ÔN TẬP CHỦ ĐỀ 9

Câu hỏi 1: Tốc độ xử lí của vi điều khiển thể hiện ở thông số nào?

Giải rút gọn:

Tốc độ xử lý của vi điều khiển thường được thể hiện bằng hai thông số chính:

1. Tần số xung nhịp (clock frequency):

• Là số lần vi điều khiển thực hiện các phép toán và logic trong một giây, đo bằng MHz hoặc GHz.
• Ví dụ: Tần số 16 MHz nghĩa là vi điều khiển thực hiện 16 triệu phép toán mỗi giây.

2. Chu kỳ xung nhịp (clock cycle):

• Là thời gian cần để vi điều khiển thực hiện một phép toán hoặc logic, đo bằng ns hoặc µs.
• Ví dụ: Chu kỳ 62.5 ns nghĩa là vi điều khiển cần 62.5 ns để thực hiện một phép toán.

Câu hỏi 2: Một vi điều khiển bất kì có thể có những loại tín hiệu vào/ra nào?

Giải rút gọn:

Tín hiệu kỹ thuật số:

• Đầu vào kỹ thuật số: Có hai trạng thái, cao (logic 1) hoặc thấp (logic 0). Vi điều khiển sử dụng để nhận dữ liệu từ thiết bị khác như nút bấm, công tắc và cảm biến.
• Đầu ra kỹ thuật số: Có hai trạng thái, cao (logic 1) hoặc thấp (logic 0). Vi điều khiển sử dụng để điều khiển thiết bị khác như đèn LED, động cơ và rơ le.

Tín hiệu tương tự:

• Đầu vào tương tự: Có giá trị trong một phạm vi nhất định. Vi điều khiển sử dụng để nhận dữ liệu từ cảm biến analog như cảm biến nhiệt độ và cảm biến áp suất.
• Đầu ra tương tự: Có giá trị trong một phạm vi nhất định. Vi điều khiển sử dụng để điều khiển thiết bị analog như bộ khuếch đại âm thanh và bộ chuyển đổi D/A.

Câu hỏi 3: Kể tên các khối chính trong sơ đồ chức năng của vi điều khiển.

Giải rút gọn:

1. CPU (Central Processing Unit):

• Là "bộ não" của vi điều khiển, thực hiện các phép toán và logic.
• Bao gồm các thanh ghi, bộ giải mã hướng dẫn, và ALU.
• Thanh ghi lưu trữ dữ liệu và hướng dẫn.
• Bộ giải mã hướng dẫn giải mã các lệnh từ bộ nhớ.
• ALU thực hiện các phép toán và logic.

2. Bộ nhớ:

• Lưu trữ dữ liệu và chương trình.
• Gồm hai loại chính:
  • ROM: Lưu trữ chương trình.
  • RAM: Lưu trữ dữ liệu đang xử lý.
• Một số vi điều khiển có bộ nhớ flash có thể ghi và xóa nhiều lần.

3. Cổng I/O (Input/Output):

• Cho phép vi điều khiển giao tiếp với các thiết bị khác.
• Gồm hai loại chính:
  • Cổng vào (Input): Nhận dữ liệu từ thiết bị khác.
  • Cổng ra (Output): Gửi dữ liệu đến thiết bị khác.
• Một số vi điều khiển có cổng I/O đa chức năng, sử dụng làm cổng vào hoặc ra.

Câu hỏi 4: Mô tả cấu trúc của bo mạch lập trình vi điều khiển.

Giải rút gọn:

Cấu trúc của bo mạch lập trình vi điều khiển:

1. Vi điều khiển:

• Trung tâm của bo mạch, thực hiện các phép toán, logic và giao tiếp với các thiết bị khác.
• Loại vi điều khiển tùy thuộc vào chức năng và ứng dụng của bo mạch.

2. Nguồn:

• Cung cấp điện cho vi điều khiển và các thành phần khác.
• Gồm bộ điều chỉnh điện áp, bộ lọc và tụ điện.

3. Bộ nhớ:

• Lưu trữ chương trình và dữ liệu.
• Bao gồm ROM, RAM và bộ nhớ flash.

4. Cổng I/O:

• Giao tiếp với các thiết bị ngoại vi.
• Gồm các cổng kỹ thuật số, cổng tương tự và cổng giao tiếp nối tiếp hoặc song song.

5. Bộ đếm thời gian:

• Đếm thời gian hoặc tạo tín hiệu xung.
• Sử dụng để tạo độ trễ, đo thời gian hoặc tạo tín hiệu PWM.

6. Bộ giao tiếp:

• Giao tiếp với các thiết bị khác qua các giao thức truyền thông nối tiếp hoặc song song.
• Ví dụ: giao tiếp với máy tính hoặc thiết bị ngoại vi khác.

7. Các thành phần hỗ trợ khác:

• Gồm đèn LED, nút bấm, điện trở, tụ điện, tinh thể thạch anh, v.v.
• Cung cấp các chức năng bổ sung như cung cấp nguồn, điều khiển đầu vào/ra, tạo tín hiệu xung, v.v.

