Giao tiếp máy tính với vi điều khiển pic18f4550 qua cổng USB
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TS Nguyễn Văn Minh Trí Chương 1: GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI 1.1 Giới thiệu chung Oscilloscope Hình vẽ 1.1: Máy hiển thị sóng Oscilloscope Máy Hiện sóng “oscilloscope” thiết bị hiển thị đồ thị - vẽ đồ thị tín hiệu điện Trong hầu hết ứng dụng, đồ thị tín hiệu thay đối theo thời gian: Trục dọc (Y) biểu diễn điện áp trục ngang (X) biểu diễn thời gian Cường độ hay độ sáng hiển thị gọi trục Z Đây đồ thị đơn giản cho ta nhiều điều tín hiệu Sau số công năng: - Nhận dạng tín hiệu (Xung vuông, cưa, hình sin, tín hiệu hình, tín hiệu tiếng…) - Xác định rõ giá trị thời gian mức điện áp đường tín hiệu - Tính toán tần số tín hiệu dao động - Nhận thấy “các phần động” mạch điện biểu diễn tín hiệu - Chỉ thành phần lỗi làm méo dạng tín hiệu - Tìm tín hiệu dòng chiều hay dòng xoay chiều SVTH: Võ Quang Huy – Hồ Quang Hiếu- Lớp: 08D1 Trang ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP - GVHD: TS Nguyễn Văn Minh Trí Chỉ tín hiệu nhiễu có nhiễu thay đổi theo thời gian Hình vẽ 1.2: Dạng đồ thị Oscilloscope Máy oscilloscope trông giống với tivi nhỏ, có mạng lưới vẽ hình có nhiều núm điều khiển tivi Mặt trước oscilloscope thường có phần điều khiển chia thành phần Dọc, Ngang Trigger Có điều khiển hiển thị đầu nối đầu vào 1.2 Chức Oscilloscope Sự hữu ích máy oscilloscope không bị giới hạn giới thiết bị điện tử Với chuyển đổi thích hợp, máy oscilloscope đo đạc tất kiểu tượng Một chuyển đổi thiết bị mà tạo tín hiệu điện đáp ứng lại kích thích vật lí, ví dụ âm thanh, áp lực khí, áp suất, ánh sáng nhiệt độ Ví dụ như, microphone chuyển đổi Một kỹ sư ô tô dùng máy oscilloscope để đo đạc rung động Một nghiên cứu sinh y khoa dùng máy oscilloscope để đo đạc sóng não Các khả vô tận! 1.3 Oscilloscope số tương tự SVTH: Võ Quang Huy – Hồ Quang Hiếu- Lớp: 08D1 Trang ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TS Nguyễn Văn Minh Trí Hình vẽ 1.3: Oscilloscope số tương tự Thiết bị điện tử chia làm loại: tương tự số Thiết bị tương tự làm việc với điện áp biến đổi liên tục, thiết bị số làm việc với số nhị phân rời rạc mà biểu diễn mẫu điện áp Lấy ví dụ, máy quay đĩa thông thường thiết bị tương tự, máy chơi đĩa compact thiết bị số Các máy oscilloscope có loại tương tự loại số Máy oscilloscope tương tự việc trực tiếp với điện áp đặt vào đo để di chuyển dòng electron ngang qua hình máy oscilloscope Trái lại, máy oscilloscope số lấy mẫu dạng sóng dùng chuyển đổi tương tự/số (A/D) để chuyển đổi điện áp đo thành thông tin số Sau đó, dùng thông tin số để tái cấu trúc lại dạng sóng hình Đối với nhiều ứng dụng, máy oscilloscope số máy oscilloscope tương tự dùng Tuy nhiên, loại máy có số đặc tính riêng làm cho thích hợp thích hợp tác vụ riêng SVTH: Võ Quang Huy – Hồ Quang Hiếu- Lớp: 08D1 Trang ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TS Nguyễn Văn Minh Trí Người ta thường thích máy oscilloscope tương quan trọng để hiển thị nhanh chóng tín hiệu thay đổi thời gian thực (hay chúng diễn ra) Các máy oscilloscope số cho phép bạn ghi lại xem