báo cáo đồ án cánh tay robot

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (10.16 MB, 61 trang )

Đang xem: Báo cáo đồ án cánh tay robot

MỤC LỤC

ĐỀ CƯƠNG NGHIÊN CỨU…………………………………………………………………………1
PHẦN Ý TƯỞNG/ MỞ ĐẦU………………………………………………………………………..2
1.Lý do chọn đề tài ………………………………………………………………………………………………2
KẾT LUẬN……………………………………………………………………………………………………..60
KIẾN NGHỊ…………………………………………………………………………………………………….60
DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO………………………………………………………………..60
5. Giáo trình Ngôn Ngữ Lập Trình c…………………………………………………………………..60

ĐỀ CƯƠNG NGHIÊN CỨU
TÊN ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ MÔ HÌNH CÁNH TAY ROBOT 3 BẬC TỰ DO GẤP
SẢN PHẨM SỬ DỤNG PIC 16F887
Mô tả sản phẩm dự kiến:

1

PHẦN Ý TƯỞNG/ MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Sự phát triển của khoa học kỹ thuật ngày càng nhanh góp phần nâng cao năng suất lao
động. Đặt biệt sự ra đời và phát triển của công nghệ chế tạo Robot nhằm tạo ra sự tự
động hóa trong quá trình sản xuất giảm đi sức lao động bằng chân tay của người lao
động
Đối với nước ngoài thì Robot đã được nghiên cứu và chế tạo để ứng dụng vào sản suất
đả có từ trước. Riêng ở nước ta lĩnh vực này còn khá mới mẽ. Tuy có sự đầu tư để
nghiên cứu nhưng còn hạn chế ,có thể dùng mô hình cánh tay máy để phục vụ trực
tiếp cho công việc giảng dạy tại trường nhằm giúp cho sinh viên hiểu rỏ hơn về lý
thuyết, tạo điều kiện cho việc dạy và học được sinh động hơn .
Bức xúc trước nhu cầu tìm hiểu về tay máy công nghiệp từ chính bản thân và của

những người yêu thích về lĩnh vực này, nhóm đã bắt tay vào việc thực hiện nghiên
cứu đề tài: “THIẾT KẾ MÔ HÌNH CÁNH TAY ROBOT 3 BẬC TỰ DO GẤP SẢN
PHẨM SỬ DỤNG PIC 16F887”.

2. Tầm quan trọng của đề tài
Ở Việt Nam nói chung công nghệ chế tạo tay máy còn chậm phát triển, chúng ta vẩn
chưa có nhà máy nào có khả năng chế tạo các bộ phận cấu thành của tay máy đạt tiêu
chuẩn quốc tế. Tận dụng những vật liệu có sẳn để gia công các chi tiết cơ khí cũng
như linh kiện , thiết bị điện có sẳn do nước ngòai sản suất để thiết kế thành những sản
phẩm cụ thể trước hết là ứng dụng làm phương tiện giảng dạy trong trường học và từ
đó phát triển cao hơn để ứng dụng vào trong sản suất đã và đang là hướng đi đúng
đắng của các kỹ sư ở Việt Nam . Đề tài : “THIẾT KẾ MÔ HÌNH CÁNH TAY
ROBOT 3 BẬC TỰ DO GẤP SẢN PHẨM SỬ DỤNG PIC 16F887” không nằm
ngoài nhận định trên. Điều quan trọng hơn hết là các vấn đề liên quan đến cấu tạo,
nguyên lý hoạt động của tay máy và phần lý thuyết về các hoạt động xảy ra bên trong
vi xử lí sẽ được giới thiệu trong đề tài này. Nó sẽ là nguồn thông tin hửu ích cho
những ai muốn tìm hiểu về lĩnh vực này.

2

3. giới hạn của đề tài
Tay máy rất đa dạng về nguồn gốc và chủng loại đây là lần đầu thực hiện nghiên cứu
đề tài: “THIẾT KẾ MÔ HÌNH CÁNH TAY ROBOT 3 BẬC TỰ DO GẤP SẢN
PHẨM SỬ DỤNG PIC 16F887” trong điều kiện:
• Thời gian thực hiện đề tài chỉ trong 6 tuần
• Kinh nghiệm thực tế chưa có nhiều
• Tài liệu về vi xử lí và tay máy còn hiếm
Vì vậy nhóm đã thực hiện nghiên cứu đề tài với những đặc điểm chính sau đây:
• Thiết kế mạch cánh tay robot 3 bậc tự do

• Thiết kế mạch điều khiển cánh tay máy ( robot)
• Lập trình bằng ngôn ngữ C với vi xử lí của microchip “PIC 16F887”
• Xây dựng gải thuật và chương trình tiêu biểu

