Luận văn Tổng Quan về PIC 16F877A và Ứng dụng thiết kế bộ KIT PIC 16F877A

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA ĐIỆN TỬ LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP Đề tài: Nghiên cứu về vi điều khiển PIC 16F877A và một số ứng dụng. Cụ thể: Nghiên cứu và thiết kế bộ KIT PIC 16F877A GV hướng dẫn : SV thực hiện : Lớp : Điện Tử 1 K2 Khoa : Điện Tử Trường : Đại học Công Nghiệp Hà Nội BỘ CÔNG THƯƠNG CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI Độc lập - Tự do - Hạnh phúc THỰC TẬP TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Họ và tên học sinh : TRẦN XUÂN CHIẾN Lớp : ĐIỆN TỬ 1 K2 Khoá : 2…… Khoa, Trung tâm : ĐIỆN TỬ Tên đề tài: Nghiên cứu về vi điều khiển PIC 16F877A và một số ứng dụng. Cụ thể: Nghiên cứu và thiết kế bộ KIT PIC 16F877A Giáo viên hướng dẫn : PHẠM THỊ QUỲNH TRANG NỘI DUNG YÊU CẦU TT  Nội dung   1  Tổng quan về vi điều khiển   2  Giới thiệu về PIC 16F877A   3  Ứng dụng PIC 16F877A xây dựng bộ kit thực hành vi điều khiển   4    Ngày giao đề tài : …………………………………. Ngày hoàn thành : …………………………………. GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN TRƯỞNG KHOA   Đánh giá và nhận xét của GV hướng dẫn . MỤC LỤC MỤC LỤC 4 LỜI MỞ ĐẦU 6 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ VI ĐIỀU KHIỂN 7 1.1 GIỚI THIỆU KHÁI QUÁT VỀ VI ĐIỀU KHIỂN 7 1.1.1 GIỚI THIỆU CHUNG 7 1.1.2 PHÂN LOẠI 8 1.1.3 CẤU TRÚC TỔNG QUAN CỦA VDK 9 1.2 KHÁI QUÁT VỀ VI ĐIỀU KHIỂN PIC 9 1.2.1 PIC LÀ GÌ ? 9 1.2.2 KIẾN TRÚC PIC 10 1.2.3 RISC VÀ CISC 11 1.2.4 PIPELINING 11 1.2.5 CÁC DÒNG PIC VÀ CÁCH LỰA CHỌN VI ĐIỀU KHIỂN PIC 13 1.2.6 NGÔN NGỮ LẬP TRÌNH CHO PIC 13 1.2.7 MẠCH NẠP PIC 13 CHƯƠNG 2: VI ĐIỀU KHIỂN PIC16F877A 15 2.1 GIỚI THIỆU CHUNG 15 2.1.1 CÁC DẠNG SƠ ĐỒ CHÂN 15 2.1.2 SƠ ĐỒ KHỐI VI ĐIỀU KHIỂN PIC16F877A 16 2.1.3 CHỨC NĂNG CÁC CHÂN CỦA PIC16F877A 17 2.1.4 ĐẶC ĐIỂM VI ĐIỀU KHIỂN PIC16F877A 19 2.2 TỔ CHỨC BỘ NHỚ 21 2.2.1 BỘ NHỚ CHƯƠNG TRÌNH 21 2.2.2 BỘ NHỚ DỮ LIỆU 21 2.2.3 STACK 24 2.3 CÁC CỔNG XUẤT NHẬP CỦA PIC16F877A 25 2.3.1 PORTA 25 2.3.2 PORTB 26 2.3.3 PORTC 26 2.3.4 PORTD 26 2.3.5 PORTE 27 2.4 TIMER 0 27 2.5 TIMER1 29 2.6 TIMER2 30 2.7 ADC 31 2.8 COMPARATOR 34 2.9 CCP (CAPTURE/COMPARE/PWM) 37 2.10 GIAO TIẾP NỐI TIẾP 41 2.11 CỔNG GIAO TIẾP SONG SONG PSP (PARALLEL SLAVE PORT) 43 2.12 TỔNG QUAN VỀ MỘT SỐ ĐẶC TÍNH CỦA CPU 43 2.12.1 BỘ DAO ĐỘNG (OSCILLATOR) 43 2.12.2 CÁC CHẾ ĐỘ RESET 44 2.12.3 NGẮT (INTERRUPT) 46 2.12.4 WATCHDOG TIMER (WDT) 48 2.12.5 CHẾ ĐỘ SLEEP 48 2.13 TẬP LỆNH CỦA VI ĐIỀU KHIỂN PIC 51 CHƯƠNG 3: ỨNG DỤNG PIC 16F877A XÂY DỰNG BỘ KIT THỰC HÀNH VI ĐIỀU KHIỂN 57 3.1 GIỚI THIỆU 57 3.2 TRÌNH TỰ THIẾT KẾ 57 3.3 MẠCH NGUYÊN LÝ CỦA BỘ KIT VÀ NGUYÊN TẮC VẬN HÀNH 58 3.3.1 Mạch nguyên lý 58 3.3.2 Nguyên tắc vận hành bộ kit 58 3.4 NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA TỪNG KHỐI. 59 3.4.1 Khối quét Led 7 thanh 59 3.4.2 Khối quét LED ma trận. 60 3.4.3 Khối Đo nhiệt độ hiển thị LCD 61 3.4.4 Khối bàn phím. 62 3.4.5 Điều khiển động cơ (PWM) 63 3.4.6 Hiển thị vào ra bằng LED đơn. 64 3.4.7 Khối truyền thông nối tiếp (USART). 