MỤC LỤC Chương 1: tổng quan vi xử lý 1.1 Các hệ thống số đếm 1.1.1 Hệ thập phân 1.1.2 Hệ nhị phân 1.1.3 Hệ bát phân 1.1.4 Hệ thập lục 1.1.5 Chuyển đổi hệ thống số 1.1.6 Số âm 1.1.7 Các phép tính nhị phân 1.1.8 Số chấm động 1.1.8.1 Biểu diễn chấm tĩnh 1.1.8.2 Biểu diễn chấm động 1.1.8.3 Biểu diễn chấm động theo chuẩn 1.1.8.4 Định dạng đơn chuẩn IEEE 754 1.1.8.5 Mã hoá giải mã số chấm động 1.2 Các loại mã 1.2.1 Mã BCD 1.2.2 Mã LED đoạn (mã 1248) 1.2.3 Mã ASCII 1.2.4 Mã Unicode 1.3 Lịch sử phát triển phân loại vi xử lý vi điều khiển 1.3.1 Lịch sử phát triển 1.3.2 Máy tính gì? 1.3.3 Phần mềm máy tính 1.4 Kiến trúc vi điều khiển 1.5 Giới thiệu họ vi điều khiển PIC 1.6 Bài tập Chương 2: cấu trúc vi điều khiển PIC 18F4550 2.1 Tổng quan PIC 18F4550 2.1.1 Tính bus nối tiếp đa 2.1.2 Chế độ quản lý công suất 2.1.3 Công nghệ nanowatt 2.1.4 Tính đa dao động 2.1.5 Tính đặc biệt khác 2.2 Dao động 2.2.1 Điều khiển dao động 2.2.2 Các loại dao động 2.2.2.1 Các chế độ dao động hoạt động USB 2.2.2.2 Dao động thạch anh, cộng hưởng RC 2.2.2.3 Tạo xung clock sử dụng bên 2.2.2.4 Bộ nhân tần số PLL i 1 1 2 7 10 11 12 13 13 14 15 15 16 18 20 20 20 23 27 28 29 30 31 31 31 32 32 33 33 41 42 42 43 44 45 46 2.2.2.5 Bộ dao động nội 2.2.3 Tạo dao động giao tiếp USB 2.2.3.1 Giao tiếp tốc độ thấp 2.2.3.2 Hoạt động với xung clock khác USB VĐK 2.2.4 Chuyển đổi dao động nguồn xung 2.2.5 Tác động chế độ quản lý công suất với nguồn xung 2.2.6 Độ trễ khởi động nguồn 2.3 Quản lý công suất 2.3.1 Lựa chọn chế độ quản lý công suất 2.3.2 Chế độ Run 2.3.2.1 Chế độ PRI_RUN 2.3.2.2 Chế độ SEC_RUN 2.3.2.3 Chế độ RC_RUN 2.3.3 Chế độ SLEEP 2.3.4 Chế độ IDLE 2.3.4.1 Chế độ PRI_IDLE 2.3.4.2 Chế độ SEC_IDLE 2.3.4.3 Chế độ RC_IDLE 2.3.5 Thoát khỏi chế độ idle sleep 2.3.5.1 Thoát ngắt 2.3.5.2 Thoát WDT Time-out 2.3.5.3 Thoát reset 2.4 Reset 2.4.1 Thanh ghi RCON 2.4.2 Reset chủ 2.4.3 Reset khởi nguồn 2.4.4 Brown-out Reset 2.4.5 Reset định thời 2.4.6 Trạng thái reset ghi 2.5 Tổ chức nhớ 2.5.1 Tổ chức nhớ chương trình 2.5.2 Bộ nhớ liệu 2.6 Chu kỳ lệnh PIC18 2.6.1 Giản đồ xung 2.6.2 Dòng thực lệnh 2.6.3 Lệnh nhớ chương trình 2.6.4 Lệnh có cấu trúc word 2.7 Cơ chế định địa liệu 2.7.1 Cách định địa sẵn có theo ký tự 2.7.2 Cách định địa trực tiếp 2.7.3 Định địa gián tiếp 2.8 Câu hỏi tập Chương 3: lập trình hợp ngữ cho PIC18 3.1 Cấu trúc chương trình hợp ngữ 3.2 Các dẫn hợp dịch 3.2.1 Các