Khảo sát họ ic pic và thi công các Ứng dụng dùng ic pic 16f84

Hệ thống vi xử lý hay còn gọi là máy tính điện tử là một trong những ứng dụng đó, nó là thiết bị xử lý thông tin, điều khiển các thiết bị bến ngoái hay các thiết bị công nghiệp một cách

Trang 1

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRUONG DAI HOC SU’ PHAM KY THUAT

THÀNH PHÓ HÒ CHÍ MINH

HGMUIIE

ĐỎ ÁN TÓT NGHIỆP NGÀNH LUẬN VĂN TÓT NGHIỆP

KHẢO SÁT HỌ IC PIC VÀ THỊ CÔNG CÁC ỨNG DỤNG DÙNG IC PIC 16F84

GVHD: NGUYEN DINH PHU SVTH: LÊ THỊ TUYẾT MAI

TRUONG MINH CUONG

1370 SKLOO1:

TP Hồ Chí Minh, thang 03/2003

Trang 2

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRUONG DAI HOC SU PHAM KY THUAT

KHAO SAT HO IC PIC VA THI

CONG CAC UNG DUNG

Giáo Viên Hướng Dẫn : NGUYỄN ĐÌNH PHÚ

Sinh Viên Thực Hiện : TRƯƠNG MINH CƯỜNG

: LÊ THỊ TUYẾT MAI

Tp - Hé Chi Minh : 03 - 2003

Trang 3

BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO 'TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT

KHOA ĐIỆN _ ĐIỆN TỬ

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

Họ và tên sinh viên: TRƯƠNG MINH CƯỜNG -MSSV :98101156

LÊ THỊ TUYẾT MAI - MSSV : 98101219

5 Giáo viên hướng dẫn: NGUYÊN ĐÌNH PHÚ

6 Ngày giao nhiệm vụ: 2/12/2002

7 Ngày hoàn thành nhiệm vụ: 22/02/2003

Thông qua bộ môn

uy

— pe sf wee apr

Trang 4

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

Ngày24‡tháng 2 năm 2003

GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

Trang 5

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIEN PHAN BIEN

Ngày tháng năm 2003

GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN

Trang 6

LÙI A(Ở ĐẦU

Ngày nay, trên thế giới ngành khoa học-kỹ thuật đã có sự tiến bộ vượt bậc

và ngày càng trổ nên đa dạng, phong phú, đặc biệt là ngành kỹ thuật điện-điện

tử Những tiến bộ nay ngày càng được ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp

cũng như trong đới sống sinh hoạt hăng ngày của con người

đã chứng minh được khả năng ưu việt cúa chúng phục vụ cho con người trong

đời sống hàng ngày Chúng đóng góp rất nhiều trong việc phục vụ nền kinh tế quốc dân, phục vụ quốc phòng và nhiều lĩnh vực nghiên cứu khoa học khác

Trong đó vi điểu khiển là lĩnh vực đã thực sự mang lại những hiệu qủa

chính xác và gọn nhẹ trong quá trình điều khiển, sản xuất Thoạt đầu vấn để tự

động hoá được thực hiện riếng lẻ từ cơ khí hoá đến các mạch điện tử Ngày

nay, với sự xuất hiện của các Chip vi diéu khiển và máy tính cùng với việc sử

dụng rộng rãi của nó đã đẩy vấn đẻ tự động hoá lên một bước cao hơn và thời lượng nhanh hơn nhằm đáp ứng nhanh chóng cho những nhu cầu của con người trong cuộc sống

NHÓM SINH VIÊN THỰC HIỆN

Trang 7

I CẢM TA

Để hoàn thanh được luận án này, đầu tiên chúng em xin được kính lời cám

ơn đến Bản Giám Hiệu, quý Thấy Cô trong trường và đặc biệt là quý Thầy Cô trong bộ món Điện ạc Khoa Điện - Điện Tử trường Đại Học Sư Phạm

Kỹ Thuật TP.HCM, đã tán tình chí dẫn, truyền đạt kiến thức cũng như tạo điều

kiện thuận lợi cho chúng em được học tập và nghiên cứu trong suốt các năm

Ngoài ra chúng em cũng chân thành cảm ơn đến các bạn bè cùng khóa và

những người thân chung quanh đã giúp đỡ chúng em rất nhiều về vật chất cũng như tinh thần để chúng em có thể hoàn thành tốt luận án tốt nghiệp này đúng

thời hạn

NHÓM SINH VIÊN THỰC HIỆN

Trương Minh Cường

Lê Thị Tuyết Mai

Trang 8

MUC LUC

Nhiệm Vụ Đồ An

+ Nhận Xét Của Giáo Viên Hướng Dẫn

# Nhận Xét Của Giáo Viên Phản Biện

Il Gidi Han Dé

II Mục Đích Nghién Céu

IV Thời Gian Nghiên Cứu

II Lich Sử Phát Triển Của Các Bộ Vi Điều Khiển

II Khảo Sát Họ Vi Điều Khiển PICI6F8X

1 Giới Thiệu Chung

2 Đặc Điểm Của Họ PICI6F8X

3 Các Loại IC Trong Họ PIC

CHUONG Il: KHAO SÁT VI DIEU KHIỂN HỌ PIC16F8X

I Nghiên Cứu Tổng Quát Về Cấu Trúc Bên Trong Của PIC16F8X

1 Giản Đô Xung Clock / Chu Kỳ Lệnh

2 Sự Thi Hành Lệnh / Đường Truyền Dẫn Sơ Đồ Chân PIC 16F8X

II, So Dé Chan PIC 16F8X

II Chức Năng Các Chân PICI6F8X

1 Chân RESET

2 Các chân port của vi điều khiển

3 Các ngõ vào của bộ dao động

Trang 9

CHUONG VI: MODULE TIMERO VA THANH GHI TMRO

CHƯƠNG VII : BỘ NHG DU LIEU EEPROM

Cấu trúc bộ nhớ RAM bên trong vi điều khiển PIC16F8X/ 16CR8X.23

Các thanh ghi trong bộ nhớ dữ liệu

2.1 File Thanh Ghi Da Dung

2.2 Các Thanh Ghi Chức Năng Đặc

2.3 Thanh Ghi STATUS

24° Thanh Ghi OPTION

2.5 Thanh Ghi INTCON

Bộ Đếm Chương Trình ( PC)

Ngắn Xếp

Việc Định Địa Chỉ Gián 1

Thanh Ghi TRISA Va PORTA

Cac Chite Nang PORTA

Sơ Đồ Khối Bén Trong Của Các Chân Xuất Nhập Của PORTA

PORTB Và Thanh Ghi TRISB

Các Chức Nắng PORT B

Sơ Đề Khối Bên Trong Của Các Chân Xuất Nhập Của PORTB

Những Lưu Ý Đối Với Các Hoạt Động Xuất / Nhập

Các Port Xuất / Nhập Hai Chiều

Những Hoạt Động Tuần Tự Trên Các Chân Port I/

Ngắt TIMER0

Sử Dụng TMRO Với Nguồn Xung Clock Bên Ngoà

Sự đông bộ hóa xung clock bên ngoài

Thanh GhI EECON 2

Việc Đọc Bộ Nhớ Dit Ligu EEPROM

Việc Ghi Vào Bộ Nhớ Dữ Liệu EEPROM

Việc Kiểm Tra Hoạt Động G

Việc Bảo Vệ Để Chống Lại Các Hoạt Động Ghi Giá Mạo

Trang 10

VỊ Hoạt Động Của Dữ Liệu Eeprom Trong Giai Đoạn Bảo Vệ Mã Lệnh 48

CHUONG VII: NHỮNG ĐẶC ĐIỂM ĐẶC BIỆT CUA CPU

I Những Bit Cấu Hình

Il RESET

Ill | POWER-ON RESET (POR)

IV POWER-UP TIMER (PWRT)

V Bộ Dao Bong START-UP TIMER (OST)

