Hướng dẫn thực hành vi điều khiển AVR

GIỚI THIỆU FLOWCODE Môi trường lập trình Flowcode bao gồm một khu vực hoạt động chính, trong đó cửa sổ flowchart được hiển thị, một số thanh công cụ cho phép các biểu tượng và các thành

Trang 2

Các bạn sẽ từng bước làm quen với vi điều khiển AVR thông qua từng bài thực hành từ dễ tới khó Mỗi bài thực hành, tài liệu sẽ hướng dẫn các bạn từng bước thực hiện bằng các hình ảnh vô cùng trực quan Đồng thời thông qua bài thực hành các bạn sẽ được ôn lại những kiến thức củ và học những kiến thức mới Cuối mỗi bài thực hành là các bài tập nâng cao để các bạn thực hành thêm

Nếu trong quá trình sử dụng tài liệu các bạn cảm thấy khó khăn, hoặc cảm thấy rằng mình thiếu kiến thức, thì đừng vội hoảng sợ Bạn chỉ cần nhớ rằng bạn có thể không hiểu được tất cả mọi thứ ở lần đầu tiên

Mặc dù tài liệu đã được biên soạn với sự nỗ lực, tận tâm cao nhất nhưng với kinh nghiệm và thời gian còn hạn chế nên những bài thực hành trong tài liệu không thể tránh khỏi những sai sót Tác giả rất mong nhận được sự đóng góp ý kiến quý báo từ các đồng nghiệp, quí thầy cô và các bạn sinh viên để tài liệu này được hoàn thiện hơn

Mọi ý kiến đón góp xin gởi về:

Trường Cao Đẳng Công Nghệ Thủ Đức

Trần Hồng Văn Phòng Khoa Học Công Nghệ & Quan Hệ Quốc Tế

Tel: 0902.969.727 – (08)38893666

Trang 3

GIỚI THIỆU FLOWCODE

Môi trường lập trình Flowcode bao gồm một khu vực hoạt động chính, trong đó cửa sổ flowchart được hiển thị, một số thanh công cụ cho phép các biểu tượng và các thành phần được thêm vào trong ứng dụng của flowchart, cửa sổ cho phép xem trạng thái của vi điều khiển và cũng là cửa sổ hiển thị các biến trong quá trình lưu đồ thuật giải đang được mô phỏng Ở đây bạn có thể nhìn thấy một màn hình của một dự án:

Có 3 thanh công cụ mà bạn có thể sử dụng

Thanh công cụ Icons

Kéo và thả biểu tượng này vào cửa sổ chính flowchart để tạo thành một ứng dụng flowchart của bạn Thông thường thanh công cụ này nằm ở vị trí ở bên trái của màn hình, nhưng thanh công cụ có thể được trong giống như hình dưới đây khi

nó undocked

Trang 4

Thanh công cụ Components

Đây là thanh công cụ hiển thị các thành phần bên ngoài, các thành phần nầy có thể được kết nối với một vi điều khiển Click vào một thành phần và nó sẽ thêm một thành phần cần điều khiển vào của sổ flowchart Chất kết nối giữa vi điều khiển và thành phần điều khiển có thể được sửa đổi Thông thường vị trí của thanh công cụ này nằm ở bên trái của màn hình bên cạnh thanh công cụ Icons, nhưng thanh công cụ có thể được trong giống như hình dưới đây khi nó undocked

Thanh công cụ Menu và simulation (mô phỏng)

Các nút trên thanh công cụ này cho phép bạn mở tập tin, đóng các tập tin v.v…

và cũng cho phép bạn kiểm soát các mô phỏng và điều khiển các chức năng Các chức năng này cũng có sẵn trên trình đơn Windows chuẩn ở phía trên cùng của màn hình

Duy chuyển thanh công cụ

Các thanh công cụ có thể được duy chuyển ra khởi vị trí mặt định của nó hoặc thả nổi, hoặc đưa vào trong trình đơn, hoặc bên dưới cùng của cửa sổ Flowcode Dưới đây là một ví dụ thả nổi thanh công cụ

