đồ án vdk pic18f4520đo cường độ sáng bằng assembly

Đồ án Vi Xử Lý Vi Điều Khiển GVHD:NGUYỄN QUỐC ĐỊNH Mục Lục Đồ án Vi Xử Lý Vi Điều Khiển GVHD:NGUYỄN QUỐC ĐỊNH CHƯƠNG 1: NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG Mục tiêu sơ đồ khối Mục tiêu Trong ứng dụng công nghiệp, vi mạch vi điều khiển ứng dụng rộng rãi phát huy tính ưu việt ngày sử dụng rộng rãi Việc sử dụng vi điều khiển đễ điều khiển cơng việc mang tính lặp lặp lại thực phép đo đại lượng cách tự động thay giám xác người.Ở em sinh trình bày đề tài “Thiết kế hệ thống bật/tắt đèn nhà theo ánh sáng dùng vi điều khiển” Với mục tiêu thực sau: Phần cứng: Thiết kế mạch điện hoàn chỉnh, bật tắt đèn dân dụng dùng led đơn để minh họa Phần mềm: Sử dụng thành thạo hợp ngữ để lập trình cho vi điều khiển với code thích hợp Sơ đồ khối Hình 1: Sơ đồ khối Đồ án Vi Xử Lý Vi Điều Khiển GVHD:NGUYỄN QUỐC ĐỊNH Khối nguồn: Cung cấp nguồn DC 5V –từ adapter cho hệ thống Khối cảm biến : Sử dụng cảm biến quang trở để đưa tín hiệu dạng Analog vi điều khiển Vi điều khiển: Dùng vi điều khiển PIC18F4520 để lấy tín hiệu từ khối cảm biến,xử lý tin hiệu analog ,hiển thị cường độ ánh sang đồng thời bật tắt đèn theo ngưỡng ánh sáng cho phù hợp Code điều khiển : xây dựng code hợp ngữ Khối hiển thị : hiển thị LCD cường độ ánh sáng số đèn hoạt động Nguyên lý hoạt động hệ thống Khi nguồn cấp điện áp 5V cho vi điều khiển, dao động thạch anh tạo xung nhịp với tần số 20MHz cho vi điều khiển hoạt động Khi bật công tắc sang ON, đèn nguồn sáng, vi điều khiển bắt đầu hoạt động xử lí tín hiệu analog đưa vào ,xuất tín hiệu hiển thị lên LCD cường độ sáng Đặt ngưỡng thấp 100 LUX đèn sáng ,từ 100-200 Lux đèn sáng ,trên 200 Lux đèn sáng Khi bật công tắc sang OFF tắt nguồn điện hệ thống ngừng hoạt động Đồ án Vi Xử Lý Vi Điều Khiển GVHD:NGUYỄN QUỐC ĐỊNH CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU VÀ TÍNH TỐN LINH KIỆN 2.1 Giới thiệu linh kiện hệ thống Tổng quan vi điều khiển pic18f4520 Bộ vi điều khiển ghi tắt Micro-controller mạch tích hợp chip lập trình được, dùng để điều khiển hoạt động hệ thống Theo tập lệnh người lập trình, vi điêu khiển tiến hành đọc, lưu trữ thông tin, xử lý thơng tin, đo thời gian tiến hành đóng mở cấu Trong thiết bị điện điện tử vi điều khiển điều khiển hoạt động ti vi, máy giặt, đầu đọc lase, lò vi ba, điện thoại …Trong hệ thống sản xuất tự động, vi điều khiển sử dụng robot, hệ thống đo lường giám sát Các hệ thống thơng minh vai trị vi điều khiển ngày quan trọng Hiện thị trường có nhiều họ vi điều khiển như: 6811 Motorola, 8051 Intel, Z8 Zilog, PIC