Tìm hiểu những ứng dụng của họ vi điều khiển PIC 16F877A, ngôn ngữ lập trình CCS, visual basic 6.0 và các phương thức truyền thông qua cổng giao tiếp nối tiếp.. - Tailieu123.org

Luận văn - báo cáo

Thạc sĩ cao học

Kinh tế quản lý

Khoa học tự nhiên

Kinh tế - Thương mại

Lý luận chính trị

Kỹ thuật

Báo cáo, luận văn khác

Kỹ năng mềm

Mẫu slide

Mẫu slide cho thuyết trình

Mẫu slide cho giáo án điện tử

Mẫu slide khác

Mẫu slide - Template

Kinh doanh - tiếp thị

Marketing, bán hàng

PR truyền thông

Kế hoạch kinh doanh

Tài liệu kinh doanh, tiếp thị khác

Thương mại điện tử

Kinh tế - Quản lý

Bài giảng, giáo trình

Tài liệu kinh tế khác

Tài chính - Ngân hàng

Tài chính doanh nghiệp

Kế toán, kiểm toán

Ngân hàng - tín dụng

Tài liệu tài chính - ngân hàng khác

Biểu mẫu - Văn bản

Mẫu hợp đồng

Mẫu đơn từ

Biểu mẫu, văn bản khác

Thủ tục hành chính

Giáo dục đào tạo

Tài liệu, đề thi môn Toán

Tài liệu, đề thi môn Ngữ Văn

Tài liệu, đề thi THPT các trường

Tài liệu, đề thi Vật Lý

Tài liệu, đề thi Sinh Học

Tài liệu, đề thi Hóa Học

Tài liệu, đề thi Lịch Sử

Tài liệu, đề thi học sinh giỏi

Tài liệu, đề thi khác

Giải bài tập các môn

Giáo án bài giảng

Giáo án, bài giảng lớp 6

Giáo án, bài giảng lớp 7

Giáo án, bài giảng lớp 8

Giáo án, bài giảng lớp 9

Giáo án, bài giảng lớp 10

Giáo án, bài giảng lớp 11

Giáo án, bài giảng lớp 12

Giáo án, bài giảng tiểu học

Giáo án, bài giảng khác

Công nghệ thông tin

Văn bản pháp luật

Thuế - Lệ phí - Kinh phí

Văn bản pháp luật khác

Học tiếng Anh

Tài liệu học tiếng Anh khác

Y học- sức khỏe

Tài liệu y học - sức khỏe khác

Các bài văn khấn nôm

Lĩnh vực khác

Kinh doanh - tiếp thị

Kinh tế - Quản lý

Tài chính - Ngân hàng

Tìm hiểu những ứng dụng của họ vi điều khiển PIC 16F877A, ngôn ngữ lập trình CCS, visual basic 6.0 và các phương thức truyền thông qua cổng giao tiếp nối tiếp..

876

401

Định dạng

Báo cáo tài liệu vi phạm

Bộ Công Thương

Trường Cao Đẳng Kỹ Thuật Cao Thắng

Khoa Điện Tử - Tin Học

Bộ Môn Điện Tử Công Nghiệp



Đồ Án Tốt Nghiệp

Đề Tài:

Điều Khiển & Giám Sát Thiết Bị Điện Gia Đình

GVHD : Nguyễn Phú Quới

SVTH : Phạm Thanh Hiếu

Phan Thanh Liêm

Lớp : CĐĐT06

Niên khóa : 2006- 2009

Điều Khiển Và Giám Sát Thiết Bị Điện Gia Đình GVHD:Nguyễn Phú Quới

SVTH: Phạm Thanh Hiếu & Phan Thanh Liêm

Đặt Vấn Đề

Ngày nay khoa học công nghệ đã có những bước phát triển vượt bật, với những ứng

dụng vào nhiều lĩnh vực đời sống xã hội. Trước sự vận động và phát triển không ngừng

của thế giới nói chung và của khoa học kỹ thuật nói riêng thì việc đáp ứng những nhu cầu

của xã hội là điều hoàn toàn có thể. Một trong những công nghệ làm thay đổi cuộc sống

là công nghệ điều khiển thiết bị bằng máy tính, máy tính cũng có thể giám sát tự động

điều chỉnh các thong số cho phù hợp với những nhu cầu cụ thể.