dẫn điều khiển ii 46 48 50 50 50 52 52 53 53 54 54 54 55 56 57 58 58 59 59 59 60 60 61 62 63 64 64 65 68 72 72 77 82 82 82 83 83 84 84 85 85 86 87 87 88 89 3.2.2 3.2.3 3.2.4 3.2.5 3.3 Các dẫn liệu Các dẫn macro Các dẫn thống kê Các dẫn tận tin đối tượng Xây dựng lưu đồ thuật tốn cấu trúc chương trình hợp ngữ 3.3.1 Xây dựng lưu đồ thuật toán 3.3.2 Cấu trúc chương trình hợp ngữ 3.4 Các chương trình tính toán số học 3.4.1 Thực phép cộng 3.4.2 Thực phép trừ 3.4.3 Thực phép cộng BCD 3.4.4 Thực phép nhân 3.5 Các vòng chương trình 3.5.1 Xây dựng vòng chương trình 3.5.2 Thay đổi đếm chương trình 3.6 Đọc ghi liệu vào nhớ chương trình 3.7 Các lệnh logic 3.8 Tạo thời gian trễ 3.9 Các lệnh xoay 3.10 Bài tập Chương 4: ngơn ngữ lập trình C trình MPLAB C18 4.1 Cấu trúc chương trình ngơn ngữ C 4.1.1 Giới thiệu ngơn ngữ C 4.1.2 Kiểu liệu, biến, tốn tử, biểu thức 4.1.3 Điều khiển lưu trình 4.1.3.1 Phát biểu if 4.1.3.2 Phát biểu switch 4.1.3.3 Phát biểu for-loop 4.1.3.4 Phát biểu while 4.1.3.5 Phát biểu goto 4.1.4 Nhập xuất 4.1.5 Các hàm cấu trúc chương trình 4.1.6 Con trỏ, mảng, hợp 4.1.6.1 Con trỏ địa 4.1.6.2 Mảng 4.1.6.3 Con trỏ mảng 4.1.6.4 Khởi tạo mảng 4.1.6.5 Cấu trúc 4.1.6.6 Hợp 4.1.7 Phát biểu #pragma 4.2 Hỗn hợp C hợp ngữ 4.2.1 Các quy ước gọi 4.2.2 Các biến trả 4.2.3 Gọi thủ tục C từ chương trình hợp ngữ 4.2.4 Gọi hàm hợp ngữ từ chương trình C iii 91 94 95 97 99 99 100 101 101 102 104 107 110 110 111 116 117 118 120 122 125 125 125 126 129 129 131 131 132 132 133 134 137 137 138 138 138 139 139 140 141 141 142 142 143 4.2.5 Tham chiếu biến C hàm hợp ngữ 4.2.6 Tham chiếu biến hợp ngữ hàm C 4.3 Các hàm thư viện MPLAB C18 4.3.1 Các thư viện xử lý đặc trưng 4.3.2 Thư viện xử lý độc lập 4.3.3 Các hàm phân loại ký tự 4.3.4 Các hàm thư viện chuyển đổi liệu 4.3.5 Các hàm thao tác chuỗi nhớ 4.3.6 Các hàm tạo trễ 4.4 Bài tập Chương 5: cổng vào/ra ứng dụng 5.1 Các cổng vào/ra 5.1.1 Port A 5.1.2 Port B 5.1.3 Port C 5.1.4 Port D 5.1.5 Port E 5.2 Thiết kế ứng dụng 5.2.1 Thiết kế mạch điều khiển LED đơn 5.2.2 Thiết kế mạch điều khiển công tắc 5.2.3 Thiết kế mạch điều khiển LED-7 đoạn 5.2.4 Thiết kế giao tiếp LCD 5.2.4.1 Sơ đồ chân LCD 2x16 5.2.4.2 Tổ chức nhớ LCD 5.2.4.3 Các lệnh LCD 5.2.4.4 Lập trình cho LCD 5.2.4.5 Các hàm hỗ trợ LCD MPLAB C18 5.2.4.6 Thiết kế mạch ứng dụng giao tiếp LCD với PIC18F4550 5.2.5 Thiết kế mạch giao tiếp loa buzzer 5.3 