VI ‘Time-Out Sequence Va Power-Down Status Bits (TO/PD)

Vil RESET ON BROWN-OUT

VIL INTERRUPTS (NGA)

IX Ngất Mr.+f (INT INTERRUPT)

X Nedt Tran TM (PMRO INTERRUPT)

XL Npdt PORT RB

XI, Law Di Liéu T: uốt Thời Gian Ngắt

XII WATCHDOG TIMER (WDT)

XIV Thời Kỳ WDT(WDT PERIOD)

XV Lập Trình WDT

XVI POWER-DOWN MODE(SLEEP)

XVI SLEEP

XVII Khởi Dong Tit SLEEP

XIX Khởi Động Sử Dụng Các Nguồn Ngắt

XX Sự Định VịID

XXIL Lập Trình Tuân Tự Trên Mạch

CHƯƠNG IX: CẤU TRÚC CÁC KIỂU LỆNH

I._ Các Ký Hiệu Trong Cấu Trúc Lệnh Của PIC16F8X

Il Khuôn Khổ Chung Cho Một Số Lệnh Của PICI6F8X

IH Một Số Lệnh Cơ Bản Của PIC16F8X

IV Diễn Tả Các Kiểu Lệnh

CHƯƠNG X : ỨÍNG DỤNG CUA PICI6F8X

I Ưng Dụng PIC16F8X Trong Hệ Thong Kit Vi Diéu Khién

II Mạch Đếm Sản Phẩm Dùng Vi Điều Khiển PIC16F8X

II Ưng Dụng Vi Điều Khiển PIC16F8X Dùng Để Thiết Kế Bàn Phím Và

Mạch Hiển Thị (Dùng Led 7 Đoạn) : (Keyboard And Display)

IV Ung Dung PICI6F8X Trong Viéc Chuyén Béi ADC - DAC

6) -M6tSé Ung Dung Khic

Trang 11

PHANB; THI CONG

THỊ CÔNG BỘ THÍ NGHIỆM DÙNG ĐỂ HỌC LẬP TRÌNH

CHO IC PIC16F8X

I_ Giới Thiệu Bộ Thí Nghiệm Cho Họ Vi Điều Khiển PIC16F8:

1 Sơ Đổ Khối Chung Của Bộ Thí Nghiệm

2 Board Chính

3, Board Mé Rong

3.1 Giao Tiếp Led 7 Đoạn

3.2 Giao Tiếp Led Ma Tra

3.3 Điều Khiển Đóng Cơ Bước

4 Khối Nguồn

I, Board Nạp Chưởng Trình Cho PICI6F8X

1, Phan Citng (Hard Ware,

2 Phan Mém (Soft Ware)

II Chương Trình Biến Dịch Từ FILE.ASM->FILE.HEX

IV Cách Viết Chương Trình Cho IC PIC 16F84

V Một Số Chương Trình Mẫu Dùng Cho Bộ Thí Nghiệm

1 Hiển Thị Led Đơn

1.1 Chớp Tất Hai PORTA Và PORTB

1⁄2 Đếm Nhị Phân (Đếm Lên)

2 Hiển Thị Led 7 Đoạn

Hiển Thị Trên Led Ma Trận

4 Điều Khiển Động Cơ Bước

Trang 12

Sơ Đồ Khối PICI6F8X

Chu Kỳ Xung Clock Và Chu Kỳ Lệnh

Sơ Đô Chân PIC

Mạch Reset Bên Trong

Hoạt Động Dùng Thạch Anh / Gốm Cộng Hưởng

(Cấu Hình HS, XT Hay LP) Hoạt Động Ngõ Vào Xung Clock Bên Ngoài (HS, XT Hay LP)

Kiểu Cộng Hưởng Song Song

Thạch Anh Mắc Kiểu Cộng Hưởng Nối Tiếp

Su Đó Bọ Nhớ Chương Trình Và Ngăn Xếp PIC16F83/CR83

Sơ Đó Bộ Nhớ Chương Trình Và Ngăn Xếp PIC16F84/CR84

Sơ Đồ Thanh Ghi PIC16F83

Sơ Đỏ Thanh Ghi PIC16F84

Sơ Đồ Khối Các Chán RA0 RA3

So Dé Khoi Chan RA4

Sơ Đồ Khối Các Chân RBO RB3

Sơ Đô Khối Các Chân RB4 RB7

Hoạt Động I/O Nối Tiế

Sơ Đổ Khối TIMERO

Hoạt Động Định Thời TMR0 Với Xung Clock Bên Trong/ Không Có Prescaler

Hoạt Động Định Thời TMRO Với Xung Ciock Bên Trong /

C6 Prescaler 1:2

Hoạt Động Định Thời Ngắt TMRI

Hoạt Động Định Thời TIMERO0 Với Xung Clock Bên Ngoài

Sơ Đồ Khối Của TMRO/WDT Prescaler

Configuration Word - PICI6CR83 Và PIC16CR84 Configuration Word — PIC16F83 Và PIC16F84

Sơ Đồ Khối Đơn Giản Của Mạch Reset Trên IC

Thời Gian Nghĩ Xãy Ra Trên Power Up ( Trường Hợp l)

Thời Gian Nghĩ Xãy Ra Trên Power Up ( Trường Hợp 2) 56

Thời Gian Nghĩ Xãy Ra Trên Power_Up

(Vdd Tăng Lên Nhanh)

Mach Reset Power-On Bên Ngoài (Cho Nguồn Vụ, Tăng

Trang 13

Hình 8.8 : Thời Gian Nghĩ Xãy Ra Trên Power Up

Hình !1.I ; Sơ Đồ Khối Chung Cho Bộ Thí Nghiệm .94

.94

Hình 11.2: sơ Đồ Khối BOARD Chinh

Hinh 11.3 Nguyên Lý BOARD Chính

Hình I1.4 : Sơ Đồ Khối Giao Tiếp Led 7 Đoạn

Hình 11.5 : Sơ Đỏ Nguyên Lý Giao Tiếp Led 7 Đoạn

Hình 11.6 : Sơ Đồ Khối Giao Tiếp Led Ma Trận

Hình 11.7:

Hình 11.8: 2 6

Hình 11.9 : Sơ Đổ Nguyên Lý Của Mạch Điều Khiển Động Cơ Bước

Hình 11.10 : Sơ Đổ Nguyên Lý Khối Nguồn

Hình 11.11 : Hình Dạng BOARD Nạp

Hình 11.12 : Sơ Đổ Mạch In Của BOARD Nạp

Hình 11.13 : Sơ Đồ Bố Trí Linh Kiện Của BOARD Nạp

Hình 11.14 : Cửa Sổ Chính Của Chương Trình

Hình 11.15 : Cửa Sổ Dữ Liệu

Hình 11.16 : Cửa Sổ Chương Trình MPLAB

Trang 14

LIET KE CAC BANG

Bang 2

Bang 3

Các Vi Điều Khiển Thuộc Họ PIC16F8X

Giá Trị Của Tụ C1 Và C2 Ứng Với Khi Ding

Gốm Cộng Hưởng(PIC 16F83/ CR83/ F84/CR84 Bảng 3.2: Giá Trị Của Tụ C1 Và C2 Ứng Với Dao Động

'Thạch Anh (PIC 16F83/ CR83/ F84/CR84)

Bang 4.1: Dung Lugng Bộ Nhớ

Bang 4.2: Tóm Tắc Pay Đủ Các Thanh Ghi Đặc Biệt Có Trong Cả

Hai Bank0 Và BankI Của Họ Vi Điêu Khiển PIC16F8X

Bảng 5.1: Các Chức Náng Của PORTA

Bang 5.2: Bang 16m T4t Các Thanh Ghi Kết Hợp V6i PORT

Bang 5.3: Các Chức Náng Của PORTB

Bảng 54: Bảng Tóm Tất Các Thanh Ghi V6i PORT:

