Đồ án Thiết kế thiết bị đo nhiệt độ môi trường hiển thị trên led 7 thanh

hần cứng Phần mềm Đạt yêu cầu Không Đạt yêu cầu Hình 2.2 Sơ đồ khối quy trình kế TOP-DOWN 2.3. LỰA CHỌN TỔNG QUAN VỀ CÁC LINH KIỆN 2.3.1. Lựa chọn linh kiện Khối cảm biến + Để đo lường nhiệt độ thì có thể sử dụng nhiều loại cảm biến khác nhau,mỗi loại có một ưu điểm riêng phù hợp với tùng yêu cầu riêng.Ở đây yêu cầu của bài tập là đo nhiệt môi trường bình thường nên sủ dụng LM35 là tối ưu nhất vì :đây là loại cảm biến có độ chính xác cao,tầm hoạt động tuyến tính từ 0 – 128 độ C ,tiêu tán công suất thấp. Khối xử lý + Dùng vi điều khiển Ưu điểm : + Vi điều khiển có khả năng điều khiển linh hoạt theo mong muốn của người sử dụng dựa vào phần mềm được viết. + Khả năng thay đổi mã có thể thực hiện được. + Hệ thống đơn giản hơn nhiều,kích thước nhỏ,hơn nữa sẽ giảm được độ kém ổn định do nhiều linh kiện gây ra. + Có thể thay đổi thêm chức năng bằng cách thay đổi mềm. Nhược điểm : Chất lượng của hệ thống phụ thuộc vào chất lượng được nạp cho vi điều khiển. Khối hiển thị (yêu cầu của đề bài là dùng LED 7 thanh) Yêu cầu đặt ra khối hiển thị là thân thiện với người sử dụng trên cơ sở ta có 2 phương án sau : + Phương án 1 : Dùng led 7 thanh Ưu điểm : Đơn giản , rẻ và có góc nhìn rộng. Nhược điểm : Không chỉ dẫn cụ thể, giới hạn ký tự hiện ra. Nếu muốn hiển thị dài cần nhiều LED và đi kèm nó là bộ giải mã. Điều này làm cho hệ thống trở nên cồng kềnh, phức tạp. Việc lập trình quét hàng quét cột để hiển thị phức tạp. + Phương án 2 : Dùng LCD Ưu điểm : Hiển thị rò ràng kèm theo chỉ dẫn Thay đổi nội dung linh hoạt.Xử lý lập trình đơn giản hơn LED 7 thanh. Nhược điểm : Giá thành đắt. Kết luận : Sau khi cân nhắc các phương án đưa ra và khả năng phối hợp giữa các khối, phù hợp với đề tài, chúng em lựa chọn giải pháp : - Sử dụng PIC16F877 Sử dụng Led 7 thanh - Sử dụng cảm biến nhiệt LM35 2.3.2. Tổng quan về linh kiện Gồm : PIC 16F877 LED 7 đoạn Anode chung Thiết bị cảm biến nhiệt độ LM35 Các linh kiện khác như: tranzito, thạch anh, tụ diện ….. ***(Được đưa vào phần phụ lục cuối báo cáo)*** 2.4 SƠ ĐỒ CALL GRAPH VI ĐIỀU KHIỂN LED 7 THANH NHIỆT ĐỘ BUTTON Tín hiệu tương tự Tín hiệu điện Tín hiệu số CẢM BIẾN Tín hiệu điện Tín hiệu điện Hình 2.3 Sơ đồ CALL GRAPH 2.5. SƠ ĐỒ ĐẶC TẢ CỦA HỆ THỐNG Nhiệt độ môi trường Tín hiệu tương tự Bộ cảm biến Tín hiệu tương tự Bộ biến đổi ADC Tín hiệu số Bộ vi xử lý Tín hiệu số Hiển thị nhiệt độ Hình 2.4 Sơ đồ đặc tả của hệ thống Nguyên lý hoạt động của sơ đồ : Nhiệt độ môi trường là một dạng tín hiệu tương tự được bộ cảm biến thu nhận và chuyển thành tín hiệu điện tương tự rồi gửi đến bộ chuyển đổi ADC. Từ tín hiệu tương tự được đưa vào ADC mã hoá và chuyển nó thành tín hiệu điện dạng số gửi đến bộ vi xử lý. Ở đây tín hiệu số được xử lý theo chương trình đã viết để điều chỉnh hiển thị nhiệt độ theo quy ước. 2.6. CÁC MODULE TRONG HỆ THỐNG 2.6.1 Module điều khiển Hình 2.5 Module điều khiển Nhận tín hiệu từ cảm biến qua bộ biến đổi ADC của VDK có chức năng chuyển đổi từ tín hiệu analog sang digital.