Một số công thức tính vận tốc rayleigh và stonelay

Số lượng cổng vào ra nhiều nên ẹhép nối được với nhiều thiết bị ngoại vi như các cảm biến với lối ra số, nút bấm điều khiển, vi mạch đồng hổ thời gian thực, bộ nhớ ngoài, môđun hiển thị

N g h iên cứu ứntị dụng vi điểu khiển P Ì C trong do lường & đ iều khiển

MỤC LỤC

T r a n gPHỤ B ÌA

C h ư ơ n g 3 C Ấ U T R Ú C V I Đ I Ề U K I ĩ l Ể N p i c 1 6 F 8 7 7 A 2 1

3 ] M ô tả k h á i q u á t về tín h n ă n g c ủ a vi đ i ề u k h i ể n P IC 1 6 F 8 7 7 A 21 3.2 Sơ đồ k h ố i c h ứ c n ă n g v à c á c c h â n v à o ra 2 2 3.3 T ổ c h ứ c b ộ n h ớ và c á c t h a n h g h i c h ứ c n ă n g đ ặ c b iệt 25

5 1 T h i ế t k ế h ệ t h ố n g v à c á c c h ứ c n ã n e c ủ a hệ th u t h ậ p s ố liệu 5 0 5.1.1 C á c c h ứ c n ă n « c ủ a h ệ t h ố n g th u t h ậ p s ố liệu m ô i t r ư ờ n g 5 0

Nghiên cứu ứng dụ ng vi điều khiến P Ì C trong du lnứ ng & đ iều khiến

N ạhicn cứ u ứiiíỊ dụng vi đ iểu khiến P Ỉ C tro n g do lư ờng Á diều khiển

N q ỉiicn cứu ứng ciụnq vi điều khiển PỈC trong do lường & điểu khiển

u v E P R O M U ltra V io le t E E P R O M

W D T W a t c h D o g T i m e r

N íỊỈiiên cứu ứng d ụ n g vi đ iề u k h iể n P I C tro n g đu lường & đ iề u khiên

N ghiên cứu ứng dụng vi điều khiên P Ỉ C trong d o lư ờn g & đ iề u khiển

N ghiên cứu ứng d ụ ng vi d iều khiển P Ỉ C tro n ẹ đ o lường á đ iề u khiển

N g h iên cửu ứng d ụ n g vi đ iề u khiển P Ỉ C tro n g do lư ờníỊ & d iêu khiển

M Ỏ Đ Ầ U

Bộ vi xử lý đ ầ u tiê n ra đời n ă m 1971 đ ã m ở ra m ộ t thời đ ạ i m ới t r ô n a c ổ n g

n g h ệ đ i ệ n tử và tin h ọ c , c ó ả n h h ư ở n g s â u sắc đ ế n m ọ i lĩnh v ự c k h o a h ọ c c ô n g n g h ệ

C á c hệ t h ố n g d ư ợ c th iế t k ế d ự a trê n n ề n t ả n g c ủ a c á c b ộ vi x ử lý c ó c á c k h ả n ă n g m à

c á c hệ t h ố n g d i ệ n tử tư ơ n g t ự / s ố t h ô n g t h ư ờ n g k h ô n g thể th ự c h iệ n d ượ c.

Với m ụ c tiê u h ạ n c h ế tối đ a c á c linh k iệ n n g o à i khi x â y d ự n g m ộ t h ệ t h ố n g

c ó s ứ d ụ n s vi x ử lý, c á c h ã n g c h ế tạ o b á n d ẫ n d ã tíc h h ợ p c á c m ạ c h n g o ạ i vi và b ộ vi

x ử lý lên m ộ t c h i p d u y n h ấ l đ ể tạ o ra c á c b ộ vi đ i ề u k h iể n

N h ữ n g b ộ vi đ i ề u k h i ể n m ới n h ấ t c ủ a M I C R O C H I P , M O T O R O L A , A T M E L ,

A V R , d ã c h ứ a b ê n t r o n s n h iề u th iế t bị n g o ạ i vi n h ư cá c loại b ộ n h ớ , c á c b ộ đ ế m

16 b it, k h ố i A D C p h â n a iả i 10 - 12 bít với n h i ề u lối v à o , c á c c ổ n g t r u y ề n t h ô n g loại

P S P / Ư A R T / l2C/ C A N / U S B , k h ố i đ i ề u k h iể n m à n hiển thị tin h t h ể lỏ n g , t h ậ m c h í

N g hiên cứu ÍOIIỊ (lụng vi (Hèn khiên P I C iro n íỊ (lo lư ờn g & đ iề u khiển

t h ố n ụ , m á y tín h ( n ế u c ó ) c h ỉ đ ư ợ c d ù n g n h ư là m ộ t p h ư ơ n g tiệ n t r ợ g i ú p đ é việc g i a o tiế p c iữ a n c ư ờ i s ử d ụ n c và hệ t h ố n g th ê m linh ho ạ i d ễ d à n g h ơ n

T h e o xu h ư ớ n g á p d ụ n g c á c vi đ iề u k h iể n đ ể thiết k ế c á c hệ t h ố n g đ o lư ờ ng

d i ề u k h iế n t ự đ ộ n g , tr o n c k h u ô n k h ổ b àn luận v ãn n à y tôi t ậ p t r u n g n g h i ê n c ứ u , á p

c ổ n g t r u y ề n k h ô n g đ ổ n g b ộ , khối b iế n đ ổ i s ố tư ơ n g tự A D C .

- X â y d ự n g sơ đ ồ k h ố i tổ n g th ể c h o h ệ t h ố n g

- L ự a c h ọ n cá c vi m ạ c h p h ụ trợ th íc h h ự p n h ư đ ồ n g h ồ thời g i a n thự c, b ộ

n h ớ E E P R O M , n i ô đ u n h i ể n thị L C D v à g h é p nối c h ú n g với vi đ iề u k h iể n

- L ự a c h ọ n và g h é p nối c á c c ả m b iế n đ o n h i ệ t đ ộ , đ ộ ẩ m , đ o tốc đ ộ g i ó với

T á c g i ả x in b ày tô l ò n e b iết ơn sâ u s ắ c đ ê u g i á o viên h ư ớ n g d ẩ n : T iế n s ỹ N g ô Diên T ậ p , g i á n g v iê n K h o a C ô n g n g h ệ - Đ ạ i h ọ c Q u ố c g ia H à n ộ i, n g ư ờ i đ ã tận tình

h ư ớ n g d ẫ n và đ ư a ra c á c n h ậ n xét vô c ù n g q u í b á u t r o n g q u á trì n h tlụrc h iệ n lu ận vãn T á c íỉiả c ũ n g c h â n t h à n h c ả m ơn Ban lã n h đ ạ o v à c á c b ạ n đ ổ n g n g h i ệ p tr o n g

