Trường Đại học Công nghiệp Tp. Hồ Chí Minh
Khoa Công nghệ Điện tử
Bộ môn Điện tử Công nghiệp
Bài giảng Vi xử lý
Lưu hành nội bộ
2
Mục lục
Chương 1: Giới thiệu chung về hệ vi xử lí. Giới thiệu chung về vi điều khiển PIC
Chương 2: Giới thiệu phần cứng của PIC 16F84 và PIC 16F877A
Chương 3: Tập lệnh của PIC 16F877A
Chương 4: Vào ra. Hoạt động của bộ định thời . Lập trình vi điều khiển PIC 16F84 và
PIC 16F877A.
Chương 5: Truyền thông nối tiếp USART
Chương 6: Ngắt
Chương 7: Bộ chuyển đổi tương tự sang số (ADC).
Chương 8: Bộ nhớ dữ liệu EEPROM, PWM, SPI/I2C.
Chương 9: Thiết kế hệ vi xử lí và hệ phát triển vi điều khiển.
3
Bài giảng số 1: Giới thiệu chung về hệ vi xử lí . Giới thiệu chung về vi điều khiển
PIC ( Số tiết: 5)
I. Ổn định lớp:
…………………….
II. Kiểm tra bài cũ:
………………………………………………………………………………………..
………………………………………………………………………………………..
………………………………………………………………………………………..
III. Tên bài giảng: Giới thiệu chung về hệ vi xử lí. Giới thiệu chung về vi
điều khiển PIC
III.1. Mục tiêu:
-Giới thiệu hệ đếm. Lịch sử phát triển của các bộ vi xử lí. Cấu trúc và chức năng
hoạt động của hệ vi xử lí. Chức năng và các thành phần bên trong của hệ vi xử lí.
Giới thiệu vi điều khiển. Các họ vi xử lí thong dụng.
-Giới thiệu vi điều khiển PIC: bộ nhớ chương trình, xung đồng hồ vi điều khiển, hệ
thống vi điều khiển. Đặc tính của vi điều khiển. Các loại vi điều khiển. Sử dụng vi
điều khiển: phần cứng vi điều khiển và lập trình vi điều khiển.
III.2. Đồ dung và phương tiện dạy học:
-Phấn trắng, khăn, bảng, bút long, micro có dây(hay không dây), máy tính, và đèn
chiếu (hay máy chiếu).
III.3. Giáo trình và tài liệu tham khảo:
Giáo trình Vi xử lí của trường Đại học công nghiệp Tp. HCM.
D.W. Smith, PIC in practice: a project-based approach, Elsevier, 2nd edition, 2006.
Trương Trác, Chip đơn 16C84 và ứng dụng của chúng.
Hồ Trung Mỹ, Vi xử lí, NXB ĐHQG Tp. HCM, 2003.
Tài liệu về vi điều khiển PIC của bọ môn Điện tử công nghiệp.
Website: http://www.microchip.com/
http://www.alldatasheet.com/
Myke Predko, Programming and customizing the PIC microcontroller, 3rd edition,
Tab Electronics, McGrawHill, 2008(Ebook).
Douglass V.Hall, Microprocessors and interfacing: Programming and Hardware, 2nd
ed., Macmillan/McGraw-Hill, 1992.
III.4.Nội dung bài giảng:
Nội dung chi tiết : xem bài giảng chi tiết.
Phương pháp giảng dạy: thuyết trình, nêu vấn đề và đàm thoại trao đổi với sinh
viên.
Chương 1: Giới thiệu chung về hệ vi xử lí. Giới thiệu chung về vi điều khiển PIC.
1.1. Hệ nhị phân, hệ thập phân và hệ thập lục phân.
Hệ nhị phân dung cơ số 2, dung hai số 0 và 1 để biểu diễn.
Thí dụ: 01001010=0x27+1x26+0x25+0x24+1x23+0x22+1x21+0x20=64+8+2=74
Hệ thập phân, cơ số là 10 dùng các số 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 để biểu diễn.
Thí dụ: 125=1x102+2x101+5x100=100+20+5.
Hệ thập lục phân, cơ số là 16 dùng các số 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, A, B, C, D, E, F.
Thí dụ: 32H=3x161+2x160=48+2=50.
4
Bảng chuyển đổi giữa số nhị phân, thập phân và thập lục phân:
Hệ nhị phân (8 chữ số) Hệ thập phân (3 chữ số) Hệ thập lục phân (2 chữ số)