Điều khiển,xử lý rồi đưa tới khối hiển Nút ấn và điện trở để tạo ra RESET cho PIC. Thạch anh tạo dao dộng và các tụ lọc nhiễu. Module hiển thị Hình 2.6 Module hiển thị - Các LED đều là ANOT chung, chân A, B, C, D, E, F, G là các chân dữ liệu của LED, từng LED hoạt động độc lập, chân ANOT chung được nối qua TRASISTOR và nối với VCC của khối nguồn. - Khi tín hiệu ở các transistor là mức logic cao thì các led được kích hoạt và nhận tín hiệu số từ bộ vi xử lý để hiển thị nhiệt độ lên Led 7 thanh 2.6.3 Module khối nguồn Hình 2.7 Module khối nguồn Mạch nguồn cung cấp điện áp cho hệ thông hoạt động,trong đó gồm có : Biến áp để biến đổi điện áp xoay chiều thành xoay chiều điện áp thấp, cấp cho mạch chỉnh lưu . Chỉnh lưu cầu nhiệm vụ biến đổi điện áp xoay chiều thành một chiều Các tụ có vai trò lọc các thành phần nhiễu và bậc cao . 7805 có vai trò tạo ra điện áp 5v chuẩn. 2.6.4 Module cảm biến nhiệt Hình 2.8 Module cảm biến nhiệt - Cảm biến nhiệt LM35 có vai trò đo nhiệt độ môi trường , sau đó truyền tín hiệu đo được cho pic dưới dạng điện áp. Đầu ra số 3 của biến trở được nối vào chân RA0 của VĐK. Tụ 100nF cực dương được nối vào chân 1 và cực âm nối vào chân 3 của cảm biến LM35. - LM 35 cứ tăng 1oC thì điện áp tăng 10mv CHƯƠNG 3: XÂY DỰNG HỆ THỐNG 3.1 SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ Hình 3.1 Sơ đồ nguyên lý của hệ thống 3.2. SƠ ĐỒ THUẬT TOÁN ĐIỀU KHIỂN Bắt đầu Định nghĩa các biến, khởi tạo các ngắt, cài đặt các thông số LED Đọc giá trị nhiệt độ hiện tại từ ADC PIC 16F877A Hiển thị các giá trị nhiệt độ lên LED 7 thanh Kết thúc Hình 3.2 Sơ đồ thuật toán SƠ ĐỒ MÔ PHỎNG HỆ THỐNG Hình 3.3 Sơ đồ tổng thể mô phỏng bằng PROTEUS Nguyên lý hoạt động của hệ thống: Khi khởi động hệ thống, cảm biến nhiệt LM35 sẽ thu nhận tín hiệu tương tự đầu vào là nhiệt độ môi trường được mã hóa thành tín hiệu điện đưa tới bộ vi xử lý .Tín hiệu này được đưa vào vi điều khiển qua chân AN0 (analog của ADC) của PIC16f877A; trong pic đã tích hợp sẵn bộ chuyển đổi tương tự sang số à tín hiệu điện áp được chuyển đổi sang tín hiệu số và được xuất ra cổng từ RD4->RD7 và được hiển thị lên màn hình LED 7 thanh. Công thức biến đổi trong ADC: ở đây ta dùng adc của pic là 10bit à max= 1023, Vref=Vcc; giả thiết đầu ra của Vcc=5V nên tại 0 độ C hay 273 độ K thi đầu ra của LM35 là 0 V. ví dụ: nhiệt độ là 30 độ C = 303k àout= 303x10mV/K =3,03 V. Ta tính toán giá trị đọc được từ adc 10 bit (ADC_Vin là điện áp đưa vào chân ADC của pic, ADC_value la giá trị đầu ra của ADC dưới dạng thập phân): ADC_Vin =5V à ADC_value =1023 ADC_Vin =0 V à ADC_value =0 (ứng với 0 độ C) ADC_Vin =3,03Và ADC_value =(1023/5)x3,03=619,938 (ứng với 30 độ C) Mặt khác do: Vref=Vcc=5V nên ADC_value =1 tương ứng với (5/1023=4,887mV =5V).Trong khi đó LM35 cho ra điện áp là 10mV/1K nên giá trị ADC thay đổi 1 đơn vị thì nhiệt độ phải thay đổi là 0.5K (hay là gần 5mV).như vậy ta có công thức đầy đủ tính độ C như sau: C=(ADC_value )x(4,887mV/10mV) à C=(ADC_value )/2.048 3.4 SƠ ĐỒ MẠCH IN CỦA SẢN PHẨM Hình 3.4 Sơ đồ mạch in 3.5 CHƯƠNG TRÌNH #include #device *=16 adc=10 #FUSES