TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN
Tài liệu này thuộc loại sách giáo trình nên các nguồn thông tin có thể được phép
dùng nguyên bản hoặc trích dùng cho các mục đích về đào tạo và tham khảo.
Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc hoặc sử dụng với mục đích kinh doanh
thiếu lành mạnh sẽ bị nghiêm cấm.
1
LỜI GIỚI THIỆU
Vi điều khiển nâng cao là một trong những mô đun chuyên ngành c7a nghề
Điện tử dân dụng được biên soạn dựa theo chương trình đào tạo đ< xây dựng và ban
hành năm 2021 c7a trưBng Cao đDng nghề CEn Thơ phục vụ cho nghề Điện tử dân
dụng trình độ Cao đDng.
Giáo trình được biên soạn làm tài liệu học tập, giảng dạy nên giáo trình đ< được
xây dựng ở mức độ đơn giản và dễ hiểu, trong mỗi bài học đều có thí dụ và bài tập
tương ứng để áp dụng và làm sáng tỏ phEn lý thuyết.
Khi biên soạn, nhóm biên soạn đ< dựa trên kinh nghiệm thực tế giảng dạy, thiết
bị thực hành c7a trưBng, tham khảo đồng nghiệp, tham khảo các giáo trình hiện có và
cập nhật những kiến thức mới có liên quan để phù hợp với nội dung chương trình đào
tạo và phù hợp với mục tiêu đào tạo, nội dung được biên soạn gắn với nhu cEu thực tế.
Nội dung giáo trình được biên soạn với dung lượng thBi gian đào tạo 60 giB
gồm có:
Bài 1 MĐ32-01: Vi điều khiển PIC
Bài 2 MĐ32-02: Ngôn ngữ lập trình PIC18F4550
Bài 3 MĐ32-03: Bộ thực hành PIC18F4550
Bài 4 MĐ32-04: Lập trình điều khiển và mô phỏng
Giáo trình cũng là tài liệu giảng dạy và tham khảo tốt cho các nghề điện tử dân
dụng, cơ điện tử, điện công nghiệp và điện dân dụng.
Mặc dù đ< cố gắng tổ chức biên soạn để đáp ứng được mục tiêu đào tạo nhưng
không tránh được những thiếu sót. Rất mong nhận được sự đóng góp ý kiến c7a các
thEy, cô, bạn đọc để nhóm biên soạn sẽ điều chỉnh hoàn thiện hơn.
CEn Thơ, ngày tháng năm 2021
Tham gia biên soạn
1. Chủ biên: Nguyễn Thanh Nhàn
2
MỤC LỤC
Trang
TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN.........................................................................................1
LỜI GIỚI THIỆU.........................................................................................................2
MỤC LỤC....................................................................................................................3
BÀI 1: VI ĐIỀU KHIỂN PIC......................................................................................7
1. Cấu trúc c7a vi điều khiển.......................................................................................7
2.1 Kiến trúc Von Neumann......................................................................................10
2.2 Kiến trúc Harvard................................................................................................11
3. Một số họ vi điều khiển thông dụng.....................................................................12
3.1 Vi điều khiển c7a Atmel......................................................................................12
3.2 Vi điều khiển c7a Microchip...............................................................................12
3.3 Vi điều khiển c7a Cypress...................................................................................12
3.4 Vi điều khiển c7a Hitachi....................................................................................12
3.5 Vi điều khiển c7a Motorola.................................................................................12
3.6 Vi điều khiển c7a Maxim....................................................................................12
4. Vi điều khiển PIC18F4550....................................................................................13
4.1 Cấu trúc phEn cứng..............................................................................................13
4.1.1 Sơ đồ khối phEn cứng.......................................................................................13
4.1.2 Sơ đồ chân.........................................................................................................16
4.2 Thiết kế phEn cứng..............................................................................................17
4.2.1 Cấp nguồn cho vi điều khiển...........................................................................17
4.2.2 Khối tạo dao động.............................................................................................18
4.2.3 Hoạt động Reset................................................................................................20
4.2.4 Cổng nạp chương trình.....................................................................................22
4.2.5 Các tính năng đặc biệt, các bit cấu hình c7a PIC 18F4550............................23
5. Thực hành khảo sát nguồn và dao động...............................................................25
BÀI 2: NGÔN NGỮ LẬP TRÌNH PIC18F4550......................................................28
1. Các phEn mềm lập trình.........................................................................................28
1.1 PhEn mềm MPLAB..............................................................................................29
1.2 PhEn mềm CCS....................................................................................................30
1.3 PhEn mềm MikroC...............................................................................................31
2. PhEn mềm MPLAB và XC8..................................................................................32
2.1 Khởi tạo Project trên phEn mềm MPLAB..........................................................32
2.2 Ngôn ngữ lập trình C c7a trình biên dịch XC8..................................................35
2.2.1 Khung một chương trình ngôn ngữ C với XC8..............................................35
2.2.2 Biến và khai báo biến.......................................................................................37
2.2.3 Hằng và khai báo hằng.....................................................................................38
2.2.4 Mảng và khai báo mảng...................................................................................38
2.2.5 Khai báo các hàm trong XC8...........................................................................38
2.2.6 Các phép toán cơ bản.......................................................................................40
2.2.7 Các cấu trúc điều khiển, rẽ nhánh...................................................................41
2.3. Bộ định thBi timer...............................................................................................42
