Đang tải... (xem toàn văn)
Nội dung: 1. Giúp bạn làm quen với phần mềm lập trình C cho vi điều khiển PIC. 2. Nội dung cơ bản, dễ đọc, dễ hiểu, dễ học.
I / _ GIỚI THIỆU: _Đây là tài liệu hướng dẫn sử dụng CCS lập trình ngôn ngữ C cho vi điều khiển PIC của Microchip . Tác giả tên TRẦN XUÂN TRƯỜNG , SV K2001 ,ĐH BK HCM . Là thành viên txt2203 trên diễn đàn diendandientu.com , thành viên txt trên diễn đàn picvietnam.com . Mọi đóng góp ý kiến về tài liệu hãy email đến đòa chỉ : txt2203@yahoo.com . Rất cám ơn mọi đóng góp ý kiến của các bạn yêu thích lập trình vi xử lý đối với tài liệu này . II / _ VÀI VẤN ĐỀ VỀ TÀI LIỆU NÀY : _Tài liệu hướng dẫn lập trình C cho PIC sử dụng phần mềm CCS các phiên bản . Tài liệu cũng giải thích cách thức hoạt động của 1 số module của VĐK để các bạn nắm rõ hơn hoạt động VĐK nhằm sử dụng hàm và viết chương trình 1 cách chính xác . _Tài liệu này không chủ ý thay thế hoàn toàn HELP của CCS , nó chỉ là phần cô đọng , là hướng dẫn và giải thích cơ bản viết 1 chương trình bắt đầu từ đâu , giới thiệu 1 số hàm và cách hoạt động , 1 số vấn đề khi lập trình , . . . do đó nó không đầy đủ , bạn nên đối chiếu tài liệu này với HELP tiếng Anh để nắm rõ vấn đề , đồng thời học cả tiếng Anh dễ dàng . _CCS có phần “ common questions “ – những câu hỏi thường gặp và trả lời , chưa được dòch ở đây dù nó rất quan trọng , nhiều bạn hay bỏ qua , không để ý . Bạn nên xem nó . _Trang web đi kèm là những cập nhật sửa lỗi và nâng cấp qua các phiên bản . _Tài liệu trình bày về các vấn đề sau : _ Chương 0 : Giới thiệu CCS . Viết 1 chương trình C trong CCS như thế nào . Công cụ mô phỏng . CCS tích hợp MPLAB . _ Chương 1 : Sử dụng biến và hàm , các cấu trúc lệnh , chỉ thò tiền xử lý. _ Chương 2 : Các hàm xử lý số , xử lý bit , delay . _ Chương 3 : Xử lý ADC , các hàm vào , ra trong C . _ Chương 4 : Truyền thông với PC , xử lý chuỗi . _ Chương 5 : vấn đề TIMER. _ Chương 6 : Truyền thông I2C , SPI và PARALLEL . _ Chương 7 : Các vấn đề về PWM , Capture và Compare . _ Chương 8 : Vấn đề ngắt ( interrupt ). _Trong mỗi chương sẽ có các hướng dẫn sử dụng các hàm thích hợp cho chủ đề đó . _Nên đọc chương 1 trước . Các chương còn lại độc lập nhau . _Tài liệu này viết đến đâu đưa lên mạng cho mọi người tham khảo đến đó . Hầu hết sẽ trình bày sử dụng 1 cách cơ bản nhất , sau đó sẽ bổ sung thêm VD,chương trình, . . . thêm đến đâu sẽ thông báo đến đó . 