Đề tài Kit thực tập PIC 16F877A

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Ngày ……… tháng……….năm 2008 Giáo viên hướng dẫn Thạc sỹ : LÊ ĐÌNH KHA NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN Ngày ……… tháng……….năm 2008 Giáo viên phản biện Thầy : TRƯƠNG QUANG TRUNG L L ờ ờ i i c c ả ả m m ơ ơ n n Sau những năm học tại trường,chúng em đã được học và tiếp thu nhiều kiến thức mới từ sự chỉ bảo tận tình của Quý Thầy Cô, sự giúp đỡ của bạn bè. Đây là khoảng thời gian đầy ý nghĩa. Đồ án tốt nghiệp ra trường là nền tảng quan trọng và đánh dấu một bước ngoặc mới trong cuộc đời của chúng em. Chúng em xin gửi lờ i cảm ơn chân thành đến Thầy Lê Đình Kha. Thầy đã hướng dẫn tôi thực hiện đồ án tốt nghiệp và cung cấp cho tôi nhiều kinh nghiệm quý báu. Chúng em xin chân thành cảm ơn Quý Thầy cô khoa Điện Tử - Tin Học và các Cán bộ Công nhân viên Trường Cao Đẳng Kỹ Thuật Cao Thắng, đã tạo điều kiện thuận lợi để tôi có thể hoàn thành tốt đồ án tốt nghiệp này Sinh viên thực hiện Hà Xuân Bình Vũ Thanh Hưng LỜI NÓI ĐẦU Ngày nay Khoa học – Kỹ thuật phát triển mạnh mẽ, cùng với sự phát triển không ngừng của các ngành kỹ thuật nói chung và kỹ thuật điện tử nói riêng. Chúng đã đi sâu vào mọi mặc đời sống hàng ngày của người dân. Đặc biệt sử dụng vi điều khiển để điều khiển các thiết bị dân dụng và các thiết bị công nghiệp. Nắm được tầm quan trọng đó, nhóm chúng em làm đề tài: KIT THỰC TẬP PIC để cho các bạn sinh viên có công cụ học tập và thực hành môn vi điều khiển Pic. Những kiến thức và năng lực đạt được trong quá trình học tập tại trường sẽ được đánh giá qua đợt bảo vệ đồ án tốt nghiệp. Vì chúng em cố gắng tận dụng tất cả những kiến thức đã học ở trường cùng với sự tìm tòi nghiên cứu, để có thể hoàn thành tốt đồ án tốt nghiệp này. Những kết quả những sản phẩm đạt được trong ngày hôm nay tuy không lớn lao nhưng nó là thành quả của ba năm học tập tại trường. Là thành công đầu tiên của chúng em trước khi ra trường. Do khoảng thời gian và kiến thức còn hạn hẹp, mặc dù chúng em cố gắng hoàn thành đồ án tốt nghiệp này đúng thời hạn. Nên không tránh khỏi những thiếu xót mong Quý thầ y cô thông cảm. Chúng em mong nhận được những ý kiến đóng góp tận tình của quý thầy cô và các bạn. Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn quý thầy cô và các bạn . Đồ Án Tốt Nghiệp Khóa 2005 – 2008 GVHD:Thạc sỹ Lê Đình Kha MỤC LỤC CHƯƠNG 0 DẪN NHẬP…………………………………………………………11 PHẦN I KHẢO SÁT VI ĐIỀU KHIỂN PIC 16F877A 12 CHƯƠNG I CẤU TRÚC PHẦN CỨNG CỦA 16F877A 13 1.1. Sơ lượt về vi điều khiển PIC 16F877A 13 1.2. Sơ lượt về các chân của PIC 16F877A 13 1.3.Một số điểm đặc biệt của CPU 18 1.3.1. Dao động 18 1.3.2. Reset 19 1.3.3.MCLR(Master clear) 19 1.3.4. Interrupts 20 1.3.5. Chế độ nguồn thấp Sleep(Power down Mode) 20 1.3.6. Bộ định thời giám sát (Watch Dog Timer – WDT) 21 1.4.Tổ chức bộ nhớ 22 1.4.1. Bộ nhớ chương trình 22 1.4.2. Bộ nhớ dữ liệu 23 1.4.2.2. Vùng thanh ghi chức năng đặt biệt 24 1.4.3. Các thanh ghi chức năng đặc biệt 27 1.4.3.1.Thanh ghi trạng thái(Status register): 27 1.4.3.2. Thanh ghi tùy chọn (Option Reg_Register) 28 1.4.3.3. Thanh ghi điều khiển ngắt INTCON 29 1.4.3.4. Thanh ghi cho phép ngắt ngoại vi 1 30 1.4.3.5. Thanh ghi cờ của các ngắt ngoại vi 1 31 1.4.3.6. Thanh ghi cho phép ngắt ngoại vi 2 32 1.4.3.7. Thanh ghi cờ của các ngắt ngoại vi 2 33 1.4.4. PCL và PCLATH 33 1.4.5. Ngăn xếp Stack 34 1.4.6. Định địa chỉ trực tiếp và địa chỉ gián tiếp, thanh ghi INF và FSR 34 1.5. I/O port 35 1.5.1. Port B và thanh ghi TRIS B 35 1.5.2. Port B và thanh ghi TRIS B 37 1.5.3. Port C và thanh ghi TRIS C 38 1.5.4. Port D và thanh ghi TRIS D 40 1.5.5. Port E và thanh ghi TRIS E 40 SVTH :Hà Xuân Bình & Vũ Thanh Hưng Trang 4 Đồ Án Tốt Nghiệp Khóa 2005 – 2008 GVHD:Thạc sỹ Lê Đình Kha CHƯƠNG II BỘ ĐỊNH THỜI 43 2.1. Bộ định thời timer 0 43 2.1.1. Giới thiệu 43 2.1.2. Hoạt động của bộ định thời 43 2.1.3. Ngắt Timer 0 43 2.1.4. Sử dụng Timer 0 với nguồn xung clock ngoài 44 2.1.5. Bộ tiền định tỉ lệ 8 bit của Timer 0 44 2.2. Bộ định thời Timer 1 44 2.2.1. Giới thiệu 44 2.2.2. Thanh ghi điều khiển Timer 1 45 2.2.3. Chế độ định thời trong hoạt động của Timer 1 45 2.2.4. Chế độ đếm 45 2.2.5. Giao động riêng của Timer 1 46 2.2.6. Ngắt Timer 1 46 2.3. Bộ định thời Timer 2 46 2.3.1. Giới thiệu 46 2.3.2. Thanh ghi điều khiển T2CON 47 2.3.3. Xóa các bộ tỉ lệ 47 2.3.4. Nguồn xung clock cho Timer 2 47 2.3.5. Thanh ghi TMR2 và PR2 47 2.3.6. Tín hiệu báo trạng thái cân bằng 47 2.3.7. Chế độ ngủ 48 CHƯƠNG III MODULE CCP 49 3.1. Giới thiệu 49 3.2. Thanh ghi điều khiển module CCP 49 3.3. Chế độ Capture 50 3.3.1. Bộ định tỉ lệ của CCP 50 3.4. Chế độ Compare 51 3.5. Chế độ điều biến xung PWM 51 3.5.1. Chu kỳ PWM 51 3.5.2.Chu kỳ nhiệm vụ của PWM 52 3.5.3. Cài đặt hoạt động cho PWM 52 3.5.4. Module MSSP 54 SVTH :Hà Xuân Bình & Vũ Thanh Hưng Trang 5 Đồ Án Tốt Nghiệp Khóa 2005 – 2008 GVHD:Thạc sỹ Lê Đình Kha CHƯƠNG IV BỘ BIẾN ĐỔI ADC 10 BIT 55 4.1. Giới thiệu module ADC 10 bit 55 4.2. Các thanh ghi điều khiển 55 4.3. Hoạt động của Module ADC 57 4.4.Thời gian lấy mẫu 58 4.5. Lựa chọn xung clock cho biến đổi ADC 58 4.6. Cấu hình các chân Analog 59 4.7. Chuyển đổi ADC 59 4.8. Hoạt động của module ADC trong chế độ ngủ 60 4.9. Ảnh hưởng của Reset 60 CHƯƠNG V ĐIỆN THẾ THAM CHIẾU VÀ CÁC BỘ SO SÁNH ĐIỆN 61 5.1. Module Comparator 61 5.1.1. Giới thiệu về module comparator 61 5.1.2. Cài đặt chế độ cho bộ so sánh 61 5.1.3. Nguồn tham chiếu của bộ so sánh 63 5.1.3.1. Tín hiệu điện áp tham chiếu ngoại 63 5.1.3.2. Tín hiệu điện áp tham chiếu nội 63 5.1.4. Thời gian đáp ứng 63 5.1.5. Tín hiệu ngõ ra của bộ so sánh 63 5.1.6. Ngắt của các bộ so sánh 64 5.1.7. Hoạt động của các bộ so sánh trong chế độ ngủ 64 5.1.8. Ảnh hưởng của Reset 64 5.2. Module điện áp tham chiế u 64 5.2.1. Giới thiệu module điện áp tham chiếu 64 5.2.2. Thanh ghi điều khiển CVRCON 65 5.2.3. Độ chính xác của điện áp tham chiếu 66 5.2.4. Hoạt động của module VREF trong chế độ ngủ 66 5.2.5. Trạng thái của module khi Reset 66 5.2.6. Sử dụng module với các mạch ngoài 66 PHẦN II CÁC THÀNH PHẦN CỦA KIT THỰC TÂP PIC 16F877A 67 SVTH :Hà Xuân Bình & Vũ Thanh Hưng Trang 6 Đồ Án Tốt Nghiệp Khóa 2005 – 2008 GVHD:Thạc sỹ Lê Đình Kha CHƯƠNG I HIỂN THỊ LED ĐƠN 68 1.1. Giới thiệu chung 68 1.2. Mạch nguyên lý 69 CHƯƠNG II HIỂN THỊ LED 7 ĐOẠN 70 2.1. Các khái niệm cơ bản 70 2.2. Kết nối với vi điều khiển 71 2.3. Giao tiếp vi điều khiển với nhiều led 7 đoạn 72 2.4. Lưu đồ giải thuật 74 2.5.Mạch nguyên lý 75 CHƯƠNG III ĐÈN GIAO THÔNG 76 3.1. Giới thiệu 76 3.2. Sơ đồ nguyên lý 77 3.3. Lưu đồ giải thuật 78 CHƯƠNG IV LED MA TRẬN 79 4.1. Hiện thị led ma trận 79 4.1.1. Giới thiệu 79 5.1.2. Led ma trận 8x8 79 4.2. Phương pháp hiển thị bằng IC chốt 80 4.2.1. Chốt hàng 81 4.2.2. Chốt cột 81 4.3. Phương pháp dùng thanh ghi dịch 82 4.3.1. Quét hàng 82 4.3.1.1. Giới thiệu chung về phương pháp quét hàng 82 4.3.1.2. Quá trình thực hiện quét hàng 83 4.3.1.3. Ví dụ 83 4.3.2. Quét cột 84 4.3.2.1. Giới thiệu chung về phương pháp quét cột 84 4.3.2.2. Quá trình thực hiện quét cột 83 4.3.2.3. Ví dụ 84 4.4. Mạch nguyên lý 86 CHƯƠNG V LCD 87 SVTH :Hà Xuân Bình & Vũ Thanh Hưng Trang 7 Đồ Án Tốt Nghiệp Khóa 2005 – 2008 GVHD:Thạc sỹ Lê Đình Kha 5.1. Giới thiệu chung về LCD 87 5.1.1. Các thanh ghi 89 5.1.2. Cờ báo bận BF 90 5.1.3. Bộ đếm địa chỉ AC 90 5.1.4. Vùng RAM hiển thị DDRAM 90 5.1.5. Vùng ROM chứa ký tự CGROM 91 5.1.6. Vùng RAM chứa ký tự đồ họa CGRAM 92 5.2. Tập lệnh của LCD 94 5.3. Khởi tạo LCD 97 5.3.1. Mạch khởi tạo bên trong chip HD44780 97 5.3.2. Khởi tạo bằng lệnh 97 5.4. Lưu đồ giải thuật 99 5.5. Mạch nguyên lý 100 CHƯƠNG VI ADC 101 6.1. Giới thiệu về module ADC 101 6.1.1. Cơ bản về ADC 101 6.1.2. ADC trong PIC 16F877A 102 6.2. Sơ đồ nguyên lý 103 CHƯƠNG VII BÀN PHÍM GIAO TIẾP LCD 104 7.1. Keypad và nguyên lý hoạt động 104 