PHẦN ĐIỆN TỬ CHAPTER 1: INTRODUCTIONCó rất nhiều hệ thống điều khiển có liên quan với các sự kiện thiết lập trong chuyển động hoặc ngăn chặn chúng khi điều kiện nhất định được đáp ứng. Ví dụ với máy giặt gia dụng, bộ sấy chỉ được bật lên khi có nước trong thùng và đó là mức quy định. Như vậy điều khiển bao gồm tín hiệu kĩ thuật số chỉ có hai mức tín hiệu .Trong hệ mạch kĩ thuật số cơ bản của máy tính số và hệ thống vi xử lý. Có 2 tín hiệu đầu vào và đâu ra là 0 và 1. Bộ điều khiển ở đây được lập trình để cho đầu ra ở mức 1 khi cả 2 tín hiệu đầu vào là mức 1.Cổng logic cơ bản xây dựng nên các mạch điện kĩ thuật số. Và tổ hợp 2 hay nhiều công logic cơ bản đó lại để tạo ra cổng logic khác đáp ứng chức năng yêu cầu. LOGIC GATECổng logic là nhưng thành phần cơ bản trong điện tử số. Chúng được sử dụng để tạo ramạch kỹ thuật số và thậm chí ngay cả mạch tích hợp phức tạp. Ví dụ, mạch tích hợp phức tạp này tạo thành 1 mạch hoàn chỉnh sẵn sàng mang đi sử dụng cho bộ vi xử lý vàvi điều khiển là những ví dụ tốt nhất bên trong nó đã được thiết kế sử dụng một số cổng logicTrong hướng dẫn này, chúng tôi sẽ dạy cho bạn mọi thứ mà bạn cần biết về cổng logic và những ví dụ về chúng.Như bạn đã biết, trong điện tử số chỉ chấp nhận hai con số 0 và 10 có nghĩa là điện áp 0 V, trong khi đó 1 có nghĩa là 5 V hoặc 3,3 V trong các mạch tích hợp.Bạn có thể hiểu rằng 0 và 1 như một bóng đèn tắt hoặc bật hay một công tắc lúc đóng và mở.a. Cổng AND : giả sử chúng ta có 1 cổng cho đầu ra ở mức cao chỉ khi cả 2 đầu vào và đầu ra ở mức cao, những trường hợp khác cho đầu ra ở mức thấp.Đây là được gọi là cổng logic ANDChúng ta có thể hình dung cổng AND là 1 mạch điện gồm 2 công tắc mắc nối tiếp nhau chỉ khi cả 2 công tắc a, b này đều đóng khi đó mới có dòng điện.Mối quan hệ giữa đầu vào và đầu ra của một cổng AND có thể được thể hiệndưới dạng của một phương trình, được gọi là phương trình Boolean. Phương trình Boolean cho cổng ANDcổng được viết như sau:A.B=YVí dụ một chuông báo động chống trộm cho đầu ra sẽ có âm báo lên, khi chuông được bật và khi đó cửa sẽ mở kích hoạt cảm biến.Mối quan hệt giữa đầu vào và đâu ra của cổng logic có thể được trình bày trong bảng trạng thái.Nó thể hiện mối quan hệ giữa đầu vào và đầu ra.Chúng ta có thể viết bảng trạng thái như sau :b.OR gate: Công logic OR có đầu vào là A và B cho đầu ra mức 1 khi A hoặc B bằng 1. Chúng ta có thể hình dung cổng OR nà là một mạch điện gồm 2 công tắc mắc song song.Khi 1 trong 2 công tắc A và B được đóng lại mới có dòng điện đi qua.Cổng logic OR có thể có nhiều hơn 2 đầu vào. Chúng ta có thể viết phương trình boolean cho 1 cổng OR đó là : A+B=Yc.NOT gate: Cổng NOT chỉ có duy nhất 1 đầu vào và 1 đầu ra,nó cho đầu ra mức 1 khi đầu vào bằng 0 và bằng 0 khi đầu vào là 1. Cổng NOT cho đầu ra là cổng đảo của đầu vào và được gọi là bộ đảo.Đại diện cho cổng not là 1 kí hiệu vòng tròn ở đầu ra.Vì vậy nếu chúng ta có 1 tín hiệu số ở đầu vào thay đổi theo thời gian thì đầu ra có tín hiệu đảo lại. Phương trình Boolean mô tả cổng NOT :A=Yd.NAND gate: Cổng AND là sự kết hợp của 1 cổng AND theo sau là 1 cổng NOT.Vì vậy khi đầu vào A,B bằng 1 thì đầu ra bằng 0, Những trường hợp khác cho đầu ra ở mức 1. Cổng NAND chỉ là cổng AND với bảng trạng thái cho đầu ra đảo ngược.Nó tương ứng với 1 cổng NOT để đảo ngược tín hiệu khi tới cổng AND.Hình dưới đây cho thấy KH của cổng NAND theo sau là một vòng tròn của ở cổng ANDPhương trình mô tả cổng NAND :A.B=YSau đây là bàng trạng thái:e.Cổng NOR :Cổng NOR có thể được coi như sự kết hợp của một cổng OR theo sau là 1 cổng NOT. Vì vậy khi đầu vào A hoặc B bằng 1 thì đầu ra bằng 0.Đầu ra cổng OR được đảo lại.Nó có thể được coi như là 1 cổng OR với 1 cổng NOT đảo ngược trước khi đến cổng OR. Hình dưới đây cho thấy kí hiệu được sử dụng cho cổng NOR, Nó là biểu tượng theo sao vòng tròn chỉ sự đảo ngược.Phương trình boolean cổng NOR:f.XOR gate: XOR viết tắt riêng của cổng OR.cổng XOR nó so sánh 2 giá trị và nếu chúng khác nhau sẽ cho đầu ra =1, Hoạt động của cổng OR được đại diện bới kí hiệu +. Vì vậy Y=A+B là phương trình boolean cho cổng XOR.Sau đây là bảng trạng thái của cổng XORg. XNOR gate: XNOR là viết tắt của riêng NOR và là một cổng XOR với đầu ra được đảo lại. Vì vậy đầu ra sẽ =1 khi đầu vào có giá trị giống nhau và = 0 , khi có giá trị khác nhau. Hoạt động XNOR được đại diện bởi các biểu tượng (•).Phương trình Boolean cho cổng XNOR là:A (•) B = Y RESISTANCE(Điện Trở)Điện trở của 1 đối tượng được đo bằng sự cản trở lại dòng điện đi qua đối tượng đó.Một đối tượng đồng nhất về mặt cắt ngang đều có điện trở và nó tỉ lệ thuận với chiều dài, tỉ lệ nghịch với diện tích mặt cắt ngang đó, và tỉ lệ thuận với điện trở suất của vật liệu.Được khám phá bới Georg Ohm vào cuối thập niên 1820, điện trở có khái niệm tương đồng với định nghĩa cơ học ma sát.Trong đơn vị đo lường quốc tế điện trở được đo bằng Ohm và kí hiệu là Omega. Số lượng đối ứng của điện trở được đo bằng Siemens kí hiệu là S.Điện trở của một đối tượng được xác định bởi dòng điện đi qua đối tượng đó, điện áp chạy qua nó tuân theo định luật Ohm:R: là điện trở của đối tượng đó được đo bằng Ohms tương đương với J.sc2V: là điện áp qua đối tượng đó đo bằng VoltI: là dòng điện qua đối tượng đó đo bằng amperesChúng ta biết rằng vô kế và ampe kế được sử dụng để đo điện áp và dòng điện.Còn ohm kế được sử dụng để đo điện trở.Vậy chúng ta phải làm gi?khi chúng ta không có không có ohm .Hệ thống mã màu của điện trở gồm 3 màu sắc nó chỉ ra giá trị điện trở của nó.