Slide bài giảng Công nghệ 12 Điện - điện tử Kết nối bài 24: Khái quát về vi điều khiển

Tóm lược nội dung

BÀI 24. KHÁI QUÁT VỀ VI ĐIỀU KHIỂN

KHỞI ĐỘNG

Câu hỏi: Bên trong khoá cửa thông minh (Hình 24.1) có một vi điều khiển. Theo em, vi điều khiển đóng vai trò gì trong khoá thông minh này?

Trả lời rút gọn:

Vai trò: điều khiển việc mở và đóng cửa, gửi tín hiệu cho các cảm biến để kiểm tra trạng thái của cửa, kết nối với các thiết bị khác qua Wi-Fi hoặc Bluetooth.

I. GIỚI THIỆU

KHÁM PHÁ

Câu 1: Vi điều khiển được coi là một máy tính thu nhỏ trong một mạch tích hợp. Quan sát Hình 24.2 và cho biết những thành phần nào của máy tính cá nhân được thu nhỏ vào vi điều khiển? Những thành phần nào không được thu nhỏ vào vi điều khiển?

Trả lời rút gọn:

Thành phần được thu nhỏ vào vi điều khiển: CPU, bộ điểu khiển vào/ra, bộ nhớ Rom, bộ đếm thời gian.

LUYỆN TẬP:

Câu hỏi: Hãy chỉ ra một ứng dụng của vi điều khiển trong thiết bị điện gia dụng

Trả lời rút gọn:

Ứng dụng:

• Điều chỉnh mức công suất, tính toán thời gian nấu dựa trên cài đặt nười dùng.

• Cho phép người dùng lựa chọn các chương trình nấu nướng được cài đặt sẵn cho các loại thực phẩm khác nhau.

• Xử lý tín hiệu từ bảng điều khiển.

• Kích hoạt khóa an toàn để ngăn trẻ em sử dụng lò vi sóng.

II. SƠ ĐỒ CHỨC NĂNG CỦA VI ĐIỀU KHIỂN

1. Sơ đồ chức năng

KHÁM PHÁ

Câu hỏi: Hình 24.4 minh hoạ quá trình hoạt động của một khoá thông minh. Theo em, vi điều khiển cần có những khối chức năng nào để thực hiện hoạt động này?

Trả lời rút gọn:

Vi điều khiển cần có những khối chức năng: xử lý trung tâm (CPU), bộ nhớ, giao tiếp, quản lý nguồn, bảo mật.

LUYỆN TẬP

Câu hỏi: Một vi điều khiển được dùng để điều khiển LED nhấp nháy theo chu kì thay đổi. Hãy cho biết LED cần được kết nối với cổng vào hay cổng ra của vi điều khiển

Trả lời rút gọn:

LED cần được kết nối với cổng ra (output pin) của vi điều khiển.

VẬN DỤNG

Câu hỏi: Một vi điều khiển có CPU hoạt động ở tần số 1MHz.

1. Một xung nhịp của CPU có chu kì bao nhiêu giây?

2. Biết vi điều khiển cần 100 xung nhịp để hoàn thành một câu lệnh, tính thời gian cần thiết để thực hiện câu lệnh.

3. Biết vi điều khiển được lập trình để điều khiển bật và tắt LED thông qua hai câu lệnh khác nhau, tính tần số nhấp nháy tối đa của LED.

Trả lời rút gọn:

1. Chu kỳ của một xung nhịp CPU: Chu kỳ = 1 / Tần số

CPU hoạt động ở tần số 1 MHz = 1.000.000 Hz. Vậy, chu kỳ của một xung nhịp CPU là: Chu kỳ = 1/1.000.000 Hz = 0.000001 giây = 1 µs (micro giây).

2. Vi điều khiển cần 100 xung nhịp để hoàn thành một câu lệnh. Do đó, thời gian cần thiết để thực hiện một câu lệnh: 

Thời gian = Chu kỳ*Số xung nhịp = 1 µs/xung nhịp * 100 xung nhịp = 100 µs

3. Giả sử vi điều khiển được lập trình để điều khiển bật và tắt LED thông qua hai câu lệnh khác nhau. Để LED nhấp nháy, vi điều khiển cần thực hiện luân phiên hai câu lệnh này liên tục. 

Giả sử không có thời gian chờ: Tần số nhấp nháy = 1/(Thời gian thực hiện 1 câu lệnh * 2) = 1/(100 µs/câu lệnh * 2) = 5.000 Hz

Vậy, tần số nhấp nháy tối đa của LED là 5.000 Hz, tương đương 5.000 lần bật/tắt LED mỗi giây.