Giới thiệu vi điều khiển PIC 16F877A

Vi điều khiển

Giới thiệu vi điều khiển PIC 16F877A

Nguyễn Hữu Phước

21 Tháng Sáu, 2019

PIC (Programmable Intelligent Computer) nghĩa là “Máy tính thông minh khả trình” xuất phát từ vi điều khiển PIC đầu tiên PIC1650, do hãng General Instrument đặt tên. Sau đó hãng Microchip tiếp tục phát triển loại PIC này và cho ra đời gần 100 loại PIC đến nay.

Ngày nay, rất nhiều dòng PIC được xuất xưởng với hàng loạt các module ngoại vi tích hợp sẵn như UART, PWM, ADC, … với bộ nhớ chương trình từ 512 word đến 32k word.

Các dòng PIC hiện nay:

Dòng PIC 12Cxx có độ dài lệnh 12bit (Basic-line).
Dòng PIC 10F, 12F, 16F có độ dài lệnh 14bit (Mid-range).
Dòng PIC 18F có độ dài lệnh 16bit (High-End).
Dòng dsPIC là dòng PIC mới hiện nay

Cấu trúc tổng quát của PIC16F877A:

8K x 14 bits/word Flash ROM.
368 x 8 Bytes RAM.
256 x 8 Bytes EEPROM.
5 Port xuất/nhập (A, B, C, D, E) tương ứng 33 chân ra.
2 Bộ định thời 8 bit Timer 0 và Timer 2.
1 Bộ định thời 16 bit Timer 1, có thể hoạt động ở chế độ tiết kiệm năng lượng (SLEEP MODE) với nguồn xung clock ngoài.
2 Bộ Capture/ Compare/ PWM (Bắt giữ/ So sánh/ Điều biến xung)
1 Bộ biến đổi Analog to Digital 10 bit, 8 ngõ vào.
2 Bộ so sánh tương tự (Comparator).
1 Bộ định thời giám sát (Watch Dog Timer).
1 Cổng giao tiếp song song 8 bit.
1 Port nối tiếp.
15 Nguồn ngắt (Interrupt).
Chế độ tiết kiệm năng lượng (Sleep Mode).
Nạp trương trình bằng cổng nối tiếp ( ICSP™ )(In-Circuit Serial Programming™ -)
Tập lệnh gồm 35 lệnh có độ dài 14 bit.
Tần số hoạt động tối đa 20 MHz.

