THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM SÁT CÁC THIẾT BỊ TRONG NGÔI NHÀ THÔNG MINH

Mục lục Lời nói đầu 1 Nhận xét của giáo viên hướng dẫn: 2 Mục lục 3 CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM SÁT CÁC THIẾT BỊ TRONG NGÔI NHÀ THÔNG MINH 4 1.1 Định nghĩa nhà thông minh 4 1.2.Các thiết bị cơ bản trong ngôi nhà thông minh 4 1.2.1.Thiết bị cảm biến 4 1.2.2.Thiết bị hẹn giờ 5 1.2.3.Thiết bị giám sát 5 1.3.Tính năng và lợi ích của nhà thông minh 5 1.4.Mô hình của đề tài 8 1.4.1 Mô hình 8 Hình 2 Mô hình hệ thống điều khiển và giám sát các thiết bị trong ngôi nhà thông minh 8 1.4.2 Cơ sở lí thuyết 8 1.4.2.1Giới thiệu cổng nối tiếp. 8 1.4.2.2. Tìm hiểu MAX232. 13 Hình 6 Vi mạch MAX 232 14 CHƯƠNG II PIC16F877A 15 2.1 Tổng quan. 15 2.2. Các cổng vào ra 16 2.2.1 PORT A 17 2.2.2 PORT B 17 2.2.3 PORT C 18 2.2.4 PORT D 18 2.2.5 PORT E 18 2.3 Giao tiếp nối tiếp 19 2.3.1. USART 19 2.3.2. USART bất đồng bộ 20 2.4. Ngắt 20 CHƯƠNG III THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM SÁT 22 3.1 Chương trình phần mềm. 22 3.2 Thiết kế phần cứng 30 3.2.1 Sơ đồ mạch nguyên lý 30 3.2.2 Chức năng các khối 30 3.2.2.1 Khối chuyển đổi điện áp 30 3.2.2.2. Khối vi điều khiển 31 3.2.2.3 Chương trình viết cho vi điều khiển 31 KẾT LUẬN 38 1. Ưu điểm 38 2. Nhược điểm , tính thực tế và hướng cải tiến. 38 Tài liệu tham khảo 39

Lời nói đầu

Ngày nay, máy vi tính đã được cải tiến, nâng cấp và thị trường hóa để đạttốc độ xử lý ngày càng nâng cao, giá thành rẻ Trong những thập niên qua, máy vitính đã được áp dụng khắp mọi nơi, thay thế cho các hệ thống cũ nhiều nhượcđiểm Một ví dụ cụ thể của việc ứng dụng máy vi tính trong công nghiệp là các hệthống đo lường và điều khiển bằng máy vi tính, ví dụ như đo nhiệt độ, áp suất, điện

áp, điều khiển động cơ, đèn giao thông, bảng quảng cáo…

Môn học “Đo lường điều khiển bằng máy tính” giúp sinh viên hiểu vàbiết cách thiết kế các mô hình ứng dụng trong thực tế có sử dụng máy vi tính Đểnắm vững kiến thức hơn về môn học này, chúng em đã làm một mô hình ứng dụng

nhỏ dưới sự hướng dẫn của cô : Hà Thị Kim Duyên với đề tài là:”Thiết kế hệ thống điều khiển và giám sát các thiết bị trong ngôi nhà thông minh” Yêu cầu

của đề tài là mô phỏng hệ thống điều khiển và giám sát cho 5 thiết bị trong giađình Mặc dù đã cố gắng tìm hiểu tài liệu và có sự hướng dẫn của thầy cô, tuynhiên trong qua trình làm không tránh khỏi những thiếu sót, mong các bạn và thầy

cô góp ý để báo cáo của chúng em được hoàn thiện hơn

Chúng em xin chân thành cảm ơn!

Nhận xét của giáo viên hướng dẫn:

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

Mục lục

Lời nói đầu 1

Nhận xét của giáo viên hướng dẫn: 2

Mục lục 3

CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM SÁT CÁC THIẾT BỊ TRONG NGÔI NHÀ THÔNG MINH 4

1.1 Định nghĩa nhà thông minh 4

1.2.Các thiết bị cơ bản trong ngôi nhà thông minh 4

1.2.1.Thiết bị cảm biến 4

1.2.2.Thiết bị hẹn giờ 5

1.2.3.Thiết bị giám sát 5

1.3.Tính năng và lợi ích của nhà thông minh 5

1.4.Mô hình của đề tài 8

1.4.1 Mô hình 8

Hình 2 Mô hình hệ thống điều khiển và giám sát các thiết bị trong ngôi nhà thông minh 8

1.4.2 Cơ sở lí thuyết 8

1.4.2.1Giới thiệu cổng nối tiếp 8

1.4.2.2 Tìm hiểu MAX232 13

Hình 6 Vi mạch MAX 232 14

CHƯƠNG II PIC16F877A 15

2.1 Tổng quan 15

2.2 Các cổng vào ra 16

2.2.1 PORT A 17

2.2.2 PORT B 17

2.2.3 PORT C 18

2.2.4 PORT D 18

2.2.5 PORT E 18

2.3 Giao tiếp nối tiếp 19

2.3.1 USART 19

2.3.2 USART bất đồng bộ 20

2.4 Ngắt 20

CHƯƠNG III THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM SÁT 22

3.1 Chương trình phần mềm 22

3.2 Thiết kế phần cứng 30

3.2.1 Sơ đồ mạch nguyên lý 30

3.2.2 Chức năng các khối 30

3.2.2.1 Khối chuyển đổi điện áp 30

3.2.2.2 Khối vi điều khiển 31

3.2.2.3 Chương trình viết cho vi điều khiển 31

KẾT LUẬN 38

1 Ưu điểm 38

2 Nhược điểm , tính thực tế và hướng cải tiến 38

Tài liệu tham khảo 39

CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM SÁT

CÁC THIẾT BỊ TRONG NGÔI NHÀ THÔNG MINH 1.1 Định nghĩa nhà thông minh

Nhà thông minh (tiếng Anh: smart-home hoặc intelli-home) là kiểu nhà được lắp đặt các thiết bị điện, điện tử có tác dụng tự động hoàn toàn hoặc bán tự động thay thế con người thực hiện một hoặc một số thao tác quản lý, điều khiển

Nhà thông mình là căn nhà được hỗ trợ bởi các công cụ vi điều khiển thông minhgiúp chúng ta kiểm soát , giám sát, điều khiển ngôi nhà trở lên dễ dàng và tiệnlợi.Nhà thông minh mang lại không chỉ sự tiện nghi mà còn đi kèm sự an toàn vàtích kiệm cho ngôi nhà thân yêu của chúng ta

Nhà thông minh giúp cho chúng ta giảm thiểu chi phí điện năng , đóng góp to lớntrong việc bảo vệ môi trường trong việc giảm tải hiệu ứng nhà kính khi từ nhiênliệu hóa thạch bị sử dụng quá mức cho việc sản xuất điện năng

1.2.Các thiết bị cơ bản trong ngôi nhà thông minh

1.2.1.Thiết bị cảm biến

a.Cảm biến chuyển động hay còn gọi là Pir motion : thiết bị phát hiện chuyển độnggiúp tắt mở thiết bị chiếu sáng khi có sự hiện diện của con người

b.Cảm biến quang hay Photo quang: thiết bị cảm biến với cường độ sáng mặt trờigiúp nhằm điều khiển và điều chỉnh cường độ ánh sáng trong phòng phù hợp giúpgiảm thiếu việc chiếu sáng không cần thiết khi ánh sáng được cung cấp đầy đủ

c.Cảm biến độ ẩm: Nhằm kiểm soát nhiệt độ trong gian phòng và môi trường xungquanh tác động ngược lại thiết bị điều hòa nhằm tăng hoặc giảm nhiệt độ , tạo nhiệt

độ môi trường vừa phải cũng như giảm chi phí điện năng

1.2.2.Thiết bị hẹn giờ

Thiết bị hẹn giờ giúp cho chúng ta kiểm soát cũng như điều khiển một cách chínhxác việc sử dụng và kiểm soát thiết bị , giảm tải công việc nhàm chán như tắt mởmột thiết bị , cũng như sự tiện lợi khi chúng ta phải đi công tác xa