C ô n g ty L iê n D o a n h T h i ế t bị V iễ n t h ô n s A N S V nơi tác g i ả đ a n g c ô n g tá c đ ã t ạ o điều k iện d ể h o à n t h à n h b ả n luận văn n à y

N g h iê n cứu ứng dụng vi diều khiển P I C trong đo lường á điêu khiển

suấ t tín h to á n c a o n h ư ờ m á y tín h c á n h â n , c á c h ệ đ iề u k h i ể n t r o n g c ô n g n g h iệ p

H ư ớ n g t h ứ hai là thiết k ế , c h ế t ạ o c á c vi đ i ề u k h i ể n (m icrocontroller), đ ó là m ộ t vi

m ạ c h d ơ n b é n t r o n g c h ứ a m ộ t b ộ vi x ử lý 8 - 1 6 bit x ử lý vài triệ u l ệ n h / g iâ y và c á c

k h ố i: b ộ n h ớ , b ộ đ ế m , b ộ b i ế n đ ổ i tư ơ n g t ự số, b ộ s o s á n h , c á c c ổ n g t r u y ề n th ô n g

N ó i c á c h k h á c , đ ó c h ín h là m ộ t h ệ t h ố n s m á y tín h (com puter và m icrocomputer)

t r o n c m ộ t vi m ạ c h C á c b ộ vi đ i ể u k h i ể n điển hình là M otorola 6 8 H C 1 1 , Intel 8051,

J

ROM.EEPROM Program & Data

Màn hiển thị - VI điéu Khiển khác - Cảm biến tưclng lự Mạch điện tưang tư Thiết bị sổ - Máy linh HOST • Oión áp đo lưùng • Động cơ oc

Hình 1: Sơ đổ khối của vi điều khiển cấu hình đầy đủ.

I 1

N g h iên cứu ứng dụng vi đ iề u kh iển P Ỉ C tro n g đ o lư ờ n g & đ iể u kh iển

B ộ vi đ iể u k h i ể n đ ư ợ c d ù n g r ộ n g rãi t r o n g c á c th iế t bị đ i ệ n tử: c h ú n g c ó m ậ t

t ro n g c á c th iế t bị viễn t h ô n ẹ , m á y v ăn p h ò n g , t h i ế t bị uiái trí, đ ổ đ i ệ n tử g i a d ụ n g và

s ụ n (firm ware) Bộ n h ớ c h ư ơ n g trì n h R O M n à y c ó t h ể là lo ại R O M m ặ t n ạ ịm asked

R O M ): c h ư ơ n g trìn h d ư ợ c đ ư a v à o n g a y tr o n g q u á trìn h c h ế t ạ o vi m ạ c h , lo ại O T P

R O M c h o p h é p n ạ p c h ư ơ n g trì n h m ộ t lầ n , c ò n lo ạ i E P R O M c ó t h ể g h i và x o á n h i ề u lần, c h ú n g đ ư ợ c lập trìn h b ở i n a ười th iế t k ế h ệ t h ố n g

C h ươ n ẹ trìn h c h o vi đ i ề u k h i ể n là m ộ t t ậ p c á c lệ n h đ ã d ị c h t h à n h m ã m á y

-l h ư ờ n tỉ đ ư ợ c n ạ p trực t iế p từ m á y rinh v à o b ộ n h ớ R O M b ê n t r o n g vi đ i ề u k h i ể n

t h ô n g q u a m ộ t b ộ n ạ p t rìn h M ộ t p h í a b ộ n ạ p trì n h n h ậ n d ữ liệ u từ c ổ n c m á y tín h , phía k ia đ ư a d ữ liệu v à o vi đ i ề u k h i ể n q u a c á c c h â n “ n ạ p t r ì n h ” c ủ a vi m ạ c h , c á c

N ỉịh iê n cứ u ứng d ụ n g vi dieu khiển P Ì C trong d o lường & điều khiển

Nghiên cứu ứng dụng vi diều khiển PỈC trong đo lường & điều khiển

N g h iên cứu ứiìiỊ (lụng vi (lien khiển P Ỉ C tro n g do lường & d iề u khiển

C hương 2 VI ĐIỂU KHIỂN M IC R O C H IP

th iế t kê vi m ạ c h Đ i ề u k h i ể n g i a o tiế p n g o ạ i vi (Peripheral Interface Controller) v iết

tắt là PIC, đ ó là lin h kiện h ỗ t r ợ c á c c h ứ c n ă n g v à o /r a c h o vi x ử lý P IC k h ô n g c ầ n c ó

m ộ t c ô n e ty m ớ i, đ ặ t t ê n là A r i z o n a M i c r o c h i p T e c h n o l o g y , h i ệ n n a y là M ic r o c h ip

T e c h n o l o g y Inc.

C h i ế n lư ợ c p h á t triể n c ủ a c á c n h à đ ầ u tư là t ậ p t r u n g v à o vi đ i ể u k h i ể n và c á c

b ộ n h ớ b á n d ẫ n C á c vi m ạ c h P I C n - M O S d ư ợ c cải tiến, c h ế t ạ o d ự a trên n é n tả n g

c ố n c n e h ệ m ới C M O S C á c s ả n p h ẩ m đ ầ u tiê n c ủ a M i c r o c h i p đ ư ợ c b iết đ ế n và b án

ra với sô lư ự n g lớn là c á c vi đ i ề u k h iể n P I C th u ộ c h ọ C M O S P I C 1 6 C 5 x H ọ 16 C 5 x

c ó 2 biến thể với k iể u b ộ n h ớ ch ươn a trìn h là O T P và u v E P R O M Loại O T P c ó thể

n ạ p trình m ộ t lần d ù n g c h o s á n x u ấ t loạt lớn L o ạ i u v E P R O M x ó a đ ư ợ c b ằ n g tia

c ự c tím d ù n e khi p h á t triể n , th ử n g h i ệ m p h ầ n m ề m

N a m 1983 M ic r o c h i p là h ã n g đ ầ u tiê n đ ã tích h ợ p đ ư ợ c b ộ n h ớ c h ư ơ n g trình

k iể u fla s h E F P R O M vào n h ữ n g vi đ iề u k h i ể n m ớ i, t r o n g đ ó đ ư ợ c b iế t đ ế n n h i ề u n h ấ t

là P I C 1 6 C 8 4 v à P I C 1 6 F 8 4 Bộ n h ớ c h ươn s trìn h fla s h t r o n g P I C đ ã loại b ỏ vai trò