kiện mà chúng diễn lần Chúng xử lý liệu dạng sóng số gửi liệu tới máy tính để xử lý Như vậy, chúng lưu trữ liệu dạng sóng số để xem in sau 1.4 Oscilloscope tương tự Khi bạn nối đầu dò máy oscilloscope vào mạch điện, tín hiệu điện áp qua đầu dò tới hệ thống dọc máy oscilloscope Tùy thuộc vào bạn thiết đặt chia thang đo dọc (điều khiển volts/div) suy hao làm giảm điện áp tín hiệu khuếch đại làm tăng điện áp tín hiệu điện áp đặt vào lái tia làm cho điểm sáng di chuyển (môt dòng electron đập vào lớp phosphor bên CRT tạo điểm sáng) Điện áp dương làm cho điểm sáng lên điện áp âm làm cho điểm sáng xuống Tín hiệu đồng thời tới hệ thống trigger để khởi động hay kích “quét ngang” Quét ngang thuật ngữ việc hệ thống ngang làm cho điểm sáng di chuyển ngang hình Việc kích hệ thống ngang gây thời gian để di chuyển điếm sang ngang hình từ trái sang phải khoảng thời gian xác định Nhiều lần quét thành dãy nhanh làm cho chuyển động điểm sáng hợp thành đường liền nét Ở tốc độ cao hơn, điểm sáng quét ngang hình lên tới 500,000 lần giây SVTH: Võ Quang Huy – Hồ Quang Hiếu- Lớp: 08D1 Trang ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TS Nguyễn Văn Minh Trí Hình vẽ 1.4: Oscilloscope tương tự Cùng với nhau, việc quét ngang việc lái dọc vạch đồ thị tín hiệu màng hình Bộ kích khởi cần thiết để ổn định hóa tín hiệu tuần hoàn Nó đảm bảo lần quét bắt đầu điểm với tín hiệu tuần hoàn, dẫn tới hình ảnh rõ ràng hình sau: Hình vẽ 1.5: Bộ kích khởi (Trigger) Kết luận lại, để dùng máy oscilloscope tương tự, bạn cần điều chỉnh ba thiết lập để thích ứng với tín hiệu đưa vào: - Việc làm suy giảm khuếch đại tín hiệu Dùng điều khiển volts/div để điều chỉnh biên độ tín hiệu trước đặt vào lái tia chiều dọc - Thời gian Dùng điều khiển sec/div để thiết đặt độ lớn thời gian khoảng chia biển diễn ngang qua hình SVTH: Võ Quang Huy – Hồ Quang Hiếu- Lớp: 08D1 Trang ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP - GVHD: TS Nguyễn Văn Minh Trí Kích khởi máy oscilloscope Sử dụng mức kích để ổn định hóa tín hiệu tuần hoàn việc kích kiện đơn Cũng vậy, việc điều chỉnh điều khiển tiêu cự cường độ cho phép bạn tao hình ảnh sắc nét dễ nhìn (không bị chói) 1.5 Sơ lượt máy Oscilloscope số 1.5.1 Khái niệm Oscilloscope số Để tìm hiểu khái niệm Osilloscope số ta cần phải hiểu Osilloscope có nhớ Osilloscope có nhớ loại Osilloscope dùng để khảo sát loại tín hiệu tức thời, tuần hoàn chậm, hay tín hiệu ngắn, tín hiệu độ Dải tần số đến 150MHz Dải tín hiệu từ hàng chục mV đến hàng trăm vôn Osilloscope số loại dao động ký có nhớ số Nguyên lý làm việc dựa việc số hóa tín hiệu khảo sát nhờ chuyển đổi A /D gọi trình lấy mẫu chuyển đổi Các mẫu ghi vào nhớ, sau biến đổi trở lại thành tương tự phục vụ cho mục đính hiển thị 1.5.2 Cấu trúc Oscilloscope số Tín hiệu đo Mạch đo Bộ ADC Bộ VXL Máy tính hiển thị kết Hình vẽ 1.6: Cấu trúc Oscilloscope số - Tín hiệu đo: Xung vuông, cưa, hình sin, tín hiệu hình, tín hiệu tiếng, áp lực khí, áp suất, ánh sáng nhiệt độ… - Mạch đo: Tùy thuộc vào loại tín hiệu đầu vào mà mạch đo tương tự mạch khuếch đại chuyển đổi tín hiệu Mạch khuếch đại thường mạch có hệ số khuếch đại >0 