NOWDT, HS, NOPUT, NOPROTECT, NODEBUG, NOBROWNOUT, NOLVP, NOCPD, NOWRT #use delay(clock=20m) #byte port_led7 = 0x06 //port B #byte scan_led = 0x08 //port D #byte trisa = 0x85 //tris A #byte trisb = 0x86 //tris B #byte trisd = 0x88 //tris D #bit led1 = scan_led.7 #bit led2 = scan_led.6 #bit led3 = scan_led.5 #bit led4 = scan_led.4 int8 read,dem_ngat; int8 led_code[13]={0xC0,0xF9,0xA4,0xB0,0x99,0x92,0x82,0xF8,0x80,0x90,0xff,0x9c,0xc6};//{0,1,2,3,4,5,6,7,8,9, , *,C} int8 led_buffer[4]; #int_timer0 void quet_led(void)//sau 5ms thi thay doi led sang { set_timer0(6);//cai dat gia tri ban dau cho timer0 /////////// if(++dem_ngat==3) { dem_ngat=0; port_led7=led_code[10];//tat led if(led1==0) { led1=1; led2=0; port_led7=led_buffer[1]; }else { if(led2==0) { led2=1; led3=0; port_led7=led_buffer[2]; }else { if(led3==0) { led3=1; led4=0; port_led7=led_buffer[3]; }else { led4=1; led1=0; port_led7=led_buffer[0]; } } } } } void write_led_buffer(int8 temp) { led_buffer[0]=led_code[temp/10]; led_buffer[1]=led_code[temp%10]; led_buffer[2]=led_code[11]; led_buffer[3]=led_code[12]; } void main() { //set tris trisa=0xff; trisb=0x0; trisd=0x0; //setup timer 0 setup_timer_0(RTCC_INTERNAL|RTCC_DIV_64);//tan so timer0 = precase/64 set_timer0(6);//dat gia tri ban dau cho RTC //setup ADC setup_adc_ports(AN0);//chon kenh ADC setup_adc(ADC_CLOCK_INTERNAL);// delay_ms(50);// enable_interrupts(global);//cho phep ngat toan cuc enable_interrupts(int_rtcc); while(true) { read=read_adc(); read=read/2; delay_ms(200); write_led_buffer(read); } } KẾT LUẬN Thông qua việc hoàn thành đồ án này chúng em đã rút ra được rất nhiều kinh nghiệm trong học tập cũng như tinh thần làm việc tập thể. Và kết quả thu được là : Một thiết bị đo nhiệt độ môi trường dạng số. Hạn chế : Sản phẩm cồng kềnh không đẹp mắt, chỉ có tính năng hiển thị nhiệt độ thông thường, ít công dụng thực tế vì giá thành cao.... Hướng phát triển : Có thể kết hợp đo nhiệt độ với đo thời gian thực trên cùng một sản phẩm(hiển thị ngày giờ trên LED 7 thanh). Hay đo nhiệt đo kết hợp với cảnh báo quá mức nhiệt độ giới hạn cho phép, đo và điều khiển nhiệt độ trong các thiết bị dân dụng như lò ấp trứng, lò bánh mì....... PHỤ LỤC TỔNG QUAN CHI TIẾT VỀ CÁC LINH KIỆN * Thiết bị cảm biến nhiệt độ LM 35 Hình 1: Hình dáng bên ngoài của LM35 Hình 2: Sơ đồ chân LM35 Giới thiệu chung về LM35 Dòng LM35 là dòng mạch tích hợp cảm biến chính xác nhiệt độ, có điện áp ra tỉ lệ thuận tuyến tính với nhiệt độ (ºC) do đó có lợi thế hơn so với cảm biến nhiệt độ tuyến tính hiệu chuẩn trong ºK, chẳng hạn như người dùng không phải trừ đi một lượng lớn hằng số điện áp từ đầu ra để phân chia thang nhiệt độ thuận tiện hơn. Độ chính xác cao, tính năng cảm biến nhiệt độ rất nhạy, ở nhiệt độ 25(0C) nó có sai số không quá 1%. Với tầm đo từ 0(0C) đến 128(0C) , tín hiệu ngõ ra tuyến tính liên tục với những thay đổi của tín hiệu nhõ vào. LM35 không cần hiệu chuẩn hay chỉnh sửa để đưa về nhiệt độ chính xác như ±1/4ºC ở nhiệt độ phòng và ±3/4ºC trong khoảng -55 đến 150ºC.Sai số thấp vì được vi mạch điều chỉnh. Trở kháng đầu ra của LM35 thấp, đầu ra