65 3.4.8 Khối nguồn. 66 LỜI MỞ ĐẦU Ngày nay kỹ thuật vi điều khiển đã trở nên quen thuộc trong các ngành kỹ thuật và trong dân dụng. Từ các dây chuyền sản xuất lớn đến các thiết bị gia dụng, chúng ta đều thấy sự hiện diện của vi điều khiển. Các bộ vi điều khiển có khả năng xử lý nhiều hoạt động phức tạp mà chỉ cần một chip vi mạch nhỏ, nó đã thay thế các tủ điều khiển lớn và phức tạp bằng những mạch điện gọn nhẹ, dễ dàng thao tác sử dụng. Vi điều khiển không những góp phần vào kỹ thuật điều khiển mà còn góp phần to lớn vào việc phát triển thông tin. Chính vì các lý do trên, việc tìm hiểu, khảo sát vi điều khiển là điều mà các sinh viên ngành điện mà đặc biệt là chuyên ngành kỹ thuật điện-điện tử phải hết sức quan tâm. Đó chính là một nhu cầu cần thiết và cấp bách đối với mỗi sinh viên, đề tài này được thực hiện chính là đáp ứng nhu cầu đó. Các bộ điều khiển sử dụng vi điều khiển tuy đơn giản nhưng để vận hành và sử dụng đươc lại là một điều rất phức tạp. Phần công việc xử lý chính vẫn phụ thuộc vào con người, đó chnh là chương trình hay phần mềm. Tuy chúng ta thấy các máy tính ngày nay cực kỳ thông minh, giải quyết các bài toán phức tạp trong vài phần triệu giây, nhưng đó cũng là dựa trên sự hiểu biết của con người. Nếu không có sự tham gia của con người thì hệ thống vi điều khiển cũng chỉ là một vật vô tri. Do vậy khi nói đến vi điều khiển cũng giống như máy tính bao gồm 2 phần là phần cứng và phần mềm. Mặc dù vi điều khiển đã đi được những bước dài như vậy nhưng để tiếp cận được với kỹ thuật này không thể là một việc có được trong một sớm một chiều. Để tìm hiểu bộ vi điều khiển một cách khoa học và mang lại hiệu quả cao làm nền tản cho việc xâm nhập vào những hệ thống tối tân hơn. Việc trang bị những kiến thức về vi điều khiển cho sinh viên là hết sức cần thiết. Xuất phát từ thực tiển này em đã đi đến quyết định Thiết kế bộ Kit Vi Điều Khiển PIC 16F877A nhằm đáp ứng nhu cầu ham muốn học hỏi của bản than và giúp cho các bạn sinh viên dễ tiếp cận và hiểu sâu hơn về VĐK PIC. Trong quá trình thực hiện đề tài vẫn còn nhiều sai sót, mong nhận được nhiều ý kiến đóng góp từ cô và các bạn. Em chân thành cảm ơn! Hà nội, ngày 19 tháng 4 năm 2011 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ VI ĐIỀU KHIỂN GIỚI THIỆU KHÁI QUÁT VỀ VI ĐIỀU KHIỂN 1.1.1 GIỚI THIỆU CHUNG Bộ Vi xử lý có khả năng vượt bậc so với các hệ thống khác về khả năng tính toán, xử lý, và thay đổi chương