Thế giới ngày càng phát triển thì lĩnh vực điều khiển càng được mở rộng hơn. Việc ứng

dụng đó đã tạo rất nhiều thuận lợi cho con người, đặc biệt với nhu cầu sống ngày càng

cao thì việc áp dụng vào điều khiển các thiết bị trong gia đình càng phổ biến. Với những

yếu tố trên và cùng với mục đích nghiên cứu những cái mới, tiếp cận những nguồn kiến

thức thời đại, tích lũy những kinh nghiệm cho bản thân nhóm đã quyết định chọn đề tài

Điều khiển và giám sát thiết bị điện gia đình.

1.2 Tầm Quan Trọng Và Lý Do Chọn Đề Tài

Giao tiếp máy tính với vi điều khiển để điều khiển và giám sát thiết bị là một đề tài

hấp dẫn đối với nhiều sinh viên ham mê học hỏi. Điều mà mọi sinh viên điều nhắm đến là

việc học hỏi được những kiến thức quý giá và những kinh nghiệm của việc thực hiện đề

tài mang lại.

Tuy đã có nhiều tài liệu đã đề cập đến đề tài này nhưng việc tự tay đi vào thực hiện là

một chuyện hoàn toàn khác, nhiều vấn đề nảy sinh và đi theo đó là nhiều kinh nghiệm

quý giá học tập được trong quá trình thực hiện. Đó cũng là mục đích và là mục tiêu khi

nhóm thực hiện đề tài này.

1.3 Giới Hạn Đề Tài

Với điều kiện và thời gian không cho phép nhóm thực hiện chỉ chú trọng thực hiện

những phần chính sau:

Hệ thống gồm 1 phòng với 4 thiết bị minh họa.

Hệ thống được điều khiển bằng phần mềm dung ngôn ngữ Visual Basic6.0

Điều khiển tắt,mở thiết bị

Điều chỉnh độ sáng đối với hệ thống đèn, tốc độ đối với hệ thống quạt…

Cài đặt thời gian tắt, mở thiết bị.

Theo dõi nhiệt độ môi trường, tự động điều chỉnh theo thiết lập của người điều khiển.

Lưu và truy xuất dữ liệu quá trình.

Việc điều khiển giữa hệ thống xử lý trung tâm và hệ thống đầu cuối thông qua đường

truyền là dây dẫn.

1.4 Mục Đích Nghiên Cứu

Đề tài này nhằm giúp nhóm tìm hiểu những ứng dụng của họ vi điều khiển PIC

16F877A, ngôn ngữ lập trình CCS, visual basic 6.0 và các phương thức truyền thông qua

cổng giao tiếp nối tiếp..

Là cơ sở và là tài liệu tham khảo cho sinh viên các khóa sau.

Nhằm tạo ra một sản phẩm tương đối hoàn thiện góp phần phục vụ cho các nhu cầu thực

tế của con người.

Điều Khiển Và Giám Sát Thiết Bị Điện Gia Đình GVHD:Nguyễn Phú Quới

SVTH: Phạm Thanh Hiếu & Phan Thanh Liêm

CHƯƠNG 3

LÝ THUYẾT CƠ SỞ

Điều Khiển Và Giám Sát Thiết Bị Điện Gia Đình GVHD:Nguyễn Phú Quới

SVTH: Phạm Thanh Hiếu & Phan Thanh Liêm

3.1. Vi Xử Lý PIC 16F877A

3.1.1. Cấu Trúc Của PIC 16F877A

Hình 3.1.1: Sơ đồ chân PIC 16F877A

Đây là vi điều khiển thuộc họ PIC16Fxxx với tập lệnh gồm 35 lệnh có độ dài 14 bit. Mỗi lệnh

đều được thực thi trong một chu kì xung clock. Tốc độ hoạt động tối đa cho phép là 20 MHz với

một chu kì lệnh là 200ns. Bộ nhớ chương trình 8Kx14 bit, bộ nhớ dữ liệu 368x8 byte RAM và

bộ nhớ dữ liệu EEPROM với dung lượng 256x8 byte. Số PORT I/O là 5 với 33 pin I/O.

Các đặc tính ngoại vi bao gồm các khối chức năng sau:

+ Timer0: bộ đếm 8 bit với bộ chia tần số 8 bit.