15

N iịh icn cứ u ứniỊ d ụ n g vi đ iểu khiển P Ì C tro n g do lư ờn g & đ iề u khiển

c ú a c á c vi đ i ề u k h i ê n x o á b ằ n g tia c ự c tím , c ó vỏ b ằ n g g ố m đ á t tiề n và c á c đ è n c h iế u tia c ự c tím

n a n « IC S P v à b ộ n h ớ c h ư ơ n g trìn h k iể u flash n ê n c á c n h à n g h i ê n c ứ u p h á t triể n ứng

d ụ n g d ù n g P I C t iế t k i ệ m đượ c h à n g tr ă m U S D s o với chi p h í m u a c á c c ô n g c ụ n ạ p trìn h c ho c á c lo ạ i vi d i ề u k h i ể n k h á c [13] V iệ c n ạ p trìn h c h o f la s h P I C rất d ễ d à n g , với m ộ t b ộ n ạ p t r ì n h đ ư n g iả n - c ó t h ể tự lắp r á p - c h i p h í ít h ơ n 10 U S D T h ờ i g i a n

đ ể x o á và c h i c h ư ơ n g trìn h vào fla sh P I C c h ỉ vài c h ụ c g i â y , s o với 15 p h ú t đ ể x o á

c á c ví d ụ á p d ụ n g , c á c đ ề tài C ó rất n h iề u s á c h viết về P I C , d ẫ n d ắ t c á c đ ộ c g i ả

N g hiên cửu ÍÙ 1 Í> dụ ng vi lỉié u khiển P I C trong đo lư ờn g & (liề u kh iển

Nghiên cứu ứng dụng vi (íiền khiển PỈC trong (ỉo lường & diều khiển

- Có phần cứng gỡ rỏi chương trình ICD ứ một sô loại

2.2.3 Họ cấp cao (High - end) 17Cxxx

Bao com các vi mạch ký hiệu l7Cxxx

- Kiến trúc khác so với các họ PIC cấp trung, cấp thấp

- Cỏ các lệnh tăng cường và nhiều khả năng định địa chỉ

- Có một vài lối vào/ra tăng cường

- Nạp trình kiểu song song

2.2.4 Họ cáp ca« (High- Peformance) 18Cxxx 18Fxx2

- Độ dài từ lệnh 16 bit

Bố trí các thanh ghi: 256 byte trên một bank, tối đa 16 bank

Đặc điểm

- Kiến trúc nâng cao, dựa trên nền tảng của họ cấp trung, xu hướng tương lai

sẽ thay thế cho họ PIC cấp trung, do tính tươne thích và khai thác được cáctính năng mới

- Có khả năng truy nhập tới 2 Mbvte bộ nhớ chương trình, 4 kbyte bộ nhớ RAM

- Có các lệnh tăng cường và nhiều khả năn2 định địa chi

- Véc tơ ngát dơn, có thổ lập trình dược mức độ ưu tiên các nguổn ngắt

- Kha nàn» vào/ra tương tự như các PIC họ cấp trung

- Hoạt động ở tần số tối đa 40 MHz, sử dụng bộ dao động thạch anh 10 MHz

và bộ nhân tẩn số PLL

- Có bộ nhớ chương trình kiểu flash cho tất cả các loại.

- Nạp trình nối tiếp ICSP, có khả năng tự chi vào bộ nhớ chương trình

Nạhicn cửu ứng dụng vi diều khiển PỈC trong đo lường cỉicu khiên

2.2.5 róm lược các ho vi điều khiên Microchip PIC

Iỉảng I : Tóm lược các họ vi điểu khiển PIC.

16C5x Cấp thấp Bộ nhớ OTP nạp trình song sons Các ứng dụng cơ bản

16HV540 Cấp thấp Có ổn áp bên trong, điện áp làm việc

digital16C62X Cấp trung Có bộ so sánh điộn áp Giám sát các đại lượng điện tương tự

16F62x Cấp trung Có bộ so sánh điện áp / bộ nhớ flash Giám sát các đại lượng điện

tương tự

16x8x Cấp trung Bô nhớ flash / bỏ nhớ Data EERPOM Phát triển ứng dụng

16F87x Cấp trung A DC / bô nhớ flash / bộ nhớ Data

EERPOM

Giao tiếp với các đại lượng điện tương tự / phát iriến ứng dụng

(tiện tương tự 17Cxx Cấp cao Truy nhập dược bộ nhớ ngoài Các ứng dụng tiên liến

18Cxxx Cấp cao

ISCxx

. , , , , , , , Các ứng dung giao liếp các

A IX / I2C, bô nhớ OTP , , ‘° ■ c c 1 '

dại lượng tương tự /s ô

19

Nghiên cứu ứ/ìíỊ dụng vi (liều k h iể n P IC trong đo lường & đ iê u k h iể n

2.3 LỰA CHỌN LOẠI VI Đ lỂ U KHIỂN đ ể n g h i ê n c ứ u ÚN ( ỉ D Ụ N í ;

Tronu khuôn khổ bản luận văn này vi điều khiển PIC16F877A được lựa chọnnghiên cứu ứng dụng do có các ưu điếm sau:

- Là vi điều khiển flash PIC thuộc họ cấp trung Bộ nhớ chương trình dunglượng 8 kbyte đú lưu chương trình ứng dụng tương đối phức tạp

- Đóng trong vỏ DIP 40 chân, có 5 cổng A-B-C-D-E với tổng số 33 lối vào/ra

Số lượng cổng vào ra nhiều nên ẹhép nối được với nhiều thiết bị ngoại vi như các cảm biến với lối ra số, nút bấm điều khiển, vi mạch đồng hổ thời gian thực, bộ nhớ ngoài, môđun hiển thị tinh thể lỏng LCD

- Có 3 bộ timer dùng để định thời gian và đếm xung trong các ứng dụ n s đếm

số lượng và đo tần số xung

- Có khôi biến đổi tưưng tự - số 8 kênh, độ phân giải 10 bit, thích hợp cho các ứng dụng cần do tín hiệu điện áp tương tự nhiều kênh

- Có khối UART để uhép nối với thiết bị truyền thông, điều khiển như môđem, máy tính theo chuẩn giao tiếp RS-232

- Có khối điều khiển giao thức bus I2C để ghép nối với bộ nhớ EEPROM chuẩn I2C

- Giá không quá cao, chi 5,76 USD/ vi mạch

Nghiên cứu ứnạ (lụng vi (licit khiên PIC trung đu lường ổ i diều khiển

C hư ơ ng 3 C Ả U T R Ú C VI Đ IẼ U K H IÊ N P IC 16F877A

3.1 MÔ TẢ KHÁI QUÁ I VẾ TÍNH NĂNG CỦA VI ĐlỀU KHIỂN PIC 16F877A

• Hộ x ử lý tr u n g tám C P U R ISC

Tập lệnh chỉ gồm 35 lệnh RISC

Các lệnh thực hiện trong I chu kỳ máy, trừ các lệnh rẽ nhánh chiếm 2 chu kỳ.Tốc độ hoạt động: tần số xung nhịp từ 0 Hz đến 20 MHz nhờ thiết k ế hoàn toàn tĩnh