-Kiểm soát chiếu sáng sân vườn: Việc tắt mở đèn chiếu sáng sân vườn trở lên đơngiản không phải dậy sớm tắt điện , hay mở đèn vào ban đêm khi mọi thứ đã được

tự động hóa

-Tưới nước cho cây trồng khi chúng ta đi xa chính xác tới từng giây tránh cho việctưới tiêu quá mức , hoặc quên tưới làm chết cây

-Hệ thống bơm nước cho gia đình ở các khu vực hay bị mất nước được tự động hóangay cả khi chúng ta không có nhà.

-Hệ thống đèn ban công , sân thượng

Tất cả những việc đó không chỉ đem lại sự tiện nghi , dễ dàng mà còn giúp chochúng ta kiểm soát và giảm tải chi phí điện năng và lãng phí tài nguyên môitrường

1.2.3.Thiết bị giám sát

Bao gồm: Camera Analog,Camera IP;Thiết bị cảm biến phát hiện chuyển động;Còibáo động,còi hú xé gió,Cảm ứng từ gắn cửa sổ và cửa cuốn ;Đèn báo trộm,báocháy;Thiết bị báo khói, nhiệt;Thiết bị báo rò rỉ Gas

a.Camera giám sát giúp bạn kiểm soát mọi hoạt động trong phạm vi rộng tăng tính

an toàn cho ngôi nhà của bạn, kể cả khi bạn cách xa nửa vòng trái đất vẫn có thểkiểm soát được các diễn biến xẩy ra tại nhà

b.Thiết bị cảm biến phát hiện chuyển động loại hồng ngoại và Rada

-Hồng ngoại thích hợp gắn nơi sân vườn

-Cảm biến Rada thích hợp gắn mọi nơi với khả năng xuyên thấu các vật liệu giúpgiám sát chặt chẽ sự ra vào của mọi đối tượng

c.Còi báo động báo cho bạn biết khi có người lạ xâm nhập hay hỏa hạn vv

d.Cảm ứng từ gắn cửa thích hợp cho mọi tình huống : khi người lạ xâm nhập , trẻ

em mở những nơi chứa đồ vật nguy hiểm như bình gas, hóa chất,

e.Đèn báo thông báo cho chủ nhà tình trạng nguy hiểm

g.Báo khói , báo nhiệt ,báo gas bảo vệ bạn và gia đình an toàn

1.3.Tính năng và lợi ích của nhà thông minh

Trong căn nhà thông minh, đồ dùng trong nhà từ phòng ngủ, phòng khách đến toilet đều gắn các bộ điều khiển điện tử có thể kết nối với internet và điện thoại di động, cho phép chủ nhân điều khiển vật dụng từ xa hoặc lập trình cho thiết bị ở nhàhoạt động theo lịch Thêm vào đó, các đồ gia dụng có thể hiểu được ngôn ngữ của nhau và có khả năng tương tác với nhau…

Chúng ta có thể điều khiển được mọi thiết bị điện như tivi, bình nóng lạnh, rèmcửa, máy bơm, điều hòa, đèn điện v.v… tại bất cứ đâu và bất kì lúc nào khi chúngđược kết nối vào mạng nhà thông minh mà không cần phải đến tận nơi

Các thiết bị gia dụng trong nhà sở dĩ có thể điều khiển được là do chúng được kếtnối tới các bộ điều khiển Các bộ điều khiển này lại được kết hợp và liên kết vớinhau thành một mạng Tùy theo đặc điểm của từng căn hộ và các ứng dụng khácnhau mà ta phân chia thành các mạng khác nhau, ta có thể mở rộng mạng để điềukhiển thêm nhiều thiết bị

Các bộ điều khiển có thể giao tiếp theo đường truyển nối dây (cable), sóng RFhoặc công nghệ không dây Wireless.

