Giáo trình Kỹ thuật Vi điều khiển PIC 18F4520 - Trường Cao đẳng Công nghiệp và Thương mại

Tìm hiểu giáo trình kỹ thuật vi điều khiển nghề điện tử công nghiệp tại trường Cao đẳng Công nghiệp và Thương mại với nội dung lý thuyết và thực hành.

• Loại tài liệu: Giáo trình
• Trường học: Trường Cao đẳng Công nghiệp và Thương mại Vĩnh Phúc
• Chuyên ngành: Kỹ thuật vi điều khiển
• Đề tài: Kỹ thuật Vi điều khiển PIC 18F4520 - Điện tử công nghiệp
• Năm xuất bản: 2018
• Địa điểm: Vĩnh Phúc

Tóm tắt

I. Tổng quan về kỹ thuật vi điều khiển PIC 18F4520

Vi điều khiển PIC 18F4520 là một loại vi điều khiển 8 bit được sản xuất bởi Microchip. Nó có 40 chân, bao gồm 5 cổng vào/ra, 2 cổng giao tiếp nối tiếp và 1 cổng giao tiếp song song. Vi điều khiển này được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng điện tử công nghiệp, tự động hóa và điều khiển.

1.1. Cấu trúc và chức năng của vi điều khiển PIC 18F4520

Vi điều khiển PIC 18F4520 có cấu trúc bao gồm 5 cổng vào/ra, 2 cổng giao tiếp nối tiếp và 1 cổng giao tiếp song song. Mỗi cổng có chức năng riêng, giúp thực hiện các nhiệm vụ khác nhau trong hệ thống điện tử.

1.2. Ứng dụng của vi điều khiển PIC 18F4520

Vi điều khiển PIC 18F4520 được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng điện tử công nghiệp, tự động hóa và điều khiển. Nó có thể được sử dụng để điều khiển các thiết bị như động cơ, đèn LED, LCD và các thiết bị khác.

II. Phân tích và vấn đề khi sử dụng vi điều khiển PIC 18F4520

Khi sử dụng vi điều khiển PIC 18F4520, có một số vấn đề cần được xem xét. Một trong những vấn đề quan trọng nhất là việc lựa chọn giá trị tụ điện khi sử dụng mạch cộng hưởng thạch anh bọc gốm (Ceramic Resonator). Việc lựa chọn giá trị tụ điện không chính xác có thể dẫn đến việc bộ tạo dao động không hoạt động đúng.

2.1. Lựa chọn giá trị tụ điện khi sử dụng Ceramic Resonator

Khi sử dụng Ceramic Resonator, cần phải lựa chọn giá trị tụ điện phù hợp để đảm bảo rằng bộ tạo dao động hoạt động đúng. Giá trị tụ điện nên được chọn dựa trên tần số hoạt động của vi điều khiển.

2.2. Vấn đề khi sử dụng thạch anh chưa có tụ điện Crystal

Khi sử dụng thạch anh chưa có tụ điện (Crystal), cần phải lựa chọn giá trị tụ điện phù hợp để đảm bảo rằng bộ tạo dao động hoạt động đúng. Việc lựa chọn giá trị tụ điện không chính xác có thể dẫn đến việc bộ tạo dao động không hoạt động đúng.

III. Giải pháp và phương pháp khi sử dụng vi điều khiển PIC 18F4520

Để giải quyết các vấn đề khi sử dụng vi điều khiển PIC 18F4520, có một số phương pháp cần được xem xét. Một trong những phương pháp quan trọng nhất là việc sử dụng phần mềm lập trình C để lập trình cho vi điều khiển. Phần mềm này giúp tạo ra các chương trình điều khiển cho vi điều khiển một cách dễ dàng và hiệu quả.

3.1. Sử dụng phần mềm lập trình C

Phần mềm lập trình C là một công cụ quan trọng khi sử dụng vi điều khiển PIC 18F4520. Nó giúp tạo ra các chương trình điều khiển cho vi điều khiển một cách dễ dàng và hiệu quả.