Trang 5

Cửa sổ Microcontroller

Vi điều khiển hiện thành được hiển thị ở cửa sổ này Khi flowchart được mô phỏng thì tình trạng các chân xuất nhập của vi điều khiển được hiển thị trên vi điều khiển với màu đỏ và màu xanh cho kết quả đầu ra cao và thấp tương ứng như bạn có thể xem ở đây:

Trang 6

Cửa sổ Flowchart

Các biểu tượng làm nên lưu đồ giải thuật flowchart được hiển thị trong cửa sổ này Ngoài ra, các lưu đồ giải thuật của các macro được hiển thị trong một của sổ riêng biệt Cửa số chính flowchart luôn luôn được hiển thị và của sổ các của các macro có thể được hiển thị hoặc ẩn đi khi cần thiết

Trang 7

Cửa sổ External component

Tình trạng của một trong những thành phần kèm theo vi điều khiển được hiển thị trong cửa sổ này Các thành phần sẽ trở nên “hoạt động” khi mà flowchart được

mô phỏng Cho bạn một cách nhìn tổng thể cũng như cho phép bạn tương tác với các thành phần bên ngoài, ví dụ: đóng và mở công tắc

Cử sổ Variables

Khi mô phỏng một flowchart, giá trị của bất kỳ các biến sử dụng có thể được nhìn thấy trong cửa sổ này Các giá trị của các biến được cập nhật cho tất cả các lệnh của mỗi lệnh mô phỏng nhưng không được cập nhật khi các mô phỏng chạy

ở tốc độ đầy đủ Nếu bạn mô phỏng một flowchart ành nhấn nút pause thì bạn có thể click vào các biến trong của sổ này và thay đổi giá trị của chúng Điều này cho phép bạn thử nghiệm flowchart của bạn dưới các điều kiện khác nhau

Trang 8

Cửa sổ Call stack

Cửa sổ này cho phép xem các macro hiện hành được mô phỏng Điều này rất hữu ích khi một trong những macro khác được gọi trong quá trình mô phỏng

Thanh công cụ và cửa sổ kiểm tra

Nếu bạn chọn VIEW… từ trình đơn bạn có thể xem được số của các hộp lựa chọn, các lựa chọn này có thể được dùng để kích hoạt hoặc tắt cửa sổ các thanh công cụ

Trang 9

XUẤT DỮ LIỆU RA PORT A Kiểm tra

- Nhận diện vi điều khiển ATMEGA8515

- Xuất dữ liệu ra các port của vi điều khiển ATMEGA8515

- Máy vi tính có cài phần mềm Flowcode AVR

- Bộ Thực Tập Vi Xử Lý CITA

III.1 Giới thiệu chip ATMEGA8515

Hình 1: Sơ đồ chân của chip 8515

A Khái quát :

Chip ATmega8515 là một vi điều khiển họ CMOS 8-bit năng lượng thấp dựa trên họ AVR được tăng cường cấu trúc RISC Bằng cách thi hành những lệnh mạnh trong một chu kỳ xung đơn, ATmega8515 đạt thông lượng gần 1 MIPS /

Trang 10

MHz cho phép hệ thống thiết kế có thể tối ưu hóa điện năng tiêu thụ so với tốc độ

Khả năng thực hiện 16 triệu lệnh/s tại tần số 16 Mhz

• Bộ nhớ chương trình và dữ liệu không đổi

Tự lập trình hệ thống được 8Kbyte

Độ bền:10000vòng ghi/xóa

Bộ phận khởi động ngẫu nhiên độc lập với bit khóa

Chuơng trình hệ thống dựa trên chương trình khởi động trên chip

Điều khiển việc đọc trong khi ghi trung thực

512 byte EEPROM

Độ bền:100000 vòng ghi/xóa

512 byte SRAM bên trong

Có thể mở rộng bộ nhớ ngoài lên tới 64 Kbyte

Chương trình khóa dành cho phần mềm bảo mật

• Đặc tính ngoại vi:

3 kênh điều biến độ rộng xung(PWM:pulse width modulation)

Trang 11

Giao tiếp nối tiếp loại chủ tớ SPI

Bộ thu phát tổng hợp đồng bộ và không đồng bộ

Bộ định thời giám sát lập trình với bộ tạo dao động riêng biệt trên chip

Bộ so sánh tương tự trên chip

• Chức năng đặc biệt của vi điều khiển:

Trình tự khởi động và khả năng tự dò tìm khi nguồn yếu

Bộ dao động RC bên trong được hiệu chỉnh

Bộ nguồn ngắt bên trong và ngoài

3 chế độ chờ:không họat động,nguồn giảm,chế độ nghỉ

• Ngõ vào/ra và gói chương trình:

Trang 12

Port A (PA7 PA0) Port B (PB7 PB0) Port C (PC7 PC0) Port D (PD7 PD0)

: là các cổng xuất nhập 2 chiều 8 bit, với điện trở kéo lên bên trong (tùy chọn cho từng bit) Ngoài ra các cổng A,B và D còn có thể phục vụ một số chức năng đặc biết của Atmega8515

Port E (PE2 PE0) : là cổng xuất nhập 2 chiều 3 bit, với điện trở kéo lên bên

trong (tùy chọn cho từng bit) Ngoài ra cổng E còn có thể phục vụ một số chức năng đặc biệt của Atmega8515

RESET ngõ vào chân reset

XTAL1 Ngõ vào bộ khuếch đại dao động đảo và ngõ vào xung trong để mạch

hoạt động

XTAL2 Ngõ ra từ bộ dao động khuếch đại đảo

III.3 Kết nối phần cứng

Trang 13

Sơ đồ giải thuật xuất dữ liệu ra port A

Bước 1: Tạo dự án mới

- Khởi động chương trình FlowCode

- Chọn Create a new FlowCode flowchart… Nhấn OK

Trang 14

- Chọn chip ATMEGA8515  Nhấn OK

- Màn hình làm việc hiện ra với 2 khối BEGIN và END

Trang 15

- Nhấn vào biểu tượng để lưu chương trình với tên D:\\BaitapAVR\Bai1

Bước 2: Gọi khối xuất dữ liệu

- Chọn vào biểu tượng sau đó kéo – thả vào giữa 2 khối

BEGIN & END

- Nhấn 2 lần vào biểu tượng

- Ghi vào ô Variable or value giá trị 1  Nhấn OK

- Có thể sử dụng số hex hoặc số nhị phân trong ô Variable or value

- Đối với số hex ta ghi với cú pháp: 0x1F

- Đối với số nhị phân ta ghi với cú pháp: 0b10101010

- Trong phần mềm Flowcode ta có thể sử dụng số ở dạng thập phân, nhị phân và thập lục phân nhưng phải tuân theo cú pháp trên

Trang 16

Bước 3: Gọi khối mô phỏng Led đơn

- Nhấn vào biểu tượng

- Chọn Component Connections…

o Port: Lựa chọn Led nối với port nào của ATMEGA8515

o Bit: Lựa chọn từng chân của ATMEGA8515 nối với Led

- Chọn Port A

Trang 17

Bước 4: Mô phỏng

- Quan sát hiện tượng

- Chọn Properties…

 Number of LEDs: Lựa chọn số lượng LED hiển thị

 LED Colour: Chọn màu cho LED

 Direction:

Trang 18

o Deflault: Led 0 nằm bên phía tay phải

o Reverse: Led 0 nằm bên phía tay trái

 Orientation:

o Horizontal: Led hiển thị nằm ngang

o Vertical: Led hiển thị đứng

- Đặt tên cho các Led

Bước 1: Tắt nguồn KIT thực tập vi xử lý

Bước 2: Gắn board ATMEGA8515 vào TEXTDOL

Trang 19

Bước 3: Nối dây nạp chương trình vào board ATMEGA8515

Trang 20

- Nối J181 với board ATMEGA8515 ở vị trí Nạp

Bước 4: Kết nối với Led

- Nối Led với Port A

1

4 Nap

Port A PA0

PA7

Trang 21

- Kết nối hoàn chỉnh

Bước 1: Mở nguồn KIT thực tập vi xử lý

Bước 2: Biên dịch chương trình

- Trên trình đơn chính, chọn Chip  chọn Clock Speed

Trang 22

- Trong ô Clock speed (Hz) nhập giá trị 8000000 Tương đương với tần số

hoạt động của chip là 8Mz  Nhấn OK

- Nếu như chương trình chưa lưu sẽ có bản thông báo Chọn Yes

Trang 23

Bước 3: Mở chương trình nạp SpiPgm

- Chọn chip MEGA8515

- Nhấn vào Signature kiểm tra chip

Trang 24

- Nếu thông báo như hình: chip đã được nhận diện Ta tiến hành bước 3

Trang 25

Bước 5: Nạp chương trình

- Chọn Open File

- Chọn file cần nạp D:\\BaitapAVR\bai1.hex

- Nhấn vào nút Program để tiến hành nạp chương trình

- Nếu biên dịch thành công sẽ có thông báo

Trang 26

Bước 6: Quan sát hiện tượng

- Nếu hiện tượng không đúng với quá trình mô phỏng thì thực hiện lại từng bước từ phần A

- Phần cứng của Kit thực tập vi điều khiển, Led có chân chung là chân dương, chân âm là chân điều khiển Nên Led sẽ sáng ở mức thấp, trong khi phần mô phỏng của phần mềm Flowcode Led sáng ở mức cao

CÂU HỎI – BÀI TẬP

- Hãy điền vào các giá trị tương ứng với led sáng Hoặc các led nào sáng tương ứng với các giá trị