+ Timer1: bộ đếm 16 bit với bộ chia tần số, có thể thực hiện chức năng đếm dựa vào xung clock

ngoại vi ngay khi vi điều khiển hoạt động ở chế độ sleep.

+ Timer2: bộ đếm 8 bit với bộ chia tần số, bộ postcaler.

+ Hai bộ Capture/so sánh/điều chế độ rông xung.

+ Các chuẩn giao tiếp nối tiếp SSP (Synchronous Serial Port), SPI và I2C.

+ Chuẩn giao tiếp nối tiếp USART với 9 bit địa chỉ.

+ Cổng giao tiếp song song PSP (Parallel Slave Port) với các chân điều khiển RD, WR, CS ở bên

ngoài.

Các đặc tính Analog:

+ 8 kênh chuyển đổi ADC 10 bit.

+ Hai bộ so sánh.

+ Bên cạnh đó là một vài đặc tính khác của vi điều khiển như:

+ Bộ nhớ flash với khả năng ghi xóa được 100.000 lần.

+ Bộ nhớ EEPROM với khả năng ghi xóa được 1.000.000 lần.

+ Dữ liệu bộ nhớ EEPROM có thể lưu trữ trên 40 năm.

+ Khả năng tự nạp chương trình với sự điều khiển của phần mềm.

+ Nạp được chương trình ngay trên mạch điện ICSP (In Circuit Serial Programming) thông qua 2

chân.

+ Watchdog Timer với bộ dao động trong.

+ Chức năng bảo mật mã chương trình.

+ Chế độ Sleep.

NTC1

PIC16F877A

MCLR/VPP

RA0/AN0

RA1/AN1

RA2/AN2/VREF-/CVREF

RA3/AN3/VREF+

RA4/TOCKI/C1OUT

RA5/AN4/SS/C2OUT

RE0/RD/AN5

RE1/WR/AN6

RE2/CS/AN7

VDD

VSS

OSC1/CLKI

OSC2/CLKO

RC0/T1OSO/T1CKI

RC1/T1OSI/CCP2

RC2/CCP1

RC3/SCK/SCL

RD0/PSP0

RD1/PSP1

RD2/PSP2

RD3/PSP3

RC4/SDI/SDA

RC5/SD0

RC6/TX/CK

RC7/RX/DT

RD4/PSP4

RD5/PSP5

RD6/PSP6

RD7/PSP7

VSS

VDD

RB0/INT

RB1

RB2

RB3/PGM

RB4

RB5

RB6/PGC

RB7/PGD

Điều Khiển Và Giám Sát Thiết Bị Điện Gia Đình GVHD:Nguyễn Phú Quới

SVTH: Phạm Thanh Hiếu & Phan Thanh Liêm

+ Có thể hoạt động với nhiều dạng Oscillator khác nhau.

3.1.2 CÁC CỔNG XUẤT NHẬP CỦA PIC16F877A

Cổng xuất nhập (I/O port) chính là phương tiện mà vi điều khiển dùng để tương tác với thế giới

bên ngoài. Sự tương tác này rất đa dạng và thông qua quá trình tương tác đó, chức năng của vi

điều khiển được thể hiện một cách rõ ràng.

Một cổng xuất nhập của vi điều khiển bao gồm nhiều chân (I/O pin), tùy theo cách bố trí và

chức năng của vi điều khiển mà số lượng cổng xuất nhập và số lượng chân trong mỗi cổng có

thể khác nhau. Bên cạnh đó, do vi điều khiển được tích hợp sẵn bên trong các đặc tính giao tiếp

ngoại vi nên bên cạnh chức năng là cổng xuất nhập thông thường, một số chân xuất nhập còn có

thêm các chức năng khác để thể hiện sự tác động của các đặc tính ngoại vi nêu trên đối với thế

giới bên ngoài. Chức năng của từng chân xuất nhập trong mỗi cổng hoàn toàn có thể được xác

lập và điều khiển được thông qua các thanh ghi SFR liên quan đến chân xuất nhập đó.

Vi điều khiển PIC16F877A có 5 cổng xuất nhập, bao gồm PORTA, PORTB, PORTC, PORTD

và PORTE.