Đôi khi có màu sắc thứ 4 nó cho biết giá trị dung sai của điện trở.Bằng cách đọc các mã màu theo 1 trình tự nhất định và thay thế những giá trị tương ứng của mã màu trong bảng, Ngay lập tức bạn có thể biết được giá trị trị điện trở đó. Mỗi bảng màu thể hiện 1 số và thứ tự của bảng màu trình bay theo một giá trị.2 vạch đầu tiên chỉ ra 1 số. vạch thứ 3 là 1 phép nhân hay là 1 số 0.trong hầu hết các trường hợp có 4 dải màu .Tuy nhiên 1 điện trở đòi hỏi độ chính xác nhất định có 5 màu, nó cho biết nhiều giá trị sai số.CAPACITOR(TỤ ĐIỆN) Tụ điện (Trước đây còn được gọi là bộ tụ điên) là linh kiện điện tử thụ động 2 chân dùng để lưu trử năng lượng điện trường. Về hình thức thực tế tụ điện khác nhau nhưng về cơ bản có ít nhất 2 lớp và được phâ n cách bởi chất điện môi(Chất cách điện ) Ví dụ cấu trúc của nó thường gồm 2 lớp kim loại mỏng được phân cách bởi 1 lớp mỏng chất cách điện.Tụ điện được sử dụng rộng rãi trong cách bộ phận mạch điện và trong nhiều thiết bị điện.Khi có điện áp khác nhau đặt vào dây dẫn điện từ trường sẽ phát triển như điện môi gây ra điện tích + trên 1 bản và điện tích – trên bản còn lại. Năng lượng này được lưu trử dưới dạng điện trường.Một tụ điện lý tưởng được đặc trưng bởi 1 giá trị không đổi duy nhất, điện dung, được đo bằng farads.Đây chính là tỉ ố giữa điện tích trên dây dẫn và sự chênh lệch giữa điện áp khác nhau của chúngĐiên dụng có giá trị lớn nhất khi khoảng cách 2 cặp cực hẹp diện tích tiếp xúc 2 mặt lớn, do đó dây dẩn tụ thường được gọi là tấm,…… Trong thực tế, điên môi giữa các tấm có xuất hiện một khoảng dòng rò nhỏ và có một giới hạn bền trường điện từ, kết quả có một điện áp đánh thủng, trong khi dây dẩn và vật chỉ thị xuất hiện điện trở xuất và điện cảm không mong muốn.Tụ điện được sử dụng rộng rải trong mạch điện tử nó cản dòng điên 1chiều trong khi cho phép dòng xoay chiều đi qua, Trong mạch lọc, Làm phẳng đầu ra nguồn cung cấp, trong mạch khuếch đại nó điều chỉnh tần số của radio và nhiều ứng dụng khácMột tụ điện bao gồm 2 chân dẩn điện được ngăn cách bởi vùng ko dẩn điện. Vùng ko dẩn điện được gọi là điện môi. Trong điều kiện đơn giản, điện môi như là vật cách điện. Ví dụ của diện môi như thủy tinh, giấy……vùng nghèo hóa học đồng nhất của chất bán dẩn của dây dẩn. Một tụ điện được giả định như độc lập và cách ly, khong lien kết với điện tích và bị ảnh hưởng của điện từ trường bên ngoài. Vật dẩn giử điện tích cùng dấu và trái dấu trên bề mặt đối diện của chúng, và điện môi phát triển như một trường điện.Trong hệ đo lường quốc tế đơn vị điện dung…………………….Một tụ điện lý tưởng là hoàn toàn đặc trưng bởi một điện dung C không đổi, được định nghĩa là tỷ lệ phí ± Q trên mỗi dây dẫn điện áp V giữa chúng… LIGHT EMITTING DIODE(DIOT PHÁT QUANG) LED, viết tắt của LightEmittingDiode có nghĩa là “điốt phát sáng” là một nguồn sáng bán dẫn .LED được sử dụng như đền chiếu sáng trong nhiều thiết bị và càng ngày được sữ dụng cho nhiều thiết bị chiếu sáng khác.Và nó được giới thiệu vào năm 1962 như là 1 linh kiện điện tử, ban đầu led phát sáng với cường độ thấp với ánh sáng đỏ, nhưng các phiên bản hiện đai cho thấy có thể phát ra dạng tia cực tím và các bước sóng hồng ngoại với độ sáng rất cao.Khi điot phát quang này được phân cực thuận ( bật ), các electron có khả năngtái hợp với các lỗ trống điện tử bên trong thiết bị, giải phóng năng lượng dưới dạng các hạt photon.Hiện tượng này được gọi là hiệu ứng phát quang và màu sắc của ánh sáng (tương ứng với năng lượng của các photon) được xác định bởi khoảng cách năng lượng của chất bán dẫn.Lled thường có kích thước nhỏ (dưới 1mm). và cấu tạo của nó được tích hợp để dụng cá mô hình bức xạ .Led có rất nhiều lợi thế hơn so với các đèn sợi đốt nó tiêu thụ năng lượng thấp, tuổi thọ cao, kích thước nhỏ gọn, và chuyển đổi nhanh chóng.. led công suất lớn để chiếu sang phong tương đối là đắt tiền và yêu cầu dòng điện và nhiệt độ chính xác hơn so với các bóng đèn huỳnh quang..LED được sủ dụng rất đa dạng trong ngành hàng không, chiếu sáng ô tô (đặc biệt là đèn phanh , xi nhan, và hiển thị các chỉ số) và sử dụng trong các đèn tín hiệu giao thông, led cho phép hiển thị các chữ, và cảm biến, led có sự chuyển đổi cao rất hửu ích trong thông tin liên lạc tiên tiến,led hồng ngoại được sử dụng trong các thiết bị điều khiển từ xa các sp thương mại gồm tivi, đầu đĩa dvd, các sản phẩm gia dụng.led 7 đoạnLed bảy đoạn dùng chỉ led 7 thanh là 1 dạng khác của led dùng để hiện thỉ các chử số thập phân hay phức tạp hơn nữa là led ma trận điểm.led 7 đoạn được sủ dụng rộng rãi trong cac thiết bị điện tử, đồng hồ số,đồng hồ điện.. và các thiệt bị hiển thị thông tin dưới dạng sốLed 7 đoạn như tên của nó cho thấy, gồm 7 thanh.……………………….LedmatrixLed ma trận hay một màn hình led lớn, có độ phân giải thấp các chấm led, hửu ích các hiển thị thông tin công nghiệp, buôn bán và các bafnphims ledA dot matrix display 1 màn hình led ma trận là thiết bị được sử dụng để hiển thị thông tin về máy móc, đồng hồ, các chỉ số đường sắt và nhiều thiết bị khác đòi hỏi phải có 1 màn hình hình hiển thị và nhưng thiết bị có độ phân giải thấp BIPOLAR JUNCTION TRANSISTOR(BJT Tranzito lưỡng cực)Transistor lưỡng cực(BJT) là 1 linh kiện điện tử bán dẫn 3 chân, cấu trúc của nó pha tạp chất bán dẫn sử dụng trọng mạch khuếch đại hoặc các ứng dụng đóng ngắt.Transistor lưỡng cực nó được đặt tên như vậy bởi vì hoạt động của nó liên quan tới cả lổ trống và các hạt electron. Dòng dịch chuyển của các hạt điện tích trong BJT được khếch tán hai hướng giữa vùng tiếp giáp giữa 2 khu vực có nồng độ pha tạp khác nhau. Chế độ này hoạt động trái ngược với transistor bán dẫn đơn cực, như transistor hiệu ứng trường Đa số dẫn điện bằng các hạt dẫn.Phần lớn BJT có dòng chảy từ cực Colect được khuếch đại lên tới cực E chủ yếu bằng các hạt electron là thiểu số NPN TYPE( LOẠI NPN)NPN là một trong 2 loại transistor lương cực, bao gồm lớp bán dẫn pha tạp P( cực B) ở giữa và 2 lớp bán dẫn N pha tạp. Chỉ một dòng điên nhỏ ở cực nền B nó được khuếch đại ra cực góp C, cực E. Transistor NPN đóng khi cực B được kéo cao so với cực emitter. Và hầu hết dòng dẫn điện đa số bởi hạt electron di chuyển từ cực C>E trong vùng bán dẫn P.Hầu hết các transistor lượng cực được sự dụng ngày nay là NPN vì có tính linh động cao hơn các lổ trông trong bán dẫn cho phép nhiều hơn dòng chảy hoạt động nhanh hơn.kí hiệu để dễ nhớ cho npn này là dấu