tuyến tính và hiệu chuẩn chính xác giúp đọc và kiểm soát mạch dễ dàng. Nó được sử dụng với nguồn một chiều. Chỉ sử dụng 60µA từ nguồn nên nhiệt độ vi mạch tăng rất ít, thấp hơn 0,1ºC trong không khí. Được đánh giá cao khi hoạt động trong khoảng -55 đến 150ºC, trong khi LM35C được đánh giá trong khoảng -40 đến 110ºC (-10ºC với độ chính xác được cải thiện). Dòng LM35 đã được đóng gói sẵn trong các khối bán dẫn kín TO-46, LM35C, LM35CA và LM35D được đóng gói trong khối bán dẫn TO-92. b) Tính năng Đo nhiệt độ chính xác (ºC). Tỉ lệ tuyến tính +10mV/ºC. Có thể đảm bảo chính xác 0,5ºC (ở 25ºC). Đo trong khoảng -55 đến 150ºC. Thích hợp cho các ứng dụng từ xa. Sai số thấp, chỉ ±1/4 ở nhiệt độ phòng. Hoạt động 4 - 30V. Dưới 60µA. Vi mạch tăng nhiệt thấp, 0,06ºC trong không khí. Trở kháng ra thấp, 0,1Ω cho 1mA tải. c) Ứng dụng tiêu biểu Hình 3. Cảm biến nhiệt độ (ºC) cơ bản Hình 4 Cảm biến toàn bộ trong phạm vi nhiệt độ (-55ºC - 150ºC) Hình 5 Cảm ứng nhiệt độ từ xa 2 dây (cảm biến nối đất) Hình 6 Cảm ứng nhiệt độ từ xa 2 dây (đầu ra nối đất) Hình 7 Cảm biến nhiệt độ, nguồn đơn, -55ºC – 150ºC Hình 8 Nhiệt kế Fahrenheit Hình 9 Nhiệt kế bách phân d) Các giá trị Áp nguồn: +35V đến -0,2V Áp ra: +6v đến -1V Dòng ra: 10mA Nhiệt độ lưu trữ: TO-46 Package: -60ºC đến +180ºC TO-92 Package: -60ºC đến +150ºC SO-8 Package: -65ºC đến +150ºC TO-220 Package: -65ºC đến +150ºC Nhiệt độ chì: TO-46 Package (hàn 10 giây): 300ºC TO-92 and TO-220 Package (hàn 10s): 260ºC Phạm vi nhiệt độ: LM35, LM35A: -55ºC đến +150ºC LM35C, LM35CA: -40ºC đến +110ºC LM35D: 0ºC đến +100ºC e) Phân loại và đặc điểm Thông số Điều kiện LM35A LM35CA Đơn vị Thuộc tính Giới hạn thử nghiệm Giới hạn thiết kế Thuộc tính Giới hạn thử nghiệm Giới hạn thiết kế Độ chính xác TA=+25ºC TA=-10˚C TA=Tmax TA=Tmin ±0,2 ±0,3 ±0,4 ±0,4 ±0,5 ±1 ±1 ±0,2 ±0,3 ±0,4 ±0,4 ±0,5 ±1 ±1 ±1,5 ºC ºC ºC ºC Phi tuyến Tmin≤TA≤Tmax ±0,18 ±0,35 ±0,15 ±0,3 ºC Độ dốc trung bình Tmin≤TA≤Tmax +10 +9,9; +10,1 +10 +9,9 +9,9;+10,1 mV/ºC Quy định tải 0≤IL≤1mA TA=+25˚C Tmin≤TA≤Tmax ±0,4 ±0,5 ±1 ±0,3 ±0,4 ±0,5 ±0,1 ±0,3 mV/mA mV/mA Quy định đường truyền TA=+25˚C 4V≤VS≤30V ±0.01 ±0.02 ±0.05 ±0.1 ±0.01 ±0.02 ±0.05 ±0.1 mV/V mV/V Dòng tĩnh VS=+5V,+25ºC VS=+5V VS=+30V,+25ºC VS=+30V 56 105 56,2 105,2 67 68 131 133 56 91 56,2 91,5 67 68 114 116 µA µA µA µA Thay đổi của dòng tĩnh 4V≤VS≤30V,+25˚C 4V≤VS≤30V 0,2 0,5 1 2 0,2 0,5 1 2 µA µA Hệ số nhiệt độ của dòng tĩnh +0,39 +0,5 +0,39 +0,5 µA/ºC Nhiệt độ tối thiểu cho sự chính xác Trong mạch hình 1, IL=0 +1,5 +2 +1,5 +2 ºC Ổn định dài hạn TJ=Tmax, for 1000 giờ ±0,08 ±0,08 ºC Bảng phân loại LM35 * PIC16F877A Hình 10 Hình dáng bên ngoài của PIC16F877A Hình 2.19 Sơ đồ chân PIC16F877A a) Giới thiệu Đây là vi điều khiển thuộc họ PIC 16Fxxx với tập lệnh gồm 35 lệnh với độ dài 14 bit, mỗi lệnh thực thi trong 1 chu kỳ xung clock, tốc độ tối đa cho phép 20MHz với 1 chu kỳ 20 ns. Bộ nhớ chương trình là 8K X 14 bit, bộ nhớ dữ liệu 368 X 8 byte Ram và bộ nhớ dữ liệu EEPROM dung lượng 256 X 8 byte. Số PORT I/O là 5 với 33 pin I/O. b) Các đặc tính ngoại vi Timer0: bộ đếm 8 bit