MỤC LỤCGIỚI THIỆU CHUNG...5 1.1.Đặt vấn đề...5 1.2Mục đích, yêu cầu của đề tài...6 3.2.Mô tả hoạt động...50 Đại lượng cần đo được đưa vào mạch biến đổi là một cầu phân áp, biến đại lượng
Trang 1MỤC LỤC
GIỚI THIỆU CHUNG 5
1.1.Đặt vấn đề 5
1.2Mục đích, yêu cầu của đề tài 6
3.2.Mô tả hoạt động 50
Đại lượng cần đo được đưa vào mạch biến đổi là một cầu phân áp, biến đại lượng đo thành tín hiệu điện áp tương ứng, tín hiệu điện áp này được đưa đến bộ chuyển đổi tín hiệu tương tự sang tín hiệu số, sau đó được đưa vào bộ vi xử lý đã được lập trình để tính toán các mức lượng tử mà bộ xử lý tương tự - số đọc được Kết quả tính toán được xuất ra màn hình LCD 16x2 50
CHƯƠNG IV: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI 57
4.1.Kết luận 57
PHỤ LỤC 58
Sản phẩm thực tế 58
2.Code chương trình 58
TÀI LIỆU THAM KHẢO 60
LỜI NÓI ĐẦU
Ngày nay sự phát triển mạnh mẽ và mang tính vượt bậc của khoa học kỹ thuật đã làm nền tảng vững chắc thúc đẩy các ngành kinh tế, xã hội của con người tiến lên một tầm cao mới Gắn liền với sự phát triển của ngành khoa học
kỹ thuật thì ngành kỹ thuật điện tử và điện tử công nghiệp cũng có bước phát triển Kỹ thuật vi xử lí được phát triển mạnh dựa trên những tiến bộ của ngành vật liệu điện tử và máy tính điện tử Từ những thời gian đầu phát triển kỹ thuật
vi xử lí đã cho thấy sự ưu việt của nó và cho tới ngày nay tính ưu việt đó ngày càng được khẳng định thêm Những thành tựu của nó đóng góp một phần không nhỏ đáp ứng nhu cầu ước muốn của con người
Trong quá trình học tập tại trường ĐHSPKT Hưng Yên những kiến thức chung cơ bản về chuyên ngành đã được các Thầy trong khoa Điện - Điện tử
nhiệt tình giảng dạy Được sự hướng dẫn của thầy giáo PHẠM NGỌC THẮNG
chúng em đã được thiết kế đề tài: “Thiết kế Ohmmeter hiện thị số ”Trong quá
trình nghiên cứu và thực hiện đề tài với sự nhiệt tình giúp đỡ của thầy giáo
Trang 2PHẠM NGỌC THẮNG và các thầy, cô trong khoa, nhóm em đã hoàn thành đề
tài của mình Chúng em xin chân thành cảm ơn!
Hưng yên ngày … tháng … năm 2011
Nhóm sv: Nguyễn Phúc Huy Nguyễn Trọng Lượng
Đoàn Thị Minh Lượng
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
………
………
………
………
………
………
………
………
………
………
………
………
………
Trang 3………
………
………
………
………
………
Hưng Yên, Ngày… tháng năm
Giáo viên hướng dẫn: Phạm Ngọc Thắng NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN ………
………
………
………
………
………
………
………
………
………
………
Trang 4………
………
………
………
………
………
………
………
Hưng Yên, Ngày… tháng năm
Giáo viên phản biện:
ĐỒ ÁN MÔN HỌC
Tên đề tài : “Thiết kế Ohmmeter hiện thị số ”
Nội dung cần hoàn thành:
1 THUYẾT MINH
Giới Thiệu Chung Chương I: Các phương pháp đo điện trở R
Chương II: Xử lý thông tin đo
Chương IV: Thiết kế mạch Ohmmet
Trang 5Chương V: Kết luận
2 MÔ HÌNH MẠCH THIẾT KẾ.
GIỚI THIỆU CHUNG 1.1 Đặt vấn đề.
