Nội dung

Người báo cáo: Nguyễn Chí Linh Tài liệu: TUT01.01.PVN Ngày: 9/8/2006 Trang: 1/32 TUT01.01.PVN Gửi đến: www.picvietnam.com Nội dung: Lập trình cho PIC bằng CCS ver3.242 MICROSOFT WORD Tóm tắt: Tài liệu hướng dẫn sử dụng trình biên dịch CCS cho lập trình PIC. Tìm hiểu tông quan về CCS và cách tạo một Project trong CCS. Chương trình mẫu cho PIC16F877 Các ví dụ lập trình đơn giản: quét LED, ADC, RS232… 1. Tổng quan về CCS 1.1. Vì sao ta sử dung CCS ? Sự ra đời của một loại vi điều khiển đi kèm với việc phát triển phần mềm ứng dụng cho việc lập trình cho con vi điều khiển đó. Vi điều khiển chỉ hiểu và làm việc với hai con số 0 và 1. Ban đầu để việc lập trình cho VĐK là làm việc với dãy các con số 0 và 1. Sau này khi kiến trúc của Vi điều khiển ngày càng phức tạp, số luợng thanh ghi lệnh nhiều lên, việc lập trình với dãy các số 0 và 1 không còn phù hợp nữa, đòi hỏi ra đời một ngôn ngữ mới thay thế. Và ngôn ngữ lập trình Assembly. Ở đây ta không nói nhiều đến Assmebly. Sau này khi ngôn ngữ C ra đời, nhu cầu dùng ngôn ngữ C đề thay cho ASM trong việc mô tả các lệnh lập trình cho Vi điều khiển một cách ngắn gọn và dễ hiểu hơn đã dẫn đến sự ra đời của nhiều chương trình soạn thảo và biên dịch C cho Vi điều khiển : Keil C, HT‐PIC, MikroC, CCS… Tôi chọn CCS cho bài giới thiệu này vì CCS là một công cụ lập trình C mạnh cho Vi điều khiển PIC. Những ưu và nhược điểm của CCS sẽ được đề cập đến trong các phần dưới đây. 1.2. Giới thiệu về CCS ? CCS là trình biên dịch lập trình ngôn ngữ C cho Vi điều khiển PIC của hãng Microchip. Chương trình là sự tích hợp của 3 trình biên dich riêng biết cho 3 dòng PIC khác nhau đó là: ‐ PCB cho dòng PIC 12‐bit opcodes ‐ PCM cho dòng PIC 14‐bit opcodes ‐ PCH cho dòng PIC 16 và 18‐bit Tất cả 3 trình biên dich này đuợc tích hợp lại vào trong một chương trình bao gồm cả trình soạn thảo và biên dịch là CCS, phiên bản mới nhất là PCWH Compiler Ver 3.227 Người báo cáo: Nguyễn Chí Linh Tài liệu: TUT01.01.PVN Ngày: 9/8/2006 Trang: 2/32 Giống như nhiều trình biên dich C khác cho PIC, CCS giúp cho người sử dụng nắm bắt nhanh được vi điều khiển PIC và sử dụng PIC trong các dự án. Các chương trình diều khiển sẽ được thực hiện nhanh chóng và đạt hiệu quả cao thông qua việc sử dụng ngôn ngữ lạp trình cấp cao – Ngôn ngữ C Tài liệu hướng dẫn sử dụng có rất nhiều, nhưng chi tiết nhất chính là bản Help đi kèm theo phần mềm (tài liệu Tiếng Anh). Trong bản trợ giúp nhà sản xuất đã mô tả rất nhiều về hằng, biến, chỉ thị tiền xủa lý, cấu trúc các câu lệnh trong chương trình, các hàm tạo sẵn cho người sử dụng… Ngoài ra về Tiếng Việt cũng có bản dịch của tác giả Trần Xuân Trường, SV K2001 DH BK HCM. Tài liệu này dịch trên cơ sở bản Help của CCS, tuy rằng chưa đầy đủ nhưng đây là một tài liệu hay, nếu bạn tìm hiểu về PIC và CCS thì nên tìm tài liệu này về đọc. Địa chỉ Download tài liệu: www.picvietnam.com ‐> Mục nói về CCS. 2. Tạo PROJECT đầu tiên trong CCS Để tạo một Project trong CCS có nhiều cách, có thể dùng Project Wizard, Manual Creat, hay đơn giản là tạo một Files mới và thêm vào đó các khai báo ban đầu cần thiết và “bắt