Tìm hiểu về vi điều khiển

Vi điều khiển là gì

Là một máy tính được tích hợp trên một con chip ( single chip microcomputer ) được tạo ra qua VLSI. Vi điều khiển cũng được gọi là bộ điều khiển nhúng chính do vi điều khiển và những mạch điện tương hỗ được tích hợp hoặc nhúng vào thiết bị mà nó trấn áp. Vi điều khiển có nhiều bit khác nhau giống như vi giải quyết và xử lý ( cho đến nay thì có những loại vi điều khiển 4 bit, 8 bit, 16 bit, 32 bit, 64 bit và 128 bit )

Vi điều khiển thường chứa những linh phụ kiện sau :
Bộ giải quyết và xử lý TT ( CPU )
Bộ nhớ truy vấn ngẫu nhiên ( RAM )
Bộ nhớ chỉ đọc ( ROM )
Cổng đầu vào / đầu ra
Bộ đếm thời hạn và bộ đếm
Bộ chuyển đổi analog sang digital
Bộ chuyển đổi digital sang analog
Cổng tiếp xúc nối tiếp
Mạch giao động

Bên trong vi điều khiển chứa không thiếu toàn bộ những tính năng thiết yếu cho một mạng lưới hệ thống máy tính và những tính năng như một máy tính mà không cần thêm những bộ phận kỹ thuật số bên ngoài .

Hầu hết những chân trong chip vi điều khiển hoàn toàn có thể được lập trình bởi người dùng .

Vi điều khiển có năng lực giải quyết và xử lý những hàm logic .

Tốc độ và hiệu suất cao .

Cấu trúc on-chip ROM trong vi điều khiển giúp bảo mật thông tin firmware tốt hơn .

Dễ phong cách thiết kế với ngân sách thấp và size nhỏ .

Cấu tạo của vi điều khiển

Cấu tạo cơ bản và sơ đồ khối của vi điều khiển như hình bên dưới

CPU

CPU là bộ não của vi điều khiển. CPU chịu nghĩa vụ và trách nhiệm tìm nạp lệnh, giải thuật và thực thi. CPU liên kết toàn bộ bộ phận của vi điều khiển vào một mạng lưới hệ thống duy nhất. Chức năng chính của CPU là tìm nạp và giải thuật lệnh. Lệnh được lấy từ bộ nhớ chương trình sau đó được CPU giải thuật .

Bộ nhớ

Chức năng bộ nhớ trong vi điều khiển giống như bộ vi giải quyết và xử lý. Nó được sử dụng để tàng trữ tài liệu và chương trình. Vi điều khiển thường có một lượng RAM và ROM nhất định ( EEPROM, EPROM … ) hoặc bộ nhớ flash để tàng trữ mã nguồn chương trình .

Cổng đầu vào / đầu ra

Cổng đầu vào / đầu ra được sử dụng đa phần điều khiển hoặc tiếp xúc những thiết bị như màn hình hiển thị LCD, đèn LED, máy in, bộ nhớ … cho vi điều khiển .

Cổng nối tiếp

Cổng tiếp nối đuôi nhau tạo ra giao diện tiếp nối đuôi nhau giữa vi điều khiển và những thiết bị ngoại vi khác như cổng song song .

Bộ đếm thời gian  / bộ đếm

Đây là một trong những công dụng hữu dụng của vi điều khiển. Một vi điều khiển hoàn toàn có thể có nhiều bộ đếm thời hạn và bộ đếm. Bộ đếm thời hạn và bộ đếm có tính năng đếm thời hạn và đếm bên trong vi điều khiển. Hoạt động chính của bộ phận này là làm tính năng đồng hồ đeo tay, phát xung, đo tần số, tạo ra giao động … Nó cũng được sử dụng để đếm xung bên ngoài .