Với những yêu cầu trong sản xuất công nghiệp cũng như trong đời sống
sinh hoạt hàng ngày việc tính toán cân đo, đếm các loại sản phẩm, mặt hàng hay
đo lường các giá trị, thông số của các thiết bị hay đo giá trị của từng linh kiệnrời lẻ với độ chính xác đòi hỏi cao, dải trị số đo phải lớn để đáp ứng được nhucầu, tính chất của công việc cũng như trong cuộc sống sinh hoạt thường ngày.Với những yêu cầu như trên, lĩnh vực Điện tử số ngày càng đóng vai tròquan trọng trong các ngành công nghiệp cũng như các lĩnh vực của đời sống xãhội Qua thời gian làm việc thực tế tại các công ty cùng với những tìm hiểu thực
tế chúng em nhận thấy rằng nhu cầu về Điện tử số, ứng dụng vi điều khiển,tựđộng hóa ngày càng đóng vai trò quan trọng và rất cần thiết Theo cùng với nó làứng dụng của kỹ thuật đo lường vào các thiết bị kỹ thuật cao ngày càng đòi hỏisong song với các thiết bị tự động đó Kỹ thuật đo lường còn đóng vai trò quan
Trang 6trọng trong các ngành nghề kỹ thuật cao đòi hỏi độ chính xác như công nghệ viđiện tử, và một số các bộ phận của viễn thông.
Ở phạm vi chương trình môn học và khả năng nghiên cứu, với sự giúp đỡ
của thầy giáo PHẠM NGỌC THẮNG chúng em đã tiến hành nghiên cứu và thực hiện đề tài: “Thiết kế Ohmmeter hiện thị số ” với mong muốn được hiểu
sâu hơn về kỹ thuật đo lường sử dụng vi điều khiển, từ đó chúng em được trang
bị thêm cơ sở nền tảng cho hướng phát triển nghiên cứu tiếp theo
1.2Mục đích, yêu cầu của đề tài.
Đề tài của chúng em thực hiện việc thiết kế, chế tạo mô hình Ohmmeterhiển thị số trên LCD Dải đo từ 0 đến 10KΩ
Trong đồ án này chúng em lựa chọn mạch đo điên trở dựa trên phươngpháp biến đổi thẳng nhờ một mạch phân áp, tín hiệu điện áp được đưa vào bộchuyển đổi và được vi điều khiển xử lý thông tin đo
Từ đây suy ra mục đích, yêu cầu của đề tài:
* Mục đích: - Nắm được phương pháp đo điện trở
- Biết ứng dụng Vi Điều Khiển để thiết kế được mạch thực tế
* Yêu cầu: - Giá trị đo phải chính xác, có độ sai số nhỏ
- Bộ phận hiển thị phải rõ ràng
- Mạch điện không quá phức tạp, hoạt động ổn định
Trang 7CHƯƠNG I: CƠ SỞ VỀ ĐO ĐIỆN TRỞ
1 Nguyên lý đo điện trở
Trong các thiết bị điện tử dùng rất nhiều điện trở các loại, các cỡ với dải trị
số rất rộng Từ cuộn dây có trị số vài Ôm đến điện trở cách điện hay điện trở rògiữa các phiến của tụ điện lên tới hàng trăm Mêga Ôm Còn các điện trở lẻ thì
có trị số từ vài Ôm đến vài chục Mêga Ôm Có nhiều phương pháp đo điện trở,mỗi phương pháp phù hợp với từng cỡ trị số điện trở và cho các sai số khác nhauCác phương pháp chính là: - Phương pháp Vôn mét
- Phương pháp Vôn – Ampe mét
- Phương pháp Ôm mét
- Phương pháp biến đổi thẳng
- Phương pháp so sánhTrước hết chúng ta xem xét tác động của cái thử liền mạch Bất kỳ mạch nàocũng phải đảm bảo liên tục cho dòng điện chạy qua Vì vậy có thể thử mạch điện
Trang 8xem có liên tục không, để biết nó có bình thường hay không Người ta dùngnhiều kiểu thử liền mạch để thử mạch điện Kiểu đơn giản nhất được mô tả bởi
2 Các phương pháp đo điện trở
Các phương pháp gián tiếp:
Đo điện trở bằng vônmét và ampemét
Đo điện trở bằng vônmét và điện trở mẫu R0
Đo điện trở Rx bằng một ampemét và điện trở mẫu (R0)
Các phương pháp trực tiếp: sử dụng Ôm kế (Ohmmeter).