trình linh hoạt theo mục đích người dùng, đặc biệt hiệu quả đối với các bài toán và hệ thống lớn.Tuy nhiên đối với các ứng dụng nhỏ, tầm tính toán không đòi hỏi khả năng tính toán lớn thì việc ứng dụng vi xử lý cần cân nhắc. Bởi vì hệ thống dù lớn hay nhỏ, nếu dùng vi xử lý thì cũng đòi hỏi các khối mạch điện giao tiếp phức tạp như nhau. Các khối này bao gồm bộ nhớ để chứa dữ liệu và chương trình thực hiện, các mạch điện giao tiếp ngoại vi để xuất nhập và điều khiển trở lại, các khối này cùng liên kết với vi xử lý thì mới thực hiện được công việc. Để kết nối các khối này đòi hỏi người thiết kế phải hiểu biết tinh tường về các thành phần vi xử lý, bộ nhớ, các thiết bị ngoại vi. Hệ thống được tạo ra khá phức tạp, chiếm nhiều không gian, mạch in phức tạp và vấn đề chính là trình độ người thiết kế. Kết quả là giá thành sản phẩm cuối cùng rất cao, không phù hợp để áp dụng cho các hệ thống nhỏ. Vì một số nhược điểm trên nên các nhà chế tạo tích hợp một ít bộ nhớ và một số mạch giao tiếp ngoại vi cùng với vi xử lý vào một IC duy nhất được gọi là Microcontroller- Vi điều khiển. Một số đặc điểm khác nhau giữa vi xử lí và VĐK: Về phần cứng: VXL cần được ghép thêm các thiết bị ngoại vi bên ngoài như bộ nhớ, và các thiết bị ngoại vi khác, … để có thể tạo thành một bản mạch hoàn chỉnh. Đối với VĐK thì bản thân nó đã là một hệ máy tính hoàn chỉnh với CPU, bộ nhớ, các mạch giao tiếp, các bộ định thời và mạch điều khiển ngắt được tích hợp bên trong mạch. Về các đặc trưng của tập lệnh: Do ứng dụng khác nhau nên các bộ VXL và VĐK cũng có những yêu cầu khác nhau đối với tập lệnh của chúng. Tập lệnh của các VXL thường mạnh về các kiểu định địa chỉ với các lệnh cung cấp các hoạt động trên các lượng dữ liệu lớn như 1byte, ½ byte, word, double word,...Ở các bộ VĐK, các tập lệnh rất mạnh trong việc xử lý các kiêu dữ liệu nhỏ như bit hoặc một vài bit. Do VĐK cấu tạo về phần cứng và khả năng xử lí thấp hơn nhiều soi với VXL nên giá thành của VĐK cũng rẻ hơn nhiều. Tuy nhiên nó vẫn đủ khả năng đáp ứng được tất cả các yêu cầu của người dùng. Vi điều khiển được ứng dụng trong các dây chuyền tự động loại nhỏ, các robot có chức năng đơn giản, trong máy giặt, ôtô v.v... 1.1.2 PHÂN LOẠI Độ dài thanh ghi Dựa vào độ dài của các thanh ghi và các lệnh của VĐK mà người ta chia ra các loại VĐK 8bit, 16bit, hay 32bit.... Các loại VĐK 16bit do có độ dài lệnh lớn hơn nên các tập lệnh cũng nhiều hơn, phong phú hơn. Tuy nhiên bất cứ chương trình nào viết bằng VĐK 16bit chúng ta đều có thể viết trên VDK 8bit với chương trình thích hợp. Kiến trúc CISC và RISC VXL hoặc VĐK CISC là VĐK có tập lệnh phức tạp. Các VĐK này có một số lượng lớn các lệnh nên giúp cho người lập trình có thể linh hoạt và dễ dàng hơn khi viết