4. Mục đích nghiên cứu
Thực hiện đề tài “THIẾT KẾ MÔ HÌNH CÁNH TAY ROBOT 3 BẬC TỰ DO GẤP
SẢN PHẨM SỬ DỤNG PIC 16F887” là một công việc để người thực hiện đề tài
nghiên cứu kỹ khái niệm mô hình, nguyên lý làm việc cũng như tập lệnh của vi xử lí.
Sản phẩm của đề tài trước hết có thể được ứng dụng vào phương tiện giảng dạy tại
trường và nếu được phát triển rộng, đi sâu hơn thì có thể ứng dụng vào trong thực tế
sản xuất công nghiệp,và đặc biệt cung cấp một cái nhìn tổng quát về vi xử lí và tay
máy công nghiệp.

5. Tóm tắt đề tài
Qua 6 tuần thực hiện nghiên cứu đề tài, tập đồ án được hòan tất. Những vấn đề còn
mới nẩy sinh trong quá trình thực hiện đề tài.Những vấn đề này không chỉ là động lực
kích thích niềm say mê trong quá trình nghiên cứu mà còn là sự thách thức về khả
năng cuả bản thân của mỗi thành viên trong nhóm nghiên cứu.
Nội dung cuả đề tài được hình thành từ những vấn đề được giải quyết một cách hợp lí.
Các vấn đề trong đề tài được giải quyết và trình bày từ tổng quát đến cụ thể.Trong
từng vấn đề ,các tình huống được giải quuyết theo từng bước.
Đề tài bao gồm 7 chương được trình bày .nhưng các vấn đề trọng tâm cốt lõi tập trung
vào các chương 3,4 và 5. Trong chương 3 các khái niệm và những kiến thức cơ bản về
tay máy được trình bày ,và trong chương 4 cấu trúc mạch điều khiển được giới thiệu.
Mô hình cấu trúc mạch được triển khai thành những mạch điện cụ thể. Cách sử dụng
3

những linh kiện, thiết bị cấu trúc nên mạch điều khiển được đề cập chỉ bao gồm những
nội dung cần thiết phục vụ trực tiếp cho đề tài và việc tính tốn,chọn các linh kiện

trong mạch công suất cũng rất quan trọng trong quá trình thực thi đề tài.
Cánh tay máy sẽ không bao giờ hoạt động nếu không có chương trình điều khiển được
xây dựng trong chương 5.
Các bước chuẩn bị thi công mạch và những thao tác cần thiết để điều khiển cánh tay
robot được trình bày trong chương 6 .

6. Phương pháp nghiên cứu
 Phương pháp đọc và nghiên cứu tài liệu: Chủ yếu là các tài liệu có kiến thức liên
hệ đến kỹ thuật số, kỹ thuật điện tử, ngoại vi và vi xử lý của microchip, cánh tay
robot, ARM, phân tích công trình liên hệ.

 Phương pháp thực nghiệm: Thiết Kế board và lập trình cho chạy thử nghiệm.
 Phương pháp quan sát.
 Phương pháp hỏi chuyên gia.
7. Kế hoạch nghiên cứu
TT

Nội dung công việc

Thời gian

1

1 tuần

2
3

Tham khảo tài liệu
Chuẩn bị nguyên vật

liệu
Thi công phần cứng
Thi công phần mềm

Kinh phí và
nguồn kinh phí
3.000.000đvn

4 tuần
1 giờ

200.000đvn
100.000đvn

4

Chạy thử nghiệm

1 ngày

5

Khắc phục sai xót

1 tuần

200.000đvn

6

Viết báo cáo đề tài

5 ngày

50.000đvn

4

Người phối
hợp

Sản phẩm
mong đợi

Chương
trình điều
khiên cho
toàn bộ
mạch điện
Hoàn
thành sản
phẩm thử
nghiệm
Hoàn thiện
sản phẩm
Hoàn
thành cuốn
báo cáo đề
tài

Chương 1
TỔNG QUAN VỀ ROBOT
1.1. Lịch sử phát triển Robot.
Khái niệm Robot ra đời đầu tiên vào ngày 09/10/1922 tại NewYork, khi
nhà soạn kịch người Tiệp Kh Karen Kapek đã tưởng tượng ra một cổ máy hoạt
động một cách tự động, nó là niềm mơ ước của con người lúc đó.
Từ đó ý tưởng thiết kế, chế tạo Robot đã luôn thôi thúc con người. Đến
năm 1948, tại phòng thí nghiệm quốc gia Argonne, Goertz đã chế tạo thành
công tay máy đôi (master-slave manipulator). Đến năm 1954, Goertz đã chế tạo
tay máy đôi sử dụng động cơ servo và có thể nhận biết được lực tác động lên khâu
cuối.
Năm 1956 hãng Generall Mills đã chế tạo tay máy hoạt động trong việc
thám hiểm dại dương.
Năm 1968 R.S. Mosher, của General Electric đã chế tạo một cỗ máy biết
đi bằng 4 chân. Hệ thống vận hành bởi động cơ đốt trong và mỗi chân vận hành
bởi một hệ thống servo thủy lực.
Năm 1969, đại học Stanford đã thiết kế được Robot tự hành nhờ nhận dạng hình
ảnh.