Ôm kế nối tiếp
Ôm kế song song
Phương pháp so sánh
Dùng cầu Wheatstone cân bằng
Dùng cầu Wheatstone không cân bằng
2.1 Đo điện trở bằng vônmét và ampemét
Dựa vào số chỉ của ampemét và vônmét xác định được giá trị điện trở R'xGiá trị thực Rx của điện trở cần đo và sai số
Trang 92.2.Đo điện trở bằng vônmét và điện trở mẫu R0
Điện trở Rx cần đo mắc nối tiếp với điện trở mẫu R0 (có độ chính xáccao) và nối vào nguồn U
Dùng vônmét đo điện áp rơi trên Rx là Ux và điện áp rơi trên điện trởmẫu là U0
Dựa trên giá trị các điện áp đo được tính ra giá trị điện trở cần đo Rx
Trang 10 Sai số của phép đo điện trở này bằng tổng sai số của điện trở mẫu R0 vàsai số của vônmét
Sơ đồ mạch đo
2.3 Đo điện trở bằng ampemét và điện trở mẫu R0
Điện trở Rx cần đo nối song song với điện trở mẫu R0 và mắc vào nguồncung cấp U
Dùng ampemét lần lượt đo dòng điện qua Rx là Ix và dòng qua R0 là I0
Dựa trên giá trị các dòng điện đo được tính ra giá trị điện trở cần đo Rx
Sai số của phép đo này bằng tổng sai số của điện trở mẫu R0 và sai số củaampemét
Sơ đồ mạch đo
Trang 112.4 Đo điện trở sử dụng Ôm kế (Ohmmeter).
Nguyên lý của ôm kế: xuất phát từ định luật Ôm (Ohm’s Law):
Nếu giữ cho điện áp U không thay đổi thì dựa vào sự thay đổi dòng điệnqua mạch khi điện trở thay đổi có thể suy ra giá trị điện trở cần đo
Cụ thể nếu dùng mạch đo dòng điện được khắc độ theo điện trở R thì cóthể trực tiếp đo điện trở R
Phân loại ôm kế: phụ thuộc vào cách sắp xếp sơ đồ mạch đo của ôm kế có
thể chia ôm kế thành hai loại:
Ôm kế nối tiếp
Ôm kế song song
2.4.1.Đo điện trở Ôm kế nối tiếp
Là ôm kế có điện trở cần đo Rx được nối tiếp với cơ cấu chỉ thị từ điện
Dùng để đo các điện trở có giá trị Ω trở lên Dòng điện qua cơ cấu chỉ thị
R1 điện trở chuẩn của tầm đo
Rm điện trở nội của cơ cấu
Phần tử điện trở đo RX không có năng lượng (đo nguội ) mạch đo sẽ sửdụng nguồn pin riêng (Eb)
2.4.2 Ôm kế sơ đồ song song
Trang 12Bộ phận chỉ thị của ôm kế nối song song với điện trở cần đo
Dùng để đo điện trở tương đối nhỏ (Rx< kΩ)
Khi Rx = ∞ (chưa mắc Rx vào mạch đo) thì dòng qua chỉ thị sẽ lớn nhất
(Ict = Ictmax = Ictđ.m).
