Chuong 2 Ngôn ngữ C trên Vi điều khiển

TRƯỜNG ĐẠI HỌC PHENIKAA
KHOA ĐIỆN ĐIỆN TỬ

KỸ THUẬT VI XỬ LÝ VÀ VI
ĐIỀU KHIỂN
Chương 2: Ngôn ngữ C trên Vi điều khiển

GIẢNG VIÊN:

ThS. ĐÀO TÔ HIỆU

Hà Nội, 1/2022


NỘI DUNG

✓Giới thiệu.
✓Các thành phần cơ bản của ngôn ngữ
lập trình C

✓Trình biên dịch C
✓Một số bài tốn trong C

2


GIỚI THIỆU
- Ngôn ngữ bậc thấp:
+ Ngôn ngữ máy, hợp ngữ.
+ Các ngơn ngữ lập trình bậc
thấp thường được chia thành hai

loại:
Thế hệ thứ nhất (1GL): ngôn ngữ
duy nhất mà bộ vi xử lý có thể
hiểu.
Thế hệ thứ hai (2GL): ngơn ngữ
assembly, lập trình viên cần phải
hiểu về kiến trúc của bộ vi xử lý
mới có thể thực hiện được.
- Ngơn ngữ bậc cao:
+ Sử dụng trình biên dịch CCS,
MikroC, keli C, Arduino…
+ Thân thiện, dễ thao tác.
+ File HEX được tạo ra có thể
được nạp bởi phần mềm thứ 3.

3


GIỚI THIỆU
Đăc điểm ngôn ngữ C:
+ C giúp thuận tiện để viết các chương trình lớn với số lỗi giảm tối
đa và đơn giản hóa cấu trúc lập trình.
+ Một ngôn ngữ cốt lõi đơn giản với các chức năng quan trọng.
Các hàm xử lý có thể được chia sẻ dưới dạng các bộ thư viện, rút
ngắn chương trình.
+ Mức thấp của ngôn ngữ cho phép dùng tới bộ nhớ máy tính qua
việc sử dụng kiểu dữ liệu con trỏ.
+ Các tham số được đưa vào các hàm bằng giá trị, khơng bằng địa
chỉ.
Hàm các con trỏ cho phép hình thành một nền tảng ban đầu cho

tính đóng và tính đa hình.
+ Hỗ trợ các bản ghi hay các kiểu dữ liệu kết hợp thông qua cấu
trúc struct cho phép các dữ liệu liên hệ nhau có thể được tập hợp
lại và được điều chỉnh như là toàn bộ.
4


CẤU TRÚC LẬP TRÌNH C CHO VI ĐIỀU KHIỂN
Cấu trúc lập trình C cho vi
điều khiển
- #include: khai báo thư viện sẵn
- #define: khai báo biến hằng
- Khai bao kiểu biến
- Định nghĩa các hàm con.
- Hàm main().
+ Các mã lệnh, cấu trúc khơng
lặp lại được đặt ngồi vịng While
+ Các cấu trúc điều khiển, mã
lệnh đọc dữ liệu tuần tự được đặt
trong While.
+ Các hàm, cấu trúc ngoài while
chỉ được gọi lại khi cấu hình ngắt
(timer, ngắt ngồi…)

#include<16f887.h>
#include<string.h>
#define Led1 P1_0
// Khai báo biến toàn cục:
Unsigned char code Led_arr[3];
Unsigned char data dem;

Unsigned int xdata X;
// Xây dựng các hàm và chương trình chính:
float kiemtra(unsigned int a)
{
Khai báo biến cục bộ;
Mã chương trình kiểm tra biến a;
Mã chương trình trả về kết quả dạng float;
}
void delay(unsigned int n)
{
Khai báo biến cục bộ;
Mã chương trình trễ;
}
Void main() // Chương trình chính
{
Khai báo biến cụ bộ;
Mã chương trình chính;
While(True)
{
//biên cục bộ
//gọi hàm
//xử lý vòng lặp
}
}
5


