Tài liệu Thiết kế chế tạo hệ thống khoan sản phẩm chính xác theo yêu cầu

MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH VẼ LỜI NÓI ĐẦU...............................................................................................................................8 CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI.............................................................9 1.1 Giới thiệu chung về hệ thống khoan.......................................................................................9 1.2 Thực trạng của hệ thống khoan..............................................................................................9 1.3 Ứng dụng của hệ thống trong thực tế hiện nay...................................................................10 1.4 Ý tưởng thiết kế mô hình..................................................................................................10 1.5 Phạm vi nghiên cứu............................................................................................................10 1.6 Kết luận, ý kiến về đề tài...................................................................................................10 CHƯƠNG 2 : CƠ SỞ LÝ THUYẾT XÂY DỰNG HỆ THỐNG KHOAN.....................11 2.1 Hệ điều khiển khí nén ứng dụng trong đề tài...............................................................11 2.1.1 Các yêu cầu chung về khí nén.................................................................................11 2.1.2 Những đặc trưng của khí nén...................................................................................12 2.1.3 Ưu nhược điểm của hệ thống truyền động bằng khí nén...................................13 2.1.4 Sơ đồ nguyên lý truyền động điện khí nén............................................................13 2.2 Lựa chọn phần tử khí nén.................................................................................................14 2.2.1 Xilanh.............................................................................................................................14 2.2.2 Chọn van điện từ.........................................................................................................14 2.2.3 Van tiết lưu một chiều...............................................................................................16 2.3 Vi điều khiển PIC16F877A................................................................................................17 2.3.1 Sơ đồ chân và sơ đồ nguyên lý PIC16F877A........................................................17 2.3.2 Cấu trúc phần cứng của PIC16F877A....................................................................19 2.3.3 Tổ chức bộ nhớ PIC16F877A....................................................................................22 2.3.4 Khái quát về chức năng của các port trong vi điều khiển PIC16F877A........27 2.4 GIỚI THIỆU LCD 16X2........................................................................................................29 2.5 Encoder....................................................................................................................................31 2.6 Ma trận phím..........................................................................................................................34 2.7 IR2184......................................................................................................................................34 2.8 PC817.......................................................................................................................................37 2.9 IRFZ44N..................................................................................................................................38 2.10 Thiết bị điện một chiều....................................................................................................39 2.11 Các thiết bị đóng cắt trong mạch điện 1 chiều...........................................................40 2.12 Cảm biến