Đồ án tốt nghiệp Điện tử viễn thông: Thiết kế và thi công hệ thống điều khiển nhiệt độ

Đăng ngày | Thể loại: | Lần tải: 3 | Lần xem: 62 | Page: 79 | FileSize: 1.25 M | File type: PDF
of x

Đồ án tốt nghiệp Điện tử viễn thông: Thiết kế và thi công hệ thống điều khiển nhiệt độ. Đồ án tốt nghiệp Điện tử viễn thông: Thiết kế và thi công hệ thống điều khiển nhiệt độ trình bày tổng quan về vi điều khiển, vi điều khiển PIC16F877A, thiết kế hệ thống điều khiển nhiệt độ, khối chuyển đổi số sang tương tự, khối điều khiển thyristor.. Giống những thư viện tài liệu khác được bạn đọc giới thiệu hoặc do sưu tầm lại và chia sẽ lại cho các bạn với mục đích học tập , chúng tôi không thu phí từ thành viên ,nếu phát hiện tài liệu phi phạm bản quyền hoặc vi phạm pháp luật xin thông báo cho website ,Ngoài giáo án bài giảng này, bạn có thể download tài liệu miễn phí phục vụ nghiên cứu Một ít tài liệu tải về thiếu font chữ không hiển thị đúng, có thể máy tính bạn không hỗ trợ font củ, bạn tải các font .vntime củ về cài sẽ xem được.

https://tailieumienphi.vn/doc/do-an-tot-nghiep-dien-tu-vien-thong-thiet-ke-va-thi-cong-he-thong-dieu-khien-nhi-ck07tq.html

Nội dung


  1. §ç V¨n §¹t HÖ thèng ®iÒu khiÓn nhiÖt ®é BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHÒNG KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ NGÀNH ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP. ĐỀ TÀI: Thiết kế và thi công hệ thống điều khiển nhiệt độ. Sinh viên thực hiện: ĐỖ VĂN ĐẠT. Giáo viên hướng dẫn: NGUYỄN VĂN DƢƠNG. 1
  2. §ç V¨n §¹t HÖ thèng ®iÒu khiÓn nhiÖt ®é LỜI MỞ ĐẦU Hiện nay, ngành kỹ thuật điện tử và công nghệ thông tin tiến bộ không ngừng. Chúng đang ngày càng phát triển và đƣợc ứng dụng trong tất cả các mặt của đời sống. Các thiết bị điện tử dùng Vi Điều Khiển đƣợc sử dụng rộng rãi khắp trong các ứng dụng tự động. Nó giúp chúng ta trong mọi công việc cũng nhƣ giải trí. Các bộ Vi Điều Khiển ngày càng hiện đại, tốc độ xử lý nhanh hơn, và có ứng dụng rộng hơn. Một trong những ứng dụng quan trọng của Vi Điển Khiển đó là dùng trong đo lƣờng và điều khiển. Nhờ các loại cảm biến, ứng dụng của đo lƣờng bằng Vi Điều Khiển không chỉ giới hạn trong các đại lƣợng điện mà còn mở rộng ra các tín hiệu không phải điện. Sử dụng Vi Điều Khiển chúng ta thu thập các đại lƣợng cần đo dễ dàng hơn, có thể xử lý ngay các đại lƣợng đó và đƣa ra đƣợc những kết quả nhƣ mong muốn. Với tầm quan trọng của đo lƣờng bằng Vi Điều Khiển nên, em đã nhận đề tài này làm đồ án tốt nghiệp để nghiên cứu, và hiểu biết thêm về Vi Điều Khiển và các ứng dụng hay của nó trong cuộc sống thƣờng ngày của chúng ta. Trong quá trình làm đồ án tốt nghiệp, do sự hạn chế về thời gian, tài liệu và trình độ có hạn nên không tránh khỏi có thiếu sót. Em rất mong đƣợc sự đóng góp ý kiến của thầy cô và các bạn để đồ án tốt nghiệp của em đƣợc hoàn thiện hơn. Em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến các thầy cô trong Khoa Điện-Điện tử, đặc biệt là thầy Nguyễn Văn Dƣơng đã giúp đỡ em hoàn thành tốt đồ án này. Hải phòng, 8 tháng 7 năm2009 Sinh viên thực hiện ĐỖ VĂN ĐẠT 2
