Hướng dẫn thực hành vi điều khiển AVR

Chia sẻ: Kim Han Zoo | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:228

Thêm vào BST

Báo xấu

737
lượt xem 301
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Tài liệu "Hướng dẫn thực hành vi điều khiển AVR" sẽ giúp cho các bạn bước đầu làm quen với vi điều khiển AVR một cách nhanh nhất. Thông qua các bài thực hành và thí nghiệm trên Kit các bạn sẽ khám phá ra được nhiều điều vô cùng thú vị, từ đó các bạn sẽ thấy rằng học môn học vi điều khiển không khó mà còn khá dễ. Mời các bạn cùng tham khảo.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Hướng dẫn thực hành vi điều khiển AVR

FLOWCODE AVR BM. ĐIỆN TỬ HƯỚNG DẪN THỰC HÀNH VI ĐIỀU KHIỂN AVR
Hướng dẫn thực hành vi điều khiển AVR FlowCode AVR LỜI GIỚI THIỆU Chào mừng các bạn đến với tài liệu hướng dẫn thực hành vi điều khiển AVR thông qua phần mềm Flowcode và Kit thí nghiệm của trung tâm CITA. Flowcode là một chương trình phần mềm cho phép các bạn tạo các chương trình từ đơn giản tới phức tạp cho vi điều khiển AVR chỉ thông qua các giải thuật điều khiển. Tài liệu này sẽ giúp cho các bạn bước đầu làm quen với vi điều khiển AVR một cách nhanh nhất. Thông qua các bài thực hành và thí nghiệm trên Kit các bạn sẽ khám phá ra được nhiều điều vô cùng thú vị, từ đó các bạn sẽ thấy rằng học môn học vi điều khiển không khó mà còn khá dễ. Các bạn sẽ từng bước làm quen với vi điều khiển AVR thông qua từng bài thực hành từ dễ tới khó. Mỗi bài thực hành, tài liệu sẽ hướng dẫn các bạn từng bước thực hiện bằng các hình ảnh vô cùng trực quan. Đồng thời thông qua bài thực hành các bạn sẽ được ôn lại những kiến thức củ và học những kiến thức mới. Cuối mỗi bài thực hành là các bài tập nâng cao để các bạn thực hành thêm. Nếu trong quá trình sử dụng tài liệu các bạn cảm thấy khó khăn, hoặc cảm thấy rằng mình thiếu kiến thức, thì đừng vội hoảng sợ. Bạn chỉ cần nhớ rằng bạn có thể không hiểu được tất cả mọi thứ ở lần đầu tiên. Mặc dù tài liệu đã được biên soạn với sự nỗ lực, tận tâm cao nhất nhưng với kinh nghiệm và thời gian còn hạn chế nên những bài thực hành trong tài liệu không thể tránh khỏi những sai sót. Tác giả rất mong nhận được sự đóng góp ý kiến quý báo từ các đồng nghiệp, quí thầy cô và các bạn sinh viên để tài liệu này được hoàn thiện hơn. Mọi ý kiến đón góp xin gởi về: Trường Cao Đẳng Công Nghệ Thủ Đức Trần Hồng Văn Phòng Khoa Học Công Nghệ & Quan Hệ Quốc Tế Tel: 0902.969.727 – (08)38893666 Email: qhqt@tdc.edu.vn Trường CĐ Công Nghệ Thủ Đức Trang - 2 -
Hướng dẫn thực hành vi điều khiển AVR FlowCode AVR GIỚI THIỆU FLOWCODE Môi trường lập trình Flowcode bao gồm một khu vực hoạt động chính, trong đó cửa sổ flowchart được hiển thị, một số thanh công cụ cho phép các biểu tượng và các thành phần được thêm vào trong ứng dụng của flowchart, cửa sổ cho phép xem trạng thái của vi điều khiển và cũng là cửa sổ hiển thị các biến trong quá trình lưu đồ thuật giải đang được mô phỏng. Ở đây bạn có thể nhìn thấy một màn hình của một dự án: Có 3 thanh công cụ mà bạn có thể sử dụng Thanh công cụ Icons Kéo và thả biểu tượng này vào cửa sổ chính flowchart để tạo thành một ứng dụng flowchart của bạn. Thông thường thanh công cụ này nằm ở vị trí ở bên trái của màn hình, nhưng thanh công cụ có thể được trong giống như hình dưới đây khi nó undocked. Trường CĐ Công Nghệ Thủ Đức Trang - 3 -