Bộ nhớ chương trình 8 k X 14 bit

Bộ nhớ dữ liệu RAM 368 X 8 bit

Bộ nhớ dữ liệu EEPROM 256 X 8 bit

• C ác thiết bị ngoại vi giao tiếp số (digital)

TimẹrO: Bộ đếm/timer 8 bit, có bộ chia trước 8 bit

Timer 1: Bộ đếm 16 bit, có bộ chia trước hệ số 1, 4, 16 Đếm xung được trong trạng

thái SLEEP với xung nhịp đưa từ bên ngoài

Timer2: Bộ đếm /timer 8 bit có chia trước, chia sau

Hai khối Compare/Capture/PWM thực hiện chức năng so sánh/bắt giữ số xung và

điều chế độ rộng xung

Cổng nối tiếp đổng bộ theo chuẩn giao thức SPI và I2C

Bộ thu/phát đổng không đồng bộ vạn năng UART có phần cứng phân biệt địa chỉ Cổng son« song PSP 8 bít có chân điều khiển RD, WR, c s

Cớ mạch phát hiện sự giảm điện áp nguồn, chức năng BOR

• K hả n ă n g giao tiếp với tín hiệu tương tự (analog)

Bộ biến đổi tương tự/số 10 bit, 8 kênh

Khôi so sánh tương lự có dặc tính:

- Gồm 2 bộ so sánh tương tự

- Khối tạo điện áp chuẩn bên trong lập trình được

- Lối ra của bộ so sánh có thể truy nhập từ bên ngoài

• Các đ ặc tính riêng

Đảm bảo 100.000 lần «hi/xoá vào bộ nhớ ch ươn 2 trình flash

Đảm bảo 1.000.000 lần uhi/xoá vào bộ nhớ dữ liệu EEPROM

21

Nghiên cứu ứng (lụng vi cỉiềit khiển PIC trong đo lường & (tiều khiển

Bó nhớ dữ liệu kiểu EEPROM lưu được dữ liệu trên 40 năm

Tự nạp trình dưới sự điều khiển của phần mềm bootstrap qua giao diện nối tiếp.Nạp trình nối tiếp ICSP

Điện áp nạp trình 5 V ở chê độ LVP

Bộ đếm giám sát Watchdog có mạch tạo nhịp RC bên trong, độc lập

Có cơ chế khoá chống sao chép chương trình

Chế độ SLEEP tiết kiệm năng lượng

Nhiều lựa chọn về bộ dao động tạo nhịp RC, LP, XT, HS

Chức năne eỡ rối chương trình ICD qua 2 chân

Chế tạo bằng công nghệ CMOS, tiêu thụ ít năng lượng, tốc độ cao

3.2 SO ĐỔ KHỐI CHÚC NÂNG VÀ CÁC CHÂN VÀO RA

Vi điều khiển PIC có kiến trúc Harvard, trona đó CPU truy nhập chương trình

và dữ liệu được trên 2 bus riêng biệt, nên làm tăng đáng kể bãng thông so với kiến trúc kiểu Von Neumann trong đó CPU truy nhập chương trình và dữ liệu trên cùng một bus

Việc tách riêng bộ nhớ chương trình và bộ nhớ dữ liệ u cho phép sô bit của từ lệnh có thể khác với số bit của từ dữ liệu, ở PIC 16F877A, từ lệnh dài 14 bit, từ dữ liệu 8 bit

PIC 16F877A chứa một bộ ALU 8 bit và thanh ghi làm việc WR (W orking Register). ALAJ là đơn vị tính toán số học và logic, nó thực hiện các phép tính số học

và đại số Boole trên thanh ghi làm việc WR và các thanh ghi dữ liệu ALU có thể thực hiện các phép cộne, trừ, dịch bít và các phép toán logic

Vi điều khiển PIC 16F877A được dons trong vỏ nhựa hai hàng 40 chân DIP việc bố trí các lối ra mồ tả trong hình 2

PDIP (40 pin)

1 } 40 ~1 - ■ ■ 0R7/Pr5n iflULIvVt 1 l_,

RA0/AN0 -—- c7 39_J J ■*— RB6.*PGCnu/iruuRAI.'AN 1 •—«- C 3 38 5 • RB5 RA^/AIW.Vaf’e-fCVREP -t a [■4 37-J ^ RA3/AN3/VREF* -—► C 5 36 □ RĐ3/PGM

fiAr«/ANM.'«ĩ5jT?ni JT _( V Ị <í 34 3 * * Rữt^3RFO'RD-'ANS •+ *■ c 8 33 -)-*_ to- MHO/iNt RE1/WRMN6 9 2 32 D - V do

RÊ2/CS/AN7 «— 10 5 31 D *— Vss Vnc'. « Q 11 Ịĩ 30 1 ■ ■ Rn7i'PcĨP7 Vss c n CO 00 ^ ” nui'r or /

OSC1/CLKIN •• Ẽ 13 u_CO 23 _J r%uvi r Oỉ ụ

„ RD5/PSPS 0SC 2/CLK 0ur « C 14 rr J RD4/PSP4 RCOTlOSO/TtCKI C™ u

15 £ 26 5 — - RC?/RX>'DT KCVMOSI/CCP2 C 16 °- 25 5 —- RC6.-7X/CK RC2/CCP1 C 17 24 5 ► RCWSOO RC3/SCK/SCI ■«_►C 18 23 J _» RC4/SOt’SOA ROO.P5PO — £ "í — r RD3/PSP3 ROlíPSPl 20 21 5 R02PSP2

NiỊỈiiân cứu ứng dụng vi diều khiển PÌC trong đo lường & điều khiển

1 3

RA1/AN1RA2/AN2A/REF-/CVR£éRA3'AN3A/REF*RA4.T0CKÎ/C1OUTRA5/AN4/SS/C20UT

RC0/T1OSO/T1CKỈRcimosí/ccP2RC2/CCP1RC3/SCK/SCLRC4/SDI/SDARC5VSDORC6^TX7CKRC7/RX/DT

Data EEPROM CCP1.2 Synchronous Serial Port USART Comparator RcíercncoVoltage

H ìnli 3: Sơ đồ khối chức năng của PIC 16F877A.

Hình 3 là sư dồ khối chức năng của vi điều khiển PIC 16F877A

Báng 2 mò tả chức năng của các chân vào ra của vi điều khiển Ớ PIC 16F877A

đa số các chùn vào ra được sử dụng cho nhiều chức năng, ví dụ các chân của cổng A

là cổng vào ra số và là các lối vào cho điện áp tương tự của khối biến đổi ADC hay khối so sánh tương tự (Com parator).

Các chức năng cụ thể cho từng chân vào ra được xác lập khi lập trình qua việc điều khiển các thanh ghi chức năng thuộc các khối liên quan đến chân này

2 3

NíỊhién cửu ứiiíi dụniỊ vi diêu klìicn PIC trong đo lường & điều khiên

Bảng 2: Mô tá chức nâng các chân cùa PIC 16F877A.

