TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN Tài liệu này thuộc loại sách giáo trình nên các nguồn thông tin có thể được phép dùng nguyên bản hoặc trích dùng cho các mục đích về đào tạo và tham khảo. Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc hoặc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành mạnh sẽ bị nghiêm cấm. 1 LỜI GIỚI THIỆU Vi điều khiển nâng cao là một trong những mô đun chuyên ngành của nghề Điện tử dân dụng được biên soạn dựa theo chương trình đào tạo đã xây dựng và ban hành năm 2021 của trường Cao đẳng nghề Cần Thơ phục vụ cho nghề Điện tử dân dụng trình độ Cao đẳng. Giáo trình được biên soạn làm tài liệu học tập, giảng dạy nên giáo trình đã được xây dựng ở mức độ đơn giản và dễ hiểu, trong mỗi bài học đều có thí dụ và bài tập tương ứng để áp dụng và làm sáng tỏ phần lý thuyết.
Khi biên soạn, nhóm biên soạn đã dựa trên kinh nghiệm thực tế giảng dạy, thiết bị thực hành của trường, tham khảo đồng nghiệp, tham khảo các giáo trình hiện có và cập nhật những kiến thức mới có liên quan để phù hợp với nội dung chương trình đào tạo và phù hợp với mục tiêu đào tạo, nội dung được biên soạn gắn với nhu cầu thực tế. Nội dung giáo trình được biên soạn với dung lượng thời gian đào tạo 60 giờ gồm có: Bài 1 MĐ32-01: Vi điều khiển PIC Bài 2 MĐ32-02: Ngôn ngữ lập trình PIC18F4550 Bài 3 MĐ32-03: Bộ thực hành PIC18F4550 Bài 4 MĐ32-04: Lập trình điều khiển và mô phỏng Giáo trình cũng là tài liệu giảng dạy và tham khảo tốt cho các nghề điện tử dân dụng, cơ điện tử, điện công nghiệp và điện dân dụng. Mặc dù đã cố gắng tổ chức biên soạn để đáp ứng được mục tiêu đào tạo nhưng không tránh được những thiếu sót. Rất mong nhận được sự đóng góp ý kiến của các thầy, cô, bạn đọc để nhóm biên soạn sẽ điều chỉnh hoàn thiện hơn.
Cần Thơ, ngày tháng năm 2021 Tham gia biên soạn 1. Chủ biên: Nguyễn Thanh Nhàn 2 MỤC LỤC Trang TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN.1 LỜI GIỚI THIỆU. 3 BÀI 1: VI ĐIỀU KHIỂN PIC. Cấu trúc của vi điều khiển.1 Kiến trúc Von Neumann.2 Kiến trúc Harvard.
Một số họ vi điều khiển thông dụng.1 Vi điều khiển của Atmel.2 Vi điều khiển của Microchip.3 Vi điều khiển của Cypress.4 Vi điều khiển của Hitachi.5 Vi điều khiển của Motorola.6 Vi điều khiển của Maxim. Vi điều khiển PIC18F4550.1 Cấu trúc phần cứng.1 Sơ đồ khối phần cứng.2 Thiết kế phần cứng.1 Cấp nguồn cho vi điều khiển.2 Khối tạo dao động.3 Hoạt động Reset.4 Cổng nạp chương trình.5 Các tính năng đặc biệt, các bit cấu hình của PIC 18F4550. Thực hành khảo sát nguồn và dao động.25 BÀI 2: NGÔN NGỮ LẬP TRÌNH PIC18F4550. Các phần mềm lập trình.1 Phần mềm MPLAB.2 Phần mềm CCS.3 Phần mềm MikroC.
Phần mềm MPLAB và XC8.1 Khởi tạo Project trên phần mềm MPLAB.2 Ngôn ngữ lập trình C của trình biên dịch XC8.1 Khung một chương trình ngôn ngữ C với XC8.2 Biến và khai báo biến.3 Hằng và khai báo hằng.4 Mảng và khai báo mảng.5 Khai báo các hàm trong XC8.6 Các phép toán cơ bản.7 Các cấu trúc điều khiển, rẽ nhánh. Bộ định thời timer.2 Các thanh ghi liên quan.3 Sử dụng các bộ PWM. Bộ biến đổi ADC.1 Các thanh ghi liên quan.2 Điều khiển hoạt động chuyển đổi A/D.6 Truyền thông nối tiếp trong vi điều khiển.1 Khái niệm về truyền thông nối tiếp.2 Module EUSART trên PIC18F4550.1 Cài đặt phần mềm CCS.2 Cài đặt phần mềm MPLABX IDE và XC16 cho vi điều khiển PIC.66 BÀI 3: BỘ THỰC HÀNH PIC18F4550. Bộ thực hành vi điều khiển PIC và các mô đun mở rộng.2 Điều khiển hiển thị LED đơn và LED 7 thanh.3 Điều khiển hiển thị LED ma trận.4 Quét bàn phím ma trận.5 Module truyền thông nối tiếp.
