Hướng dẫn lập trình cho PIC bằng CCS ver3.242

Bài tiếp: +Bài 2: Sử dụng Biến và Hàm, Cấu trúc lệnh, Chỉ thị tiền xử lý trong CCS

Bài 1: Hướng dẫn lập trình cho PIC bằng CCS ver3.242

1. Tổng quan về CCS

1.1. Vì sao ta sử dụng 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 lập trình cho Vi điều khiển một cách ngắn gọn và dễ hiểu hơn đã dẫn đến sự ra đời củangôn ngữ C ra đời, nhu cầu dùng ngôn ngữ C đề thay cho ASM trong việc mô tả các lệnh 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.

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…

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.

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.

 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.

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.

 Tab General

‐ 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.

2.1.2. 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.

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.

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…

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…

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

Tab Analog

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.

Tab Other

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

Tab Interrupts

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.

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 thị 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 dịch 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 thị tiền xử lý cho biết dùng ngắt nào.

+ Chương trình chính .

+ Một chương trình C có thể được viết luôn tuồn trong  hàm main () , nếu chúng rất ngắn và đơn giản. Nhưng khi chương trình bắt đầu dài ra , phức tạp lên 1 chút thì phải phân chia trong các hàm con .

Các hàm này có thể là :

1/ Hàm không trả về trị.

Ví dụ :

Void xu_ly( )

{ 

z= x+y ;

}

Hàm trên chỉ thực hiện các lệnh trong thân hàm , khi gọi hàm này chỉ đơn giản viết :

Xu_ly( ) ;

2/ Hàm có trả về trị. 

Ví dụ :

int  xu_ly ( int a , int b)

{

 . . . . . .

Return (a+b) ;

}

Hàm trên sẽ trả về tổng  (a+b) . khi sử dụng , ví dụ tính tổng 2 biến e ,f , chương trình như sau (trong hàm main() ) :

Main()

{

Int e ,f  ,g ;

e=7 ;

f= 4;

g = xu_ly(e ,f );   // giá trị g=28

}

+ Mỗi hàm con nên được viết để thực hiện 1 chức năng chuyên biệt nào đó  . Bên trong 1  hàm con có thể gọi 1 hay nhiều hàm khác  . Cách thức hoạt động như  viết 1 chương trình C trên máy tính . 

+ Nếu chương trình lớn hơn nữa có thể làm file c rất dài và do đó rất khó kiểm soát , nên sẽ cần phân chia ra các file c . trong đó file chính chứa hàm main sẽ được biên dịch . Các file c khác chứa các hàm phục vụ chuyên biệt như : cho LCD , . . .Trong file chính chỉ cần thêm dòng #include < filex.c > là tất cả hàm cần dùng chứa trong file x sẽ được biên dịch vào file hex chung.  Các ví dụ trong thư mục của CCS nếu có sử dụng LCD sẽ chèn 1 dòng #include <lcd.c> và do đó sẽ gọi được các hàm trong file này mà không cần phải viết lại . điều này có nghĩa là ta có thể viết các file c chứa mã tổng quát có thể dùng chung cho nhiều project , tức là tái sử dụng mã , thay vì phải viết lại chuyên biệt cho từng project . Đây là cách làm chuyên nghiệp cho những project lớn .

(Nguồn: Sưu tầm)