mũi tên và bên ngoài là vòng đó chính là transistor NPN. PNP TYPE(LOẠI PNP)Loại khác của BJT là PNP , bao gồm 1 lớp bán dẫn N pha tạp giữa hai lớp bán dẫn P pha tạp. một dòng nhỏ ở cực nên b được khuếch đại lên ở đâu ra là cực C.transistor PNP cực B được kéo thấp hơn so với cực Emitter dấu mũi tên ở cực e PNP chỉ dòng chay từ e tới c khi nó hoạt động CHAPTER 4: MICROCONTROLLER ( Vi Điều Khiển) INTRODUCTION (Giới Thiệu)Khi chúng ta được học những kiến thức mới về máy tính chúng ta phải tập làm quen khả năng sử dụng những kiến thức máy tính mới đó, vàchúng ta có thể học trên internet điều đó bằng cách nghiên cứu các cấu trúc phần cứng bên trong đã được thiết kế ( Kiến trúc của thiết bị ) và biết thêm về kích thước, số lượng của các thanh ghi.Vi điều khiển là là 1 chíp đơn chứa bộ vi xử lý, chứa bộ nhớ chương trình không xóa được(ROM or flash), bộ nhớ xóa được ra vào (RAM), xung clock và chân điều khiển i0.Được gọi là ‘1 chiếc máy tính trong chip ‘ và có hàng tỉ các vi điều khiển được nhúng và vô số các sản phẩm đồ chơi, các thiết bị di động hàng năm .Ví dụ, 1 phương tiên giao thông có thể sử dụng 70 hoặc hiều hơn nữa các vi điều khiển.Intel MCS51 (thường được gọi là 8051) là một kiến trúc Harvard, chíp đơn vi điều khiể này được phát triển bởi Intel vào năm 1980 để sử dụng trong các hệ thống nhúng. Phiên bản ban đầu của Intel đã được phổ biến trong những năm 1980 và đầu những năm 1990.Bây giờ Intel không còn sản xuất các MCS51 ,Hiện tại thì các thiết bị nhị phân vẫn phổ biến hơnNgoài các thiệt bị vật lý, một số công ty vẫn cung cấp MCS51 được thiết kế theo lõi IP sử dụng trong FPGAs hay ASICs .Ban đầu họ MCS51 được phát triên sử dụng công nghệ NMOS, những bản sau trong tên xác định chữ C (vd 80c51) sữ dụng công nghệ CMOS và tiêu thụ ít năng lượng hơn so với công nghệ NMOS. Phù hợp hơn với những thiết bị chạy bằng pin.IMPORTANT FEATURES(Tính năng quan trọng)Cấu trúc của 8051 cung cấp nhiều chức năng (cpu,ram, rom, io, ngắt logic, bộ định thời…) trong 1 gói.8bit alu ,tích lũy và 8bit thanh ghi, do đó nó được gọi là vđk 8bit8 bit dữ liệu busNó có thể truy câp 8bit dữ liueej16 bit địa chỉ busnó có thể truy cập 216 đại chỉ bộ nhớ 64kbkb( 65536 địa chỉ) mỗi bộ nhớ của Ram và Rom.On chip Ram128byte ( 128 byte bộ nhớ dữ liệu)ON chip ROM4Kbyte(4Kbyte bộ nhớ chương trình)4 bit vàora 2 chiềuGiao tiếp UATR( cổng nối tiếp)2 bộ đếm 16bitbộ định thời2 mức ngắt ưu tiênChế độ tiết kiệm năng lượng( trên 1 số chất dẫn suất)Đối với bất kì thiết bị điện tử nào thì việc thiết kế nguồn cung cấp điện năng đóng vai trò rất quan trọng phù hợp cho hoạt động của nó.Trong thiết kế này chúng tối sữ dụng nguồn cung cấp đầu vào là 220Volts xoay chiều và điện áp này được chuyển đội thành 12vol 1 chiều AC bằng biến áp, sau đó điện áp này thông quan các bộ lọc, cầu chỉnh lưu để chuyển đổi thành điện áp DC .Và sau đó sử dụng ic ổn áp lm 7805,7812 để cho ra điện áp tương ứng 5,12V liên tục và ổn định.Vi điều khiển MCS51 thường gồm 2 giao tiếp UATR, 2 hoặc 3 bộ định thời, 128 hoặc 256 byte dữ liệu RAM( 16byte của bit địa chỉ) 128 byte i0, 512 byte dến 64KB bộ nhớ chương trình và Bộ nhớ mở rộng ngoài (Eram). Trong bản thiết kế gốc của 8051 mỗi chu kì máy chạy 12xung clock và hầu hết các lệnh được thực hiện trong 1 hoặc 2 chu kì máy. Với thạch anh 12MHz ,Trong 1 chu kì 8051 có thể thực hiện được 1 triệu lệnh 1S hoặc 50000 lệnh 2 chu kì trong mỗi giây.Để nâng cấp tốc độ xử lý của 8051 người ta sử dụng 6,4,2 hoặc thậm chí là 1 xung clock trong 1 chu kì máy và có tần số lên đến 100MHz và có khả năng thực hiện rất nhiều lệnh trong 1s. Tính năng hiện đại của 8051 được xây dựng, thiết lập bên trong bộ định thời và phát hiện ra được Brown out, dao động trong chip, bộ nhớ chương trình Flash ROM tự lập trình được bộ nhớ bên ngoài RAM, Mở rộng thêm bộ nhớ chương trình, SPI, Giao tiếp cổng USB, CAN hoặc LIN bus, Bộ điều xung,Bộ so sánh số,Bộ chuyển đổi tín hiệu tương tự sang tín hiệu số, Thời gian thực, Mở rộng thêm bộ đếm bộ định thời, Nhiều nguồn ngắt và chế độ tiết kiệm năng lượng. POWER SUPPLY FOR THE CIRCUIT(Mạch cung cấp )Có 2 điều quan trọng trong mạch điện cung cấp cho vi điều khiển là :Điện áp nguy hiểm(Brown out) có thể xảy ra bất cứ lúc nào tại thời điểm này làm cho vi điều khiển ngừng hoạt động và nguồn điện áp cung cấp này sẽ giảm xuống mức thấp nhất do tín hiệu điện bị nhiễu.Trong vi điều khiển gồm nhiều nguồn cung cấp điện áp khác nhau, Trong vi điều khiển thường có mạch điện Brown được xây dựng reset trong đó.Mạch này sẽ thiết lập lại hoạt động của vđk khi điện áp giảm xuống mức giới hạn.Chân Reset thường được gọi là Master Clear Reset (MCLR) tác động phía bên ngoài khi tín hiệu ở mức 1 hay mức 0 tùy thuộc vào từng loại vđk.Trong trường hợp các Brown out này không được xây dựng trong vđk, Để đơn giản chung ta có có thể kết nối với chân reset này. HOW TO START WORKING?(Nguyên lý làm việc)Vi điều khiển nó là công cụ tuyệt vời và không cần biết thêm nhiều kiến thức bên trong nhưng vẫn có thể sử dụng nó.Để tạo ra 1 thiết bị điều khiển bởi vi điều khiển, Điều đơn giản nhất là cần 1 chiếc máy tính, Chương trình biên dịch và thiết bị đơn giản để chuyển mã từ máy tính đến chip , Mặc dù toàn bộ quy trình này thực hiện 1 cách logic, thường gặp 1 số khó khăn Không phải vì quá phức tạp nhưng nó gồm nhiều công đoạn, Nó cho thấy ở phía dưới.Writing program in assembly language( Viết chương trình bằng ngôn ngữ asm)Để viết một chương trình cho vi điều khiển, phải sự dụng 1 chương trình đặc biệtmôi trường Windows Nó có thể , nhưng nó chưa đủ ... Khi sử dụng như mộtphần mềm, có rất nhiều công cụ tạo điều kiện cho các hoạt động ( công cụ mô phỏng đi kèm đầu tiên)… Nó đem lại lợi ích rõ ràng .Nhưng đó cũng là một cách để viết một chương trình . Về cơ bản,Vấn đề chính đó là đoạn văn bản.. Bất kỳ chương trình xử lý văn bản có thể được sử dụng cho mục đích này. Vấn đề là để viết tất cả những lệnh đó được thực hiện bởi các vi điều khiển, tuân thủ các quy tắc ngôn ngữ asem và viết câu lệnh chính xác khi chúng được xác định. Nói cách khác, bạn chỉ cần thực hiện theo các Ý tưởng chương trình. Tất cả sẽ đúng.