Hình 1 Mô hình nhà thông minh

1.4.Mô hình của đề tài

1.4.1 Mô hình

Ngày nay, các thiết bị điện trong gia đình ngày càng phong phú đa dạng, từ những thiết bị đơn giản như đèn, quạt điện hay đến những thiết bị hiện đại như ti vi, tủ lạnh, điều hòa nhiệt độ, bình nóng lạnh Dễ thấy các thiết bị này đã có rất nhiềunhững phương thức điều khiển đơn giản và hiệu quả như sử dụng điều khiển từ xa, cácchức năng hẹn giờ tắt giờ bật Nhưng đa số chúng chỉ được điều khiển một cách đơn lẻ, riêng biệt, chưa có phương thức cho phép kết nối chung lại một khối

và có thể điều khiển một cách tập trung Ở khía cạnh công nghệ, điều này hoàn toàn có thể thực hiệnđược nếu các nhà sản xuất cung cấp thêm các phương thức kếtnối và điều khiển để cho phép chúng có thể kết nối tới máy vi tính, một thiết bị đặcbiệt với những chức năng mạnh mẽ trong việc tính toán xử lý và phối hợp các hànhđộng Tuy nhiên, do nhiều lý do thực tế mà hiện tại điều này chưa được triển khai trên các thiết bị hiện nay

Và để giải quyết vấn đề này, trong phạm vi báo cáo này, chúng em có sử dụng mộtthiết bị trung gian có khả năng kết nối với máy tính và các thiết bị điện trong gia đình,đồng thời cho phép nhận lệnh từ máy tính để điều khiển một số tính năng đơn giản, cơ bản nhất của thiết bị như tắt, bật

Đề tài yêu cầu thiết kế hệ thống mô phỏng,điều khiển,giám sát cho 5 thiết bị tượng trưng bởi 5 relay sử dụng cổng com Mô hình của nhóm em được thiết kế như sau:

Hình 2 Mô hình hệ thống điều khiển và giám sát các thiết bị trong ngôi nhà thông

minh

1.4.2 Cơ sở lí thuyết

1.4.2.1Giới thiệu cổng nối tiếp.

Cổng nối tiếp được sử dụng để truyền dữ liệu hai chiều giữa máy tính và ngoại

vi, có các ưu điểm sau:

- Khoảng cách truyền xa hơn truyền song song

- Số dây kết nối ít.

- Có thể truyền không dây dùng hồng ngoại

- Có thể ghép nối với vi điều khiển hay PLC

- Cho phép nối mạng

- Có thể tháo lắp thiết bị trong lúc máy tính đang làm việc

- Có thể cung cấp nguồn cho các mạch điện đơn giản

Các thiết bị ghép nối chia thành 2 loại: DTE (Data TerminalEquipment) và DCE (Data Communication Equipment) DCE là các thiết bịtrung gian như MODEM còn DTE là các thiết bị tiếp nhận hay truyền dữ liệunhư máy tính, PLC, vi điều khiển,… Việc trao đổi tín hiệu thông thường qua 2chân RxD (nhận) và TxD (truyền) Các tín hiệu còn lại có chức năng hỗ trợ đểthiết lập và điều khiển quá trình truyền, được gọi là các tín hiệu bắt tay(handshake) Ưu điểm của quá trình truyền dùng tín hiệu bắt tay là có thể kiểmsoát đường truyền

Tín hiệu truyền theo chuẩn RS-232 của EIA (Electronics IndustryAssociations) Chuẩn RS-232 quy định mức logic 1 ứng với điện áp từ -3Vđến -25V (mark), mức logic 0 ứng với điện áp từ 3V đến 25V (space) và có khảnăng cung cấp dòng từ 10 mA đến 20 mA Ngoài ra, tất cả các ngõ ra đều có đặctính chống chập mạch

Chuẩn RS-232 cho phép truyền tín hiệu với tốc độ đến 20.000 bps nhưngnếu cáp truyền đủ ngắn có thể lên đến 115.200 bps

Các phương thức nối giữa DTE và DCE:

- Đơn công (simplex connection): dữ liệu chỉ được truyền theo 1 hướng.