quang....................................................................................................................41 1 2.13 Cảm biến hành trình xilanh Airtac CS1-F.........................................................................42 2.14 Chuyển động tịnh tiến dàn khoan Vitme trục đứng.................................................43 2.14.2 Thanh trượt dẫn hướng và con trượt (block).....................................................44 2.15 Phương án xây dựng mô hình........................................................................................45 CHƯƠNG 3 THIẾT KẾ MÔ HÌNH VÀ TÍNH CHỌN THIÊT BỊ.................................46 3.1 Thiết kế chế tạo phần cơ khí............................................................................................46 3.1.1 Dàn khoan.....................................................................................................................46 3.1.2 Máng dẫn và ổ chứa phôi..........................................................................................48 3.2 Tính chọn thiết bị điện và thiết kế mạch.......................................................................49 3.2.1 Đô ô n g cơ chạy mũi khoan.........................................................................................49 3.2.2 Động cơ kéo trục vitme..............................................................................................50 3.3 Tính chọn phần tử khí nén.....................................................................................................50 3.3.1 Tính chọn xilanh.........................................................................................................50 3.3.2 Tính chọn van khí nén điện từ và van tiết lưu....................................................51 3.3.3 Dựa trên yêu cầu công nghệ xác định điều khiển cho từng thiết bị phần cứng trong hệ thống..............................................................................................................51 3.4 Xây dựng hệ thống mạch điện – khí nén......................................................................52 3.5 Xây dựng hệ thống điều khiển trục vit-me bi, điều khiển động cơ ........................53 3.6 Phân tích,tính toán cho từng khối.........................................................................................54 3.6.1 Tính toán thiết kế mạch nguồn................................................................................54 CHƯƠNG 4:CHẾ TẠO MÔ HÌNH KHOAN..........................................................................56 4.1 Chế tạo phần cứng cho mô hình mạch điện-khí nén...........................................................56 4.2 Thiết kế phần cứng điều khiển dàn khoan...........................................................................57 4.2.1 Khối mạch nguồn.........................................................................................................57 4.2.2 Mạch vi xử lý và hiển thị...........................................................................................58 4.2.3 Khối mạch bàn phím...................................................................................................60 4.3 Mạch lực (mạch cầu H)..........................................................................................................60 4.4 Lưu đồ thuật toán...................................................................................................................62 4.5 Kết quả đạt được....................................................................................................................64 4.6 Hướng phát triển của đề tài...................................................................................................65 LỜI CẢM ƠN..............................................................................................................................66 2 DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 2.1 Hệ thống điện – khí