LỜI CẢM ƠN

Trong quá trình thực hiện đề tài, người thực hiện đã gặp rất nhiều khó khăn. Nhưng với sự hướng dẫn và giúp đỡ tận tình của giảng viên hướng dẫn, đề tài đã hoàn thành theo đúng thời gian quy định.

Qua đây, người thực hiện xin gởi lời cảm ơn chân thành đến Thầy Lê Tấn Cường, giảng viên bộ môn Cơ - Điện tử, khoa Cơ khí chế tạo máy, trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật TP. Hồ Chí Minh, người trực tiếp hướng dẫn và giúp đỡ cũng như tạo mọi điều kiện thuận lợi cho người thực hiện hoàn thành đề tài.

Bên cạnh cạnh đó, người thực hiện xin cảm ơn tất cả các quý thầy cô giảng viên của trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật TP. Hồ Chí Minh, đặc biệt là các giảng viên bộ môn Cơ - Điện tử, khoa Cơ khí chế tạo máy, đã trang bị cho người thực hiện kiến thức đại cương và chuyên ngành quý giá, là nền tảng để người thực hiện hoàn thành đề tài.

Ngoài ra, người thực hiện xin cảm ơn Câu lạc bộ Khoa Học Trẻ, trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật TP. Hồ Chí Minh, đã hỗ trợ cho người thực hiện mô hình xe MCR cũng như giúp đỡ người thực hiện trong quá trình thực hiện đề tài.

Người thực hiện xin cảm ơn gia đình và bạn bè đã động viên và giúp đỡ trong suốt quá trình thực hiện đề tài.

TÓM TẮT ĐỒ ÁN

            Mục tiêu của đề tài là tìm hiểu phần cứng và tập lệnh của dòng vi điều khiển H8/3048. Từ đó ứng dụng để viết chương trình điều khiển cho xe MCR bám line, sử dụng phần mềm High_Performance Embedded Workshop V.4.00 để soạn thảo và biên dịch chương trình. Sau khi biên dịch, sử dụng phần mềm CPUWrite để nạp chương trình cho vi điều khiển.

            Nội dung đề tài bao gồm năm chương:

• Chương 1: Giới thiệu vi điều khiển H8/3048F-ONE.
• Chương 2: Giới thiệu tập lệnh của vi điều khiển H8/3048F-ONE.
• Chương 3: Mô hình xe MCR.
• Chương 4: Giới thiệu các phần mềm sử dụng trong đề tài.
• Chương 5: Lập trình cho xe.

ABSTRACT

1. The aim of this final year project examines hardware and instruction deck of microcomputer H8/3048 series, and one of application of microcomputer H8/3048 series is micom car rally. How to use the software which names High_Performane Embedded Workshop V.4.00 to edit and compile the C source program. After compiling, CPUWrite software, which is provided by manufactoring, is used as the program loader.
2. This project contains five chapters:

• Chapter 1: Introduce microcomputer H8/3048F-ONE’s hardware.
• Chapter 2: Introduce instruction deck of microcomputer H8/3048F-ONE.
• Chapter 3: The construction of Micom Car Rally.
• Chapter 4: Software user manual.
• Chapter 5: Program and explaination.

MỤC LỤC

                                                                                                         Trang

Trang bìa ................................................................................................................................... i

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP. ii

NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN.. iii

NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN.. iv

LỜI CẢM ƠN.. v

TÓM TẮT ĐỒ ÁN.. vi

ABSTRACT. vii

MỤC LỤC.. viii

DANH MỤC HÌNH VẼ.. xi

DANH MỤC BẢNG BIỂU.. xii

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT. xiii

CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU VI ĐIỀU KHIỂN H8/3048F-ONE.. 1

