1
Chương 6. Đại cương về cấu trúc phần
cứng và phần mềm trong điều khiển số
Chương này giới thiệu sơ bộ về cấu trúc
phần cứng và phần mềm trong điều khiển
số. Hệ thống phần cứng được xây dựng từ
các vi điều khiển.
Bên cạnh đó một hệ thống điều khiển số có
thể được ghép nối với máy tính cá nhân, do
đó các thông số có thể đặt trực tiếp trên máy
tính. Máy tính còn có nhiệm vụ quan sát giá
trị phản hồi của hệ thống.
1
Chương 6. Đại cương về cấu trúc phần
cứng và phần mềm trong điều khiển số
6.1 Vi điều khiển (Microcontroller)
Phần cứng dùng trong các hệ thống điều khiển
số là vi điều khiển. Một bộ vi điều khiển (viết tắt
là MCU hay uC) là một máy tính số được tích
hợp trên một chip.
Vi điều khiển được xem như là một họ vi xử có
độ tích hợp cao, tiêu thụ ít năng lượng, dễ sử
dụng và giá thành thấp.
2
1
2
2
Chương 6. Đại cương về cấu trúc phần
cứng và phần mềm trong điều khiển số
6.1 Vi điều khiển (Microcontroller)
Vi điều khiển dùng cho các hệ điều khiển số
tương phản với các bộ vi xử lý của máy tính cá
nhân mà ở đó phải cần có sự ghép nối với các
khâu khác mới có thể làm việc được.
Ngoài việc kết hợp với các phần tử số học và
logic như một bộ vi xử lý đa năng, một số họ vi
điều khiển còn được tích hợp với các phần tử
khác như là bộ nhớ đọc viết để lưu giữ liệu, bộ
nhớ ROM hay bộ nhớ chớp nhoáng,…
3
Chương 6. Đại cương về cấu trúc phần
cứng và phần mềm trong điều khiển số
6.1 Vi điều khiển (Microcontroller)
Với tốc độ xung nhịp một vài MHz hoặc thấp
hơn, một bộ vi điều khiển thường làm việc với
tốc độ thấp hơn so với bộ vi xử lý hiện đại nhưng
đủ cho một số ứng dụng cụ thể.
Các vi điều khiển thường tiêu thụ công suất nhỏ
cỡ một vài miliwatts và có khả năng làm việc ở
chế độ chờ hay còn gọi là chế độ “sleep” trong
khi đợi các sự kiện ngoại.
4
3
4
3
Chương 6. Đại cương về cấu trúc phần
cứng và phần mềm trong điều khiển số
6.1 Vi điều khiển (Microcontroller)
5
Chương 6. Đại cương về cấu trúc phần
cứng và phần mềm trong điều khiển số
6.1.1 Vi điều khiển Atmega16
Vi điều khiển AVR Atmega16 là bộ vi điều khiển
8 bit mạnh có tốc độ xử lý cao, tiêu thụ công suất
nhỏ. Sơ đồ chân ra của vi điều khiển 40 chân có
dạng như trên hình 6.1.
6
5
6
4
Chương 6. Đại cương về cấu trúc phần
cứng và phần mềm trong điều khiển số
6.1.1 Vi điều khiển Atmega16
7Hình 6.1. Sơ đồ chân ra của vi điều khiển Atmega16 loại 40 chân
Chương 6. Đại cương về cấu trúc phần
cứng và phần mềm trong điều khiển số
6.1.1 Vi điều khiển Atmega16
8
7
8
5
Chương 6. Đại cương về cấu trúc phần
cứng và phần mềm trong điều khiển số
6.1.2 Ghép nối vi điều khiển Atmega16 với máy
tính cá nhân
Cổng nối tiếp RS232 là giao diện sử dụng rộng
rãi nhất. Trong các máy tính PC, cổng này còn
gọi là các cổng COM1. Giao thức truyền thông
RS232 được sử dụng cho các mục đích đo
lường và điều khiển. Việc truyền dữ liệu qua
cổng được tiến hành theo cách nối tiếp nghĩa là
các bit được truyền nối tiếp nhau trên một đường
dẫn.
9
Chương 6. Đại cương về cấu trúc phần
cứng và phần mềm trong điều khiển số
6.1.2 Ghép nối vi điều khiển Atmega16 với máy
tính cá nhân
10 Hình 6.2. Sơ đồ các chân của cáp nối tiếp RS232
9
10