Mạch chuyển đổi đóng vai trò chuyển đổi từ tín hiệu sau mạch khuếch đại loại tín hiệu phù hợp với loại tín hiệu đầu vào ADC Thông thường tín hiệu mà oscilloscope đo thường tín hiệu dòng hoạc tín hiệu áp Vì mạch khuếch đại thường mạch giảm dòng mạch phân áp SVTH: Võ Quang Huy – Hồ Quang Hiếu- Lớp: 08D1 Trang ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TS Nguyễn Văn Minh Trí sử dụng phần tử biến dòng, biến áp, linh kiện bán dẫn, mạch điện trở, điện cảm, điện dung… - Bộ ADC: Là chuyển đổi tín hiệu tương tự thành tín hiệu số Tín hiệu đo sau qua mạch đo đưa vào ADC Bộ ADC chuyển đổi dạng tín hiệu từ tín hiệu tương tự thành tín hiệu số để đưa đến vi xử lí Trên thực tế ADC có độ phân giải khác nhau: 8bit, 10bit, 12bit, 16bit, 24bit Độ phân giải lớn tín hiệu đầu số gần với tín hiệu đầu vào tương tự Đầu số ADC bus song song nối tiếp - Bộ vi xử lí: Bộ vi xử lí đóng vai trò xử lí trung tâm, nhận kết đo từ ADC để gia công xử lí trước gửi máy tính để hiển thị Bộ vi xử lí sử dụng phổ biến họ vi điều khiển 8051, AVR, PIC, PSOC, ARM với tốc độ xử lí phù hợp Ngày vi điều khiển tích hợp thêm ADC có khả trích mẫu tốc độ cao, có khả ghép nối với máy tính theo chuẩn ghép nối Ngoài khả ưu điểm lớn vi xử lí khả lưu trữ thông tin, khả phù hợp cho cho osilloscope tốc độ cao - Máy tính hiển thị kết đo: Máy tính nhận thông tin từ vi xử lí sau gia công hiển thị Việc truyền nhận thông tin từ vi xử lí đến máy tính ngược lại thực qua chuẩn ghép nối RS232, LPT, USB, khe cắm mở rộng… 1.5.3 Nguyên lý hoạt động Oscilloscope số Một vài hệ thống mà cấu thành từ máy oscilloscope số tương tự máy oscilloscope tương tự; nhiên, máy oscilloscope số bao gồm thêm hệ thống xử lý số liệu Với hệ thống thêm vào, máy oscilloscope số thu thập số liệu cho toàn dạng sóng sau hiển thị chúng Khi bạn nối đầu đo (dò) máy oscilloscope số vào mạch điện; hệ thống dọc điều chỉnh biên độ tín hiệu máy oscilloscope tương tự SVTH: Võ Quang Huy – Hồ Quang Hiếu- Lớp: 08D1 Trang ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TS Nguyễn Văn Minh Trí Tiếp tới, chuyển đổi tương tự/số hệ thống thu thập lấy mẫu tín hiệu thời điểm rời rạc chuyển đổi điện áp tín hiệu điểm thành giá trị số, gọi điểm lấy mẫu Xung lấy mẫu hệ thống ngang quy định ADC lấy mẫu bao nhiên lần Tốc độ mà xung “ticks” gọi tốc độ lấy mẫu đươc đo số mẫu giây (Xem hình vẽ dưới) Hình vẽ 1.7: Nguyên lý hoạt động Oscilloscope số Các điểm mẫu từ ADC lưu trữ nhớ điểm dạng sóng Có nhiều điểm mẫu cấu thành nên điểm dạng sóng Cùng với nhau, điểm dạng sóng cấu thành nên ghi dạng sóng Số điểm sóng dùng để tạo nên ghi dạng sóng gọi độ dài ghi Hệ thống kích khởi quy định điểm bắt đầu điểm kết thúc ghi Màn hình nhận điểm ghi sau chúng lưu trữ nhớ Tùy thuộc vào khả máy oscilloscope thiết kế, việc xử lý thêm điểm mẫu tiến hành để làm nâng cao chất lượng hiển thị Bộ tiền kích khởi hữu ích cho phép xem kiện trước điểm kích SVTH: Võ Quang Huy – Hồ Quang Hiếu- Lớp: 08D1 Trang ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TS Nguyễn Văn Minh Trí Về bản, với máy máy oscilloscope số với máy máy oscilloscope tương tự, cần điều chỉnh thiết lập dọc, ngang