- Bán song công ( half-duplex): dữ liệu truyền theo 2 hướng, nhưng mỗithời điểm chỉ được truyền theo 1 hướng

- Song công (full-duplex): số liệu được truyền đồng thời theo 2 hướng.Định dạng của khung truyền dữ liệu theo chuẩn RS-232 như sau:

Khi không truyền dữ liệu , đường truyền sẽ ở trạng thái mark (điện áp -10V).Khi bắt đầu truyền, DTE sẽ đưa ra xung Start (space: 10V) và sau đó lần lượttruyền từ D0 đến D7 và Parity, cuối cùng là xung Stop (mark: -10V) để khôiphục trạng thái đường truyền Hình sau mô tả các mức điện áp của chuẩn RS232 :

Hình 3 Các mức điện áp của chuẩn RS232

Từ sơ đồ trên ta thấy cải tiến của RS232B là làm tăng mức điện áp từ ±5Vđến ±25V Trong đó:

Mức logic 1 tính từ -5V đến -25V

Mức logic 0 tính từ +5V đến +25V

Các mức từ -3V đến +3V gọi là trạng thái chuyển tiếp Các mức điện áp từ

±3V đến ±5V gọi là không xác định Dữ liệu có mức điện áp rơi vào khoảng này

sẽ dẫn đến kết quả không dự tính được và đây cũng là tình trạng hoạt động củanhững hệ thống được thiết kế sơ sài Điều đáng chú ý ở đây là: Mức 1 ~ LOW,mức 0 ~ HIGH vì trước khi đưa vào xử lý còn có bộ nhớ đảo còn gọi là bộ nhớchuẩn dạng tín hiệu

Việc nâng mức điện áp của chuẩn RS232B dẫn đến sự hạn chế về tốc độtruyền, vì vậy người ta thấy giữa tốc độ truyền và khoảng cách truyền phải có sựdung hoà RS232C là chuẩn hiện nay đang được áp dụng

Bằng việc thu hẹp giới hạn điện áp đường truyền, tốc độ truyền dữ liệu đượctăng lên đáng kể.

Hình 4 Mức lôgic và khuôn mẫu khung truyền RS232Bit bắt đầu (start) ~ mức 0, tiếp theo là 7 bit dữ liệu 1000001,1 bit chẵn lẻ 1,cuối cùng là 2 bit dừng 11

Như vậy, toàn bộ khung truyền được phát ra là 01000001111 Bit chẵn lẻdùng để kiểm tra phát hiện lỗi và sửa lỗi Thực chất của quá trình này như sau: Khi

kí tự được truyền thì máy tính sẽ đếm số kí tự 1 trong kí tự được truyền Nếu số đó

là chẵn => bit chẵn lẻ =1; Nếu số đó là lẻ => bit chẵn lẻ =0 Ở nơi nhận sẽ kiểm tra

kí tự nhận được và đếm số 1, sau đó sẽ so sánh với bit chẵn lẻ Nếu kết quả trùngkhớp thì khung truyền coi như không mắc lỗi , ngược lại nó sẽ phát lệnh yêu cầutruyền lại khung truyền Nếu tỷ lệ mắc lỗi càng nhiều thì tốc độ truyền càng giảm

Kỹ thuật mã lỗi chẵn lẻ theo kiểu này có một đặc điểm rất đơn giản, nhưng trongtrường hợp bị mắc lỗi 2 lần liền hoặc 4 lỗi liền thì lai không phát hiện ra Nhưngtrên thực tế với 7 bit được truyền thì khả năng bị mắc 2 hoặc 4 lỗi là rất nhỏ có thểxem như không bao giờ xảy ra Chính vì vậy, cách mã lỗi theo kiểu này vẫn đượcdùng phổ biến ở trong kỹ thuật truyền dữ liệu qua cổng nối tiếp

Hình 5 Cổng RS232

1.4.2.2 Tìm hiểu MAX232.

Vấn đề trở ngại duy nhất khi giao tiếp với máy tính là mức logic ở bộ viđiều khiển và ở cổng COM của máy tính khác nhau, cụ thể như sau:

SO SÁNH ĐIỆN ÁP CỦA CÁC MỨC LOGIC GIỮA RS232 VÀ TTL

Hình 6 Vi mạch MAX 232

CHƯƠNG II PIC16F877A 2.1 Tổng quan.

