Bài 1. Giới Thiệu Vi Điều Khiển PIC

Giới thiệu

• Vi điều khiển PIC được sản xuất bởi Microchip. Chúng có sẵn trong 8-bit, 16-bit và 32-bit.
• Bộ vi điều khiển PIC 8 bit có nhiều gia đình khác nhau như sau

Tính năng, đặc điểm	Đường cơ sở	Hạng trung	Tăng cường tầm trung	Nâng cao PIC18
Các gia đình	PIC10, PIC12, PIC16	PIC10, PIC12	PIC12Fxxx, PIC16Fxxx	PIC 18
Bộ nhớ chương trình	Tối đa 3 KB	Tối đa 14 KB	Tối đa 28 KB	Tối đa 128 KB
Bộ nhớ dữ liệu	Tối đa 138 byte	Tối đa 368 byte	Tối đa 1-5 KB	Tối đa 4 KB
Hiệu suất	5 MIPS	5 MIPS	8 MIPS	16 MIPS
Tính năng, đặc điểm	ADC 8 bit Bộ dao động nội bộ So sánh	Bổ sung vào đường cơ sở I2C / SPI PWM UART ADC 10 bit	Bổ sung vào tầm trung Nhiều thông tin ngoại vi Hiệu suất cao PWM với không gian thời gian độc lập	CÓ THỂ USB ETHERNET LIN Máy phát đồng hồ PLL

• Hầu hết các gia đình là pin tương thích nhưng chức năng được giao là khác nhau cho các gia đình khác nhau.
• Ví dụ, PIC16F877A có chân I2C (SDA và SCL) ghép kênh với PORTC trong khi trong PIC18F4550 chúng được ghép kênh với PORTB nhưng cả hai họ đều tương thích với pin.
• Trong tên gia đình có hậu tố được sử dụng ở giữa mà nói -

               PIC18FXXX - 'F' ngụ ý Bộ nhớ Chương trình Flash

               PIC16CXXX - 'C' ngụ ý bộ nhớ chương trình EPROM

               PIC18LFXXX - 'LF' ngụ ý hoạt động điện áp thấp

• Nó thay đổi từ gia đình này sang gia đình khác.
• Bất cứ khi nào một phần mới được thiết kế để thay thế một phần cũ hơn, một phiên bản mới của phần này thu được bằng cách thêm bảng chữ cái phụ ở cuối như 16F877 và 16F877A.

Phần sau sẽ bao gồm phần giới thiệu chi tiết của PIC18 vì nó được ưu tiên hơn cho phát triển.

Hãy bắt đầu với thiết bị PIC18F4550 trong họ PIC18.

PIC18F4550 là vi điều khiển kiến ​​trúc RISC 8 bit. Thông số kỹ thuật của nó là

• Bộ hẹn giờ: Một bộ hẹn giờ 8 bit và 16 bit, tức là Timer0-Timer3.
• USART : 1 USART được cải tiến trong xây dựng.
• ADC : ADC 13 kênh 13 bit.
• Mô-đun chụp, So sánh và mô-đun PWM (CCP) và mô-đun CCP nâng cao.
• USB: USB V2.0 hỗ trợ tốc độ truyền 1.5Mb / s đến 12Mb / s.
• Cổng nối tiếp đồng bộ chính (MSSP) có giao thức I2C và SPI.
• 256 byte EEPROM, 32Kbyte bộ nhớ Flash và SRAM nội bộ 2KB.
• PORTS : A, B, C, D và E.
• Cổng song song truyền trực tuyến để truyền trực tuyến qua USB.
• Ba ngắt ngoài.
• Dao động :

1. Bốn chế độ Crystal, bao gồm PLL chính xác cao cho USB
2. Hai chế độ Đồng hồ bên ngoài, tối đa 48 MHz
3. Bộ dao động nội bộ có tần số lựa chọn 8 người dùng từ 32 KHz-8 MHz
4. Dao động phụ sử dụng Timer1 @ 32 kHz

• LIN hỗ trợ xe buýt.

Sơ đồ pin

Nó có 5 Cổng và mỗi Cổng có 3 Đăng ký sau:

1. TRIS - Được sử dụng làm thanh ghi hướng dữ liệu (đầu ra 0 và đầu vào 1).
2. LAT - Đăng ký đầu ra dữ liệu.
3. PORT - Được sử dụng để đọc các mức trên chân đầu vào.

• PORTB và PORTD có pull-up nội bộ yếu.
• Cũng trên Power On Reset (POR), Port Pins được ghép kênh với các chân ADC hoạt động như các chân ADC (mặc định).
• Để truy cập các chân GPIO này trước tiên hãy thay đổi chế độ ADC mặc định thành các chân số bằng cách sử dụng đăng ký PBADEN.