Nếu Rx ≈ 0 thì hầu như không có dòng qua cơ cấu chỉ thị: Ict ≈ 0
Điều chỉnh thang đo của ôm kế khi nguồn cung cấp thay đổi bằng cách dùngchiết áp RM
Điện trở vào của ôm kế RW
Đặc tính khắc độ của ôm kế song song được xác định bởi tỉ số: Ix/Ict
2.4.3 Ôm kế nối tiếp phương pháp cân chỉnh Ohmmet
Sai số của ôm kế do nguồn cung cấp: từ biểu thức tính Im thấy rằng độ chỉ
của ôm kế rất phụ thuộc vào nguồn cung cấp Eb thường bằng pin hoặcắcquy, nếu nguồn thay đổi giá trị sẽ gây sai số rất lớn
Hạn chế sai số do nguồn bằng cách đưa vào sơ đồ cấu trúc của đồng hồ đomột chiết áp hoặc biến trở R2 để chỉnh zêrô khi Rx = 0 Có các cách mắcR2 sau:
biến trở R2 mắc nối tiếp với cơ cấu chỉ thị
biến trở R2 mắc song song với cơ cấu chỉ thị
Như vậy, trước khi đo ta phải ngắn mạch AB ( nối tắt điện trở RX - động tácchặp 2 que đo ) và điều chỉnh R2 ( nút Adj của đồng hồ VOM ) để cho kimchỉ thị của Ohm kế chỉ 0Ω
2.4.4 Phương pháp cân chỉnh Ohmmet biến trở R2 mắc song song với cơ cấu chỉ thị
Mỗi lần đo ta cho Rx à 0 bằng cách điều chỉnh R2 để cho:
Trang 132.4.5 Phương pháp mở rộng thang đo Ohmmet
Nguyên tắc: chuyển từ giới hạn đo này sang
giới hạn đo khác bằng cách thay đổi điện trở
vào của ôm kế một số lần xác định sao cho khi
Rx = 0 kim chỉ thị vẫn bảo đảm lệch hết thang
đo (nghĩa là dòng qua cơ cấu chỉ thị bằng giá
trị định mức của cơ cấu từ điện đã chọn).
Thường mở rộng giới hạn đo của ôm kế bằng
cách dùng nhiều nguồn cung cấp và các điện
trở phân nhánh dòng (điện trở shunt) cho các
thang đo khác nhau
Trang 142.5 Đo điện trở Phương pháp so sánh
Dùng cầu đo Wheatstone để xác định giá trị điện trở được chính xác hơn
và thường được dùng trong phòng thí nghiệm
Có hai loại cầu là
Cầu đơn (Wheatstone): thường dùng cầu đơn để đo các điện trở có
giá trị trung bình hoặc giá trị lớn
Cầu kép (Kelvin) được sử dụng cầu kép để đo điện trở nhỏ và rấtnhỏ
1 Đo điện trở dùng cầu đơn (Wheatstone)
Chỉnh các giá trị điện trở R1 , R2 , R3 cho đến khi điện kế G chỉ zero
Để cầu Wheatstone cân bằng , ta thay đổi tỷ số giữa R1/ R2 và thay đổi giá trịđiện trở R3
Trang 15Ưu điểm: kết quả đo điện trở RX không phụ thuộc vào nguồn cung cấp chomạch điện.
Nhược điểm: thao tác phức tạp, độ chính xác phụ thuộc vào điện kế G và cácđiện trở mẫu
* Đo điện trở mở rộng thang đo cầu đơn (Wheatstone)
Có thể mở rộng giới hạn đo của cầu bằng cách tạo ra R3 có nhiều giá trị lớn nhỏhơn nhau 10 lần
R5 là chiết áp điều chỉnh độ nhạy của chỉ thị
Cho K ở vị trí 1 để chỉnh thô, bảo vệ quá dòng cho chỉ thị (nhữnglúc không thể cân bằng cầu do dòng quá lớn)
Cho K ở vị trí 2 để chỉnh tinh sao cho cầu cân bằng hoàn toàn.Tuỳ vào dải giá trị điện áp cần đo chọn giá trị của R3 phù hợp bằng cách xoaycông tắc
Phải chọn điện áp cung cấp sao cho ở bất kỳ vị trí điều khiển nào và với bất kỳđiện trở Rx thì dòng qua chỉ thị không vượt quá dòng cho phép của chỉ thị
Trang 162.Đo điện trở dùngcầuđôi (Kelvin)
Cầu đôi để đo điện trở nhỏ (khoảng dưới 1Ω) thường không thuận tiện vàsai số lớn vì bị ảnh hưởng của điện trở nối dây và điện trở tiếp xúc à sử dụngcầu kép để đo điện trở nhỏ và rất nhỏ