7.2. Keypad giao tiếp với LCD 104 7.3. Sơ đồ giải thuật 106 CHƯƠNG VIII GIAO TIẾP I2C 107 8.1. Giới thiệu chung về I2C 107 8.1.1. Đặc điểm giao tiếp I2C 107 8.1.2. START and STOP conditions 109 8.1.3. Định dạng dữ liệu truyền 109 8.1.4. Định dạng địa chỉ thiết bị 111 8.1.5. Truyền dữ liệu trên bus I2C 112 8.1.6. Chế độ Multi-Master 113 8.2. Module I2C Trong Vi Điều Khiển PIC 113 8.2.1. Đặc điểm phần cứng của PIC16F877A 113 8.2.2. Cách thức sử dụng Module I2C trong CCS 114 SVTH :Hà Xuân Bình & Vũ Thanh Hưng Trang 8 [...]... học tập một trong những thiết bị đó là kit thực tập, và được sự đồng ý của khoa Điện Tử - Tin Học Trường Cao Đẳng Kỹ Thuật Cao Thắng Nhóm chúng em quyết định làm đề tài tốt nghiệp: Kit Thực Tập Vi Điều Khiển Pic II Giới hạn đề tài: Với thời gian gần năm tuần thực hiện đề tài cũng như trình độ chuyên môn có hạn, chúng em đã cố gắng hết sức để hoàn thành đồ án này nhưng chỉ giải quyết được những vấn đề. .. nghiên cứu : Mục đích trước hết khi thực hiện đề tài này là để hoàn tất chương trình môn học để đủ điều kiện ra trường Cụ thể khi nghiên cứu đề tài là chúng em muốn phát huy những thành quả ứng dụng của vi điều khiển để tạo ra những sản phẩm cho các bạn sinh viên khóa sau Không những thế nó còn là tập tài liệu cho các bạn sinh viên tham khảo Ngoài ra quá trình thực hiện đề tài là một cơ hội để chúng em tự... Trang 12 Đồ Án Tốt Nghiệp Khóa 2005 – 2008 GVHD:Thạc sỹ Lê Đình Kha CHƯƠNG I : CẤU TRÚC PHẦN CỨNG CỦA PIC1 6F877A 1.1 Sơ lược về vi điều khiển PIC1 6F877A: PIC 16F877A là dòng PIC phổ biến nhất hiện nay (đủ mạnh về tính năng, 40 chân, bộ nhớ đủ cho hầu hết các ứng dụng thông thường) Cấu trúc tổng quát của PIC 16F877A như sau: - 8 K Flash ROM - 368 Bytes RAM - 256 Bytes EEPROM - 5 ports (A, B, C, D, E) vào... sỹ Lê Đình Kha Chu kỳ máy: T_instruction = 4*Tosc = 4/10*106(s) = 0.4 µs = 400 ns 1.3.2 Reset: PIC1 6F877A có thể bị reset bởi nhiều nguyên nhân khác nhau như: 1.3.3 MCLR : PIC1 6F877A có một bộ lọc nhiễu ở phần MCLR Bộ lọc nhiễu này sẽ phát hiện và bỏ qua các tín hiệu nhiễu Ngõ vào MCLR trên chân 4 của PIC1 6F877A Khi đưa chân này xuống thấp thì các thanh ghi bên trong VĐK sẽ được tải những giá trị thích... tính sáng tạo, khả năng giải quyết một vấn đề theo nhu cầu đặt ra Và đây cũng là dịp để chúng em khẳng định mình trước khi ra trường để tham gia vào các hoạt động sản xuất của xã hội SVTH :Hà Xuân Bình & Vũ Thanh Hưng Trang 11 Đồ Án Tốt Nghiệp Khóa 2005 – 2008 GVHD:Thạc sỹ Lê Đình Kha PHẦN I KHẢO SÁT VI ĐIỀU KHIỂN PIC 16F877A CHƯƠNG I : CẤU TRÚC PHẦN CỨNG CỦA PIC1 6F877A CHƯƠNG II : BỘ ĐỊNH THỜI