R A 2 /A N 2/V -R cff/C V R cf

Vào/ra số Lối vào analog 2 Lôi vào điện áp chuẩn

V -ref của ADC Lối ra V rcf so sánh

RCO/T1O SO /T1CK1 15 I/O Vào/ra số Tạo dao động tim erl Xung nhịp ngoài

cho timer 1

RC 1/T10SI/C CP 2 16 I/O Vào/ra số Tạo dao động timer 1 Lối vào Capturc2

Lối ra Compare2 Lôi ra PWM2 RC2/CCP1 17 I/O Vào/ra số Lối vào Capture 1 Lối ra Compare! Lối

ra P W M 1 RC3/SCK/SCL 18 I/O Vào/ra s ố Nhịp đồng bộ cho SPI VÌ 1 12C

RC4/SDI/SDA 23 i/o Vào/ra số Vào dừ liệu SP1 Vào/ra dữ liệu I2C

truyền đồng bộ

Nghiên cửu ứng (ỉiiníỊ vi (tiêu khiển PIC trong đo lường & diêu khiển

R C 7/R X /D T 26 I/O Vào/ra số cổng nhận khổng đổng hộ Dữ liệu đồng

bộ

CALL RETURN RKTPỈk* P.ÏTLW

0 't ’Ctop

Slrt<:k I nvnlA

3.3 TỔ CHỨC l ỉ ộ NHỚ VÀ CÁC THANH GHI CHỨC NĂNG ĐẶC BIỆT

Có 3 loại bộ nhớ trong vi điều khiển

16F877A: bộ nhớ chương trình, bộ nhớ dữ liệu

RAM và bộ nhớ dữ liệu EEPROM Bộ nhớ chương

trinh và bộ nhớ dữ liệu có 2 bus riêng nên có thể

truv nhập dồng thời

3.3.1 Bộ nhớ chương trình flash

Vi điều khiến PIC16F877A có bộ nhớ

chương trình kiểu flash đun« lượne 8 k X 14 bit,

chia làm 4 bank Thanh ghi của bộ đếm chương

trình PC (Program Counter) 13 bit, đủ định địa chí

cho 8 k không gian bộ nhớ Khi khởi động, bộ đếm

ch ươn 2 trinh bắt đầu từ địa chỉ OOOOh, vectơ ngắt

17FPÎI

I l ì n l i 4: T ổ ch ứ c h ộ nhớ.

25

Nghiên cửu ứng dụng 17 điều khiển PỈC trong đo lường & diêu khiển

nạp trình cho vi điều khiển qua bộ nạp trình Do có kha năng tự ghi vào bộ nhớ chươnc trình nên vi điều khiển PIC 16F877A còn có thể được nạp trình qua cổng

u ART dưới sự điều khiển của chương trình Bootstrap

3.3.2 liộ n h ớ d ừ liệu RAM

Bộ nhớ cỉữ liệu được chia làm 4 bank trong đó có các thanh ghi đa năng GPR

(Genera! Purpose Register) và các thanh ghi chức năng đặt biệt SFR (Special Function Register). Việc chọn các bank được xác định bằng các bit RP1, RPO của thanh ghi STATƯS<6:5>

Indirect addr.*-' 00h Indirect addr.(‘* 80b Indirect addr.(‘> 100h Indirect addr.1’1 180h

16 Bytes

117h General

Purpose Register

80 Bytes

EFh

General Purpose Register

80 Bytes

16Fh

General Purpose Register

80 Bytes lEFh

7Fh

accesses70h-7Fh

FOhFFh

accesses70h-7Fh

170h 17Fh

accesses 70h - 7Fh 1F0h

Nghiên cứu ứ/iỊỊ (IttníỊ vi (tiều khiển PIC trong do lưỞMỊ (í điều khiển

Tổng dung lượng của các GPR RAM là 368 byte, lớn hơn nhiều so với các vi điéu khiên khác như ỏ họ 8051 chí có 128 bvte Các thanh ghi GPR được dùng đê lưu giá trị các biến trong chương trình Các thanh ghi đặc biệt SFR dùng để quản lý, điéu khiển các chức năng của tất cả các khối thành phần bên trong vi điều khiển.3.3.3 Bộ n h ớ d ữ liệu E E P R O M

Một bộ nhớ dữ liệu đặc biệt kiểu EEPROM dung lượng 256 byte được tích hợp trong PIC I6F877A và dược xem như là một thiết bị ngoại vi nối vào bus dừ liệu, bộ nhớ này có thế ghi/ dọc trong quá trình hoạt động dưới sự diều khiển của chương trình Bộ nhớ EERPOM thường dùng các lưu dữ liệu ít thay đổi như các hàn« sô chuẩn, các dữ liệu của ncười sử dụna và không bị mất đi khi ngắt nguồn nuôi Các thanh ghi chức năng đặc biệt EECON1, EECON2, EEADR, EEADRH được sử dụng để truy nhập đến bộ nhớ này

ra COI1 2 là alii vào thanh ghi chốt lối ra PORTA

2 7

Nghiên cứu ứng dung vi (liêu khiển PIC trong cío lường & diều khiến

RA4 là lỏi vào trigger Schmitt và là lối ra cực m áng ngỏ Chân RA4 dùng chun« với lói vào xung nhịp cho timerO khi dùng làm bộ đếm xung từ bên ngoài Các chân khác của cổng A được ghép với lồi vào của bộ so sánh tương tự và bộ biến đổi ADC 8 kênh Việc lựa chọn kênh vào cho ADC được chọn hỡi các bít diều khiển trên hai thanh ghi ADCON1 và ADCON2

3.4.2 C ổ n g B

Cổng B là cổng 8 bít vào/ra hai hướng Thanh ghi định hương cổng là TRISB Thanh ghi chốt lôi ra cổng B là PORTB

Chân RBO có thể dược chọn ỉà lối vào của ngắt ngoài Extlnt, lối vào này lập

cờ ngắt INTF khi có sườn lên hoặc sườn xuống của xung tuỳ thuộc eiá trị bit 1NTEDG trong thanh ghi OPTỈON

Có 3 chân của cổng B được ghép với chức năng ICSP là RB6, RB7, RB3 tương ứng với lối vào PGC, PGD, LVP khi nạp trình

r b p u (2 >

In S e r i a l P r o g r a m m i n g M o d e

Hình 7: cổng RB <0:3> và RB <4:7> 10 Mỗi chân Irong cổng B được nối tới một điện trở kéo lên (pull-up) có trị số

20 kQ bên trong Việc lựa chọn dùng/không dùng các điện trở này thực hiện bằng cách xoá/đạt bit RBPU trong thanh ghi OPTION

Lối vào RB4-RB7 làm phát sinh ngắt RBIF khi thay đổi trạng thái nếu các chân này được định nghĩa là các lối vào Trạnu thái hiện tại của lối vào này được so