nén.............................................................................................14 Hình 2.2 Hình dáng xi lanh tác động kép có đệm giảm chấn..............................................14 Hình 2.3 Cấu tạo và kí hiệu van điện từ 5/2..................................................................................15 Hình 2.4 Van Điện Từ 4V120-06 (2 coil, 2 vị trí, 5 vị trí) với các kích thước...............................16 Hình 2.5 Van tiết lưu một chiều.................................................................................................17 Hình 2.6: Sơ đồ chân vi điều khiển PIC16F877A..........................................................................18 Hình 2.7 Sơ đồ nguyên lý PIC16F877A........................................................................................19 Hình 2.8 Sơ đồ khối vi điều khiển 16F877A..................................................................................21 Hình 2.9 Bộ nhớ chương trình PIC16F877A.................................................................................22 Hình 2.10: Cấu trúc bộ nhớ dữ liệu của PIC 16F877A..................................................................23 Hình 2.11 Sơ đồ khối của Timer0...................................................................................................25 Hình 2.12 Sơ đồ khối của Timer1...................................................................................................26 Hình 2.13 Sơ đồ khối của Timer2...................................................................................................27 Hình 2.14: Sơ đồ chân của LCD.....................................................................................................30 Hình 2.15: Optical Encoder............................................................................................................31 Hình 2.16: Hai kênh A và B lệch pha trong encoder......................................................................32 Hình 2.17 Ma trận phím và sơ đồ cấu trúc.....................................................................................34 Hình 2.18 Hình ảnh thực tế IR2184...............................................................................................34 Hình 2.20 Hình ảnh thực tế của PC817..........................................................................................37 Hình 2.21 Sơ đồ nguyên lí PC 817.................................................................................................37 Hình 2.22 Hình ảnh thực tế của IRFZ44N.....................................................................................38 Hình 2.23 Sơ đồ khối mạch chỉnh lưu AC/DC tạo nguồn 1 chiều.......................................39 Hình 2.24 Kí hiệu và hình dạng thực tế của nút ấn...............................................................40 Hình 2.25 Rơle trung gian dùng trong mô hình............................................................................41 Hình 2.26 Cảm biến quang.............................................................................................................41 Hình 2.27 Sơ đồ nguyên lý cảm biến Airtac CS1-F.......................................................................42 Hình 2.28 Cảm biến hành trình xilanh Airtac CS1-F.....................................................................43 Hình 2.29 Trục vitme, thân là trục tiện ren,2 đầu tiện trơn nắp vòng bi.............................44 Hình 2.30 Hình ảnh thực tế vitme-bi và đai ốc..............................................................................44 Hình 2.31 Thanh trượt dẫn hướng và con trượt......................................................................45 Hình 3.1 Trục vit-me bi đã lắp động cơ...................................................................................47 Hình 3.2 Khớp nối mềm.............................................................................................................48 3 Hình 3.3 Hình dạng