Để cho phép trình biên dịch của chung ta hoạt động thành công, điều cần thiết là một tệp chứa chương trình phần mở rộng .asm trong tên của nó. Ví dụ :Program .asmKhi một chương trình chuyên dụng(maplap) được sử dụng. Phần mở rộng này sẽ tự động thêm vào . Nếu bất kì 1 chương trình được xử lý bằng văn bản (notepad) thì tệp này này khi sử dụng phải đổi tên và lưu lại ví dụ: Program.txt > Program.asm. .Thủ tục này không nhất thiết phải thực hiện. Tệp này có thể được lưu ở định dạng ban đầu trong khi văn bản của nó có thể được sao chép vào các lập trình viên để sử dụng tiếp.Compiling a program( Biên dịch chương trình)Vi điều khiển không thể hiểu được ngôn ngữ asm. Đó là lý do tại sao phải cần 1 chương trình biên dịch sang ngôn ngữ máy. Nó sẽ đơn giản hơn khi sử dụng 1 chương trình chuyên biệt ( MPLAB )và một trình biên dịch trong phần mềm này sẽ được sử dụng. Đầu tiên click vào biểu tượng tương ứng và một tệ có phần mở rộng .hex sẽ xuất hiện. Nó chứa một chương trình tương tự, biên dịch thành ngôn ngữ máy mà vi điều khiển hoàn toàn có thể hiểu. Tài liệu này được đạt tên là”mã hex” và đại diện cho một chuỗi vô nghĩa các con số trong hệ thập lục phâncủa hệ thống số. Trong trường hợp các phần mền khác ,chương trình viết bằng hợp ngữ được sử dụng, phần mềm đặc biệt để biên dịch chương trình phải được cài đặt và sử dụng như sau thiết lập trình biên dịch ,Mở tài liệu có đuôi mở rông .asm và biên dịch . Kết quả tạo ra 1 tài liệu có phần mở rộng là .hex. Vấn đề duy nhất bây giờ là nó được lưu trử trong máy tính của bạnProgramming a microcontroller( Nạp chương trình cho VĐK)Để chuyển mã hex sang vi điều khiển .Điều cần thiết để cung cấp mộtcáp cho giao tiếp nối tiếp và một thiết bị đặc biệt.. Gọi là mạch nạp chương trìnhCó 1 số cách để làm điều đó . Phần lớn các chương trình, các mạch điện phục vụ cho mục đích này có thể được tìm thấy trên internet. Cách làm như sau : mở tài liệu chứa mã hex. thiết lập một vài thông số và nhấp biểu tượng cho biên soạn. Sau một thời gian , dịch thành một chuỗi các số 0 và 1 và nó sẽ được nạp vào vi điều khiển thông qua cáp kết nối nối tiếp và các phần cứng.Nhưng gì còn lại là đặt con chíp được lập trình vào thiệt bị đó. Khi đó chúng ta có thể thực hiện các thay đổi trong chương trình nếu cần thiết, Và việc làm này có thể được lặp đi lặp lại và không giới hạn số lần.Development systems( Phát triển hệ thống)Một thiết bị dùng để thự nghiệm chương trình có thể mô phỏng trong bất kì môi trường nào được gọi là một phát triển hệ thống.Ngoài các mạch nạp , nguồn cung cấp và các chân cắm vđk, phát triển hệ thống chứa các yếu tố kích hoạt các chân vào và quan sát các chân ra.Phiên bản đơn giản nhất là 1 nút nhấn và 1 led. Phiên bản lớn hơn nữa là đèn led hiển thị, lcd hiển thị , cảm biến nhiệt độ và nhưng yếu tố khác cung cấp bởi thiết bị . Các thiết bị ngoại vi có thể được kết nối với MCU thông qua jumper thu nhỏ.Trong cách này , toàn bộ chương trình có thể được thử nghiệm trong thực tế trong giai đoạn phát triển của nó, vì vi điều khiển không biết hoặc quan tâm đến việc đầu vào của nó được kích hoạt bằng một nút nhấn hoặcmột bộ cảm biến tích hợp trong một thiết bị thực.Phần 2 : Cơ khíChương 1: Giới thiệuCơ cấu truyền độngCơ cấu truyền động là các thiết bị mà có thể đc coi như là bộ biến đổi chuyển động mà trong đó chúng biến đổi chuyển động từ dạng này thành dạng yêu cầu khác. Ví dụ như là chúng có thể biến đổi chuyển động thẳng thành chuyển động quay, hay chuyển động theo 1 chiều thành chuyển động vuông góc, hay có lẽ là 1 chuyển động thẳng qua lại thành 1 chuyển động tròn, như trong động cơ đốt trong có chuyển động qua lại của pittong đc chuyển đổi thành chuyển động quay của trục khuỷu và cũng như là của trục truyền động chính.Các thành phần cơ khí có thể bao gồm việc sử dụng các hệ thống thanh, cam, bánh răng, thanh răngbánh răng, bộ truyền xích, bộ truyền đai, … Ví dụ bộ truyền thanh răngbánh răng có thể dùng để chuyển đổi chuyển động quay thành chuyển động thẳng. các trục bánh răng song song có thể đc dùng để lagm giảm tốc độ trục quay. Bánh răng nón có thể dùng để truyền chuyển động quay qua 1 góc 90 độ. 1 bộ truyền đai răng hay bộ truyền xích có thể đc dùng để biến chuyển động quay quanh 1 trục thành chuyển động quay quanh 1 trục khác. Hệ thống bánh cam và thanh có thể dùng để tạo ra đc các chuyển động mà đãđc quy định để biến đổi theo 1 cách cụ thể.Tuy nhiên, nhiều hoạt động mà trc đây đc tạo ra bằng việc sử dụng các cơ cấu truyền động thì ngày nay thường bằng các hệ thống vi điều khiển với sự tiếp cận của cơ điện tử. Ví dụ những bánh cam trên trục quay trc đây đc dùng trong máy giặt gia dụng để tạo ra 1 chuỗi các hoạt động như mở van cho nước vào trong thùng giặ, đóng nước lại, bật máy sấy lên, … Còn máy giặt hiện đại thì sử dụng hệ thống vi điều khiển với bộ vi xử lý đc lập trình để bật các tín hiệu điều khiển lên theo trình tự yêu cầu. Trong khí các thiết bị điện tử giờ đây có thể đc thg` sử dụng cho nhiều chức năng mà trc đây đc thực hiện bằng các cơ cấu truyền động, các cơ cấu này vẫn còn đc sử dụng để cung cấp các chức năng sau:1.Khuếch đại lực, ví dụ như lực đc khuếch đại bằng đòn bẩy.2.Thay đổi tốc độ, chẳng hạn như thay đổi tốc độ bằng bộ truyền bánh răng.3.Biến đổi chuyển động quay quanh 1 trục thành chuyển động quay quanh trục khác, ví dụ như đai răng.4.Các chuyển động đặc biệt, như chuyển động phục hồi lại nhanh.Các loại chuyển độngChuyển động của 1 vật rắn có thể đc coi như là 1 sự kết hợp của các chuyển động tịnh tiến và chuyển động quay. Xét 3 hướng trong ko gian, 1 chuyển động tinh tiến có thể coi như là 1 chuyển động mà có thể đc chia ra thành các thành phần dọc theo 1 hay nhiều hơn trong 3 trục.1 chuyển động quay có thể đc coi như là 1 chuyển động quay có các thành phần