buộc”. Dưới đây sẽ trình bày cách tạo một project hợp lệ theo cả 3 phương pháp. Một điều ta cần chú ý khi tạo một Project đó là: khi tạo bắt cứ một Project nào mới thì ta nên tạo một thư mục mới với tên liên quan đến Project ta định làm, rồi lưu các files vào đó. Khi lập trình và biên dịch, CCS sẽ tạo ra rất nhiều files khác nhau, do đó nếu để chung các Project trogn một thư mục sẽ rất mất thời gian trong việc tìm kiếm sau này. Đây cũng là quy tắc chung khi ta làm việc với bất kỳ phần mềm nào, thiết kế mạch hay lập trình. Việc đầu tiên bạn cần làm là khởi động máy tính và bật chương trình PIC C Compiler. 2.1. Tạo một PROJECT sử dụng PIC Wizard Trước hết bạn khởi động chương trình làm việc PIC C Compiler. Từ giao diện chương trình bạn di chuột chọn Project ‐> New ‐> PIC Wizard nhấn nút trái chuột chọn. Người báo cáo: Nguyễn Chí Linh Tài liệu: TUT01.01.PVN Ngày: 9/8/2006 Trang: 3/32 Sau khi nhấn chuột, một cửa sổ hiện ra yêu cầu ban nhập tên Files cần tạo. Bạn tạo một thư mục mới, vào thư mục đó và lưu tên files cần tạo tại đây. Hình2.0: Cửa sổ Save As Như vậy là xong bước đầu tiên. Sau khi nhấn nút Save, một cửa sổ New Project hiện ra. Trong của sổ này bao gồm rất nhiều Tab, mỗi Tab mô tả về một vài tính năng của con PIC. Ta sẽ chọn tính năng sử dụng tại các Tab tương ứng. Dưới đây sẽ trình bày ý nghĩa từng mục chọn trong mỗi Tab. Các mục chọn này chính là đề cập đến các tính năng của một con PIC, tùy theo từng loại mà sẽ có các Tab tương ứng. Đối với từng dự án khác nhau, khi ta cần sử dụng tính năng nào của con PIC thì ta sẽ chọn mục đó. Tổng cộng có 13 Tab đẻ ta lưa chọn. Tôi giới thiệu những Tab chính thường hay được sử dụng. Người báo cáo: Nguyễn Chí Linh Tài liệu: TUT01.01.PVN Ngày: 9/8/2006 Trang: 4/32 2.1.1. Tab General Tab General cho phép ta lựa chọn loại PIC mà ta sử dụng và một số lựa chọn khác như chọn tần số thạch anh dao động, thiết lập các bit CONFIG nhằm thiết lập chế độ hoạt động cho PIC. Hình 2.1: Tab General ‐ ‐ ‐ ‐ 2.1.2. Device: Liệt kê danh sách các loại PIC 12F, 16F, 18F… Ta sẽ chọn tên Vi điều khiển PIC mà ta sử dụng trong dự án. Lấy ví dụ chọn PIC16F877A Oscilator Frequency: Tần số thạch anh ta sử dụng, chọn 20 MHz (tùy từng loại) Fuses: Thiết lập các bit Config như: Chế độ dao động (HS, RC, Internal ), chế độ bảo vệ Code, Brownout detected… Chọn kiểu con trỏ RAM là 16‐bit hay 8‐bit Tab Communications Tab Communications liệt kê các giao tiếp nối tiếp mà một con PIC hỗ trợ, thường là RS232 và I2C, cùng với các lựa chọn để thiết lập chế độ hoạt động cho từng loại giao tiếp. Giao tiếp RS232 Mỗi một Vi điều khiển PIC hỗ trợ một cổng truyền thông RS232 chuẩn. Tab này cho phép ta lựa chọn chân Rx, Tx, tốc độ Baud, Data bit, Bit Parity… Giao tiếp I2C Để sử dụng I2C ta tích vào nút chọn Use I2C, khi đó ta có các lựa chọn: Chân SDA, SCL, Tốc độ truyền (Fast ‐ Slow), chế độ Master hay Slave, địa chỉ cho Salve. Người báo cáo: Nguyễn Chí Linh Tài liệu: TUT01.01.PVN Ngày: 9/8/2006 Trang: 5/32 Hình 2.2: Tab Communications 2.1.3. Tab SPI and LCD Tab này liệt kê cho người dùng các lựa chọn đối với giao tiếp nối tiếp