phôi............................................................................................................49 Hình 3.6 Sơ đồ khối mạch điện-khí nén..................................................................................52 Hình 3.7 Hành trình bước..........................................................................................................53 Hình 3.8 Sơ đồ khối mạch điều khiển dàn khoan...................................................................53 Hình 3.9 Sơ đồ nguyên lý mạch nguồn 5VDC…………………………………………………...54 Hình 3.10 Sơ đồ nguyên lý mạch nguồn 24VDC, 12VDC....................................................58 Hình 3.11 Sơ đồ nguyên lý mạch vi xử lý và hiển thị....................................................................59 Hình 3.12 Khối mạch bàn phím…………………………………………………………………..60 Hình 3.13 Sơ đồ nguyên lý mạch lực…………………………………………………………….61 4 CHƯƠNG I 5 GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI 1.1 Giới thiệu chung về hệ thống khoan Hệ thống khoan được sử dụng phổ biến trong các nhà máy để khoan kim loại hay phi kim và các vật liệu đơn giản, vật liệu rời. Hệ thống khoan cũng đang được tự động hóa theo dây chuyền nhất định nhằm nâng cao năng suất và giảm sự nặng nhọc cho người công nhân. Hệ thống này được lập trình điều khiển và giám sát trên PLC hoặc Vi Điều Khiển để đẩy cao công nghệ sản xuất, độ chính xác cao, tăng năng suất làm việc lên gấp nhiều lần so với công nghệ thủ công. Hệ thống điện-khí nén được dùng để đẩy các vật liệu phôi nặng, nhẹ tùy vào các ngành công nghiệp khác nhau. Trong công nghiệp dùng các xi lanh khí nén để kẹp chặt để gia công các loại phôi. Ngoài ra cũng có thể dùng xi lanh để đóng nắp chai tự động, dùng xi lanh làm tay chặn sản phẩm hay đẩy sản phẩm vào thùng… + Ưu điểm: Cấu tạo đơn giản, bền, vốn đầu tư không quá lớn và có thể điều khiển tự động. Làm việc tin cậy và năng suất hơn so với làm thủ công. + Nhược điểm: Do là mô hình phục vụ trong việc học tập nên hệ thống khoan nhỏ, công suất thấp, việc lựa chọn phôi để khoan là phôi gỗ hoặc phôi nhựa. Với nhược điểm này chúng em sẽ cố gắng sửa và nâng cao phát triển hệ thống công suất cao hơn như khoan được các loại kim loại hay phi kim để đề tài được phát triển cao hơn nữa. 1.2 Thực trạng của hệ thống khoan Nước ta hiện nay đang trong quá trình hội nhập và phát triển nhu cầu về tự động hóa trong hệ thống điều khiển là rất cần thiết.Mức độ tự động hóa ở nước ta vẫn ở trình độ thấp chưa phát huy hết thế mạnh của nó. Chính vì thế mà các sản phẩm được làm ra đạt chất lượng chưa cao và kém năng suất,nhìn chung trình độ tự động còn phụ thuộc nhiều vào sức người,chưa thấy được kết quả mà nó đem lại.Đồng thời chúng ta cũng phải tìm hiểu nó một cách đúng đắn.Do đó,ở phần này chúng ta sẽ biết được cách hoạt động không phải một cách khái quát mà là một cách cụ thể. Đề tài hướng tới việc nghiên cứu về vi điều khiển kết hợp với điện-khí nén để điều khiển khoan sản phẩm.Kết quả thực hiện được một phần đáp ứng cho tiềm năng phát triển mở rộng trong tương lai với hệ thống dây truyền khoan. Giúp cho sinh viên làm quen với việc thiết kế chế tạo và sửa chữa các hệ thống trong ngành cơ khí, đo lường và điều khiển tự động hóa.Làm quen với lập trình vi điều khiển,quản lí vận hành thông qua máy tính. 6 1.3 Ứng dụng của hệ thống trong thực tế hiện nay - Ứng dụng thành công kiến thức về lý thuyết điện-khí nén, lập trình vi điều khiển vào thực hành và hoàn thiện kỹ năng nhạy bén cho sinh viên. - Ứng dụng thực tế trong công nghiệp vào hệ thống cấp phôi và khoan phôi. - Làm mô hình mẫu cho phòng thực hành khí nén và vi điều khiển cho khoa Điện – Điện Tử. 1.4 Ý tưởng thiết kế mô hình Dựa trên nền công nghiệp hóa và hiện đại hóa đất nước ngày một phát triển, chính là đưa các trang bị công nghệ cao vào trong quá trình lao động để thay thế sức lao động thủ công của con người. Vì vậy, việc thiết kế chế tạo mô hình khoan phôi và phân loại sản phẩm là rất cần thiết. Vì hệ thống sẽ giúp ta kiểm soát sản phẩm và sản lượng khi đưa ra ở mỗi