�ݺ�ߣ

Editor's Notes

• #3: Kiến trúc vi điều khiển: đập mạnh một cái vào con vi điều khiển, mở ruột nó ra xem coi nó có cái gì trong đó, thấy nó đen thui, chẳng có gìThực ra vi điều khiển cũng là một cấu trúc siêu nhỏ, gồm các linh kiện điển tử ở kích thước micro hoặc nano, các linh kiện này được kết hợp với nhau và được nối với các thiết bị bên ngoài qua các chân vi điều khiển.Chính vì vậy, hiểu rõ được kiến trúc vi điều khiển, các bạn sẽ hiểu rõ được mình đang làm việc với cái gì, và cái đó làm việc như thế nào.có 3 họ vi điều khiển nổi tiếng là 8051 (bao gồm AVR), PIC và Motorola. kiến trúc vi điều khiển phổ biến hiện nay, là kiến trúc Von Neumann và kiến trúc Harvard. ��
• #6: - Tổng quan AVR AVR là họ vi điều khiển 8 bit theo công nghệ mới, với những tính năng rất mạnh được tích hợp trong chip của hãng Atmel theo công nghệ RISC, nó mạnh ngang hàng với các họ vi điều khiển 8 bit khác như PIC, Pisoc. Do ra đời muộn hơn nên họ vi điều khiển AVR có nhiều tính năng mới đáp ứng tối đa nhu cầu của người sử dụng, so với họ 8051 89xx sẽ có độ ổn định, khả năng tích hợp, sự mềm dẻo trong việc lập trình và rất tiện lợi. ���������� Tại sao AVR:��so với các chip vi điều khiển 8 bits khác, AVR có nhiều đặc tính hơn hẳn, hơn cả trong tính ứng dụng (dễ sử dụng) và đặc biệt là về chức năng:Gần như chúng ta không cần mắc thêm bất kỳ linh kiện phụ nào khi sử dụng AVR,��Thiết bị lập trình (mạch nạp) cho AVR rất đơn giản, Atmelga16 có đầy đủ tínhnăng của họ AVR, và giá thành so với các loại khác thì giá thành là vừa phải khi nghiên cứu và làm các công việc ứg dụng tới vi điều khiển.- Tính năng: - 16K byte trong hệ thống flash khả trình có thể nạp và xóa 1000 lần. 512 byte EEPROM có thể ghi và xóa 100.000 lần. 1 K (SRAM). - Đóng vỏ 40 chân, trong đó có 32 chân vào ra dữ liệu chia làm 4 PORT A,B,C,D. Các chân này đều có chế độ pull_up resistors. - Giao tiếp SPI. - Giao diện I2C. - Có 8 kênh ADC 10 bit. - 4 kênh PWM. - 1 bộ so sánh analog. - 2 bộ timer/counter 8 bit, 1 bô timer/counter1 16 bit. - 1 bộ định thời Watchdog. - 1 bộ truyền nhận USART lập trình được.Cấu trúc lệnh đơn giản, thời gian thực thi lệnh như nhau.130 lệnh thực thi trong vòng 1 chu kì chip.Bộ nhớ chương trình và dữ liệu không bay hơi.Tính năng ngoại vi.2 bộ timers/counters 8 bít với các chế độ đếm riêng rẽ và kiểu so sánh.1 bộ timer/counter 16 bit với các chế độ đếm riêng rẽ, kiểu so sánh và kiểu bắt sự kiện.Bộ đếm thời gian thực với máy tính dao động riêng rẽ.4 kênh băm xung PWM.8 kênh ADC 10 bit.Byte định hướng 2 đường giao tiếp nối tiếp.Giao tiếp USART nối tiếp khả trình.Giao tiếp SPI nối tiếp chủ/tớ.Bộ định thời khả trình giám sát xung nhịp của 1 chip 1 cách riêng rẽ. Tích hợp bộ so sánh tín hiệu tương tự.Giao tiếp JTAG.Các tính năng đặc biệt của vi điều khiển.Các ngắt trong và ngoài.6 chế độ nghỉ: rảnh rỗi, giảm nhiễu ADC, tiết kiệm năng lượng, nguồn thấp, Standby và Extended Stanby.Điện áp sử dụng.4,5 – 5,5V dùng với Atmega16.Tốc độ xung nhịp dùng cho chip.0 – 16 Mhz cho Atmega16.AT90S1200ATtiny15ATmega16ATmega32
