intTypePromotion=1
zunia.vn Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z zunia.vn zunia.vn
ADSENSE
 » 
 » 

Báo cáo tốt nghiệp: Vi điều khiển

Chia sẻ: Abcdef_8 Abcdef_8 | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:76

Thêm vào BST
Báo xấu
381
lượt xem 87
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Tham khảo luận văn - đề án 'báo cáo tốt nghiệp: vi điều khiển', luận văn - báo cáo phục vụ nhu cầu học tập, nghiên cứu và làm việc hiệu quả

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Báo cáo tốt nghiệp: Vi điều khiển

  1. TRƯỜNG …………………. KHOA………………………. ----- ----- BÁO CÁO TỐT NGHIỆP Đề tài: Vi điều khiển
  2. Nguyễn Thế Anh Khoa Điện Tử Viễn Thông LỜI CẢM ƠN Trước tiên chúng tôi xin gửi lời cảm ơn đến các thầy, cô giáo Trư ờng Đại Họ c Công Ngh ệ - ĐHQGHN, bộ môn Điện Tử Viễn Thông đã nhiệt tình giảng d ạy và truyền đạt những kiến th ức, kinh nghiệm quí giá trong suốt b ốn năm chúng tôi họ c đ ại học. Tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đ ến PGS.TS Ngô Diên Tập, đã tận tình hướng dẫn, cung cấp tài liệu trong suốt quá trình th ực hiện đ ề tài này Tôi xin gửi lời cảm ơn đ ến tập th ể lớp K49ĐB, những người đồng hành trong khóa học và có nhiều ý kiến đóng góp. Một lần nữa xin gử i lời cảm ơn chân thành và sâu sắc! Hà Nội, tháng 6 năm 2008 Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thế Anh 1
  3. Nguyễn Thế Anh Khoa Điện Tử Viễn Thông MỞ ĐẦU Có thể nói, hiện nay vi điều khiển đã rất phổ biến ở Việt Nam, và được ứng dụng rất nhiều. Những sinh viên nghành Điện, Điện Tử , Cơ Điện Tử, Tin Học, Viễn Thông ... hâu như ai cũng biết cách để làm việc với vi điều khiển. Ngày nay, những tiến bộ trong công nghệ bán dẫn đã thúc đẩy sự phat triển không ngừng của nghành công nghiệp tự động, các quá trình điều khiển tự đông hoá và điều khiển thời gian th ực đã đặt ra yêu cầu rất lớn về việc trao đổi dữ liệu giưa các h ệ thống hay giữ a các bộ phân trong cùng mộ t hệ thống. Các mụ c tiêu đề ra trong luận văn: Chương I: Sơ Lư ợc Về Vi Điều Khiển Chương II: Vi Điều Khiển Microchip PIC Chương III: Vi Điều Khiển PIC 18F4550 Chương IV: Công Ngh ệ USB Qua Microchip 18F4550 Chương V: Chuyên Đổi Từ Thiết Bị Flash PIC 18F Sang PIC 18FXXJ Chương VI: Đồng Hồ Báo Th ức 2
  4. Nguyễn Thế Anh Khoa Điện Tử Viễn Thông Mục lục CHƯƠNG I: SƠ LƯỢC VỀ VI ĐIỀU KHIỂN ........................................................... 5 1.1. Sơ Lược Về Cấu Trúc Của Vi Điều Khiển ................................ ....................... 5 1.2 Một Vài Họ Vi Điều Khiển Phổ Biến: ................................ .............................. 7 1.2.1 INTEL 8051 ................................ ................................ ............................. 7 1.2.3 MOTOROLA 68HCxx ............................................................................. 7 1.2.4 MICROCHIP PIC 12Xxxx, 16Xxxx, 17Xxxx, 18Xxxx, DSPIC ............... 8 CHƯƠNG II: VI ĐIỀU KHIỂN MICROCHIP PIC ..................................................... 9 2.1 Lịch Sử Phát Triển ............................................................................................ 9 2.2 Phân Loại ................................ ....................................................................... 10 2.2.1 Họ cấp thấp (low-end) ............................................................................ 10 2.2.2 Họ cấp chung (Mid-range) ..................................................................... 10 2.2.3 Họ cấp cao (High-end) 17Cxxx .............................................................. 