Bang 6.1: Ghi Kết Hợp Với Timer0 4 Bang 7.1: Quan Hệ Giữa Nhifng Bit Thanh Ghi V6i Di Ligu EEPROM 49

Bang 8.1: Trạng Thái Eeset Cho Bộ Đếm Chương Trinh Và Thanh

Ghi Trang Th

Bảng 8.2: Những Trạng Thái Reset Cho Tất Cả Cac Thanh GI

Bảng 8.3: Thời Gian Nghĩ Trong Những Trạng 'Thái Khác Nhau

Bảng 8.4: Nhing Bit STATUS Va Ý Nghĩa Của Chúng

Bảng 8.5: Tóm Tắt Những Thanh Ghi Kết Hợp Với Watchdog Timer

Bảng 9.1: Các Ký Hiệu Trong Cấu Trúc Lệnh

Bang 9.2: Diễn Tả Các Kiểu Lệnh

Trang 15

Luận văn tốt nghiệp GVHD: NGUYỄN ĐÌNH PHÚ

Sean Wii 0g

CHUONG I

GIỚI THIỆU

L DAT VANDE:

‘Trong những năm gan đây, ngành khoa học_kỹ thuật phát triển một cách

nhanh chóng, đặc biệt là ngành kỹ thuật điện điện tử Những tiến bộ này ngày

càng được ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp cũng như trong đời sống sinh hoạt hing ngây của con người Hệ thống vi xử lý hay còn gọi là máy tính điện

tử là một trong những ứng dụng đó, nó là thiết bị xử lý thông tin, điều khiển

các thiết bị bến ngoái hay các thiết bị công nghiệp một cách tự động Khi cuộc

sông được nắng cao thì quá trình tự động là điều tất yếu

Các bộ vị điều khi eo thời gian cùng với sự phát triển của công nghệ

bán dẫn đã tiến triển rất nhanh, từ các bộ vi điều khiển 4 Bit đơn giản đến các

bộ vi điều khiển 32 Bit Với công nghệ tiên tiến ngày nay các máy tính có thể

đi đến việc suy nghĩ, trí thức các thông tin đưa vào, đó là các máy tính thuộc

thế hệ trí tuệ nhân tạo

Mặc dù vi điều khiển đã đi được những bước dài như vậy nhưng để tiếp

cận được với kỹ thuật này không thể là một việc có được trong một sớm một

chiều Việc hiểu được cơ chế hoạt động của bộ vi điều khiển 8 Bit là cơ sở để

chúng ta tầm hiểu và sử dụng các bộ vi điểu khiển tối tân hơn, đây chính là

bước đi đầu tiên khi chúng ta muốn xâm nhập sâu hơn vào lĩnh vực này 7

Để tìm hiểu bộ vi điều khiển một cách khoa học và mang lại hiệu quả cao làm nên tảng cho việc xâm nhập vào những hệ thống tối tân hơn Việc trang bị

những kiến thức về vi điều khiển cho sinh viên là điều hết sức cân thiết Xuất

phát từ thực tiển này em xin giới thiệu để tài “ KHẢO SÁT HỌ IC PIC VÀ

THI CONG CAC UNG DUNG DUNG IC PICI6F84 ” Đây chỉ là một số ít

kiến thức nhằm phục vu cho bạn đọc muốn tìm hiểu về vi điều khiển

nt

I GIGIHANDE TAI:

Mặc dù chúng em đã cố gắng rất nhiều để hoàn thành dé tai nay Nhung

do thời gian và kiến thức có hạn nên nội dung còn nhiều thiếu sót Rất mong sự

đóng góp ý kiến của quý thầy cô và các bạn sinh viên để tập luận án này được

hoàn thiện hơn Nội dung nghiên cứu gồm :

— Khảo sát chức năng và dic diém cla IC PICIOF8X

— Thi công các ứng dụng của IC PIC16F8X

———————

Chương I : Giới Thiệu 1 SVTH:Trương Minh Cường

:Lê Thị Tuyết Mai

Trang 16

Luận văn tốt nghiệp GVHD: NGUYỄN ĐÌNH PHÚ

II MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU :

Việc chon dé tài xuất phát từ hai lý do:

— Khách quan: hiện nay các nền công nghiệp có nhu câu hiện đại hóa các

thiết bị theo xu hướng cải tiến hóa các thiết bị bằng cơ khí sang thiết bị điều khiển tự động ứng dụng kỹ thuật điện tử

~ Chữ quan: do nhu cầu học tập, nghiên cứu, rèn luyện kỹ năng thực hành, ứng dụng vốn kiến thức khoa học kỹ thuật tiên tiến trực tiếp vào lĩnh vực

sắn xuất

Nhiệm vụ nghiên cứu nhằm đạt được các mục đích chủ yếu:

Mục dích trước mắt: thỏa mãn về cơ bẳn các yêu cầu để ra theo phương

châm “Hục đi đói với hành” Ta phải nắm vững lý thuyết và cách sử dụng

vị điều khiến mớt cách rõ ràng để vận dụng nó vào trong thực tế

— Mục đích láu dai : Tích lũy kinh nghiệm, rèn luyện và nâng cao năng lực,

tạo bản lĩnh để sẩn sảng tham gia lao động sản xuất, hòa nhập vào bước tiến của thế gi‹

vi điều khiển

em học hỏi thêm nhiều kiến thức, đồng thời phát huy tính sáng tạo, kha năng giải quyết mọi vấn để theo yêu câu đặt ra Và đây cũng là dịp để chúng em tự khẳng định mình trước khi ra trường để tham gia vào các

hoạt động sản xuất của xã hội

IV THỜI GIAN NGHIÊN CỨU:

—_ Tuần 1 : Lập để cương tổng quát

—_ Tuân 2: Thu thập tài liệu

— Tuần 3 : Lập đề cương chỉ tiết

—_ Tuần 4, 5, 6, 7 : Triển khai đề cương và đánh máy

~—_ Tuần 8 : Sửa chửa định dạng toàn bộ để tài

— Tuần9:in ấn

“_- Ồẹ<s.ăumaĩắẫắẫmaaaắ Chương : Giới Thiệu 2 SVTH:Trương Minh Cường

Trang 17

PHẦN A

“

Ly

THUY EET

Trang 18

Bộ vi điều khiển viết tắt là Micro-controller, là mạch tích hợp trên một chip có

thể lập trình được, dùng để điểu khiển hoạt động của một hệ thống Theo các tập lệnh của người lấp trình, bộ vi điều khiển tiến hành đọc, lưu trữ thông tin, xử lý

hành đóng mở một cơ cấu nào đó

thông tin, do thời gián và tiến

Trong các thiết bị điện và điện tử dân dụng, các bộ vi điều khiển, điều khiển

hoạt động của TV, máy z¡át, đâu đọc laser, điện thọai, lò vi-ba Trong hệ thống

sẵn xuất tự động, bộ vi điều khiến được sử dụng trong Robot, dây chuyển tự động

Các hệ thống càng “thông minh” thì vai trò của hệ vi điều khiển càng quan trọng

II LICH SU PHÁT TRIỂN CỦA CÁC BỘ VI ĐIỀU KHIỂN :

Năm 1971 xuất hiện bộ vi xử lí 4 bit loại TMS1000 do công ty texas

Instruments vừa là nơi phát minh vừa là nhà sản xuất Nhìn tổng thể thì bộ vi xử lí chỉ có chứa trên một chip những chức năng cần thiết để xử lí chương trình theo một

trình tự, còn tất cả bộ phận phụ trợ khác cân thiết như : bộ nhớ dữ liệu , bộ nhớ chương trình , bộ chuyển đổi A/D, khối điều khiển, khối hiển thị, điều khiển máy in,

khối đồng hồ và lịch là những linh kiện nằm ở bên ngoài được nối vào bộ vi xử lí

Mãi đến năm 1976 công ty INTEL (Interlligen-Elictronics) Mới cho ra đời bộ

vi điều khiển đơn chip đầu tiên trên thế giới với tên gọi 8048 Bên cạnh bộ xử lí

trung tâm 8048 còn chứa bộ nhớ dữ liệu, bộ nhớ chương trình, bộ đếm và phát thời

gian các cổng vào và ra Digital trên một chip

Các công ty khác cũng lần lượt cho ra đời các bộ vi điều khiển 8bit tương tự

như 8048 và hình thành ho vi diéu khiển MCS-48 (Microcontroller-sustem-48)