• #8: Chương trình đi cùng với ngắt được gọi là trình dịch vụ ngắt ISR (Interrupt Service Routine) hay còn gọi là trình quản lý ngắt (Interrupt handler).Các tín hiệu dẫn đến ngắt có thể xuất phát từ :1.Thiết bị bên trong chip (ngắt báo bộ đếm timer/counter tràn, ngắt báo quá trình gởi dữ liệu bằng RS232 kết thúc…) .2. Các tác nhân bên ngoài (ngắt báo có 1 button được nhấn, ngắt báo có 1 gói dữ liệu đã được nhận3…
• #9: Hình��1 minh họa cách tổ chức ngắt thông thường trong các chip AVR. Số lượng ngắt trên mỗi dòng chip là khác nhau, ứng với mỗi ngắt sẽ có vector ngắt, vector ngắt là các thanh ghi có địa chỉ cố định được định nghĩa trước nằm trong phần đầu của bộ nhớ chương trình.��Khi thực hiện lệnh gọi ngắt, CPU sẽ tìm kiếm trong bảng vector ngắt địa chỉ của chương trình phục vụ ngắt.
• #10: Ngắt ngoài là cách rất hiệu quả để thực hiện giao tiếp giữa người dùng và chip.( giới thiệu các chân)At16 có các thanh ghiThanh ghi điều khiển MCU – MCUCR��(MCU Control Register) là thanh ghi xác lập chế độ ngắt cho ngắt ngoài,Thanh ghi điều khiển MCU – MCUCR thanh ghi này có tên là thanh ghi mặt nạ ngắt thông thường GIMSK,
• #11: ������Timer/Counter là các module độc lập với CPU. Chức năng chính của các bộ Timer/Counter, như tên gọi của chúng, là định thời (tạo ra một khoảng thời gian, đếm thời gian…) và đếm sự kiện.�� Trên các chip AVR, các bộ Timer/Counter còn có thêm chức năng tạo ra các xung điều rộng PWM (Pulse Width Modulation), ở một số dòng AVR, một số Timer/Counter còn được dùng như các bộ canh chỉnh thời gian (calibration) trong các ứng dụng thời gian thực.
• #12: T/C0:Là một bộ định thời, đếm đơn giản với 8 bit. Gọi là đơn giản vì bộ này chỉ có 1 chế độ hoạt động (mode) so với 5 chế độ của bộ Timer/Counter1. Chế độ hoat động của Timer/Counter0 thực chất có thể coi như 2 chế độ nhỏ (và cũng là 2 chức năng cơ bản) đó là tạo ra một khoảng thời gian và đếm sự kiện.Các chức năng chính: Kênh đếm so sánh đơn.Xóa giá trị timer khi đạt tới giá trị so sánh.Chế độ PWM.Đếm sự kiện bên ngoài.Bộ chia tần số 10 bit.Ngắt khi tràn hoặc tại giá trị so sánh.Các chế độ hoạt động của T/C0:Chế độ bình thường. Chế độ xóa giá trị Timer khi đạt tới giá trị so sánh. Chế độ Fash PWM. Chế độ PWM.T/C1:Là bộ định thời, đếm đa năng 16 bit. Bộ Timer/Counter này có 5 chế độ hoạt động chính. Ngoài các chức năng thông thường, Timer/Counter1 còn được dùng để tạo ra xung điều rộng PWM dùng cho các mục đích điều khiển. Có thể tạo 2 tín hiệu PWM�� độc lập trên các chân OC1A (chân 15) và OC1B (chân 16) bằng Timer/Counter1. Các bộ Timer/Counter kiểu này được tích hợp thêm khá nhiều trong các chip AVR sau này, ví dụ Atmega128 có 2 bộ, Atmega2561 có 4 bộ…Các chức năng chính:2 bộ so sánh ngõ ra độc lập. 1 bộ bắt mẫu từ ngõ vào. 1 bộ giảm nhiễu ngõ vào.Chế độ xóa timer khi đạt tới giá trị so sánh.Tạo tần số. Tạo xung PWM có thể thay đổi giá trị.Đếm sự kiện ngoài.4 nguồn ngắt độc lập.Các chế độ hoạt động: (giống T/C0)T/C2:Tuy là một module 8 bit như Timer/Counter0 nhưng Timer/Counter2 có đến 4 chế độ hoạt động như Timer/Counter1, ngoài ra nó nó còn được sử dụng như một module canh chỉnh thời gian cho các ứng dụng thời gian thực Các chức năng chính:Kênh đếm so sánh đơn. Xóa timer khi đạt tới giá trị so sánh. Chế độ PWM. Đếm sự kiện bên ngoài. Bộ chia tần số 10 bit. Ngắt khi tràn hoặc tại giá trị so sánh.