Nghiên cứu ửnq dung 17 (liền khiển PỈC trong cío lường & điều khiển

sánh với trạng thái được chốt lại tại lần đọc cổng trước đó, khi có sự khác nhau thì

cờ nẹắt RBIF được lập

Cổng c là cổng 8 bit vào/ra hai hướng Thanh ghi định hướng cổng là TRISC Các chân của cống c được ghép với các chức năng của mạch ngoại vi Các lối vào của cổ nu c có bộ đệm kiểu triggơ Schmitt Bảng dưới dây liệt kê các chức năng ghép của cổng c

Port/Peripheral Select*2'

Peripheral Data Out Poit'Ponphofal SoloedHenpnerai Data urn

WRPort

RD TRIS

Peripheral

OE*

SchmittTrigger V

?rjPort

D Q

►CK>_QDau Laỉch

D o

►ck\_qTRIS Latch

I ? topm111

VSchmrtlInggerwill)

SMBusLevels

H ình 8: Cổng RC<0:2 - 5:7> và RC<3:4>.

Bang 3 : Các chức năng "hep của cổng C.

RƠ)/T1 O SO /TICK I bito Cổng vào/ra Lối ra dao động Timer 1 Lối vào xung nhịp

Timer 1

R V 1 / T 1OSI/CCP2 bit 1 Cổng vào/ra Lối vào dao động Timer 1 Lối vào

Capiure2/lối ra Compare2 Lối ra PWM2 RC2/CPFI hit 2 Cổng vào/ra Lối vào Capture 1/lối ra Compare 1 Lối ra

PWM1 RC3/SCK/SCL bit 3 Lối ra xung nhịp của chế độ truyền đồng bộ tuần tự SPI

hoặc I2C KC4/SDI/SDA bit 4 Lối vào D A TA của chế độ SPI, DATA I/O của 12C

RC5/SD0 hit 5 Cổng vào/ra Lối ra của cổng truyền đổng bộ tuần tự

RC6/TX/CK bil 6 Cổng vào/ra Lối ra Tx của USART Xung nhịp chế độ

truyền đồng bộ

R C 7/R X /D T bit 7 Cổng vào/ra Lôi vào Rx cùa USART Dữ liệu chế độ

truyền đồng bộ

2 9

Nghiên cứu ứng dụng vi điểu khiển PIC trong đo lường & điều khiển

3.4.4 C ốn g I)

Cổng D là cống 8 bít vào/ra hai

hướng, [hanh ghi định hướng cổng là

TRISD Các lối vào cùa cổng D có bộ đệm

kiểu triggư Schmitt c ổ n g D có thể dược

định dạng là cổng song song 8 bit kiểu

Slave, việc điều khiển các chức năng

Đọc/Ghi/Chọn cổng sử dụng các chân

REO/RE 1/RE2 của cổng E

3.4.5 C ổ n g E

Cổng E là cổng vào ra hai hướng gồm

các chân RE0/RD/AN5, RE1ẠVR/AN6,

RE2/CS/AN7 Thanh ghi TRISE định hướng

cổ nu là vào/ra Thanh ghi PORTE g h i g iá trị

cần đưa ra cổng, c ổ n g E còn là các lối

vào/ra điều khiển cổníĩ song sonẹ khi cổng

D dược thiết lập là cổng vào/ra song song

Các chân REO /RE 1/RE2 còn là kênh vào

điện áp tương tự thứ 6, 7, 8 của bộ biến đổi

ADC

H ình 9: cổng D.

H ình 10: cổng E.

Nghiên cữu ÍÙÌÍỊ dụng vi (licit khiển PIC trong do lường & điều khiển

- Có bộ chia trước 8 bít lập trình được

- C h ọ n xung nhịp bên trone hoặc bên ngoài

- Sinh ngất T0IF khi tràn chuyển từ FFh —> OOh

- Chọn sườn xung khi lấy XUI 12 nhịp từ bên ngoài

TirnerO dùng làm bộ dem xung nhịp của vi điều khiển để tạo ra một bộ đếm thời gian Chế độ đếm thời gian được chọn bằng cách đặt bit TOCS = 0 (bit OPTIüN<5>) Trong chế độ đếm thời gian, thanh ghi TMRO tăng một đơn vị sau mỗi chu kỳ máy Thanh ghi TMRO có thể được ghi đọc Iron« chương trình để xác lặp hoặc lấy giá trị hiện thời của TimerO

Dala Bus / 8

Nĩịhiên cứu ứntỊ (hum 17 diều khiên PỈC tron Q do lường & điều khiển

TimerO còn (lùng clể đếm các xung từ bèn ngoài cấp qua chân RA4 Chế độ đếm xung được chọn hãng cách đạt TOCS = 1 Trong chê độ này thanh ghi TMRO táng một đơn vị sau mỗi sườn lên hoặc sườn xuống, luỳ thuộc vào trạng thái bít TOSE

Bộ chia trước được dùng chung cho hai khối watchdog và TimerO Việc gán

bộ chia trước cho khối nào được chọn bằng bit PSA (OPTION<3>) Hệ số chia phụ thuộc giá trị các bit PS2:PS1 :PS0 của thanh ghi OPTION

N gắt TimerO

Neất TimerO xảy ra khi thanh ghi TMRO bị tràn, chuyển từ FFh -> OOh Sự tràn này sẽ đật bit TOIF = 1 Ngắt T0IF có thể được che bằng bit TOIE Cờ T0IF phải được xoá bầr>2 phần mềm

3.5.2 Khói Timerl

Sel Flag bit

TMR1IF on

Hình 12: Sơ đồ khối Tim erl.

rimer 1 là bộ đếm 16 bit được cấu tạo từ hai (hanh ghi 8 bit TMR1H và

T M R 1L Cặp hai thanh ghi T M R 1H và T M R 1L tăng từ OOOOh đến FFFFh rồi trở về OOOOh Ngát TM R1IF nếu được cho phép sẽ được tạo ra khi bộ đếm chuyển từ FFFFh về OOOOh và lập bit TMR1IF Ngắt này có thể cho phép/không cho phép bằng cách lập/xoá bit T M R 1IE

Thanh ghi TI CON dô dặt các chế độ cho Timerl

Timerl cổ thể làm việc trong hai chế độ: là bộ đếm thời gian hoặc là bộ đếm xung

Ý ncỉíia các bít cùa thanh ghi TI CON

Bit 7 - 6: Không dùng

Nạhiên cứu ứiìíỊ (/mu’ vi (lieu khiên PIC trong do lường & điều khiển

Bit 5-4: TICKPSI chọn hệ số bộ chia trước

Bít 2: TI SYNC điểu khiến đổng bộ với xung bên ngoài

1 = không đồng bộ với xung nhịp

0 = có đồnẹ bộ với xung nhịp

Bit 1 : TMR1CS chọn nguồn xung nhịp

1 = xune nhịp ngoài dưa vào từ chân RB6

0 = xung nhịp bên trong, bằne 1/4 tần số xung nhịp của dao động thạch anh FoscBit 0: T M R I ON bật/ tát timer 1

Hình 13: Sơ đồ khối Timer 2.