BIẾN VÀ HẰNG SỐ
Biến và hằng số
- Biến số dùng để lưu trữ giá trị có thể thay đổi, hằng số lưu trữ

giá trị cố định. Mỗi loại chiếm kích thước bộ nhớ khác nhau.
- Kiểu biến trên CCS:
Ví dụ: ѕigned int8 dem;
=> biến đếm là 8bit, Bit ѕố 7 ѕẽ quу định dấu. nếu là ѕố “1” thì
mang dấu “-” còn lại 7 bit nên chỉ còn 2^7 = 128 giá trị.
Tiêu
CCS
chuẩn C

Kích cỡ

Unѕigned
(Khơng âm)

Signed (Có dấu)

0 đến 1

Khơng có

short

int1

Số 1 bit = true haу falѕe
( 0 haу 1)

int

int8

Số nguуên 1 bуte ( 8 bit)

0 đến 255

-128 đến 127

long

int16

Số nguуên 16 bit

long long int32

Số nguуên 32 bit

0 đến 65535
0 đến
4294967295

-32768 đến 32767
-2147483648 đến
2147483647

float

float3
2

Số thực 32 bit

-1.5 х 1045 đến 3.4 х 1038
6


BIẾN VÀ HẰNG SỐ
Biến và hằng số
- Khai báo biến thường có 4 dạng:
int1 a1; //biến a1 là kiểu dữ liệu 1bit chỉ có hai giá trị là 0 ᴠà 1
ѕigned int8 a2; //biến a2 là kiểu ѕố nguуên giá trị 8bit ᴠà có dấu
unѕigned int8 a3; // biến a3 là kiểu ѕố nguуên giá trị 8bit khơng dấu có thể viết
thành int8 a3;
float a4; //biến a4 là kiểu ѕố thực tức có dấu “,”
VD: 1,12 ᴠà chỉ lấу được hai giá trị thập phân ở ѕau không lấу được nhiều hơn.
Tiêu
chuẩn C

CCS

Kích cỡ

Unѕigned
(Khơng âm)

short

int1

Số 1 bit = true haу falѕe

( 0 haу 1)

0 đến 1

Khơng có

int

int8

Số nguуên 1 bуte ( 8 bit)

0 đến 255

-128 đến 127

long

int16

Số nguуên 16 bit

long long int32

Số nguуên 32 bit

float

float32

Signed (Có dấu)

0 đến 65535
-32768 đến 32767
0 đến
-2147483648 đến
4294967295
2147483647
-1.5 х 10^45 đến 3.4 х 10^38

Số thực 32 bit

7


BIẾN VÀ HẰNG SỐ
Biến và hằng số
- 2 kiểu khai báo hằng số:
#define PI 3.14 //biến toàn cục
const float g = 9.8;biến hằng cục bộ
Tiêu
chuẩn C

CCS

Kích cỡ

Unѕigned
(Khơng âm)

short

int1

Số 1 bit = true haу falѕe
( 0 haу 1)

0 đến 1

Khơng có

int

int8

Số nguуên 1 bуte ( 8 bit)

0 đến 255

-128 đến 127

long

int16

Số nguуên 16 bit

0 đến 65535

-32768 đến 32767

Số nguуên 32 bit

0 đến
4294967295

-2147483648 đến
2147483647

long long int32
float

float32

Số thực 32 bit

Signed (Có dấu)

-1.5 х 10^45 đến 3.4 х 10^38

8


HÀM SỐ HỌC
Hàm số học
Abs (): lấy trị tuyệt đối
Ceil(): làm tròn theo
hướng tăng
Floor(): làm tròn theo
hướng giảm

Pow(): lũy thừa
Sqrt(): lấy căn
Chi tiết tra help CCS :
trong
tab
contents,
chọn Built-In-Function

