Bài 24: Khái quát về vi điều khiển

I. GIỚI THIỆU

1. Khái niệm về vi điều khiển

- Vi điều khiển là một mạch tích hợp (IC) có thể lập trình để thực hiện các chức năng tính toán và điều khiến cho một mục đích sử dụng cụ thể.

- So với các IC thông thường, vì điều khiển cho phép triển khai các giải pháp linh hoạt hơn thông qua lập trình. 

- Khác với máy tính truyền thống có thể thực hiện nhiều nhiệm vụ khác nhau, từ soạn thảo văn bản, truy cập internet, cho đến nghe nhạc, hay xem phim,... vi điều khiển được thiết kế tối giản cho một mục đích sử dụng cụ thể.

=> Chủ yếu là đảm nhiệm chức năng đo lường và điều khiển trong một hệ thống.

2. Ứng dụng của vi điều khiển

- Vi điều khiển có mặt trong hầu hết thiết bị hiện đại.

- Trong các lĩnh vực:

+ Giao thông.

+ Y tế.

+ Thông tin liên lạc,...

- Sử dụng phổ biến trong các phương tiện giao thông, thiết bị y tế,...

3. Phân loại vi điều khiển

Thường sử dụng hai cách phân loại chính:

- Theo độ rộng dữ liệu mà vi điều khiển có thể xử lí theo đơn vị bit.

- Theo họ vi điều khiển.

II. SƠ ĐỒ CHỨC NĂNG CỦA VI ĐIỀU KHIỂN

1. Sơ đồ chức năng

- Một vi điều khiển thường có cấu tạo gồm bốn khối chức năng cơ bản:

+ Khối đầu vào.

+ Khối đầu ra.

+ Bộ xử lí trung tâm.

+ Bộ nhớ.

- Tín hiệu mang dữ liệu và thông tin trao đổi giữa các khối được truyền trên các đường bus.

2. Vai trò của các khối chức năng

a. Bộ xử lí trung tâm

- Mọi thao tác tính toán và điều khiển của vi điều khiển đều được thực hiện tại bộ xử lí trung tâm CPU.

=> CPU được coi như não bộ đối với cơ thể người.

- CPU đảm nhiệm:

+ Các phép tính số học (cộng, trừ,...).

+ Logic (AND, OR,...).

- Tất cả hoạt động phải đồng bộ chính xác theo xung nhịp của một đồng hồ.

- Tần số xung càng cao thì tốc độ xử lí của CPU càng nhanh.

b. Bộ nhớ

- Bộ nhớ dùng để lưu trữ mọi dữ liệu của vi điều khiển, gồm:

+ Câu lệnh.

+ Số liệu.

- Vi điều khiển thường được trang bị hai loại bộ nhớ:

+ Bộ nhớ chỉ đọc (ROM).

+ Bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên (RAM).

- Trao đổi dữ liệu CPU và bộ nhớ gồm hai hoạt động cơ bản:

+ Đọc dữ liệu.

+ Ghi dữ liệu.

c. Khối đầu vào và khối đầu ra

- Hai khối chức năng đầu vào và đầu ra thường gộp chung thành khối vào ra (I/O).

- Nhận nhiệm vụ ghép nối vi điều khiển với các thiết bị ngoại vi thông qua các cổng vào ra.

- Mỗi cổng vào/ra được gắn một địa chỉ cố định.

- Thông thường mỗi khối vào/ra được chia thành hai loại:

+ Cổng số.

+ Cổng tương tự.

=> Để ghép nối với các thiết bị ngoại vi tương ứng.