11 2.2.4 Họ cấp cao (High- performance) ................................ ............................ 12 2.3 Một Số Ưu Điểm Microchip PIC .................................................................... 12 CHƯƠNG III: VI ĐIỀU KHIỂN PIC 18F4550 .......................................................... 14 3.1 Sơ đồ chân ...................................................................................................... 16 3.2 Các Công Cụ Lập Trình .................................................................................. 20 3.3 Đơn vị ICD-U40 ............................................................................................. 23 3.4 Tiêu Thụ Năng Lượng ................................ .................................................... 24 3.5 FIRMWARE ................................................................ ................................ .. 25 3.6 Các công cụ làm việc ...................................................................................... 25 3.7 Thiết bị lớp ..................................................................................................... 25 3.8 Firmware HID ................................................................................................ 26 3.9 Một số đặc tính: .............................................................................................. 26 3.10 Nguyên tắc hoạt động: .................................................................................. 26 3.11 Driver ........................................................................................................... 27 3.12 Mô Tả Thực Hiện Firmware Thứ Hai ................................ ........................... 29 3.13 Kết luận ................................................................ ........................................ 32 CHƯƠNG IV: CÔNG NGHỆ USB QUA MICROCHIP 18F4550 ............................. 34 4.1 Giới thiệu ................................ ....................................................................... 34 4.2 Vi xử lý 18f4550 ................................................................ ............................ 34 4 .3 Lắp ráp bảng phát triển ................................................................................... 34 4.3 Truyền tải khởi động vào 18F4550 ................................................................. 36 4.4 Phát triển ứng dụng trong MPLAB IDE .......................................................... 37 CHƯƠNG V: CHUYỂN ĐỔI TỪ THIẾT BỊ FLASH PIC18F SANG PIC18FXXJ ... 47 5.1 Chuyển đổi thiết bị ......................................................................................... 47 5.2 Giới thiệu ................................ ....................................................................... 47 5.3 Reset Brown-out (BOR) ................................................................................. 51 5.4 XUNG ............................................................................................................ 51 5.5Tuỳ chọn dao động ký ................................ ................................ ..................... 52 5.6 Đồng hồ đo năng lượng .................................................................................. 52 3