quay quanh 1 hay nhiều hơn trong 3 trục tọa độ. 1 chuyển đông phức tạp có thể là sự kết hợp giữa các chuyển động tịnh tiến và chuyển động quay. Ví dụ như khi nghĩ về chuyển động cần thiết để nhặt cây bút trên bàn. Chuyển động này có thể bao gồm casnh tay di chuyển tới bàn theo 1 góc nào đó, chuyển động quay của bàn tay, và sau đó tất cả các chuyển động kết hợp cùng với việc các ngón tay mở ra và di theo các chuyển động phức tạp.1 khía cạnh quan trọng trong việc thiết kế các thành phần cơ khí đó là hướng và sự săp xếp của các thành phần và các bộ phận. 1 vât thể tự do trong không gian có thể di chuyển theo 3 hướng độc lập và vuông góc với nhau và cũng có thể xoay quanh 3 hướng đó. Ng ta nói nó có 3 bậc tự do (BTD). Số lượng các BTD là số các thành phần chuyển động mà đc yêu cầu để tạo ra chuyển động đó.Vấn đề trong thiết kế này thg` là làm giảm số lượng BTD và điều này yêu cầu 1 số lượng và hướng của các lien kết. Nếu ko có bất kỳ lien kết nào thì 1 vật thể sẽ có 6 BTD. Ta cần 1 liên kết để hạn chế 1 BTD. Giả sử ta ko có lien kết thừa nào thì khi đó số BTD sẽ là 6 trừ cho số liên kết. Tuy nhiên vẫn thg` có các lien kết thừa và vì vậy đối với các liên kết trên 1 vật rắn ta có công thức cơ bản sau:6 – số liên kết = số BTD – số các liên kết thừaDo đó nếu 1 vật thể cần cố định, tức là ko có BTD nào, khi đó nếu ko có liên kết thừa bào thì số lượng các liên kết cần là 6Khái niệm đc sử dụng trong thiết kế đó là nguyên lý liên kết tối thiểu. Nguyên lý này dùng trong việc cố định 1 vật thể hay hướng nó theo 1 loại chuyển động cụ thể nào đó, thì số lượng các liên kết nên dùng là ít nhất, tức là ko nên có bất kì liên kết thừa nào. Điều này thg` đc gọi là thiết kế động học.Chương 2: CamBánh cam là 1 vật thể quay hoặc dao động và bằng cách hoạt động như vậy nó sẽ tạo ra các chuyển động qua lại hay dao động đến vật thể thứ 2, gọi là khâu bị dẫn mà tiếp xúc với nó.Khi cam quay thì khâu bị dẫn sẽ đc nâng lên, đứng im và hạ xuống, khoảng thời gian của mỗi vị trí phụ thuộc vào hình dáng của bánh cam. Phần nâng lên của cam là phần mà nâng khâu bị dẫn đi lên, biên dạng của nó quyết định khâu bị dẫn đc nâng lên nhanh như thế nào. Phần hạ xuống của cam là phần mà đưa khâu bị dẫn hạ xuống, biên dạng của nó quyết định khâu bị dẫn của cam hạ xuống nhanh ra sao. Phần dừng của cam là phần cho phép khâu bị dẫn duy trì ở cùng 1 mức trong 1 khoảng thời gian đáng kể. phần dừng của cam là phần có bán kính ko đổi.Hình dạng của cam cần để tạo ra 1 chuyển động cụ thể cho khâu bị dẫn sẽ phụ thuộc vào hình dạng và loại khâu bị dẫn đc sử dụng. Bán kính từ trục quay của cam đến điểm tiếp xúc của cam với khâu bị dẫn là khoảng cách của khâu bị dẫn tới trục chuẩn là trục quay của cam.Cam lệch tâmCam lệch tâm là loại cam tròn có tâm quay bị lệch. Nó làm cho khâu bị dẫn dao động và là dao động điều hòa đơn giản và thg` đc dùng trong các loại máy bơm. Các biểu đồ (từ 1 đến 7) dưới đây cho ta thấy cam quay ngc chiều kim đồng hồ. Khi quay thì nó sẽ đẩy khâu bị dẫn phẳng lên trên và sau đó hạ nó xuống. Chuyển động này rất đều đặn và ở tốc độ ổn định.1 món đồ chơi đc làm dựa trên 1 chuỗi các bánh cam lệch tâm đc cho dưới đây. Khi ta quay tay cầm thì trục và những bánh cam đc gắn trên đó cũng sẽ quay. Đc đặt trên những bánh cam là nhiều cái đốt tượng trưng cho 1con rắn. Khi ccam quay thì 1 vài khâu bị dẫn sẽ đc đẩy lên trong khi số còn lại sẽ hạ xuống. Các chuyển động này cho ta cảm giác như con rắn đang bò đi.Cam xoắn ốcNhững bánh cam lệch tâm thì cho phép khâu bị dẫn nâng lên hạ xuống từ từ. Tuy nhiên với loại cam xoắn ốc đc sử dụng ở nơi mà khâu bị dẫn phải đc hạ xuống đột ngột. Ví dụ cam xoắn ốc đc cho dưới đây quay ngc chiều kim đồng hồ. Nếu quay theo chiều kim đồng hồ thì sẽ dẫn tới việc toàn bộ hệ thống bị mắc kẹt. Điều này cho thấy rõ đc 1 nhc điểm khi sử dụng loại biên dạng cam này. Đồng thời để đảm bảo quay đc êm thì đường tâm dọc của cam xoắn ốc cần đc đặt nhích qua trái 1 chút so với rãnh trượt.Các biểu đồ dưới đây cho thấy sự quay của cam xoắn ốc. Khi quay 1 vòng hoàn chỉnh, khâu bị dẫn sẽ vẫn giữ nguyên 1 mức trong gần 120 độ đầu tiên (biểu đồ 1 đến 4). Sau đó khâu bị dẫn sẽ nâng lên từ từ (biểu đồ 5 và 6) và đột ngột hạ xuống khi nó đạt tới và vượt qua đỉnh của cam (biểu đồ 7).Món đồ chơi ta thấy dưới đây có thành phần chính là 1 cái cam xoắn ốc. Khâu bị dẫn đc kết nối vào cánh tay của nhân vật bằng 1 sợi dây nối. Khi cam quay, khâu bị dẫn sẽ đi lên và dây nối sẽ nâng cánh tay lên. Điều này cho ta cảm thấy như là nhân vật đang xúc nĩa thức ăn vào miệng. Khi bánh cam tiếp tục quay thì khâu bị dẫn sẽ đột ngột hạ xuống và đồng thời cũng hạ cánh tay và cái nĩa xuống luôn.Cam định hìnhBiểu đồ dưới đây cho ta thấy 1 ví dụ cơ bản của loại cam định hìnhcam tuyến tính này. Khi biên dạng cam định hinhd di chuyển qua trái thì khâu bị dẫn sẽ di chuyển lên xuống, khớp với biên dạng cam. Khi đó cam định hình sẽ đảo chiều và khâu bị dẫn sẽ lại hạ xuống và đi lên.1 ví dụ cụ thể hơn về cam định hình đc cho dưới đây. Khâu bị dẫn này ko giống như thường vì nó có bánh lăn để giúp cho chuyển động của biên dạng cam và khâu bị dẫn đc êm hơn. Nó còn có 1 cái lò xo phản hồi giúp đẩy khâu bị dẫn áp sát vào biên dạng cam để đảm bảo rằng nó luôn chạy chính xác theo biên dạng cam.Cái máy dưới đây là 1 loại máy đục lỗ, Khi mà cái cần gạtcó thể ăn khớp với nhau