3.1.2.1 PORTA

PORTA (RPA) bao gồm 6 I/O pin. Đây là các chân “hai chiều” (bidirectional pin), nghĩa là có

thể xuất và nhập được. Chức năng I/O này được điều khiển bởi thanh ghi TRISA (địa chỉ 85h).

Muốn xác lập chức năng của một chân trong PORTA là input, ta “set” bit điều khiển tương ứng

với chân đó trong thanh ghi TRISA và ngược lại, muốn xác lập chức năng của một chân trong

PORTA là output, ta “clear” bit điều khiển tương ứng với chân đó trong thanh ghi TRISA. Thao

tác này hoàn toàn tương tự đối với các PORT và các thanh ghi điều khiển tương ứng TRIS (đối

với PORTA là TRISA, đối với PORTB là TRISB, đối với PORTC là TRISC, đối với PORTD là

TRISD vàđối với PORTE là TRISE). Bên cạnh đó PORTA còn là ngõ ra của bộ ADC, bộ so

sánh, ngõ vào analog ngõ vào xung clock của Timer0 và ngõ vào của bộ giao tiếp MSSP

(Master Synchronous Serial Port).

Các thanh ghi SFR liên quan đến PORTA bao gồm:

PORTA (địa chỉ 05h) : chứa giá trị các pin trong PORTA.

TRISA (địa chỉ 85h) : điều khiển xuất nhập.

CMCON (địa chỉ 9Ch) : thanh ghi điều khiển bộ so sánh.

CVRCON (địa chỉ 9Dh) : thanh ghi điều khiển bộ so sánh điện áp. ADCON1 (địa chỉ 9Fh):

thanh ghi điều khiển bộ ADC.

3.1.2.2 PORTB

PORTB (RPB) gồm 8 pin I/O. Thanh ghi điều khiển xuất nhập tương ứng là TRISB. Bên cạnh

đó một số chân của PORTB còn được sử dụng trong quá trình nạp chương trình cho vi điều

khiển với các chế độ nạp khác nhau. PORTB còn liên quan đến ngắt ngoại vi và bộ Timer0.

PORTB còn được tích hợp chức năng điện trở kéo lên được điều khiển bởi chương trình.

Các thanh ghi SFR liên quan đến PORTB bao gồm:

PORTB (địa chỉ 06h,106h) : chứa giá trị các pin trong PORTB

TRISB (địa chỉ 86h,186h) : điều khiển xuất nhập

OPTION_REG (địa chỉ 81h,181h) : điều khiển ngắt ngoại vi và bộ Timer0.

3.1.2.3 PORTC

PORTC (RPC) gồm 8 pin I/O. Thanh ghi điều khiển xuất nhập tương ứng là TRISC. Bên cạnh

đó PORTC còn chứa các chân chức năng của bộ so sánh, bộ Timer1, bộ PWM và các chuẩn giao

tiếp nối tiếp I2C, SPI, SSP, USART.

Các thanh ghi điều khiển liên quan đến PORTC:

PORTC (địa chỉ 07h) : chứa giá trị các pin trong PORTC

TRISC (địa chỉ 87h) : điều khiển xuất nhập.

3.1.2.4 PORTD

Điều Khiển Và Giám Sát Thiết Bị Điện Gia Đình GVHD:Nguyễn Phú Quới

SVTH: Phạm Thanh Hiếu & Phan Thanh Liêm

PORTD (RPD) gồm 8 chân I/O, thanh ghi điều khiển xuất nhập tương ứng là TRISD. PORTD

còn là cổng xuất dữ liệu của chuẩn giao tiếp PSP (Parallel Slave Port).

Các thanh ghi liên quan đến PORTD bao gồm:

Thanh ghi PORTD : chứa giá trị các pin trong PORTD.

Thanh ghi TRISD : điều khiển xuất nhập.

Thanh ghi TRISE : điều khiển xuất nhập PORTE và chuẩn giao tiếp PSP.

3.1.2.5 PORTE

PORTE (RPE) gồm 3 chân I/O. Thanh ghi điều khiển xuất nhập tương ứng là TRISE. Các chân

của PORTE có ngõ vào analog. Bên cạnh đó PORTE còn là các chân điều khiển của chuẩn giao

tiếp PSP.

Các thanh ghi liên quan đến PORTE bao gồm:

PORTE : chứa giá trị các chân trong PORTE.