Các bài thực hành với các module mở rộng.1 Module điều khiển động cơ DC.2 Module điều khiển rơ le.3 Module điều khiển động cơ bước.4 Module điều khiển nhiệt độ.5 Module điều khiển đèn giao thông.6 Module điều khiển Led ma trận.7 Module điều khiển hiển thị LCD. Khảo sát bộ thực hành lập trình vi điều khiển PIC (TPAD.2 Kết nối thiết bị với máy tính.95 BÀI 4: LẬP TRÌNH ĐIỀU KHIỂN VÀ MÔ PHỎNG. Chương trình điều khiển LED đơn (chương trình mẫu).1 Viết chương trình theo yêu cầu.2 Chạy mô phỏng.110 TÀI LIỆU THAM KHẢO.115 4 GIÁO TRÌNH MÔ ĐUN Tên mô đun: VI ĐIỀU KHIỂN NÂNG CAO Mã mô đun: MĐ32 Vị trí, tính chất, ý nghĩa và vai trò của mô đun - Vị trí: Mô đun được bố trí dạy sau khi học xong các môn cơ sở như mạch điện tử, kỹ thuật số, vi điều khiển cơ bản, …và có thể học song song với các mô đun môn học khác như: Điều khiển lập trình cỡ nhỏ, PLC cơ bản, Điều khiển thông minh… - Tính chất: Là mô đun chuyên môn nghề bắt buộc của nghề Điện tử dân dụng trình độ cao đẳng - Ý nghĩa và vai trò của mô đun: Vi điều khiển là một máy tính được tích hợp trên một chip, nó thường được sử dụng để điều khiển các thiết bị điện tử. Vi điều khiển, thực chất, là một hệ thống bao gồm một vi xử lý có hiệu suất đủ dùng và giá thành thấp (khác với các bộ vi xử lý đa năng dùng trong máy tính) kết hợp với các khối ngoại vi như bộ nhớ, các module vào/ra, các module biến đổi số sang tương tự và tương tự sang số,.
Ở máy tính thì các module thường được xây dựng bởi các chip và mạch ngoài. Vi điều khiển thường được dùng để xây dựng các hệ thống nhúng. Nó xuất hiện khá nhiều trong các thiết bị điện, điện tử, máy giặt, lò vi sóng, điện thoại, thiết bị đa phương tiện, dây chuyền tự động,. Mục tiêu của Mô đun: Sau khi học xong mô đun này học viên có năng lực - Về kiến thức: + Phân biệt chính xác vi điều khiển, vi xử lý và các hệ thống nhúng; + Trình bày đúng cấu trúc, ứng dụng của vi điều khiển trong công nghiệp; - Về kỹ năng: + Kiểm tra và viết các chương trình điều kiển đúng tiêu chuẩn kỹ thuật; + Vận hành đúng các thiết bị và dây chuyền sản xuất dùng vi điều khiển; + Xác định đúng các nguyên nhân hư hỏng và biện pháp xử lý hư hỏng xảy ra trong thực tế; + Thực hiện thiết kế các ứng dụng điều khiển của vi điều khiển vào thực tiễn sản xuất; - Năng lực tự chủ và trách nhiệm: + Cẩn thận, chủ động và sáng tạo trong học tập, an toàn cho người và thiết bị; + Tổ chức nơi làm việc gọn gàng, ngăn nắp và đúng các biện pháp an toàn; + Có tư thế tác phong công nghiệp, ý thức tổ chức kỷ luật, khả năng làm việc độc lập cũng như khả năng phối hợp làm việc nhóm trong quá trình học tập và sản xuất.
Nội dung của mô đun Thời gian (giờ) Thực hành, Số Tên các bài trong mô đun Tổng Lý thí nghiệm, Kiểm TT số thuyết thảo luận, tra bài tập 1 Bài 1: Vi điều khiển PIC 8 2 6 1. Cấu trúc của vi điều khiển 0. Kiến trúc của vi điều khiển 0. Kiến trúc Von Neumann 5 2.