PHẦN ĐIỆN TỬ CHAPTER 1: INTRODUCTION Có rất nhiều hệ thống điều khiển có liên quan với các sự kiện thiết lập trong chuyển động hoặc ngăn chặn chúng khi điều kiện nhất định được đáp ứng. Ví dụ với máy giặt gia dụng, bộ sấy chỉ được bật lên khi có nước trong thùng và đó là mức quy định. Như vậy điều khiển bao gồm tín hiệu kĩ thuật số chỉ có hai mức tín hiệu .Trong hệ mạch kĩ thuật số cơ bản của máy tính số và hệ thống vi xử lý. Có 2 tín hiệu đầu vào và đâu ra là 0 và 1. Bộ điều khiển ở đây được lập trình để cho đầu ra ở mức 1 khi cả 2 tín hiệu đầu vào là mức 1.Cổng logic cơ bản xây dựng nên các mạch điện kĩ thuật số. Và tổ hợp 2 hay nhiều công logic cơ bản đó lại để tạo ra cổng logic khác đáp ứng chức năng yêu cầu. LOGIC GATE Cổng logic là nhưng thành phần cơ bản trong điện tử số. Chúng được sử dụng để tạo ra mạch kỹ thuật số và thậm chí ngay cả mạch tích hợp phức tạp. Ví dụ, mạch tích hợp phức tạp này tạo thành 1 mạch hoàn chỉnh sẵn sàng mang đi sử dụng cho bộ vi xử lý và vi điều khiển là những ví dụ tốt nhất- bên trong nó đã được thiết kế sử dụng một số cổng logic Trong hướng dẫn này, chúng tôi sẽ dạy cho bạn mọi thứ mà bạn cần biết về cổng logic và những ví dụ về chúng. Như bạn đã biết, trong điện tử số chỉ chấp nhận hai con số "0" và "1" 0 có nghĩa là điện áp 0 V, trong khi đó "1" có nghĩa là 5 V hoặc 3,3 V trong các mạch tích hợp.Bạn có thể hiểu rằng "0" và "1" như một bóng đèn tắt hoặc bật hay một công tắc lúc đóng và mở. a. Cổng AND : giả sử chúng ta có 1 cổng cho đầu ra ở mức cao chỉ khi cả 2 đầu vào và đầu ra ở mức cao, những trường hợp khác cho đầu ra ở mức thấp.Đây là được gọi là cổng logic AND Chúng ta có thể hình dung cổng AND là 1 mạch điện gồm 2 công tắc mắc nối tiếp nhau chỉ khi cả 2 công tắc a, b này đều đóng khi đó mới có dòng điện. Mối quan hệ giữa đầu vào và đầu ra của một cổng AND có thể được thể hiện dưới dạng của một phương trình, được gọi là phương trình Boolean. Phương trình Boolean cho cổng AND cổng được viết như sau: A.B=Y Ví dụ một chuông báo động chống trộm cho đầu ra sẽ có âm báo lên, khi chuông được bật và khi đó cửa sẽ mở kích hoạt cảm biến. Mối quan hệt giữa đầu vào và đâu ra của cổng logic có thể được trình bày trong bảng trạng thái.Nó thể hiện mối quan hệ giữa đầu vào và đầu ra. Chúng ta có thể viết bảng trạng thái như sau : b.OR gate: Công logic OR có đầu vào là A và B cho đầu ra mức 1 khi A hoặc B bằng 1. Chúng ta có thể hình dung cổng OR nà là một mạch điện gồm 2 công tắc mắc song song.Khi 1 trong 2 công tắc A và B được đóng lại mới có dòng điện đi qua.Cổng logic OR có thể có nhiều hơn 2 đầu vào. Chúng ta có thể viết phương trình boolean cho 1 cổng OR đó là : A+B=Y c.NOT gate: Cổng NOT chỉ có duy nhất 1 đầu vào và 1 đầu ra,nó cho đầu ra mức 1 khi đầu vào bằng 0 và bằng 0 khi đầu vào là 1. Cổng NOT cho đầu ra là cổng đảo của đầu vào và được gọi là bộ đảo.Đại diện cho cổng not là 1 kí hiệu vòng tròn ở đầu ra.Vì vậy nếu chúng ta có 1 tín hiệu số ở đầu vào thay đổi theo thời gian thì đầu ra có tín hiệu đảo lại. Phương trình Boolean mô tả cổng NOT : /A=Y d.NAND gate: Cổng AND là sự kết hợp của 1 cổng AND theo sau là 1 cổng NOT. Vì vậy khi đầu vào A,B bằng 1 thì đầu ra bằng 0, Những trường hợp khác cho đầu ra ở mức 1. Cổng NAND chỉ là cổng AND với bảng trạng thái cho đầu ra đảo ngược. Nó tương ứng với 1 cổng NOT để đảo ngược tín hiệu khi tới cổng AND.Hình dưới đây cho thấy KH của cổng NAND theo sau là một vòng tròn của ở cổng AND Phương trình mô tả cổng NAND : /A.B=Y Sau đây là bàng trạng thái: e.Cổng NOR :Cổng NOR có thể được coi như sự kết hợp của một cổng OR theo sau là 1 cổng NOT. Vì vậy khi đầu vào A hoặc B bằng 1 thì đầu ra bằng 0.Đầu ra cổng OR được đảo lại.Nó có thể được coi như là 1 cổng OR với 1 cổng NOT đảo ngược trước khi đến cổng OR. Hình dưới đây cho thấy kí hiệu được sử dụng cho cổng NOR, Nó là biểu tượng theo sao vòng tròn chỉ sự đảo ngược. Phương trình boolean cổng NOR: f.XOR gate: XOR viết tắt riêng của cổng OR.cổng XOR nó so sánh 2 giá trị và nếu chúng khác nhau sẽ cho đầu ra =1, Hoạt động của cổng OR được đại diện bới kí hiệu +. Vì vậy Y=A+B là phương trình boolean cho cổng XOR. Sau đây là bảng trạng thái của cổng XOR g. XNOR gate: XNOR là viết tắt của riêng NOR và là một cổng XOR với đầu ra được đảo lại. Vì vậy đầu ra sẽ =1 khi đầu vào có giá trị giống nhau và = 0 , khi có giá trị khác nhau. Hoạt động XNOR được đại diện bởi các biểu tượng (·).Phương trình Boolean cho cổng XNOR là: A (·) B = Y RESISTANCE(Điện Trở) Điện trở của 1 đối tượng được đo bằng sự cản trở lại dòng điện đi qua đối tượng đó.Một đối tượng đồng nhất về mặt cắt ngang đều có điện trở và nó tỉ lệ thuận với chiều dài, tỉ lệ nghịch với diện tích mặt cắt ngang đó, và tỉ lệ thuận với điện trở suất của vật liệu. Được khám phá bới Georg Ohm vào cuối thập niên 1820, điện trở có khái niệm tương đồng với định nghĩa cơ học ma sát.Trong đơn vị đo lường quốc tế điện trở được đo bằng Ohm và kí hiệu là Omega. Số lượng đối ứng của điện trở được đo bằng Siemens kí hiệu là S. Điện trở của một đối tượng được xác định bởi dòng điện đi qua đối tượng đó, điện áp chạy qua nó tuân theo định luật Ohm: R: là điện trở của đối tượng đó được đo bằng Ohms tương đương với J.s/c2 V: là điện áp qua đối tượng đó đo bằng Volt I: là dòng điện qua đối tượng đó đo bằng amperes Chúng ta biết rằng vô kế và ampe kế được sử dụng để đo điện áp và dòng điện.Còn ohm kế được sử dụng để đo điện trở.Vậy chúng ta phải làm gi?khi chúng ta không có không có ohm . Hệ thống mã màu của điện trở gồm 3 màu sắc nó chỉ ra giá trị điện trở của nó.Đôi khi có màu sắc thứ 4 nó cho biết giá trị dung sai của điện trở.Bằng cách đọc các mã màu theo 1 trình tự nhất định và thay thế những giá trị tương ứng của mã màu trong bảng, Ngay lập tức bạn có thể biết được giá trị trị điện trở đó. Mỗi bảng màu thể hiện 1 số và thứ tự của bảng màu trình bay theo một giá trị.2 vạch đầu tiên chỉ ra 1 số. vạch thứ 3 là 1 phép nhân hay là 1 số 0.trong hầu hết các trường hợp có 4 dải màu .Tuy nhiên 1 điện trở đòi hỏi độ chính xác nhất định có 5 màu, nó cho biết nhiều giá trị sai số. CAPACITOR(TỤ ĐIỆN) Tụ điện (Trước đây còn được gọi là bộ tụ điên) là linh kiện điện tử thụ động 2 chân dùng để lưu trử năng lượng điện trường. Về hình thức thực tế tụ điện khác nhau nhưng về cơ bản có ít nhất 2 lớp và được phâ n cách bởi chất điện môi(Chất cách điện ) Ví dụ cấu trúc của nó thường gồm 2 lớp kim loại mỏng được phân cách bởi 1 lớp mỏng chất cách điện.Tụ điện được sử dụng rộng rãi trong cách bộ phận mạch điện và trong nhiều thiết bị điện. Khi có điện áp khác nhau đặt vào dây dẫn điện từ trường sẽ phát triển như điện môi gây ra điện tích + trên 1 bản và điện tích – trên bản còn lại. Năng lượng này được lưu trử dưới dạng điện trường.Một tụ điện lý tưởng được đặc trưng bởi 1 giá trị không đổi duy nhất, điện dung, được đo bằng farads.