PIC là viết tắt của “Programable Intelligent Computer”, có thể tạm dịch là

“máy tính thôngminh 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 điềukhiển này sau đó được nghiên cứu phát triển thêm và

từ đó hình thành nên dòng vi điều

khiển PIC ngày nay

Hình 7 Sơ đồ chân của vi điều khiển PIC16F877A

PIC16F877A có tập lệnh gồm 35 lệnh độ dài 14 bit Tốc độ hoạt động tối đa là 20 MHz với một chu kỳ lệnh l 200 ns Có 5 port I/O và 33 chân vào ra

Các đặc tính ngoại vi bao gồm các khối chức năng sau :

 Timer0: bộ đếm 8 bit với bộ chia tần số 8 bit

 Timer1: bộ đếm 16 bit với bộ chia tần số, có thể thực hiện chức năngđếm dựa vào xung clock ngoại vi ngay khi vi điều khiển hoạt động ởchế độ sleep

 Timer2: bộ đếm 8 bit với bộ chia tần số, bộ postcaler

 Hai bộ Capture/so sánh/điều chế độ rông xung

 Các chuẩn giao tiếp nối tiếp SSP (Synchronous Serial Port), SPI vàI2C

 Chuẩn giao tiếp nối tiếp USART với 9 bit địa chỉ

 Cổng giao tiếp song song PSP (Parallel Slave Port) với các chân điềukhiển RD, WR,CS ở bên ngoài

Một cổng xuất nhập của vi điều khiển bao gồm nhiều chân (I/O pin) , tùy theo cách bố trí và chức năng của vi điều khiển mà số lượng cổng xuất nhập và số lượng chân trong mỗicổng có thể khác nhau Bên cạnh đó, do vi điều khiển được tích hợp sẵn bên trong các đặctính giao tiếp ngoại vi nên bên cạnh chức năng là cổng xuất nhập thông thường, một số chânxuất nhập còn có thêm các chức năng

khác để thể hiện sự tác động của các đặc tính ngoại vi nêu trên đối với thế giới bên ngoài Chức năng của từng chân xuất nhập trong mỗi cổng hoàn toàn có thể được xác lập và điều khiển được thông qua các thanh ghi SFR liên quan đến chân xuất nhập đo

Vi điều khiển PIC16F877A có 5 cổng xuất nhập, bao gồm PORTA, PORTB,PORTC, PORTD và PORTE Cấu trúc và chức năng của từng cổng xuất nhập sẽ được đề cập cụ thể

trong phần sau

No table of figures entries found

2.2.1 PORT A

PORTA (RPA) bao gồm 6 I/O pin Đây là các chân “hai chiều”

(bidirectional pin) , nghĩa là có thể xuất và nhập được Chức năng I/O này được điều khiển bởi thanh ghi TRISA(địa chỉ 85h) Muốn xác lập chức năng của một chân trong PORTA là input, ta “set” bit điều khiển tương ứng với chân đó trong thanh ghi TRISA và ngược lại, muốn xác lập chức năng của một chân trong

PORTA là output, ta “clear” bit điều khiển tương ứng với chân đó trong thanh ghi TRISA Thao tác này hoàn toàn tương tự đối với các PORT và các thanh ghi điều khiển tương ứng TRIS (đối với PORTA là TRISA, đối với PORTB là TRISB, đối với PORTC là TRISC, đối với PORTD là TRISD vàđối với PORTE là TRISE) Bên cạnh đó PORTA còn là ngõ ra của bộ ADC, bộ so sánh, ngõ vào analog ngõ vào xung clock của Timer 0 và ngõ vào của bộ giao tiếp MSSP (Master

Synchronous Serial Port)

2.2.2 PORT B

PORTB (RPB) gồm 8 pin I/O Thanh ghi điều khiển xuất nhập tương ứng là TRISB.Bên cạnh đó một số chân của PORTB còn được sử dụng trong quá trình nạp chương trình chovi điều khiển với các chế độ nạp khác nhau PORTB còn liên

quan đến ngắt ngoại vi và bộTimer0 PORTB còn được tích hợp chức năng điện trở kéo lên được điều khiển bởi chương trình.