  3. §ç V¨n §¹t HÖ thèng ®iÒu khiÓn nhiÖt ®é Mục lục Chƣơng 1: TỔNG QUAN VỀ VI ĐIỀU KHIỂN ........................... 6 1.1. Bộ vi điều khiển 8051..................................................... 7 1.2. Bộ vi điều khiển 8052..................................................... 13 1.3. Bộ vi điều khiển 8031 .................................................... 13 Chƣơng 2:VI ĐIỀU KHIỂN PIC16F877A ................................... 15 2.1. Tổng quan về thiết bị ..................................................... 15 2.1.1. Hình dạng và bố trí chân của Pic16F877A ........ 15 2.1.2. Đặc tính nổi bật của bộ xử lý ............................. 15 2.1.3. Sơ đồ khối bộ vi điều khiển Pic16F877A .......... 16 2.2. Mô tả các chân chức năng của Pic16F877A .................. 17 2.3. Tổ chức bộ nhớ .............................................................. 19 2.3.1. Tổ chức bộ nhớ chƣơng trình Flash ................... 19 2.3.2. Tổ chức bộ nhớ dữ liệu RAM ............................ 21 2.3.3. Bộ nhớ dữ liệu EEPROM ................................... 24 2.3.4. Đọc và ghi vào bộ nhớ dữ liệu EEPROM .......... .16 2.3.5. Đọc và ghi chƣơng trình FLASH ....................... .26 2.4. Cổng vào ra ..................................................................... 26 2.4.1. Cổng A và thanh ghi TRISA .............................. 27 3
  4. §ç V¨n §¹t HÖ thèng ®iÒu khiÓn nhiÖt ®é 2.4.2. Cổng B và thanh ghi TRISB............................... 28 2.4.3. Cổng C và thanh ghi TRISC............................... 29 2.4.4. Cổng D và thanh ghi TRISD .............................. 31 2.4.5. Cổng E và thanh ghi TRISE ............................... 31 2.5. Các bộ Timer của chip. ................................................... 33 2.5.1. Bộ Timer0 ........................................................... 33 2.5.2. Bộ Timer1 ........................................................... 36 2.5.3. Bộ Timer2 ........................................................... 39 2.6. Bộ chuyển đổi tƣơng tự sang số. .................................... 41 2.6.1. Bộ chuyển đổi tƣơng tự sang số ......................... 41 2.6.2. Lựa chọn tốc độ chuyển đổi. .............................. 43 2.7. Các ngắt của PIC16F877 ................................................ 44 2.8. So sánh với Vi Điều Khiển 8051 .................................... 44 Chƣơng 3:THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN NHIỆT ĐỘ .... 