với bộ chia tần số 8 bit. Timer1: bộ đếm 16 bit với bộ chia tần số, có thể thực hiện chức năng đếm dựa vào xung clock ngoại vi ngay khi vi điều khiển hoạt động ở chế độ sleep. Timer2: bộ đếm 8 bit với bộ chia tần số, bộ postcaler. Hai bộ capture/so sánh/điều chế độ rộng xung. Các chuẩn giao tiếp nối tiếp SSP (Synchronous Serial Port), SPI và I2C. Chuẩn giao tiếp nối tiếp USART với 9 bit địa chỉ. Cổng giao tiếp song song PSP (Parallel Slave Port) với các chân điều khiển RD, WR, CS ở bên ngoài. c) Các đặc tính analog 8 kênh chuyển đổi ADC 10 bit. Hai bộ so sánh. d) Các đặc tính khác của vi điều khiển Bộ nhớ flash ghi/xóa được 100.000 lần. Bộ nhớ EEPROM ghi/xóa 1.000.000 lần, lưu trữ trên 40 năm. Khả năng nạp chương trình với sự điều khiền của phần mềm. Nạp chương trình ngay trên mạch điện ICSP (In Circuit Serial Programming) thông qua 2 chân. Watchdog Timer với bộ dao động trong. Chức năng bảo mật. Chế độ sleep. Hoạt động với nhiều dạng Oscillator khác nhau. e) Bộ nhớ Bao gồm bộ nhớ chương trình (Program memory) và bộ nhớ dữ liệu (Data Memory). Bộ nhớ chương trình là bộ nhớ flash dung lượng 8 Kword (1 word = 14 bit), phân thành nhiều trang (page 0 – 3) có khả năng chứa 8x1024=8192 lệnh (1 lệnh = 1 word). Bộ nhớ dữ liệu là bộ nhớ EEPROM chia làm 4 bank, mỗi bank có dung lượng 128 byte. f) Các cổng xuất nhập (I/O port) Cổng xuất nhập (I/O port) chính là phương tiện mà vi điều khiển dùng để tương tác với thế giới bên ngoài. Sự tương tác này rất đa dạng và thông qua quá trình tương tác đó, chức năng của vi điều khiển được thể hiện một cách rõ ràng. Một cổng xuất nhập của vi điều khiển bao gồm nhiều chân (I/O pin), tùy theo cách bố trí và chức năng của vi điều khiển mà số lượng cổng xuất nhập và số lượng chân trong mỗi cổng có thể khác nhau. Bên cạnh đó, do vi điều khiển được tích hợp sẵn bên trong các đặc tính giao tiếp ngoại vi nên bên cạnh chức năng là cổng xuất nhập thông thường, một số chân xuất nhập còn có thêm các chức năng khác để thể hiện sự tác động của các đặc tính ngoại vi nêu trên đối với thế giới bên ngoài. Chức năng của từng chân xuất nhập trong mỗi cổng hoàn toàn có thể được xác lập và điều khiển được thông qua các thanh ghi SFR liên quan đến chân xuất nhập đó. Vi điều khiển PIC16F877A có 5 cổng xuất nhập, bao gồm PORTA, PORTB, PORTC, PORTD và PORTE. Cấu trúc và chức năng của từng cổng xuất nhập được trình bày dưới đây: PORTA: PORTA (RPA) bao gồm 6 I/O pin. Đây là các chân “hai chiều” (bidirectional pin), nghĩa là có thể xuất và nhập được. Chức năng I/O này được điều khiển bởi thanh ghi TRISA (địa chỉ 85h). Muốn xác lập chức năng của một chân trong PORTA là input, ta “set” bit điều khiển tương ứng với chân đó trong thanh ghi TRISA và ngược lại, muốn xác lập chức năng của một chân trong PORTA là output, ta “clear” bit điều khiển tương ứng với chân đó trong thanh ghi TRISA. Thao tác này hoàn toàn tương tự đối với các PORT và các thanh ghi điều khiển tương ứng TRIS (đối với PORTA là TRISA, đối với PORTB là TRISB, đối với PORTC là TRISC, đối với PORTD là TRISD và đối với PORTE là TRISE). Bên cạnh đó