• #13: 2.3.1 Chế độ thông thường Đây là chế độ hoạt động đơn giản nhất của Timer. Bộ đếm sẽ liên tục đếm tăng lên cho đến khi vượt quá giá trị lớn nhất TOP và sau đó sẽ được khởi động lại tại giá trị Bottom. Trong các hoạt động thông thường thì cờ tràn sẽ được thiết lập khi giá trị trong Timer đạt giá trị không và không bị xóa đi. Tuy nhiên nếu mà ngắt tràn được chấp nhận thì cờ ngắt sẽ tự động bị xóa khi ngắt được thực hiện. Giá trị trong Timer có thể được viết vào bất cứ lúc nào.2.3.2 Chế độ so sánh(CTC). Đây là chế độ mà giá trị trong Timer luôn được so sánh với giá trị trong thanh ghi ORC. Khi giá trị trong Timer bằng giá trị trong thanh ghi ORC thì giá trị trong Timer sẽ bị xóa đi. Giá trị trong ORC đóng vai trò là giá trị Top cho bộ đếm. Chế độ này cũng cho phép tạo ra tần số so sánh ở đầu ra. Tuy nhiên trong chế độ này nếu giá trị mới ghi vào thanh ghi ORC mà nhỏ hơn giá trị tức thời của bộ đếm thì 1 so sánh sẽ bị lỡ, khi đó bộ đếm sẽ đếm đến giá trị lớn nhất sau đó rơi xuống giá trị 0 trước khi so sánh tiếp theo xuất hiện.2.3.3 Chế độ Fast PWM. Cho phép tạo ra sóng với tần số cao. Sự khác biệt cơ bản giữa Fast PWM với các loại PWM khác là nó chỉ sử dụng 1 sườn dốc. Bộ đếm sẽ đếm từ Bottom đến Max sau đó khởi động lại từ Bottom. Trong chế độ không đảo đầu ra của chân so sánh Ocx sẽ bị xóa khi có phép toán so sánh giữa TCNTx và thanh ghi ORC là bằng nhau. Và sẽ được set lên 1 khi giá trị đạt Bottom. Trong chế độ đảo, đầu ra đảo sẽ được set lên 1 khi sự so sánh giữa thanh ghi ORC và giá trị trong Timer bằng nhau và sẽ bị xóa khi giá trị đạt Bottom. Trong cả hai trường hợp này tần số của chế độ Fast PWM đều gấp đôi so với chế độ Phase correct PWM sử dụng 2 sườn dốc. Với tần cao này chế độ Fast PWM rất tốt cho các ưng dụng như ADC hay chỉnh lưu. Ngoài ra với tần số cao giúp làm giảm kích thước của thiết bị ngoài như cuộn dây tụ từ đó giúp làm giảm toàn bộ chi phí cho hệ thống.2.3.4 Chế độ Phase correct PWM. Chế độ này hoạt động dựa trên hai sườn lên xuống. Bộ đếm sẽ đếm liên tục từ giá trị Bottom đến giá trị Max và sau đó từ giá trị Max đến giá trị Bottom. Trong chế độ so sánh không đảo chân so sánh sẽ bị xóa khi giá trị TCNTx bằng giá trị OCRx trong quá trình đếm lên và sẽ được set bằng 1 khi giá trị so sánh xuất hiện trong quá trình đếm xuống. Chế độ so sánh đảo thì các giá trị là ngược lại. Với hoạt động hai sườn xung này thì chế độ này không tạo ra được tần số nhỏ như chế độ một sườn xung. Nhưng do tính cân đối của hai sườn xung thì nó tốt hơn cho điều khiển động cơ. Chế độ Phase correct PWM hoạt động cố định 8 bit. Trong chế độ này bộ đếm sẽ tăng cho đến khi đạt giá trị Max, khi đó nó sẽ đổi chiều đếm.
