KHỞI ĐỘNG

Câu hỏi: Các thao tác lập trình trên máy tính truyền thống được thực hiện thông qua các thiết bị vào/ra tiêu chuẩn như bàn phím, chuột, màn hình (Hình 25.1). Vi điều khiển không có các thiết bị này, bằng cách nào ta có thể viết và nạp chương trình cho chúng?

Giải rút gọn:

1. Mạch nạp:

• Kết nối máy tính và vi điều khiển.
• Truyền chương trình đã biên dịch vào bộ nhớ vi điều khiển.
• Cần phần mềm riêng cho từng loại mạch nạp.

2. Bộ lập trình trong mạch (ISP):

• Nạp chương trình trực tiếp từ máy tính qua cổng giao tiếp.
• Tiết kiệm chi phí, đơn giản hơn so với mạch nạp.
• Không phải vi điều khiển nào cũng hỗ trợ.

3. Bộ nạp bootloader:

• Ghi chương trình nhỏ (bootloader) vào vi điều khiển.
• Khởi động vi điều khiển, bootloader sẽ nạp chương trình ứng dụng.
• Đơn giản, linh hoạt.
• Cần ghi bootloader trước khi sử dụng.

I. GIỚI THIỆU VỀ BO MẠCH LẬP TRÌNH VI ĐIỀU KHIỂN

II. CẤU TRÚC CỦA BO MẠCH LẬP TRÌNH VI ĐIỀU KHIỂN

KẾT NỐI NĂNG LỰC

Câu hỏi: Hãy tìm hiểu thêm các ứng dụng khác của bo mạch lập trình vi điều khiển trong cuộc sống. Trong ứng dụng mà em tìm được, vi điều khiển thực hiện chức năng đọc hay ghi dữ liệu trên các cổng vào/ra của nó.

Giải rút gọn:

Ví dụ ứng dụng đọc/ghi dữ liệu: Hệ thống đo lường nhiệt độ và độ ẩm

Hoạt động:

1. Vi điều khiển đọc dữ liệu nhiệt độ, độ ẩm từ cảm biến.
2. Xử lý dữ liệu và hiển thị trên màn hình LCD hoặc lưu trữ.
3. Điều khiển quạt, máy lạnh (tùy cài đặt) dựa trên dữ liệu thu được.

Lợi ích:

• Giám sát môi trường hiệu quả.
• Tiết kiệm năng lượng.
• Tự động điều chỉnh điều kiện theo nhu cầu.

LUYỆN TẬP

Câu hỏi 1: Trong ví dụ trên Hình 25.5, nếu muốn chuyển dữ liệu từ cảm biến vào vi điều khiển thông qua cổng A0 thay vì cổng A2 thì ta cần thay đổi như thế nào?

Giải rút gọn:

Thay đổi kết nối và chương trình cho cảm biến:

1. Thay đổi kết nối:

• Xác định chân A0 và A2 trên Arduino Uno.
• Ngắt kết nối dây từ chân A2 của cảm biến.
• Kết nối dây A2 cảm biến với chân A0 Arduino.
• Giữ nguyên các kết nối khác (thường là nguồn và tín hiệu).

2. Chỉnh sửa chương trình:

• Mở chương trình Arduino đọc dữ liệu cảm biến.
• Tìm dòng khai báo biến lưu giá trị cảm biến.
• Đổi tên cổng đọc từ "A2" sang "A0".
• Lưu và biên dịch lại chương trình.

Câu hỏi 2: Trong ví dụ trên Hình 25.6, nếu muốn bật LED thì ta cần ghi giá trị nào ra cổng số 9? Biết giá trị 1 tương ứng với mức điện áp 5 V và giá trị 0 tương ứng với mức điện áp 0 V.

Giải rút gọn:

Để bật LED bằng Arduino qua cổng số 9, ta cần ghi giá trị 1 ra cổng này.

Giải thích:

• Trong ví dụ Hình 25.6, LED được kết nối với cổng số 9 của bo mạch Arduino Uno.
• Khi ghi giá trị 1 ra cổng số 9, Arduino sẽ cấp điện áp 5 V cho LED, khiến nó sáng.
• Ngược lại, khi ghi giá trị 0 ra cổng số 9, Arduino sẽ ngắt điện áp cho LED, khiến nó tắt.

III. CÔNG CỤ LẬP TRÌNH CHO BO MẠCH LẬP TRÌNH VI ĐIỀU KHIỂN

VẬN DỤNG

Câu hỏi: Cài đặt ứng dụng Arduino IDE lên máy tính, mở ứng dụng và chỉ ra vị trí của ba thành phần cơ bản trên giao diện của nó

Giải rút gọn:

Giao diện Arduino IDE: Ba thành phần chính

1. Thanh công cụ:

• Nút lệnh thao tác cơ bản (mở, lưu, biên dịch, nạp chương trình, v.v.).
• Nút lệnh quan trọng:
  • Open: Mở tệp chương trình Arduino (.ino).
  • Save: Lưu tệp chương trình Arduino (.ino).
  • Verify: Biên dịch chương trình và kiểm tra lỗi.
  • Upload: Nạp chương trình vào bo mạch Arduino.
  • Serial Monitor: Giám sát dữ liệu truyền qua cổng giao tiếp nối tiếp.

2. Cửa sổ chỉnh sửa:

• Viết mã chương trình Arduino.
• Hỗ trợ tô sáng cú pháp, tự động hoàn thành mã.

3. Cửa sổ thông tin:

• Hiển thị thông tin:
  • Quá trình biên dịch, nạp chương trình.
  • Thông báo lỗi.

THỰC HÀNH

Câu hỏi: Kết nối bo mạch lập trình vi điều khiển Arduino Uno với máy tính, mở ứng dụng Arduino IDE, soạn thảo đoạn mã dưới đây rồi nạp vào vi điều khiển và quan sát hiện tượng xảy ra trên LED L của bo mạch lập trình vi điều khiển. Nếu muốn thay đổi chu kì nháy của đèn thì ta cần thay đổi giá trị của biến nào trong đoạn mã?

Giải rút gọn:

Để thay đổi chu kỳ nháy thành 2 giây, hãy sửa đổi đoạn mã như sau:

void setup() {

// Khởi tạo cống điều khiển LED Lở mode ra

pinMode(LED_BUILTIN, OUTPUT);

}

void loop() { 

digitalWrite(LED_BUILTIN, HIGH); // Bật LED 

delay(2000); // Chờ 2 giây 

digitalWrite(LED_BUILTIN, LOW); // Tắt LED 

delay(2000); // Chờ 2 giây 

}