Bài giảng Thí nghiệm Vi xử lý

ỦY BAN NHÂN DÂN THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƢỜNG CAO ĐẲNG GIAO THÔNG VẬN TẢI KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN – ĐIỆN TỬ ………… o0o………… BÀI GIẢNG: THÍ NGHIỆM VI XỬ LÝ NGÀNH: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT ĐIỆN – ĐIỆN TỬ TRÌNH ĐỘ: CAO ĐẲNG Giảng viên: NGUYỄN THỊ THU LAN TP.HỒ CHÍ MINH, THÁNG NĂM 2016 LỜI MỞ ĐẦU Trong việc dạy học môn lý thuyết thực hành nhằm phát triển nâng cao tay nghề cho sinh viên tạo tảng vững cho sinh viên sau tốt nghiệp Chính trải qua thời gian đào tạo đúc kết kinh nghiệm dạy học lý thuyết sở cho môn học Vi Xử Lý q trừu tượng mơn học Thí Nghiệm Vi Xử Lý giúp em nắm vững cấu trúc phần cứng lập trình hợp ngữ Assembler ngơn ngữ C phịng thí nghiệm Trong lập trình cho vi điều khiển, hợp ngữ thường sử dụng cần viết chương trình có kích thước nhỏ, đoạn chương trình địi hỏi tốc độ thực thi nhanh, tính tốn xác thời gian thực thi Với phát triển công nghệ vi mạch, ngày nhiều họ vi điều khiển khác đời, với dung lượng nhớ lớn Do đó, vấn đề tối ưu hóa kích thước chương trình trở nên khơng cịn q trọng Thay vào đó, người lập trình địi hỏi phải có khả học lập trình cho vi điều khiển cách nhanh chóng, có khả viết chương trình phức tạp, mã nguồn cũ dễ dàng sử dụng lại cho họ vi điều khiển Ngôn ngữ C, với đặc điểm ngơn ngữ có cấu trúc, có khả tương tác phần cứng cao, mềm dẻo có cộng động sử dụng rộng lớn, ngơn ngữ thích hợp để lập trình cho vi điều khiển Đây mục tiêu chương trình đào tạo biên soạn tập thể giảng viên khoa Điện – Điện Tử “ Học phải đơi với thực tiễn ” điều tạo nên tay nghề vững cho sinh viên tham gia học tập trường Để đáp ứng nhu cầu tính cấp thiết người học việc xây dựng giáo trình phù hợp với chuyên ngành việc cấp bách mà chương trình chuyển đổi sang quan quản lý Bộ Lao Động Thương Binh Và Xã Hội với tổng thời gian thực hành chuyên môn cao nhằm rèn luyện tay nghề đúc kết kinh nghiệm thực tế cho em trước trường MỤC LỤC TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN: Error! Bookmark not defined LỜI MỞ ĐẦU Bài thí nghiệm số 1: GIỚI THIỆU PHẦN MỀM MÔ PHỎNG PROTEUS 1.1 MỤC TIÊU 1.2 DỤNG VỤ, HỌC CỤ SỬ DỤNG 1.3 NỘI DUNG 1.3.1 CƠ SỞ LÝ THUYẾT 1.3.1.1 KHÁI QUÁT VỀ VI ĐIỀU KHIỂN 1.3.1.2 GIỚI THIỆU BỘ KIT THÍ NGHIỆM VI XỬ LÝ A Các thành phần mạch TNVXL: B Các chương trình sử dụng thí nghiệm: 13 1.3.1.3 SƠ LƢỢC VỀ VI ĐIỀU KHIỂN BIT, 16 BIT 15 A Giới thiệu vi điều khiển bit AT89S52 có đặc điểm sau: 15 B Giới thiệu vi điều khiển 16 bit PIC 16F877A có đặc điểm sau: 17 1.3.1.4 PHẦN MỀM MƠ PHỎNG 22 A Phần mềm Proteus hãng Labcenter Electronics hỗ trợ mô mạch điện tử, đặc biệt mô vi điều khiển 22 B Hướng Dẫn Sử Dụng Chương Trình Keil C Mơ Phỏng Vi Điều Khiển BIT 30 C Hướng dẫn sử dụng phần mềm biên dịch PIC C COMPILER mô vi điều khiển 16 BIT cho PIC 16F877A 41 Các bƣớc tạo Project PIC C Compiler 42 Chƣơng trình nạp ( Pickit2 V2.61) 45 Nạp chƣơng trình vào PIC dùng PICkit Programmer 45 1.3.1.5 CHƢƠNG TRÌNH MẪU 47 1.3.2 TIỀN TRÌNH THÍ NGHIỆM 48 1.3.3 BÀI TẬP THÍ NGHIỆM 49 Bài thí nghiệm số 2: 46 CÁC LỆNH CƠ BẢN CỦA 89S52 VÀ PIC 16F887A 46 1.1 MỤC TIÊU 46 1.2 DỤNG VỤ, HỌC CỤ SỬ DỤNG 46 1.3 NỘI DUNG 46 1.3.1 CƠ SỞ LÝ THUYẾT 46 1.3.1.1 CẤU TRÚC CÁC LỆNH CƠ BẢN TRONG VI ĐIỀU KHIỂN BIT AT89S52 46 A Lệnh di chuyển liệu MOV 46 B Lệnh xoay BIT 47 C Lệnh Logic 47 D Một số lệnh khác 48 E Viết chương trình tạo trễ 49 1.3.1.2 CẤU TRÚC CÁC LỆNH CƠ BẢN TRONG VI ĐIỀU KHIỂN 16 BIT PIC 16F877A 51 A Phân biệt cấu trúc lệnh SET PORT 51 B Viết chương trình điều khiển led đơn 52 Bài tập mẫu: 53 1.3.1.3 NHỮNG SAI HỎNG THƢỜNG GẶP 54 1.3.2 TIẾN HÀNH THỰC HIỆN THÍ NGHIỆM 54 1.3.3 BÀI TẬP THÍ NGHIỆM 55 Bài thí nghiệm số 3: 57 ĐIỀU KHIỂN LED ĐOẠN 57 1.1 MỤC TIÊU 57 1.2 DỤNG VỤ, HỌC CỤ SỬ DỤNG 57 1.3 NỘI DUNG 57 1.3.1 CƠ SỞ LÝ THUYẾT 57 1.3.1.1.CẤU TRÚC VÀ MÃ HIỂN THỊ DỮ LIỆU TRÊN LED ĐOẠN 57 1.3.1.2 PHÂN BIỆT PHƢƠNG PHÁP QUÉT VÀ CHỐT LED ĐOẠN : 59 A Dùng phương pháp quét vi điều khiển bit AT89S52 59 B Dùng phương pháp chốt vi điều khiển bit AT89S52 60 1.3.1.3 LẬP TRÌNH CHO VI ĐIỀU KHIỂN 16 BIT PIC 16F887A 63 Bài tập mẫu: 63 1.3.1.4 NHỮNG SAI HỎNG THƢỜNG GẶP 64 1.3.2 TIẾN HÀNH THỰC HIỆN THÍ NGHIỆM 65 1.3.3 BÀI TẬP THÍ NGHIỆM 65 PHẦN 1: Lập trình cho vi điều khiển bit AT89S52 65 PHẦN 2: Lập trình cho vi điều khiển 16 bit PIC 16F887A 65 Bài thí nghiệm số 4: 68 GIAO TIẾP THIẾT BỊ NGOẠI VI – LCD 68 1.1 MỤC TIÊU 68 1.2 DỤNG VỤ, HỌC CỤ SỬ DỤNG 68 1.3 NỘI DUNG 68 1.3.1 CƠ SỞ LÝ THUYẾT 68 1.3.1.1 GIỚI THIỆU LCD 68 1.3.1.2 SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ 70 1.3.1.3 LƢU ĐỒ GIẢI THUẬT