2.2.3 PORT C

PORTC (RPC) gồm 8 pin I/O Thanh ghi điều khiển xuất nhập tương ứng là TRISC.Bên cạnh đó PORTC còn chứa các chân chức năng của bộ so sánh, bộ Timer1, bộ PWM vàcác chuẩn giao tiếp nối tiếp I2C, SPI, SSP, USART

2.2.4 PORT D

PORTD (RPD) gồm 8 chân I/O , thanh ghi điều khiển xuất nhập tương ứng

là TRISD PORTD còn là cổng xuất dữ liệu của chuẩn giao tiếp PSP (Parallel Slave Port)

2.2.5 PORT E

PORTE (RPE) gồm 3 chân I/O Thanh ghi điều khiển xuất nhập tương ứng

là TRISE Các chân của PORTE có ngõ vào analog Bên cạnh đó PORTE còn là các chân điều khiểncủa chuẩn giao tiếp PSP

2.3 Giao tiếp nối tiếp

2.3.1 USART

USART (Universal Synchronous Asynchronous Receiver Transmitter) là một trong hai chuẩn giao tiếp nối tiếp.USART còn được gọi là giao diện giao tiếp nối tiếp nối tiếp SCI (Serial Communication Interface) Có thể sử dụng giao diện này cho các giao tiếp với các thiết bị ngọai vi , với các vi điều khiển khác hay với máy tính Các dạng của giao diệnUSART ngọai vi bao gồm :

Bất động bộ (Asynchronous)

Đồng bộ Master mode

Đồng bộ Slave mode

Hai pin dùng cho giao diện này là RC6/TX/CK và RC7/RX/DT, trong đó RC6/TX/

CK dùng để truyền xung clock (baud rate) và RC7/RX/DT dùng để truyền data Trong trường hợp này ta phải set bit TRISC<7:6> và SPEN

(RCSTA<7>) cho phép giao diện USART PIC16F877A được tích hợp sẵn bộ tạo tốc độ baud BRG (Baud Rate Genetator) 8 bit dùng cho giao diện USART BRG thực chất là một bộ đếm có thể được sử dụng cho cả hai dạng đồng bộ và bất đồng

bộ và được điều khiển bởi thanh ghi PSBRG Ở dạng bất đồng bộ , BRG còn được điều khiển bởi bit BRGH ( TXSTA<2>) Ở dạng đồng bộ tác động của bit BRGH được bỏ qua Tốc độ baud do BRG tạo ra được tính theo công thức sau:

2.3.2 USART bất đồng bộ

Ở chế độ truyền USART hoạt động theo chuẩn NRZ Zero), nghĩa là các bit truyền đi sẽ bao gồm 1 bit Start, 8 hay 9 bit dữ liệu (thông thường là 8 bit) và 1 bit Stop Bit LSB sẽ được truyền đi trước Các khối truyền và nhận data độc lập với nhau sẽ dùng chung tần số tương ứng với tốc độ baud cho quá trình dịch dữ liệu (tốc độ baud gấp 16 hay 64 lần tốc độ dịch dữ liệu tùy theo giá trị của bit BRGH), và để đảm bảo tính hiệu quả của dữ liệu thì hai khối truyền

(None-Return-to-và nhận phải dùng chung một định dạng dữ liệu Khối phục hồi dữ liệu thực chất làmột bộ dịch dữ liệu tốc độ cao va có tần số hoạt động gấp 16 lần hoặc 64 lần tần sốbaud Trong khi đó tốc độ dịch của thanh thanh ghi nhận dữ liệu sẽ bằng với tần số baud hoặc tần số của oscillator

Trong một thời điểm chỉ có một chương trình ngắt được thực thi, chương trình ngắt được kết thúc bằng lệnh RETFIE Khi chương trình ngắt được thực thi, bit GIE tự động được xóa, địa chỉ lệnh tiếp theo của chương trình chính được cất vào trong bộ nhớ Stack và bộ đếm chương trình sẽ chỉ đến địa chỉ 0004h Lệnh RETFIE được dùng để thoát khỏi chương trình ngắt và quay trở về chương trình