các điện trở R1; R2; R3; R4 và R là điện trở của các nhánh cầu ;
Rx là điện trở cần đo và
R0 là điện trở mẫu chính xác cao
Để tránh điện trở tiếp xúc khi nối các điện trở vào mạch bằng cách chế tạo R0 và
Rx dưới dạng các điện trở 4 đầu
Đo Rx chỉ cần thay đổi giá trị R0 và tỉ số R1 / R2 để cân bằng cầu
2.6 Phương pháp đo biến đổi thẳng
Trang 17Là phương pháp đo có sơ đồ cấu trúc theo kiểu biến đổi thẳng, nghĩa là không
có khâu phản hồi
Trước tiên đại lượng cần đo X được đưa qua một hay nhiều khâu biến đổi
và cuối cùng được biến đổi thành số Nx Còn đơn vị của đại lượng đo X0 cũngđược biến đổi thành số N0 (ví dụ khắc độ trên mặt dụng cụ đo tương tự) Quátrình này được gọi là quá trình khắc độ theo mẫu N0 được ghi nhớ lại Sau đódiễn ra quá trình so sánh giữa đại lượng cần đo với đơn vị của chúng Quá trìnhnày được thực hiện bằng một phép chia Nx/N0 Kết quả đo được thể hiện bằngbiểu thức được cụ thể hóa như sau:
Quá trình đo như vậy được gọi là quá trình đo biến đổi thẳng Thiết bị đo thựchiện quá trình này gọi là thiết bị đo biến đổi thẳng Trong thiết bị này tín hiệu
Trang 18đo X và X0 sau khi qua khâu biến đổi BĐ (có thể là một hay nhiều khâu nối tiếp) đưa đến bộ biến đổi tương tự số A/D ta có Nx và N0 Sau khi nhân với đơn vịX0 ta nhận được kết quả đo như ở biểu thức như trên.Dụng cụ đo biến đổi thẳngthường có sai số tương đối lớn vì tín hiệu qua các khâu biến đổi sẽ có sai sốbằng tổng các sai số của các khâu Vì thế thường sử dụng dụng cụ đo kiểu này ởcác nhà máy, xí nghiệp công nghiệp để đo và kiểm tra các quá trình sản xuất với
độ chính xác yêu cầu không cao lắm
2.7 Phương pháp đo kiểu so sánh
Là phương pháp đo có sơ đồ cấu trúc theo kiểu mạch vòng nghĩa là có khâuphản hồi
Trang 19Trước tiên đại lượng đo X và đại lượng mẫu X0 được biến đổi thành một đạilượng vật lý nào đó (ví dụ dòng hay áp chẳng hạn) thuận tiện cho việc so sánh.Quá trình so sánh được diễn ra trong suốt quá trình đo Khi hai đại lượng bằngnhau ta đọc kết quả ở mẫu sẽ suy ra giá trị đại lượng cần đo Quá trình đo nhưvậy gọi là quá trình đo kiểu so sánh Thiết bị đo thực hiện quá trình này gọi làthiết bị đo kiểu so sánh (hay thiết bị bù).Hình vẽ trên chỉ rõ sơ đồ khối của mộtthiết bị đo như vậy Tín hiệu đo X được so sánh với một tín hiệu XK tỉ lệ với đạilượng mẫu X0 Qua bộ biến đổi số - tương tự D/A tạo ra tín hiệu XK Qua bộ sosánh ta có:
Tùy thuộc vào cách so sánh mà ta có các phương pháp sau đây:
- So sánh cân bằng: Là phép so sánh mà đại lượng cần đo X và đại lượng mẫuX0 sau khi biến đổi thành đại lượng XK được so sánh với nhau sao cho luôn có
∆X = 0 tức là:
Như vậy thì XK là một đại lượng thay đổi sao cho khi X thay đổi luôn đạt đượckết quả ở (1.4) Nghĩa là phép so sánh luôn ở trạng thái cân bằng Trong trườnghợp này độ chính xác của phép đo phụ thuộc vào độ chính xác của XK và độnhạy của thiết bị chỉ thị cân bằng Ví dụ: Cầu đo, điện thế kế cân bằng…
Trang 20- So sánh không cân bằng: Nếu đại lượng XK là một đại lượng không đổi, lúc đó