PORTA còn là ngõ ra của bộ ADC, bộ so sánh, ngõ vào analog ngõ vào xung clock của Timer 0 và ngõ vào của bộ giao tiếp MSSP (Master Synchronous Serial Port). Các thanh ghi SFR liên quan đến PORTA bao gồm: -PORTA (địa chỉ 05h) : chứa giá trị các pin trong PORTA. TRISA (địa chỉ 85h) : điều khiển xuất nhập. - CMCON (địa chỉ 9Ch) : thanh ghi điều khiển bộ so sánh. - CVRCON (địa chỉ 9Dh) : thanh ghi điều khiển bộ so sánh điện áp. - ADCON1 (địa chỉ 9Fh) : thanh ghi điều khiển bộ ADC. PORTB: PORTB (RPB) gồm 8 pin I/O. Thanh ghi điều khiển xuất nhập tương ứng là TRISB. Bên cạnh đó một số chân của PORTB còn đươc sử dụng trong quá trình nạp chương trình cho vi điều khiển với các chế độ nạp khác nhau. PORTB còn liên quan đến ngắt ngoại vi và bộ Timer0. PORTB còn được tích hợp chức năng điện trở kéo lên được điều khiển bởi chương trình. Các thanh ghi SFR liên quan đến PORTB bao gồm: - PORTB (địa chỉ 06h,106h) : chứa giá trị các pin trong PORTB -TRISB (địa chỉ 86h,186h) : điều khiển xuất nhập - OPTION_REG (địa chỉ 81h,181h) : điều khiển ngắt ngoại vi và bộ Timer0 PORTC: PortC là cổng hai chiều với độ rộng đường truyền là 8 bit. Tương ứng với việc điều khiển nó là thanh ghi TRISC. Cổng C đa hợp với việc vận hành thiết bị ngoại vi. Bên cạnh đó PortC còn chứa các chân có chức năng của bộ so sanh, bộ Timer1, bộ PWM là một dạng chân mà tự động băm xung và các chuẩn giao tiếp nối tiếp I2C, SPI, SSP, RS232. Các thanh ghi điều khiển liên quan đến PortC: - PORTC (địa chỉ 07h): chứa giá trị các chân trong - TRISC (địa chỉ 87h): điều khiển xuất nhập PORTD: Là cổng vào ra số, truyền thông song song có 8 bit và có bộ đệm đầu vào Schmitt Trigger. Thanh ghi điều khiển xuất nhập tương ứng là TRISD. PortD còn là cổng xuất dữ liệu của chuẩn giao tiếp PSP (Parallel Slave port). Các thanh ghi liên quan đến PortD bao gồm: - Thanh ghi PORTD: chứa giá trị các chân trong cổng D. - Thanh ghi TRISD: điều khiển nhập xuất PortD và chuẩn giao tiếp PSP. PORTE: PORTE (RPE) gồm 3 chân I/O. Thanh ghi điều khiển xuất nhập tương ứng là TRISE. Các chân của PORTE có ngõ vào analog. Bên cạnh đó PORTE còn là các chân điều khiển của chuẩn giao tiếp PSP. Cấu trúc bên trong và chức năng cụ thể của từng chân trong PORTE Các thanh ghi liên quan đến PORTE bao gồm: - PORTE : chứa giá trị các chân trong PORTE. - TRISE : điều khiển xuất nhập và xác lập các thông số cho chuẩn giao tiếp PSP. - ADCON1 : thanh ghi điều khiển khối ADC g) TIMER0 Đây là một trong ba bộ đếm hoặc bộ định thời của Vi điều khiển  PIC16F877A. Timer0 là bộ đếm 8 bit được kết nối với bộ chia tần số (prescaler) 8 bit. Cấu trúc của Timer 0 cho phép ta lựa chọn xung clock tác động và cạnh tích cực của xung clock. Ngắt Timer 0 sẽ xút hiện hki Timer 0 bị tràn. Bit TMR0IE (INTCON) là bit điều khiển của Timer 0. TMR0IE=1 cho phép ngắt Timer 0 hoạt động và ngược lại. Muốn Timer 0 hoạt động ở chế độ Timer ta clear bit TOSC (OPTION_REG), khi đó giá trị thanh ghi TMR0 sẽ tăng theo từng chu kỳ đồng hồ. Khi giá trị thanh ghi TMR0 từ giá trị FFh về 00h, ngắt Timer 0 sẽ xuất hiện. Thanh ghi TMR0 cho phép ghi