chương trình. VĐK RISC là VĐK có tập lệnh đơn giản. Chúng có một số lương nhỏ các lệnh đơn giản. DO đó, chúng đòi hỏi phần cứng ít hơn, giá thành thấp hơn, và nhanh hơn so với CISC. Tuy nhiên nó đòi hỏi người lập trình phải viết các chương trình phức tạp hơn, nhiều lệnh hơn. Kiến trúc Harvard và kiến trúc Vonneumann Kiến trúc Harvard sử dụng bộ nhớ riêng biệt cho chương trình và dữ liệu. Bus địa chỉ và bus dữ liệu độc lập với nhau nên quá trình truyền nhận dữ liệu đơn giản hơn Kiến trúc Vonneumann sử dụng chung bộ nhớ cho chương trình và dữ liệu. Điều này làm cho VĐK gọn nhẹ hơn, giá thành nhẹ hơn. Một số loại VĐK có trên thị trường: VĐK MCS-51: 8031, 8032, 8051, 8052, ... VĐK ATMEL: 89Cxx, AT89Cxx51.. VĐK AVR AT90Sxxxx VĐK PIC 16C5x, 17C43... 1.1.3 CẤU TRÚC TỔNG QUAN CỦA VDK CPU: Là trái tim của hệ thống. Là nơi quản lí tất cả các hoạt động của VĐK. Bên trong CPU gồm: ALU là bộ phận thao tác trên các dữ liệu Bộ giải mã lệnh và điều khiển, xác định các thao tác mà CPU cần thực hiện Thanh ghi lệnh IR, lưu giữ opcode của lệnh được thực thi Thanh ghi PC, lưu giũ địa chỉ của lệnh kế tiếp cần thực thi Một tập các thanh ghi dùng để lưu thông tin tạm thời 2. ROM: ROM là bộ nhớ dùng để lưu giữ chương trình. ROM còn dùng để chứa số liệu các bảng, các tham số hệ thống, các số liệu cố định của hệ thống. Trong quá trình hoạt động nội dung ROM là cố định, không thể thay đổi, nội dung ROM chỉ thay đổi khi ROM ở chế độ xóa hoặc nạp chương trình. RAM: RAM là bọ nhớ dữ liệu. Bộ nhớ RAM dùng làm môi trường xử lý thông tin, lưu trữ các kết quả trung gian và kết quả cuối cùng của các phép toán, xử lí thông tin. Nó cũng dùng để tổ chức các vùng đệm dữ liệu, trong các thao tác thu phát, chuyển đổi dữ liệu. BUS: BUS là các đường dẫn dùng để di chuyển dữ liệu. Bao gồm: bus địa chỉ, bus dữ liệu , và bus điều khiển BỘ ĐỊNH THỜI: Được sử dụng cho các mục đích chung về thời gian. WATCHDOG: Bộ phận dùng để reset lại hệ thống khi hệ thống gặp “bất thường”. ADC: Bộ phận chuyển tín hiệu analog sang tín hiệu digital. Các tín hiệu bên ngoài đi vào VDK thường ở dạng analog. ADC sẽ chuyển tín hiệu này về dạng tín hiệu digital mà VDK có thể hiểu được. KHÁI QUÁT VỀ VI ĐIỀU KHIỂN PIC 1.2.1 PIC LÀ GÌ ? PIC là viết tắt của “Programable Intelligent Computer”, có thể tạm dịch là “máy tính thông minh khả trình” do hãng Genenral Instrument đặt tên cho vi điều khiển đầu tiên của họ: PIC1650 được thiết kế để dùng làm các thiết bị ngoại vi cho vi điều khiển CP1600. Vi điều khiển này sau đó được nghiên cứu phát triển thêm và từ đó hình thành nên dòng vi điều khiển PIC ngày nay. 1.2.2 KIẾN TRÚC PIC Cấu trúc phần cứng của một vi điều khiển được thiết kế theo hai dạng kiến trúc: kiến trúc Von Neuman và kiến trúc Havard.