Hình 1.1.
Năm 1970 con người đã chế tạo được Robot tự hành Lunokohod,thám hiểm bề mặt
của mặt trăng.
5

Trong giai đoạn này, ở nhiều nước khác cũng tiến hành công tác nghiên
cứu tương tự, tạo ra các Robot điều khiển bằng máy tính có lắp đặt các loại cảm
biến và thiết bị giao tiếp người và máy. Theo sự tiến bộ của khoa học kỹ thuật, các
Robot ngày càng được chế tạo

nhỏ gọn hơn, thực được nhiều chức năng hơn, thông minh hơn.
Một lĩnh vực được nhiều nước quan tâm là các Robot tự hành, các chuyển
động của chúng ngày càng đa dạng, bắt chước các chuyển động của chân người
hay các loài động vật như : bò sát, động vật 4 chân, … Và các loại xe Robot
(robocar) nhanh chóng được ứng dụng rộng rãi trong các hệ thống sản xuất tự
động linh hoạt (FMS).

Hình 1.2. Robot hàn điểm

Hình 1.3. Robot phẫu thuật

Từ đó trở đi con người liên tục nghiên cứu phát triển Robot để ứng dụng trong quát
trình tự động hoá sản xuất để tăng hiệu quả kinh doanh.
Ngoài ra Robot còn được sử dụng thay cho con người trong các công việc ở môi
trường độc hại, khắc nghiệt, …
Hiện nay, có thể phân biệt các loại Robot ở hai mảng chính : Các loại
robot công nghiệp (cánh tay máy) và các loại robot di động (mobile robot). Mỗi
loại có các ứng dụng cũng như đặc tính khác nhau. Ngoài ra, trong các loại
robot công nghiệp còn được phân chia dựa vào cấu tạo động học của nó : Robot
nối tiếp (series robot) và robot song song (parallel robot).

6

Hình 1.3.robot song song (parallel robot)
1.2. Các ứng dụng của Robot.
Các loại Robot tham gia vào qui trình sản xuất cũng như trong đời sống
sinh hoạt của con người, nhằm nâng cao năng suất lao động của dây chuyền
công nghệ, giảm giá thành sản phẩm, năng cao chất lượng cũng như khả năng
cạnh tranh của sản phẩm tạo ra.

Robot có thể thay thế con người làm việc ổn định bằng các thao tác đơn
giản và hợp lý, đồng thời có khả năng thay đổi công việc để thích nghi với sự
thay đổi của qui trình công nghệ.
Sự thay thế hợp lý của robot còn góp phần giảm giá thành sản phẩm, tiết
kiệm nhân công ở những nước mà nguồn nhân công là rất ít hoặc chi phí cao
như : Nhật Bản, các nước Tây Âu, Hoa Kỳ…
Tất nhiên nguồn năng lượng từ robot là rất lớn, chính vì vậy nếu có nhu
cầu tăng năng suất thì cần có sự hỗ trợ của chúng mới thay thế được sức lao
động của con người. Chúng có thể làm những công việc đơn giản nhưng dễ nhầm lẫn
nhàm chán. Robot có khả năng nghe được siêu âm, cảm nhận được từ trường
Bên cạnh đó, một ưu điểm nổi bậc của robot là môi trường làm việc.
Chúng có thể thay con người làm việc ở những môi trường độc hại, ẩm ướt, bụi
bặm hay nguy hiểm. Ở những nơi như các nhà máy hoá chất, các nhà máy
phóng xạ, trong lòng đại dương, hay các hành tinh khác … thì việc ứng dụng robot để
cải thiện điều kiện làm việc là rất hữu dụng.

7

1.3 Mộ số lĩnh vực ứng dụng.
a. Ứng dụng trong các lĩnh vực sản xuất cơ khí.
Trong lĩnh vực cơ khí, robot được ứng dụng khá phổ biến nhờ khả năng hoạt
động chính xác và tính linh hoạt cao. Các loại robot hàn là một ứng dụng quan trọng
trong các nhà máy sản xuất ôtô, sản xuất các loại vỏ bọc cơ khí…

Hình 1.4. Robot hàn trong công nghệ sản xuất cơ khí
Ngoài ra người ta còn sử dụng robot phục vụ cho các công nghệ đúc, một môi trường
nóng bức, bụi bặm và các thao tác luôn đồi hỏi độ tin cậy.
b. Ứng dụng trong lĩnh vực gia công lắp ráp.
Các thao tác này thường được tự động hoá bởi các robot được gia công chính xác

và mức độ tin cậy cao.