kích khởi để đo đạc SVTH: Võ Quang Huy – Hồ Quang Hiếu- Lớp: 08D1 Trang ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TS Nguyễn Văn Minh Trí CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VI ĐIỀU KHIỂN PIC18F2455/2550/4455/4550 2.1 Giới thiệu vi điều khiển PIC18F2455/2550/4455/4550 Họ vi điều khiển PIC18F2455/2550/4455/4550 họ vi điều khiển tiên tiến MICROCHIP, đặc biệt họ có tích hợp cổng USB 2.0, ADC 10 bit tích hợp nhiều công cụ khác Mạnh, mềm dẻo từ đánh giá ngắn gọn họ vi điều khiển Chương giới thiệu tổng quan khối tích hợp họ vi điều khiển PIC18F đặc điểm khối tích hợp, mục đích phục vụ cho việc thiết kế chương sau Các đặc điểm cổng USB: - USB V2.0 - Tốc độ thấp (1.5 Mb/s) tốc độ toàn phần (12Mb/s) - Hỗ trợ tới 32 điểm cuối - RAM kByte cho khối USB - Mạch thu phát USB chip với mạch ổn áp 3.3V - Cổng song song streaming (SPP) cho truyền streaming USB - Hỗ trợ chế độ truyền: • Truyền điều khiển (Control transfer) • Truyền ngắt (Interrupt transfer) • Truyền đồng (Isochronous transfer) • Truyền khối (Bulk transfer) Các đặc điểm ngoại vi: - Dòng vào/ra (sink/source) cao 25mA/25mA - Ba ngắt SVTH: Võ Quang Huy – Hồ Quang Hiếu- Lớp: 08D1 Trang 10 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TS Nguyễn Văn Minh Trí 'ADC2 = adc2_low + adc2_high * 256 ADC2 = ReadBuffer(3) voltagePulse = ADC2 / 255 * '''''''''Kenh DC''''''''''' ADC4 = ReadBuffer(4) voltageDC = ADC4 / 255 * 50 ''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''' ''''''''''''''hien thi ket qua lan cac label''''' ''''''hien thi kenh dien ap AC Label4.Caption = "Freq_AC:" & " " & Format(freqAC, "0.00") & " " & "Hz" Label5.Caption = "RMS:" & " " & Format(vhd + 3, "0.00") Label6.Caption = "AMP:" & " " & Format(amp_display + 3, "0.00") & " " & "V" ''''''''''''hien thi kenh dien ap Pulse'''''' Label7.Caption = "Freq_Pulse:" & " " & Format(freqPulse, "0.00") & " " & "Hz" Label8.Caption = "ADC Value:" & " " & Format(ADC2, "0") Label9.Caption = "Voltage Pulse:" & " " & Format(voltagePulse, "0.00") & " " & "V" ''''''''''''''hien thi dien ap DC'''''''''''''''''''''' Label23.Caption = Format(voltageDC, "0.00") & " " & "V" '''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''' '''''''''''''''''''''''''''''VE DO THI DANG SONG BANG TEECHART"""""""""""""""""" ''''''''////////tab dien ap xoay chieu////////////////// TChart1.Axis.Left.SetMinMax -HScroll1.Value, HScroll1.Value TChart1.Series(0).AddXY timer * 1, voltageAC - 25, "", vbRed 've thi SVTH: Võ Quang Huy – Hồ Quang Hiếu- Lớp: 08D1 Trang 69 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TS Nguyễn Văn Minh Trí TChart1.Series(1).AddXY timer * 1, voltagePulse, "", vbBlue 've thi TChart1.Series(3).AddXY timer * 1, voltageDC, "", vbGreen 've thi 'TChart1.Series(3).AddXY timer * 1, voltage4, "", vbYellow 've thi TChart1.Series(2).AddXY timer * 5, 0, "", vbBlack 've thi truc hoanh TChart1.Page.Current = TChart1.Page.Count ''''''''////////tab dien ap chieu////////////////// 'TChart2.Axis.Left.SetMinMax -6, 'TChart2.Series(0).AddXY timer * 1, voltage3, "", vbGreen 've thi 'TChart2.Series(1).AddXY timer * 1, voltage4, "", vbBlack 