45 3.1. Sơ đồ khối tổng quát. ...................................................... 45 3.2. Khối cảm biến. ................................................................ 46 3.3. Khối chuyển đổi tƣơng tự sang số .................................. 47 3.4. Khối điều khiển. ............................................................. 52 3.5. Khối chuyển đổi số sang tƣơng tự. ................................. 52 3.6. Khối điều khiển thyristor. .............................................. 54 3.6.1. Sơ đồ cấu trúc .................................................... 54 4
  5. §ç V¨n §¹t HÖ thèng ®iÒu khiÓn nhiÖt ®é 3.6.2. Nguyên tắc điều khiển ....................................... 55 3.6.3. Sơ đồ nguyên lý ................................................. 56 3.7. Khối hiển thị LCD. ......................................................... 57 3.7.1. Các chân chức năng. ........................................... 58 3.7.2. Sơ đồ khối của HD44780. .................................. 59 3.7.3. Tập lệnh của LCD. ............................................ 63 3.8. Sơ đồ mạch hệ thống điều khiển nhiệt độ. ..................... 69 3.9. Phần mềm điều khiển ..................................................... 70 3.9.1. Lƣu đồ thuật toán. ............................................... 70 3.9.2. Chƣơng trình. ...................................................... 72 Kêt luân 77 Tài liệu tham khảo .................................................. 78 5
  6. §ç V¨n §¹t HÖ thèng ®iÒu khiÓn nhiÖt ®é Chương 1 TỔNG QUAN VỀ VI ĐIỀU KHIỂN Có 4 bộ vi điều khiển 8 bit chính. Đó là 6811 của Motorola, 8051 của Intel, z8 của Xilog và Pic 16 của Microchip Technology. Mỗi một kiểu loại trên đây đều có một tập lệnh và thanh ghi riêng duy nhất, nếu chúng đều không tƣơng thích lẫn nhau. Cũng có những bộ vi điều khiển 16 bit và 32 bit đƣợc sản xuất bởi các hãng sản xuất chíp khác nhau. Với tất cả những bộ vi điều khiển khác nhau thì tiêu chuẩn để lựa chọn các bộ vi điều khiển là: *) Đáp ứng đƣợc nhu cầu tính toán của bài toán một cách hiệu quả về mặt giá thành và đầy đủ chức năng có thể nhìn thấy đƣợc. Trong khi phân tích các nhu cầu của một dự án dựa trên bộ vi điều khiển chúng ta phải biết bộ vi điều khiển nào là 8 bit, 16 bit hay 32 bit có thể đáp ứng tôt nhất nhu cầu của bài toán một cách hiệu quả. Nhứng tiêu chuẩn đó là: - Tốc độ: tốc độ lớn nhất mà vi điều khiển hỗ trợ lạ bao nhiêu. - Kiểu đóng vỏ: Đóng vỏ kiểu DIP 40 chân hay QFP. Đây là yêu cầu quan trọng đối với yêu cầu về không gian, kiểu láp ráp và tạo mẫu thử cho sản phẩm cuối cùng. - Công suất tiêu thụ: Điều này đặc biệt khắt khe đối với các sản phẩm dùng pin, ắc quy. - dung lƣợng bộ nhớ Rom và Ram trên chíp. - Số chân vào ra và bộ định thời trên chíp. - Khả năng dễ dàng nângh cấp cho hiệu suất cao hoặc giảm công suất tiêu thụ. - Giá thành cho một đơn vị: Điều này quan trọng quyết định giá thành sản phẩm mà một bộ vi điều khiển đƣợc sử dụng. 6