Xung nhịp vào (Fosc/4) qua hộ chia trước có các hệ số 1:1, 1:4, 1:16 được chọn bằng hai bit T2CKPS1 :T2CKPS0

Timer2 có thanh ghi 8 hit PR2 Timer2 tăng từ OOh đến khi bằng giá trị lưu trône PR2 rồi quay về OOh tại chu kỳ xung tiếp theo PR2 là thanh ghi chi/đọc được PR2 được sán là FFh khi khới độns lại

Lối ra "bằng nhau" EQ cua TMR2 dưa vào bộ chia sau 4 bit 1:1, 1:2, 1:16 tạo ra ngắt TMR2 (lập bit TM R2IF = 1)

33

Nghiên cứu ứm> dung vi diều klìiển PiC trong do lường & diều khiển

START 3nd STOP bit Detect

Addr Match

Set, Resel

*■ s,p bits (SSPSTAT reg)

Timer2 có thể được tát khi không sử dụng đến bằng cách đặt bit T M R 2 0 N = 0 nham aiảni công suất tiêu thụ

3.6 CỔNG NỐI TIẾP ĐỔNG BỘ I2C

MSSP là khối diều khiển bus I2C

hoạt động ở chế độ chủ (M aster Mode)

hoặc chế độ tớ (Slave M ode). Khối này

còn tạo ra các ngắt tại các bit START và

STOP đé xác định trạng thái bus rỗi trong

chế độ đa chủ (M iàíi M aster Mode)

(nhiều thiết bị I2C cùng truy nhập đến

các thiết bị 12C tớ trong bus) Khối MSSP

thực hiện các chế độ làm việc tiêu chuẩn

7 bit hoặc 10 bit địa chỉ

Hai chân dùng để trao đổi dữ liệu là

- Dữ liệu nối tiếp SDA - RC4/SDI/SDA

Các Ihanh ehi sử dụng cho hoạt động của bus I2C là

- Thanh ghi điều khiển MSSP (SSPCON)

- Thanh çhi dieu khiên 2 (SSPCON2)

- Thanh ũhi trạng thái (SSPSTAT)

- Thanh chi đệm truyền nhận tuần tự (SSPBUF)

- Thanh ghi dịch (SSPSR)

- Thanh çhi địa chi MSSP (SSPADD)

SSPCON, SSPCON2, SSPSTAT là thanh ghi điều khiển và đặt trạng thái của khối giao tiếp chuẩn I2C

SSPSR là thanh chi dịch để dịch dữ liệu ra/vào, không truy nhập trực tiếp SSPBUF là thanh chi đệm để dữ liệu được chi vào/đọc ra

SSPADD dù 112c để lưu địa chí của thiết bị tớ khi khối SSP dược cấu hình là• • •thiết bị tớ Khi được cấu hình là thiết bị chủ, 7 bit thấp của SSPADD dù ne để lưu giá tri cho mach tao tốc đô baud

Hình 14: Khối MSSP.

Nghiên cứu ÍÙIÍỊ (lụiiíỊ vi diều khiển PiC trong do lường & diều khiển

Tron«! ch ế độ nhận SSPSR và SSPBUF tạo thành cặp thanh ghi đệm kép Khi SSPSR nhận (lù một byte, nó chuyển byte dữ liệu sang SSPBUF và lập cừ ngất SSPIF

Tron2 khi truyền việc viết một byte dữ liệu vào SSPBUF sẽ ghi vào cả hai thanh ghi SSPBUF và SSPSR

3.7 BỘ THU PHÁT KHÔNG ĐổNG BỘ VẠN NẢNG UART

Bộ thu phát không đồng bộ UART truyền dữ liệu theo kiểu NRZ: bit START

- 8 bít dữ liệu - bit STOP Một khối BRG (Baud Rate Generator) bên trong có vai trò tạo các tốc độ baud theo tiêu chuẩn bàns cách chia tần số xung nhịp lấy từ mạch dao động Chức năng tạo bít kiểm tra chẵn lẻ khôrm được hỗ trợ trên phần cứng nhưna điều này có thể thực hiện bằng phần mềm

3.7.1 Khối truyền không dong bộ

Phần chính của khối là thanh ghi dịch TSR nó nhận dữ liệu cần gửi từ thanh ghi TX REG trước đó được khối xử lý ghi vào TSR được nạp khi bit STOP của khung dữ liệu trước đã được gửi đi Ngay sau khi bit STOP kết thúc TSR được nạp bằng nội dung cùa TXREG TXREG rỗng và cờ ngắt TXIF dược lập báo trạng thái TXREG đang rỗng Việc truyền có thể dược cho phép/cấm bằng cách lập/xoá bit TXEN

Hình 15: Khối truyền không đồng bộ.

3.7.2 Khối n h ận không đ ồ n g bộ

Phần chính của bộ nhận nối tiếp là thanh ghi dịch nối tiếp RSR Sau khi lấy mẫu bit STOP, dữ liệu nhận dược trong RSR chuyển sang thanh ghi RCREG nếu thanh chi này đang rỏ ne Nếu việc chuyển thành công, cờ ngắt RCIF được lập

35

Nghiên cứa ứng dụng vi điều khiển PỈC trong đo lường & diều khiên

Hình 16: Khối nhận không đổng bộ.

RCREG !à thanh ghi đệm kép kiểu FIFO cho phép lưu 2 byte trong RCREG trone khi byte thứ 3 đang dược dịch trong RSR Nếu bit STOP của byte thứ 3 được nhận mà thanh ghi RCREG vẫn đang đầy thì bit báo lỗi tràn OERR (Overflow

E rro r) được lập để báo có sự tràn của bộ nhận và byte vừa nhận sẽ bị loại bỏ Một bit báo lỗi khung truyền FERR (Fram e E rro r) được lập khi khổng nhận được bit STOP

3.8 KHỐI CHUYỂN ĐỎI TƯƠNG T ự /S ố A DC

Khối chuyển đổi tương tự/số có 8 lối vào được tích hựp trong vi điêu khiển PIC16F877A có độ phân giải 10 bit Khối ADC có lối vào cho mức điện áp chuẩn

v +rf và v_ref Điện áp chuẩn cho khối ADC có thê’ lựa chọn bànc phàn mềm với cácmức là điện áp nguồn Vdd/Vss hoặc điện áp chuẩn từ bên ngoài qua chânRA3/RA2