've thi 'TChart2.Page.Current = TChart2.Page.Count '///////////////////////////////////////////////////////////////////////////// End Sub Private Sub time_Timer() Label3.Caption = " Time " & " " & Format(Now, "hh:nn:ss") End Sub Private Sub time_base() If Option1(0) Then OutputReportData(0) = '1 Data.Interval = ElseIf Option1(1) Then OutputReportData(0) = '5 Data.Interval = ElseIf Option1(2) Then SVTH: Võ Quang Huy – Hồ Quang Hiếu- Lớp: 08D1 Trang 70 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TS Nguyễn Văn Minh Trí OutputReportData(0) = '10 Data.Interval = 10 ElseIf Option1(3) Then OutputReportData(0) = '20 Data.Interval = 20 ElseIf Option1(4) Then OutputReportData(0) = '50 Data.Interval = 50 ElseIf Option1(5) Then OutputReportData(0) = '100 Data.Interval = 100 ElseIf Option1(6) Then OutputReportData(0) = '200 Data.Interval = 200 ElseIf Option1(7) Then OutputReportData(0) = '500 Data.Interval = 500 End If End Sub Private Sub select_channel() If Option2(0) Then OutputReportData(1) = 'kenh AC==an0 Label4.Enabled = True 'kenh SVTH: Võ Quang Huy – Hồ Quang Hiếu- Lớp: 08D1 Trang 71 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TS Nguyễn Văn Minh Trí Label5.Enabled = True 'kenh Label6.Enabled = True 'kenh Label7.Enabled = False 'kenh Label8.Enabled = False 'kenh Label9.Enabled = False 'kenh Label22.Enabled = False 'kenh3 Label23.Enabled = False 'kenh3 ElseIf Option2(1) Then OutputReportData(1) = 10 'kenh Pulse==an1 Label7.Enabled = True 'kenh2 Label8.Enabled = True 'kenh Label9.Enabled = True 'kenh2 Label4.Enabled = False 'kenh1 Label5.Enabled = False 'kenh1 Label6.Enabled = False 'kenh1 Label22.Enabled = False 'kenh3 Label23.Enabled = False 'kenh3 ElseIf Option2(2) Then OutputReportData(1) = 11 'kenh DC==an3 Label7.Enabled = False 'kenh2 Label8.Enabled = False 'kenh Label9.Enabled = False 'kenh2 Label4.Enabled = False 'kenh1 SVTH: Võ Quang Huy – Hồ Quang Hiếu- Lớp: 08D1 Trang 72 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TS Nguyễn Văn Minh Trí Label5.Enabled = False 'kenh1 Label6.Enabled = False 'kenh1 Label22.Enabled = True 'kenh3 Label23.Enabled = True 'kenh3 ElseIf Option2(3) Then OutputReportData(1) = 12 ' ca kenh Label4.Enabled = True 'kenh1 Label5.Enabled = True 'kenh1 Label6.Enabled = True 'kenh1 Label7.Enabled = True 'kenh2 Label8.Enabled = True 'kenh2 Label9.Enabled = True 'kenh2 Label22.Enabled = True 'kenh3 Label23.Enabled = True 'kenh3 End If End Sub SVTH: Võ Quang Huy – Hồ Quang Hiếu- Lớp: 08D1 Trang 73 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TS Nguyễn Văn Minh Trí Chương 6: KẾT QUẢ VÀ NHẬN XÉT 6.1.Kết đạt được: Giao diện chương trình Visual Basic 6.0: Dạng sóng điện áp 50Hz: SVTH: Võ Quang Huy – Hồ Quang Hiếu- Lớp: 08D1 Trang 74 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TS Nguyễn Văn Minh Trí Dạng xung 10KHz: SVTH: Võ Quang Huy – Hồ Quang Hiếu- Lớp: 08D1 Trang 75 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TS Nguyễn Văn Minh Trí Mô hình thực tế: SVTH: Võ Quang Huy – Hồ Quang Hiếu- Lớp: 08D1 Trang 76 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTH: Võ Quang Huy – Hồ Quang Hiếu- Lớp: 08D1 GVHD: TS Nguyễn Văn Minh Trí Trang 77 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TS Nguyễn Văn Minh Trí 6.2 Kết luận: 6.2.1 Kết đạt được: Qua thời gian tìm hiểu nghiên cứu,em hoàn thành đồ án với kết đạt sau: -Đã hoàn thành nhiệm vụ đồ án thiết kết chế tạo đo hiển thị dạng sóng điện áp sử dụng vi điều khiển Pic18F4550 (của hãng Microchip) ghép nối máy tính qua chuẩn giao tiếp USB 2.0 -Đã chế tạo thành công đo sóng đơn giản,rẽ tiền,nhưng chất lượng với cấu tạo đơn giản,dễ nâng cấp phần cứng lẫn phần mềm,có giao diện người dùng dễ sử dụng,ghép nối với máy tính qua cáp USB gọn nhẹ phục vụ cho việc học tập nghiên cứu sinh viên,đặc biệt sinh viên chuyên ngành Điện-Điện tử -Thiết bị chế tạo đo điện áp từ 0-50 V với điện áp chiều,và từ 0-35 V điện áp xoay chiều.Ngoài đo hiển thị dạng sóng điện áp có tần số từ 50Hz-10KHz -Thiết bị hoạt động ổn định 6.2.2 Những hạn chế đề tài: Do hạn có hạn chế mặt thời gian tìm hiểu dòng Pic18 Microchip chuẩn giao tiếp USB 2.0,cũng số điều kiện khách quan lẫn chủ quan khác mà đề tài số hạn chế sau: - Kết hiển thị chưa đạt độ xác cao - Giới hạn thang đo điện áp tần số thấp - Phần mô hình thiết bị chưa gọn nhẹ tối ưu -Vẫn nhiễu dạng sóng đo nhiều kênh lúc 6.2.3 Hướng phát triển ứng dụng đề tài vào thực tế: SVTH: Võ Quang Huy – Hồ Quang Hiếu- Lớp: 08D1 Trang 78 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TS Nguyễn Văn Minh Trí Để thiết bị đề tài thực vào thực tế khai thác hiệu với mục đích phục vụ cho việc học tập nghiên cứu học sinh sinh viên cần có số cải tiến hoàn thiện đề tài sau: -Nâng cao dãi điện áp tần số đo cho thiết bị -Tìm cách chống nhiễu cho thiết bị đo lúc nhiều kênh,để thiết bị hoạt động chức đo đa kênh -Có thể dùng loại vi điều khiển cấp cao hơn,mạnh DsPic,Pic32 …sử dụng chuẩn giao tiếp USB 3.0 để tăng tốc độ xử lý,tốc độ truyền liệu để kết đo gần sát với giá trị thực tế Sử dụng chip có chuyển đổi analog sang số (khối ADC) có độ phân gian cao để dạng sóng điện áp mịn hơn,chính xác hơn… Phụ Lục Trình biên dịch CCS mạch nạp Burn-E I.Giới thiệu trình biên dịch CCS 1.Tổng quan CCS: SVTH: Võ Quang Huy – Hồ Quang Hiếu- Lớp: 08D1 Trang 79 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TS Nguyễn Văn Minh Trí CCS trình biên dịch ngôn ngữ lập trình bậc cao C cho vi điều khiển Pic Microchip.Chương trình tích hợp trình riêng biệt cho dòng Pic khác là: -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 trình biên dịch CCS Ưu nhược điểm trình biên dịch CCS: Hiện có nhiều chương trình soạn thảo biên dịch C cho Vi điều khiển như: KeilC,HT-PIC,MikroC ,CCS…Tuy nhiên đồ án em chọn trình biên dịch CCS ưu nhược điểm sau: + Ưu điểm: - Dễ sử dụng đơn giản,nó gần với ngôn ngữ C bình thường - Có hỗ trợ khối lượng lớn thư viện có sẵn,người dùng có cần khai báo sử sụng.Do rút ngắn thời gian lập trình.Người dùng tạo thu viện riêng biệt theo nhu cầu dự án - Có hỗ trợ nhiều công cụ kèm,có phần Help đầy đủ hỗ trợ cho việc tự học tập - Nó phổ biến đời từ sớm nên có nhiều tài liệu để tham khảo,học tập nghiên cứu - Người viết không thiết phải nắm vững phần cứng Vi điều khiển -Giao diện