Hình 1.5. Robot được sử dụng trong công đoạn và lắp ráp ôtô.

8

1.4 Các khái niệm về Robot – Robot công nghiệp.
Lĩnh vực nghiên cứu về Robot hiện nay rất đa dạng và phong phú. Trong tài liệu này,
chúng tôi chỉ trình bày các kiến thức chủ yếu trên các loại Robot công nghiệp tức các
cánh tay máy. Các bài toán cân bằng lực,các phương trình động học và động lực học
là những nền tảng cơ bản để các bạn học viên có thể tiếp cận với chuyên nghành kĩ
thuật Robot.
a. Định nghĩa về robot công nghiệp ( Industrial Robot ).
Tuỳ thuộc mỗi quốc gia, tổ chức và mục đích sử dụng, chúng ta có nhiều định nghĩa
về robot công nghiệp. Vì vậy trong nhiều tài liệu khác nhau, định nghĩa về robot công
nghiệp cũng khác nhau. Theo từ điển Webster định nghĩa robot là máy tự động thực
hiện một số chức năng của con người.
Theo ISO ( International Standards Organization) thì : Robot công nghiệp là tay máy
đa mục tiêu, có một số bậc tự do, dễ dàng lập trình và điều khiển trợ động, dùng để
tháo lắp phôi, dụng cụ hoặc các vật dụng khác. Do chương trình thao tác có thể thay
đổi nên thực hiện nhiều nhiệm vụ đa dạng. Tuy nhiên Robot công nghiệp được
định nghĩa như vậy chưa hoàn toàn thoả đáng.
Theo tiêu chuẩn của Mỹ RIA ( Robot Institute of America ) định nghĩa robot
là loại tay máy vạn năng có thể lặp lại các chương trình đã được thiết kế để di chuyển
vật liệu, chi tiết, dụng cụ hay các thiết bị chuyên dùng, thông qua các chương trình
chuyển động có thể thay đổi để hoàn thành các nhiệm vụ khác nhau.

Hình 1.6. Biểu diễn không gian của cánh tay robot
9

b. Cánh tay Robot (Robot Arm ):
Là bộ phận cơ khí gồm các khâu liên kết với nhau bởi các khớp nối, các bộ truyền
động như: Bộ truyền bánh răng, bộ truyền đai, bộ truyền trục vít- bánh ví,vít me
đai ốc…

Hình 1.7.cánh tay robot ARM
c. Nguồn động lực:
Các thiết bị tạo chuyển động cho Robot, có thể là các thiết bị khí nén, thuỷ lực,điện.
Đối với các chuyển động cần độ chính xác cao, yêu cầu gọn nhẹ
người ta có thể dùng các loại nguồn truyền động là các motor bước, các rc servo…

10

Motor bước

Motor rc servo

11

d. Bộ điều khiển ( Controller ):
Là thành phần quan trọng quyết định khả năng hoạt động và độ chính xác của Robot.
Bộ phận này thông thường được tích hợp dưới dạng các board mạch điều khiển, có thể
có các loại sau:
 IC diều khiển trung tâm (CPU) kết hợp với các card điều khiển phân theo modul.
 Các thiết bị điều khiển Robot sử dụng PLC ( Programable Logic Controller).
 Sử dụng các bộ điều khiển PMAC ( Programable Multi-Axies Controller ).

 Các bộ điều khiển thiết kế theo các dạng điều khiển hiện đại như : Bộ điều khiển
mờ, bộ điều khiển theo mạng neuron…
e. Cảm biến ( Sensor ):
Là thiết bị chuyển các đại lượng vật lý thành các tín hiệu điện cung cấp cho hệ thống
nhằm nâng cao khả năng linh hoạt và độ chính xác trong điều khiển.
Như vậy Robot chính là một hệ thống điều khiển kín với vòng hồi tiếp ( Feedback )
được thực hiện từ tín hiêu thu về từ cảm biến.Các loại cảm biến thường gặp như:
 Cảm biến quang
 Cảm biến vị trí và dịch chuyển.
 Cảm biến đo góc.
 Cảm biến vận tốc.
 Cảm biến gia tốc và rung.
 Cảm biến lực và biến dạng.
Các cảm biến trên có thể cho tín hiệu tương tự Analogue hoặc tín hiệu số ( Digital )
ngoài ra còn sử dụng các bộ mã hoá vị trí, mã hoá góc dịch chuyển Encoder, Resolver
f. Các chương trình:
Các chương trình luôn tương thích với các bộ điều khiển. Chính vì vậy các
loại ngôn ngữ để viết chương trình điều khiển cho Robot cũng kha đa dạng, có
thể là ngôn ngữ viết cho vi xử lý (ngôn ngữ máy ), ngôn ngữ viết cho PLC
(thuộc các hãng khác nhau ), hay các ngôn ngữ trên máy tính như: Pascal, C,
C++, Visual Basic, Matlab…