3.2. Lập trình cho vi điều khiển PIC 18F4520

Lập trình cho vi điều khiển PIC 18F4520 cần phải được thực hiện một cách cẩn thận và chính xác. Cần phải lựa chọn các lệnh lập trình phù hợp và đảm bảo rằng chương trình điều khiển được tạo ra là chính xác và hiệu quả.

IV. Kết luận và ứng dụng của vi điều khiển PIC 18F4520

Vi điều khiển PIC 18F4520 là một loại vi điều khiển 8 bit được sản xuất bởi Microchip. Nó có nhiều ứng dụng trong các lĩnh vực điện tử công nghiệp, tự động hóa và điều khiển. Với việc sử dụng phần mềm lập trình C và các phương pháp lập trình phù hợp, có thể tạo ra các chương trình điều khiển cho vi điều khiển một cách dễ dàng và hiệu quả.

4.1. Ứng dụng của vi điều khiển PIC 18F4520

Vi điều khiển PIC 18F4520 có nhiều ứng dụng trong các lĩnh vực điện tử công nghiệp, tự động hóa và điều khiển. Nó có thể được sử dụng để điều khiển các thiết bị như động cơ, đèn LED, LCD và các thiết bị khác.

4.2. Tương lai của vi điều khiển PIC 18F4520

Vi điều khiển PIC 18F4520 sẽ tiếp tục được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng điện tử công nghiệp, tự động hóa và điều khiển. Với việc phát triển của công nghệ, vi điều khiển này sẽ trở nên nhỏ hơn, nhanh hơn và hiệu quả hơn.

Trích đoạn nội dung tài liệu

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHIỆP VÀ THƯƠNG MẠI GIÁO TRÌNH Tên mô đun: Kỹ thuật Vi điều khiển NGHỀ: ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP TRÌNH ĐỘ TRUNG CẤP/CAO ĐẲNG NGHỀ Ban hành kèm theo Quyết định số: /QĐ-CĐCNPY, ngày tháng năm 2018 của Hiệu trưởng trường Cao đẳng Công nghiệp và Thương mại Vĩnh Phúc, năm 2018 1 MỤC LỤC ĐỀ MỤC TRANG MỤC LỤC 2 CHƯƠNG TRÌNH MÔ ĐUN 4 Bài 1. ĐIỀU KHIỂN PIC 18f4520: 8 ĐẶC TÍNH, CẤU TRÚC, CHỨC NĂNG CÁC PORT 8 1. Cấu tạo vi điều khiển. Nguyên lý hoạt động của Vi điều khiển.

Lĩnh vực và ứng dụng. Sản phẩm dân dụng. Khảo sát vi điều khiển Microchip. Cấu hình vi điều khiển PIC 18f4520.

Cấu trúc của vi điều khiển PIC 18f4520. Khảo sát sơ đồ chân vi điều khiển PIC 18f4520. TỔ CHỨC BỘ NHỚ THANH GHI 22 2. Kiến trúc bộ nhớ.

Tổ chức bộ nhớ của vi điều khiển PIC 18f4520. Tổ chức bộ nhớ chương trình. Khối tạo dao động. Khảo sát bộ nhớ dữ liệu và thanh ghi trạng thái.

26 Bài 3: LẬP TRÌNH ĐIỀU KHIỂN VỚI VĐK PIC 18F4520 30 3. Các thành phần cơ bản của ngôn ngữ lập trình C. Các kiểu dữ liệu của biến. Trình biên dịch C.

Các thành phần mở rộng của trình biên dịch C. Khai báo biến và hằng số. Khai báo các biến truy xuất bit. Khai báo con trỏ, mảng.

Khai báo và sử dụng hàm. Khai báo chương trình con phục vụ ngắt. Cấu trúc của một chương trình C cho vi điều khiển PIC. File thư viện của vi điều khiển PIC.