00000000 000 00h
00000001 001 01h
00000010 002 02h
00000011 003 03h
00000100 004 04h
00000101 005 05h
00000110 006 06h
00000111 007 07h
00001000 008 08h
00001001 009 09h
00001010 010 0Ah
00001011 011 0Bh
00001100 012 0Ch
00001101 013 0Dh
00001110 014 0Eh
00001111 015 0Fh
1.2. Lịch sử phát triển của kỹ thuật vi xử lí.
1.2.1.Hoï vi maïch soá vaø coâng ngheä :
IC döïa theo soá transistor hoaëc caùc coång thöôøng ñöôïc chia laøm :
-SSI : tích hôïp côõ nhoû
-MSI: tích hôïp côõ trung bình
-LSI: tích hôïp côõ lôùn
-VLSI: tích hôïp côõ raát lôùn
-ULSI: tích hôïp côõ cöïc lôùn
Ví duï : MSI nhö counter, multiplexer,…
LSI nhö caùc vi xöû lyù 8 bit : 8085, Z80…
VLSI nhö caùc vi xöû lyù 16 bit , 32 bit: 80386
Giôùi thieäu coâng ngheä saûn xuaát chip :
Veà coâng ngheä coù caùc coâng ngheä cheá taïo vi maïch sau :
MOS :
- NMOS ⇒ HMOS
- PMOS
- CMOS⇒ HCMOS
Vôùi H : high-performance
TTL, IIL (integrated injection logic) thuoäc Bipolar
Trong ñoù coâng ngheä MOS thöôøng ñöôïc öa chuoäng do tích hôïp ñöôïc nhieàu, tieát
kieäm naêng löôïng…
5
1.2.2. TÖØ MAÙY TÍNH LÔÙN ÑEÁN MAÙY VI TÍNH:
a.Maùy tính lôùn :
Laø loaïi maùy tính ñöôïc thieát keá ñeå giaûi caùc baøi toaùn lôùn vôùi toác ñoä raát nhanh
-Noù laøm vieäc vôùi soá lieäu coù ñoä daøi töø 64 bit hoaëc hôn vaø ñöôïc trang bò boä nhôù raát
lôùn, vì vaäy kích thöôùc lôùn.
-Chuùng thöôøng ñöôïc duøng ñeå ñieàu khieån caùc heä thoáng thieát bò duøng trong quaân söï
hoaëc caùc heä thoáng maùy moùc cuûa chöông trình nghieân cöùu vuõ truï, ñeå xöû lyù thoâng tin
trong ngaønh ngaân haøng, vv… Ví duï : IBM 4381, Honeywell DSP8
Loaïi maïnh nhaát trong caùc maùy tính lôùn goïi laø sieâu maùy tính (supercomputer). Ví
duï : Y-MP/832 cuûa Gray.
b.Maùy tính con :
Laø daïng thu nhoû veà kích thöôùc cuõng nhö tính naêng cuûa maùy tính lôùn.
- Laøm vieäc vôùi döõ lieäu coù ñoä daøi döõ lieäu 32 bit vôùi toác ñoä chaäm hôn vaø boä nhôù haïn
cheá - Maùy tính con thöôøng duøng cho caùc tính toaùn khoa hoïc kyõ thuaät, gia coâng döõ lieäu
qui moâ nhoû hay ñeå ñieàu khieån quaù trình coâng ngheä.
Ví duï : Vax 6360 cuûa DEC, MV/8000II cuûa Data general
c.Maùy vi tính :
Maùy vi tính laø maùy thoâng duïng hieän nay. Moät maùy vi tính coù theå laø 1 boä vi ñieàu
khieån (micro controller) hoaëc laø moät voû vi maïch (one-chip microcomputer). Ví duï : vi
ñieàu khieån 68HC11 cuûa Motorola, MCS-8051
-Coù khaû naêng laøm vieäc vôùi ñoä daøi döõ lieäu laø 4, 8, 16, 32, 64 bit…
-CPU cuûa maùy ñeàu ñöôïc cheá taïo baèng coâng ngheä maïch vi ñieän töû vôùi möùc ñoä toå hôïp
lôùn VLSI.
-Treân thò tröôøng hieän nay coù caùc hoï vi xöû lyù noåi baät nhö :
Intel duøng vi xöû lyù 80x86 : 8086 (16 bit)
8088( 8bit) 80286 (16bit)
80386(32 bit) 80486(32 bit)
80586(32 bit)
Motorola duøng vi xöû lyù 680x0
Zilog : Z80 (8bit), Z8000 (16 bit)
1.2.3. Lòch söû phaùt trieån cuûa caùc boä vi xöû lyù :
a.Theá heä 1 : (1971-1973)
-Vi xöû lyù Intel 4004 (4 bit) duøng trong maùy tính xaùch tay. Sau ñoù xuaát hieän 4040 (4
bit) Æ 8008 (8bit)
Ñaëc ñieåm :
-Ñoä daøi töø thöôøng laø 4 bit.
-Coâng ngheä cheá taïo PMOS vôùi ñaëc ñieåm maät ñoä phaàn töû nhoû, toác ñoä thaáp, giaù reû vaø
chæ coù khaû naêng ñöa ra doøng taûi nhoû.
-Toác ñoä thöïc hieän leänh laø 10-60 micro-sec/leänh vôùi taàn soá ñoàng hoà (xung clock)fclk=
0,1-0,8 Mhz
-Taäp leänh ñôn giaûn vaø phaûi caàn 1 soá maïch phuï trôï ñeå taïo neân 1 heä vi xöû lyù hoaøn
chænh
b.Theá heä 2 : (1974-1977)
Z80 cuûa haõng Zilog (8 bit)