12

Chương 2
TỔNG QUAN VỀ VI ĐIỀU KHIỂN PIC
1. Giới thiệu vi điều khiển PIC
PIC là viết tắt của “Programable Intelligent Computer”, có thể tạm dịch là “máy tính
thông minh khả trình” do hãng General Instrument đặt tên cho vi điều khiển đầu tiên

của họ. PIC1650 được thiết kế để dùng làm các thiết bị ngoại vi cho vi điều khiển
CP1600. Vi điều khiển này sau đó được nghiên cứu phát triển thêm và từ đó hình
thành nên dòng vi điều khiển PIC ngày nay.
2. Các dòng PIC và cách lựa chọn vi điều khiển PIC
Các kí hiệu của vi điều khiển PIC:
– PIC12xxxx: độ dài lệnh 12 bit.
– PIC16xxxx: độ dài lệnh 14 bit.
– PIC18xxxx: độ dài lệnh 16 bit.
C: PIC có bộ nhớ EPROM (chỉ có 16C84 là EEPROM)
F: PIC có bộ nhớ flash
LF: PIC có bộ nhớ flash hoạt động ở điện áp thấp
LV: như LV, đây là kí hiệu cũ
Bên cạnh đó một số vi điều khiển có kí hiệu xxFxxx là EEPROM, nếu có chữ A ở
cuối là flash (ví dụ PIC16F877 là EEPROM, còn PIC16F877A là flash).
Ngoài ra còn có thêm dòng vi điều khiển PIC mới là dsPIC.Ở Việt Nam phổ biến nhất
là họ vi điều khiển PIC do hãng Microchip sản xuất.
Cách lựa chọn một vi điều khiển PIC phù hợp: Trước hết cần chú ý đến số chân của vi
điều khiển cần thiết cho ứng dụng. Có nhiều vi điều khiển PIC với số lượng chân khác
nhau, thậm chí có vi điều khiển chỉ có 8 chân, ngoài ra còn có vi điều khiển 28, 40,
44, … chân. Cần chọn vi điều khiển PIC có bộ nhớ flash để có thể nạp xóa chương
trình được nhiều lần hơn, tiếp theo cần chú ý đến các khối chức năng được tích hợp
sẵn trong vi điều khiển, các chuẩn giao tiếp bên trong và sau cùng cần chú ý đến bộ
nhớ chương trình mà vi điều khiển cho phép.

13

3. Giới thiệu PIC16F887

Hình 2.1. sơ đồ chân pic 16F887

14

Hình 2.2 sơ đồ khối bên trong pic 16F887

a. Xuất nhập Port
 Vi điều khiển 8-bit của Microchip, thuộc dòng Low-power.
 Kiến trúc Harvard (vs. Von Neumann), tập lệnh RISC (Reduced Instructions Set
Computer) (vs. Complexed Instructions Set Computer)
 Thạch anh gắn ngoài tối đa 20MHz.
 Tầm điện áp hoạt động 2.0V- 5.5V.
 5 port, 35 chân xuất nhập (I/O pins)
 Có đầy đủ các chức năng cần thiết của Vi điều khiển 8-bit: Timer (3 bộ), ADC (14
kênh ADC 10-bit), USART, SPI, I2C, PWM, Compare, …  được lựa chọn để bắt
đầu.
 Cổng nạp chuẩn ICSPTM (In-Circuit Serial ProgrammingTM):

15

CONG NAP
VC C

PG C
J_LO AD
M C LR
PG D
PG C

LO AD G ATE

0

VC C
C _PG C

1
2
3
4
5
6

MAIN MCU
PIC16F887

47p

0

SW _R S

R _R S
10K

0

1

SS*

2
3
4
5
6
7

J_PA

C C
 Các nguồn xung V nhịp
cho chip:

1
2
3
4
5
6

PO R T A

SW R ESET

M C L R * /V P P
A
A
A

A
A
A

0
1
2
3
4
5

/A N 0
/A N 1
/A N 2 /V R E F -/C V R E F
/A N 3 /V R E F +
/T 0 C K I/C 1 O U T
/A N 4 /S S * /C 2 O U T

R
R
R
R
R
R
R
R

C
C
C

C
C
C
C
C

0 /T 1 O S O /T 1 C K I
1 /T 1 O S I/C C P 2
2 /C C P 1
3 /S C K /S C L
4 /S D I/S D A
5 /S D O
6 /T X/C K
7 /R X /D T

C _1112
J_PC 1
Bộ dao động RC
1 0 4 nội (RC internal oscillator)
2

4
0 bởi thạch anh (và tụ)
Bộ dao động tạo
gắn
ngoài
(External Crystal and
SD I

SD A
5

PO R T C

6
7
8

VC C
Ceramic Oscillator)
C _3231
Bộ RC gắn ngoài.
104

Xung clock từ 0một
nguồn khác.

C _X1

SC L

SD O

TX
R X

13

22p
4M hz
XTA L

C _X2

14

22p

12
31

0

16

0
1
2
3
4
5
6
7

/P
/P
/P

/P
/P
/P
/P
/P

S
S
S
S
S
S
S
S

P
P
P
P
P
P
P
P

0
1
2
3
4
5

6
7

O S C 1 /C L K IN
R E 0 /R D * /A N 5
R E 1 /W R * /A N 6
R E 2 /C S * /A N 7

19
20
21
22
27
28
29
30

1
2
3
4
5
6
7
8

J_PD

8
9

10

1
2
3

O S C 2 /C L K O U T
VSS
VSS

VD D
VD D
P IC 1 6 F 8 8 7

0

D
D
D
D
D
D
D
D

J_PB

11
32

PG C
PG D

VC C

J_PE

PO R T E

SC K

R
R
R
R
R
R
R
R

1
2
3
4
5
6
7
8

33
34
35
36
37
38
39
40

PO R T D

R
R
R
R
R
R

R B 0 /IN T
R B1
R B2
R B 3 /P G M
R B4
R B5
R B 6 /P G C
R B 7 /P G D

3

15
16
17
18
23
24
25
26

PVN 1

PO R T B

M C LR

 5 port xuất nhập (I/O Port)
VC C

MAIN MCU
PIC16F887

R _R S
10K
SW _R S

0

PVN 1
1

SS*

2
3
4
5
6
7

J_PC 1
2
3
4
5
6
7
8

C _1112
104

0
VC C
C _X1

SC L
SD A

Xem thêm: Thông Báo Tuyển Sinh Khóa Học Fpga Cơ Bản, Lập Trình Hệ Thống Nhúng Trên Fpga Cơ Bản

TX
R X

13

22p
4M hz
XTA L

0
C _X2

5
6
7
8
3
4
5
6

14

22p

0

12
31

R
R
R
R
R
R
R
R
R
R
R
R
R
R

A
A
A
A
A
A
C
C
C
C
C
C
C
C

0
1
2
3
4
5
0
1
2
3
4
5
6
7

R B 0 /IN T
R B1
R B2
R B 3 /P G M
R B4
R B5
R B 6 /P G C
R B 7 /P G D

/A N 0
/A N 1
/A N 2 /V R E F -/C V R E F
/A N 3 /V R E F +
/T 0 C K I/C 1 O U T
/A N 4 /S S */C 2 O U T

/T 1 O S O /T 1 C K I
/T 1 O S I/C C P 2
/C C P 1
/S C K /S C L
/S D I/S D A
/S D O
/T X /C K
/R X /D T

R
R
R
R
R
R
R
R

D
D
D
D
D
D
D
D

0
1
2

3
4
5
6
7

/P
/P
/P
/P
/P
/P
/P
/P

S
S
S
S
S
S
S
S

P
P
P
P
P
P

P
P

0
1
2
3
4
5
6
7

O S C 1 /C L K IN

O S C 2 /C L K O U T

R E 0 /R D */A N 5
R E 1 /W R */A N 6
R E 2 /C S * /A N 7

VSS
VSS

VD D
VD D

1
2
3
4

5
6
7
8

J_PB

9
0
1
2
7
8
9
0

1
2
3
4
5
6
7
8

J_PD

8
9
10

1
2
3

3
3
3
3
3
3
3
4

3
4
5
6
7
8
9
0

1
2
2
2
2
2
2

3

11
32

PG C
PG D

J_PE

PO R T E

C _3231
104

SC K
SD I
SD O

1
1
1
1
2
2
2
2

M C L R */V P P

PO R T D

PO R T A

VC C

1
2
3
4
5
6

PO R T C

SW R ESET

PO R T B

M C LR
J_PA

VC C

P IC 1 6 F 8 8 7

0

 Thanh ghi PORTX và TRISX (X: A, B, C, D, E)

 Thanh ghi PORTX và TRISX (X: A, B, C, D, E)

 Thanh ghi ANSEL và ANSELH

PIC16F887 có 13 kênh ADC dùng chung với các chân I/O.