chương trình đơn giản,dễ sử dụng để tạo cac Project + Nhược điểm: -Không thể kết hợp với cú pháp chương trình khác -Không tối ưu code,cùng nột chương trình ngôn ngữ Asembly cho chip chạy ổn định độ dài mã máy ngắn -Khó lập trình theo hướng thời gian thực ứng dụng khắt khe thời gian tính toán SVTH: Võ Quang Huy – Hồ Quang Hiếu- Lớp: 08D1 Trang 80 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TS Nguyễn Văn Minh Trí Giao diện chương trình biên soạn biên dịch CCS: II Mạch nạp chương trình Burn -E: Hình dạng bên mạch nạp Burn-E SVTH: Võ Quang Huy – Hồ Quang Hiếu- Lớp: 08D1 Trang 81 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TS Nguyễn Văn Minh Trí Các thông số mạch nạp: -Board sợi RF4 lớp, dày 1.0mm.Linh kiện bố trí mặt -Kích thước 62x20x9 mm -Giao tiếp USB 2.0 Full speed 12Mbits/s -Đường nạp nối tiếp ICSP -6 chân -Cập nhật Firmware qua phần mềm Burn-E -Tương thích với hệ điều hành Windows Xp,Vista,Win 7(32bit va 64 bit) -Không cần cài đặt Driver.(Plug and Play) Mạch nạp phần mềm Burn-E cố thể hỗ trợ tới 700 Chip khác nhiều nhà sản xuất Giao diện chương trình nạp Burn-E: SVTH: Võ Quang Huy – Hồ Quang Hiếu- Lớp: 08D1 Trang 82 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TS Nguyễn Văn Minh Trí III Tài liệu tham khảo: [1] Microchip technology Inc – PIC18F2455/2550/4455/4550 datasheet [2] Datasheet LM324, TL084, LM741,LM7805,LM7812 [3] Help CCSC, Microchip [4] Các tài liệu nước tham khảo Internet Usb-in-a-nutshell,Usb complete,Usb connectors [5] Giáo trình Vi điều khiển –Trần Thái Anh Âu-Khoa Điện-ĐHBK Đà Nẵng [6] Giáo trình Ghép nối điều khiển thiết bị ngoại vi-Nguyễn Văn Minh Trí-Khoa Điện-ĐHBK Đà Nẵng [7] Giáo trình Kỹ thuật xung số-Lâm Tăng Đức & Trần Đình Khôi Quốc-Khoa ĐiệnĐHBK Đà Nẵng [8] Các trang web diễn đàn như: http://www.google.com.vn/, http://www.picvietnam.com/forum/ http://www.dientuvietnam.net/forums/forum.php Và số trang web số diễn đàn nước khác SVTH: Võ Quang Huy – Hồ Quang Hiếu- Lớp: 08D1 Trang 83 [...]... phép giao tiếp nhanh giữa USB máy chủ và USB vi điều khiển PIC Hỗ trợ đến 32 điểm cuối RAM 1 kbyte cho USB Hỗ trợ đủ 4 lối truyền: truyền điều khiển (Control transfer); truyền ngắt (Interrupt transfer); truyền đẳng thời (Isochronous transfer) và truyền khối (Bulk transfer) Hoạt động của khối USB được định cấu hình và quản lý thông qua 3 thanh ghi điều khiển Hơn nữa có 19 thanh ghi quản lý giao tiếp USB. .. cứng và phần mềm cho phép thiết bị USB gắn với Host .Với thiết bị vật lý USB có các lớp sau: - Lớp giao diện BUS USB (USB bus Interface) có vai trò trong vi c kết nối vật lý/báo hiệu/gói tin giữa thiết bị USB với Host - Lớp thiết bị USB (USB device Layer) là nơi phần mềm hệ thống USB thực hiện các hoạt động chung với thiết bị USB SVTH: Võ Quang Huy – Hồ Quang Hiếu- Lớp: 08D1 Trang 33 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP -... 