Kiến trúc Harvard 3. Một số họ vi điều khiển thông 0. Vi điều khiển của Atmel 3. Vi điều khiển của Microchip 3.
Vi điều khiển của Cypress 3. Vi điều khiển của Hitachi 3. Vi điều khiển của Motorola 3. Vi điều khiển của Maxim 4.
Vi điều khiển PIC18F4550 0. Cấu trúc phần cứng 4. Thiết kế phần cứng 5. Thực hành 6 6 Bài 2: Ngôn ngữ lập trình cho 2 12 6 5 1 PIC18F4550 1.
Các phần mềm lập trình 3 3 1. Phần mềm MPLAB 1. Phần mềm CCS 1.Phần mềm MikroC 2. Phần mềm MPLAB X IDE và 3 3 XC8 2.
Khởi tạo Project trên phần mềm MPLAB 2. Ngôn ngữ lập trình C của trình biên dịch XC8 2. Bộ định thời timer 2. Bộ biến đổi ADC 2.
Truyền thông nối tiếp trong vi điều khiển 3. Thực hành 5 5 Kiểm tra 1 1 3 Bài 3: Bộ thực hành PIC18F4550 16 8 7 1 1. Bộ thực hành vi điều khiển PIC và 4 4 các mô đun mở rộng 1. Các module tích hợp sẵn trên bộ thực hành 1.
Điều khiển hiển thị LED đơn và LED 7 thanh 1. Điều khiển hiển thị LED ma trận 1.Quét bàn phím ma trận 1. Module truyền thông nối tiếp 2. Các bài thực hành với các module 4 4 mở rộng 2.Module điều khiển động cơ DC 6 2.Module điều khiển rơ le 2.Module điều khiển động cơ bước 2.Module điều khiển nhiệt độ 2.Module điều khiển đèn giao thông 2.Module điều khiển Led ma trận 2.Module điều khiển hiển thị LCD 3.
Khảo sát bộ thực hành lập trình vi điều khiển PIC (TPAD. Kết nối thiết bị với máy tính Kiểm tra 1 1 Bài 4: Lập trình điều khiển và mô 4 24 14 9 1 phỏng 1. Chương trình điều khiển LED đơn 6 6 2. Thực hành 9 9 Kiểm tra 1 1 Cộng 60 30 27 3 7 BÀI 1: VI ĐIỀU KHIỂN PIC Mã Bài: MĐ32- 01 Giới thiệu: Trong thời đại kỷ nguyên công nghệ số, quá trình điều khiển tự động và điều khiển từ xa đã trở nên rất phổ biến, từ dân dụng đến công nghiệp.
Song song đó không thể thiếu hệ thống điều khiển mà cụ thể là vi điều khiển để làm trung tâm xử lý công việc cho quá trình điều khiển. Mục tiêu: - Phân biệt vi điều khiển, vi xử lý - Trình bày đúng các kiểu kiến trúc của vi điều khiển - Trình bày đúng các chế độ tạo dao động của PIC 18F4550 - Thực hiện khảo sát các loại Vi điều khiển PIC - Chủ động, sáng tạo và đảm bảo an toàn trong quá trình học tập Nội dung chính: 1. Cấu trúc của vi điều khiển Vi điều khiển (MCU - viết tắt của cụm từ ‘Micro Control Unit’) có thể được coi như một máy tính thu nhỏ trên một chip, nó có thể hoạt động với một vàu linh kiện phụ trợ bên ngoài. Vi điều khiển khác với vi xử lý ở những điểm sau: -Về cấu trúc: Vi xử lý là một CPU trên một chip còn vi điều khiển là một chip có chứa CPU, bộ nhớ, mạch vào/ra và các mạch đặc biệt khác như bộ đếm/định thời, mạch biến đổi A/D, D/A,.
Như vậy, về cấu trúc thì vi điều khiển chính là một hệ vi xử lý thu nhỏ. -Về ứng dụng: Các bộ vi xử lý chủ yếu được dùng làm CPU trong các máy tính còn các bộ vi điều khiển được dùng trong các ứng dụng hướng điều khiển. - Về tập lệnh: Tập lệnh cho vi xử lý là những lệnh mang tính chất tổng quát nên chúng được dung nhiều với kiểu định địa chỉ, cho phép thao tác với lượng dữ liệu lớn.