Phần mềm MPLAB_IDE_v8_70. 60 Bài 4: PORT XUẤT NHẬP, TIMER – COUNTER 68 4. Cấu hình, thông số điện áp, dòng của các port. Các ứng dụng dùng port điều khiển của vi điều khiển 8 bit.

Các ứng dụng điều khiển led đơn. Các ứng dụng điều khiển led 7 đoạn trực tiếp. Các ứng dụng điều khiển led 7 đoạn quét. Giao tiếp vi điều khiển 8 bit với LCD.

Timer/counter của vi điều khiển PIC 18f4520. Khảo sát các timer của vi điều khiển PIC 18f4520. Cách truy xuất các thành phần của timer trong ngôn ngữ lập trình C. Ứng dụng timer/counter của vi điều khiển PIC 18f4520.

Giao tiếp DS1307 .101 3 CHƯƠNG TRÌNH MÔ ĐUN Tên mô đun: KỸ THUẬT VI ĐIỀU KHIỂN Mã mô đun: MĐTC14020040 Thời gian thực hiện mô đun: 75 giờ (Lý thuyết: 15 giờ; Thực hành, thí nghiệm, thảo luận, bài tập 57 giờ; Kiểm tra : 3 giờ) I. Vị trí, tính chất mô đun - Vị trí: Đây là mô đun chuyên ngành cho học sinh ngành điện tử, viễn thông. Mô đun này phải học sau khi đã học xong các mô đun: Kỹ thuật vi xử lý. - Tính chất: Bắt buộc II.

Mục tiêu mô đun - Kiến thức: + Mô tả được cấu trúc bên trong, chức năng các chân của họ vi điều khiển PIC 18F4520. + Trình bày được các lệnh lập trình C của họ vi điều khiển PIC 18F4520 + Trình bày được một số ứng dụng của họ vi điều khiển - Kỹ năng: + Lập được lưu đồ thuật toán của một số ứng dụng cơ bản + Lập trình trên ngôn ngữ lập trình C và nạp được vào trong chip một số bài tập ứng dụng của vi điều khiển PIC 18F4520 - Về năng lực tự chủ và trách nhiệm: + Dự lớp đầy đủ theo quy định, rèn luyện tác phong công nghiệp, biết cách làm việc nhóm. Nội dung mô đun 1. Nội dung tổng quát và phân bổ thời gian Thời gian (giờ) Thực hành, Số thí Tên các bài trong mô đun Tổng Lý Kiểm TT nghiệm, số thuyết tra thảo luận, bài tập 1.

VI ĐIỀU KHIỂN PIC 9 3 6 18f4520: ĐẶC TÍNH, CẤU TRÚC, CHỨC NĂNG CÁC PORT 1. Khảo sát vi điều khiển Microchip 2. TỔ CHỨC BỘ NHỚ 16 3 12 1 THANH GHI 2. Kiến trúc bộ nhớ.

Tổ chức bộ nhớ của vi điều khiển PIC 18f4520. LẬP TRÌNH ĐIỀU KHIỂN 20 3 16 1 VỚI VĐK PIC 18F4520, 3. Các thành phần cơ bản của ngôn ngữ lập trình C 3. Trình biên dịch C.

Phần mềm MPLAB_IDE_v8_70 4. PORT XUẤT NHẬP, 30 6 23 1 TIMER – COUNTER 4. Cấu hình, thông số điện áp, dòng của các port 4. Các ứng dụng dùng port điều khiển của vi điều khiển 8 bit.