1 2 CHƯƠNG 0 : HƯỚNG DẪN SƯÛ DỤNG CCS – VIẾT CHƯƠNG TRÌNH C TRONG CCS I / _ GIỚI THIỆU CCS : _CCS là trình biên dòch dùng ngôn ngữ C lập trình cho VĐK . Đây là ngôn ngữ lập trình đầy sức mạnh , giúp bạn nhanh chóng trong việc viết chương trình hơn so với ngôn ngữ Assembly . _Mã lệnh được tối ưu khi biên dòch . _Tuy nhiên C không phải là vạn năng , có thể thực hiện mọi thứ như ý muốn . Trong 1 số trường hợp , nó có thể sinh mã chạy sai (tham khảo các cải tiến ở các version CCS trên web : info.CCS.com hoặc trang web đi kèm ). _CCS chứa rất nhiều hàm phục vụ cho mọi mục đích và có rất nhiều cách lập trình mã cho cùng 1 vấn đề dẫn đến khác nhau tốc độ thực thi mã , độ dài chương trình . Sự tối ưu là do kỹ năng lập trình C của bạn . _CCS C có đủ khả năng để bạn không cần phải chèn thêm bất kỳ dòng lệnh ASSEMBLY nào , và mặc dù vẫn cho phép bạn phối hợp ASSEMBLY cùnh với C , tuy nhiên CCS sẽ không bảo đảm chương trình chạy chính xác . _CCS cung cấp các công cụ tiện ích giám sát hoạt động chương trình như : C/ASM list : cho phép xem mã ASM của file bạn biên dòch , giúp bạn quản lý mã và nắm được các thức mã sinh ra và nó chạy như thế nào , là công cụ rất quan trọng , bạn có thể gỡ rối chương trình và nắm được hoạt động của nó ; SYMBOL hiển thò bộ nhớ cấp phát cho từng biến , giúp quản lý bộ nhớ các biến chương trình ,. . . CallTree hiển thò phân bổ bộ nhớ . _ Có nhiều tiện ích trong mục Tools , nhưng do bản crack nên nhiều cái không xài được . _Chương trình CCS dùng cho tài liệu này là PCW COMPILER bản mới nhất version 3.235 , bao gồm : PCB , PCM và PCH , lập trình cho các họ PIC 10 bit ,12 bit , 14 bit và PIC 18 , chưa có DsPIC . II / _ SƯÛ DỤNG CCS : _Để viết 1 chương trình C mới : chạy CCS , vào New để tạo 1 file C mới . Trên thanh toolbar : Chọn “Microchip 12 bit” để viết chương trình cho PIC 12 bit . “Microchip 14 bit” để viết chương trình cho PIC 14 bit . “Microchip PIC18” để viết chương trình cho PIC18 . _Chọn “Compiler” để biên dòch chương trình bạn đang viết. _Trên đây là cách viết chương trình cấp tốc và gọn . để viết chương trình 1 cách chi tiết và cụ thể , sử dụng Project -> New -> PIC Wizard . Sau đó chọn tên project sẽ lưu , nhấn save . Bảng sau hiện ra : _Nếu sử dụng mạch dao động thạch anh ngoài thì điền giá thò xung clock vào ô sau : Phải nhấp kép vào mới hiệu chỉnh được . 3 _Chọn con PIC muốn lập trình : _Muốn xem trước mã sinh ra khi hiệu chỉnh bất kỳ điều gì , chọn : _Tuỳ thuộc loại PIC muốn lập trình mà mục FUSES sẽ có thêm nhiều hay ít tuỳ chọn , VD 18F4431: _Để ý bên dưới là 1 dãy tab các lựa chọn các thông số khác: _chú ý 2 nút mũi tên có thể mở thêm nhiều mục khác . _Sau khi hiệu chỉnh như ý muốn , OK để hoàn thành . III / _ CCS TÍCH HP TRONG MPLAB – VIẾT MÃ VÀ MÔ PHỎNG : _Công cụ mô phỏng cho PIC 16Fxxx. . đa năng nhất chỉ có thể là PIC Simulator IDE 5x , hỗ trợ 38 loại PIC 16Fxxx . Có cả Oscilocope , INT ảo , . . . và nhiều chức năng khác với giao diện tuyệt đẹp , dễ dùng . Hoạt động độc lập , lấy file HEX để mô phỏng . Có dòch ngược ra Assemble . Có bộ lập trình BASIC và Assemble rất hay và dễ dùng , dù khá đơn giản nhưng đủ để viết các chương trình nhỏ chất lượng . Bạn nên thử qua . Khuyết điểm : thiếu 