Hướng dẫn thực hành vi điều khiển AVR FlowCode AVR Thanh công cụ Components Đây là thanh công cụ hiển thị các thành phần bên ngoài, các thành phần nầy có thể được kết nối với một vi điều khiển. Click vào một thành phần và nó sẽ thêm một thành phần cần điều khiển vào của sổ flowchart. Chất kết nối giữa vi điều khiển và thành phần điều khiển có thể được sửa đổi. Thông thường vị trí của thanh công cụ này nằm ở bên trái của màn hình bên cạnh thanh công cụ Icons, nhưng thanh công cụ có thể được trong giống như hình dưới đây khi nó undocked. Thanh công cụ Menu và simulation (mô phỏng) Các nút trên thanh công cụ này cho phép bạn mở tập tin, đóng các tập tin v.v… và cũng cho phép bạn kiểm soát các mô phỏng và điều khiển các chức năng. Các chức năng này cũng có sẵn trên trình đơn Windows chuẩn ở phía trên cùng của màn hình Duy chuyển thanh công cụ Các thanh công cụ có thể được duy chuyển ra khởi vị trí mặt định của nó hoặc thả nổi, hoặc đưa vào trong trình đơn, hoặc bên dưới cùng của cửa sổ Flowcode. Dưới đây là một ví dụ thả nổi thanh công cụ Trường CĐ Công Nghệ Thủ Đức Trang - 4 -
Hướng dẫn thực hành vi điều khiển AVR FlowCode AVR Cửa sổ Microcontroller Vi điều khiển hiện thành được hiển thị ở cửa sổ này. Khi flowchart được mô phỏng thì tình trạng các chân xuất nhập của vi điều khiển được hiển thị trên vi điều khiển với màu đỏ và màu xanh cho kết quả đầu ra cao và thấp tương ứng như bạn có thể xem ở đây: Trường CĐ Công Nghệ Thủ Đức Trang - 5 -
Hướng dẫn thực hành vi điều khiển AVR FlowCode AVR Cửa sổ Flowchart Các biểu tượng làm nên lưu đồ giải thuật flowchart được hiển thị trong cửa sổ này. Ngoài ra, các lưu đồ giải thuật của các macro được hiển thị trong một của sổ riêng biệt. Cửa số chính flowchart luôn luôn được hiển thị và của sổ các của các macro có thể được hiển thị hoặc ẩn đi khi cần thiết. Trường CĐ Công Nghệ Thủ Đức Trang - 6 -
Hướng dẫn thực hành vi điều khiển AVR FlowCode AVR Cửa sổ External component Tình trạng của một trong những thành phần kèm theo vi điều khiển được hiển thị trong cửa sổ này. Các thành phần sẽ trở nên “hoạt động” khi mà flowchart được mô phỏng. Cho bạn một cách nhìn tổng thể cũng như cho phép bạn tương tác với các thành phần bên ngoài, ví dụ: đóng và mở công tắc. Cử sổ Variables Khi mô phỏng một flowchart, giá trị của bất kỳ các biến sử dụng có thể được nhìn thấy trong cửa sổ này. Các giá trị của các biến được cập nhật cho tất cả các lệnh của mỗi lệnh mô phỏng nhưng không được cập nhật khi các mô phỏng chạy ở tốc độ đầy đủ. Nếu bạn mô phỏng một flowchart ành nhấn nút pause thì bạn có thể click vào các biến trong của sổ này và thay đổi giá trị của chúng. Điều này cho phép bạn thử nghiệm flowchart của bạn dưới các điều kiện khác nhau. Trường CĐ Công Nghệ Thủ Đức Trang - 7 -