Câu hỏi tập Chương 6: ngắt lập trình ứng dụng ngắt 6.1 Khái quát 6.1.1 Ngắt gì? 6.1.2 Khả ẩn ngắt 6.1.3 Độ ưu tiên ngắt 6.1.4 Thủ tục phục vụ ngắt 6.1.5 Vector ngắt 6.1.6 Lập trình ngắt 6.2 Reset 6.3 Ngắt ghi ngắt PIC 18F4550 6.3.1 Thanh ghi điều khiển ngắt INTCON 6.3.2 Thanh ghi điều khiển ngắt INTCON2 6.3.3 Thanh ghi điều khiển ngắt INTCON3 6.3.4 Các ghi PIR 6.3.5 Các ghi cho phép ngắt ngoại vi 6.3.6 Thanh ghi điều khiển reset iv 145 146 146 147 147 147 148 149 149 152 155 155 156 160 163 164 166 168 168 172 178 182 183 184 186 188 190 191 194 196 199 199 199 199 200 200 200 201 202 202 203 205 205 206 209 211 6.3.7 Các ngắt INTn 6.3.8 Ngắt TMR0 6.3.9 Ngắt chuyển trạng thái PORTB 6.3.10 Ngắt giao tiếp USB 6.4 Ứng dụng lập trình ngắt PIC18 6.4.1 Lập trình ngắt Assembly 6.4.2 Lập trình ngắt C 6.5 Câu hỏi tập Chương 7: định thời/bộ đếm, biến đổi tương tự sang số, so sánh 7.1 Timer0 7.1.1 Thanh ghi điều khiển TIMER0 7.1.2 Hoạt động TIMER0 7.1.3 Đọc ghi Timer0 chế độ 16-bit 7.1.4 Lập trình đếm 7.1.5 Bộ ấn định hệ số chia Prescaler 7.1.6 Ngắt Timer0 7.2 Timer1 7.2.1 Thanh ghi điều khiển TIMER1 (T1CON) 7.2.2 Hoạt động TIMER1 7.2.3 Đọc ghi Timer1 chế độ 16-bit 7.2.4 Bộ dao động Timer1 7.2.5 Dùng Timer1 nguồn xung clock 7.2.6 Tính Timer1 cơng suất thấp 7.2.7 Ngắt Timer1 7.2.8 Sử dụng Timer1 làm đồng hồ thời gian thực 7.3 Timer2 7.3.1 Thanh ghi điều khiển TIMER2 (T2CON) 7.3.2 Hoạt động TIMER2 7.3.3 Ngắt Timer2 7.3.4 Ngõ Timer2 7.4 Timer3 7.4.1 Thanh ghi điều khiển TIMER3 (T3CON) 7.4.2 Hoạt động TIMER3 7.4.3 Đọc ghi Timer3 chế độ 16-bit 7.4.4 Sử dụng dao động Timer1 làm nguồn xung clock cho Timer3 7.4.5 Ngắt Timer3 7.4.6 Reset Timer3 sử dụng Special Event Trigger khối CCP 7.5 Khối CCP 7.5.1 Thanh ghi điều khiển CCPx chuẩn CCPxCON 7.5.2 Cấu hình khối CCP 7.5.3 Chế độ Capture 7.5.3.1 Cấu hình chân CCP 7.5.3.2 Chọn chế độ Timer1/Timer3 7.5.3.3 Ngắt phần mềm 7.5.3.4 Prescaler CCP v 212 212 212 212 213 213 216 220 223 223 223 225 225 231 232 232 232 233 234 235 235 236 236 237 237 239 239 240 240 241 241 241 242 244 244 244 244 245 245 246 248 248 248 249 249 7.5.4 Chế độ so sánh 7.5.5 Chế độ PWM 7.6 Bộ chuyển đổi tương tự sang số 7.7 Khối so sánh 7.8 Hướng dẫn lập trình C18 7.9 Câu hỏi tập Chương 8: truyền liệu 8.1 USART 8.1.1 Khái niệm 8.1.2 Truyền nối tiếp bất đồng 8.1.3 Kết nối PIC18 tới RS232 8.1.4 EUSART PIC 18F4550 8.1.4.1 Các ghi