1 vài module mô phỏng như : chức năng PWM không có tác dụng . _ Mô phỏng với PIC 18 , PIC 12 , và nhiều loại PIC 16 mà IDE trên không hỗ trợ ? Bạn có thể dùng CCS tích hợp trong MPLAB dưới dạng plugin . Để có được tính năng này , sau khi cài đặt CCS , phải cài tiếp CCS_plugin_for_MPLAB6xx . _Bạn có thể soạn mã CCS trong môi trường MPLAB và cho phép mô phỏng mã C lẫn mã ASSEMBLY dòch ngược của nó , tương tự như lập trình và mô phỏng với MPLAB C18 . _Quan trọng : 1 số VĐK mà MPLAB không hỗ trợ mô phỏng hết cacù chức năng của nó , bạn nên xem kỹ trong phần HELP của MPLAB , mục SIM để có chi tiết . Hoặc vào Debug->Setting…->chọn tab Limitations . Bỏ qua phần này có thể khiến bạn lầm tưởng chương trình viết sai trong khi nó không hỗ trợ mô phỏng . Cho tới hiện tại , tôi chưa biết cách mô phỏng chưỗi xung đi vào PIC , từ 4 đó chương trình nhận biết và hoạt động tương ứng với nó ( như là kích hoạt ngắt ngoài , tạo xung timer ngoài , tạo tín hiệu analog vào chân AD , . . . _ Thiết lập môi trường CCS : vào MPLAB IDE , vô mục Project-> Set Language Tool Location . . . Hộp thoại mở ra , nhấn vào dấu + của dòng CCS C Compile ->Executable ,sau đó chọn Browser để thiết lập đường dẫn đến file ccsc . exe trong thư mục cài đặt CCS ( tên mặc đònh là PICC ) . Bạn có thể thêm đường dẫn vào 4 dòng của Default Search Path . . . nếu thấy cần . _ Tạo 1 dự án ( project ) CCS trong MPLAB : vào Project-> Project Wizard : _Chọn VĐK làm việc : _ƠÛ bước 2 : chọn bộ công cụ ( Active toolSuite ) là CCS C Compiler , nhấn Next . _Điền tên dự án và đường dẫn , click Next . _Bước 4 : có thể không cần Add file thiết bò *.h vì trong file mã mà bạn sẽ viết sau đó có dòng #include file này rồi thì nó tự include vào thôi . thế là bạn đã có môi trường làm việc CCS trong 5 MLPAB . Khuyết điểm là bạn không thể dùng các tiện ích của CCS độc lập được ( C/asm list . . . ) . Tuy vậy , sau khi biên dòch các file C/Asm list và file COFF , . . .sẽ có trong thư mục dự án và bạn có thể mở chúng bằng 1 trình văn bản như là Notepad. _Bên trái là cửa sổ dự án, nơi bạn có thể thêm vào các file cần thiết. _Để thêm 1 file *.c , nhấn chột phải lên “ source file” -> Add file . . . _Để thêm 1 file *.h , nhấn chuột phải lên “Header file “ -> add file . . . _Mục Other files : dùng để thêm vào các file phục vụ cho dự án như các file C , file text , . . .Các file này có thể được biên dòch mà cũng có thể không , và dùng để ghi các chú giải , sơ đồ thuật toán , . . . _Để biên dòch dự án , chọn : _Biên dòch xong , cửa sổ Output hiện ra : 6 _lưu ý : các cảnh báo ( warning ) là có thể bỏ qua , trình biên dòch vẫn tạo ra file hex . Nhưng lỗi error nếu có thì không thể bỏ qua , vì nó không thể tạo file hex được . hãy nhấn kép vào dòng warning hay error nào thì sẽ nhảy đến vò trí phát sinh nó . _Để mô