  7. §ç V¨n §¹t HÖ thèng ®iÒu khiÓn nhiÖt ®é *) Cóp sẵn các công cụ phát triển phần mềm nhƣ các trình biên dịch, trình hợp ngữ và gỡ rối. *) Nguồn các bộ vi điều khiển có sẵn nhiều và tin cậy. Khả năng sẵn sàng đáp ứng về số lƣợng trong hiện tại tƣơng lai. Hiện nay các bộ vi điều khiển 8 bit họ 8051 là có số lƣợng lớn nhất các nhà cung cấp đa dạng nhƣ Intel, Atmel, Philip… 1.1. Bộ vi điều khiển 8051 Vào năm 1981 hãng Intel giới thiệu một số bộ vi điều khiển đƣợc gọi là 8051. Bộ vi điều khiển này có 128 byte RAM, 4K byte ROM trên chíp, hai bộ định thời, một cổng nối tiếp và 4 cổng (đều rộng 8 bit) vào ra tất cả đƣợc đặt trên một chíp. Lúc ấy nó đƣợc coi là một „hệ thống trên chíp‟. 8051 là một bộ xử lý 8 bit có nghĩa là CPU chỉ có thẻ làm việc với 8 bit dữ liệu tại một thời điểm. Dữ liệu lớn hơn 8 bit đƣợc chia ra thành các dữ liệu 8 bit để cho xử lý. 8051 có tất cả 4 cổng vào ra I/O mỗi cổng rộng 8 bit (hình vẽ). Mặc dù 8051 có một ROM trên chíp cực đại là 64Kbyte, nhƣng các nhà sản xuất lúc đó đã xuất xƣởng chỉ với 4Kbyte Rom trên chíp. 8051 đã trở nên phổ biến sau khi Intel cho phép các nhà sản xuất khác nhau sản xuất và bán bất kỳ dạng biến thể nào của 8051 mà họ thích với điều kiện họ phải để lại mã tƣơng thích với 8051. Điều này dẫn đến sự ra đời nhiều phiên bản của 8051 với các tốc độ khác nhau và dung lƣợng Rom trên chíp khác nhau. Điều này quan trọng là mặc dù có nhiều biến thể khác nhau của 8051 về tốc độ và dung lƣợng nhớ ROM trên chíp nhƣng tất cả chúng đều tƣơng thích với 8051 ban đầu về các lệnh. Điều này có nghĩa là nếu ta viết chƣơng trình cho một phiên bản nào đó thì nó cũng sẽ chạy với mọi phiên bản bất kỳ khác mà không phân biệt nó từ hãng sản xuất nào. Bảng 1.1. Các đặc tính của 8051 đầu tiên. 7
  8. §ç V¨n §¹t HÖ thèng ®iÒu khiÓn nhiÖt ®é Đặc tính Số lƣợng ROM trên chíp 4Kbyte RAM 128 byte Bộ định thời 2 Các chân vào ra 32 Cổng nối tiếp 1 Nguồn ngắt 6 Bộ vi điều khiển 8051 là thành viên đầu tiên của họ 8051, hãng Intel ký hiệu nó là MSC51. Bảng trên là các đặc tính của họ 8051. EXTERNAL INTERRUPTS ETC COUNTER TIMER INPUTS INTERRU ON - CHIP 0 PT RAM TIMER CONTROL 1 CPU OSC BUS 4 I/O SERIAL CONTRO PORTS PORT L P P P P TXD RXD 0 1 2 3 ADDRESS/DA TA Hình 1.1. Bố trí bên trong của 8051 Mô tả chân của 8051nhƣ hình 1.2. Các thành viên của họ 8051( ví dụ 8751, 89C51, DS5000) đều có các kiểu đóng vỏ khác nhau, chẳng hạn nhƣ hai hàng chân DIP dạng vỏ dẹp vuông QFP và dạng chip không có chân đỡ LLC 8