khối EUSART PIC 18F4550 8.1.4.2 Bộ phát tốc độ baud (BRG) 8.1.4.3 Chế độ bất đồng EUSART 8.1.4.4 Chế độ đồng chủ EUSART 8.1.4.5 Chế độ đồng tớ EUSART 8.1.5 Lập trình cổng nối tiếp cho PIC18 C 8.1.5.1 Các hàm hỗ trợ USART MPLAB C18 8.1.5.2 Lập trình giao tiếp USART MPLAB C18 8.2 SPP 8.2.1 Cấu hình SPP 8.2.2 Thiết lập điều khiển USB 8.2.3 Thiết lập điều khiển VĐK 8.3 USB 8.3.1 Các loại cổng USB 8.3.2 Nhận dạng tốc độ bus 8.3.3 Các trạng thái USB 8.3.4 Truyền thông bus USB 8.3.4.1 Các gói 8.3.4.2 Các loại luồng liệu 8.3.4.3 Sự liệt kê 8.3.5 Các loại ký kiệu mô tả 8.3.5.1 Các ký mô tả hiệu thiết bị 8.3.5.2 Các ký hiệu mơ tả cấu hình 8.3.5.3 Các ký hiệu mô tả giao tiếp 8.3.5.4 Các ký hiệu HID 8.3.5.5 Các ký hiệu mô tả điểm kết 8.3.6 Giao tiếp bus USB PIC 18F4550 8.4 Truyền liệu nối tiếp đồng chủ 8.4.1 Giới thiệu khối MSSP 8.4.2 Giao tiếp SPI 8.4.2.1 Các ghi MSSP 8.4.2.2 Phương thức hoạt động SPI 8.4.2.3 Cấu hình khối MSSP cho hoạt động SPI 8.4.2.4 Truyền liệu SPI vi 250 251 254 261 266 270 273 274 274 275 280 282 283 286 289 291 293 295 295 297 299 300 303 303 305 305 308 308 309 310 311 312 312 313 314 315 316 317 318 322 322 323 323 326 327 331 8.4.2.5 Mạch kết nối mạng SPI 8.4.2.6 Các hàm thư viện C hỗ trợ SPI 8.4.2.7 Ứng dụng 8.4.3 Giao tiếp I2C 8.4.3.1 Giao thức I2C 8.4.3.2 Các ghi hoạt động I2C PIC 18F4550 8.4.3.3 Phương thức hoạt động chủ I2C PIC18 8.4.3.4 Phương thức hoạt động tớ I2C PIC18 8.4.3.5 Phương thức hoạt động đa chủ 8.4.3.6 Các hàm thư viện I2C C18 8.4.3.7 Ứng dụng 8.5 Câu hỏi tập Chương 9: truy xuất nhớ 9.1 Bộ nhớ bán dẫn 9.2 Truy xuất nhớ chương trình PIC18 9.2.1 Đọc bảng ghi bảng 9.2.2 Các ghi điều khiển 9.2.3 Đọc nhớ chương trình 9.2.4 Xóa nhớ chương trình 9.2.5 Ghi vào nhớ chương trình 9.2.6 Xố ghi cho nhớ Flash C 9.3 Truy xuất EEPROM PIC18 9.3.1 Thanh ghi EECON1 EECON2 9.3.2 Đọc nhớ EEPROM 9.3.3 Ghi nhớ EEPROM 9.3.4 Kiểm tra lại việc ghi liệu 9.3.5 Sử dụng nhớ EEPROM 9.3.6 Truy xuất EEPROM C 9.4 Câu hỏi tập Chương 10: đặc trưng đặc biệt PIC 18F4550 10.1 Các bit cấu hình 10.2 Bộ định thời canh gác 10.3 Lập trình cho PIC 18F4550 10.3.1 Kiểm tra lập trình bảo vệ mã 10.3.2 Mạch lập trình PIC 10.4 Ví dụ thiết lập bit ghi cấu hình 10.5 Bài tập Tài liệu tham khảo vii 331 332 333 341 341 349 354 359 359 360 360 367 371 371 379 379 380 383 384 385 389 392 392 393 393 394 394 395 399 401 401 411 412 412 413 415 418 421