Bên trong PIC18F4550

Bộ hẹn giờ

• Nó có sẵn module Timer có thể được sử dụng cho nhiều ứng dụng như tạo ra độ trễ chính xác, đếm xung, đo xung.
• Timer0, Timer2 và Timer3 là Timer 16 bit trong khi Timer1 là Timer 8 bit.
• Để sử dụng các mô-đun hẹn giờ này, họ có các thanh ghi điều khiển và trạng thái riêng.
• Để sử dụng Bộ đếm thời gian làm bộ đếm hoặc để đếm sự kiện, chúng tôi cần kết nối xung ngoài với RA4 cho Timer0 và tới RC0 cho Timer1. Những tín hiệu này không có gì khác ngoài T1CKI và T3CKI tương ứng.

ADC

• Nó có bộ ADC 13 kênh 13 bit. Các kênh được đặt tên là AN0, AN1, AN2… .AN12.
• Nó được sử dụng để đọc tín hiệu tương tự từ các cảm biến như Nhiệt độ, Độ ẩm, gia tốc kế và chuyển đổi chúng thành kỹ thuật số để xử lý.

UART

• Nó cũng có Universal Receiver không đồng bộ Transmitter (UART) được sử dụng để giao tiếp giữa hai thiết bị serially. Đối với truyền thông đường dài, thường là giao thức nối tiếp được ưu tiên.
• Hầu hết các mô-đun điện tử như GSM, GPS, Bluetooth, Wi-Fi đều sử dụng giao tiếp UART với các Tốc độ Baud khác nhau chẳng hạn như 9600,115200 vv
• Để thực hiện giao tiếp này, Ghim Rx cho bộ thu và Tx cho Máy phát được sử dụng.

Ngắt bên ngoài

• Các chân INT0, INT1 và INT2 được sử dụng cho ngắt ngoài. Việc áp dụng ngắt này là để phát hiện sự kiện mong muốn của xung đến và thực hiện hành động tương ứng. Những sự kiện mong muốn này là Trình kích hoạt cạnh dương hoặc Trình kích hoạt cạnh tiêu cực.

Capture / So sánh / PWM ĐCSTQ Module

• Nó có mô-đun Capture / Compare / PWM (CCP) được sử dụng cho các ứng dụng khác nhau.

1. Capture - Nó được sử dụng để đo tần số, xung hoặc chu kỳ nhiệm vụ của xung đầu vào. Để làm điều này, kết nối xung đầu vào với chân RC2 và cấu hình chế độ chụp.                                                 
2. So sánh - Nó được sử dụng để tạo ra sóng vuông. Để làm điều này tải số trong đăng ký mà sẽ so sánh với Timer và khi trận đấu xảy ra nó sẽ tạo ra mong muốn cao hoặc thấp xung đầu ra tại RC2 pin.
3. PWM - Nó được sử dụng cho các ứng dụng khác nhau như kiểm soát tốc độ của động cơ DC, thay đổi cường độ LED, tạo sóng Sine, v.v.

Cổng nối tiếp đồng bộ chính (MSSP)

• Mô-đun cổng nối tiếp đồng bộ chính (MSSP) là một giao diện nối tiếp, hữu ích để giao tiếp với các thiết bị ngoại vi hoặc vi điều khiển khác.
• Các thiết bị ngoại vi này có thể là EEPROM nối tiếp, thanh ghi thay đổi, trình điều khiển hiển thị, bộ chuyển đổi A / D, v.v.

Mô-đun MSSP có thể hoạt động ở một trong hai chế độ:

1. I2C

• I2C - Đây là giao thức truyền thông hai dây. Nó chỉ có 2 dây tức là SDA (Serial Data) và SCL (Serial Clock). SDA và SCL được ghép nối với chân PortB.0 và PORTB.1 tương ứng.
• Tốc độ của giao thức này dao động từ 100 Khz-400 KHz.
• Giao thức này được sử dụng trong nhiều ứng dụng interfacing như Gyroscope, Magnetometer.

2. SPI

• SPI - Nó cũng là một giao thức truyền thông nối tiếp có 4 dây tức là SDI (Serial Data Input), SDO (Serial Data Output), SCK (Serial Clock) và SS '(Slave select).   
• Nó được sử dụng để giao tiếp giữa các thiết bị như thẻ SD, chip ADC, v.v.

Cả hai giao thức SPI và I2C đều có tốc độ lớn hơn truyền thông UART. Cả hai đều là Master-Slave Protocol.

Universal Serial Bus (USB)

• Nó có cổng USB mà tôi cũng là phương tiện truyền thông. Nó là một giao tiếp cổng song song. Nó cung cấp một cổng song song (SPP) như một giao diện tốc độ cao để di chuyển dữ liệu đến và từ một hệ thống bên ngoài.

Tiết kiệm năng lượng

• Nó là cần thiết trong một số ứng dụng mà hạn chế năng lượng là quan trọng. Để làm cho thiết bị hiệu quả, nó cung cấp khả năng đưa thiết bị vào chế độ ngủ khi nó ở chế độ chờ. Chế độ này cũng được gọi là chế độ Tiết kiệm điện.