Câu hỏi 5: Mô tả các phần chính của một công cụ lập trình cho bo mạch lập trình vi điều khiển.

Giải rút gọn:

Công cụ lập trình vi điều khiển:

1. Trình soạn thảo văn bản:

• Cho phép viết chương trình bằng ngôn ngữ lập trình cụ thể.
• Có các tính năng như tô sáng cú pháp, tự động hoàn thành và kiểm tra lỗi cú pháp.

2. Biên dịch viên:

• Chuyển đổi chương trình thành mã máy mà vi điều khiển có thể hiểu và thực thi.
• Phát hiện lỗi cú pháp và logic trong chương trình.

3. Nạp chương trình:

• Sao chép chương trình đã biên dịch vào bộ nhớ vi điều khiển.
• Sử dụng các phương pháp như cáp USB, bộ nạp JTAG hoặc bộ nạp ISP.

4. Gỡ lỗi:

• Theo dõi quá trình thực thi và xác định lỗi trong chương trình.
• Bao gồm các tính năng như đặt điểm dừng, bước từng bước và xem giá trị biến.

5. Mô phỏng:

• Mô phỏng hoạt động của chương trình trên máy tính.
• Kiểm tra chương trình và xác định lỗi trước khi nạp vào vi điều khiển.

6. Tài liệu:

• Cung cấp thông tin về cách sử dụng công cụ lập trình và ngôn ngữ lập trình.
• Bao gồm hướng dẫn sử dụng, hướng dẫn tham khảo và ví dụ.

Câu hỏi 6: Với tín hiệu đầu ra số ở mức cao (3,3 V) của một bo mạch lập trình vi điều khiển, giá trị điện trở là bao nhiêu để một LED (2,2 V/10 mA) sáng đúng công suất?

Giải rút gọn:

1. Xác định điện áp cần cho LED:

• Điện áp cần là 2,2V.

2. Xác định dòng điện qua LED:

• Dòng điện mong muốn là 10mA.

3. Tính toán điện áp trên điện trở:

• Điện áp trên điện trở (VR) = Vout - Vled = 3,3V - 2,2V = 1,1V.

4. Tính toán giá trị điện trở:

• Giá trị điện trở (R) = VR / I = 1,1V / 0,01A = 110Ω.

Câu hỏi 7: Lối ra của bo mạch lập trình vi điều khiển có tín hiệu điện áp ở dạng từ 0 V đến 5 V thì đó là tín hiệu gì?

Giải rút gọn:

Tín hiệu điện áp từ 0 V đến 5 V trên bo mạch lập trình vi điều khiển có thể là:

1. Tín hiệu kỹ thuật số:

• Có hai trạng thái: cao (5 V, logic 1) và thấp (0 V, logic 0).
• Dùng để điều khiển thiết bị như đèn LED, động cơ, rơ le.
• 5 V bật thiết bị, 0 V tắt thiết bị.

2. Tín hiệu tương tự:

• Có thể có bất kỳ giá trị nào trong khoảng 0 V đến 5 V.
• Dùng để đo dữ liệu từ cảm biến như nhiệt độ và áp suất.
• Điện áp tương ứng với giá trị dữ liệu đo được.

Câu hỏi 8: Một chân đầu ra của bo mạch lập trình vi điều khiển (điện áp mức cao là 5 V và mức thấp là 0 V dòng điện 10 mA) được nối với anode của LED (có điện áp định mức là 2,2 V và dòng điện 10 mA), cathode của LED được nối qua một điện trở (giá trị 280 2) về GND. Vậy để LED sáng thì tín hiệu đầu ra của bo mạch phải ở mức logic nào (Cao/Thấp)? Giải thích?

Giải rút gọn:

Để LED sáng, tín hiệu đầu ra của bo mạch vi điều khiển phải ở mức logic cao (5V).

Giải thích:

1. Phân tích điện áp:

• Điện áp định mức của LED là 2,2V.
• Điện áp đầu ra của bo mạch vi điều khiển có thể là cao (5V) hoặc thấp (0V).

2. Mạch điện:

• Anode của LED nối với chân đầu ra của vi điều khiển.
• Cathode của LED nối với GND qua điện trở 280Ω.

3. Phân tích dòng điện:

• Dòng điện mong muốn qua LED là 10mA.
• Khi tín hiệu đầu ra là 5V, dòng điện chảy từ vi điều khiển qua LED và điện trở xuống GND.
  • Điện áp trên điện trở (VR) = 5V - 2.2V = 2.8V.
  • Dòng điện qua điện trở (IR) = 2.8V / 280Ω = 0.01A = 10mA.
• Dòng điện qua điện trở (10mA) bằng dòng điện qua LED (10mA), nên LED sẽ sáng.
• Khi tín hiệu đầu ra là 0V, không có dòng điện qua LED, nên LED sẽ tắt.

Câu hỏi: 

Giải rút gọn:

…………………………………………………………………………….

Câu hỏi: 

Giải rút gọn:

…………………………………………………………………………….

Câu hỏi: 

Giải rút gọn:

…………………………………………………………………………….