Đến năm 1980 công ty INTEL cho ra đời thế hệ thứ hai của bộ vi điều khiển

đơn chip với tên gọi 8051 Và sau đó hàng loạt các vi điều khiển cùng loại với 8051

ra đời và hình thành họ vi điều khiển MC§-51

Trang 19

Luận văn tốt nghiệp GVHD : NGUYỄN ĐÌNH PHÚ Đến nay họ vi điều khiển 8 bit MCS51 đã có đến 250 thành viên và hầu hết

các công ty đều là hàng đầu thế giới chế tạo Đứng đầu là công ty INTEL và rất

nhiều công ty khác như : AMD, SIEMENS, PHILIPS, DALLAS, OKI

Ngoài ra còn có các công ty khác cũng có những họ vi điều khiển riêng như:

Họ 68HCOS của công ty Motorola

Họ ST62 - của công ty SGS-THOMSON

Họ H8 của công ty Hitachi

Họ PIC cuẩ công ty Microchip

Mỗi loại của mỗi hãng đều có những điểm mạnh riêng, tùy thuộc vào những, mục đích sử dụng mà ta có thể lựa chọn sao cho phù hợp Ngày nay trong lĩnh vực xắn xuất cũng như trong lĩnh vực dân dụng thì các ứng dụng của vi điều khiển là vô

hạn, nó vừa bảo đản được tính gọn nhẹ, giá thành cũng như thoã mãn được các yêu

cấu đật ra của người sứ dụng, Nấm được những yêu cầu sử dụng đó người nghiên

cứu đã chọn để tài n cứu của mình là khảo sát họ IC PIC (và tiêu biểu là IC

PICI6F84), là một trong những họ vi điểu khiển đã kể trên để góp một phân nào đó

vào việc nghiền cứu và phát triển các ứng dụng cho nghành điện tử nước ta, vốn

chỉ mới làm quen với vi điều khiển trong thời gian gần đây

II KHẢO SÁT HỌ VI ĐIỀU KHIỂN PICI6F8X :

1 GIỚI THIỆU CHƯNG :

Tất cả những ví điều khiển họ PIC16/17 đều sử dụng công nghệ RISC Những vi điều khiển thuộc họ PIC16CXX đều có những đặc điểm quan trọng,

đã được cải tiến, bộ nhớ ngăn xếp 8 cấp cùng nhiều nguồn ngắt bên trong và

bên ngoài Những lệnh độc lập và những bus dữ liệu thuộc công nghệ Harvard cho phép những từ lệnh mở rộng 14 bit với một bus dữ liệu 8 bit độc lập Với

đường ống dẫn lệnh hai giai đoạn sẽ cho phép tất cả các lệnh được thực thi

trong một chu kỳ đơn, chỉ ngoại trừ những lệnh phục vụ cho các nhánh chương trình (những lệnh này yêu cầu phải được thực hiện trong 2 chu kỳ) PIC 16F8X

đã có sẵn tập lệnh gồm 25 lệnh, hơn nữa một bộ thanh ghi lớn được dùng để đạt được một mức độ thực thi lệnh rất cao

Tất cá những vi điều khiển tiêu biểu thuộc họ PIC16F8X đều đạt được một hoạt động nén mã lệnh với ứ lệ 2:1 và việc cải tiến về tốc độ cũng với tỉ lệ 2:1

(đạt tới tốc độ 10MHz) hơn các vì điều khiển 8 bịt khác trong cùng một họ

PIC16F8X có dung lượng bộ nhớ RAM là 68 bytes, dung lương bộ nhớ dữ

liệu EEPROM là 64 bytes, có 13 chân ƯO , một bộ TIMER / COUNTER cũng

có sẵn

- Họ vi điều khiển PICI6CXX có những đặc điểm đặc biệt để giảm bớt các

bộ phận bên ngoài, vì thế giảm được giá thành, cải tiến được tính tin cậy của

Phần A : Lý Thuyết 5 SVTH :Trương Minh Cường

Trang 20

Luận văn tốt nghiệp GVHD : NGUYỄN ĐÌNH PHÚ

hệ thống và giảm được sự tiêu thụ nguồn Họ này có 4 bộ phận dao động, mà trong đó chân dao động đơn RC cung cấp một giải pháp với giá thành thấp, chân dao động LP làm giẩm tối thiểu việc tiêu thụ nguồn, chân XT là một dao

động thạch anh chuẩn, và chân HS là những dao động thạch anh ở tốc độ cao Kiểu SLEEP (power — down) dành cho việc tiết kiệm nguồn Người sử dụng có

thể khởi động chip từ SLEEP qua các hoạt động reset và ngắt bên trong cũng như bên ngoài

Một bộ định thời (Watchdog Timer) có tính tin cậy cao với bộ dao động

RC bên trong của nó sẽ cung cấp cho việc bảo vệ để chống lại việc khoá các

phân mêm.,

Với bó nhớ chương trình Flash sẽ cho phép tính năng lập trình lại cập

nhật lại các mã lénh ma không phải loại bỏ thiết bị tif những ứng dung trước

Điều này thật sự hữu dụng cho việc phát triển của nhiễu ứng dụng mà đối với

thiết bị khác khóng thể thay đối được một cách dễ dàng

2 ĐẶC ĐIỂM CỦA HỌ PIC16F8X:

2.1 Những đặc điểm thực thi cao của RISC CPU:

> Chỉ gồm 35 lệnh từ đơn

> Chu kỳ đơn của tất cả các lệnh là 400ns ở tốc độ IOMHz ngoại trừ

những lệnh phục vụ cho các nhánh chương trình con đòi hỏi phải 2

Độ rộng của đường dẫn dữ liệu là 8 bit

15 thanh ghi chức năng đặc biệt phần cứng

— Ngắt khi có sự thay đổi ở các chân của PORTB (RB4 RB7)

— Ngắt sau khi hoàn thành việc ghi vào vùng nhớ EEPROM

> 1,000,000 chu kỳ cho hoạt động xoá/viết bộ nhớ dữ liệu EEPROM

>_ Tuổi thọ của dữ liệu EEPROM là trên 40 năm

VVVVVV

——ễễ-—ễ£ễ-_-

Trang 21

Luận văn tốt nghiệp ee GVHD : NGUYỄN ĐÌNH PHÚ

2.2 Những đặc tính ngoại vi:

»_ 13 chân I/O với hướng điều khiển riêng biệt

>_ Nguồn dòng cao cho việc thúc Led trực tiếp:

= 25mA sink max cho mdi chân

— _ 20mA source max cho mỗi chân

> TMRO:8 bit Timer/Counter với 8 bit prescaler có thể lập trình được

2.3 Những đặc điểm đặc biệt của họ vi điều khiển PIC16F8X :

> Power-on Rcset (POR) : bộ phận reset mổ nguồn

> Power-up Timer (PWRT): bộ phận định thời mở nguồn

> Oscillator Start-up Timer (OST) : bộ định thời bắt đầu dao động

> Hộ định thơi Watchdog Timer (WDT) với bộ dao động RC bên trong

của nó cho những hoạt động đáng tin cậy

> Code-protection : bd phận bảo vệ mật mã

> Mode SLEEP tiét kiém nguồn

> Các bộ dao động có thể lựa chọn được

> Hệ thống chương trình nối tiếp qua hai chân (đó là những thiết bị của

ROM mà nó chỉ hỗ trợ cho chương trình dữ liệu EEPROM)