Hình 1.1: Kiến trúc Havard và kiến trúc Von-Neuman Tổ chức phần cứng của PIC được thiết kế theo kiến trúc Havard. Điểm khác biệt giữa kiến trúc Havard và kiến trúc Von-Neuman là cấu trúc bộ nhớ dữ liệu và bộ nhớ chương trình. Đối với kiến trúc Von-Neuman, bộ nhớ dữ liệu và bộ nhớ chương trình nằm chung trong một bộ nhớ, do đó ta có thể tổ chức, cân đối một cách linh hoạt bộ nhớ chương trình và bộ nhớ dữ liệu. Tuy nhiên điều này chỉ có ý nghĩa khi tốc độ xử lí của CPU phải rất cao, vì với cấu trúc đó, trong cùng một thời điểm CPU chỉ có thể tương tác với bộ nhớ dữ liệu hoặc bộ nhớ chương trình. Như vậy có thể nói kiến trúc Von-Neuman không thích hợp với cấu trúc của một vi điều khiển. Đối với kiến trúc Havard, bộ nhớ dữ liệu và bộ nhớ chương trình tách ra thành hai bộ nhớ riêng biệt. Do đó trong cùng một thời điểm CPU có thể tương tác với cả hai bộ nhớ, như vậy tốc độ xử lí của vi điều khiển được cải thiện đáng kể. Một điểm cần chú ý nữa là tập lệnh trong kiến trúc Havard có thể được tối ưu tùy theo yêu cầu kiến trúc của vi điều khiển mà không phụ thuộc vào cấu trúc dữ liệu. Ví dụ, đối với vi điều khiển dòng 16F, độ dài lệnh luôn là 14 bit (trong khi dữ liệu được tổ chức thành từng byte), còn đối với kiến trúc Von-Neuman, độ dài lệnh luôn là bội số của 1 byte (do dữ liệu được tổ chức thành từng byte). Đặc điểm này được minh họa cụ thể trong hình 1.1. 1.2.3 RISC VÀ CISC Như đã trình bày ở trên, kiến trúc Havard là khái niệm mới hơn so với kiến trúc Von-Neuman. Khái niệm này được hình thành nhằm cải tiến tốc độ thực thi của một vi điều khiển. Qua việc tách rời bộ nhớ chương trình và bộ nhớ dữ liệu, bus chương trình và bus dữ liệu, CPU có thể cùng một lúc truy xuất cả bộ nhớ chương trình và bộ nhớ dữ liệu, giúp tăng tốc độ xử lí của vi điều khiển lên gấp đôi. Đồng thời cấu trúc lệnh không còn phụ thuộc vào cấu trúc dữ liệu nữa mà có thể linh động điều chỉnh tùy theo khả năng và tốc độ của từng vi điều khiển. Và để tiếp tục cải tiến tốc độ thực thi lệnh, tập lệnh của họ vi điều khiển PIC được thiết kế sao cho chiều dài mã lệnh luôn cố định (ví dụ đối với họ 16Fxxxx chiều dài mã lệnh luôn là 14 bit) và cho phép thực thi lệnh trong một chu kì của xung clock ( ngoại trừ một số trường hợp đặc biệt như lệnh nhảy, lệnh gọi chương trình con … cần hai chu kì xung đồng hồ). Điều này có nghĩa tập lệnh của vi điều khiển thuộc cấu trúc Havard sẽ ít lệnh hơn, ngắn hơn, đơn giản hơn để đáp ứng yêu cầu mã hóa lệnh bằng một số lượng bit nhất định. Vi điều khiển được tổ chức theo kiến trúc Havard còn được gọi là vi điều khiển RISC (Reduced Instruction Set Computer) hay vi điều khiển có tập lệnh rút gọn. Vi điều khiển được thiết kế theo kiến trúc Von-Neuman còn được gọi là vi điều khiển CISC (Complex Instruction Set Computer) hay vi điều khiển có tập lệnh phức tạp vì mã lệnh của nó không phải là một số cố định mà luôn là bội số của 8 bit (1 byte). 