Timer/counter của vi điều khiển PIC 18f4520 Cộng 75 15 27+30 3 2. Nội dung chi tiết Bài 1. ĐIỀU KHIỂN PIC 18f4520: ĐẶC TÍNH, CẤU TRÚC, CHỨC NĂNG CÁC PORT (Thời gian: 9 giờ) * Mục tiêu của bài: Sau khi học xong bài học này, sinh viên có thể - Trình bày được về sơ đồ câu trúc điều khiển và các ngoại vi tích hợp của vi điều khiển PIC 18f4520 - Phân tích được sơ đồ chân vi điều khiển PIC 18f4520. - Cẩn thận, sáng tạo đảm bảo an toàn thiết bị và dụng cụ.

- Nghiêm túc, khoa học, tỉ mỷ. * Nội dung của bài: 1. Khảo sát vi điều khiển Microchip 1. Cấu hình vi điều khiển PIC 18f4520.

Sơ đồ cấu trúc của vi điều khiển PIC 18f4520. Khảo sát sơ đồ chân vi điều khiển PIC 18f4520. TỔ CHỨC BỘ NHỚ THANH GHI (Thời gian: 16 giờ) * Mục tiêu của bài: Sau khi học xong bài học này, sinh viên có thể: - Trình bày được về kiến trúc bộ nhớ, tổ chức bộ nhớ vi điều khiển PIC 18f4520 - Vẽ được tổ chức bộ nhớ vi điều khiển PIC 18f4520. - Khảo sát việc kết nối với các linh kiện cơ bản như led đơn, nút nhấn, led 7 đoạn, LCD 5 - Cẩn thận, sáng tạo đảm bảo an toàn thiết bị và dụng cụ.

- Nghiêm túc, khoa học, tỉ mỷ. * Nội dung của bài: 2.Kiến trúc bộ nhớ.Tổ chức bộ nhớ của vi điều khiển PIC 18f4520. Tổ chức bộ nhớ chương trình. Khảo sát bộ nhớ dữ liệu và thanh ghi trạng thái.

Bộ nhớ dữ liệu EEPROM. Bài 3: LẬP TRÌNH ĐIỀU KHIỂN VỚI VĐK PIC 18F4520 (Thời gian: 20 giờ) * Mục tiêu của bài: Sau khi học xong bài học này, sinh viên có thể: - Trình bày được lệnh cơ bản của vi điêu khiên PIC 18f4520 - Lập trình điều khiển được khi dùng ngôn ngữ C cho các hệ thống điều khiển dùng vi điều khiển PIC 18f4520 - Phân tích được thư viện của vi điều khiển PIC 18f4520. - Cẩn thận, sáng tạo đảm bảo an toàn thiết bị và dụng cụ. - Nghiêm túc, khoa học, tỉ mỷ.

* Nội dung của bài: 3. Các thành phần cơ bản của ngôn ngữ lập trình C 3. Các kiêu dữ liệu của biến. Trình biên dịch C.

Các thành phần mở rộng của trình biên dịch C 3. Khai báo biến và hằng số 3. Khai báo các biến truy xuất bit 3. Khai báo con trỏ, mảng.

Khai báo và sử dụng hàm 3. Khai báo chương trình con phục vụ ngắt. Cấu trúc của một chương trình C cho vi điêu khiển PIC 3. File thư viện của vi điều khiển PIC 3.

Phần mềm MPLAB_IDE_v8_70 Bài 4: PORT XUẤT NHẬP, TIMER – COUNTER (Thời gian: 30 giờ) * Mục tiêu của bài: Sau khi học xong bài học này, sinh viên có thể - Trình bày được về cấu hình, thông số điện áp, dòng của các port vi điều khiển PIC 18f4520 - Trình bày được cách truy xuất port điều khiển PIC 18f4520 - Lập trình được các ứng dụng truy xuất port bằng ngôn ngữ C với LED đơn, 7 thanh, LCD - Lập trình được các ứng dụng Timer/counter của vi điều khiển PIC 18f4520 6 - Cẩn thận, sáng tạo đảm bảo an toàn thiết bị và dụng cụ. - Nghiêm túc, khoa học, tỉ mỷ. * Nội dung của bài: 4. Cấu hình, thông số điện áp, dòng của các port 4.