  5. Nguyễn Thế Anh Khoa Điện Tử Viễn Thông 5.7 Độ trễ khởi động/reset ................................ .................................................... 52 5.8 Sự khác Biệt Về Chân................................ ................................ ..................... 53 5.9 Điện trở kéo gắn trong ................................ .................................................... 54 5.10 Tỷ lệ dòng trên các chân vào/ra .................................................................... 54 5.11 VCAP/VDDCORE và ENVREG .......................................................................... 55 5.12 Bộ Nhớ Chương Trình .................................................................................. 55 5.12.1 ID thiết bị ............................................................................................. 55 5.12.2 Từ cấu hình .......................................................................................... 55 5.12.3 Các chu trình ghi .................................................................................. 58 5.12.4 Khả năng ghi nhớ đặc tính .................................................................... 58 5.12.5Mô phỏng tự ghi và EEPROM............................................................... 58 5.12.6 Bảo vệ mã ................................................................ ............................ 59 5.12.7 Vào chế độ lập trình ............................................................................. 59 5.13 Thiết Lập Chính Xác Cho Chương Trình Thiết Bị Và Công Cụ Phần Mềm .. 60 5.14 KHÁC BIỆT MODULE ................................ .............................................. 61 5.15 TỔNG KẾT ................................................................ ................................ .. 61 CHƯƠNG VI: ĐỒNG HỒ BÁO THỨC .............................................................. 62 6.1 Tóm lược ................................................................ ........................................ 62 6.2 Chỉ thị hoạt động ................................................................ ............................ 62 6.2.1 Ngày tháng/thời gian hiện tại................................ ................................ .. 62 6.2.2 Thời gian 12 giờ hay thời gian quân sự................................................... 63 6.2.3 Báo thức ................................ ................................................................. 64 6.2.4 Âm báo thức ................................ ................................ ........................... 65 6.2.5 Đồng bộ, chờ và ngừng báo thức ................................ ............................ 65 6.3 USB................................................................................................................ 67 6.4 Lập trình PIC ................................................................ ................................ .. 67 6.4.1 Đồng hồ ................................ ................................................................. 67 6.4.2 USB ................................ ....................................................................... 68 6.5 Sử dụng Compact Flash .................................................................................. 68 6.6 Chip bộ mã hoá MP3 ...................................................................................... 69 6.7 Bộ chuyển đổi số - tương tự CS4334 .............................................................. 72 6.8 Màn hình LED ................................................................................................ 72 6.9 Kết luận .......................................................................................................... 73 4