  9. §ç V¨n §¹t HÖ thèng ®iÒu khiÓn nhiÖt ®é thì chúng đều có 40 chân cho các chức năng khác nhau nhƣ vào ra I/O, đọc RW , ghi WR , địa chỉ, dữ liệu và ngắt. Cần lƣu ý rằng một số hãng cung cấp phiên bản 8051 có 20 chân với số cổng vào ra ít hơn cho các ứng dụng yêu cầu thấp hơn. Tuy nhiên, vì hầu hết các nhà phát triển chính sử dụng chíp đóng vỏ 40 chân với hai hàng chân DIP nên ta chỉ tập chung mô tả phiên bản này. P1.0 1 40 Vcc P1.1 2 39 P0.0 (AD0) P1.2 3 38 P0.1 (AD1) P1.3 4 37 P0.2 (AD2) 36 P1.4 5 P0.3 (AD3) P1.5 6 35 P0.4 (AD4) P1.6 7 34 P0.5 (AD5) P1.7 8 8051 33 P0.6 (AD6) RST 9 32 P0.6 (AD6) (RXD) P3.0 10 (8031) 31 EA/CPP (TXD) P3.1 11 30 ALE/PROG (NT0) P3.2 12 29 PSEN (NT1) P3.3 13 28 P2.7 (A15) (T0) P3.4 14 27 P2.6 (A14) (T1) P3.5 15 26 P2.5 (A13) (WR) P3.6 16 25 P2.4(A12) (RD) P3.7 17 24 P2.3 (A11) XTAL2 18 23 P2.2 (A10) XTAL1 19 22 P2.1 (A9) GND 20 21 P2.0 (AB) Hình 1.2. Sơ đồ chân của 8051 Từ hình 1.2. ta thấy trong 40 chân có 32 chân dùng cho các cổng P0, P1, P2, P3 với mỗi cổng có 8 chân. Các chân còn lại dành cho nguồn Vcc, đất GND, các chân dao động XTAL1 và XTAL2, khởi động lại RST 9
  10. §ç V¨n §¹t HÖ thèng ®iÒu khiÓn nhiÖt ®é cho phép chốt địa chỉ ngoài EA , cho ngắt cất chƣơng trình PSEN . Trong 8 chân này thì 6 chân Vcc, GND, XTAL1, XTAL2, RST và EA đƣợc các họ 8031 và 8051 sử dụng. Hay nói cách khác là chúng phải đƣợc nối để cho hệ thống làm việc mà không cần biết bộ vi điều khiển thuộc họ 8051 hay 8031. Còn chân PSEN và chân ALE đƣợc sử dụng trong các hệ thống dựa trên 8031.  Chân Vcc và chân GND tƣơng ứng với chân số 40 và chân số 20 cung cấp nguồn (+5V) và nối mass.  Chân XTAL1 (chân 19) và XTAL2 (chân 18): 8051 có bộ dao động trên chíp nhƣng nó yêu cầu có một xung đồng hồ ngoài để chạy nó. Bộ dao động thạch anh đƣợc nối với XTAL1 và XTAL2 cùng hai tụ điện có giá trị 30pF. Một phía tụ đƣợc nối xuống đất nhƣ hình 1.3. Cần phải lƣu ý rằng có nhiều tốc độ khác nhau của họ 8051. Tốc độ đƣợc coi nhƣ là tần số cực đại của bộ giao động đƣợc nối tới chân XTAL. Ta có thể sử dụng một nguồn tần số khác dao động thạch anh chẳng hạn nhƣ bộ dao động TTL thì nó sẽ đƣợc nối tới chân XTAL1 còn chân XTAL2 để hở nhƣ hình 1.4. C2 XTAL2 XTAL2 NC C1 EXTERRNAL XTAL1 OSCILLATAOR XTAL1 30pF SIGNAL GND GND Hình 1.3. XTAL nối với 8051 Hình 1.4. XTAL nối với dao đông ngoài  Chân RST: Chân số 9 là chân tái lập RESET. Nó là chân đầu vào có mức tích cực cao. Khi cấp xung cao tới chân này thì bộ vi điều 10