Đây chính là tỉ ố giữa điện tích trên dây dẫn và sự chênh lệch giữa điện áp khác nhau của chúng Điên dụng có giá trị lớn nhất khi khoảng cách 2 cặp cực hẹp diện tích tiếp xúc 2 mặt lớn, do đó dây dẩn tụ thường được gọi là tấm,…… Trong thực tế, điên môi giữa các tấm có xuất hiện một khoảng dòng rò nhỏ và có một giới hạn bền trường điện từ, kết quả có một điện áp đánh thủng, trong khi dây dẩn và vật chỉ thị xuất hiện điện trở xuất và điện cảm không mong muốn. Tụ điện được sử dụng rộng rải trong mạch điện tử nó cản dòng điên 1chiều trong khi cho phép dòng xoay chiều đi qua, Trong mạch lọc, Làm phẳng đầu ra nguồn cung cấp, trong mạch khuếch đại nó điều chỉnh tần số của radio và nhiều ứng dụng khác Một tụ điện bao gồm 2 chân dẩn điện được ngăn cách bởi vùng ko dẩn điện. Vùng ko dẩn điện được gọi là điện môi. Trong điều kiện đơn giản, điện môi như là vật cách điện. Ví dụ của diện môi như thủy tinh, giấy……vùng nghèo hóa học đồng nhất của chất bán dẩn của dây dẩn. Một tụ điện được giả định như độc lập và cách ly, khong lien kết với điện tích và bị ảnh hưởng của điện từ trường bên ngoài. Vật dẩn giử điện tích cùng dấu và trái dấu trên bề mặt đối diện của chúng, và điện môi phát triển như một trường điện.Trong hệ đo lường quốc tế đơn vị điện dung ……………………. Một tụ điện lý tưởng là hoàn toàn đặc trưng bởi một điện dung C không đổi, được định nghĩa là tỷ lệ phí ± Q trên mỗi dây dẫn điện áp V giữa chúng… LIGHT EMITTING DIODE(DIOT PHÁT QUANG) LED, viết tắt của Light-Emitting-Diode có nghĩa là “đi-ốt phát sáng” là một nguồn sáng bán dẫn .LED được sử dụng như đền chiếu sáng trong nhiều thiết bị và càng ngày được sữ dụng cho nhiều thiết bị chiếu sáng khác.Và nó được giới thiệu vào năm 1962 như là 1 linh kiện điện tử, ban đầu led phát sáng với cường độ thấp với ánh sáng đỏ, nhưng các phiên bản hiện đai cho thấy có thể phát ra dạng tia cực tím và các bước sóng hồng ngoại với độ sáng rất cao. Khi điot phát quang này được phân cực thuận ( bật ), các electron có khả năng tái hợp với các lỗ trống điện tử bên trong thiết bị, giải phóng năng lượng dưới dạng các hạt photon.Hiện tượng này được gọi là hiệu ứng phát quang và màu sắc của ánh sáng (tương ứng với năng lượng của các photon) được xác định bởi khoảng cách năng lượng của chất bán dẫn.Lled thường có kích thước nhỏ (dưới 1mm). và cấu tạo của nó được tích hợp để dụng cá mô hình bức xạ .Led có rất nhiều lợi thế hơn so với các đèn sợi đốt nó tiêu thụ năng lượng thấp, tuổi thọ cao, kích thước nhỏ gọn, và chuyển đổi nhanh chóng led công suất lớn để chiếu sang phong tương đối là đắt tiền và yêu cầu dòng điện và nhiệt độ chính xác hơn so với các bóng đèn huỳnh quang LED được sủ dụng rất đa dạng trong ngành hàng không, chiếu sáng ô tô (đặc biệt là đèn phanh , xi nhan, và hiển thị các chỉ số) và sử dụng trong các đèn tín hiệu giao thông, led cho phép hiển thị các chữ, và cảm biến, led có sự chuyển đổi cao rất hửu ích trong thông tin liên lạc tiên tiến,led hồng ngoại được sử dụng trong các thiết bị điều khiển từ xa các sp thương mại gồm tivi, đầu đĩa dvd, các sản phẩm gia dụng. //led 7 đoạn Led bảy đoạn dùng chỉ led 7 thanh là 1 dạng khác của led dùng để hiện thỉ các chử số thập phân hay phức tạp hơn nữa là led ma trận điểm.led 7 đoạn được sủ dụng rộng rãi trong cac thiết bị điện tử, đồng hồ số,đồng hồ điện và các thiệt bị hiển thị thông tin dưới dạng số Led 7 đoạn như tên của nó cho thấy, gồm 7 thanh. ………………………. //Ledmatrix!! Led ma trận hay một màn hình led lớn, có độ phân giải thấp các chấm led, hửu ích các hiển thị thông tin công nghiệp, buôn bán và các bafnphims led A dot matrix display //1 màn hình led ma trận là thiết bị được sử dụng để hiển thị thông tin về máy móc, đồng hồ, các chỉ số đường sắt và nhiều thiết bị khác đòi hỏi phải có 1 màn hình hình hiển thị và nhưng thiết bị có độ phân giải thấp BIPOLAR JUNCTION TRANSISTOR(BJT- Tranzito lưỡng cực) Transistor lưỡng cực(BJT) là 1 linh kiện điện tử bán dẫn 3 chân, cấu trúc của nó pha tạp chất bán dẫn sử dụng trọng mạch khuếch đại hoặc các ứng dụng đóng ngắt. Transistor lưỡng cực nó được đặt tên như vậy bởi vì hoạt động của nó liên quan tới cả lổ trống và các hạt electron. Dòng dịch chuyển của các hạt điện tích trong BJT được khếch tán hai hướng giữa vùng tiếp giáp giữa 2 khu vực có nồng độ pha tạp khác nhau. Chế độ này hoạt động trái ngược với transistor bán dẫn đơn cực, như transistor hiệu ứng trường Đa số dẫn điện bằng các hạt dẫn.Phần lớn BJT có dòng chảy từ cực Colect được khuếch đại lên tới cực E chủ yếu bằng các hạt electron là thiểu số NPN TYPE( LOẠI NPN) NPN là một trong 2 loại transistor lương cực, bao gồm lớp bán dẫn pha tạp P( cực B) ở giữa và 2 lớp bán dẫn N pha tạp. Chỉ một dòng điên nhỏ ở cực nền B nó được khuếch đại ra cực góp C, cực E. Transistor NPN đóng khi cực B được kéo cao so với cực emitter. Và hầu hết dòng dẫn điện đa số bởi hạt electron di chuyển từ cực C->E trong vùng bán dẫn P.Hầu hết các transistor lượng cực được sự dụng ngày nay là NPN vì có tính linh động cao hơn các lổ trông trong bán dẫn cho phép nhiều hơn dòng chảy hoạt động nhanh hơn.kí hiệu để dễ nhớ cho npn này là dấu mũi tên và bên ngoài là vòng đó chính là transistor NPN. PNP TYPE(LOẠI PNP) Loại khác của BJT là PNP , bao gồm 1 lớp bán dẫn N pha tạp giữa hai lớp bán dẫn P pha tạp. một dòng nhỏ ở cực nên b được khuếch đại lên ở đâu ra là cực C.transistor PNP cực B được kéo thấp hơn so với cực Emitter dấu mũi tên ở cực e PNP chỉ dòng chay từ e tới c khi nó hoạt động CHAPTER 4: MICROCONTROLLER ( Vi Điều Khiển) INTRODUCTION (Giới Thiệu) Khi chúng ta được học những kiến thức mới về máy tính chúng ta phải tập làm quen khả năng sử dụng những kiến thức máy tính mới đó, vàchúng ta có thể học trên internet điều đó bằng cách nghiên cứu các cấu trúc phần cứng bên trong đã được thiết kế ( Kiến trúc của thiết bị ) và biết thêm về kích thước, số lượng của các thanh ghi. Vi điều khiển là là 1 chíp đơn chứa bộ vi xử lý, chứa bộ nhớ chương trình không xóa được(ROM or flash), bộ nhớ xóa được ra vào (RAM), xung clock và chân điều khiển i/0.