HIỂN THỊ THÔNG TIN TRÊN HÀNG 70 1.3.1.4 CÁC LỆNH ĐIỀU KHIỂN LCD 71 1.3.1.5 HÌNH DÁNG VÀ SƠ ĐỒ CHÂN LM335: 71 1.3.1.6 NHỮNG SAI HỎNG THƢỜNG GẶP 72 1.3.2 TIẾN HÀNH THỰC HIỆN THÍ NGHIỆM 72 1.3.3 BÀI TẬP THÍ NGHIỆM 73 Bài thí nghiệm số 5: 81 MẠCH ĐỊNH THỜI - TIMER 81 1.1 MỤC TIÊU 81 1.2 DỤNG VỤ, HỌC CỤ SỬ DỤNG 81 1.3 NỘI DUNG 81 1.3.1 CƠ SỞ LÝ THUYẾT 81 1.3.1.1 CẤU TRÚC LỆNH LIÊN QUAN ĐẾN TIMER 81 1.3.1.2 BÀI TẬP MẪU 83 1.3.1.3 NHỮNG SAI HỎNG THƢỜNG GẶP 86 Bài thí nghiệm số 6: 87 INTERRUPT – NGẮT 87 1.1 MỤC TIÊU 87 1.2 DỤNG VỤ, HỌC CỤ SỬ DỤNG 87 1.3 NỘI DUNG 87 1.3.1 CƠ SỞ LÝ THUYẾT 87 1.3.1.1 CÁC LỆNH ĐIỀU KHIỂN NGẮT 87 1.3.1.2 SƠ ĐỒ MẠCH ĐIỀU KHIỂN 88 1.3.1.3 CÁC BƢỚC CÔNG VIỆC 89 1.3.1.4 NHỮNG SAI HỎNG THƢỜNG GẶP 89 1.3.2 TIẾN HÀNH THỰC HIỆN THÍ NGHIỆM 89 1.3.3 BÀI TẬP THÍ NGHIỆM 89 Bài thí nghiệm số 7: 93 LẬP TRÌNH ĐIỀU KHIỂN HIỂN THỊ ĐỒNG HỒ SỐ 93 1.1 MỤC TIÊU 93 1.2 DỤNG VỤ, HỌC CỤ SỬ DỤNG 93 1.3 NỘI DUNG 93 1.3.1 CƠ SỞ LÝ THUYẾT 93 1.3.1.1 SƠ ĐỒ MẠCH HIỂN THỊ ĐỒNG HỒ DÙNG LCD 94 1.3.1.2 SƠ ĐỒ MẠCH HIỂN THỊ LỊCH VẠN NIÊN DÙNG LED ĐOẠN 95 1.3.1.3 SƠ ĐỒ CHÂN: 96 Một số hàm cần lƣu ý DS1307 97 1.3.1.4 NHỮNG SAI HỎNG THƢỜNG GẶP 99 1.3.2 TIẾN HÀNH THỰC HIỆN THÍ NGHIỆM 99 1.3.3 BÀI TẬP THÍ NGHIỆM 99 TÀI LIỆU THAM KHẢO 125 BÀI 1: GIỚI THIỆU PHẦN MỀM MÔ PHỎNG PROTEUS TỔ CHỨC TÀI LIỆU HƢỚNG DẪN - Kit thí nghiệm vi xử lý thí nghiệm thiết kế dựa họ vi điều khiển MCS-51, Pic, AVR Tài liệu hướng dẫn thí nghiệm giúp người sử dụng tiếp cận với kiến thức vi điều khiển 89S52, Pic 18F877A nhanh chóng Tài liệu thí nghiệm bao gồm tài liệu hướng dẫn sử dụng kit thí nghiệm, thí nghiệm, số mã nguồn để tham khảo - Tài liệu hướng dẫn giới thiệu thành phần kit thí nghiệm, tổ chức thành phần sau: Lý thuyết bản: Phần tóm tắt sơ lược kiến thức lý thuyết có liên quan đến thí nghiệm Thiết kế phần cứng: Nội dung phần giúp người sử dụng nắm chi tiết sơ đồ cách thức thiết kế phần cứng kit thí nghiệm Người sử dụng cần hiểu rõ nội dung đề cập phần Các thiết kế phần cứng hồn tồn ứng dụng thực tế Phần mềm giao tiếp: Phần giúp người sử dụng nắm kỹ thuật để xây dựng phần mềm đáp ứng yêu cầu thí nghiệm Các nội dung đề cập phần hữu dụng thực tế - Mỗi thí nghiệm tổ chức thành phần sau:  Mục tiêu: Giúp người học nắm mục tiêu cụ thể thí nghiệm  Yêu cầu: Phần đưa yêu cầu cụ thể thí