  11. §ç V¨n §¹t HÖ thèng ®iÒu khiÓn nhiÖt ®é khiển sẽ tái lập và kết thúc mọi hoạt động. Nó có thể coi nhƣ sự tái bật nguồn. Vcc Vcc 30 F 31 + 10 F EA/Vpp EA/Vpp 10 F 31 19 X1 X1 11.0592 MHz 30 F 18 8.2K X2 X2 RST 9 RST 9 8.2K Hình 1.5. Mạch tái bật nguồn Hình 1.6. Mạch tái bật nguồn RESET với Debounce. Muốn mạch RESET làm việc có hiệu quả thì nó phải có tối thiểu 2 chu kì máy. Hay nói cách khác, xung cao phải kéo dài tối thiểu 2 chu kì máy trƣớc khi nó xuống thấp.  Chân EA (là chân IN): Truy cập bộ nhớ ngoài, chân số 31 trên vỏ chíp nhƣ 8751, 89C51 hoặc DS5000 thì chân EA đƣợc nối với nguồn Vcc. Trƣờng hợp không có ROM trên chíp nhƣ 8031 và 8051 thì mã chƣơng trình đƣợc lƣu cất ở bộ nhớ ngoài, khi đó chân EA đƣợc nối đất. Nhƣ vậy chân này không bao giờ đƣợc để hở.  Chân PSEN là chân có chức năng cho phép lƣu chƣơng trình. Ở hệ thống 8031, khi chƣơng trình cất ở bộ nhớ ROM ngoài thì chân này đƣợc nối tới chân OE của ROM. 11
  12. §ç V¨n §¹t HÖ thèng ®iÒu khiÓn nhiÖt ®é  ALE cho phép chốt địa chỉ là chân có mức tích cực cao. Khi nối 8031 tới bộ nhớ ngoài thì cổng 0 cũng đƣợc cấp địa chỉ và dữ liệu. Hay nói cách khác, 8031 dồn địa chỉ và dữ liệu qua cổng 0 để tiết kiệm số chân. Chân ALE đƣợc sử dụng để phân kênh địa chỉ và dữ liệu bằng cách nối tới chân G của của chíp 73LS373.  Nhóm chân cổng vào ra I/O: bốn cổng P0, P1, P2, P3 đều có 8 chân và tạo thành cổng 8 bít. Tất cả các cổng khi RESET đều đƣợc cấu hình làm cổng ra. Để làm đầu vào thì cần đƣợc lập trình. Các cổng bình thƣờng là cổng ra. Cổng P0 có thể vừa làm đầu ra, vừa làm đầu vào cổng P0 từ chân 32 đến 39 phải đƣợc nối với điện trở kéo 10K bên ngoài. Cổng P1 cũng có 8 chân, từ chân 1 đến chân 8, và có thể sử dụng làm đầu vào hoặc ra. Khác với cổng P0, cổng P1 không cần đến điện trở kéo bên ngoài vì nó đã có điện trở kéo bên trong. Cổng P2 cũng có 8 chân từ chân 21đến 28, và có thể sử dụng làm đầu vào hoặc ra. Cũng giống nhƣ cổng P1, cổng P2 không cần điện trở kéo vì bên trong đã có các điện trở kéo. Cổng P3 có 8 chân từ chân 10 đến chân 17. Cổng này có thể sử dụng làm đầu vào hoặc ra. Cũng nhƣ chân P1và P2, cổng P3 cũng không cần điện trở kéo. Bảng 1.2. Chức năng các chân cổng P3. Bít cổng P3 Chức năng Chân số P3.0 Nhận dữ liệu (RXD) 10 P3.1 Phát dữ liệu (TXD) 11 P3.2 Ngắt 0(INT0) 12 P3.3 Ngắt 1(INT1) 13 P3.4 Bộ định thời 0 (TO) 14 P3.5 Bộ định thời 1(T1) 15 P3.6 Ghi (WR) 16 P3.7 Đọc (RD) 17 Có hai bộ vi điều khiển thành viên khác của họ 8051 là 8052 và 8031. 12
  13. §ç V¨n §¹t HÖ thèng ®iÒu khiÓn nhiÖt ®é 1.2. Bộ vi điều khiển 8052 Bộ vi điều khiển 8052 là thành viên khác của họ 8051, 8052 có tất cả các đặc tính chuẩn của 8051 ngoài ra nó có thêm 128 byte RAM và một bộ định thời nữa. Hay nói cách khác là 8052 có 256 byte RAM và 3 bộ định thời, nó cũng có 8K byte ROM trên chíp thay vì 4K byte nhƣ 8051. Bảng 1.3. So sánh các đặc tính của các thành viên họ 8051. Đặc tính 8051 8052 8031 ROM trên chíp 4K byte 8K byte OK RAM 128 byte 256 byte 128 byte Bộ định thời 2 3 2 Chân vào - ra 32 32 32 Cổng nối tiếp 1 1 1 Nguồn ngắt 6 8 6 Qua bảng trên ta thấy thì 8051 là tập con của 8052, nên mọi chƣơng trình viết cho 8051 đều chạy đƣợc trên 8052 nhƣng