Bộ chuyển đổi analog sang digital (ADC)

Bộ chuyển đổi ADC được sử dụng để quy đổi tín hiệu analog sang dạng digital. Tín hiệu nguồn vào trong bộ chuyển đổi này phải ở dạng analog ( ví dụ : đầu ra cảm ứng ) và đầu ra từ thiết bị này ở dạng digital. Đầu ra digital hoàn toàn có thể được sử dụng cho những ứng dụng kỹ thuật số ( ví dụ : những thiết bị đo lường và thống kê ) .

Bộ chuyển đổi Digital sang Analog (DAC)

Hoạt động của DAC là đảo ngược của ADC. DAC quy đổi tín hiệu digital thành định dạng analog. Nó thường được sử dụng để điều khiển những thiết bị analog như động cơ DC, những ổ đĩa …

Điều khiển ngắt

Điều khiển ngắt được sử dụng để ngắt ( trễ ) một chương trình thao tác. Việc ngắt hoàn toàn có thể ở bên ngoài ( được kích hoạt bằng cách sử dụng chân ngắt ) hoặc bên trong ( bằng cách sử dụng lệnh ngắt trong khi lập trình ) .

Khối chức năng đặc biệt

Một số vi điều khiển chỉ được sử dụng cho 1 số ít ứng dụng đặc biệt quan trọng ( ví dụ : mạng lưới hệ thống khoảng trống và rô bốt ) những bộ điều khiển này có chứa những cổng bổ trợ để triển khai những hoạt động giải trí đặc biệt quan trọng đó. Đây được coi là khối tính năng đặc biệt quan trọng .

Ưu điểm của vi điều khiển

Những ưu điểm chính của vi điều khiển là :

a ) Vi điều khiển hoạt động giải trí như một máy vi tính không có bất kỳ bộ phận kỹ thuật số nào .

b ) Tích hợp cao hơn bên trong vi điều khiển làm giảm ngân sách và kích cỡ của mạng lưới hệ thống .

c ) Việc sử dụng vi điều khiển rất đơn thuần, dễ khắc phục sự cố và bảo dưỡng mạng lưới hệ thống .

d ) Hầu hết những chân được lập trình bởi người dùng để thực thi những tính năng khác nhau .

e ) Dễ dàng liên kết thêm những cổng RAM, ROM, I / O .

f ) Cần ít thời hạn để triển khai những hoạt động giải trí .

Nhược điểm của vi điều khiển

a ) Vi điều khiển có kiến trúc phức tạp hơn so với vi giải quyết và xử lý .

b ) Chỉ thực thi đồng thời 1 số ít lệnh thực thi số lượng giới hạn .

c ) Chủ yếu được sử dụng trong những thiết bị vi mô .

d ) Không thể trực tiếp tiếp xúc những thiết bị hiệu suất cao .

Ứng dụng

Bạn hoàn toàn có thể tìm thấy vi điều khiển trong tổng thể những loại thiết bị điện tử lúc bấy giờ. Bất kỳ thiết bị nào tương quan đến thống kê giám sát, tàng trữ, điều khiển, đo lường và thống kê hoặc hiển thị thông tin đều phải có chip vi điều khiển bên trong. Ứng dụng lớn nhất của vi điều khiển là trong ngành công nghiệp xe hơi ( vi điều khiển được sử dụng thoáng đãng để trấn áp động cơ và điều khiển hiệu suất trong xe hơi ). Bạn cũng hoàn toàn có thể tìm thấy vi điều khiển bên trong bàn phím, chuột, modem, máy in và những thiết bị ngoại vi khác. Trong thiết bị thử nghiệm, vi điều khiển giúp bạn thuận tiện thêm những tính năng như năng lực tàng trữ số đo, tạo và tàng trữ những thói quen của người dùng và hiển thị thông tin cũng như dạng sóng. Sản phẩm tiêu dùng sử dụng bộ vi điều khiển gồm có máy quay kỹ thuật số, đầu phát quang, màn hình hiển thị LCD / LED …

Source: https://baoduongdieuhoa24h.com
Category: Điện Tử