SPI, chuẩn giao tiếp tốc độ cao mà PIC hỗ trợ về phần cứng. Chú ý khi ta dùng I2C thì không thể dùng SPI và ngược lại. Để có thể sử dụng cả hai giao tiếp này cùng một lúc thì buộc một trong 2 giao tiếp phải lập trình bằng phần mềm (giồng như khi dùng I2C cho các chip AT8051, không có hỗ trợ phần cứng SSP). Phần cấu hình cho LCD dành cho các chíp dòng 18F và 30F. Hình 2.3: Tab SPI and LCD 2.1.4. Tab Timer Liệt kê các bộ đếm/định thời mà các con PIC dòng Mid‐range có: Timer0, timer1, timer2, WDT… Người báo cáo: Nguyễn Chí Linh Tài liệu: TUT01.01.PVN Ngày: 9/8/2006 Trang: 6/32 Trong các lựa chọn cấu hình cho các bộ đếm /định thời có: chọn nguồn xung đồng hồ (trong/ngoài), khoảng thời gian xảy ra tràn… Hình 2.4: Tab Timer 2.1.5. Tab Analog Liệt kê các lựa chọn cho bộ chuyển đổi tương tự/số (ADC) của PIC. Tùy vào từng IC cụ thể mà có các lựa chọn khác nhau, bao gồm: ‐ Lựa chọn cổng vào tương tự ‐ Chọn chân điện áp lấy mẫu (Vref) ‐ Chọn độ phân giải: 8‐bit = 0 ~ 255 hay 10‐bit = 0~1023 ‐ Nguồn xung đồng hồ cho bộ ADC (trong hay ngoài), từ đó mà ta có được tốc độ lấy mẫu, thường ta chọn là internal 2‐6 us. ‐ Khi không sử dụng bộ ADC ta chọn none Hình 2.5: Tab Analog Người báo cáo: Nguyễn Chí Linh Tài liệu: TUT01.01.PVN Ngày: 9/8/2006 Trang: 7/32 2.1.6. Tab Other Tab này cho phép ta thiết lập các thông số cho các bộ Capture/Comparator/PWM. Capture ‐ Bắt giữ ‐ ‐ Chọn bắt giữ xung theo sườn dương (rising edge) hay sườn âm (falling edge) của xung vào Chọn bắt giữ sau 1, 4 hay 16 xung (copy giá trị của TimerX vào thanh ghi lưu trữ CCCPx sau 1, 4 hay 16 xung). Compare ‐ So sánh ‐ Ta có các lựa chọn thực hiện lệnh khi xayư ra bằng nhau giữa 2 đối tượng so sánh là giá trị của Timer1 với giá trị lưu trong thanh ghi để so sánh. Bao gồm: o Thực hiện ngắt và thiết lập mức 0 o Thực hiện ngắt và thiết lập mức 1 o Thực hiện ngắt nhưng không thay đổi trạng thái của chân PIC. o Đưa Timer1 về 0 nhưng không thay đổi trạng thái chân. PWM ‐ Điều chế độ rộng xung ‐ Lựa chọn về tần số xung ra và duty cycle. Ta có thể lựa chọn sẵn hay tự chọn tần số, tất nhiên tần số ra phải nằm trong một khoảng nhất định. Comparator ‐ So sánh điện áp ‐ Lựa chọn mức điện áp so sánh Vref. Có rất nhiều mức điện áp để ta lựa chọn. Ngoài ra ta còn có thể lựa chọn cho đầu vào của các bộ so sánh. Hình 2.6: Tab Other Người báo cáo: Nguyễn Chí Linh Tài liệu: TUT01.01.PVN Ngày: 9/8/2006 Trang: 8/32 2.1.7. Tab Interrupts và Tab Driver Tab Interrupts cho phép ta lựa chọn nguồn ngắt mà ta muốn sử dụng. Tùy vào từng loại PIC mà số lượng nguồn ngắt khác nhau, bao gồm: ngắt ngoài 0(INT0), ngắt RS232, ngắt Timer, ngắt I2C‐SPI, ngắt onchange PORTB.v.v… Tab Drivers được dùng để lựa chọn những ngoại vi mà trình dịch đã hỗ trợ các hàm giao tiếp. Đây là nhưng ngoại vi mà ta sẽ kết nối với PIC, trong các IC mà CCS hỗ trợ, đáng chú ý là các loại EEPROM như 2404, 2416, 2432, 9346, 9356…Ngoài ra còn có IC RAM PCF8570, IC thời gian thực DS1302, Keypad 3x4, LCD, ADC… Chi tiết ta có thể xem trong thư mục Driver của chương trình: \...