  6. Nguyễn Thế Anh Khoa Điện Tử Viễn Thông CHƯƠNG I SƠ LƯỢC VỀ VI ĐIỀU KHIỂN 1.1. Sơ Lư ợc Về Cấu Trúc Của Vi Điều Khiển Năm 1971 bộ vi xử lý đ ầu tiên ra đời đã mở ra mộ t thời đ ại mới trong công nghệ điện tử và tin học, nó đã ảnh hưởng sâu sắc đ ến mọ i lĩnh vực khoa học công ngh ệ. Các hẹ thống được thiết kế dựa trên nền tảng của bộ vi xử lý ( điển hình như PC) co khả n ăng mà các h ệ thống điện tử thông thường không thể th ực hiện được. Các hãng chế tạo bán dẫn đ ã tích h ợp các mạch ngoại vi và b ộ vi xử lý lên một chíp duy nhất (on chíp) đ ể tạo ra các bộ vi đ iều khiển, để nh ằm hạn chế tối đa các linh kiện m ắc ngoài khi xây dựng h ệ thống có sử dụng vi xử lý, vi điều khiển. Nh ững bộ vi điều khiển mới hiện nay củ a các hãng như: ATMEL, MOTOROLA, MICROCHIP… Bên trong đ ã tích hợp nhiều thiết bị ngoại vi như khối ADC, khố PWM, các loại bộ nhớ, bộ đệm, các cổng truyền thông như: 12C, UART, CAN, PSP, USB, khố i điều khiển LCD, thậm chí cả các khố i thu phát không dây RF. Điều này khiến cho việc thực hiện các ưng dụng với vi điều khiển trở n ên dễ dàng, giảm đư ợc kích thước m ạch điện và chi phí. Việc thiết kế và chế tạo ra các bộ xử lý (microprocessor) hiện nay phát triển theo hai hớng chính. Hướng thứ nhất là phát triển cac bộ xử lý mạnh tốc độ cao thực hiện hàng tỷ lệnh mỗi giây, độ d ài từ dữ liệu lớn 32 hoặc 64 bit, tru y nhập không gian bộ nhớ đến hàng trăm Mbyte hiện nay đ ã lên hàng Gbyte. Các bộ xử lý này được dùng trongcác hệ thố ng cần có công suất tính toán cao như ở máy tính cá nhân PC (Personal Computer). các hệ điều khiển trong công nghiệp. Hướng thứ hai đó là thiết k, ch ế tạo các vi điều khiển (microcontroller), đó là một vi mạch đơn bên trong gồm bộ xử lý 8,12,14 hoặc 16 bit và các khố i chức năng như bộ nhớ, bộ đệm, bộ b iến đổ i A/D, cổng nối tiếp… . Các vi điều khiển điển hình là intel 8051, ATMEL, AVR, MOTOROLA 68HC11, Microchip Pic… Điều thúc đảy việc nghiên cứu chế tạo vi điều khiển đó là tính đa dụng, dễ dàng lập trình và giá thành thấp. Vi điều khiển tỏ ra rất h ấp dẫn trong các ứng dụng điều khiển điện tử vì có kích thước nhỏ, tuy nhỏ nhưng chức năng cũng rất đa dạng, d ễ dàng tích hợp vào trong hệ thống để điều khiển toàn h ệ thống. 5
  7. Nguyễn Thế Anh Khoa Điện Tử Viễn Thông Các thành ph ần của vi điều khỉên là: CPU, RAM, ROM, các bộ đ ếm, bộ định thời, các cổ ng vào ra, giao diện truyền thông nối tiếp, các khối chuyển đổi tương tự số A/D và ngược lại số tương tự D/A. Khối xử lý trung tâm CPU thự c hiện các ch ỉ thị được lưu trong bộ nhơ chương trinh ROM đ ể đ iều khiển tất cả các thành phần còn lại. Bộ nh ớ truy cập ngẫu nhiên RAM được dùng đ ể lưu các thiết lập và các biến sử dụng trong chương trình. Chương trình và các số liệu cố đ ịnh được lưu trong ROM. Bộ nhớ ROM của vi điều khiển sẽ trở thành phần sụn (firmware) sau khi được nạp trình. Bộ nhớ ROM này có th ể là lo ại ROM m ặt nạ (masked ROM), với lo ại này chương trinh được đưa vào ngay trong quá trình chế tạo vi mạch. Hay có thể là loại OTP ROM chỉ cho phép nạp chương trình một lần, loại EFROM co th ể ghi va xoá nhiều lần bằng tia cự c tim, ngoài ra còn loại bộ nhớ nữ a là EEFROM là loại bộ nhớ không tự b ay hơi có thể được thay đ ổi d ễ d àng b ởi người lập trình. Vi điều khiển được sử dụng rộng rãi trong các thiết b ị điện tử: chúng có trong các thiết b ị viễn thông, máy văn phòng, đồ đ iện tử gia dụng, đồ chơi trẻ em, thiết b ị giải trí. Các thiết b ị đó nói chung đều cần mộ t cơ cấu điều khiển thông minh, có khả năng tương tác với ngư ời sử d ụng. Chương trình cho vi điều khiển là một tập các lệnh đã được dịch thành mã máy thường được n ạp trực tiếp vào bộ nhớ ROM của vi điều khiển