phỏng : _Sau khi chọn MPLAB SIM , thanh toolbar sau hiện ra : _Chọn RUN khi mô phỏng chương trình sẽ chạy liên tục . _Chọn animate để xem chương trình mô phỏng dòng lệnh liên tục theo 1 mức thời gian đònh trước cho 1 lệnh . Để hiệu chỉnh khoảng thời gian để nhảy 1 lệnh , vào debugger->setting . . .Chọn Tab như bên dưới : 7 _Hình trên cho thấy :bước nhảy là 500 ms cho 1 dòng lệnh C hay ASM , hiệu chỉnh nhỏ hơn sẽ làm tăng tốc độ animate , còn cập nhật trên Watch sẽ mất 5x100=500 ms , có thể thay đổi . Nếu muốn Watch cập nhật ngay tức thì ( real time ) thì đánh dấu chọn trên ô _Để mô phỏng từng dòng lệnh , dùng , hay phím F7 , tiên lợi hơn khi dùng animate . _Ta có thể dùng mọi tiện ích trong mục View để phục vụ mô phỏng . Bao gồm : 1 / _ Disassembly listing : thể hiện mã ASM cho từng dòng lệnh C . Lưu ý là sẽ có 1 con trỏ mô phỏng màu xanh bên trái cho cả hộp thoại dòng lệnh C lẫn ASM nghóa là tiến trình mô phỏng thể hiện trên cả 2 hộp thoại . Khi mô phỏng , nếu đặt con trỏ chuột bên hộp ASM , con trỏ xanh sẽ mô phỏng từng dòng lệnh ASM tương ứng cho dòng lệnh C bên hộp lệnh C . Ngược lại , nếu chọn hộp thoại C , sẽ mô phỏng từng dòng lệnh C , tương ứng cả 1 nhóm dòng lệnh ASM tương ứng . _Nhấn Halt để dừng mô phỏng . Nhấn Reset để reset lại việc mô phỏng 2 / _ Hardware Stack : cho phép giám sát stack . 3 / _ Program memory : xem bộ nhớ chương trình , giống như Disassembly listing . 8 4 / _ File registers : hiển thò các thanh ghi đòa chỉ lệnh bộ nhớ . 5 / _ EEPROM : hiển thò bộ nhớ EEPROM . 6 / _ Memory usage gauge : hiển thò tình trạng sử dụng bộ nhớ . 7 / _ Watch : cho phép giám sát nội dung các biến C hay các thanh ghi bộ nhớ trong khi mô phỏng . _Chọn Watch . _Để giám sát thanh ghi bộ nhớ , chọn tên thanh ghi rồi nhấn Add SFR : Tên thanh ghi sẽ thêm vào vùng bên dưới . _Để giám sát tên biến c trong chương trình của mình , chọn tên biến và nhấn Add symbol. MPLAB cho phép tới 4 khung Watch làm việc . thường ta chỉ cần 1 . _Để loại bỏ biến hay thanh ghi bất kỳ khỏi việc giám sát , chọn nó và nhấn nút Delete trên bàn phím. _Nhấn chuột phải trên vùng giám sát để có các lựa chọn thêm , trong đó có mục Properties , tuy nhiên chúng không quan trọng trừ khi có những yêu cầu đặc biệt . _Click chuột phải lên vùng này : Sẽ đổ xuống menu sau , cho phép hiển thò nội dung biến theo dạng số hex, thập phân , nhò phân , . . _Click kép vào ô giá trò để hiệu chỉnh giá trò biến nếu muốn . _Lưu ý là khi reset lại để mô phỏng từ đầu , Watch không tự cập nhật . Phải đóng nó rồi mở lại . 8 / _Special function Register : cho phép giám sát các thanh ghi chức năng đặc biệt . 