dây chuyền sản xuất. 1.5 Phạm vi nghiên cứu - Nghiên cứu ứng dụng kỹ thuật điều khiển tự động để thiết kế, chế tạo hệ thống khoan sản phẩm chính xác nhập từ bàn phím. - Viết chương trình điều khiển hệ thống khoan dùng vi điều khiển. - Thiết kế hệ thống kẹp phôi và đẩy phôi sau khi khoan xong bằng khí nén, ứng dụng để điều khiển chạy hệ thống ngoài thực tế. 1.6 Kết luận, ý kiến về đề tài Đề tài dùng trong học tập dành cho sinh viên các ngành Cơ khí và Điện- Điện Tử. Với đề tài này chúng em cũng gặp khá nhiều trong thực tiễn, tuy chỉ là một khâu trong hệ thống sản xuất tự động. Nhưng cũng đã phần nào cho thấy thực tiễn của nó. Chúng em sẽ nắm bắt được phần nào những kinh nghiệm thực tiễn khi chế tạo và lắp đặt một hệ thống cấp phôi và gia công khoan tự động. Sự cần thiết của những mô hình hệ điều khiển hệ thống sản xuất tự động sẽ giúp chúng em những sinh viên có thể thực hành và sẽ không cảm thấy bỡ ngỡ khi ra trường và được làm trong môi trường tương tự . CHƯƠNG 2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT XÂY DỰNG HỆ THỐNG KHOAN 2.1 Hệ điều khiển khí nén ứng dụng trong đề tài. 2.1.1 Các yêu cầu chung về khí nén. + Trong lĩnh vực điều khiển. 7 Hệ thống điều khiển bằng khí nén được sử dụng trong nhiều lĩnh vực như các thiết bị phun sơn, các loại đồ gá kẹp các chi tiết nhựa (chất dẻo), hoặc là được sử dụng cho lĩnh vực sản xuất các thiết bị điện điện tử. Ngoài ra hệ thống điều khiển bằng khí nén được sử dụng trong các dây chuyền tự động , trong các thiết bị vận chuyển và kiểm tra của thiết bị lò hơi, thiết bị mạ điện, đóng gói bao bì và trong công nghiệp hóa chất . + Các dạng truyền động sử dụng khí nén. - Các dụng cụ thiết bị máy va đập: Các thiết bị máy móc trong lĩnh vực khai thác, như khai thác đá, khai thác than, trong các lĩnh vực xây dựng công trình (xây dựng hầm mỏ, đường hầm). - Truyền động trục quay: Truyền động động cơ quay với công suất lớn bằng năng lượng khí nén giá thành rất cao . Nếu so sánh với giá thành tiêu thụ điện của một động cơ quay bằng năng lượng khí nén và một động cơ điện có cùng một công suất, thì giá thành tiêu thụ của một động cơ quay bằng năng lượng khí nén cao hơn gấp 10 đến 15 lần so với động cơ điện. Nhưng ngược lại thể tích và trọng lượng lại nhỏ hơn 30% so với động cơ cùng công suất. Những dụng cụ vặn vít từ M4 đến M300, máy khoan công suất khoảng 2.5kw, cũng như máy mài có công suất nhỏ nhưng có số vòng quay cao 100.000 v/p thì sử dụng động cơ truyền động bằng khí nén là hợp lý hơn cả. - Truyền động thẳng: Vận dụng truyền động bằng áp suất khí nén cho truyền động thẳng trong các dụng cụ, đồ gá kẹp chặt chi tiết, trong các thiết bị đóng gói, trong các loại máy gia công gỗ, trong các thiết bị làm lạnh cũng như phanh hãm của ô tô. - Trong các hệ thống đo lường và kiểm tra: Dùng trong các thiết bị đo lường và kiểm tra chất lượng sản phẩm. 2.1.2 Những đặc trưng của khí nén. - Về số lượng: có sẵn ở khắp mọi nơi nên có thể sử dụng với số lượng vô hạn. - Về vận chuyển: khí nén có thể vận chuyển dễ dàng trong các đường ống với một khoảng cách nhất định. Các đường ống dẫn về không cần thiết với khí nén sau khi sử dụng sẽ được thoát ra ngoài môi trường sau khi đã thực hiện xong công tác. - Về lưu trữ: máy nén khí không nhất định phải hoạt động liên tục. Khí nén có thể được lưu trữ trong các bình khí để cung cấp khi cần thiết. - Về nhiệt độ: khí nén ít thay đổi theo nhiệt độ. 8 - Về phòng chống cháy nổ: không một nguy cơ nào gây cháy bởi khí nén nên không mất chi phí cho việc phòng cháy. Khí nén thường hoạt động với áp suất khoảng 6bar nên việc phòng nổ không quá phức tạp. - Về tính vệ sinh: khí nén được sử dụng trong các thiết bị đều được lọc các bụi bẩn, tạp chất nên thường sạch không có nguy cơ nào về mặt vệ sinh. Tính chất này rất quan trọng trong các ngành công nghiệp đặc biệt như: thực phẩm, vải sợi, lâm sản và thuộc da. - Về cấu tạo thiết bị: đơn giản nên rẻ hơn các thiết bị tự động khác. - Về vận tốc: khí nén là một dòng chảy có lưu tốc lớn cho phép đạt