Hướng dẫn thực hành vi điều khiển AVR FlowCode AVR Cửa sổ Call stack. Cửa sổ này cho phép xem các macro hiện hành được mô phỏng. Điều này rất hữu ích khi một trong những macro khác được gọi trong quá trình mô phỏng. Thanh công cụ và cửa sổ kiểm tra. Nếu bạn chọn VIEW… từ trình đơn bạn có thể xem được số của các hộp lựa chọn, các lựa chọn này có thể được dùng để kích hoạt hoặc tắt cửa sổ các thanh công cụ. Trường CĐ Công Nghệ Thủ Đức Trang - 8 -
Ngày: BÀI 1 …../…../ 200… XUẤT DỮ LIỆU RA PORT A Kiểm tra I. MỤC ĐÍCH - Nhận diện vi điều khiển ATMEGA8515. - Xuất dữ liệu ra các port của vi điều khiển ATMEGA8515. II. TRANG THIẾT BỊ - Máy vi tính có cài phần mềm Flowcode AVR. - Bộ Thực Tập Vi Xử Lý CITA. III. LÝ THUYẾT III.1. Giới thiệu chip ATMEGA8515 Hình 1: Sơ đồ chân của chip 8515 A. Khái quát : Chip ATmega8515 là một vi điều khiển họ CMOS 8-bit năng lượng thấp dựa trên họ AVR được tăng cường cấu trúc RISC. Bằng cách thi hành những lệnh mạnh trong một chu kỳ xung đơn, ATmega8515 đạt thông lượng gần 1 MIPS / Hướng dẫn thực hành vi điều khiển AVR Trang - 9 -
Ngày: BÀI 1 …../…../ 200… XUẤT DỮ LIỆU RA PORT A Kiểm tra MHz cho phép hệ thống thiết kế có thể tối ưu hóa điện năng tiêu thụ so với tốc độ xử lý. B. Đặc tính: • Hiệu suất cao, bộ vi điều khiển công suất thấp 8-bit • Cấu trúc RISC Thanh ghi làm việc đa năng. Sự vận hành tĩnh. Khả năng thực hiện 16 triệu lệnh/s tại tần số 16 Mhz. • Bộ nhớ chương trình và dữ liệu không đổi. Tự lập trình hệ thống được 8Kbyte. Độ bền:10000vòng ghi/xóa. Bộ phận khởi động ngẫu nhiên độc lập với bit khóa. Chuơng trình hệ thống dựa trên chương trình khởi động trên chip Điều khiển việc đọc trong khi ghi trung thực 512 byte EEPROM Độ bền:100000 vòng ghi/xóa. 512 byte SRAM bên trong Có thể mở rộng bộ nhớ ngoài lên tới 64 Kbyte Chương trình khóa dành cho phần mềm bảo mật • Đặc tính ngoại vi: 3 kênh điều biến độ rộng xung(PWM:pulse width modulation) Hướng dẫn thực hành vi điều khiển AVR Trang - 10 -
Ngày: BÀI 1 …../…../ 200… XUẤT DỮ LIỆU RA PORT A Kiểm tra Giao tiếp nối tiếp loại chủ tớ SPI Bộ thu phát tổng hợp đồng bộ và không đồng bộ Bộ định thời giám sát lập trình với bộ tạo dao động riêng biệt trên chip Bộ so sánh tương tự trên chip • Chức năng đặc biệt của vi điều khiển: Trình tự khởi động và khả năng tự dò tìm khi nguồn yếu. Bộ dao động RC bên trong được hiệu chỉnh Bộ nguồn ngắt bên trong và ngoài 3 chế độ chờ:không họat động,nguồn giảm,chế độ nghỉ • Ngõ vào/ra và gói chương trình: 40 chân ngoại vi • Mức điện thế hoạt động: 2.7-5.5 V cho ATmega8515L 4.5-5.5V cho ATmega8515 • Cấp tần số: 0-8 Mhz cho ATmega8515L 0-16 Mhz cho ATmega8515 III.2. Mô tả các chân VCC GND Hướng dẫn thực hành vi điều khiển AVR Trang - 11 -