Microchip Technology … Trong đề tài nghiên cứu pic18f4520 có nhiều ưu điểm loại vi điều khiển : ADC 10 Bit, PWM 10 Bit, EEPROM 256 BYTE, COMPARATER, …ngồi cịn trường đại học giới đặc biệt nước Châu Âu hầu hết xem PIC môn học môn vi diều khiển nói bạn thấy phổ biến rộng rãi Ngồi PIC cịn nhiều nhà sản xuat phần mềm tạo ngôn ngữ hổ trợ cho việc lập trình ngồi ngơn ngữ Asembly :MPLAB, CCSC, HTPIC, MIRKROBASIC,… Hiện có nhiều dịng PIC có nhiều khác biệt phần cứng, điểm qua vài nét sau : • 8/16 bít CPU, xây dựng theo kiến trúc kiến trúc Harvard sửa đổi, với tập lệnh rút gọn (do PIC thuộc loại RISC) • Flash Rom tuỳ chọn 256 byte đến 256 kbybe • Các cổng xuất/nhập (mức lơgic thường từ 0v đến 5v, ứng với mức logic 1) • 8/16 bít timer • Các chuẩn giao tiếp ngoại vi nối tiếp đồng bộ/ khơng đồng • Bộ chuyển đổi ADC • Bộ so sánh điện áp Đồ án Vi Xử Lý Vi Điều Khiển • • • • • • • • • GVHD:NGUYỄN QUỐC ĐỊNH MSSP Pripheral dùng cho giao tiếp I2C, SPI Bộ nhớ nội EEPROM - ghi/ xố lên tới hàng triệu lần Modul điều khiển động cơ, đọc encoder Hỗ trợ giao tiếp USB Hỗ trợ điều khiển Ethernet Hỗ trợ giao tiếp CAN Hỗ trợ giao tiếp LIN Hỗ trợ giao tiếp IRDA DSP tính xử lý tín hiệu số 2.1.1.1Sơ đồ chân vi điều khiển pic18f4520 Hình 2: Sơ đồ chân Sau giới thiệu cấu tạo chân loại 40 chân (40 Pin PDIP): • Chân (MCLR /VPP/RE3): - MCLR đầu vào Master Clear (reset) hoạt động mức thấp để reset toàn thiết bị - VPP dùng để thay đổi điện áp đầu vào - RE3 đầu vào số Đồ án Vi Xử Lý Vi Điều Khiển GVHD:NGUYỄN QUỐC ĐỊNH Các chân thuộc cổng vào Port A • Chân 2(RA0/AN0): với RA0 cổng vào số, AN0 đầu vào tương tự Input0 • Chân 3(RA1/AN1): RA1 cổng vào số, AN1 đầu vào tương tự Input1 • Chân 4(RA2/AN2/VREF+): RA2 cổng vào số, AN2 đầu vào tương tự Input2 VREF+ đầu vào tương tự chuyển đổi A/D điện áp tham chiếu (mức thấp), CVREF đầu tương tự để so sánh điện áp chuẩn • Chân 5(RA3/AN3/VREF-/CVREF): RA3 cổng vào số, AN3 đầu vào tương tự Input3 VREF- đầu vào tương tự chuyển đổi A/D điện áp tham chiếu (mức cao) • Chân 6(RA4/T0CKI/C1OUT): RA4 đầu vào số, T0CKI đầu vào xung bên Timer0, C1OUT đầu so sánh • Chân 7(RA5/AN4/ SS /HLVDIN/C2OUT): RA5 cổng vào số, AN4 đầu vào tương tự Input 4, SS chọn đầu vào phụ thuộc SPI, HLVDIN đầu vào tương tự để dò điện áp, C2OUT đầu so sánh • Chân 13(OSC1/CLKI/RA7): với OSC1 đầu vào dao động thạch anh đầu vào nguồn xung từ bên ngoài, ta nối dây với thiết bị tương tự đầu vào dạng ST( Schmitt Trigger input ưith CMOS levels).CLKI đầu vào CMOS cho nguồn xung bên ln ghép nối với chân OSC1 Cịn RA7 chân vào sử dụng chung • Chân 