Timer1: 16-bit định thời/đếm với PreScaler, tăng lên suốt chế độ Sleep qua thạch anh/ xung clock bên - Timer2: 8-bit định thời/đếm với 8-bit, PreScaler postscaler - Hai module Capture, Compare, PWM + Capture có độ rộng 16 bit, độ phân giải 12.5ns + Compare có độ rộng 16 bit, độ phân giải 200ns + Độ phân giải lớn PWM 10bit - Có 13 ngõ I/O điều khiển trực tiếp - Dịng vào dòng lớn : + 25mA dòng vào cho chân + 20mA dòng cho chân Các dòng PIC cách lựa chọn vi điều khiển PIC: - PIC 12xxxx: độ dài lệnh 12 bit - PIC 16xxxx: độ dài lệnh 14 bit - PIC 18xxxx: độ dài lệnh 16 bit - C: PIC có nhớ EPROM(chỉ có 16C84 EEPROM) - F: PIC có nhớ FLASH - LF: PIC có nhớ FLASH hoạt động mức điện áp thấp - LV: tương tự LF, ký hiệu cũ Bên cạnh có số ký hiệu xxFxxxx nhớ EEPROM, có thêm chữ A cuối nhớ FLASH(ví dụ 16F877 có nhớ EEPROM, cịn 16F877A có nhớ FLASH) Hình 1.1.a Vi điều khiền 18F4550 dạng PDIP 40 chân Hình 1.1.b Vi điều khiền 18F4550 dạng TQFP 44 chân Hình 1.1.a Vi điều khiền 18F4550 dạng QFN 44 chân 1.2 Tạo project phần mềm lập trình PIC C complier (CCS) 1.2.1 Lý thuyết liên quan - Giới thiệu phần mềm CCS CCS trình biên dịch lập trình ngơn ngữ C cho Vi điều khiển PIC hãng Microchip Chương trình tích hợp trình biên dich riêng biết cho dòng PIC khác nhau: ‐ PCB cho dòng PIC 12‐bit opcodes ‐ PCM cho dòng PIC 14‐bit opcodes ‐ PCH cho dòng PIC 16 18‐bit Tất trình biên dịch tích hợp lại vào chương trình bao gồm trình soạn thảo biên dịch CCS Giống nhiều trình biên dịch C khác cho PIC, CCS giúp cho người sử dụng nắm bắt nhanh vi điều khiển PIC sử dụng PIC dự án Các chương trình điều khiển thực nhanh chóng đạt hiệu cao thơng qua việc sử dụng ngơn ngữ lạp trình cấp cao – Ngơn ngữ C 1.2.2 Trình tự thực hiện: + Bước 1: Khởi động chương trình làm việc PIC C Compiler Từ giao diện chương trình chọn Project ‐> New ‐> PIC Wizard + Bước 2: Tạo thư mục mới, vào thư mục lưu tên files cần tạo + Bước 3: Thiết lập thuộc tính Project Trên cửa sổ New Project Sổ bao gồm nhiều Tab, Tab mô tả vài tính PIC Ta chọn tính sử dụng Tab tương ứng Các mục chọn đề cập đến tính PIC, tùy theo loại mà có Tab tương ứng Đối với dự án khác nhau, sử dụng tính ta chọn mục Tab General