Ngày: BÀI 1 …../…../ 200… XUẤT DỮ LIỆU RA PORT A Kiểm tra Port A (PA7..PA0) Port B (PB7..PB0) Port C (PC7..PC0) Port D (PD7..PD0) : là các cổng xuất nhập 2 chiều 8 bit, với điện trở kéo lên bên trong (tùy chọn cho từng bit). Ngoài ra các cổng A,B và D còn có thể phục vụ một số chức năng đặc biết của Atmega8515. Port E (PE2..PE0) : là cổng xuất nhập 2 chiều 3 bit, với điện trở kéo lên bên trong (tùy chọn cho từng bit). Ngoài ra cổng E còn có thể phục vụ một số chức năng đặc biệt của Atmega8515. RESET ngõ vào chân reset. XTAL1 Ngõ vào bộ khuếch đại dao động đảo và ngõ vào xung trong để mạch hoạt động. XTAL2 Ngõ ra từ bộ dao động khuếch đại đảo. III.3. Kết nối phần cứng Hướng dẫn thực hành vi điều khiển AVR Trang - 12 -
Ngày: BÀI 1 …../…../ 200… XUẤT DỮ LIỆU RA PORT A Kiểm tra IV. TH ỰC HÀNH Sơ đồ giải thuật xuất dữ liệu ra port A Bước 1: Tạo dự án mới - Khởi động chương trình FlowCode - Chọn Create a new FlowCode flowchart… Nhấn OK Hướng dẫn thực hành vi điều khiển AVR Trang - 13 -
Ngày: BÀI 1 …../…../ 200… XUẤT DỮ LIỆU RA PORT A Kiểm tra - Chọn chip ATMEGA8515  Nhấn OK - Màn hình làm việc hiện ra với 2 khối BEGIN và END Hướng dẫn thực hành vi điều khiển AVR Trang - 14 -
Ngày: BÀI 1 …../…../ 200… XUẤT DỮ LIỆU RA PORT A Kiểm tra - Nhấn vào biểu tượng để lưu chương trình với tên D:\\BaitapAVR\Bai1 Bước 2: Gọi khối xuất dữ liệu - Chọn vào biểu tượng sau đó kéo – thả vào giữa 2 khối BEGIN & END - Nhấn 2 lần vào biểu tượng - Ghi vào ô Variable or value giá trị 1  Nhấn OK - Có thể sử dụng số hex hoặc số nhị phân trong ô Variable or value. - Đối với số hex ta ghi với cú pháp: 0x1F - Đối với số nhị phân ta ghi với cú pháp: 0b10101010 - Trong phần mềm Flowcode ta có thể sử dụng số ở dạng thập phân, nhị phân và thập lục phân nhưng phải tuân theo cú pháp trên. Hướng dẫn thực hành vi điều khiển AVR Trang - 15 -
Ngày: BÀI 1 …../…../ 200… XUẤT DỮ LIỆU RA PORT A Kiểm tra Bước 3: Gọi khối mô phỏng Led đơn - Nhấn vào biểu tượng - Nhấn vào biểu tượng - Chọn Component Connections… o Port: Lựa chọn Led nối với port nào của ATMEGA8515 o Bit: Lựa chọn từng chân của ATMEGA8515 nối với Led - Chọn Port A Hướng dẫn thực hành vi điều khiển AVR Trang - 16 -
Ngày: BÀI 1 …../…../ 200… XUẤT DỮ LIỆU RA PORT A Kiểm tra Bước 4: Mô phỏng - Nhấn vào biểu tượng - Quan sát hiện tượng - Nhấn vào biểu tượng - Chọn Properties…  Number of LEDs: Lựa chọn số lượng LED hiển thị  LED Colour: Chọn màu cho LED  Direction: Hướng dẫn thực hành vi điều khiển AVR Trang - 17 -
Ngày: BÀI 1 …../…../ 200… XUẤT DỮ LIỆU RA PORT A Kiểm tra o Deflault: Led 0 nằm bên phía tay phải o Reverse: Led 0 nằm bên phía tay trái  Orientation: o Horizontal: Led hiển thị nằm ngang o Vertical: Led hiển thị đứng - Đặt tên cho các Led V. THÍ NGH IỆM A. Kết nối phần cứng Bước 1: Tắt nguồn KIT thực tập vi xử lý Bước 2: Gắn board ATMEGA8515 vào TEXTDOL Hướng dẫn thực hành vi điều khiển AVR Trang - 18 -
Ngày: BÀI 1 …../…../ 200… XUẤT DỮ LIỆU RA PORT A Kiểm tra Bước 3: Nối dây nạp chương trình vào board ATMEGA8515 Hướng dẫn thực hành vi điều khiển AVR Trang - 19 -
Ngày: BÀI 1 …../…../ 200… XUẤT DỮ LIỆU RA PORT A Kiểm tra PA0 1 PA7 4 Port A Nap - Nối J181 với board ATMEGA8515 ở vị trí Nạp Bước 4: Kết nối với Led - Nối Led với Port A Hướng dẫn thực hành vi điều khiển AVR Trang - 20 -