vi điều khiển tổng quan

Bài 01
TỔNG QUAN VI ĐIỀU KHIỂN

1


Tổng quan vi điều khiển
 PIC là một họ vi điều khiển RISC của MICROCHIP
 PIC: Programmable Intelligent Computer

2


1. Một số đặc tính của vi điều khiển PIC16F877A
Tần số hoạt động

DC- 20MHz

Reset (và Delay)

POR, BOR (PWRT, OST)

Bộ nhớ chương trình Flash (14-bit word)

8K

Bộ nhớ dữ liệu RAM (byte)

368

Bộ nhớ dữ liệu EEPROM (byte)

256

Các nguồn ngắt

15

Các port xuất nhập: 33 I/O

Các port A, B, C, D, E

Timer

3

Các module capture/compare/PWM

2

Giao tiếp nối tiếp

USART

Module A/D 10bit

8 kênh ngõ vào

Số chân

40 / 44

3


4


2. Hình dạng PIC16F877A

5


15
16
17
18
23
24
25
26

31
GND

RB7/PGD
RB6/PGC
RB5
RB4
RB3/PGM
RB2
RB1

RB0/INT

RE0/RD/AN5
RE1/WR/AN6
RE2/CS/AN7

40
39
38
37
36
35
34
33

8
9
10

OSC2/CLKO

 Chân 32,11: Nguồn VDD = 5VDC
 Chân 31,12: GND
 Chân 1: RESET; tích cực mức thấp
 Chân 39, 40: Dùng cho cổng ghi chương trình
 Chân 13, 14: nối thạch anh tạo dao động cho

 Chân 16, 17: ngõ ra PWM (CCP2, CCP1)
 Chân 18, 23, 24: giao tiếp SPI/I2C
 Chân 25, 26: giao tiếp USART (TxD, RxD)

RC0/T1OSO/T1CKI
RC1/T1OSI/CCP2
RC2/CCP1
RC3/SCL
RC4/SDA
RC5/SDO
RC6/TX/CK
RC7/RX/DT

GND

14

OSC1/CLKIN

PIC16F877A

vi điều khiển.

12

13

RA0/AN0
RA1/AN1
RA2/AN2/Vref RA3/AN3/Vref +
RA4/TOCKI
RA5/AN4/SS

VCC

2
3
4
5
6
7

MCLR/Vpp

11

1

VCC

U2

32

3. Sơ đồ chân PIC16F877A

RD7/PSP7
RD6/PSP6
RD5/PSP5
RD4/PSP4
RD3/PSP3
RD2/PSP2
RD1/PSP1

RD0/PSP0

30
29
28
27
22
21
20
19

 Các chân (2,3,4,6,7,8,9,10): ngõ vào ADC
 Chân 4, 5: ngõ vào điện áp chuẩn riêng cho bộ
ADC
 Chân 33: tín hiệu ngắt ngoài; mức thấp
 33 I/O: PA (6), PB (8), PC (8), PD (8), PE (3)
6


* Điều kiện hoạt động:

VDD
4.7uF - 10uF

 VDD: 5VDC

C2

1

VCC

MCLR/Vpp

1uF
2
3
4
5
6
7

 Thạch anh 4/8/12/20 MHz
 Cổng ghi chương trình: JTAG

PIC16F877A

31

U2

C3

GND

32

RST

RESET

 RESET: tích cực mức thấp

VDD

R1
10K

RA0/AN0
RA1/AN1
RA2/AN2/Vref RA3/AN3/Vref +
RA4/TOCKI
RA5/AN4/SS

RB7/PGD
RB6/PGC
RB5
RB4
RB3/PGM
RB2
RB1
RB0/INT

40
39
38
37
36
35
34

33

ICSPDAT
ICSPCLK

C6 33P
13

OSC1/CLKIN

RE0/RD/AN5
RE1/WR/AN6
RE2/CS/AN7

Y1
14

11

VCC

RC0/T1OSO/T1CKI
RC1/T1OSI/CCP2
RC2/CCP1
RC3/SCL
RC4/SDA
RC5/SDO
RC6/TX/CK
RC7/RX/DT

RD7/PSP7
RD6/PSP6
RD5/PSP5
RD4/PSP4
RD3/PSP3
RD2/PSP2
RD1/PSP1
RD0/PSP0

30
29
28
27
22
21
20
19

12

15
16
17
18
23
24
25
26

GND

OSC2/CLKO

8M
C11 33P

8
9
10

VDD
J1

CCS
PIC KIT

6
5
4
3
2
1

ICSPCLK
ICSPDAT
VDD
RST

JTAG

7


2

* Tạo nguồn cung cấp 5 VDC:

-

+

1

1
C3

C4

2200uF

104

VIN

D3

1A

VOUT

VDD
3
C5

2

6VAC

4

LM7805

DIODE

104

3

2
1

U2

GND

D1

J2

8

* Cấu trúc I/O: dòng IL và IH là 25 mA

9


4. Mạch điều khiển thiết bị DC/AC:
12V

PIN

PIN

12V/10W
R10

R11

270

270

PIN
LED

R10
Q1

LED

VDD

12V

12V
LS1
5

R12
10K

DIODE

3

Q3
PIN

R11
Q1

12V/10W

PIN

4
1
2

R10

RELAY SPDT
Q1

10


Kí hiệu MOSFET:

11


5. Mạch hiển thị dùng LED 7S, 5VDC:

R9 4K7

R10 4K7

Q1

PIN

A1013

R12 4K7

Q3

C2

C1

LED7S

8

a
b
c
d
e
f
g
p

3

C2

7
6
4
2
1
9
10
5

8

C1

a
b
c
d
e
f
g
p

PIN

A1013

LED4
a
b
c
d
e
f
g
p

LED7S

3

C2

R11 4K7

Q2

PIN

7
6
4
2
1
9
10
5

8

a
b
c
d
e
f
g
p

LED3
a

b
c
d
e
f
g
p

LED7S

C1

7
6
4
2
1
9
10
5

3

C2

C1

a
b
c

d
e
f
g
p

LED2
a
b
c
d
e
f
g
p

LED7S

8

PORT

LED1
a 7
b 6
c 4
d 2
e 1
f
9

g 10
p 5

3

R1
R2
R3
R4
R5
R
R6
R
R7
R
R8
R
R
R
R
100X8

8
7
6
5
4
3
2
1

Q4

PIN
A1013

A1013

VCC

Số

Bit: (7)
p

(6)
g

(5)
f

(4)
e

(3)
d

(2)
c

(1)
b

(0)
a

HEX

0

1

1

0

0

0

0

0

0

0xC0

1

1

1

1

1

1

0

0

1

0xF9

.

.

.

.
12


Hiển thị thông tin bằng phương pháp quét:

ALL LED OFF
DATA = “1”7S
LED1 ON

DELAY
x MS

ALL LED OFF
DATA = “5”7S
LED2 ON

ALL LED OFF
DATA = “9”7S
LED3 ON

DELAY
x MS

ALL LED OFF
DATA = “0”7S
LED4 ON

DELAY
x MS

DELAY
x MS
13

6. Mạch hiển thị dùng LED 7S-12VDC và TEXT-LCD:

A
K
15
16

VCC
2

1

GND

CONST

R/W

CS
6

3

VCC

CS

RS
4

5
RW

DT4
DT5
DT6
DT7

RS

D0
D1
D2
D3
D4
D5
D6
D7

THIS IS THE LCD
2 LINES x 16 CHARACTERS

LAMP

LCD1_TC1602A1

7
8
9
10

11
12
13
14

C2
8

C1

LED7S

1

a
b
c
d
e
f
g
p

TC1602A hiển thị mã ASCII

7
6
4
3
2

9
10
5

R4
5/3W
R3

10K

LMP

Q2
R6

4K7

VCC

A1013

14


7. Mạch điều khiển chiều quay động cơ DC (mạch cầu H)

15


Mạch cầu H điều khiển chiều quay và tốc độ động cơ bằng PWM sử

dụng linh kiện rời.

