BÀI 25. BO MẠCH LẬP TRÌNH VI ĐIỀU KHIỂN

KHỞI ĐỘNG

Câu hỏi: Hình 25.1 là bo mạch lập trình Arduino Uno có vì điều khiển AVR Atmega. Em cho biết sự khác nhau giữa bo mạch lập trình vi điều khiển và vì điều khiển.

Giải rút gọn:

Vi điều khiển là một mạch tích hợp (IC) bao gồm CPU, bộ nhớ, cổng I/O và các thiết bị ngoại vi, thường được sử dụng trong các thiết bị điện tử nhúng như máy tính xách tay, điện thoại di động và xe hơi.

Bo mạch lập trình vi điều khiển là một bảng mạch in (PCB) chứa vi điều khiển và các thành phần hỗ trợ khác như bộ điều chỉnh điện áp, bộ dao động thạch anh và cổng kết nối. Nó cho phép người dùng kết nối vi điều khiển với các thiết bị ngoại vi và lập trình để thực hiện các chức năng cụ thể, ví dụ như bo mạch lập trình vi điều khiển Arduino Uno.

I. CẤU TRÚC, ỨNG DỤNG CỦA BO MẠCH LẬP TRÌNH VI ĐIỀU KHIỂN

Câu hỏi 1: Hãy mô tả cấu trúc của bo mạch lập trình vi điều khiển

Giải rút gọn:

Bo mạch lập trình vi điều khiển bao gồm vi điều khiển là khối trung tâm cùng các khối hỗ trợ như khối nguồn, khối chỉ thị, khối truyền thông, kết nối tín hiệu vào/ra,…

Câu hỏi 2: Nêu chức năng của từng thành phần trong sơ đồ cấu trúc của bo mạch lập trình vi điều khiên.

Giải rút gọn:

1. Cấu trúc

Trên bo mạch lập trình vi điều khiển, có các khối chức năng như:

• Khối nguồn: Cung cấp điện cho bo mạch làm việc, thông thường qua cổng USB hoặc nguồn ngoài.
• Khối truyền thông: Kết nối với máy tính để nạp chương trình và giao tiếp qua cổng USB.
• Khối tạo dao động: Sử dụng dao động thạch anh có tần số cao để tạo xung nhịp.
• Các LED chỉ thị: Hiển thị trạng thái của bo mạch như báo nguồn hoạt động, truyền và nhận dữ liệu.
• Cổng đầu vào/ra tín hiệu tương tự: Nhận và đưa tín hiệu tương tự tới các thiết bị bên ngoài như cảm biến, loa.
• Cổng đầu vào/ra tín hiệu số: Nhận và xử lý tín hiệu số, đưa tín hiệu điều khiển tới các thiết bị bên ngoài.

2. Ứng dụng

Câu hỏi 1: Bo mạch lập trình vi điều khiển thường được sử dụng ở đâu?

Giải rút gọn:

Bo mạch lập trình vi điều khiển được sử dụng trong các bộ điều khiển lập trình được ứng dụng rộng rãi trong các máy sản xuất và phục vụ đời sống.

Câu hỏi 2: Nêu một số ví dụ ứng dụng của bo mạch lập trình vi điều khiển Arduino.

Giải rút gọn:

Ứng dụng bo mạch lập trình vi điều khiển Arduino Uno điều khiển hệ thống sưởi ấm gia cầm trong mùa lạnh có tín hiệu đầu vào là tín hiệu tương tự nhận từ cảm biến nhiệt độ

Ứng dụng bo mạch lập trình vi điều khiển Arduino Micro điều khiển từ xa thiết bị bay không người lái 

II. CÔNG CỤ LẬP TRÌNH CỦA MỘT SỐ BO MẠCH LẬP TRÌNH VI ĐIỀU KHIỂN

Câu hỏi 1: Công cụ để lập trình cho bo mạch lập trình vi điều khiển là gì?

Giải rút gọn:

Mỗi loại bo mạch lập trình vi điều khiển sẽ sử dụng một phần mềm lập trình riêng. Phần mềm sẽ được cài đặt trên máy tính để lập chương trình và nạp chương trình vào bo mạch vi điều khiển qua công truyền thông. Ví dụ, với bo mạch lập trình Arduino sử dụng phần mềm Arduino IDE.

Câu hỏi 2: Hãy cho biết cấu trúc công cụ lập trình của một bo mạch lập trình vi điều khiển.

Giải rút gọn:

Một công cụ lập trình bao gồm các phần chính sau:

• Editor: soạn thảo văn bản, dùng để viết code.
• Debugger: tìm kiếm và sửa lỗi phát sinh khi xây dựng chương trình.
• Compiler hoặc interpreter: biên dịch code thành ngôn ngữ mà vì điều khiển có thể hiểu và thực thi code theo yêu cầu.

LUYỆN TẬP

Câu hỏi: Kể tên một số ứng dụng của bo mạch lập trình vi điều khiển trong các thiết bị điện tử mà em biết.

Giải rút gọn:

Các thiết bị điện gia dụng được điều khiển bằng vi điều khiển bao gồm:

• Máy giặt: Điều khiển chu trình giặt, thời gian giặt, lượng nước, tốc độ quay và nhiệt độ nước.
• Máy sấy quần áo: Điều khiển thời gian sấy, nhiệt độ sấy và loại vải đang được sấy.
• Tủ lạnh: Điều khiển nhiệt độ bên trong, ánh sáng nội thất và máy nén.
• Lò vi sóng: Điều khiển thời gian nấu, công suất nấu và các chức năng khác.
• Máy rửa chén: Điều khiển chu trình rửa, thời gian rửa, lượng nước, nhiệt độ nước và chất tẩy rửa.
• Máy hút bụi: Điều khiển công suất hút, chế độ hút và các phụ kiện đi kèm.

VẬN DỤNG

Câu hỏi: Tìm hiểu về các phần mềm lập trình và ngôn ngữ lập trình cho các bo mạch lập trình vi điều khiển.

Giải rút gọn:

Arduino IDE: Đây là phần mềm lập trình miễn phí và mã nguồn mở phổ biến nhất cho bo mạch lập trình Arduino. Nó sử dụng ngôn ngữ lập trình Arduino, dựa trên C++.

Mbed: Đây là một nền tảng lập trình trực tuyến cho Internet vạn vật (IoT). Nó cung cấp một IDE dựa trên web và hỗ trợ nhiều bo mạch lập trình vi điều khiển khác nhau.