Truy xuất port điều khiển của vi điều khiển 8 bit. Định cấu hình cho port 4. Lập trình truy xuất port bằng ngôn ngữ C 4. Các ứng dụng dùng port điều khiển của vi điều khiển 8 bit.

Các ứng dụng điều khiển led đơn. Các ứng dụng điều khiển led 7 đoạn trực tiếp. Các ứng dụng điều khiển led 7 đoạn quét. Giao tiếp vi điều khiển 8 bit với LCD 4.

Timer/counter của vi điều khiển PIC 18f4520 4. Khảo sát các timer của vi điều khiển PIC 18f4520. Cách truy xuất các thành phần của timer trong ngôn ngữ lập trình C. Ứng dụng timer/counter của vi điều khiển PIC 18f4520 7 Bài 1.

ĐIỀU KHIỂN PIC 18f4520: ĐẶC TÍNH, CẤU TRÚC, CHỨC NĂNG CÁC PORT * Mục tiêu - Trình bày được về sơ đồ cấu trúc điều khiển và các ngoại vi tích hợp của vi điều khiển PIC 18f4520 - Phân tích được sơ đồ chân vi điều khiển PIC 18F4520. - Cẩn thận, sáng tạo đảm bảo an toàn thiết bị và dụng cụ. - Nghiêm túc, khoa học, tỉ mỷ. * Nội dung của bài: 1.

Cấu tạo vi điều khiển. - Vi điều khiển là một máy tính được tích hợp trên một chíp, nó thường được sử dụng để điều khiển các thiết bị điện tử. Vi điều khiển thực chất gồm một vi xử lý có hiệu suất đủ cao và giá thành thấp (so với các vi xử lý đa năng dùng trong máy tính) kết hợp với các thiết bị ngoại vi như các bộ nhớ, các mô đun vào/ra, các mô đun biến đổi từ số sang tương tự và từ tương tự sang số, mô đun điều chế độ rộng xung (PWM). - Vi điều khiển thường được dùng để xây dựng hệ thống nhúng.

Nó xuất hiện nhiều trong các dụng cụ điện tử, thiết bị điện, máy giặt, lò vi sóng, điện thoại, dây truyền tự động. - Hầu hết các loại vi điều khiển hiện nay có cấu trúc Harvard là loại cấu trúc mà bộ nhớ chương trình và bộ nhớ dữ liệu được phân biệt riêng. - Cấu trúc của một vi điều khiển gồm CPU, bộ nhớ chương trình (thường là bộ nhớ ROM hoặc bộ nhớ Flash), bộ nhớ dữ liệu (RAM), các bộ định thời, các cổng vào/ra để giao tiếp với các thiết bị bên ngoài, tất cả các khối này được tích hợp trên một vi mạch. Các loại vi điều khiển trên thị trường hiện nay: - VDK MCS-51: 8031, 8032, 8051, 8052,.

- VDK ATMEL: 89Cxx, AT89Cxx51. - VDK AVR AT90Sxxxx - VDK PIC 16C5x, 17C43, 18F4520, 1. Nguyên lý hoạt động của Vi điều khiển Mặc dù đã có rất nhiều họ vi điều khiển được phát triển cũng như nhiều chương trình điều khiển tạo ra cho chúng, nhưng tất cả chúng vẫn có một số điểm chung cơ bản. Do đó nếu ta hiểu cặn kẽ một họ thì việc tìm hiểu thêm một họ vi điều khiển mới là hoàn toàn đơn giản.

Một kịch bản chung cho hoạt động của một vi điều khiển như sau: - Khi không có nguồn điện cung cấp, vi điều khiển chỉ là một con chip có chương trình nạp sẵn vào trong đó và không có hoạt động gì xảy ra. - Khi có nguồn điện, mọi hoạt động bắt đầu được xảy ra với tốc độ cao.