9 / _ Simulator Trace : ghi lại toàn bộ tiến trình thực thi mã từ lúc reset đến lúc dừng .Rất tuyệt vời khi muốn xem chương trình có độ dài bao nhiêu chu kỳ lệnh , hay quan sát 1 vòng lặp thực thi xong thì mất bao nhiêu thời gian , xem chương trình chạy như thế nào , . . .Lưu ý là cửa sổ sẽ không cập 9 nhật trong lúc đang mô phỏng , mà phải đóng nó lại rồi mở lại thì nó mới update kết quả mới . Ngoài ra nhấn chuột phải lên cửa sổ sẽ cho nhiều lựa chọn tuỳ biến hay . _Vài thủ thuật linh tinh : _Nhấn chuột trái lên mỗi cửa sổ để mở menu ->Dockable : cửa sổ luôn ở trên cùng .Để bỏ tính năng này , click phải lên đó và chọn undockable . _Khi mở nhiều cửa sổ giám sát , sẽ dẫn đến khó quan sát và chọn cửa sổ , do đó muốn chọn cái nào thì vào Window để chọn II / _ VIẾT 1 CHƯƠNG TRÌNH TRONG CCS : _Sau đây là ví dụ về cấu trúc 1 chương trình trong CCS : #include < 16F877 .h > #device PIC6f877 *=16 ADC=10 #use delay(clock=20000000) . . . . Int16 a,b; . . . . Void xu_ly_ADC ( ) { . . . . . . } #INT_TIMER1 Void xu_ly_ngat_timer ( ) { . . . . . . } Main ( ) { . . . . . . } _Đầu tiên là các chỉ thò tiền xử lý : # . . . có nhiệm vụ báo cho CCS cần sử dụng những gì trong chương trình C như dùng VXL gì , có dùng giao tiếp PC qua cổng COM không , có dùng ADC không , có dùng DELAY không , có biên dòch kèm các file hay không . . . _Các khai báo biến . _Các hàm con do ta viết : xu_ly_ADC () , . . . _ Các hàm phục vụ ngắt theo sau bởi 1 chỉ thò tiền xử lý cho biết dùng ngắt nào. _Chương trình chính . 10 [...]... AC . Một số PIC 14 và PIC 18 c module ECCP c ng dùng module CCP này nhưng lại chuyên dụng cho điều khiển bộ biến đổi áp DC->DC , dùng cho điều khiển động c DC . Ở đây chưa đề c p đến ECCP . Chỉ đề c p CCP , và thường chỉ c 2 chân là CCP1 và CCP2 . _Module c 3 ch c năng và khi hoạt động ta chỉ dùng đư c 1 ch c năng ứng với 1 chân . Ngoài ra nếu không dùng thì c thể set nó thành chân I /O .... “Microchip PIC1 8” để vi t chương trình cho PIC1 8 . _Chọn “Compiler” để biên dịch chương trình bạn đang vi t. _Trên đây là c ch vi t chương trình c p t c và gọn . để vi t chương trình 1 c ch chi tiết và c thể , sử dụng Project -> New -> PIC Wizard . Sau đó chọn tên project sẽ lưu , nhấn save . Bảng sau hiện ra : _Nếu sử dụng mạch dao động thạch anh ngoài thì điền giá thị xung clock... vi c mô phỏng 2 / _ Hardware Stack : cho phép giám sát stack . 3 / _ Program memory : xem bộ nhớ chương trình , giống như Disassembly listing . 8 II / _ SỬ DỤNG CCS : _Để vi t 1 chương trình C mới : chạy CCS , vào New để tạo 1 file C mới . Trên thanh toolbar : Chọn “Microchip 12 bit” để vi t chương trình cho PIC 12 bit . “Microchip 14 bit” để vi t chương trình cho PIC 14 bit . “Microchip... C C A A P P T T U U R R E E / / C C O O M M P P A A R R E E I / _TỔNG QUÁT PHẦN C NG : _Module này c mặt ở hầu hết c c dòng PIC 16 và PIC 18 , và thường chỉ c 2 chân cho module này , ký hiệu là CCP1 / CCP2 . C n phân biệt với module PWM chuyên dụng trên PIC 18 và