từ m áy tinh thông quamọt bộ nạp trình. Một phía củ a bộ nap được nối với cổng máy tính (COM, USB, LPT) để nh ận dữ liệu từ m áy tính, phía kia đưa dữ liệu tới vi điều khiển thông qua các chân nạp trình của vi điều khiển . Các chân này lại là các chân vào ra thông thường sau khi vi đièu khiển đã được nạp chương trình. Các cổng vào ra số cho các d ữ liệu nhị phân di chuyển voà ra qua các chân của vi điều khiển. Các chân này được dùng đ ể ghép nố i vi điều khiển với các thiết bị vào ra số hay ghép nối với các bộ vi điều khiển khác đ ể thực hiện các chứ c nang nào đó. Cổng truyền thông dữ liệu nối tiếp tạo kh ả n ăng giao tiếp của hệ thống với các h ệ thống khác qua các chuẩn giao tiếp như: URAT, CAN, 12C, SPI… Các bộ đếm dùng để tạo ra các nh ịp thời gian chính xác hoặc để đếm xung. Khối chuyển đổi A/D cho phép vi điều khiển giao tiếp với các thiết bị điện tử tương tụ như cảm biến tương tự nhờ đó nó có thể đưa các dữ liệu tương tự vào để xử lý và lưu trữ . Khối A/D cho phép vi điều khiển điều khiển các thiết bị không tương thích điều khiển số. 6
  8. Nguyễn Thế Anh Khoa Điện Tử Viễn Thông 1.2 Một Vài Họ Vi Điều Khiển Phổ Biến: 1.2.1 INTEL 8051  Có 40 chân, trong đó có 32 chân vào ra  128 byte RAM  Có khả năng định địa chỉ được 64Kbyte bộ nhớ n goài  Có 2 tới 3 khối timer  Tần số xung nh ịp 12-24MHz  Có khối UART  Nạp trình song song ở các phân họ có bộ nh ớ chương trình 1.2.2 ATMEL AVR AT90Sxxxx  Đóng vỏ 8-20 -40 chân, tương ứng là 3 -15-32 chân vào ra  Chữ lượng bộ nhớ chương trình từ 512 byte đến 8 Kbyte.  Có 128 byte đến 512 byte RAM  Có khối UART trong một số loại cấo cao  Có 1 đến 2 timer 8 bit một số loại có timer 16 bit  Bộ ADC 10bit với 6-8 kênh vào  Có bộ nhớ EEFROM dung lượng 64-512 byte  Tần số xung nh ịp 10 MHz  Tập lệnh RISC  Nạp trình nối tiếp theo chu ẩn ICSP 1.2.3 MOTOROLA 68HCxx  Đóng vỏ PLCC52, 68 hoặc 82 chân  38 chân vào ra  Có 1 byte bộ nhớ RAM bên trong  Không có hoặc tố i đa 20Kbyte b ộ nhớ lệnh  Có khối UARTx 7
  9. Nguyễn Thế Anh Khoa Điện Tử Viễn Thông  Bộ ADC 8bit, 6-8 kênh vào  5 bộ timer 16 bit  Có bộ nhớ không tự bay hơi EEFROM 512 byte  Kh ả năng đ ịnh địa chỉ 16 Kbyte bộ nhó ngoài  Tần số xung nh ịp 8 MHz  Nạp trình song song 1.2.4 MICROCHIP PIC 12Xxxx, 16Xxxx, 17Xxxx, 18Xxxx, DSPIC  Đóng vỏDip8-18 -28-40 (phổ b iến), tương ứng là 5-13 -22-3 chân I/O  Dung lượng bộ nhớ chương trình ROM 512 byte đến 8 Kbyte  Có từ 25 đến 400 byte RAM  Ở các loại cấp chung và cấp cao có khối UART  Có 1 đến 3 timer 8 bit, 16 bit  Bộ ADC 8bit, 10bit, 6-8 kênh vào  Có bộ nhớ EEFROM dung lượng 64-512 byte ở các họ Fxxx và DSPIC  Có khả năng định địa chỉ cho bộ nh ớ ngoài ở các họ cấp cao  Tần số xung nh ịp từ 4-40 MHz  Tập lệnh RISC  Đa số nạp trình theo chuẩn ICSP 8
  10. Nguyễn Thế Anh Khoa Điện Tử Viễn Thông CHƯƠNG II VI ĐIỀU KHIỂN MICROCHIP PIC 2.1 Lịch Sử Phát Triển Năm 1965 h ãn g Genneral Instrument thành lập ban vi điện tử nh ằm tập trung nghiên cứu công nghệ chế tạo bộ nhớ kiểu EPROM và EEPROM, đó là các linh kiện thu hút nhiều đ ầu tư của các phòng thí nghiệm bán d ẫn. Đầu những năm 70 Genneral Instrument cũng chế tạo vi xử lý 16 bit PC1600. Bộ xử lý này khá tốt nhưng có như ợc điểm là khả năng vào ra không mạnh để thích ứng bộ xử lý PC1600 trong các ứng dụng cần có tính nâng cao. Năm 1975 Genneral Instrument thiết kế vi m ạch điều khiển giao tiếp ngoại vi (Peripheral interface controler) viết tắt là PIC, đó là linh kiện hỗ trợ các tính năng vào ra cho vi xử lý PIC không cần nhiều chứ c năng vì chỉ xử lý các công việc vào ra do đó bộ mã lệnh của nó khó