15 (UEPn): Mỗi của 16 điểm cuối hai chiều có thanh ghi điều khiển độc lập UEPn, n là số điểm cuối 2.7 Điều khiển điểm cuối USB Mỗi của 16 điểm cuối hai chiều có thanh ghi điều khiển độc lập UEPn, n là số điểm cuối USB RAM Dữ liệu USB di chuyển giữa lõi vi điều khiển và SIE (Serial Interface Engine) thông qua vùng nhớ gọi là RAM USB Đây là nhớ cổng đôi đặc biệt, vùng nhớ dữ liêu bình thường ở Bank 4... ba định nghĩa: Kết nối USB, các thiết bị USB và USB host Kết nối USB được hiểu là kiểu kết nối mà trong đó các thiết bị USB được kết nối và giao tiếp với máy tính chủ Kết nối USB bao gồm các vấn đề sau: - Kiến trúc Bus: Mô hình kết nối giữa các thiết bị USB và Host SVTH: Võ Quang Huy – Hồ Quang Hiếu- Lớp: 08D1 Trang 30 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP - GVHD: TS Nguyễn Văn Minh Trí Những mối quan hệ Inter-layer : Dưới... với thiết bị USB Phần mềm này có thể được hệ điều hành cung cấp hoặc đi kèm theo thiết bị của nhà sản xuất - Phần mềm hệ thống USB (USB system software): Là phần mềm hỗ trợ USB trong hệ điều hành riêng Phần mềm hệ thống USB được cung cấp bởi hệ điều hành, nó độc lập với thiết bị USB và phần mềm khác - USB Host Controller (Giao diện BUS của Host): Là phần cứng và phần mềm cho phép thiết bị USB gắn với. .. đó là: - Thanh ghi điều khiển USB (UCON): Thanh ghi này chứa các bit cần cho điều SVTH: Võ Quang Huy – Hồ Quang Hiếu- Lớp: 08D1 Trang 21 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TS Nguyễn Văn Minh Trí khiển trong quá trình truyền gồm: cho phép ngoại vi USB chính; reset con trỏ bộ đệm ping-pong; điều khiển chế độ treo; cấm truyền gói - Thanh ghi cấu hình USB (UCFG): Trước khi liên lạc qua USB, khối USB kết hợp phần cứng... lập trình nối tiếp trên mạch qua 2 chân - Mạch gỡ lỗi qua 2 chân - Dải điện áp hoạt động rộng (2.0V đến 5.5V) Bảng 2.1: Các tính năng kỹ thuật của các vi điều khiển PIC18F2455/2550/4455/4550 Trong họ vi điều khiển PIC18, chữ giữa “F” cho phép Vdd từ 4.2V đến 5.5V, chữ giữa “LF” cho phép mở rộng giải Vdd từ 2.0V đến 5.5V 2.2 Dao động xung nhịp Mạch dao động với nhiều tùy chọn Họ vi điều khiển PIC18F2455/2550/4550... liên quan đến vi c đặt: tốc độ full-speed hay low-speed; cho phép dùng điện trở kéo lên trong IC; cho phép thu-phat trong IC; sử dụng bộ đệm ping-pong - Thanh ghi trạng thái truyền USB (USTAT): Báo cáo trạng thái giao tiếp trong SIE Hình vẽ 2.6: Sơ đồ khối USB - Thanh ghi địa chỉ linh kiện USB (UADDR): Chứa duy nhất địa chỉ USB mà ngoại vi sẽ giải mã khi tích cực UADDR = 00h khi reset USB bởi vi điều khiển. .. chủ USB (USB Host) Chỉ có duy nhất một Host trong một hệ thống USB bất kỳ Giao diện USB tới hệ thống máy chủ được xem như bộ điều khiển Host Bộ điều khiển Host có thể được thực hiện SVTH: Võ Quang Huy – Hồ Quang Hiếu- Lớp: 08D1 Trang 31 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TS Nguyễn Văn Minh Trí trong một kết hợp gồm phần cứng, chương trình cho vi điều khiển (firmware) hoặc phần mềm Một Hub gốc (root hub) được tích... nhau giữa D+ và D- giúp cho máy chủ phát hiện được vi c cắm vào hay rút ra của thiết bị cũng như tốc độ truyền dữ liệu của thiết bị 3.2 Mô hình luồng dữ liệu USB 3.2.1 Các thành phần trong vi c kết nối USB Vi c thực hiện kết nối USB gồm các thành phần: - Thiết bị vật lý USB (USB physical device): Là thiết bị tách rời được nối với Host thông qua cáp USB để thực hiện các chức năng theo yêu cầu của người