2 thanh ghi ANSEL và ANSELH quy định các chân đó là chân tín hiệu analog
hay digital

Bit:

ANSx = 0 : Pin ANx là pin Digital
ANSx = 1 : Pin ANx là pin Analog

Register:

ANSEL = 0 //AN0-7 là digital
ANSELH = 0 // AN8-13 là digital

17

 Để thực hiện xuất / nhập trên 1 chân (Pin):

Cài đặt đúng giá trị cho thanh ghi TRISx (hoặc bit TRISx-n)

Đặt kiểu tín hiệu của pin là Analog hay Digital qua 2 thanh ghi ANSEL và
ANSELH.

Xuất tín hiệu bằng cách ghi giá trị “0” hoặc “1” vào port tương ứng (bit: Rx-n hay
port: PORTx)

– Đọc giá trị của chân bằng cách đọc mức logic trên port tương ứng.

PIC16F887 có 2 từ (word) configuration, để chip hoạt động đúng thì các bạn

phải cấu hình (configure) đúng cho nó. Mỗi bit trong word config. được đại diện bằng
1 cụm chữ cái in hoa.
Bạn chỉ cần quan tâm tới bit config đầu tiên: cấu hình nguồn xung nhịp (clock) cho
chip.
– XT: External Crystal – dùng bộ dao động thạch anh gắn ngoài với tần số thạch anh
từ 4Mhz trở xuống
– HS: High Speed: dùng bộ dao động thạch anh gắn ngoài với tần số thạch anh trên
4Mhz (tới 20Mhz)
– INTIO: Dùng bộ dao động RC nội
– Và các loại nguồn xung nhịp khác được kí hiệu bằng
các chữ cái khác nhưng ta ít dùng.

Trong ví dụ trên, ta dùng thạch anh 4Mhz gắn ngoài nên bit config đầu tiên ta ghi là
XT
Tương tự:
__CONFIG(HS & … // nếu dùng thạch anh có tần số 8Mhz
__CONFIG(INTIO & … // nếu dùng bộ dao động RC nội
#define _XTAL_FREQ

4000000

– Không có dấu “;” sau hàng định nghĩa hằng số. Trong ví dụ này thạch anh có giá trị
4Mhz thì ta ghi là 4000000 (4 triệu), nếu dùng thạch anh 20Mhz thì ghi giá trị tần số
thạch anh là 20000000 (20 triệu)
– _XTAL_FREQ bắt đầu bằng 1 dấu gạch dưới và bạn không được phép thay đổi
tên hằng số này.

18

Chương 3
GIỚI THIỆU VỀ CHƯƠNG TRÌNH MPLAB IDE
1. Giới thiệu
MPLAB IDE là phần mềm được hỗ trợ bởi Microchip, dùng để soạn thảo code cho
các ứng dụng của PIC. Hiện tại, tháng 8/2010 MPLAB IDE đã có phiên bản 8.89
Trong tài liệu này nhóm chọn phiên bản 8.89 vì nó có thể không chọn cấu hình ban
đầu nhưng bản thân nó có thể tự động tìm kiếm các thư viện cần thiết trong quá trình
biên dịch.

2. Cài đặt MPLAB IDE
Bước 1 : Double Click vào file setup trong thư mục MPLAB IDE 8.89. Màn hình
Welcome sẽ hiện ra như sau. Chọn Next để tiếp tục.

Bước 2 : Chọn I accept the term of the license agreement và chọn Next.
Bước 3 : Để chế độ mặc định là cài đặt Complete và chọn Next để tiếp tục.
Bước 4 : Chọn đường dẫn cài đặt, ta nên để mặc định là C:Program

19

Bước 5 : Tiếp tục chọn I accept cho Maestro License và C32 License
Bước 6 : Giao diện sau tổng kết lại các lựa chọn của bạn, nhấn Next để tiến hành cài đặt. Nếu
muốn hiệu chỉnh bạn nhấn Back.
Bước 7 : Khi cài đặt xong MPLAB IDE sẽ hỏi bạn có cần cài Hi Tech không. Đây là
compiler C hỗ trợ cho MPLAB IDE, tuy nhiên ta sẽ không dùng compiler này mà sẽ dùng
MPLAB C18.chọn No nhấn Finish để hoàn tất việc cài đặt MPLAB IDE.
Thông báo dưới đâu xuất hiện, thống kê các tài liệu hướng dẫn đi kèm. Các tài liệu này đều
nằm trong thư mục cài đặt C:Program FilesMicrochip