và xóa được giúp ta ấn định thời điểm ngắt Timer0 xuất hiện một cách linh hoạt. Muốn Timer0 hoạt động ở chế độ Counter ta set bit TOSC (PTION_REG). Khi đó xung tác động lên bộ đếm được lấy từ chân RA4/ TOCK1. Bit TOSE ( OPTION_REG) cho phép lựa chọn cạnh tác động vào bộ đếm. Cạnh tác động sẽ là cạnh lên nếu TOSE=0 và cạnh tác động sẽ là cạnh xuống nếu TOSE=1. Khi thanh ghi TMR0 bị tràn, bit TMR0IF ( INTCON) sẽ được set. Đây chính là cờ ngắt của Timer0. Cờ ngắt này phải được xóa bằng chương trình trước khi bộ đếm bắt đầu thực hiện lại quá trình đếm. Ngắt Timer0 không thể “ đánh thức” vi điều khiển từ chế độ sleep. Bộ chia tần số ( prescaler) được chia sẻ giữa Timer0 và WDT ( Watchdog Timer). Điều đó có nghĩa là nếu prescaler được sử dụng cho Timer0 thì WDT sẽ không có được hỗ trợ của prescaler và ngược lại. Prescaler được điều khiển bởi thanh ghi OPTION_REG. Bit PSA ( OPTION_REG ) xác định đối tượng tác động của prescaler. Các bit PS2:PS0 ( OPTION_REG) xác định tỉ số chia tần số của prescaler. Xem lại thanh ghi OPTION_REG để xác định lại một cách chi tiết về các bit điều khiển trên. Các lệnh tác động lên giá trị thanh ghi TMR0 sẽ xóa chế độ hoạt động của prescaler. Khi đối tượng tác động là Timer0, tác động lên giá trị thanh ghi TMR0 sẽ xóa các prescaler nhưng không làm thay đổi đối tượng tác động của prescaler. Khi đối tượng tác động là WDT, lệnh CLRWDT sẽ xóa prescaler, đồng thời prescaler sẽ ngưng tác vụ hỗ trợ cho WDT. Các thanh ghi điều khiển liên quan đến Timer0 bao gồm: TMR0 ( địa chỉ  01h,101h): chứa giá trị đếm của Timer0. INTCON( địa chỉ 0Bh, 8Bh, 10Bh, 18Bh): cho phép ngắt hoạt động ( GIE và PEIE). OPTION_REG ( địa chỉ 81h, 181h): điều khiển prescaler.h) TIMER1 Timer1 là bộ định thời 16 bit, giá trị của hai Timer1 sẽ được lưu trong hai thanh ghi ( TMR1H:TML1R). Cờ ngắt của Timer1 là bit TMR1IF ( PIR). Bit điều khiển của Timer1 sẽ là TMR1IE ( PIE). Tương tự như Timer0, Timer1 cũng có hai chế độ hoạt động: chế độ định thời ( timer) với xung kích là xung clock của oscillator ( tần số của timer bằng ¼ tần số của oscillator) và chế độ đếm ( counter) với xung kích là xung phản ánh các sự kiện cần đếm lấy từ bên ngoài thông qua chân RC0/T1OSO/T1CKI ( cạnh tác động là cạnh lên). Việc lựa chọn xung tác động ( tương ứng với việc lựa chọn chế đọ hoạt động là timer hay counter) được điều khiển bởi bit TMR1CS (T1CON). Ngoài ra Timer1 còn có chức năng reset input bên trong được điều khiển bởi một trong hai khối CCP ( Capture/ Compare/ PWM). Khi bit T1OSCEN ( T1CON) được set, Timer1 sẽ lấy xung clock từ hai chân RC1/T1OSI/CCP2 và RC0/T1OSO/T1CKI làm xung đến. Timer1 sẽ bắt đầu đếm sau cạnh xuống đầu tiên của xung ngõ vào. Khi đó PORTC sẽ bỏ qua sự tác động của hai bit TRISC và PORTC được gán giá trị 0. Khi clear bit T1OSCEN Timer1 sẽ lấy xung đếm từ oscillator hoặc từ chân RC0/T1OSO/T1CKI. Timer1 có hai chế độ đếm là đồng bộ ( Synchronous) và bất đồng bộ ( Asynchronous). Chế độ đếm được quyết định bởi bit điều khiển  (T1CON). Khi =1 xung đếm lấy từ bên ngoài sẽ không được đồng bộ hóa với xung clock bên