được tốc độ cao (vận tốc làm việc trong các xilanh thường từ 1-2m/s). - Về tính điều chỉnh: vận tốc và áp lực của thiết bị công tác bằng khí nén được điều chỉnh một cách vô cấp. - Về sự quá tải: các thiết bị và các công cụ được khí nén đảm nhận tải trọng cho đến khi chúng dưng hoàn toàn nên sẽ không xảy ra quá tải. 2.1.3 Ưu nhược điểm của hệ thống truyền động bằng khí nén. + Ưu điểm: - Do khả năng chịu nén (đàn hồi) lớn của không khí, cho nên có thể trích chứa khí nén một cách thuận lợi. Như vậy có khả năng ứng dụng để thành lập một trạm trích chứa khí nén. - Có khả năng truyền tải năng lượng xa, bởi vì độ nhớt động học của khí nén nhỏ và tổn thất áp suất trên đường dẫn ít. - Đường dẫn khí nén ra (thải ra) không cần thiết (ra ngoài không khí). - Chi phí thấp để thiết lập một hệ thống truyền động bằng khí nén, bởi vì phần lớn trong các xí nghiệp hệ thống đường dẫn khí nén đã có sẵn. - Hệ thống phòng ngừa quá áp suất giới hạn được đảm bảo. + Nhược điểm: - Lực truyền tải trọng thấp . - Khi tải trọng trong hệ thống thay đổi, thì vận tốc truyền cũng thay đổi, bởi vì khả năng đàn hồi của khí nén lớn, cho nên không thể thực hiện những chuyển động thẳng hoặc qua đều. - Dòng khí nén thoát ra ở đường dẫn ra gây nên tiếng ồn. Hiện nay, trong lĩnh vực điều khiển, người ta thường kết hợp hệ thống điều khiển bằng khí nén với cơ, hoặc với điện, điện tử. Cho nên rất khó xác định một cách chính xác, rõ ràng ưu, nhược điểm của từng hệ thống điều khiển. 9 Tuy nhiên có thể so sánh một số khía cạnh, đặc tính của truyền động bằng khí nén đối với truyền động bằng cơ, bằng điện. 2.1.4 Sơ đồ nguyên lý truyền động điện khí nén Hình 2.1 Hệ thống điện – khí nén 2.2 Lựa chọn phần tử khí nén. Tùy thuộc vào từng yêu cầu của bài toán đặt ra để lựa chọn các phần tử điều khiển hệ thống cho phù hợp. Với yêu cầu đồ án của em là kẹp chi tiết để gia công em sẽ chọn một số phần tử sau: 2.2.1 Xilanh Chọn xi lanh tác động kép có đệm giảm chấn: Hình 2.2 Hình dáng xi lanh tác động kép có đệm giảm chấn. Trong mô hình sử dụng: - 01 xi lanh KSQ 20-200A để đẩy phôi ra khỏi ổ chứa và kẹp chặt phôi.. - 01 xi lanh KSQ 20-200A để đẩy phôi sau khi đã gia công xong ra khỏi máng dẫn. 10 2.2.2 Chọn van điện từ. + Van phân phối 5/2 Van 5/2 có 5 cổng làm việc( vào(1), ra (2, 4) và hai cửa xả riêng cho mỗi trạng thái (3,5), có hai trạng thái, cả hai phía. Các van điều khiển bằng khí nén hay điện cả hai phía có đặc điểm như các van đã giới thiệu- là một phần tử nhớ hai trạng thái. Hình 2.3 Cấu tạo và kí hiệu van điện từ 5/2. + Van điện từ AirTac 4V120-06 (2 coil, 5 cửa, 2 vị trí ) Mô tả:  Loại van: 5 cửa 2 vị trí  Port size: 1/8"  Áp suất hoạt động :0.15-0.8 MPa.  Kích thước lỗ: 12mm2  Nhiệt độ cho phép: -5~600C  Chuẩn bảo vệ: IP65  Khối lượng: 175g + Kiểu tác động: Hai đầu điện. 11 - 02 van điện 5/2 mã số : 4V120-06 dùng để điều khiển các xi lanh. Hình 2.4 Van Điện Từ 4V120-06 (2 coil, 2 vị trí, 5 vị trí) với các kích thước 2.2.3 Van tiết lưu một chiều. Van tiết lưu được sử dụng với mục đích điều chỉnh tốc độ của cơ cấu chấp hành. Trong thực tế, thường có yêu cầu khác nhau về tốc độ đối với các hành trình của cơ cấu chấp hành nhằm đáp ứng về công nghệ và năng suất. Vì vậy van tiết lưu hai chiều ít được sử dụng độc lập mà thường được sử dụng kèm theo với van một chiều hoặc được chế tạo tích hợp trong cùng một vỏ để có một tiết lưu một chiều 12 Hình 2.5 Van tiết lưu một chiều 2.3 Vi điều khiển PIC16F877A 2.3.1 Sơ đồ chân và sơ đồ nguyên lý PIC16F877A  Sơ đồ chân: 13 Hình 2.6: Sơ đồ chân vi điều khiển PIC16F877A  Sơ đồ nguyên lý: 14 Hình 2.7 Sơ đồ nguyên lý PIC16F877A => Nhận xét: Từ sơ đồ chân và sơ đồ nguyên lý ở trên, ta rút ra các nhận xét ban đầu như sau: - PIC16F877A có tất cả 40 chân - 40 chân trên được chia thành 5 PORT, 2 chân cấp nguồn, 2 chân GND, 2 chân thạch anh và một chân dùng để RESET cho vi điều khiển. - 5 PORT của PIC16F877A bao gồm: + PORT B: 8 chân + PORT C: 8 chân + PORT D: 8 chân + PORT A: 6 chân + PORT E: 3 chân. 2.3.2 Cấu trúc phần