điều ngƣợc lại là không đúng. 1.3. Bộ vi điều khiển 8031 Một thành viên khác của 8051 là chíp 8031. Chíp này không có ROM trên chíp nên để sử dụng chíp này ta phải bổ sung ROM ngoài cho nó, ROM ngoài phải chứa chƣơng trình mà 8031 sẽ nạp và thực hiện. So với 8051 mà chƣơng trình đƣợc chứa trong ROM trên chíp bị giới hạn bởi 4K byte, còn ROM ngoài chứa chƣơng trình đƣợc gắn vào 8031 thì có thể lớn đến 64K byte. Khi bổ xung cổng, nhƣ vậy chỉ còn lại hai cổng để thao tác. Để giải quyết vấn đề này ta có thể bổ xung cổng vào ra cho 8031 bằng cách phối ghép 8031 với bộ nhớ và cổng vào ra chẳng hạn với chíp 8255. Ngoài ra còn có các phiên bản khác nhau về tốc độ của 8031 từ các hãng sản xuất khác nhau. 13
  14. §ç V¨n §¹t HÖ thèng ®iÒu khiÓn nhiÖt ®é Bảng 1.4. Các phiên bản của 8051 từ Atmel Số linh kiện ROM RAM Chân I/O Timer Ngắt Vcc Đóng vỏ AT89C51 4K 128 32 2 6 5V 40 AT89LV51 4K 128 32 2 6 3V 40 AT89C1051 1K 64 15 1 3 3V 20 AT89C2051 2K 128 15 2 6 3V 20 AT89C52 8K 128 32 3 8 5V 40 AT89LV52 8K 128 32 3 8 3V 40 14
  15. §ç V¨n §¹t HÖ thèng ®iÒu khiÓn nhiÖt ®é Chương 2. VI ĐIỀU KHIỂN PIC16F877A Ngày nay, các bộ điều khiển đang có ứng dụng rộng rãi trong các lĩnh vực khoa học kỹ thuật và đời sống xã hội, đặc biệt là trong tự động hoá và điều khiển. Giờ đây với nhu cầu chuyên dụng hoá, tối ƣu hoá về thời gian không gian giá thành, bảo mật, tính chủ động trong công việc, ... ngày càng đòi hỏi khắt khe. Và dòng vi điều khiển Pic đã đáp ứng tốt các yêu cầu đó. 2.1. Tổng quan về thiết bị 2.1.1. Hình dạng và bố trí chân của Pic16F877A Hình 2.1. Hình dạng Pic16F877A 2.1.2. Đặc tính nổi bật của bộ xử lý.  Sử dụng công nghệ tích hợp cao RICSC CPU  Ngƣời sử dụng có thể lập trình với các câu lệnh đơn giản 15
  16. §ç V¨n §¹t HÖ thèng ®iÒu khiÓn nhiÖt ®é  Tất cả các câu lệnh thực hiện trong 1 chu kì ngoại trừ một số lệnh rẽ nhánh thực hiện trong 2 chu kì.  Tốc độ hoạt động là : - Xung đồng hồ vào la DC-20MHz - Chu kì lệnh thực hiện trong 200ns  Bộ nhớ chƣơng trình Flash 8Kx14 Words  Bộ nhớ Ram 368x8 bytes  Bộ nhớ EFPROM 256x8 bytes. 2.1.3. Sơ đồ khối bộ vi điều khiển Pic16F877A Hình 2.2. Sơ đồ khối của Pic16F877A 16
  17. §ç V¨n §¹t HÖ thèng ®iÒu khiÓn nhiÖt ®é 2.2. Mô tả các chân chức năng của Pic16F877A Bảng 2.1. Bảng chân chức năng của Pic16F877A Tên chân Chân số Chức năng của chân OSC1/CLKIN 13 I Đầu vào của dao động thạch anh/ngõ vào xung clock ngoại. OSC2/CLKOUT 14 O Đầu ra của bộ dao động thạch anh. Nối với thạch anh hay cộng hƣởng trong chế độ dao động của thạch anh. Trong chế độ RC, ngõ ra của chân OSC2 MCLR /VPP 1 I/P Ngõ vào của Master Clear (Reset) hoặc ngõ vào điện thế đƣợc lập trình. Chân này cho phép tín hiệu RESET thiết bị tác động ở mức thấp. PORTA là port vào ra hai chiều. RA0/AN0 2 I/O RA0 có thể làm