• #15: Khi đặt vào trong từ trường một giây dẫn và cho dòng điện chạy qua dây dẫn thì từ trường sẽ tác dụng một lựcvào dòng điện và làm dây dẫn chuyển động.Chiều của lực được xác định bằng quy tắc bàn tay trái. Đây chính là nguyên lý làm việc của động cơ nói chung Về động cơ một chiều :Từ trường trong động cơ tạo ra từ các cuộn dây gọi là cuộn cảm hay cuộn kích từ .Do stator của động cơ có đặt các cuộn cảm nên thường gọi là phần cảm.Từ trường do cuộn cảm tạo ra sẽ tác dụng một lực vào các dây dẫn rotor đặt trong các rảnh của rotor khi có dòng điện chạy qua. Cuộn dây này gọi là cuộn ứng. Dòng điện đưa vào cuộn ứng qua các chổi than và cổ góp.Phần rotor mang phần ứng nên gọi là phần ứng
• #17: ��- Khi chưa nhân nút, chân PC0 và chân PC1 ở mức 0, rơle không hoạt động, điện áp ở 2 đầu của động cơ bằng Uvào (12V) => động cơ không hoạt động.- Khi nhấn nút quay thuận, tín hiệu được đưa đến vi điều khiển, vi điều khiển nhận và xử lí tín hiệu => sau đó đưa tín hiệu qua chân PC0 và chân PC1. Chân PC0 tích mức 1, chân PC1 tích mức 0 => transistor khuếch đại => điều khiển rơle1 hoạt động, rơle2 không hoạt đông => Điện áp đặt vào 2 đầu động cơ là khác nhau (12V – ~0V), đồng thời vi điều khiển tạo 1 xung PWM (độ rộng khoảng 70%) trên chân PD7 => qua TIP41 khuếch đại tín hiệu đưa vào đầu còn lại của động cơ => động cơ quay thuận - Khi nhấn nút quay ngược, , tín hiệu được đưa đến vi điều khiển, vi điều khiển nhận và xử lí tín hiệu => sau đó đưa tín hiệu qua chân PC0 và chân PC1. Chân PC0 tích mức 0, chân PC1 tích mức 1 => transistor khuếch đại => điều khiển rơle1 hoạt động, rơle2 không hoạt đông => Điện áp đặt vào 2 đầu động cơ là khác nhau (12V – ~0V), đồng thời vi điều khiển tạo 1 xung PWM trên chân PD7 => qua TIP41 khuếch đại tín hiệu đưa vào đầu còn lại của động cơ => động cơ quay nghịch - Khi nhấn nút tăng tốc độ, tín hiệu trên chân PC0 và PC1 vẫn giữ nguyên mức lôgíc. Mặt khác, tạo một xung PWM mới (độ rộng khoảng 99%) trên chân PD7 => chống nhiễu cho vi điều khiển) => qua TIP41 khuếch đại tín hiệu đưa vào đầu còn lại của động cơ => động cơ vẫn quay theo chiều như trước nhưng tốc độ nhanh hơn. - Khi nhấn nút giảm tốc độ, tín hiệu trên chân PC0 và PC1 vẫn giữ nguyên mức lôgíc. Mặt khác, tạo một xung PWM mới (độ rộng khoảng 1%) trên chân PD7 => chống nhiễu cho vi điều khiển) => qua TIP41 khuếch đại tín hiệu đưa vào đầu còn lại của động cơ => động cơ vẫn quay theo chiều như trước nhưng tốc độ chậm hơn. - Khi nhấn nút RESET vi điều khiển, vi điều khiển trở về trạng thái ban đầu => động cơ ngừng hoạt động.������