14(OSC2/CLKO/RA6): OSC2 đầu dao động thạch anh nối với thạch anh công hưởng để lựa chọn dạng dao động thạch anh CLK0 có tần số ¼ tần số OSC1 độ rộng chu kì lệnh, RA6 đầu vào chung Các chân cổng vào hai chiều Port B Port B lập trình phần mềm cho kéo đầu vào bên yếu lên toàn đầu vào • Chân 33(RB0/INT0/FLT0/AN12): Với RB0 cổng vào số, INT0 đầu vào ngắt Interrup 0, FLT0 đầu vào báo lỗi PWM tăng cường CCP1, AN12 đầu vào tương tự Input 12 • Chân 34(RB1/INT1/AN10): RB1 đầu vào số, INT1 đầu vào ngắt Đồ án Vi Xử Lý Vi Điều Khiển GVHD:NGUYỄN QUỐC ĐỊNH Interrup1, AN10 đầu tương tự Input 10 • Chân 35(RB2/INT2/AN8): RB2 đầu vào số, INT2 đầu vào ngắt Interrup2, AN8 đầu tương tự Input • Chân 36 (RB3/AN9/ccp2): RB3 đầu vào số, AN9 đầu tương tự Input 9, CCP2 (Capture input/Compare output/PWM2 output.) • Chân 37(RB4/KBI0/AN11): RB4 đầu vào số, KBI0 thay đổi mở ngắt, AN11 đầu tương tự Input • Chân 38(RB5/KBI1/PGM): RB5 đầu vào số, KBI1 thay đổi mở ngắt, PGM cho phép lập trình ISCPTM điện áp thấp • Chân 39(RB6/KBI2/PGC): RB6 đầu vào số, KBI2 thay đổi mở ngắt, PGC chân dùng mạch chạy xung lập trình ICSP • Chân 40(RB7/KBI3/PGD): RB7 đầu vào số, KBI3 thay đổi mở ngắt, PGD chân dùng mạch chạy xung lập trình ICSP Các chân cơng Port C • Chân 15(RC0/T1OSO/T13CKI):RC0 đầu vào số, T1OSO đầu dao động Timer1, T13CKI đầu vào xung bên ngồi Timer1/Timer3 • Chân 16(RC1/T1OSI/CCP2): RC1 đầu vào số, T1OSI đầu vào dao động Timer1, CCP2(Capture input/Compare output/PWM2 output.) • Chân 17(RC2/CCP1/P1A): RC2 lầ đầu vào số, CCP1(Capture1 input/Compare output/PWM1 output.), P1A đầu tăng cường CCP1 • Chân 18(RC3/SCK/SCL): RC3 đầu vào số, SCK đầu vào đư chuỗi xung vào cho SPI lựa chọn, SCL đầu vào đưa chuỗi xung vào cho I2 CTM lựa chọn • Chân 23(RC4/SDI/SDA): RC4 đầu vào số, SDI đầu vào liệu API, SDA đầu vào liệu cho I2C • Chân 24(RC5/SDO): RC5 đầu vào số, SDO đầu liệu SPI Đồ án Vi Xử Lý Vi Điều Khiển GVHD:NGUYỄN QUỐC ĐỊNH • Chân 25(RC6/TX/CK): RC6 đầu vào số, TX đầu chuyển đổi dị EUSARRT, CK dầu vào xung đồng EUSART • Chân 26(RC7/RX/DT): RC7 đầu vào số, RX đầu vào nhận dị EUSART, DT đầu vào liệu đồng EUSART Các chân cổng Port D (Port D vào hai hướng cổng song song phụ thuộc(PSP) cho giao diên vi xử lý đầu vào phải TTL) • Chân 19(RD0/PSP0): RD0 đầu vào số, PSP0 cổng liệu song song phụ thuộc • Chân 20(RD1/PSP1): RD1 đầu vào số, PSP1cổng liệu song song phụ thuộc • Chân 21(RD2/PSP2): RD2đầu vào số, PSP2 cổng liệu song song phụ thuộc • Chân 22(RD3/PSP3): RD3 đầu vào số, PSP3 cổng liệu song song phụ thuộc • Chân 27(RD4/PSP4): RD4 đầu vào số, PSP4 cổng liệu