\PICC\Drivers Hình 2.7: Tab Interrupts Hình 2.8: Tab Driver Sau các bước chọn trên, ta nhấn OK để kết thúc quả trình tạo một Project trong CCS, một Files ten_project.c được tạo ra, chứa những khai báo cần thiết cho PIC trong một Files ten_project.h. Dưới đây là nội dung một files chương trình mẫu. Người báo cáo: Nguyễn Chí Linh Tài liệu: TUT01.01.PVN Ngày: 9/8/2006 Trang: 9/32 Chuong_trinh_mau.c #include ʺD:\1‐PIC project\chuong trinh test.HEX.hʺ #int_EXT EXT_isr() { // Code here } Void Chuong_trinh_con() { // Code here } void main() { setup_adc_ports(AN0); setup_adc(ADC_CLOCK_INTERNAL); setup_psp(PSP_DISABLED); setup_spi(FALSE); setup_timer_0(RTCC_INTERNAL|RTCC_DIV_1); setup_timer_1(T1_INTERNAL|T1_DIV_BY_1); setup_timer_2(T2_DISABLED,0,1); setup_comparator(NC_NC_NC_NC); setup_vref(FALSE); enable_interrupts(INT_EXT); enable_interrupts(INT_TBE); enable_interrupts(INT_RDA); enable_interrupts(GLOBAL); // Enter your code here } Chuong_trinh_mau.h #include <16F877A.h> #device adc=8 #FUSES NOWDT,HS,NOPUT,NOPROTECT,NODEBUG, #use delay(clock=20000000) #define SRAM_SCL PIN_C3 #define SRAM_SDA PIN_C4 #use rs232(baud=9600,parity=N,xmit=PIN_C6,rcv=PIN_C7,bits=9) Người báo cáo: Nguyễn Chí Linh Tài liệu: TUT01.01.PVN Ngày: 9/8/2006 Trang: 10/32 2.2. Mẫu chương trình chuẩn cho lập trình CCS Phần trên ta đã tìm hiểu cách tạo một Project trong CCS, tuy nhiên theo cách đó mất khá nhiều thời gian, mặt khác mỗi người lập trình sẽ tạo ra nhưng form tài liệu theo cách riêng khác nhau, không đồng nhất. Tài liệu không được chuẩn hóa sẽ gây một số khó khăn cho người đọc, người đọc có thể không hiểu hết những gì mà người lập trình muốn diễn đạt. Với mục đích đưa ra một form tài liệu chuẩn cho việc lập trình bằng CCS, qua tham khảo bản mẫu cho lập trình bằng ASM của anh Falleaf trên diễn đàn WWW.PICVIETNAM.COM tôi đưa ra đây một form tài liệu cho việc viết lập trình bằng CCS. Đi kèm văn bản này còn có các files nguồn cho văn bản mẫu, bao gồm files cho PIC16F877A, 16F876A, 16F88. Về sau khi lập trình bạn chỉ việc copy tài liệu này vào thư mục chứa Project của bạn, sửa đổi tên files. Khi cần thay đổi nội dung cấu hình cho PIC bạn chi việc tham khảo qua PIC Wizard , xem code và copy đưa vào Project. Mô tả nội dung chương trình. ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ #include 16f877a.h : Đi kèm chương trình dịch, chứa khai báo về các thanh ghi trong mỗi con PIC, dùng cho việc cấu hình cho PIC. #include def_877a.h: Files do người lập trình tạo ra, chứa khai báo về các thanh ghi trong PIC giúp cho viêc lập trình được dễ dang hơn ví dụ ta co thể gán PORTB = 0xAA (chi tiết files này sẽ trình bày trong phần dưới đây) #device *=16 ADC = 10: Khai báo dùng con trỏ 8 hay 16 bit, bộ ADC là 8 hay 10 bit #FUSES NOWDT, HS: Khai báo về cấu hình cho PIC #use delay(clock=20000000): Tần số thạch anh sử dụng #use rs232 (baud=9600,…): Khai báo cho giao tiếp nối tiếp RS232 #use i2c(master, SDA=PIN_C4,…): Khai báo dùng I2C, chế độ hoạt động #include :Khai báo các files thư viện được sử dụng ví dụ LCD_lib_4bit.c #INT_xxx : Khai báo địa chỉ chương trình phục vụ ngắt Void tên_chương_trình (tên_biến) {}: Chương trình chính hay chương trình con