2.4 Những tính năng của cóng nghệ CMOS:

>_ Công nghệ CMOS Flash / EEPROM tiêu thụ nguồn thấp và tốc độ cao

»_ Việc thiết kế hoàn toàn tĩnh

> Độ rộng của vùng điện áp hoạt động :

—_ Trong thương mại: từ 2v đến 6v

—_ Trong công nghiệp: từ 2v đến 6v

> Tinh năng tiêu thụ nguồn thấp:

— <2mA cho loại 5v, 4MHz

— I5HA cho loại 2v, 32KHz

— <IHA cho loại dòng ở trạng thái chờ với điện áp 2v

3 CÁC LOẠI IC TRONG HỌ PIC :

PIC16F8X là một nhóm trong họ vi điều khiển PIC16CXX 8 bit, được chế

tạo theo công nghệ CMOS với sự thực thì ở tốc độ cao và giá thành rẻ Nhóm

này bao gồm những vi điểu khiển thuộc các họ sau:

Trang 22

Ngoài ra còn có những loại hoạt động với vùng điện áp được mở rộng như :

— PICI6LF8X

- PIC 16LCR8X

Sự đa dạng về vùng tấn số và việc lựa chọn các bộ phận đã sẵn có, tuỳ thuộc vào từng ứng dụng và nhu câu sắn xuất mà chúng ta lựa chọn thiết bị cho

phù hợp khi sử dụng các thông tin của hãng chế tạo Khi đặt hàng, hãy sử dụng

phân liệt kê về “Hệ thống nhận dang sản phẩm PICI6F8X ” được trình bày

dưới đầy để có những thông số phù hợp

a F, wong

Flash

bị PIC16F84 Những thiết bị này có bộ nhớ chương trình

a tâm hoạt động trên vùng điện áp chuẩn

bị PIC16LF84 Những thiết bị này có bộ nhớ chương,

rn hoạt động trên vùng điện áp được mở rộng

d LCR, trong thiết bị PIC16LCR84 Những thiết bị này có bộ nhớ chương

trình ROM và tắm hoạt động trên vùng điện áp được mở rộng

Khi bàn luận đến biểu đổ bộ nhớ và những đặc điểm về kỹ thuật khác thì việc sử dụng F và CR cũng bao hàm luôn cả các phiên bản LF và LCR Xem

BANG 2.1: CAC VI DIEU KHIEN THUQC HQ PIC16XX

PIC 16084 64 4 48-pin DIP, SOIC 1 Pic 1gFe4) 6 4 | 13 | 20-60 |18-pin DIP, SOIC

IPIC16CRBaff) 64 4 | 13 | 206.0 |18-pin DIP, SOIC

PIC1ôF832 4 | 13 | 20-6.0 |18-pin DIP, SOIC

IPIC16CR82/0 | 10 | — | — |512] 36 | 64] TMRO 4 | 13 | 20-80 |18-pinDIP,SOIC

Trang 23

Những loại IC này được đưa ra trong các liều vỏ bằng plastic với

giá thấp hơn, thậm chí có những thiết bị có thể xoá và lập trình lại

được trong mạch điện bởi bộ lập trình Điều này cho phép những thiết

bị giống nhau được dùng cho việc phát triển phiên bẩn gốc và các

chương trình thử nghiệm cũng như trong sắn xuất

3.2 Những Loại Sứ Dụng Bộ Nhớ Chương Trình ROM (ROM Devices):

Một vài loại IC của hãng Microchip có bộ nhớ chương trình là

bộ nhá ROM Những loại này sẽ giúp cho việc tiết kiệm chỉ phí hơn là

những luại mà bộ nhớ chương trình là EPROM hay EEPROM

Tuy nhiên những loại dùng bộ nhớ ROM này sẽ không cho phép

việc xuất thóng tin nối tiếp trong bộ nhớ chương trình Người sử dụng

có thể lập trinh những thông tỉn này vào trong bộ nhớ dữ liệu EEPROM

Trang 24

Sự thực thi ở tốc độ cao của họ vi điều khiển PIC16CXX có thể được xem

là một trong số những đặc điểm cấu trúc mà thông thường nó được tìm thấy trong các ví xử lý thuộc họ RISC Họ vi điều khiển PIC16CXX thì sử dụng cấu

tric Harvard, clu trac nay có chương trình và dữ liệu được truy cập từ các bộ nhớ độc lập Vì thế các loại vi điều khiển này sẽ có một bus cho bộ nhớ dữ liệu

A mot bus cho bd nhớ chương trình Chính điều này sẽ cải thiện được tốc độ so

với kiến trúc truyền thống Neumann là chương trình và dữ liệu được truy cập

về từ cùng một bộ nhớ (truy cập trên cùng một bu§)

Hơn nữa nhỡ có bộ nhớ chương trình và bô dữ liệu độc lập này mà sẽ cho phép các lệnh có các kích cở lớn hơn 8 bit Các mã lệnh của PIC16CXX có độ rộng là 14 bit, cũng có thể là những lệnh từ đơn Với bus của bộ nhớ chương trình rộng 14 bit nến việc đem về một lệnh 14 bit chỉ trong một chu kỳ đơn Do

có hai đường truyền dẫn độc lập (cho dữ liệu và cho chương trình) nên hoạt động đem về và việc thực thi lệnh chỉ trong môt chu kỳ lệnh Kết quả là các

lệnh được thực thí trong một chu kỳ đơn (400ns, tốc độ 10MHz) chỉ ngoại trừ những lệnh phục vụ cho các nhánh chương trình con

PICI6F83 và PICI6CR83 có địa chỉ bộ nhớ chương trình là 512 x 14, PICI6F84 và PIC16CR84 có địa chỉ bộ nhớ chương trình là 1K x 14 tất cả bộ

nhớ chương trình đều nằm bên trong

PICI6CXX có thể sử dụng địa chỉ trực tiếp hoặc gián tiếp để làm việc

với các file thanh ghi của nó hoặc với bộ nhớ dữ liệu Một lệnh cụ thể sẽ làm

cho nó có thể phát ra bất cứ một hoạt động nào trên bất kỳ thanh ghỉ nào đang

sử dụng mode địa chỉ Bản chất đối xứng này và việc thiếu các tình huống tối ưu

đặc biệt sẽ làm cho chương trình đơn gidn và có hiệu quả hơn Hơn nữa, nó làm

cho việc học lòng vòng được rút ngắn một cách đáng kể

Các thiết bị thuộc họ PIC16CXX chứa đựng bên trong một bộ logic số học (ALU) 8 bit va thanh ghi W (Works) ALU 1a mét don vị số học đa chức năng, nó

có thể thực thi các tính toán số học và các hàm Boolean giữa các dữ liệu trong

thanh ghi W và dữ liệu trong bất kỳ thanh ghi nào

ll

Phan A : Ly Thuyét 10 SVTH :Trương Minh Cường

Trang 25

ALU 8 bit có thể thực hiện hoạt động cộng, trừ, dịch chuyển, đảo logic

'Trong những lệnh 2 toán tử thì một toán tử là thanh ghi làm việc (W register) và

toán tử còn lại là file thanh ghi hoặc một hằng số tức thời nào đó Trong những

lệnh một toán tử thì toán tử đó hoặc là thanh ghỉ làm việc, hoặc là một file thanh ghi

“Thanh ghỉ W là một thanh ghi 8 bit được dùng cho những hoạt động của

ALU Nó không phải là một thanh ghi có địa chi cu thé

Thuỷ thuộc vào lệnh được thực thi mà ALU có thể tác động đến giá trị của

các bịt; carry(C), digit carry(DC), Zero(Z) nằm trong thanh ghi trạng thái

1IINH 3, 1 : SƠ ĐỒ KHỐI PIC16F8X

Trang 26

1 Gian Dé Xung Clock / Chu Ky Lénh (Clocking Scheme /Imstruction

Cycle):