1.1       Lịch sử phát triển của vi xử lý. 1

1.1.1        Tóm tắt lịch sử phát triển của vi xử lý. 1

1.1.2        Các khái niệm cơ bản về cấu trúc của vi xử lý. 1

1.1.3        Tốc độ làm việc. 1

1.1.4        Các thanh ghi của vi xử lý. 1

1.2       Giới thiệu vi điều khiển H8/3048. 2

1.2.1        Tổng quan. 2

1.2.2        Sơ đồ khối của vi điều khiển. 3

1.2.3        Sơ đồ chân của vi điều khiển. 4

1.2.4        Cấu trúc bộ nhớ của vi điều khiển. 5

1.3       Các chế độ hoạt động của vi điều khiển. 6

1.3.1        Thanh ghi điều khiển chế độ hoạt động (MDCR – Mode Control Register). 6

1.3.2        Các chế độ hoạt động. 6

1.4       Ngõ vào ra ( I/O Port) 7

1.4.1        Tổng quan. 7

1.4.2        Port 1. 7

1.4.3        Port 2. 8

1.4.4        Port 3. 8

1.4.5        Port 4. 9

1.4.6        Port 5. 9

1.4.7        Port 6: Kết nối với DIP Switch. 10

1.4.8        Port 7: Ngõ vào tín hiệu cảm biến dò line. 10

1.4.9        Port 8. 11

1.4.10      Port 9. 11

1.4.11      Port A.. 12

1.4.12      Port B: Ngõ ra điều khiển động cơ. 12

1.5       Khảo sát TIMER của vi điều khiển H8. 14

1.5.1        Thanh ghi ITU0_TCR.. 15

1.5.2        Thanh ghi ITU0_IER.. 16

1.5.3        Thanh ghi ITU0_TSR.. 16

1.5.4        Thanh ghi ITU_STR.. 17

CHƯƠNG 2 GIỚI THIỆU TẬP LỆNH VI ĐIỀU KHIỂN H8/3048F-ONE.. 18

2.1       Các thanh ghi của vi điều khiển. 18

2.1.1        Thanh ghi thông thường và thanh ghi mở rộng (General, Extended Register) 18

2.1.2        Thanh ghi bộ đếm chương trình (Control Register): 18

2.1.3        Thanh ghi mã điều kiện (Condition Code Register). 19

2.2       Định dạng dữ liệu trên các thanh ghi 20

2.3       Giới thiệu về tập lệnh của vi điều khiển. 21

2.4       Khảo sát một số lệnh trong trong tập lệnh của vi điều khiển. 22

2.4.1        Lệnh ADD.. 22

2.4.2        Lệnh AND.. 22

2.4.3        Lệnh BAND (And bit) 23

2.4.4        Lệnh BCLR (Clear bit) 23

2.4.5        Lệnh BLD (Load bit) 24

2.4.6        Lệnh BNOT (Not bit) 24

2.4.7        Lệnh BSET (Set bit) 25

2.4.8        Lệnh CMP (Compare) 25

2.4.9        Lệnh EEPMOVE (Move data to EEPROM) 25

2.4.10      Lệnh INC (Increment) 26

2.4.11      Lệnh JMP (Jump) 26

2.4.12      Lệnh MOVE.. 26

2.4.13      Lệnh POP. 26

2.4.14      Lệnh PUSH.. 27

2.4.15      Lệnh ROT (Rotate) 27

CHƯƠNG 3 GIỚI THIỆU MÔ HÌNH XE MCR.. 28

3.1       Lịch sử phát triển xe MCR.. 28

3.1.1        JMCR (Japan Micom Car Rally) 28

3.1.2        VMCR (Vietnam Micom Car Rally) 30

3.2       Cấu tạo xe MCR: 31

3.2.1        Bộ xử lý trung tâm (CPU board): 31

3.2.2        Cảm biến dò line (Sensor board): 31

3.2.3        Phần điều khiển động cơ (Motor drive board): 32

CHƯƠNG 4 PHẦN MỀM BIÊN DỊCH VÀ PHẦN MỀM NẠP. 34

4.1       HIGH-PERFORMANCE EMBEDDED WORKSHOP V4.00. 34

4.1.1        Giới thiệu phần mềm.. 34

4.1.2        Sử dụng chương trình. 38

4.2       CPUWRITE.. 38

CHƯƠNG 5 LẬP TRÌNH CHO XE MCR.. 39

5.1       Sơ đồ khối của chương trình: 39

5.2       Chương trình “kit05.c”. 40

5.3       Giải thích chương trình “kit05.c”. 57

5.3.1        Phần bắt đầu: 57

5.3.2        Truy xuất file có sẵn. 57

5.3.3        Định nghĩa các kí hiệu sử dụng trong chương trình. 58

5.3.4        Phương pháp lập trình mẫu (Pattern Method) 60

5.3.5        Pattern 11 : đường chạy bình thường. 61

5.3.6        Đọc tín hiệu cảm biến. 62

5.3.7        Đọc tín hiệu DIP switch. 64