ngõ vào tƣơng tự thứ 0. RA1/AN1 3 I/O RA1 có thể làm ngõ vào tƣơng tự thứ 1. RA2/AN2/VREF – 4 I/O RA2 có thể làm ngõ vào tƣơng tự thứ 2 hoặc điện áp chuẩn tƣơng tự âm. RA3/AN3/VREF + 5 I/O RA3 có thể làm ngõ vào tƣơng tự thứ 3 hoặc điện áp chuẩn tƣơng tự dƣơng. RA4/T0CKI 6 I/O RA4 có thể làm ngõ vào xung clock cho bộ định thời Timer0. Hoặc làm đầu ra. RA5/ SS /AN4 7 I/O RA5 có thể làm ngõ vào tƣơng tự thứ 4 hoặc làm đầu ra. PORTB là port vào ra hai chiều. 17
  18. §ç V¨n §¹t HÖ thèng ®iÒu khiÓn nhiÖt ®é RB0/INT 33 I/O RB0 có thể làm chân ngắt ngoài. RB1 34 I/O RB2 35 I/O RB3/PGM 36 I/O RB4 37 I/O RB5 38 I/O RB6/PGC 39 I/O RB7/PGD 40 I/O PORTC là port vào ra hai chiều. RC0/T1OSO/T1C 15 I/O RC0 có thể là ngõ ra của bộ dao động KI Timer1 hoặc ngõ vào xung clock cho Timer1. 16 I/O RC1 có thể là ngõ vào của bộ dao động RC1/T1OSI/CCP2 Timer1 hoặc ngõ vào Capture2/ngõ ra compare2/ngõ ra PWM2. 17 I/O RC2 có thể là ngõ vào Capture1/ngõ ra RC2/CCP1 compare1/ngõ vào PWM1. 18 I/O RC3 có thể là ngõ vào xung clock đồng RC3/SCK/SC bộ nối tiếp/ngõ ra trong cả hai chế độ SPI và I2C. 23 I/O RC4 có thể là dữ liệu bên trong SPI (chế RC4/SDI/SDA độ SPI) hoặc dữ liệu I/O (chế độ I2C). 24 I/O RC5 có thể là dữ liệu ngoài SPI (chế độ RC5/SDO SPI). 25 I/O RC6 có thể là chân truyền không đồng RC6/TX/CK bộ USART hoặc đồng bộ với xung đồng 18
  19. §ç V¨n §¹t HÖ thèng ®iÒu khiÓn nhiÖt ®é hồ. 26 I/O RC7 có thể là chân nhận không đồng bộ RC7/RX/DT USART hoặc đồng bộ với dữ liệu. RD0/PSP0 19 I/O PORT là port vào ra hai chiều hoặc là RD1/PSP1 20 I/O parallel slave port khi giao tiếp với bus RD2/PSP2 21 I/O của bộ vi xử lý. RD3/PSP3 22 I/O RD4/PSP4 27 I/O RD5/PSP5 28 I/O RD6/PSP6 29 I/O RD7/PSP7 30 I/O PORTE là port vào ra hai chiều. RE0/ RD/AN5 8 I/O RE0 có thể điều khiển việc đọc parallel slave port hoặc là ngõ vào tƣơng tự thứ 5. RE1/WR /AN6 9 I/O RE1 có thể điều khiển việc ghi parallel slave port hoặc là ngõ vào tƣơng tự thứ 6. RE2/CS /AN7 10 I/O RE2 có thể điều khiển việc chọn parallel slave port hoặc là ngõ vào tƣơng tự thứ 7. VSS 12,31 P mass VDD 11,32 P Cung cấp nguồn dƣơng cho các mức logic và những chân I/O. Các kí hiệu: I: input O: output I/O:input/output P: power 19
  20. §ç V¨n §¹t HÖ thèng ®iÒu khiÓn nhiÖt ®é 2.3. Tổ chức bộ nhớ Pic16F877A có 3 khối bộ nhớ: Bộ nhớ chƣơng trình Flash, bộ nhớ dữ liệu RAM, bộ nhớ EEPROM. 2.3.1. Tổ chức bộ nhớ chương trình Flash Vi điều khiển Pic16F877A có bộ nhớ chƣơng trình 13 bit và có 8Kx14 từ mã của bộ nhớ chƣơng trình Flash, đƣợc chia thành 4 trang mỗi trang 2Kx14 từ mã. Khi Reset địa chỉ bắt đầu thực hiện chạy là 0000h, vector ngắt bắt đầu từ 0004h. Stack có 8 mức dùng để lƣu địa chỉ lệnh thực hiện tiếp theo sau lệnh CALL và khi xẩy ra ngắt. 20
945226

Tài liệu liên quan


Xem thêm