VI ĐIỀU KHIỂN
Giảng viên : Nguyễn Huy Hoàng
Khoa : Điện, Điện tử
Mobile : 0986.495.604
Email : Hoangnh.hut@gmail.com
1. CẤU TRÚC CỦA VI ĐIỀU KHIỂN
Vi điều khiển (MCU – viết tắt của cụm từ ‘Micro Control Unit’) có thể được coi như một máy tính thu nhỏ trên một
chip, nó có thể hoạt động với một vài linh kiện phụ trợ bên ngoài.
CPU: Khối xử lý trung tâm CPU (Central Processing Unit) là bộ phận quan trọng nhất của vi điều khiển.Nó thực
hiện chức năng tìm nạp các lệnh được lưu trữ trong bộ nhớ chương trình, giải mã các lệnh này, và thực hiện
chúng
Vi điều khiển – GV: Nguyễn HuyHoàng–Khoa Điện, Điện tử
Chương 1. Giới thiệu về vi điều khiển PIC của Microchip
Bộ nhớ chương trình (ROM): Chứa tập lệnh tạo nên chương trình. Để thích ứng với những chương trình
lớn hơn, trong một số vi điều khiển, bộ nhớ chương trình được chia thành bộ nhớ bên trong và bộ nhớ bên
ngoài.
Bộ nhớ chương trình thường là các loại ổn định và loại EEPROM hoặc EPROM hoặc flash, Mask ROM, hoặc
loại lập trình được một lần OTP (One Time Programmable).
RAM: Là bộ nhớ dữ liệu của bộ vi điều khiển có nghĩa là vi điều khiển sử dụng nó để lưu trữ dữ liệu. CPU
dùng RAM để lưu trữ các biến cũng như ngăn xếp. CPU sử dụng ngăn xếp để lưu trữ địa chỉ trở về sau khi
hoàn thành một chương trình con hoặc một lời gọi ngắt.Nhờ đó, CPU có thể tiếp tục thực hiện chương trình
chính.
Bộ tạo dao động:Bộ vi điều khiển thực thi chương trình ở một tốc độ nhất định.Tốc độ này được xác định
thông qua tần số của bộ tạo dao động.Bộ tạo dao động có thể là một mạch dao động RC hoặc bộ dao động
với một bộ phận đồng bộ ởbên ngoài chẳng hạn như thạch anh, hoặc mạch cộng hưởng LC hoặc thậm chí
là một mạch RC.Bộ dao động bắt đầu hoạt động ngay sau khi bộ vi điều khiển được cấp nguồn nuôi
Vi điều khiển – GV: Nguyễn HuyHoàng–KhoaĐiện, Điện tử
Chương 1. Giới thiệu về vi điều khiển PIC của Microchip
Mạch khởi động lại và mạch phát hiện sụt điện áp nguồn nuôi thấp:mạch khởi động lại đảm bảo tất cả
các linh kiện và mạch điều khiển bên trong bộ vi điều khiển được khởi tạo ở trạng thái ban đầu xác định, đồng
thời các thanh ghi cần thiết cũng được khởi tạo hợp lý khi vi điều khiển bắt đầu đưa vào hoạt động.Bộ phát hiện
sụt áp nguồn nuôi là một mạch giám sát điện áp nguồn nuôi (Reset and Brown –out detector circuit). Nếu có sự
sụt áp bất thường nó sẽ khởi tạo lại bộ vi xử lý
Cổng nối tiếp:Cổng nối tiếp là một bộ phận có tác dụng rất lớn đối với hoạt động của vi điều khiển vì được sử
dụng để truyền thông với các thiết bị ngoại vi thông qua việc truyền dữ liệu nối tiếp.
Cổng vào ra số:Bộ vi điều khiển sử dụng cổng vào/ra số để trao đổi dữ liệu số với thế giới bên ngoài. Khác
với cổng nối tiếp truyền dữ liệu nối tiếp từng bit một,cổng vào/ra số trao đổi dữ liệu theo từng byte một.
Cổng vào tương tự:Tín hiệu lối vào tương tự được xử lý qua một bộ biến đổi tương tự -số (ADC). Bộ vi điều
khiển có thể có một ADC hoặc một bộ so sánh tương tự được điều khiển bởi phần mềm để thực hiện việc chuyển
đổi tương tự -số.Bộ biến đổi ADC nhận dữ liệu từ những thiết bị như các cảm biến (sensor) nhiệt độ, cảm biến
áp suất. Các bộ cảm biến này thường cung cấp các tín hiệu điện áp dưới dạng tương tự
Vi điều khiển – GV: Nguyễn HuyHoàng–KhoaĐiện, Điện tử
Chương 1. Giới thiệu về vi điều khiển PIC của Microchip
Bộ định thời:Bộ vi điều khiển sử dụng bộ định thời để quy định thời gian các sự kiện, chẳng hạn xuất
dữ liệu ra màn hình với một tần số nào đó.Bộ vi điều khiển sẽ dùng bộ định thời để tạo ra tần số đó.Bộ
định thời cũng được dùng để đếm các sự kiện xảy ra ởbên ngoài cũng như bên trong. Trong trường hợp
đó bộ định thời được gọi là bộ đếm
Bộ định thời watchdog WDT (Watchdog Timer): Là một bộ địnhthời đặc biệt thường dùng để ngăn
ngừa những sự cố phần mềm. WDT hoạt động như sau: nó làm tăng giá trị một bộ đếm bên trong với
một tốc độ đếm nào đó.Nếu chương trình người dùng không đặt lại bộ đếm thì bộ đếm sẽ bị tràn làm
cho vi điều khiển được khởi động lại.Phần mềm của người dùng được lập trình một cách hợp lý sao cho
WDT được đặt lại một cách đều đặn.Nếu chương trình người dùng bộ lỗi, nó không đặt lại WDT thì tốt
hơn hết là khởi động lại hệ thống. Nếu không hệ thống sẽ gặp sự cố hoặc rơi vào tình trạng không hoạt
động (treo)
RTC (Real Time Clock): Đồng hồ định thời gian thực (RTC) là một bộ định thời đặc biệt có nhiệm vụ
lưu trữ các thông tin về ngày tháng
Vi điều khiển – GV: Nguyễn HuyHoàng–KhoaĐiện, Điện tử
Chương 1. Giới thiệu về vi điều khiển PIC của Microchip