nhỏ gọn. Nh ững vi điều khiển PIC đầu tiên có điểm yếu là chế tạo theo công nghệ n-MOS nên tiêu thụ nhiều năng lượng, bộ nhớ chương trình là loại ROM m ặt nạ ch ỉ nạp đư ợc một lần, do đó chương trình điều khiển được n ạp ngay khi ch ế tạo vi mạch nên ch ỉ thích hợp với các khách hàng đặt mua với số lượng lớn, để lắp ráp trong sản xu ất những sản phẩm cụ thể. Nh ững năm đầu thập ki 80 Genneral Instrument gặp khó khăn trong thương m ại và tổ chức lại. Hãng tập trung vào chế tạo linh kiện bán dẫn công suát lớn là thế mạnh cho tới hiện nay của hãng. Genneral Instrument đ ã chuyển nhượng Ban vi điện tử và nhà máy tại Chandle, bang Anizona cho các nhà đ ầu tư. Họ lập ra một công ty m ới, đ ặt tên là Arizona Microchip technology hiện nay là Microchip technology Inc. Chiến lược của các nhà đ ầu tư là tập trung vào vi điều khiển và các bộ nh ớ bán dẫn. Các vi mạch PIC n-MOS được cải tiến, chế tạo dự a trên n ền tảng công nghệ mới CMOS. Các sản phẩm đầu tiên của Microchip được biết tới và bán ra với số lượng lớn là các vi điều khiển PIC thuộ c họ PIC16C5x. Họ này có hai biến thể với bộ nhớ chương trình là OTP và UV EPROM. Loại OTP có thể nạp trình một lần dùng cho sản xuất lo ại lớn. Loại UV EPROM có thể xóa được b ằng tia cực tím (tia UV) dùng khi phát triển, thử nghiệm phần mềm. Năm 1983 Microchip là hãng đ ầu tiên đã tích hợp được bộ nhớ chương trình flash EEPROM vào những vi điều khiển m ới, trong đó được biết đến nhiều nh ất là PIC 9
  11. Nguyễn Thế Anh Khoa Điện Tử Viễn Thông 16C84 và PIC16F84. Bộ nhớ chương trình flash đã loại bỏ vai trò củ a vi điều khiển có bộ nhớ xoá b ằng tia cực tím, có vỏ bằng gốm đắt tiền và các đèn chiếu tia cực tím. 2.2 Phân Loại Tiêu chu ẩn để phân nhóm dựa trên sự khác nhau về kiến trúc bộ xử lý bên trong vi điều khiển.  Số các thanh ghi có thể truy cập được  Có hay không có ngắt , số lượng ngắt  Số lượng các ph ần cứng có chức năng đ ặc biệt  Độ dài từ lệnh  Dự a vào những đặc điểm đó vi điều khiển PIC được chia làm 4 họ : 2.2.1 Họ cấp thấp (low-end) Gồm các lo ại được ký hiệu 12C5xx, 16C5x, 16C505, 16HV540  Độ dài từ lệnh 12 bit  Bố chí các thanh ghi: có 32 thanh ghi trên một bank, tối đa có 4 bank Đặc điểm chung  Rất thích hợp trong các ứng dụng giao diện đơn giản với ngoại vi.  Bộ nhớ chương trình kiểu OTP hoặc EPROM xoá đư ợc bằng tia cực tím.  Tốc độ cao, thực hiện được 5 triệu chỉ thị/s với tần số xung nhịp 20MHz.  Chỉ có một bộ đ ếm timer.  Không có các ngắt cứng.  Không có các lố i ra tăng cường.  Nạp trình song song, trừ PIC12C5xx và PIC16C505 được nạp trình nối tiếp theo giao th ực ICSP. 2.2.2 Họ cấp chung (Mid-range) Bao gồm 12C6xx, 14C000, 16C55x, 16C6x, 16C62x, 16F62x, 16C67x, 16C8x, 16F87x và 16C9xx  Độ dài từ lệnh 14 bit 10
  12. Nguyễn Thế Anh Khoa Điện Tử Viễn Thông  Là họ vi điều khiển PIC thông dụng nhất hiện nay.  Bố chí các thanh ghi: 128 byte trên một bank, tối đa 4 bank.  Là vi điều khiển vạn năng tinh năng m ạnh.  Có rất nhiều biến thể khắc nhau, với các kiểu đóng vỏ đ a dạng: DIP, PLCC, SSOP… Đặc điểm: Tốc độ cao, thực hiện được 5 triệu chỉ thị /s ở xung nhịp 20MHz. Có các ngắt phần cứng. Có từ 1 đ ến 3 bộ đ ếm – timer Có rất nhiều kiểu khác nhau về chân vào/ra tăng cường bao gồm các vào/ra tương tự, giao diện truyền thông nố i tiếp: đồng bộ , không đồng bộ, 12C, SPI, CAN, USB…, bộ điều khiển LCD. Bộ nhớ chương trình flash ở hầu hết các vi m ạch. Kh ả năng n ạp trình nố i tiếp ICSP. Có khả năng tự ghi vào bộ nhớ chương trình (self-programming). Có phần cứng gỡ rối chương trình ICD ở mộ t số lo ại. 2.2.3 Họ cấp cao (High-end) 17Cxxx Gồm các lo ại 17Cxxx  Độ dài từ lệnh 16 bit  Bố trí các thanh ghi: 224 byte trên mộ t bank, tối đa 8 bank, 48 thanh ghi chức năng đặc biệt (SFR). Đặc điểm chung.  Kiến trúc khác so với họ PIC cấp chung, cấp thấp.  Có ác lệnh tăng cường và nhiều khả n ăng định địa ch ỉ.  Vi điều khiển giao tiếp bus, truy nh ập cac thiết bị song song trực tiếp.  Có một số lối vào/ra tăng cường.  Bộ nhớ chương trình OTP. 11