1.2.4 PIPELINING Đây chính là cơ chế xử lí lệnh của các vi điều khiển PIC. Một chu kì lệnh của vi điều khiển sẽ bao gồm 4 xung clock. Ví dụ ta sử dụng oscillator có tần số 4 MHZ, thì xung lệnh sẽ có tần số 1 MHz (chu kì lệnh sẽ là 1 us). Giả sử ta có một đoạn chương trình như sau: 1. MOVLW 55h 2. MOVWF PORTB 3. CALL SUB_1 4. BSF PORTA,BIT3 5. instruction @ address SUB_1 Ở đây ta chỉ bàn đến qui trình vi điều khiển xử lí đoạn chương trình trên thông qua từng chu kì lệnh. Quá trình trên sẽ được thực thi như sau:
Hình 1.2: Cơ chế pipelining TCY0: đọc lệnh 1 TCY1: thực thi lệnh 1, đọc lệnh 2 TCY2: thực thi lệnh 2, đọc lệnh 3 TCY3: thực thi lệnh 3, đọc lệnh 4. TCY4: vì lệnh 4 không phải là lệnh sẽ được thực thi theo qui trình thực thi của chương trình (lệnh tiếp theo được thực thi phải là lệnh đầu tiên tại label SUB_1) nên chu kì thực thi lệnh này chỉ được dùng để đọc lệnh đầu tiên tại label SUB_1. Như vậy có thể xem lênh 3 cần 2 chu kì xung clock để thực thi. TCY5: thực thi lệnh đầu tiên của SUB_1 và đọc lệnh tiếp theo của SUB_1. Quá trình này được thực hiện tương tự cho các lệnh tiếp theo của chương trình. Thông thường, để thực thi một lệnh, ta cần một chu kì lệnh để gọi lệnh đó, và một chu kì xung clock nữa để giải mã và thực thi lệnh. Với cơ chế pipelining được trình bày ở trên, mỗi lệnh xem như chỉ được thực thi trong một chu kì lệnh. Đối với các lệnh mà quá trình thực thi nó làm thay đổi giá trị thanh ghi PC (Program Counter) cần hai chu kì lệnh để thực thi vì phải thực hiện việc gọi lệnh ở địa chỉ thanh ghi PC chỉ tới. Sau khi đã xác định đúng vị trí lệnh trong thanh ghi PC, mỗi lệnh chỉ cần một chu kì lệnh để thực thi xong. 1.2.5 CÁC DÒNG PIC VÀ CÁCH LỰA CHỌN VI ĐIỀU KHIỂN PIC Các kí hiệu của vi điều khiển PIC: PIC12xxxx: độ dài lệnh 12 bit PIC16xxxx: độ dài lệnh 14 bit PIC18xxxx: độ dài lệnh 16 bit C: PIC có bộ nhớ EPROM (chỉ có 16C84 là EEPROM) F: PIC có bộ nhớ flash LF: PIC có bộ nhớ flash hoạt động ở điện áp thấp LV: tương tự như LF, đây là kí hiệu cũ Bên cạnh đó một số vi điệu khiển có kí hiệu xxFxxx là EEPROM, nếu có thêm chữ A ở cuối là flash (ví dụ PIC16F877 là EEPROM, còn PIC16F877A là flash). Ngoài ra còn có thêm một dòng vi điều khiển PIC mới là dsPIC. Ở Việt Nam phổ biến nhất là các họ vi điều khiển PIC do hãng Microchip sản xuất. Cách lựa chọn một vi điều khiển PIC phù hợp: Trước hết cần chú ý đến số chân của vi điều khiển cần thiết cho ứng dụng. Có nhiều vi điều khiển PIC với số lượng chân khác nhau, thậm chí có vi điều khiển chỉ có 8 chân, ngoài ra còn có các vi điều khiển 28, 40, 44, … chân. Cần chọn vi điều khiển PIC có bộ nhớ flash để có thể nạp xóa chương trình được nhiều lần hơn. Tiếp theo cần chú ý đến các khối chức năng được tích hợp sẵn trong vi điều khiển, các chuẩn giao tiếp bên trong. Sau cùng cần chú ý đến bộ nhớ chương trình mà vi điều khiển cho phép. Ngoài ra mọi thông tin về cách lựa chọn vi điều khiển PIC có thể được tìm thấy trong cuốn sách “Select PIC guide” do nhà sản xuất Microchip cung cấp. 1.2.6 NGÔN NGỮ LẬP