trong, Timer1 sẽ tiếp tục quá trình đếm khi vi điều khiển đang ở chế độ sleep và ngắt do Timer1 tạo ra khi bị tràn có khả năng đánh thức vi điều khiển. Ở chế độ đếm bất đồng bộ, Timer1 không thể được sử dụng để làm nguồn xung clock cho khối CCP ( Capture/ Compare/ Pulse width modulation). Khi =0 xung đếm vào Timer1 sẽ được đồng bộ hóa với xung clock bên trong. Ở chế độ này Timer1 sẽ không hoạt động khi vi điều khiển đang ở chế độ sleep. Các thanh ghi liên quan đến Timer1 bao gồm: INTCON ( địa chỉ 0Bh, 8Bh, 10Bh, 18Bh): cho phép ngắt hoạt động ( GIE và PEIE). PIR1 ( địa chỉ 0Ch): chứa cờ ngắt Timer1 ( TMR1IF). PIE1 ( địa chỉ 8Ch): cho phép ngắt Timer1 ( TMR1IE). TMR1L ( địa chỉ 0Eh): chứa giá trị 8 bit thấp của bộ đếm Timer1. TMR1H ( địa chỉ 0Eh): chứa giá trị 8 bit cao của bộ đếm Timer1. T1CON ( địa chỉ 10h): xác lập các thông số cho Timer1. Chi tiết các thanh ghi sẽ được trình bày cụ thể trong phụ lục 2. i) TIMER2 Timer2 là bộ định thời 8 bit và được hỗ trợ bởi hai bộ chia tần số prescaler và postscaler. Thanh ghi chứa giá trị đếm của Timer2 là TMR2. Bit cho phép ngắt Timer2 tác động là TMR2ON ( T2CON). Cờ ngắt của Timer2 là bit TMR2IF ( PIR1). Xung ngõ vào ( tần số bằng ¼ tần số oscillator) được đưa qua bộ chia tần số prescaler 4 bit ( với các tỉ số chia tần số là 1:1, 1:4 hoặc 1:16 và được điều khiển bởi các bit T2CKPS1:T2CKPS0 (T2CON)). Timer2 còn được hỗ trợ bởi thanh ghi PR2. Giá trị đếm chương trình trong thanh ghi TMR2 sẽ tăng từ 00h đến giá trị chứa trong PR2, sau đó được reset về 00h. Khi reset thanh ghi PR2 được nhận giá trị mặc định FFh.  Ngõ ra của Timer2 được đưa qua bộ chia tần số postscaler vơi các mức chia từ 1:1 đến 1:16. Postscaler được điều khiển bởi 4 bit T2OUTPS3:T2OUTPS0. Ngõ ra của postscaler đóng vai trò quyết định trong việc điều khiển cờ ngắt. Ngoài ra ngõ ra của Timer2 còn được kết nối với khối SSP, do đó Timer2 còn đóng vai trò tạo ra xung clock đồng bộ cho khối giao tiếp SSP. Các thanh ghi liên quan đến Timer2 bao gồm: INTCON ( địa chỉ 0Bh, 8Bh, 10Bh, 18Bh): cho phép toàn bộ các ngắt ( GIE và PEIE). PIR1( địa chỉ 0Ch): chứa cờ ngắt Timer2 ( TMR2IF). PIE1 ( địa chỉ 8Ch): chứa bit điều khiển Timer2 ( TMR2IE). TMR2 ( địa chỉ 11h): chứa giá trị đếm của Timer2. T2CON ( địa chỉ 12h): xác lập các thông số cho Timer2. PR2 ( địa chỉ 92h): thanh ghi hỗ trợ cho Timer2. Chi tiết các thanh ghi sẽ được trình bày cụ thể trong phần phụ lục 2. Ta có một số nhận xét về Timer0, Timer1 và Timer2 như sau: Timer0 và Timer2 là bộ đếm 8 bit ( giá trị đếm tối đa là FFh), trong khi Timer1 là bộ đếm 16 bit ( giá trị đếm tối đa là FFFFh). Timer0, Timer1 và Timer2 đều có hai chế độ hoạt động là timer và counter. Xung clock có tần số bằng ¼ tần số của oscillator. Xung tác động lên Timer0 được hỗ trợ bởi prescaler và có thể được thiết lập ở nhiều chế độ khác nhau ( tần số tác động, cạnh tác động) trong khi các thông số của xung tác động lên Timer1 là cố định. Timer2 được hỗ trợ bởi hai bộ chia tần số prescaler và postcaler độc lâp, tuy nhiên cạnh tác động vẫn được cố định là cạnh lên. Timer1 có quan hệ với k