đó độ chính xác của X hoàn toàn phụ thuộc vào độ chính xác của XK Phươngpháp này chính xác vì khi thay XK bằng X ta vẫn giữ nguyên mọi trạng thái củathiết bị đo và loại được mọi ảnh hưởng của điều kiện bên ngoài đến kết quả đo
3 Hướng nghiên cứu đề tài
Cơ sở lý thuyết của các phương pháp đo điện trở ở trên được đưa ra làm nềntảng định hướng cho các nghiên cứu đo lường sử dụng công nghệ tương tự với
cơ cấu chỉ thị cơ Ngày nay, khoa học công nghệ phát triển, công nghệ số cũngphát triển mạnh và dần trở thành xu hướng của thời đại, nhất là sử dụng vi xử lý,
vi điều khiển, các thiết bị khả trình để tạo ra các thiết bị đo lường số có độ chínhxác, gọn nhẹ và dễ xử dụng
Ở đề tài này chúng em được thầy Phạm Ngọc Thắng định hướng và
chúng em phát triển ý tưởng thiết kế Ohmmeter dùng vi điều khiển PIC16F877A
Đo điện trở bằng mạch phân áp và dùng bộ chuyển đổi ADC để xử lý thông tin
đo, dùng vi điều khiển PIC thông qua chương trình được lập sẽ đưa ra hiển thịgiá trị cần đo trên LCD
Dựa trên cơ sở của các phương pháp đo đã trình bày ở trên chúng em đã chọn
phương pháp đo biến đổi thẳng vì:
- phương pháp này dễ thực hiện với điều kiện và khả năng của chúng em
Trang 21- Mạch không quá phức tạp, dễ hiểu, dễ lắp ráp và lập trình phù hợp với thờigian, tiến độ học tập.
Tuy nhiên, phương pháp này có nhược điểm là độ chính xác chưa cao, xử lý sai
số chưa tốt
Trang 22CHƯƠNG II: XỬ LÝ THÔNG TIN ĐO Một số linh kiện sử dụng để xử lý thông tin đo.
2.1 Giới thiệu về vi điều khiển PIC 16F877A
1 Sơ đồ chân của vi điều khiển PIC16F877A
Trang 232 Một vài thông số về vi điều khiển PIC 16F877A
Đây là vi điều khiển thuộc họ PIC16Fxxx với tập lệnh gồm 35 lệnh có độdài 14 bit Mỗi lệnh đều được thực thi trong một chu kỳ xung clock Tốc độ hoạtđộng tối đa cho phép là 20MHz với một chu kỳ lệnh là 200ns Bộ nhớ chươngtrình 8Kx14 bit, bộ nhớ dữ liệu 368x8 byte RAM và bộ nhớ dữ liệu EEPROMvới dung lượng 256x8 byte Số Port I/O là 5 với 33 chân I/O
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 đêm 16 bit với bộ chia tấn số, có thể thực hiện chức năng đếm dựavào xung clock ngoại vi ngay khi vi điều khiển hoạt động ở chế độ sleep
Timer2: : Bộ đếm 8 bit với bộ chia tần số, bộ postcaler Hai bộ Capture/so sánh/điều chế độ rộng xung
Các chuẩn giao tiếp nối tiếp SSP(Synchronous Serial Port), SPI và I2C
Chuẩn giao tiếp nối tiếp USART với 9 bit địa chỉ
Cổng giao tiếp song song PSP(Parallel Slave Port) với các chân điều khiểnRD,WR,CS ở bên ngoài
Các đặc tính Analog: - 8 Kênh chuyển đổi ADC 10 bit
- Hai bộ so sánh
Bên cạnh đó là một vài đặc tính khác của vi điều khiển như:
Bộ nhớ flash với khả năng ghi xóa 100.000 lần
Bộ nhớ EEPROM với khả năng ghi xóa được 1.000.000 lần
Dữ liệu bộ nhớ EEPROM có thể lưu trũ trên 40 năm
Khả năng tự nạp chương trình với sự điều khiển của phần mềm
Nạp được chương trình ngay trên mạch điện ICSP (In Circuit SerialProgramming) thông qua hai chân Watchdog Timer với bộ dao động trong.Chức năng bảo mật mã chương trình
- Chế độ Sleep
- Có thể hoạt động với nhiều dạng Oscilator khác nhau
3 Tổ chức bộ nhớ
Trang 24Cấu trúc bộ nhớ của vi điều khiển PIC16F877A bao gồm bộ nhớ chương trình(Program memory) và bộ nhớ dữ liệu ( Data Memory).