5.4       Giải thích chương trình “kit05start.scr”. 66

5.4.1        Chương trình: 66

5.4.2        CPU command: 68

5.4.3        Thiết lập các tham chiếu bên ngoài: 68

5.4.4        Khai báo địa chỉ các vector 68

5.4.5        Khai báo Section P. 69

5.4.6        Kết thúc khai báo: 69

5.5       Giải thích chương trình kit05.sub. 70

5.5.1        Chương trình. 70

5.5.2        Lệnh “input”: mô tả tên các file liên kết 70

5.5.3        Lệnh “lib”. 70

5.5.4        Lệnh “output”: mô tả file sau khi biên dịch (file.mot). 70

5.5.5        Lệnh “start”: định địa chỉ bắt đầu cho các vùng nhớ. 70

5.6       Cơ chế biên dịch chương trình. 71

KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ. 72

TÀI LIỆU THAM KHẢO.. 73

DANH MỤC HÌNH VẼ

Hình 1. 1 Sơ đồ khối của vi điều khiển. 3

Hình 1. 2 Sơ đồ chân của vi điều khiển. 4

Hình 1. 3 Cấu trúc bộ nhớ của vi điều khiển (Mode 7). 5

Hình 1. 4 Thanh ghi MDCR. 6

Hình 1. 5 Thanh ghi ITU0_TCR. 15

Hình 1. 6 Thanh ghi ITU0_IER. 16

Hình 1. 7 Thanh ghi ITU0_TSR. 16

Hình 1. 8 Điều kiện xảy ra ngắt. 16

Hình 1. 9 Thanh ghi ITU_STR. 17

Hình 2. 1 Các thanh ghi của vi điều khiển. 18

Hình 2. 2 Thanh ghi CR. 18

Hình 2. 3 Thanh ghi CCR. 19

Hình 2. 4 Cấu trúc dữ liệu của vi điều khiển. 20

Hình 2. 5 Chu kỳ thực hiện lệnh. 21

Hình 2. 6 Hoạt động của lệnh BAND. 23

Hình 2. 7 Hoạt động của lệnh BCLR. 23

Hình 2. 8 Hoạt động BLD. 24

Hình 2. 9 Hoạt động của lệnh BNOT. 24

Hình 2. 10 Hoạt động của lệnh BSET. 25

Hình 2. 11 Hoạt động của lệnh ROT. 27

Hình 3. 1 Mô hình xe ban đầu. 29

Hình 3. 2 Mô hình xe hiện tại. 29

Hình 3. 3 Mô hình xe tương tai. 30

Hình 3. 4 Board CPU. 31

Hình 3. 5 Board cảm biến. 31

Hình 3. 6 Sơ đồ nguyên lý cảm biến dò line. 32

Hình 3. 7 Board điều khiển động cơ. 32

Hình 3. 8 Sơ đồ nguyên lý điều khiển động cơ DC. 33

Hình 3. 9 Sơ đồ nguyên lý điều khiển động cơ servo. 33

Hình 4. 1 Giao diện chính của chương trình HEW. 34

Hình 4. 2 Giao diện workspace. 36

Hình 4. 3 Giao diện biên soạn chương trình. 37

Hình 4. 4 Giao diện output 37

Hình 4. 5 Thanh trạng thái. 37

Hình 4. 6 Giao diện chào. 38

Hình 4. 7 Giao diện chương trình nạp. 38

Hình 5. 1 Sơ đồ khối của chương trình. 39

Hình 5. 2 Góc quay động cơ servo. 59

Hình 5. 3 Trạng thái cảm biến. 61

Hình 5. 4 Tín hiệu cảm biến. 62

Hình 5. 5 Tín hiệu DIP switch. 64

Hình 5. 6 Quá trình biên dịch chương trình. 71

 

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 1. 1 Các chế độ hoạt động của vi điều khiển. 6

Bảng 1. 2 Các port sử dụng trong mô hình xe. 7

Bảng 1. 3 Kết nối PB. 12

Bảng 1. 4 Các thanh ghi của Timer 0. 14

Bảng 1. 5 Bảng giá trị bit CCLR1 và CCRL2. 15

Bảng 1. 6 Bảng giá trị bit TPSC2, TPSC1 và TPSC0. 15

Bảng 5. 1 Các pattern sử dụng trong chương trình. 60

Bảng 5. 2 Bảng giá trị DIP Swtich. 64

 

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

CPU       : Center Processing Unit.

CCR       : Control Code Register.

ERn        : Extended Register.

IER         : Interrupt Enable Register.

MCR      : Micom Car Rally.

MDCR   : Mode Control Register.

PC          : Program Couter.

PWM     : Pulse Width Modulation.

Rd          : General Register (destination).

Rn          : General Register.

Rs           : General Register (source).

SP           : Stack Poiter.

STR        : Start Register.

TCR       : Timer Control Register.

(EAd)    : Destination Operand.

(EAs)     : Source Operand.