Xung clock đưa vào OSCI được chia thành 4 chu ky nhỏ được đặt tên

lần lượt là Q1, Q2, Q3 và Q4 Bộ đếm chương trình được tăng lên sau mỗi chủ

kỳ Q1, lệnh được đem về từ bộ nhớ chương trình và được chốt vào thanh

phí lệnh ở chu kỳ Q4 Lệnh này được giải mã và thực thi trong suốt chu kỳ từ

QI đến Q4 Hình 3.2 minh hoạ các xung clock và lưu đồ thực thi lệnh

MINI 3.2: CHU KỲ XUNG CLOCK VÀ CHU KỲ LỆNH

động đem về và hoạt động thực thi, trong đó hoạt động đem về chiếm một chu

kỳ lệnh trong khi việc giải mã và thực thi lệnh chiếm một chu kỳ lệnh khác Tuy

nhiên, do đặc điểm cửa đường truyền dẫn, mỗi lệnh chỉ thực thi có hiệu quả trong một chu kỳ lệnh Nếu một lệnh nào đó mà làm cho bộ đếm chương trình thay đổi thì nó sẽ đòi hỏi phải mất 2 chu kỳ lệnh để hoàn thành lệnh đó

Chu kỳ Q1 bắt đầu với bộ đếm chương trình ( PC ) tăng dẫn và lệnh được

đem về được chốt vào thanh ghi lệnh Lệnh này sau đó được giải mã và thực thi

trong suốt các chu kỳ Q2, Q3, Q4 Bộ nhớ dữ liệu được đọc ra trong suốt chu kỳ Q2 và được viết vào trong suốt chu kỳ Q4

ễễễềễ -_ễ

Trang 27

` PIC16F8X có tổng cộng là 18 chân gồm 2 chân nguồn, 13 chân V/O (trong 13

chan I/O nay có các chân có chứ năng kép), 1 chan RESET, và hai chân cho bộ dao

động

Trang 28

II CHỨC NĂNG CÁC CHÂN PIC16F8X :

1 Chan RESET : MCLR (Chân 4): tích cực ở mức thấp Cách kết nối như

hình 3.4 Giá trị của R,C được lựa chọn thích hợp để tạo được xung RESET

khi mới bắt đầu cấp điện cho IC hoạt động Khi lập trình cho IC thì chân này là

chân ngõ vào điện áp lập trình

HÌNH 3.4: MẠCH RESET BÊN TRONG

Năm chân của portA từ RA0 RA4 đều có thể lập trình thành chân xuất

hoặc nhập dữ liệu (1O) một cách độc lập với nhau thông qua thanh ghi TRISA,

riêng chân RA4/T0CKI (chân số 3) có hai chức năng : Ngoài chức năng xuất

nhập dữ liệu còn có thêm chức năng là ngõ vào xung lock cho bộ timer/counter

của TMRO0 Chân này khi xác lập ở chế độ ngõ ra là cực máng, để hở

Tương tự như ở portA 8 chân của portB từ RB0 RB7 cũng có khả năng

xuất nhập dữ liệu một cách riêng rẽ, riêng chan RBO/INT (chan số 6) là chân

có hai chức năng vừa là chân I/O vừa là chân ngắt ngoài

—ễ-—ễễễễ———

Phan A : Lý Thuyết 14 SVTH :Trương Minh Cường

Trang 29

3 Các ngõ vào của bộ dao động :

Gồm hai chân OSCI( chân 16) và chân OSC chân 15) PICl6 F8X có thể

hoạt động được trong 4 mode dao động khác nhau:

— LP :(Low Power Crystal) : Bộ dao động sử dụng tỉnh thể ở nguồn thấp

(32khz-200khz)

— XT :( Crystal / Resonator) : B6 dao động sử dụng thạch anh có tần số

chuẩn (100khz-4Mhz) / bộ dao động gốm cộng hưởng Ceramic

Sử dụng các kiéu XT, LP hay HS, dude nối với hai chan : OSC1/CKLIN

(chân 16) và chan OSC2/CKLOUT (chan 15) Xem hinh 3.5

HINH 3.5 : DAO DONG DUNG THACH ANH / GOM CONG HUGNG

(CAU HINH HS, XT HAY LP)

Trang 30

|

Luận văn tốt nghiệp GVHD : NGUYỄN ĐÌNH PHÚ |

Ranges Tested: a Mode Freq | OSC1UC1 | OSi

XT 455 kHz |47-100pF léC7799pF

20MHz | 15-33 p| 38 pF 4.0MHz | 15-33 pE\ T833 pE

Those values areNQy deskan guidance only Since

JaakyAiPs its own characteristics, the user

flez Murata Erie CSA2.00MG £0.5%

6 rz Murata Erie CSA4.00MG £0.5%

Á lÁrz Murata Erie CSA8.00MT £0,5%

#urata Erie CSA10.00MTZ |+ 0.5%

soraiors had built-in capacltors

HS aMHz | 15-33

10MHz | 15- Nola: Higher capacitance in Nà

oscillator but also! ah

id consul the crystal

f appropriato values of external

WV, C1 = C2» 30 pF is recommended

3 X68 kHz |Epson C-001R32.768K-A | + 20 PM

100XHz _ |Epson C-2100.00KC-P |+20 PPM

200 KHz ‘STD XTL 200.000 KHz _|+ 20 PPM

1.0 MHz ECS ECS-10-13-2 +50 PPM 2.0 MHz ECS ECS-20-S-2 +50 PPM

4.0 MHz ECS ECS-40-S-4 +50 PPM

40.0MHz |ECS ECS-100-S-4 +50 PPM

Trang 31

Luận văn tốt nghiệp — ` GVHD : NGUYEN BINH PHU mm

Khi sử dụng các kiểu dao động : XT, LP, HS, ngoài cách mắc trực tiếp như trên còn có thể tạo một nguồn xung clock bên ngoài đưa vào chan OSC1/

Hai loại mạch dao động thạch anh bên ngoài được dùng là : một bộ cộng

hưởng nối tiếp và một bộ cộng hưởng song song

HINH 3.7: THACH ANH MẮC KIỂU CỘNG HƯỚNG SONG SONG

Hình 3.7 trình bày một mạch dao động cộng hưởng song song sử dụng tân

số chuẩn của thạch anh Cổng đảo 74AS04 thực hiện việc dịch pha 180 độ, điện trở 4.7KO cung cấp đường hồi tiếp âm cho việc ổn định mạch, cầu phân

thế điện trở 10kO tạo sự lệch điện áp với 74AS04 nằm trong vùng tuyến tính

Điều này có thể dùng cho việc thiết kế dao động bên ngoài

——

$KL001370

Trang 32

HÌNH 3.8 : THẠCH ANH MẮC KIỂU CỘNG HƯỚNG NỔI TIẾP

Hình 3.# trình bày một mạch dao động cộng hưởng nối tiếp sử dụng tần số

chuẩn của thạch anh Cổng đảo thực hiện đảo pha 180 độ, điện trở 330 KO

cung cấp đương hôi uếp âm tạo sự lệch điện áp trong vùng tuyến tính của

chúng

c Mach Dao Bong RC ( RC Oscillator ) :

Mạch này được thiết kế cho những ứng dụng không cần độ chính xác cao

về thời gian và rất tiết kiệm chỉ phí Tần số của mạch dao động RC là một

hàm phụ thuộc vào: nguồn cung cấp, giá trị điện trổ, giá trị tụ điện và nhiệt độ

làm việc Hình 3.9 trình bày một mạch dao động RC được kết nối với

PIC16F8X Giá trị điện trở Rext nên giữ trong khoảng từ 5K@ đến 100KO để

khống chế mạch khong bị nhạy với nhiễu, độ ẩm và điện áp rò Tụ Cext có giá

trị 20 pF để lọc nhiễu làm cho mạch ổn định hơn Tần số dao động của mạch

này được chia 4 và đưa ra chân OSC2 / CLKOUT, có thể được dùng cho các

mục đích kiểm tra hoặc để đổng bộ các mạch logic khác

HÌNH 3.9: KIỂU DAO ĐỘNG RC

Vop Rext osct — Internal

ee clock Ged=Ƒ PIC16FXX

=———| O9C2!cLKOUT Fosc/4

Giá trị của điện trở Rext : 5KO-100KO Nếu Rext < 2.2KO thì tần số dao

động không ổn định hoặc là không dao động , còn néu Rext >1MQ thi mach

sẽ bị nhiễu

Riêng tụ Cext, Mặc dâu không gắn vào mạch vẫn chạy nhưng để tăng tính chống nhiễu ta nên gắn thêm vào một tụ có giá trị khoảng 20 pE