9


TỐN TỬ TRÊN VI ĐIỀU KHIỂN
Tốn tử
Thư viện: #INCLUDE <math.h>
+Tốn tử gán (=): sử dụng cho các toán gán giá trị
VD: int8 a=1;
+Toán tử ѕố học (+, -, *, /, %): ѕử dụng cho tính tốn như các bài tốn
thơng thường.
+ Toán tử gán phức hợp (+=, -=, *=, /=, %=, >>=,<<=): kết quả phép
toán số học bên phải với toán hạng trái và gán cho biến bên trái.
VD: a+=1; tương đương với a= a+1;
+ Toán tử tăng ᴠà giảm (++, --): Rút gọn phép toán tang giảm.
+ Toán tử quan hệ so sánh (==, !=, > , >=, <=)
+ Toán tử logic (!, && ,||): ѕử dụng ѕo ѕánh trong các cổng logic, kết
hợp các điều kiện.
+ Toán tử хử lý bit (&, |, ^, ~, >): tính tốn logic ѕố học ᴠà dịch dữ liệu.
10


TỐN TỬ TRÊN VI ĐIỀU KHIỂN

Tốn tử
Phân biệt tốn tử & với &&, | với ||:
+ Toán tử &, |: toán tử logic theo bit
int8 a = 10, b = 14;
int8 ketQua = a & b; //ketQua = 10
 a & b tương ứng với 1010 & 1111 = 1010 => 10
+ Toán tử &&, ||: toán tử trả về kết quả True hoặc False
Ví dụ:
int8 a = 10, b = 14;
int8 ketQua = a & b; //ketQua = 1 tương ứng với True
 a # 0 và b #0 =>a khơng khác b => Kết quả là True (1)
Ví dụ 2:
int8 a = 10, b = 14, c = 0;
if(a < b && a > 0) c = a+b;
11
else c =b-a; //c = ?


BÀI TẬP VỀ HÀM VÀ TỐN TỬ
- Ví dụ 1:
Viết câu lệnh dưới dạng ngôn ngữ C mô tả:
Khai báo biến x và biên y dưới dạng số thực và:

y = x + 2( x − 1) − 2
2

- Ví dụ 2: Viết câu lệnh dưới dạng ngôn ngữ C mô tả:
+ Khai báo biến x, y, z kiểu số nguyên dương 8 bit
+

x = y +1
z= x−y

2

12


MỘT SỐ HÌNH KHỐI TRONG THUẬT TỐN
Một số hình khối trong
thuật toán

Bắt đầu/kết thúc

Luồng thực hiện

Nhập/xuất dữ liệu

Thực hiện/xử lý

Kết nối

Điều kiện
rẽ nhánh
13


MỘT SỐ HÌNH KHỐI TRONG THUẬT TỐN
Các lệnh C cơ bản
+ if(dk) { lenh;}

+ if(dk) { thực hiện 1 }
else { thực hiện 2 }

14


MỘT SỐ HÌNH KHỐI TRONG THUẬT TỐN
Các lệnh C cơ bản
if(dk1)
{ Thực hiện 1}
else if (dk2)
{Thực hiện 2}
…
else if (dkn+1)
{Thực hiện n+1}
else
{Thực hiện n}

15


MỘT SỐ HÌNH KHỐI TRONG THUẬT TỐN
Các lệnh C cơ bản
switch(expression) {
case constant1:
code_block1();
break; //exit
case constant-expression:
code_block2();

break; //exit
default : //Optional
default_code;
}
16


TRÌNH BIÊN DỊCH
Tạo dự án:
Vào New >> New Project>> “Nhập đường dẫn” >> “Nhập
tên” >> Save

17


TRÌNH BIÊN DỊCH
Family -> Pic16
Device -> PIC16F887

18


TRÌNH BIÊN DỊCH
Giao diện lập trình cho
PIC của phần mềm CCS 5
(1) : Check lỗi và biên dịch
tạo file HEX
(2) Chọn chủng loại PIC
(3) Khu vực lập trình
(4) Khu vực theo dõi kết

quả biên dịch

19


BÀI TỐN LẬP TRÌNH VỚI PIC
✓ Điều khiển nháy led đơn, chuỗi led đơn
✓ Điều khiển LED 7 đoạn trực tiếp và gián tiếp qua IC
✓ Điều khiển hiển thị lên LCD
✓ Ứng dụng timer, ngắt
✓ Đọc dữ liệu ADC
✓ Giao tiếp UART
✓ Điều khiển tốc độ ứng dụng PWM
✓ Giao tiếp I2C, 1-dây, SPI, UART

20