nghiệm  Hƣớng dẫn: phần nêu số hướng dẫn để SV lập trình dễ dàng  Kiểm tra: Giúp người sử dụng đáng giá mức độ đạt mục tiêu thí nghiệm, đồng thời gợi ý số hiệu chỉnh nhằm làm phong phú nội dung thí nghiệm Chú ý: Người học cần xem trước nội dung thí nghiệm chuẩn bị sẵn chương trình nhà để tận dụng tốt thời gian thí nghiệm Nếu phát có sai sót hay thắc mắc, người học báo trực tiếp giảng viên hướng dẫn email địa nttlan@hcmct.edu.vn Trang BÀI 1: GIỚI THIỆU PHẦN MỀM MƠ PHỎNG PROTEUS Bài thí nghiệm số 1: GIỚI THIỆU PHẦN MỀM MÔ PHỎNG PROTEUS Thời lƣợng: 12 1.1 MỤC TIÊU - Hướng dẫn cách sử dụng phần mềm PROTEUS - Cài đặt phần mềm mô thiết bị máy tính - Phân tích hoạt động vi điều khiển 89S52 PIC 16F877A - Thiết kế sơ đồ mạch phần mềm PROTEUS - Sử dụng phần mềm biên dịch cho vi điều khiển 89S52 PIC 16F877A 1.2 DỤNG VỤ, HỌC CỤ SỬ DỤNG - Board Kit thí nghiệm Vi Xử Lý - Máy tính, phần mềm mơ Proteus, Keil C - Vi điều khiển 89S52 PIC 16F877A 1.3 NỘI DUNG 1.3.1 CƠ SỞ LÝ THUYẾT 1.3.1.1 KHÁI QUÁT VỀ VI ĐIỀU KHIỂN - Vi điều khiển (Microcontroller_ thường viết tắt uC, MCU) mạch tích hợp, bên cấu tạo nhân xử lý, nhớ có khả lập trình giao tiếp với thiết bị ngoại vi Các vi điều khiển thường sử dụng sản phẩm, thiết bị điều khiển tự động, hệ thống điều khiển từ xa, hệ thống nhúng Trang BÀI 1: GIỚI THIỆU PHẦN MỀM MÔ PHỎNG PROTEUS - Các thành phần vi điều khiển: Hình 1.1 Cấu trúc vi điều khiển PIC 1.3.1.2 GIỚI THIỆU BỘ KIT THÍ NGHIỆM VI XỬ LÝ Hình 1.2: BỘ THÍ NGHIỆM VI ĐIỀU KHIỂN ĐA NĂNG – DTVT03 Trang BÀI 7: LẬP TRÌNH ĐIỀU KHIỂN HIỂN THỊ ĐỒNG HỒ SỐ //if(Number>22){Number=1;en=1;clk=0;clk=1;en=0;}//xoa Scan du 22led if(Number>22){Number=1;en=0;clk=0;clk=1;en=1;}//xoa Scan du 22led clk=0;clk=1; //tao xung clock OutLed(0xFF); //xoa bong ma Led7segment(day_d,month_d,year_d,day_a,month_a,year_a,date,Temp,hrs,min,sec); } /************************************************************* /////////////////Chuong trinh dinh thoi Timer1 2ms////////////////////////////// *************************************************************/ #int_TIMER1 void TIMER1_isr(void) { Set_timer1(0xBDB); dsec++; if(dsec>=10) { //sau 1s cap ngat time gom gio, phut,giay dsec=0; ds1307_get_time(hrs,min,sec); if((hrs==00)&&(min==00)&&(sec=200) StSet=0; Switch(Number) { case 1:{ if(StNumber==1){if(StSet