Trang 33

kuận văn tốt nghiệp GVHD : NGUYỄN ĐÌNH PHÚ

Có 2 khối bộ nhớ trong họ vi điểu khiển PICI6F8X, đó là bộ nhớ chương trình

và bộ nhớ dữ liệu Mỗi khối có nhữnh bus riêng của nó để cho việc truy cập đến

mỗi khối có thể xẩy ra trong cùng chu kỳ dao động

II TỔ CHỨC BỘ NHỚ CHƯƠNG TRÌNH(PROGRAM MEMORY ORGANIZATION):

Họ vi điều khiển PIC16FEXX có thanh đếm chương trình 13 bit, có khả nămg

quần lý số lương các địa chỉ là 2'? địa chỉ tức 8k (8k word,1 word=14bit)

Đối với PIC16F83 và PICI6CR83 thì 512 word đầu tiên (0000h — 01FFh) là những vùng nhớ vật lý (hình 4.1) (1word=14bi)

————ễ

Trang 34

Luận văn tốt nghiệp UR GVHD : NGUYEN DINH PHU

Vector Reset nằm ở vùng nhớ 0000h và vector ngắt nằm ở vùng nhớ 0004h

MÌNH 4.1 + SƠ ĐỒ BỘ NHỚ CHƯƠNG TRINH VA NGAN XEP PIC16F83/CR83

Trang 35

Luận văn tốt nghiệp GVHD GUYỄN ĐÌNH PHÚ

PC<120>

Ậ By Slack Level

Stack Level 8

Resel Vecior øfal Invetrupl Vector

0000h 0004h

II CẤU TRÚC BỘ NHỚ DỮ LIỆU (DATA MEMORY ORGANIZATION):

Bộ nhớ dữ liệu được phân thành 2 vùng : vùng thứ nhất là các thanh ghi chức năng đặc biệt (SFR) và vùng thứ hai là các thanh ghi đa dụng (GPR) Trong

đó các thanh ghỉ chức năng đặc biệt sẽ điều khiển hoạt động của thiết bị Vùng

các thanh ghi đa dụng (GPR) được cho phép lưu trữ dung lượng lớn hơn 116 byte RAM đa dụng, còn vùng các thanh ghi chức năng đặc biệt được dùng cho các

thanh ghi điều khiển các chức năng ngoại vi Việc lưu trữ này yêu cầu phải sử dụng các bit điểu khiển cho việc lựa chon bank, va nhifng bit điều khiển này

thuộc thanh ghi trạng thái Hình 4.3 và hình 4.4 trình bày việc tổ chức của biểu

đồ bộ nhớ dữ liệu

a Phan A : Lý Thuyết 21 SVTH :Trương Minh Cường

Trang 36

Luận văn tốt nghiệp GVHD : NGUYEN DINH PHU

SƠ ĐỒ THANH GHI

HINH 4.3: PICI6F83 HINH 4.4: PICI6F84

File Address lle Address Fla Address Filo Address

00h | Indiectaddr(Ð | Indiract addr{) |_ 80h 0h | Indirect adel’ | indirect addr!" | 80h,

oon [status _| status 83h oan [status | STATUS ean

wah LAI, ooh EEADR EECON2()) 89h

Bank 0 Bank 1 Bank 0 Bank 1

L Uimplementod data memory location; read as 0’ C1 Unimplemented data memory location; read as

Note 1: Nota physical ragistor Note 1: Nota physical registar

Các lệnh MOVWF và MOVF có thể copy các giá trị từ thanh ghi W vào bất

kỳ vũng nhớ nào trong file thanh ghi và ngược lại Toàn bộ bộ nhớ dữ liệu có thể được truy cập hoặc trực tiếp bằng cách sử dụng địa chỉ tuyệt đối của mỗi file

thanh ghi hay là được truy cập gián tiếp qua các thanh ghỉ lựa chọn (FSR -

File Select Register) Địa chỉ gián tiếp sử dụng giá trị hiện tại của các bit RP1:RP0 cho việc truy cập các vùng nhớ đã được lưu trữ của bộ nhớ dữ liệu

Bộ nhớ dữ liệu được phân thành 2 bank mà nó chứa đựng các thanh ghi đa dụng và các thanh ghi chức năng đặc biệt Bank 0 được sử dụng bằng cách clear

bit RP0 (STATUS<5>), cồn việc set bit RP0 sẽ cho phép Iya chon bank 1 Mỗi bank được kéo dài đến giá trị 7Fh (128 bytes) 12 ô nhớ đầu tiên của mỗi bank

———ễ

Trang 37

được đành cho các thanh ghi chức năng đặc biệt, phần còn lại là các thanh ghi đa dụng được dùng như RAM tĩnh

1 Cấu trúc bộ nhớ RAM bên trong vi điều khiển PIC16F8X / 16CR8X:

Chia làm hai Bank thanh ghỉ , bank 0 và bank 1 : sự lựa chọn Bank thanh ghi 0 hoặc 1 phụ thuộc vào bit RBO trong thanh ghỉ trạng thái STATUS ( có dia chi 03h hay 83h)

+ Bank 0 từ : 00 h-2Fh

Các thanh ghi đặc biệt (SER) có địa chỉ từ : 00 h- 0B h

Karn da dung (GPR) cé địa chỉ từ : OC h-2F h(38 bytes)

+ Bank ] tư ; 80h- AFh

—_ Các thanh ghí có địa chỉ từ : 80 h-8B h

- Ram da dung c6 chỉ từ : 8C h-AF h(38 bytes) Tuy nhiên khi sử dụng Bank 1 và làm việc với Ram đa dụng thì nó dùng chung vũng Ram đa dụng (38bytes) của bank 0, có nghĩa là địa chỉ 8C h trùng với ÓC h và 8D h trùng với

+ Bank0 từ:00h-4Fh

—_ Các thanh ghi đặc biệt có địa chỉ từ : 00 h-0B h

— Ram da dung có địa chỉ từ : OC h- 4F h(68 bytes)

+ Bankl từ 80 h-CFh

—_ Các thanh ghi có địa chỉ từ : 80 h-8B h

—_ Ram đa dụng có địa chỉ từ : 8C h- CF h (38 bytes)