  13. Nguyễn Thế Anh Khoa Điện Tử Viễn Thông  Nạp trình kiểu song song. 2.2.4 Họ cấp cao (High- performance) Gồm những lo ại có ký hiệu 18Cxxx và 18Fxx2 Độ dài từ lệnh 16 bit. Bố trí các thanh ghi 256 byte trên một bank, tối đa có 16 bank. Đặc điểm chung:  Kiển trúc nâng cao, dựa trên nền tảng của họ cấp trung, theo xu hướng th ừa kế những tính năng củ a các loại cấp trung đồng thời bổ xung các tính năng mới. Do đó dần d ần có kh ả năng thay thế toàn bộ PIC cấp trung.  Có các lệnh tăng cường và nhiều khả năng định địa chỉ.  Có khả năng truy nhập tới 2Mbyte bộ nh ớ chương trình, 4Kbyte bộ n hớ RAM.  Véctơ ngắt đơn, có th ể lập trình được mức độ ưu tiên các nguồn ngắt.  Kh ả năng vào/ra tương tự họ cấp trung.  Tần số hoạt động tối đa 40MHz, có bộ nhân tần số PLL.  Có bộ nhớ chương trình flash.  Nạp trình nối tiếp, có khả năng tự ghi vào bộ nhớ chương trình. Hiện nay m ới nhất là DSPIC với nhiều tính năng vượt trội: Kiến trúc Harvard sửa đổ i, 83 lệnh đơn, với chế độ địa chỉ m ềm dẻo…. 2.3 Một Số Ưu Điểm Microchip PIC Bộ nạp trình cho PIC có th ể tự lắp ráp một các dễ dàng với chi phí th ấp do PIC chủ yếu nạp trình theo chuẩn ICSP (In-Circuit Siral Programming) là phương thức nạp trình nối tiếp: các d ữ liệu được nạp vào b ộ nhớ chương trình thông qua 2 chân vào/ra được gán là cổng truy nhập đ ến bộ nhớ chương trình trong quá trình nạp trình. Do đó nhờ có bộ nhớ flash và nạp trình theo chuẩn ICSP mà những người nghiên cứư và sử dụng PICđ ã tiết kiệm được đáng kể chi phí mua các công cụ n ạp. Với bộ nh ớ flash thì thời gian n ạp trình cũng đ ược cải thiện đáng kể ( ch ỉ khoảng vài chục giây) so với UV EPROM (cỡ hơn chục phút). 12
  14. Nguyễn Thế Anh Khoa Điện Tử Viễn Thông Microchip cung cấp rất đầy đủ và chi tiết các tài liệu kỹ thu ật về tất cả các loại vi điều khiển PIC. Ngoài ra còn cung cấp phần m ềm công cụ m iễn phí MPLAB-IDE được đánh giá là tốt nhất so với các công cụ phát triển tương tự của các hãng sản xu ất vi điều khiển khác (các tài liệu công cụ này được cung cấp miễn phí trên www.microchip.com). Ngoài ra còn có rất nhiều sách viết về PIC và các trang web nói về vi điều khiển này. Tài liệu hỗ trợ cho vi điều khiển PIC chỉ dùng sau máy tính cá nhân PC và về doanh số bán ra thi trường hiện nay. Microchip đã đứng đầu về d oanh số bán PIC 8 bit, vượt lên trên cả các vi điều khiển của motorola. 13
  15. Nguyễn Thế Anh Khoa Điện Tử Viễn Thông CHƯƠ NG III VI ĐIỀU KHIỂN PIC 18F4550 PIC18F4550 là một vi xử lý cơ b ản đa chức năng và rẻ. Nó là sản phẩm của họ vi xử lý PIC thông dụng củ a công ty Microchip của Mỹ có trụ sở đ ặt tại Chandler, Arizona (Mỹ). Hình 1: PIC18F4550 Điểm riêng biệt của vi xử lý PIC18F4550 là nó là một trong nh ững PIC hỗ trợ toàn th ể cho USB, nghĩa là có USB gắn trong có sẵn các chân đầu ra để nối trự c tiếp với máy tính mà không cần m ạch kéo hay bất cứ mạch gắn ngoài nào khác. 14