TRISE : điều khiển xuất nhập và xác lập các thông số cho chuẩn giao tiếp PSP.

ADCON1 : thanh ghi điều khiển khối ADC.

3.1.3 TIMER_0

Đây là một trong ba bộ đếm hoặc bộ định thời của vi điều khiển PIC16F877A. Timer0 là bộ

đếm 8 bit được kết nối với bộ chia tần số (prescaler) 8 bit. Cấu trúc của Timer0 cho phép ta lựa

chọn xung clock tác động và cạnh tích cực của xung clock. Ngắt Timer0 sẽ xuất hiện khi

Timer0 bị tràn. Bit TMR0IE (INTCON<5>) là bit điều khiển của Timer0. TMR0IE=1 cho phép

ngắt Timer0 tác động, TMR0IF= 0 không cho phép ngắt Timer0 tác động.

Muốn Timer0 hoạt động ở chế độ Timer ta clear bit TOSC (OPTION_REG<5>), khi đó giá trị

thanh ghi TMR0 sẽ tăng theo từng chu kì xung đồng hồ (tần số vào Timer0 bằng ¼ tần số

oscillator). Khi giá trị thanh ghi TMR0 từ FFh trở về 00h, ngắt Timer0 sẽ xuất hiện. Thanh ghi

TMR0 cho phép ghi và xóa được giúp ta ấn định thời điểm ngắt Timer0 xuất hiện một cách linh

động.

Muốn Timer0 hoạt động ở chế độ counter ta set bit TOSC (OPTION_REG<5>). Khi đó xung

tác động lên bộ đếm được lấy từ chân RA4/TOCK1. Bit TOSE (OPTION_REG<4>) cho phép

lựa chọn cạnh tác động vào bột đếm. Cạnh tác động sẽ là cạnh lên nếu TOSE=0 và cạnh tác

động sẽ là cạnh xuống nếu TOSE=1.

Khi thanh ghi TMR0 bị tràn, bit TMR0IF (INTCON<2>) sẽ được set. Đây chính là cờ ngắt của

Timer0. Cờ ngắt này phải được xóa bằng chương trình trước khi bộ đếm bắt đầu thực hiện lại

quá trình đếm. Ngắt Timer0 không thể “đánh thức” vi điều khiển từ chế độ sleep.

Bộ chia tần số (prescaler) được chia sẻ giữa Timer0 và WDT (Watchdog Timer). Điều đó có

nghĩa là nếu prescaler được sử dụng cho Timer0 thì WDT sẽ không có được hỗ trợ của

prescaler và ngược lại. Prescaler được điều khiển bởi thanh ghi OPTION_REG. Bit PSA

(OPTION_REG<3>) xác định đối tượng tác động của prescaler. Các bit PS2:PS0

(OPTION_REG<2:0>) xác định tỉ số chia tần số của prescaler. Xem lại thanh ghi

OPTION_REG để xác định lại một cách chi tiết về các bit điều khiển trên. Các lệnh tác động

lên giá trị thanh ghi TMR0 sẽ xóa chế độ hoạt động của prescaler. Khi đối tượng tác động là

Timer0, tác động lên giá trị thanh ghi TMR0 sẽ xóa prescaler nhưng không làm thay đổi đối

tượng tác động của prescaler. Khi đối tượng tác động là WDT, lệnh CLRWDT sẽ xóa prescaler,

đồng thời prescaler sẽ ngưng tác vụ hỗ trợ cho WDT.

Các thanh ghi điều khiển liên quan đến Timer0 bao gồm:

TMR0 (địa chỉ 01h, 101h) : chứa giá trị đếm của Timer0.

INTCON (địa chỉ 0Bh, 8Bh, 10Bh, 18Bh): cho phép ngắt hoạt động (GIE và PEIE).

OPTION_REG (địa chỉ 81h, 181h): điều khiển prescaler.

3.1.4 TIMER_1

LÝ THUYẾT TOÁN

Kinh doanh - tiếp thị

Quản trị, internet, marketing

Giáo dục đào tạo

Các tài liệu, đề thi liên quan đến các môn học của học sinh và bài giảng của giáo viên

Công nghệ thông tin

Tài liệu lĩnh vực công nghệ thông tin

Học tiếng Anh

Các tài liệu liên quan đến học tiếng Anh