Dự liệu xuất LED

51

204

195

Trang 27

- Đổi các số thập phân sau đây sang mã hex, nhị phân

Số thập phân Số hex Nhị phân

Trang 28

- Khi kết nối phần cứng phải đảm bảo rằng nguồn đã tắt

- Không nhấn vào các nút khác ngoài các nút: Signature, Open File,

Program Vì có thể làm hỏng Chip

- Thao tác gắn các Jump – dây cắm trên Kit thực tập vi xử lý phải nhẹ

nhàng và cẩn thận

- Khi tháo các Jump – dây cắm phải tháo thẳng góc

- Khi thực tập có những vấn đề khác thường thì phải báo ngây với giáo viên

đứng lớp, không tự ý giải quyết

- Những vấn đề không hiểu trong quá trình thực tập hãy mạnh dạng hỏi giáo

viên đứng lớp, đừng lo sợ

Trang 29

ĐIỀU KHIỂN LED CHỚP TẮT Kiểm tra

Giải nghĩa: While (1) luôn luôn đúng nên vòng lặp này sẽ thực hiện các lệnh

nằm trong dấu { } vô tận

Trang 30

Sơ đồ giải thuật port A chớp – tắt

Bước 1: Tạo dự án

- Thực hiện giống bước 1 ở Bài 1, trang 13

- Lưu bài tập với tên D:\\BaitapAVR\Bai2

Bước 2: Gọi vòng lặp while

Trang 31

- Chọn vào biểu tượng sau đó kéo – khả vào giữ 2 khối BEGIN & END

- Kết quả sau khi thực hiện kéo khối vòng lặp

- Nhấn 2 lần vào hoặc

- Ghi vào ô Variable or Value giá trị 1  Nhấn OK

Trang 32

- Nếu trong Test the loop at the: ta chọn End thì kết quả sẽ như hình

Bước 3: Gọi khối xuất dữ liệu

- Chọn vào biểu tượng , các bước thực hiện giống Bước 2, Bài 1 – Trang

Trang 33

Bước 4: Chọn khối Delay

- Chọn vào biểu tượng , sau đó kéo – thả vào như hình

Trang 34

- Nhấn 2 lần vào biểu tượng

- Trong ô Delay value or variable: gõ giá trị 250

Trang 35

- Các bước cấu hình cho khối Delay thứ 2 tương tự khối Delay thứ nhất

Bước 5: Gọi khối mô phỏng Led đơn

- Giống như Bước 3, Bài 1 – Trang 16

Bước 6: Mô phỏng

- Quan sát hiện tượng

Trang 36

- Các bước thực hiện giống như các bước ở Bài 1 – Trang 18

Bước 1: Các bước thực hiện giống như các bước ở Bài 1 – Trang 21

Bước 2: Các bước thực hiện giống như các bước ở Bài 1 – Trang 21

Bước 3: Nạp chương trình

- Chọn file cần nap D:\\BaitapAVR\bai2.hex

Bước 4: Quan sát hiện tượng

- Nếu hiện tượng không đúng với quá trình mô phỏng thì thực hiện lại từng bước từ phần A

- Phần cứng của Kit thực tập vi điều khiển, Led có chân chung là chân dương, chân âm là chân điều khiển Nên Led sẽ sáng ở mức thấp, trong khi phần mô phỏng của phần mềm Flowcode Led sáng ở mức cao

CÂU HỎI – BÀI TẬP

1 Khối Delay thêm vào để làm gì? Nếu bỏ khối Delay thì hiện tượng gì xảy ra?

2 Khời gian Delay có ảnh hưởng gì đến sự hiện thị của Led không? Như thế nào?

3 Làm lại bài tập 2 với yêu cầu: Khi khởi động Led ở port A tắt, sau đó 4 Led

Trang 37

- Khi kết nối phần cứng phải đảm bảo rằng nguồn đã tắt

- Không nhấn vào các nút khác ngoài các nút: Signature, Open File, Program Vì có thể làm hỏng Chip

- Thao tác gắn các Jump – dây cắm trên Kit thực tập vi xử lý phải nhẹ nhàng và cẩn thận

- Khi tháo các Jump – dây cắm phải tháo thẳng góc

- Khi thực tập có những vấn đề khác thường thì phải báo ngây với giáo viên đứng lớp, không tự ý giải quyết

- Những vấn đề không hiểu trong quá trình thực tập hãy mạnh dạng hỏi giáo viên đứng lớp, đừng lo sợ

Trang 38

ĐIỀU KHIỂN LED CHỚP TẮT 3 LẦN

Giải nghĩa: Vòng lặp sẽ kiểm tra <điều kiện> trước, nếu còn đúng thì các lệnh

nằm trong { } sẽ được lặp di lặp lại Nếu <điều kiện sai> vòng lặp sẽ kết thúc

Trang 39

While (<điều kiện>)

Giải nghĩa: Vòng lặp sẽ thực hiện các lệnh trong dấu { }, sau đó kiểm tra <điều

khiện>, nếu còn đúng vòng lặp tiếp tục lặp, ngược lại vòng lặp sẽ kết thúc

Trang 40

Trang 41

Kiểm tra

Bước 2: Gọi vòng lặp while

- Chọn vào biểu tượng sau đó kéo – khả vào giữ 2 khối BEGIN & END

- Kết quả sau khi thực hiện kéo khối vòng lặp

- Nhấn 2 lần vào hoặc

Trang 42

Trang 43

Trang 44

Kiểm tra

Bước 3: Gọi khối xuất dữ liệu và khối Delay

- Thực hiện giống như Bài 2

- Kết quả như hình

Định dạng
Số trang	228
Dung lượng	31,53 MB

Hướng dẫn thực hành vi điều khiển AVR

ĐIỀU KHIỂN LED CHỚP TẮT 3 LẦN

ĐẾM LÊN 69 HIỂN THỊ RA LED 7 ĐOẠN