  16. Nguyễn Thế Anh Khoa Điện Tử Viễn Thông Hình 2: Giao Tiếp USB Hỗ trợ tinh thể và dao động ký nhiều tần số như đầu vào và bộ cân bằng nên bộ xử lý có th ể hoạt động với tần số 48 MHz của dao động ký độ c lập khi kết nố i. Khi kết thúc hoạt động thì ch ỉnh dao động ký đư ợc kết nối (thông qua các bit cấu hình). Làm việc với tốc độ 4 8 MHz là điều kiện tiên quyết để chuyển sang chế độ toàn tốc nhờ cổng USB. Vì vậy, driver USB chuyển sang chế độ toàn tốc (1.5 Mbyte/giây) qua USB và tương thích với chuẩn USB 2.0. Nó cũng có 35 chân vào/ra số chung (xem sơ đồ chân ở ph ần dưới) và có sẵn vỏ bọc gồm DIP-40 nên rất thuận tiện cho nhà phát triển và những người nghiệp dư quan tâm. Với bộ nhớ, có 32kb Flash lưu trữ chương trình, 2kb bộ nhớ SRAM bay hơi và 256 byte EEPROM (bộ nhớ không bay hơi) đ ể lưu trữ dài hạn dữ liệu như cấu hình … Các chỉ th ị dài 1 byte với mộ t số ngo ại lệ dài 2 byte (CALL, MOVFF, GOTO LSFR). Sử dụng cơ chế đường ống để thự c thi mã bằng việc khiến các chỉ th ị liên tiếp hoạt động trong 4 xung (độ d ài xung) và có 4 lần nhảy xung được thêm vào. Các đ ặc tính đáng chú ý khác là có đồng hồ, ngắt (đồng hồ gắn trong và gắn ngoài) với hai mức ưu tiên và dùng cả h ai m ức như bộ so sánh tương tự kèm theo với bộ phát điện thế chuẩn có 16 mức (hữu ích khi dùng trigger ở mức phần cứng). Cuối cùng, CIP cũng có một bộ chuyển đổi tương tự 10 bit nhưng dao động ký 15
  17. Nguyễn Thế Anh Khoa Điện Tử Viễn Thông không đủ yêu cầu về tố c độ cao cần thiết. Vì vậy, máy phát dao động có tố c độ 48 MHz giữ a th ời gian trễ do truyền tải và các ngắt khác (vòng lặp …). Không thể đ ạt được tốc độ lớn hơn 200 kHz. 3.1 Sơ đồ chân Sau đây là sơ đồ chân của PIC18F4550 trong hộp DIP-40. Đặc biệt, có th ể nhận ra chân D- và D+ từ kết nối USB (chân 23 và 24). Hình 3 :Sơ đồ chân của PIC18F4550 trong hộp DIP-40 16
  18. Nguyễn Thế Anh Khoa Điện Tử Viễn Thông Hình 4: TQFP Hình 5: QFN 17
  19. Nguyễn Thế Anh Khoa Điện Tử Viễn Thông Bảng 1: Bảng mô tả các chức năng từng chân của PIC18F4550 Hướng Mô tả chứ c năng và các đ ặc tính Chân 13 kênh Input, Analog, AN6 và AN7 còn dùng cho lập AN0- I trình dữ liệu và xung clock vào. AN12 Nguồn dương cho môđun tương tự. Avdd Nguồn Ground cho modul tương tự. Avss Lối vào củ a xung Clock ngoài, luôn kết hợp với chân CLKI I OSC1. Lối ra của bộ dao động tinh thể, nố i với tinh thể hoặc CLKO O bộ cộng hưởng trong chế độ d ao động thạch anh. Giống như CKLO trong ch ế độ RC ho ặc EC. Luôn kết hợp với chân chức năng OSC2 Khai báo thay đổ i ở lối vào. CN0-CN7, I CN17-CN18 Cổng giao tiếp chuyển đổ i dữ liệu đồng bộ khung. COFS I/O Cổng giao tiếp chuyển đổi dữ liệu Clock vào ra nối tiếp. CSCK I/O Lối vào dữ liệu nối tiếp. CSDI I Lối ra d ữ liệu nối tiếp. CSDO O Cổng nhận bus CAN1 C1RX I Cổng phát bus CAN1 C1TX O Cổng vào ra dữ liệu kênh truyền thông sơ cấp của ICD. EMUD I/O Vào ra xung nhịp kênh sơ cấp. EMUC I/O Vào ra d ữ liệu kênh thứ cấp. EMUD1 I/O EMUC1 I/O … EMUD2 18
  20. Nguyễn Thế Anh Khoa Điện Tử Viễn Thông EMUC2 EMUD3 EMUC3 Các cổng vào của môđun Capture. IC1, I IC2,IC 7, IC8 Các ngắt ngoài. INT0, I INT1, INT2 Cổng vào phát hiện sụt th ế. LVDIN I Power, chân Reset, mức tích cực thấp. /MCLR I Lối vào bộ giao động tinh th ể. Bộ đệm Trigger OSC1 I Schmitt được sử dụng khi cấu hình trong chế độ RC. Lối ra b ộ d ao động tinh thể. OSC2 O Vào ra d ữ liệu của ICSP. PGD I/O Lối vào Clock của ICSP. PGC I RA11 I/O Port A. RB0 -RB12 I/O PortB. RC13- I/O PortC. RC15 RD0-RD3, I/O PortD. RD8, RD9 RF0-RF5 I/O PortF. Vào ra Clock đồ ng bộ của khối SPI1. SCK1 I/O 19
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

TL.01: Bộ Tiểu Luận Triết Học
207 tài liệu
1479 lượt tải
THÔNG TIN
TRỢ GIÚP
HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG
Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2