dsPIC vốn c 6 tới 8 chân PWMx , c ng ph c vụ cho điều chế độ rộng xung nhưng chuyên dụng cho điều khiển động c AC... kh c có thể c thêm trong file *. h và tuỳ VDK) CCP_OFF : tắt ch c năng CCP , RC sẽ là chân I /O . CCP_CAPTURE_RE : capture khi c c nh lên CCP_CAPTURE_FE : capture khi c c nh xuống CCP_CAPTURE_DIV_4 : chỉ capture sau khi đếm đủ 4 c nh lên ( 4 xung ). CCP_CAPTURE_DIV_16 : chỉ capture sau khi đếm đủ 16 c nh lên ( 16 xung ). Ỉ sử dụng để làm dãn thời gian VDK để dành cho c ng vi c kh c thay... kh c thay vì c update từng xung . Chế độ compare : CCP_COMPARE_SET_ON_MATCH : xuất xung m c cao khi TMR1=CCPx CCP_COMPARE_CLR_ON_MATCH : xuất xung m c thấp khi TMR1=CCPx CCP_COMPARE_INT : ngaét khi TMR1=CCPx CCP_COMPARE_RESET_TIMER : reset TMR1 =0 khi TMR1=CCPx Chế độ PWM : CCP_PWM : bật chế độ PWM CCP_PWM_PLUS_1 : không rõ ch c năng CCP_PWM_PLUS_2 : không rõ ch c năng CCP_PWM_PLUS_3... file x .c > là tất c hàm c n dùng chứa trong file x sẽ đư c biên dịch vào file hex chung . C c ví dụ trong thư m c của CCS nếu c sử dụng LCD sẽ chèn 1 dòng #include < lcd .c& gt; và do đó sẽ gọi đư c c c hàm trong file này mà không c n phải vi t lại . điều này c nghóa là ta c thể vi t c c file c chứa mã tổng quát c thể dùng chung cho nhiều project , t c là tái sử dụng mã , thay vì phải vi t... 1 hàm con c thể gọi 1 hay nhiều hàm kh c . C ch th c hoạt động như vi t 1 chương trình C trên máy tính . _Nếu chương trình lớn hơn nữa c thể làm file c rất dài và do đó rất khó kiểm soát , nên sẽ c n phân chia ra c c file c . trong đó file chính chứa hàm main sẽ đư c biên dịch . C c file c kh c chứa c c hàm ph c vụ chuyên biệt như : cho LCD , . . .Trong file chính chỉ c n thêm dòng #include <... chương trình . Sự tối ưu là do kỹ năng lập trình C của bạn . _CCS C có đủ khả năng để bạn không c n phải chèn thêm bất kỳ dòng lệnh ASSEMBLY nào , và m c dù vẫn cho phép bạn phối hợp ASSEMBLY c nh với C , tuy nhiên CCS sẽ không bảo đảm chương trình chạy chính x c . _CCS cung c p c c công c tiện ích giám sát hoạt động chương trình như : C/ ASM list : cho phép xem mã ASM c a file bạn biên dịch ,... . . . _Để biên dịch dự án , chọn : _Biên dịch xong , c a sổ Output hiện ra : 6 2 CHƯƠNG 0 : HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG CCS – VI T CHƯƠNG TRÌNH C TRONG CCS I / _ GIỚI THIỆU CCS : _CCS là trình biên dịch dùng ngôn ngữ C lập trình cho VĐK . Đây là ngôn ngữ lập trình đầy s c mạnh , giúp bạn nhanh chóng trong vi c vi t chương trình hơn so với ngôn ngữ . mỗi chương sẽ c c c hướng dẫn sử dụng c c hàm thích hợp cho chủ đề đó . _Nên đ c chương 1 trư c . C c chương c n lại đ c lập nhau . _Tài liệu này vi t. “Microchip PIC1 8” để vi t chương trình cho PIC1 8 . _Chọn “Compiler” để biên dòch chương trình bạn đang vi t. _Trên đây là c ch vi t chương trình c p