2.4. Khối CCP (Capture - Compare - PWM)...........................................................49
2.4.1 Chế độ PWM.....................................................................................................49
2.4.2 Các thanh ghi liên quan....................................................................................50
2.4.3 Sử dụng các bộ PWM.......................................................................................51
3
2.5. Bộ biến đổi ADC................................................................................................52
2.5.1 Các thanh ghi liên quan....................................................................................54
2.5.2 Điều khiển hoạt động chuyển đổi A/D............................................................58
2.6 Truyền thông nối tiếp trong vi điều khiển..........................................................60
2.6.1 Khái niệm về truyền thông nối tiếp.................................................................60
2.6.2 Module EUSART trên PIC18F4550................................................................63
3. Thực hành...............................................................................................................64
3.1 Cài đặt phEn mềm CCS.......................................................................................64
3.2 Cài đặt phEn mềm MPLABX IDE và XC16 cho vi điều khiển PIC.................66
BÀI 3: BỘ THỰC HÀNH PIC18F4550...................................................................77
1. Bộ thực hành vi điều khiển PIC và các mô đun mở rộng.............................................77
1.2 Điều khiển hiển thị LED đơn và LED 7 thanh.......................................................78
1.3 Điều khiển hiển thị LED ma trận...........................................................................80
1.4 Quét bàn phím ma trận..........................................................................................82
1.5 Module truyền thông nối tiếp................................................................................83
2. Các bài thực hành với các module mở rộng.............................................................84
2.1 Module điều khiển động cơ DC.............................................................................84
2.2 Module điều khiển rơ le.........................................................................................86
2.3 Module điều khiển động cơ bước..........................................................................87
2.4 Module điều khiển nhiệt độ...................................................................................88
2.5 Module điều khiển đ†n giao thông........................................................................90
2.6 Module điều khiển Led ma trận.............................................................................91
2.7 Module điều khiển hiển thị LCD...........................................................................93
3. Thực hành...............................................................................................................94
3.1. Khảo sát bộ thực hành lập trình vi điều khiển PIC (TPAD.R2001)................94
3.2 Kết nối thiết bị với máy tính...............................................................................95
BÀI 4: LẬP TRÌNH ĐIỀU KHIỂN VÀ MÔ PHỎNG.............................................99
1. Chương trình điều khiển LED đơn (chương trình mẫu)......................................99
2. Mô phỏng.............................................................................................................107
3. Thực hành.............................................................................................................109
2.1 Viết chương trình theo yêu cEu.........................................................................109
2.2 Chạy mô phỏng..................................................................................................110
TÀI LIỆU THAM KHẢO........................................................................................115
4
GI&O TR)NH MÔ ĐUN
Tên mô đun: VI ĐIỀU KHIỂN NÂNG CAO
M4 mô đun: MĐ32
Vị trí, tính chất, ý nghĩa và vai trò của mô đun
- Vị trí: Mô đun được bố trí dạy sau khi học xong các môn cơ sở như mạch điện
tử, kỹ thuật số, vi điều khiển cơ bản, …và có thể học song song với các mô đun môn
học khác như: Điều khiển lập trình cỡ nhỏ, PLC cơ bản, Điều khiển thông minh…
- Tính chất: Là mô đun chuyên môn nghề bắt buộc c7a nghề Điện tử dân dụng
trình độ cao đDng
- • nghŽa và vai trò c7a mô đun: Vi điều khiển là một máy tính được tích hợp
trên một chip, nó thưBng được sử dụng để điều khiển các thiết bị điện tử. Vi điều
khiển, thực chất, là một hệ thống bao gồm một vi xử lý có hiệu suất đ7 dùng và giá
thành thấp (khác với các bộ vi xử lý đa năng dùng trong máy tính) kết hợp với các
khối ngoại vi như bộ nhớ, các module vào/ra, các module biến đổi số sang tương tự và
tương tự sang số,... Ở máy tính thì các module thưBng được xây dựng bởi các chip và
mạch ngoài.
Vi điều khiển thưBng được dùng để xây dựng các hệ thống nhúng. Nó xuất hiện
khá nhiều trong các thiết bị điện, điện tử, máy giặt, lò vi sóng, điện thoại, thiết bị đa
phương tiện, dây chuyền tự động,...
Mục tiêu của Mô đun:
Sau khi học xong mô đun này học viên có năng lực
- Về kiến thức:
+ Phân biệt chính xác vi điều khiển, vi xử lý và các hệ thống nhúng;
+ Trình bày đúng cấu trúc, ứng dụng c7a vi điều khiển trong công nghiệp;
- Về kỹ năng:
+ Kiểm tra và viết các chương trình điều kiển đúng tiêu chuẩn kỹ thuật;
+ Vận hành đúng các thiết bị và dây chuyền sản xuất dùng vi điều khiển;
+ Xác định đúng các nguyên nhân hư hỏng và biện pháp xử lý hư hỏng xảy ra
trong thực tế;
+ Thực hiện thiết kế các ứng dụng điều khiển c7a vi điều khiển vào thực tiễn
sản xuất;
- Năng lực tự ch7 và trách nhiệm:
+ Cẩn thận, ch7 động và sáng tạo trong học tập, an toàn cho ngưBi và thiết bị;
+ Tổ chức nơi làm việc gọn gàng, ngăn nắp và đúng các biện pháp an toàn;
+ Có tư thế tác phong công nghiệp, ý thức tổ chức kỷ luật, khả năng làm việc
độc lập cũng như khả năng phối hợp làm việc nhóm trong quá trình học tập và sản
xuất.
Nội dung của mô đun
Số
TT Tên các bài trong mô đun
Thời gian (giờ)
Tổng
số
Lý
thuyết
Thực hành,
thí nghiệm,
thảo luận,
bài tập
Kiểm
tra
1 Bài 1: Vi điều khiển PIC 8 2 6
1. Cấu trúc c7a vi điều khiển 0.5 0.5
2. Kiến trúc c7a vi điều khiển 0.5 0.5
2.1. Kiến trúc Von Neumann
5