cứng của PIC16F877A 15 PIC là tên viết tắt của “ Programmable Intelligent Computer” do hãng General Instrument đặt tên cho con vi điều khiển đầu tiên của họ. Hãng Micrchip tiếp tục phát triển sản phầm này và cho đến hàng đã tạo ra gần 100 loại sản phẩm khác nhau. PIC16F887A là dòng PIC khá phổ biến, khá đầy đủ tính năng phục vụ cho hầu hết tất cả các ứng dụng thực tế. Đây là dòng PIC khá dễ cho người mới làm quen với PIC có thể học tập và tạo nền tản về họ vi điều khiển PIC của mình. Cấu trúc tổng quát của PIC16F877A như sau : - 8K Flash Rom - 368 bytes Ram - 256 bytes EFPROM - 5 port vào ra với tín hiệu điều khiển độc lập - 2 bộ định thời Timer0 và Timer2 8 bit - 1 bộ định thời Timer1 16 bit có thể hoạt động ở cả chế độ tiết kiệm năng lượng với nguồn xung clock ngoài - 2 bộ Capture/ Compare/ PWM - 1 bộ biến đổi Analog -> Digital 10 bit, 8 ngõ vào - 2 bộ so sánh tương tự - 1 bộ định thời giám sát (Watch Dog Timer) - 1 cổng song song 8 bit với các tín hiệu điều khiển - 1 cổng nối tiếp - 15 nguồn ngắt 16 Hình 2.8 Sơ đồ khối vi điều khiển 16F877A 17 2.3.3 Tổ chức bộ nhớ PIC16F877A * Bộ nhớ chương trình Bộ nhớ chương trình của vi điều khiển PIC16F877A là bộ nhớ Flash, dung lượng 8K word (1 word chứa 14bit) và được phân thành nhiều trang như hình trên. Để mã hóa được địa chỉ 8K word bộ nhớ chương trình, thanh ghi đếm chương trình PC có dung lượng 13 bit. Khi vi điều khiển reset, bộ đếm chương trình sẽ trỏ về địa chỉ 0000h. Khi có ngắt xảy ra thì thanh ghi PC sẽ trỏ đến địa chỉ 0004h. Bộ nhớ chương trình không bao gồm bộ nhớ Stack và không được địa chỉ hóa bởi bộ đém chương trình. Hình 2.9 Bộ nhớ chương trình PIC16F877A 18 * Bộ nhớ dữ liệu Hình 2.10: Cấu trúc bộ nhớ dữ liệu của PIC 16F877A Bộ nhớ dữ liệu của PIC16F877A được chia thành 4 bank. Mỗi bank có dụng lượng 128 byte. Nếu như 2 bank bộ nhớ dữ liệu của 8051 phân chia riêng biệt : 128 byte đầu tiên thuộc bank1 là vùng Ram nội chỉ để chứa dữ liệu, 128 byte còn lại thuộc bank 2 là cùng các thanh ghi có chức năng đặc biệt SFR mà người dùng không được chứa dữ liệu khác trong đây thì 4 bank bộ nhớ dữ liệu của PIC16F877A được tổ chức theo cách khác. 19 Mỗi bank của bộ nhớ dữ liệu PIC16F877A bao gồm cả các thanh ghi có chức năng đặc biệt SFR nằm ở các các ô nhớ địa chỉ thấp và các thanh ghi mục đích dùng chung GPR nằm ở vùng địa chỉ còn lại của mỗi bank thanh ghi. Vùng ô nhớ các thanh ghi mục đích dùng chung này chính là nơi người dùng sẽ lưu dữ liệu trong quá trình viết chương trình. Tất cả các biến dữ liệu nên được khai báo chứa trong vùng địa chỉ này. Trong cấu trúc bộ nhớ dữ liệu của PIC16F877A, các thanh ghi SFR nào mà thường xuyên được sử dụng (như thanh ghi STATUS) sẽ được đặt ở tất cả các bank để thuận tiện trong việc truy xuất. Sở dĩ như vậy là vì, để truy xuất một thanh ghi nào đó trong bộ nhớ của 16F877A ta cần phải khai báo đúng bank chứa thanh ghi đó, việc đặt các thanh ghi sử dụng thường xuyên giúp ta thuận tiên hơn rất nhiều trong quá trình truy xuất, làm giảm lệnh chương trình. =>Dựa trên sơ đồ 4 bank bộ nhớ dữ liệu PIC16F877A ta rút ra các nhận xét như sau : -Bank0 gồm các ô nhớ có địa chỉ từ 00h đến 77h, trong đó các thanh ghi dùng chung để chứa dữ liệu của người dùng địa chỉ từ 20h đến 7Fh. Các thanh ghi PORTA, PORTB, PORTC, PORTD, PORTE đều chứa ở bank0, do đó để truy xuất dữ liệu các thanh ghi này ta phải chuyển đến bank0. Ngoài ra một vài các thanh ghi thông dụng khác ( sẽ giới thiệu sau) cũng chứa ở bank0 - Bank1 gồm các ô nhớ có địa chỉ từ 80h đến FFh. Các thanh ghi dùng chung có địa chỉ từ A0h đến Efh. Các thanh ghi TRISA, TRISB, TRISC, TRISD, TRISE cũng được chứa ở bank1 - Tương tự ta có thể suy ra các nhận xét cho bank2 và bank3 dựa trên sơ đồ trên. Cũng quan sát trên sơ đồ, ta nhận thấy thanh ghi STATUS, FSR… có mặt trên cả 4 bank. Một điều quan trọng cần nhắc lại trong việc truy xuất dữ liệu của PIC16F877A là : phải khai báo đúng bank chứa thanh ghi đó. Nếu thanh ghi nào mà 4 bank đều chứa thì không cần phải chuyển bank. 20