Sơ đồ và chức năng các chân PIC16F877A

Sơ đồ chân

Chức năng các chân

Chân	Tên	Chức năng
1	/MCLR/VPP	– /MCLR: Hoạt động Reset ở mức thấp – VPP : ngõ vào áp lập trình
2	RA0/AN0	– RA0 : xuất/nhập số – AN0 : ngõ vào tương tự
3	RA1/AN1	– RA1 : xuất/nhập số – AN1 : ngõ vào tương tự
4	RA2/AN2/V_REF-/CV_REF	– RA2 : xuất/nhập số – AN2 : ngõ vào tương tự – VREF -: ngõ vào điện áp chuẩn (thấp) của bộ A/D
5	RA3/AN3/V_REF+	– RA3 : xuất/nhập số – AN3 : ngõ vào tương tự – VREF+ : ngõ vào điện áp chuẩn (cao) của bộ A/D
6	RA4/TOCKI/C1OUT	– RA4 : xuất/nhập số – TOCKI : ngõ vào xung clock bên ngoài cho timer0 – C1 OUT : Ngõ ra bộ so sánh 1
7	RA5/AN4//SS /C2OUT	– RA5 : xuất/nhập số – AN4 : ngõ vào tương tự 4 – SS : ngõ vào chọn lựa SPI phụ – C2 OUT : ngõ ra bộ so sánh 2
8	RE0//RD/AN5	– RE0 : xuất nhập số – RD : điều khiển việc đọc ở port nhánh song song – AN5 : ngõ vào tương tự
9	RE1//WR/AN6	– RE1 : xuất/nhập số – WR : điều khiển việc ghi ở port nhánh song song – AN6 : ngõ vào tương tự
10	RE2//CS/AN7	– RE2 : xuất/nhập số – CS : Chip lựa chọn sự điều khiển ở port nhánh song song – AN7 : ngõ vào tương tự
11	V_DD	Chân nguồn của PIC
12	V_SS	Chân nối đất
13	OSC1/CLKI	Ngõ vào dao động thạch anh hoặc xung clock bên ngoài. – OSC1 : ngõ vào dao động thạch anh hoặc xung clock bên ngoài. Ngõ vào Schmit trigger khi được cấu tạo ở chế độ RC; một cách khác của CMOS. – CLKI : ngõ vào nguồn xung bên ngoài. Luôn được kết hợp với chức năng OSC1.
14	OSC2/CLKO	Ngõ vào dao động thạch anh hoặc xung clock – OSC2 : Ngõ ra dao động thạch anh. Kết nối đến thạch anh hoặc bộ cộng hưởng. – CLKO : ở chế độ RC, ngõ ra của OSC2, bằng tần số của OSC1 và chỉ ra tốc độ của chu kỳ lệnh.
15	RC0/T1 OCO/T1CKI	– RC0 : xuất/nhập số – T1OCO : ngõ vào bộ dao động Timer 1 – T1CKI : ngõ vào xung clock bên ngoài Timer 1
16	RC1/T1OSI/CCP2	– RC1 : xuất/nhập số – T1OSI : ngõ vào bộ dao động Timer 1 – CCP2 : ngõ vào Capture 2, ngõ ra compare 2, ngõ ra PWM2
17	RC2/CCP1	– RC2 : xuất/nhập số – CCP1 : ngõ vào Capture 1, ngõ ra compare 1, ngõ ra PWM1
18	RC3/SCK/SCL	– RC3 : xuất/nhập số – SCK : ngõ vào xung clock nối tiếp đồng bộ/ngõ ra của chế độ SPI – SCL : ngõ vào xung clock nối tiếp đồng bộ/ ngõ ra của chế độ I2C
19	RD0/PSP0	– RD0 : xuất/nhập số – PSP0 : dữ liệu port nhánh song song
20	RD1/PSP1	– RD1 : xuất/nhập số – PSP1 : dữ liệu port nhánh song song
21	RD2/PSP2	– RD2 : xuất/nhập số – PSP2 : dữ liệu port nhánh song song
22	RD3/PSP3	– RD3: xuất/nhập số – PSP3 : dữ liệu port nhánh song song
23	RC4/SDI/SDA	– RC4 : xuất/nhập số – SDI : dữ liệu vào SPI – SDA : xuất/nhập dữ liệu vào I2C
24	RC5/SDO	– RC5 : xuất/nhập số – SDO : dữ liệu ra SPI
25	RC6/TX/CK	– RC6 : xuất/nhập số – TX : truyền bất đồng bộ USART – CK : xung đồng bộ USART
26	RC7/RX/DT	– RC7 : xuất/nhập số – RX : nhận bất đồng USART – DT : dữ liệu đồng bộ USART
27	RD4/PSP	– RD4: xuất/nhập số – PSP4 : dữ liệu port nhánh song song
28	RD5/PSP5	– RD5: xuất/nhập số – PSP5 : dữ liệu port nhánh song song
29	RD6/PSP6	– RD6: xuất/nhập số – PSP6 : dữ liệu port nhánh song song
30	RD7/PSP7	– RD7: xuất/nhập số – PSP7 : dữ liệu port nhánh song song
31	V_SS	Chân nối đất
32	V_DD	Chân nguồn của PIC
33	RB0/INT	– RB0 : xuất/nhập số – INT : ngắt ngoài
34	RB1	xuất/nhập số
35	RB2	xuất/nhập số
36	RB3	– RB3 : xuất/nhập số – Chân cho phép lập trình điện áp thấp ICPS
37	RB4	– xuất/nhập số – Ngắt PortB
38	RB5	– xuất/nhập số – Ngắt PortB
39	RB6/PGC	– RB6 : xuất/nhập số – PGC : mạch vi sai và xung clock lập trình ICSP – Ngắt PortB
40	RB7/PGD	– RB7 : xuất/nhập số – PGD : mạch vi sai và dữ liệu lập trình ICSP – Ngắt PortB

Phần mềm lập trình cho vi điều khiển PIC

Hiện nay có rất nhiều phần mềm có thể lập trình cho vi điều khiển PIC, các bạn nên chọn một phần mềm và học theo nhé.

CCS C Compiler

Nếu bạn nào đã làm quen với PIC chắc hẳn bạn biết CCS. Vì sao tôi lại đề cập đến CCS đầu tiên. Đơn giản bởi vì nó là loại trình biên dịch cho PIC phổ biến nhất hiện nay. CCS là một trình biên dịch hỗ trợ ngôn ngữ C cho hầu hết các dòng vi điều khiển PIC. Sử dụng CCS, có thể tạo 1 project, viết source code, xây dựng, debug và lập trình cho PIC một cách nhanh chóng. Tuy nhiên, CCS đã tích hợp sẵn các thư viện chứa các hàm chuyên dụng. Nếu bạn muốn hiểu sau về bản chất của các thanh ghi hơn thì tôi khuyên bạn nên sử dụng phần mềm MPLAB X IDE.

MikroC PRO for PIC

Mikro C cũng có những tính chất tương tự CCS – cùng là hướng tiện dụng và nhanh chóng nhất cho người dùng. Cái mạnh nhất của MikroC là mảng thư viện, hỗ trợ từ nhà sản xuất (tutorial, tài liệu, ứng dụng).

MPLAB X IDE

MPLAB X IDE là phần mềm chuyên nghiệp để lập trình cho vi điều khiển với các tính năng nổi bật.

Tạo môi trường lập trình C, ASM: XC8, nhúng, CCS C Compiler, HTPIC C Compiler và các Compiler khác.
Debug và mô phỏng kết hợp với chương trình nạp.
Quản lý project dễ dàng.
Có thư viện hỗ trợ cho người dùng.

Hitech

Hitech là một tổ chức thiết lập cung cấp quy tắc thiết kế kỹ thuật tốt và phục vụ cho quản lý thi công công trình chất lượng hệ thống kỹ thuật về cơ & điện.