CHƯƠNG... GVHD:Thạc sỹ Lê Đình Kha PIC1 6F877A là họ vi điều khiển có 40 chân, mỗi chân có một chức năng khác nhau.Trong đó có một số chân đa công dụng: mỗi chân có thể hoạt động như một đường xuất nhập hoặc là một chân chức năng đặc biệt dùng để giao tiếp với các thiết bị ngoại vi SVTH :Hà Xuân Bình & Vũ Thanh Hưng Trang 16 Đồ Án Tốt Nghiệp Khóa 2005 – 2008 GVHD:Thạc sỹ Lê Đình Kha Sơ đồ khối PIC1 6F877A SVTH :Hà Xuân... việc ra sao ? Bên trong con Pic có một mạch RC, mạch này cung cấp 1 xung Clock độc lập với bất kỳ xung Clock nào cung cấp cho Pic Khi Watchdog Timer (viết tắt là WDT) được cho phép (enabled), nó sẽ đếm bắt đầu từ 00 và tăng lên 1 cho đến FFh, khi nó tăng từ FFh đến 00 ( FFh+1) thì con Pic sẽ bị Reset bất kể đang làm gì, chỉ có 1 cách là ngăn không cho WDT đếm tới 00 Khi con Pic bị kẹt không thể thoát... sẽ reset con Pic làm cho chương trình phải khởi động lại từ đầu Để sử dụng WDT chúng ta cần làm 3 việc • Thứ nhất, cần thời gian bao lâu để reset WDT ? • Thứ hai, làm sao xoá WDT ? • Cuối cùng, chúng ta phải nói cho con Pic biết chương trình cho phép WDT hoạt động SVTH :Hà Xuân Bình & Vũ Thanh Hưng Trang 21 Đồ Án Tốt Nghiệp Khóa 2005 – 2008 GVHD:Thạc sỹ Lê Đình Kha 1.4 Tổ chức bộ nhớ: PIC1 6F877A có tất... viết một chương trình, bạn compiled nó thành công, và ngay cả bạn đã cho chạy mô phỏng từng bước, từng bước một trên máy tính, bằng MPLAB chẳng hạn, có vẻ như mọi chuyện đều tốt, bạn đem nạp vào con Pic Sau một thời gian chạy thử, con Pic thình lình bị kẹt vào nơi nào đó trong chương trình mà không thể thoát ra được trạng thái hiện tại Điều gì là cần thiết để giải quyết hai trường hợp trên, reset lại... 2008 GVHD:Thạc sỹ Lê Đình Kha BÀI 10 ĐO NHIỆT ĐỘ 166 PHẦN VI PHỤ LỤC 170 Phụ lục 1 : 16F877A …… 171 Phụ lục 2 : DEFS _16F877A …… 177 SVTH :Hà Xuân Bình & Vũ Thanh Hưng Trang 10 Đồ Án Tốt Nghiệp Khóa 2005 – 2008 GVHD:Thạc sỹ Lê Đình Kha Chương 0 : DẪN NHẬP I Đặt vấn đề: Ngày nay với sự phát triển của công nghiệp vi điện tử, kỹ thuật số các hệ thống điều khiển dần được . chúng em làm đề tài: KIT THỰC TẬP PIC để cho các bạn sinh viên có công cụ học tập và thực hành môn vi điều khiển Pic. Những kiến thức và năng lực đạt được trong quá trình học tập tại trường. học tập một trong những thiết bị đó là kit thực tập, và được sự đồng ý của khoa Điện Tử - Tin Học Trường Cao Đẳ ng Kỹ Thuật Cao Thắng. Nhóm chúng em quyết định làm đề tài tốt nghiệp: Kit Thực. I KHẢO SÁT VI ĐIỀU KHIỂN PIC 16F877A 12 CHƯƠNG I CẤU TRÚC PHẦN CỨNG CỦA 16F877A 13 1.1. Sơ lượt về vi điều khiển PIC 16F877A 13 1.2. Sơ lượt về các chân của PIC 16F877A 13 1.3.Một số điểm