“Tương tự khi sử dụng Bank 1 khi làm việc với ving Ram da dung thi

nó vẫn sử dụng chung vùng nhớ Ram (68bytes) của bank 0 ,tức là địa

chỉ 8C h trùng với 0C h va

2 Các thanh ghỉ trong bộ nhớ dữ liệu :

2.1 File Thanh Ghi Da Dung : (General Purpose Register File):

Tat cA các thiết bị đều có một vài khu vực dành cho các thanh ghi đa

dụng (GPR) Mỗi thanh ghi đa dụng rộng 8 bịt và được truy cập trực tiếp hay

gián tiếp qua thanh ghi lựa chọn /(FSR) Các địa chỉ thanh ghi đa dụng

trong bank 1 được lên biểu đồ địa chỉ trong bank 0 Chẳng hạn như địa chỉ ô

nhớ 0Ch hay 08h sẽ được truy cập với cùng một thanh ghi đa dụng

———Ƒễ-—>>Ầ—

Phần A : Lý Thuyết 23 SVTH : Truong Minh Cường

Trang 38

2.2 Các Thanh Ghi Chức Năng Đặc Biệt : (Special Function Registers):

BANG 4.2: TÓM TẮC ĐẦY ĐỦ CÁC THANH GHI ĐẶC BIỆT CÓ TRONG CẢ HAI

BANK0 VÀ BANK1 CỦA HỌ VI ĐIỀU K HIEN PIC16F8X

10 [WO Tees contents Of FSR Io 933cst đata memery (nota physical regieter) “| ==

gmấ——[tiu: Wi real-ima olock/counter yore soc | uuu ulna

Uw order B bite of the Program Countar (PC) 9090 0939 | 0099 gg00

wo | wer [apo | [pO] 2 | oo | 6 | mm =| mm

inter in my eden pater O Tene eee | eat ua

96h | PORTA [7 —_ | RZT0EM [ RA | RA2 | RAI | RAO [ ~-x => | can tam

‘gh | porte a — Ra RES | RR2 | Hồ | NBƯNT| xex xe | man mm

21221771 tạ54 5a 7 Sina

dit: tế

oan - |fCLKTH = —_| Hea ati for upper Stite of the PCO ==» coos | -9 000

[8n [ÏNTG2N Be wel] ĐỨC | REE | TP | HN | RĐỊP | g3ọp o3ox | noes com

Bank

ah [ND Toes carat APSE vs weve 225 arson (rata ppscalragiser) “| ==

ath [OPTION |FE27 nŒ£22 [ Tre [psa | PS2 | PSI | PSO | muiama | tra an

aan [PEL Low ote Woe of Progen Carter PO 5899 aac | e008 2000

5h —|[TRSR = Saat crestor register cata | =a aan

mm Thimplemersed cain read 3s 0

wen |EEEOML | — | — | — | eer | WRERR] WREN | WR [RO

80A | ECON? _| EEPRON coed register 2 not a physical regisie)

Bah | PCLA _ _ — _ | Witte butter for upper & bite of the PC (1) = 0 aa00 | -0 0000

Q :giá trị còn phụ thuộc vào điều kiện

Các thanh ghi chức năng đặc biệt (SEFR) được sử dụng bởi CPU và các

thiết bị ngoại vi để điểu khiển hoạt động của thiết bị Các thanh ghi chức

năng đặc biệt này đêu là RAM tinh Các thanh ghi này có thể được phân làm

2 phần : phan chính và phần phụ Những phần này được kết hợp với các

chức năng chính được điễn tả trong mục này, và những phần này có quan hệ

với hoạt động của các đặc tính phụ được diễn tả trong phần các đặc tính đặc

biệt

`

ơẹx.mmaaaaamọẹ

Phin A : Lý Thuyết 24 SVTH :Trương Minh Cường

Trang 39

Luận văn tốt nghiệp ; GVHD : NGUYEN DINH PHU

——ễ -ễ

2.3 Thanh Ghi STATUS ( Status Register) :

R/W-0 R/W:0 R/W:0 R-1 R1 R/W-+x R/W-x R/W-x

Bit7 Bit6 Bit 5 Bit 4 Bit 3 Bit2 Bitl Bito

Họ PICI6I:8X không sứ dụng bit IRP nay ,mac định luôn ở mức thấp

2, Bit 5-6: RPO- KPI: cling dude ding 4é chon bank thanh ghi (kiểu địa chỉ trực

Mỗi Bank là 12% bytes, họ PIC16F8X chỉ sử dụng bit RPO để lựa chọn bank

thanh ghi (0 hoặc 1 và không sử dụng bít RP1 ,mặc định luôn ở mức thấp)

3 Bit4: TO: Time-out bit:

1 = sau khi bật nguồn, dùng lệnh CLRWDT hay lệnh SLEEP

0 =khima WDT (watchdog timer) hoat d6ng

4 Bit 3: PD : Power-down pit

1 = khi bật nguồn hay khi dùng lệnh CLRWDT (xóa bit WDT)

0 = khi thực thi lệnh SLEEP

5 Bit2:Z: Zero bit

1 = Kết quả tính toán số học hay các phép logic là “0”

0= Kết quả tính toán số học hay các phép logic là khác “0”

6 Bit 1: DC : Digit carry/borrow bit (bit trào số hay mượn) dùng cho các lệnh

cộng hay khi xây ra sự đổi dấu trong các phép tính

1 = khi mà có sự trào số ở 4 bit thấp

0 = khi mà kết quả vẫn nằm trong 4 bit thấp

1 Bit0:C : Carry/Borrow bit : cũng dùng cho lệnh cộng (ADDWE vàADDLW)

1 = khi mà kết quả > bit thứ 7 ngược lại thì = 0

Trang 40

Luận văn tốt nghiệp HD : NGUYEN DINH PHO

Thanh ghi STATUS cé thé bị tác động bởi một lệnh nào đó ,tức là các

lệnh này ảnh hưởng đến các bit :Z, DC, C, thì khi đó việc ghi vào 3 bit này

sẽ bị vô hiệu hóa Những bit này được set hay clear là tùy theo hoạt động,

logic của IC Hơn nữa, cdc bit TO va PD thi khong thể ghi vào được Vì thế,

kết quả của một lệnh với thanh ghi STATUS có thể khác đi so với dự định

s» Ví Dụ: lệnh CLRE STATUS sé clear 3 bit cao va set bit Z Diéu nay dẫn

đến kết quả của thanh ghi trạng thái là 000u uluu (u=unchange) Chỉ những

lệnh sau: BCF, BSF, SWAPF, MOVWF nên được dùng để thay đổi kết quả

của thanh ghi SFATUS bởi vì sự thực thi của những lệnh này không ảnh hưởng đến bất kỳ bị! ưạng thái nào (bit cd)

2.4 Thanh Ghỉ OPTION(OPTION Register) :

Thanh ghi OPTION lá một thanh ghi có thể đọc và viết được, nó bao

gồm những bit điều khiến da dạng để ấn định prescaler TMRO / WDT, việc

ngắt INT bên ngoài, TMEO, và weak pull-up (kéo lên) khi reset Power on (POR : power on reset)

R/W-I R/W-.I R/W:I R/W-i R/W-I R/W-I R/W-I R/W-L RBPU | INTEDG | TOCS | TOSE PSA PS2 PS1 PSO

Bit7 Bit 6 Bits Bit4 Bit3 Bit2 Bitl Bito

1 Bit7: RBPU :PORT B pull-up enable bit (bit cho phép kéo lên ở port B)

1 = chức năng kéo lên ở port B bị vô hiệu

0 = cho phép kéo lên ở port B (từng giá trị riêng lẽ được chốt)

2 Bit 6:INTEDG : Bit lựa chọn cạnh tác động ngắt

1= Ngắt ở cạnh lên của xung clock đưa vào chan RBO/INT

0 = Ngược lại ,ngắt trên cạnh xuống

3 Bit 5: TOCS : Bit lua chon nguồn xung clock cho TMRO

1 = Nhận xung clock từ chan RA4/TOCKI 0= Nhận xung clock bên trong có chu ky = chu ky lệnh (CLKOUT)

4 Bit 4: TOSE : Bit lựa chọn kiểu tác động cho TMRO

1 = Tác động khi xung cấp tới chân RA4/TOCKI ở cạnh lên

0 = Ngược lại tác động ở cạnh xuống

5 Bit3 :PSA :Bit ấn định cho chế độ PRESCALER (chia trước )

1 = chế độ PRESCALER làm việc với WDT

0 = chế độ PRESCALER làm việc với TMRO

Tiêu đề	Khảo sát họ IC PIC và thi công các ứng dụng dùng IC PIC 16F84
Tác giả	Lê Thị Tuyết Mai, Trương Minh Cường
Người hướng dẫn	Nguyễn Đình Phú
Trường học	Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh
Chuyên ngành	Điện - Điện Tử
Thể loại	Luận văn tốt nghiệp
Năm xuất bản	2003
Thành phố	Thành phố Hồ Chí Minh

Định dạng
Số trang	146
Dung lượng	14,6 MB