Khối ADC có 4 thanh ũhi

A D R ESH lưu phần byte cao của kết quả biến đổi ADC

A D R ESL lưu phần byte thấp của kết quả biến đổi ADC

ADCONÖ thanh ghi điều khiển 0

ADCS1 :ADCS() Chọn nguồn xung nhịp và tốc độ cho khối biến đổi ADC

Nghiên cứu ứniỊ (lụng vi điêu khiển PÌC tronq đo lường & diều khiển

GO/DON lĩ

ADON

Trạng thái chuyển đổi

Bật/tắt khối chuyển đổi ADC

(R*ílcic»tccVùtiAQ*! Ị - - Ị j

O-* -Hír:

PCFG3 PCfCO

CHS2 Lils:i ĩl.l

> v, v

, v

>V-= v

> v, v

REÍIAN?'«

£ x ] lìE IÍA N o "’

{x] «EK/VNí"*

|^/| RAÍI/AM [y] RA.Ỉ.'AN.Wh>*i

3.9 CÁC ĐẶC ĐIỂM RIÊNG VẢ THIẾT LẬP CẤU HÌNH PIC

3.9.1 Các điểm inới trong vi điều khiển P1C16F877A

Vi điều khiển PIC16F877A có nhiều bộ phận, đặc tính được tích hợp thêm để làm tăng tối đa độ tin cậy, giảm giá thành hệ thống do ít cần dùng thêm các linh kiện cẩn thêm bên ngoài, có chế độ tiết kiệm năng lượng và khả năng chống sao chép nội dung chương trình

• Lựa chợn nguồn xung nhịp

Tuv theo tần số và linh kiện tạo dao động để chọn một trong 4 cấu hình:

- L P Bộ dao động thạch anh công suất thấp, tần số < 200 ki Iz

- XT Rộ dao độn2 thạch anh chuẩn, tần số l MHz đến 4 MHz

HS Bộ đao động thạch anh tần số cao, từ 4 MH/ đến 20 MHz

- RC Bộ dao động đơn giản dùno điện trở và tụ điện

37

Nghiên cứu ứniỊ (I iiihị vi điêu khiến PÌC trong do lường & (licit khiên

• C ác mạch tạ« trạ n g thái khỏi động lại R E S E T

Hình 18: C á c k h ô i tạ o tín h iệ u R E S E T

Khối tạo tín hiệu RESET tạo ra các kiểu tín hiệu RESET khác nhau cho vi điều khiển tuỳ theo các điều kiện sau:

Reset khi vi điều khiển mới được cấp nguồn POR (Pow er 0 1 ì Reset).

- Lối vào MCRL M aster C lear trong chế độ hoạt động bình thường

- Lối vào MCRL M aster C lear trong chế độ nghỉ SLEEP

- Bộ đếm WDT tràn tạo ra tín hiệu Reset khi hoạt động bình thường

Bộ đếm WDT tràn tạo ra tín hiệu Wake-up trong chế độ SLEEP

- Khối giám sát diện áp nguồn tạo tín hiệu Reset khi nguồn cung cấp sụt quá ngưỡng

• Các ngát Interrup t

Trong vi điều khiển PIC16F877A có 15 nsuồn sinh ra ngắt Thanh ghi điều khiển ngắl 1NTCON ghi các cờ ngắt và các bít cho phép ngắt toàn cục G1E, INTF, T01F, RBIF Các ngắt từ các thiết bị ngoại vi được ghi trong thanh ghi PIR1 và PIR2, các bit cho phép ngắt ngoại vi trong thanh ghi PIE1, PIE2

Nghiên cửu ứniỊ dụiìỊị vi (tiều khiển PIC trong íỉo lường & diều khiển

Hình 19: Tổ hợp logic các nguồn ngắt

Khi một cờ ngắt được lập, cờ cho phép ngắt CiIE được xoá đế cấm các ngắt khác Địa chí sẽ quay lại được cất vào ngăn xếp và thanh ghi đếm chương trình PC được nạp giá trị 0004h là địa chỉ của chương trình xử lý ngắt Nguồn sinh ngắt được xác (lịnh bằng cách hỏi vòng các cờ ngắt Sau khi xử lý xong ngắt, cừ ngắt tương ứng phải được xoá để thoát vòng lặp ngắt

• Bộ đ ế m w atchdog

Bộ đếm watchdog lù một bộ đếm xun« từ một khôi dao động riêng độc lập với xung nhịp của vi điều khiển, nó có chức năng giám sát sự hoạt động của chương trình Nếu vi điều khiển bị treo do lỗi phần mềm, hệ thống có khá năng tự khởi độnc, lại được

Khi sử dụng bộ giám sát watchdog, chương trình phải được thiết k ế sao cho

bộ đếm watchdog phải được xoá về 0 sau một chu kỳ nhất định để bộ đếm này khỏ na bị tràn Nếu vì một lý do nào đó, chương trình không xoá bộ đếm watchdog thì khi bộ đếm tràn: chuyển từ FFh về 0 sẽ sinh tín hiệu WDT time out Reset

Tronẹ chế độ hoạt động, nếu bộ đếm WDT tràn thì vi điều khiển sẽ khởi động lại Nếu vi điều khiên đang ở trạng thái SLEEP, bộ đếm WDT tràn sẽ đưa CPU trở về chế độ hoạt động bình thường Bit WDTE (Watchdog Ena ble) trong từ cấu hình dìinc để cấm/cho phép khối watchdog

Khỏi watchdog dùng chung bộ chia trước với TimerO Chu kỳ tràn của bộ đếm watchdog có thể xác lập trong dải 18,2 ms đến 2,5 s

3 9

Nghiên cứu Wig dụng vi lỉiéu khiển PIC trong đo lường & âiều khiển

f rom TMRO Clock Source (Figure 5-1)

WOTTime-out

Hình 20: Khối chức nãng mạch watchdog.

3.9.2 Định câu hình (C onfig Word)

Việc xác định các chế độ làm việc hay thiết lập các lựa chọn riêng cho vi điều khiển PIC16F877A được thực hiện bằng việc Iập/xoá các bit chức năng trong một lừ mã điều khiển dặc biệt gọi là Từ cấu hình (Cơnýìg Word) tại địa chí 2007h

Từ cáu hình này chỉ dược truy nhập hay thay đổi trong quá trình nạp trình

Từ cấu hình gồm 14 bít, trone đó có 3 bit khône dùng

Ý nehĩa các bit tron2 từ cấu hình

C P Bảo vệ bộ nhớ chương trình

1 = cho phép đọc chương trình trong bộ nhớ ra

0 = cấm đọc chương trình

DEBUG Cho phép debug trên hệ thống

1 = Không s ử dụng debug trên hệ thống: RB6, RB7 là chân vào/ra

0 = Sử dụ ne debug trên hệ thống: RB6, RB7 là chân nối đến mạch debug

YVRT1: YVRTO Cho phép ghi vào bộ nhớ chương trình

11 = Khônu chống ghi tất cả mọi địa chỉ