20

3. Cài đặt compiler MPLAB C18
Khi cài đặt xong MPLAB IDE, compiler mặc định cho nó là MPASM, dùng để dịch
project viết bằng ASM sang file HEX. Muốn viết chương trình bằng C, ta cần phải cài
đặt thêm 1 compiler khác có hỗ trợ cho chip PIC đang dùng. Trong phần này, nhóm
thí nghiệm trên vi điều khiển PIC16F887 và chọn compiler C18 để hỗ trợ cho lập trình
C chuẩn.
Bước 1 : Double Click vào file MPLAB C18 V1.0.exe để tiến hành cài đặt, màn hình
welcome của MPLAB C18 sẽ hiện ra như sau :
Bước 2 : Chọn nơi lưu trữ cho các file biên dịch của MPLAB C18, ta có thể để mặc
định là C:mcc18 .

Bước 3 : Chọn lựa các thành phần của gói MCC18, thông thường ta sẽ chọn hết tất cả
các gói trong compier C18.

21

Bước 4 : Nhấn Next để tiến hành cài đặt

Chờ cho đến khi cài đặt xong.

22

Bước 5 : Nhấn Finish để kết thúc cài đặt MPLAB C18.

Giao diện chương trình:

23

4. Giới thiệu pickit 2
PICKit 2 Programmer/ Debugger là một công cụ phát triển giá rẻ nhưng tính năng và
độ ổn định cao, dễ dàng để sử dụng để nạp và gỡ lỗi PIC Microcontrollers Flash.
Ngoài ra còn có thể sử dụng như một thiết bị đầu cuối truyền dữ liệu với PC qua chức
năng UART Tool và Logic Tool Analyzer. sử dụng software PICKit 2 hoặc MPLAB
IDE.Có khả năng tự cập nhật Firmware khi có phiên bản mới. Software và firmware
sẵn có và tải tự do trên website của Mirochip
Các tính năng chính:

USB Full Speed không cần driver

Chức năng: Programmer, Debugger, UART Tool và logic tool Analyzer

Tự động nhận dạng và kết nối phần cứng, có thể sử dụng nhiều PICKit 2 trên
một PC

Tự động nhận dạng chip

Tự động cập nhật Firmware khi có phiên bản mới

Tự động nhận dạng và sử dụng nguồn ngoài

Nhiều cấu hình, tính năng phong phú dễ sử dụng và tiện nghi

Chức năng Program To Go cho phép nạp chip không cần kết nối với PC

Tốc độ cao, support nhiều chip, tự động điều chình VCC và VPP ứng với từng
loại chip

Support chip 3V3-5V

24

Tài liệu liên quan

*

dùng máy tính khảo sát quá trình quá độ của điều khiển tự động 22 823 3

*

Đồ án điều khiển tự động ứng dụng PLC và cảm biến để điều khiển dây chuyền phân loại sản phẩm 44 3 15

*

Nghiên cứu và ứng dụng bộ điều khiển mờ cho hệ thống điều khiển chuyển động cánh tay ROBOT trong mặt phẳng theo quỹ đạo được nhận dạng trước 92 908 0

*

đồ án điều khiển từ xa sử dụng PT2262/PT2272 26 2 8

*

Điều khiển thích nghi cánh tay robot hai bậc tự do nguyễn viễn quốc, hutech, 2004 19 614 5

*

Hợp tác nghiên cứu phát triển tổ máy thủy điện nhỏ và hệ thống tự động hoá cho trạm thủy điện báo cáo kết quả về công nghệ đo lường điều khiển tự động hoá qua các chuyến đi học tập tại trung quốc 55 509 1

*

Hợp tác nghiên cứu phát triển tổ máy thủy điện nhỏ và hệ thống tự động hoá cho trạm thủy điện nghiên cứu tình hình sử dụng thiết bị đo lường điều khiển tự động hoá (đl đk tđh), xây dựng sơ đồ công nghệ đl đk tđh 89 653 0

*

Báo cáo đồ án:” Điều khiển từ xa bằng hồng ngoại” potx 49 857 3

*

Ứng dụng Learning Feedforwrd trên cơ sở mạng nơron điều khiển vị trí cánh tay Robot 86 283 0

Xem thêm: Phương Pháp Cải Tiến Quy Trình, Cải Tiến Liên Tục

*

Nghiên cứu ứng dụng Learning Feed Forward trên cơ sở điều khiển thích nghi theo mô hình mẫu (Mras) điều khiển vị ytis cánh tay Robot 89 574 0

Xem thêm bài viết thuộc chuyên mục: Đồ án