+ Bộ nhớ chương trình của vi điều khiển PIC 16F877A là bộ nhớ flash, dunglượng 8K word (1word = 14bit) và được phân thành nhiều trang ( từ page 0 đếnpage 3) Như vậy bộ nhớ chương trình có khả năng chứa được 8*1024 = 8192lệnh ( vì một lệnh sau khi mã hóa sẽ có dung lượng 1Word (14 bit)
Để mã hóa được địa chỉ của 8K word bộ nhớ chương trình, bộ đếm chương trình
có dung lượng 13 bit (PC <12:0>) Khi vi điều khiển được reset, bộ đếm chươngtrình sé chỉ đến địa chỉ 0000h (Reset vector) Khi có ngắt xảy ra, bộ đếm chươngtrình sẽ chỉ đến địa chỉ 0004h (Interrupt vector) Bộ nhớ chương trình không baogồm bộ nhớ Stack và không được được địa chỉ hóa bởi bộ đếm chương trình.+ Bộ nhớ dữ liệu của PIC là bộ nhớ EEPROM được chia làm nhiều Bank Đốivới PIC 16F877A bộ nhớ dữ liệu được chia ra làm 4 bank Mỗi bank có dunglượng 128 byte, bao gồm các thanh ghi có chức năng đặc biệt SFR ( SpecialFunction Register) nằm ở các vùng địa chỉ thấp và các thanh ghi mục đích chungGPR (General Purpose Register) nằm ở vùng địa chỉ còn lại trong bank Cácthanh ghi SFR thường xuyên được sử dụng ví dụ như thanh ghi STATUS séđược đặt ở tất các các bank của bộ nhớ dư liệu giúp thuận tiện tỏng quá trìnhtruy xuất và làm giảm bớt lệnh của chương trình Sơ đồ cụ thể của bộ nhớ dữliệu PIC16F877A như sau:
Trang 264 Các thanh ghi chức năng đặc biệt
Các thanh ghi chức năng đặc biệt ( Special Funtion Resgister ) được sử dụng bởiCPU và các bộ ngoại vi để điều khiển các hoạt động được yêu cầu của thiết bị.Những thanh ghi này có chức năng như RAM tĩnh Danh sách những thanh ghinày được trình bày ở bảng dưới Các thanh ghi chức năng đặc biệt có thể đượcchia thành hai loại : phần trung tâm (CPU ) và phần ngoại vi
Trang 284.1.Thanh ghi trạng thái
Thanh ghi trạng thái chứa các trạng thái số học của bộ ALU , trạng thái RESET
và những bit chọn dãy thanh ghi cho bộ nhớ dữ liệu Thanh ghi trạng thái có thể
là đích cho bất kì lệnh nào , giống như những thanh ghi khác Nếu thanh ghitrạng thái là đích cho một lệnh mà ảnh hưởng đến các cờ Z, DC hoặc C , và sau
đó những bit này sẽ được vô hiệu hoá Những bit này có thể được set hoặc xoátuỳ theo trạng thái logic của thiết bị Hơn nữa hai bit TO và PD thì không cho
Trang 29phép ghi , vì vậy kết quả của một lệnh mà thanh ghi trạng thái là đích có thểkhác hơn dự định Ví dụ , CLRF STATUS sẽ xoá 3 bit cao nhất và đặt bit Z Lúc này các bit của thanh ghi trạng thái là 000u u1uu ( u = unchanged ) Chỉ cócác lệnh BCF, BSF, SWAPF và MOVWF được sử dụng để thay đổi thanh ghi trạng thái , bởi vì những lệnh này không làm ảnh hưởng đến các bit Z, DC hoặc
C từ thanh ghi trạng thái Đối với những lệnh khác thì không ảnh hưởng đếnnhững bit trạng thái này
4.2 Thanh ghi OPTION_REG
Thanh ghi OPTION_REG là thanh ghi có thể đọc và ghi , mà chứa những bitđiều khiển khác nhau để cấu hình cho bộ chia TMR0 / bô WDT , ngắt bên ngoài( INT ) , TMR0
Trang 30
4.3 Thanh ghi INTCON
Thanh ghi INTCON là thanh ghi có thể đọc hoặc ghi chứa các bit cho phép ngắt
và các cờ ngắt