16


Mạch cầu H điều khiển chiều quay và tốc độ động cơ bằng PWM sử
dụng mạch tích hợp (L298).
24VDC
D1

D2
U1
5
7
10
12
ADC PIN

R2

470
1
15

C4

C5

R3

6
11

103
VDD
24VDC
10uF/50V

1/10W

9
4

1A1
1A2
2A1
2A2

1Y 1
1Y 2
2Y 1
2Y 2

1E
2E
1EN
2EN

2
3

24VDC

MG1

+

A

C1
100uF/50V

13
14

D3

2

PWM1
PWM2

FR504

1

FR504

FR504
D4

FR504

VCC1
VCC2
L298

Tùy chọn; nếu không sử dụng thì cho R3 = 0
17


8. Mạch điều khiển phím nhấn:
a) Một phím nhấn SW và 1 ngõ vào
b) Nhiều phím nhấn và 1 ngõ vào ADC
VDD
R1
VDD
ADC PIN
R18
R17
10K
PIN
R19
SW

SW1

SW2

R20

a)

b)
18


c) Mạch bàn phím HEX:
VDD

0

4

8

R13

R14

R15

R16

10K

10K

10K

10K

C
J1

1

5

9

D

1
2
3
4
5
6
7
8
PORT

2

6

A

E

3

7

B

F

c)
19


PIN (Col.)

SW

PIN (Row)

VDD

Columm = Outputs
Row = inputs

10K

R17

c) Đọc bàn phím HEX bằng phương pháp quét:

CL1 = 0

R1 = 0 -> 0

R2 = 0 -> 1

R3 = 0 -> 2

R4 = 0 -> 3

CL2 = 0

R1 = 0 -> 4

R2 = 0 -> 5

R3 = 0 -> 6

R4 = 0 -> 7

CL3 = 0

R1 = 0 -> 8

R2 = 0 -> 9

R3 = 0 -> A

R4 = 0 -> B

CL4 = 0

R1 = 0 -> C

R2 = 0 -> D

R3 = 0 -> E

R4 = 0 -> F

c)
20


BÀI TẬP
1. Vẽ mạch điều khiển 3 led đơn tại các chân RD3, RD2, RD1; các LED tích cực
mức thấp?
2. Vẽ mạch điều khiển 3 led đơn tại các chân RB3, RC2, RC1; các LED tích cực
mức cao?
3. Vẽ mạch điều khiển 1 quạt AC (220V) dùng RC4; biết RC4 = 0: quạt hoạt động?
4. Vẽ mạch điều khiển 2 led 7 đoạn 5V, Cathod chung; hiển thị bằng phương pháp
quét; sử dụng PORT B và PORT D?
5. Vẽ mạch điều khiển 2 led 7 đoạn 9V, Anode chung; hiển thị bằng phương pháp
quét; sử dụng mạch đệm 2803 cho đường DATA; sử dụng PORT C và PORT B?
U3
1
2
3
4
5
6

7
8
10

IN1
IN2
IN3
IN4
IN5
IN6
IN7
IN8

OUT1
OUT2
OUT3
OUT4
OUT5
OUT6
OUT7
OUT8

18
17
16
15
14
13
12
11

ULN2803: bộ đệm đảo 500 mA, 8
ngõ vào và 8 ngõ ra

COM
ULN2803

21


BÀI TẬP
6. Cho mạch điện (DATA nối PORT B theo thứ tự 8->1 nối RB7 ->RB0):

R9 4K7

R10 4K7

Q1

PIN

R12 4K7

Q3

C2

C1

LED7S

8

a
b
c
d
e
f
g
p

3

C2

C1

7
6
4
2
1
9
10
5

8

a

b
c
d
e
f
g
p

PIN
A1013

LED4
a
b
c
d
e
f
g
p

LED7S

3

7
6
4
2
1

9
10
5

R11 4K7

Q2

PIN
A1013

C2

a
b
c
d
e
f
g
p

LED3
a
b
c
d
e
f
g

p

LED7S

8

7
6
4
2
1
9
10
5

3

C2

C1

a
b
c
d
e
f
g
p

LED2
a
b
c
d
e
f
g
p

LED7S

C1

LED1
a 7
b 6
c 4
d 2
e 1
f
9
g 10
p 5

8

PORT

R1

R2
R3
R4
R5
R
R6
R
R7
R
R8
R
R
R
R
100X8

3

8
7
6
5
4
3
2
1

Q4

PIN

A1013

A1013

VCC

a) Định nghĩa mã led 7 đoạn từ 0 đến 9
b) Định nghĩa mã led 7 đoạn “oC”
c) Định nghĩa mã led 7 đoạn “HELP”
d) Định nghĩa mã led 7 đoạn “StOP”
e) Định nghĩa mã led 7 đoạn “run-”
f) Định nghĩa mã led 7 đoạn “FILL”

22