song song phụ thuộc • Chân 28(RD5/PSP5/P1B): RD5 đầu vào số, PSP5 cổng liệu song song phụ thuộc, P1B đầu tăng cường CCP1 • Chân 29(RD6/PSP6/P1C): RD6 đầu vào số, PSP6 cổng liệu song song phụ thuộc, P1C đầu tăng cường CCP1 • Chân 30(RD7/PSP7/P1D): RD7 đầu vào số, PSP7 cổng liệu song song phụ thuộc, P1D đầu tăng cường CCP1 Các chân cổng Port E • Chân 8(RE0/ RD/AN5): RE0 đầu vào số, RD đầu vào điều khiển đọc cho cổng PSP, AN5 đầu vào tương tự Input5 • Chân 9(RE1/ WR /AN6): RE1 đầu vào số, WR đầu vào điều khiển viết liệu cổng PSP, AN6 đầu vào tương tự Input6 • Chân 10(RE2/CS /AN7): RE2 đầu vào số, CS điều khiển chọn Chip cho cổng PSP, AN7 đầu vào tương tự Input7 - Đầu RE3 nằm chân Các chân khác Đồ án Vi Xử Lý Vi Điều Khiển GVHD:NGUYỄN QUỐC ĐỊNH • Chân 12,31(VSS): nối đất chuẩn cho I/O logic • Chân 11,32(VDD): cungcấp nguồn dương cho I/O logic 2.1.1.2 Các thông số vi điều khiển pic18f4520 • CPU tốc độ cao có cấu trúc lệnh, cho phép kéo dài đến 83 cấu trúc lệnh • Hầu hết cấu trúc lệnh chu kỳ máy, ngoại trừ lệnh rẽ nhánh chương trình hai chu kỳ máy • Tốc độ làm việc: xung clock đến 40MHz, tốc độ thực thi lệnh 125ns • Bộ nhớ chương trình ( flash program memory) 32kbyte • Bộ nhớ liệu SRAM 1536 byte • Bộ nhớ liệu EEPROM 256 byte • port • timer • capture/compare/PWM modules • enhanced capture/ compare/PWM modules • Giao tiếp nối tiếp : MSSP, enhanced USART • Cổng giao tiếp song song • 13 Analog to Digital module 10 bít • POR,BOR Bên cạnh vài đặc tính khác vi điều khiển như: + Bộ nhớ Flash có khả ghi xố 100.000 lần + Bộ nhớ EEPROM với khả ghi xoá 1.000.000 lần + Flash/Dữ liệu nhớ EEPROM lưu trữ hàng 100 năm + Khả tự nạp chương trình với điều khiển phần mềm + Watchdog timer với dao động + Chức bảo mật mã chương trình + Chế độ SLEEP + Có thể hoạt động với nhiều dạng Oscillator khác 2.1.1.3 Sơ đồ khối vi điều khiển pic18f4520 Đồ án Vi Xử Lý Vi Điều Khiển GVHD:NGUYỄN QUỐC ĐỊNH Hình 3: Sơ đồ khối 2.1.1.4 Sơ đồ khối nhớ liệu pic18f4520 10 ... “đi-ốt phát sáng? ??, nguồn sáng phát sáng có dịng điện tác động lên Được biết tới từ năm đầu kỷ 20, công nghệ LED ngày phát triển, từ diode phát sáng với ánh sáng yếu đơn sắc đến nguồn phát sáng đa... ,hiển thị cường độ ánh sang đồng thời bật tắt đèn theo ngưỡng ánh sáng cho phù hợp Code điều khiển : xây dựng code hợp ngữ Khối hiển thị : hiển thị LCD cường độ ánh sáng số đèn hoạt động Nguyên... khiển bắt đầu hoạt động xử lí tín hiệu analog đưa vào ,xuất tín hiệu hiển thị lên LCD cường độ sáng Đặt ngưỡng thấp 100 LUX đèn sáng ,từ 100-200 Lux đèn sáng ,trên 200 Lux đèn sáng Khi bật công