Đặc điểm và ứng dụng của Vi điều khiển

Vi điều khiển là khái niệm không còn xa lạ trong lĩnh vực điện tử bởi tính ứng dụng rất cao trong thực tế. Vậy vi điều khiển là gì và có những đặc điểm như thế nào, cùng Minh Bảo tìm hiểu ngay sau bài viết dưới đây:

Khái niệm

Vi điều khiển là một máy tính được tích hợp trên con chip (single chip microcomputer) được tạo nên qua VLSI. Vi điều khiển còn được gọi là bộ điều khiển nhúng bởi vì vi điều khiển và các mạch điện hỗ trợ được tích hợp hoặc nhúng vào thiết bị nó kiểm soát. Vi điều khiển có nhiều bit khác nhau giống vi xử lý (cho đến nay thì có các loại vi điều khiển là 4bit, 8bit, 16bit, 32bit, 64bit và 128 bit)

Vi điều khiển thường gồm các linh kiện:

• Bộ xử lý trung tâm: CPU
• Bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên: RAM
• Bộ nhớ chỉ đọc: ROM
• Cổng đầu vào / đầu ra
• Bộ đếm thời gian và bộ đếm
• Bộ chuyển đổi analog sang digital
• Bộ chuyển đổi digital sang analog
• Cổng giao tiếp nối tiếp
• Mạch dao động

Đặc điểm của các linh kiện:

• Bên trong vi điều khiển chứa đầy đủ các tính năng cần thiết cho một hệ thống máy tính và có chức năng như một máy tính mà không cần thêm các bộ phận kỹ thuật số bên ngoài.
• Hầu hết các chân ở trong chip vi điều khiển có thể được lập trình bởi người dùng.
• Vi điều khiển với khả năng xử lý các hàm logic.
• Tốc độ và hiệu suất cao.
• Cấu trúc on-chip ROM ở trong vi điều khiển giúp bảo mật firmware tốt hơn.
• Dễ thiết kế với chi phí thấp và có kích thước nhỏ.

Cấu tạo của vi điều khiển

>> Tham khảo thêm : Tìm hiểu về biến áp xung

CPU

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

Bộ nhớ

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

Cổng đầu vào / đầu ra

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

Cổng nối tiếp

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

Bộ đếm thời gian  / bộ đếm

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

Bộ chuyển đổi analog thành digital (ADC)

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

Bộ chuyển đổi Digital thành Analog (DAC)

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

Điều khiển ngắt

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

Khối chức năng đặc biệt

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

Ưu điểm của vi điều khiển

Những ưu điểm chính của vi điều khiển đó là :

• Vi điều khiển hoạt động như máy vi tính không có bất kỳ bộ phận kỹ thuật số nàTích hợp cao hơn bên trong vi điều khiển giúp giảm chi phí và kích thước của hệ thống.
• Việc sử dụng vi điều khiển cực kỳ đơn giản, dễ khắc phục sự cố và bảo trì hệ thống.
• Hầu hết các chân được lập trình bởi người dùng nhằm thực hiện các chức năng khác nhau.
• Dễ dàng kết nối thêm các cổng như RAM, ROM, I / O.
• Cần ít thời gian để thực hiện hoạt động.

Nhược điểm của vi điều khiển

• Vi điều khiển có kiến trúc phức tạp nhiều hơn so với vi xử lý.
• Chỉ thực hiện đồng thời một số lệnh thực thi có giới hạn.
• Chủ yếu sử dụng trong các thiết bị vi mô.
• Không thể trực tiếp giao tiếp với các thiết bị công suất cao.

Ứng dụng

Bạn hoàn toàn có thể tìm thấy vi điều khiển ở trong toàn bộ những loại thiết bị điện tử lúc bấy giờ. Bất kỳ thiết bị nào tương quan đến tàng trữ, giám sát, điều khiển, đo lường và thống kê hay hiển thị thông tin đều phải có chip vi điều khiển ở bên trong .

Ứng dụng lớn nhất của vi điều khiển là ở trong ngành công nghiệp ô tô (vi điều khiển được sử dụng rộng rãi để kiểm soát động cơ và điều khiển công suất ô tô). Bạn cũng có thể tìm thấy vi điều khiển ở bên trong bàn phím, chuột, máy in, modem và các thiết bị ngoại vi khác.

Trong thiết bị thử nghiệm, vi điều khiển giúp thuận tiện thêm những tính năng như tạo và tàng trữ những thói quen của người dùng, năng lực tàng trữ số đo, và hiển thị những thông tin cũng như dạng sóng. Sản phẩm tiêu dùng sử dụng bộ vi điều khiển gồm đầu phát quang, máy quay kỹ thuật số, màn hình hiển thị LCD / LED …
Hy vọng trải qua bài viết bạn đọc hoàn toàn có thể có thêm nhiều thông tin có ích về đặc thù và ứng dụng của vi điều khiển .

Source: https://bem2.vn
Category: Ứng dụng hay