TRÌNH CHO PIC Ngôn ngữ lập trình cho PIC rất đa dạng. Ngôn ngữ lập trình cấp thấp có MPLAB (được cung cấp miễn phí bởi nhà sản xuất Microchip), các ngôn ngữ lập trình cấp cao hơn bao gồm C, Basic, Pascal, … Ngoài ra còn có một số ngôn ngữ lập trình được phát triển dành riêng cho PIC như PICBasic, MikroBasic,… 1.2.7 MẠCH NẠP PIC Đây cũng là một dòng sản phẩm rất đa dạng dành cho vi điều khiển PIC. Có thể sử dụng các mạch nạp được cung cấp bởi nhà sản xuất là hãng Microchip như: PICSTART plus, MPLAB ICD 2, MPLAB PM 3, PRO MATE II. Có thể dùng các sản phẩm này để nạp cho vi điều khiển khác thông qua chương trình MPLAB. Dòng sản phẩm chính thống này có ưu thế là nạp được cho tất cả các vi điều khiển PIC, tuy nhiên giá thành rất cao và thường gặp rất nhiều khó khăn trong quá trình mua sản phẩm. Ngoài ra do tính năng cho phép nhiều chế độ nạp khác nhau, còn có rất nhiều mạch nạp được thiết kế dành cho vi điều khiển PIC. Có thể sơ lược một số mạch nạp cho PIC như sau: JDM programmer: mạch nạp này dùng chương trình nạp Icprog cho phép nạp các vi điều khiển PIC có hỗ trợ tính năng nạp chương trình điện áp thấp ICSP (In Circuit Serial Programming). Hầu hết các mạch nạp đều hỗ trợ tính năng nạp chương trình này. WARP-13A và MCP-USB: hai mạch nạp này giống với mạch nạp PICSTART PLUS do nhà sản xuất Microchip cung cấp, tương thích với trình biên dịch MPLAB, nghĩa là ta có thể trực tiếp dùng chương trình MPLAB để nạp cho vi điều khiển PIC mà không cần sử dụng một chương trình nạp khác, chẳng hạn như ICprog. P16PRO40: mạch nạp này do Nigel thiết kế và cũng khá nổi tiếng. Ông còn thiết kế cả chương trình nạp, tuy nhiên ta cũng có thể sử dụng chương trình nạp Icprog. Mạch nạp Universal của Williem: đây không phải là mạch nạp chuyên dụng dành cho PIC như P16PRO40. Các mạch nạp kể trên có ưu điểm rất lớn là đơn giản, rẻ tiền, hoàn toàn có thể tự lắp ráp một cách dễ dàng, và mọi thông tin về sơ đồ mạch nạp, cách thiết kế, thi công, kiểm tra và chương trình nạp đều dễ dàng tìm được và download miễn phí thông qua mạng Internet. Tuy nhiên các mạch nạp trên có nhược điểm là hạn chế về số vi điều khiển được hỗ trợ, bên cạnh đó mỗi mạch nạp cần được sử dụng với một chương trình nạp thích hợp. CHƯƠNG 2: VI ĐIỀU KHIỂN PIC16F877A 2.1 GIỚI THIỆU CHUNG 2.1.1 CÁC DẠNG SƠ ĐỒ CHÂN
Hình 2.1 Vi điều khiển PIC16F877A/PIC16F874A và các dạng sơ đồ chân 2.1.2 SƠ ĐỒ KHỐI VI ĐIỀU KHIỂN PIC16F877A
Hình 2.2 Sô ñoà khoái vi ñieàu khieån PIC16F877A. Hình 2.2 là sơ đồ khối của PIC 16F877A, gồm các khối: Khối ALU – Arithmetic Logic Unit. Khối bộ nhớ chứa chương trình – Flash Program Memory. Khối bộ nhớ chứa dữ liệu EPROM – Data EPROM. Khối bộ nhớ file thanh ghi RAM – RAM file Register. Khối giải mã lệnh và điều khiển – Instruction Decode Control. Khối thanh ghi đặc biệt. Khối ngoại vi timer. Khối giao tiếp nối tiếp. Khối chuyển đổi tín hiệu tương tự sang số - ADC. Khối các port xuất nhập. 2.1.3 CHỨC NĂNG CÁC CHÂN CỦA PIC16F877A
Chân OSC1/