Được gọi là ‘1 chiếc máy tính trong chip ‘ và có hàng tỉ các vi điều khiển được nhúng và vô số các sản phẩm đồ chơi, các thiết bị di động hàng năm .Ví dụ, 1 phương tiên giao thông có thể sử dụng 70 hoặc hiều hơn nữa các vi điều khiển. Intel MCS-51 (thường được gọi là 8051) là một kiến trúc Harvard, chíp đơn vi điều khiể này được phát triển bởi Intel vào năm 1980 để sử dụng trong các hệ thống nhúng. Phiên bản ban đầu của Intel đã được phổ biến trong những năm 1980 và đầu những năm 1990. Bây giờ Intel không còn sản xuất các MCS-51 ,Hiện tại thì các thiết bị nhị phân vẫn phổ biến hơn Ngoài các thiệt bị vật lý, một số công ty vẫn cung cấp MCS-51 được thiết kế theo lõi IP sử dụng trong FPGAs hay ASICs . Ban đầu họ MCS-51 được phát triên sử dụng công nghệ NMOS, những bản sau trong tên xác định chữ C (vd 80c51) sữ dụng công nghệ CMOS và tiêu thụ ít năng lượng hơn so với công nghệ NMOS. Phù hợp hơn với những thiết bị chạy bằng pin. IMPORTANT FEATURES(Tính năng quan trọng) Cấu trúc của 8051 cung cấp nhiều chức năng (cpu,ram, rom, i/o, ngắt logic, bộ định thời…) trong 1 gói. *8bit alu ,tích lũy và 8bit thanh ghi, do đó nó được gọi là vđk 8bit *8 bit dữ liệu bus-Nó có thể truy câp 8bit dữ liueej *16 bit địa chỉ bus-nó có thể truy cập 216 đại chỉ bộ nhớ -64kbkb( 65536 địa chỉ) mỗi bộ nhớ của Ram và Rom. *On chip Ram-128byte ( 128 byte bộ nhớ dữ liệu) *ON chip ROM-4Kbyte(4Kbyte bộ nhớ chương trình) *4 bit vào/ra 2 chiều *Giao tiếp UATR( cổng nối tiếp) *2 bộ đếm 16bit/bộ định thời *2 mức ngắt ưu tiên Chế độ tiết kiệm năng lượng( trên 1 số chất dẫn suất) Đối với bất kì thiết bị điện tử nào thì việc thiết kế nguồn cung cấp điện năng đóng vai trò rất quan trọng phù hợp cho hoạt động của nó.Trong thiết kế này chúng tối sữ dụng nguồn cung cấp đầu vào là 220Volts xoay chiều và điện áp này được chuyển đội thành 12vol 1 chiều AC bằng biến áp, sau đó điện áp này thông quan các bộ lọc, cầu chỉnh lưu để chuyển đổi thành điện áp DC .Và sau đó sử dụng ic ổn áp lm 7805,7812 để cho ra điện áp tương ứng 5,12V liên tục và ổn định. Vi điều khiển MCS-51 thường gồm 2 giao tiếp UATR, 2 hoặc 3 bộ định thời, 128 hoặc 256 byte dữ liệu RAM( 16byte của bit địa chỉ) 128 byte i/0, 512 byte dến 64KB bộ nhớ chương trình và Bộ nhớ mở rộng ngoài (Eram). Trong bản thiết kế gốc của 8051 mỗi chu kì máy chạy 12xung clock và hầu hết các lệnh được thực hiện trong 1 hoặc 2 chu kì máy. Với thạch anh 12MHz ,Trong 1 chu kì 8051 có thể thực hiện được 1 triệu lệnh /1S hoặc 50000 lệnh 2 chu kì trong mỗi giây.Để nâng cấp tốc độ xử lý của 8051 người ta sử dụng 6,4,2 hoặc thậm chí là 1 xung clock trong 1 chu kì máy và có tần số lên đến 100MHz và có khả năng thực hiện rất nhiều lệnh trong 1s. Tính năng hiện đại của 8051 được xây dựng, thiết lập bên trong bộ định thời và phát hiện ra được Brown out, dao động trong chip, bộ nhớ chương trình Flash ROM tự lập trình được bộ nhớ bên ngoài RAM, Mở rộng thêm bộ nhớ chương trình, SPI, Giao tiếp cổng USB, CAN hoặc LIN bus, Bộ điều xung,Bộ so sánh số,Bộ chuyển đổi tín hiệu tương tự sang tín hiệu số, Thời gian thực, Mở rộng thêm bộ đếm bộ định thời, Nhiều nguồn ngắt và chế độ tiết kiệm năng lượng. POWER SUPPLY FOR THE CIRCUIT(Mạch cung cấp ) Có 2 điều quan trọng trong mạch điện cung cấp cho vi điều khiển là :Điện áp nguy hiểm(Brown out) có thể xảy ra bất cứ lúc nào tại thời điểm này làm cho vi điều khiển ngừng hoạt động và nguồn điện áp cung cấp này sẽ giảm xuống mức thấp nhất do tín hiệu điện bị nhiễu. Trong vi điều khiển gồm nhiều nguồn cung cấp điện áp khác nhau, Trong vi điều khiển thường có mạch điện Brown được xây dựng reset trong đó.Mạch này sẽ thiết lập lại hoạt động của vđk khi điện áp giảm xuống mức giới hạn. Chân Reset thường được gọi là Master Clear Reset (MCLR) tác động phía bên ngoài khi tín hiệu ở mức 1 hay mức 0 tùy thuộc vào từng loại vđk.Trong trường hợp các Brown out này không được xây dựng trong vđk, Để đơn giản chung ta có có thể kết nối với chân reset này. HOW TO START WORKING?(Nguyên lý làm việc) Vi điều khiển nó là công cụ tuyệt vời và không cần biết thêm nhiều kiến thức bên trong nhưng vẫn có thể sử dụng nó. Để tạo ra 1 thiết bị điều khiển bởi vi điều khiển, Điều đơn giản nhất là cần 1 chiếc máy tính, Chương trình biên dịch và thiết bị đơn giản để chuyển mã từ máy tính đến chip , Mặc dù toàn bộ quy trình này thực hiện 1 cách logic, thường gặp 1 số khó khăn Không phải vì quá phức tạp nhưng nó gồm nhiều công đoạn, Nó cho thấy ở phía dưới. Writing program in assembly language( Viết chương trình bằng ngôn ngữ asm) Để viết một chương trình cho vi điều khiển, phải sự dụng 1 chương trình đặc biệtmôi trường Windows Nó có thể , nhưng nó chưa đủ Khi sử dụng như một phần mềm, có rất nhiều công cụ tạo điều kiện cho các hoạt động ( công cụ mô phỏng đi kèm đầu tiên)… Nó đem lại lợi ích rõ ràng .Nhưng đó cũng là một cách để viết một chương trình . Về cơ bản,Vấn đề chính đó là đoạn văn bản Bất kỳ chương trình xử lý văn bản có thể được sử dụng cho mục đích này. Vấn đề là để viết tất cả những lệnh đó được thực hiện bởi các vi điều khiển, tuân thủ các quy tắc ngôn ngữ asem và viết câu lệnh chính xác khi chúng được xác định. Nói cách khác, bạn chỉ cần thực hiện theo các Ý tưởng chương trình. Tất cả sẽ đúng. Để cho phép trình biên dịch của chung ta hoạt động thành công, điều cần thiết là một tệp chứa chương trình phần mở rộng .asm trong tên của nó. Ví dụ :Program .asm Khi một chương trình chuyên dụng(maplap) được sử dụng. Phần mở rộng này sẽ tự động thêm vào . Nếu bất kì 1 chương trình được xử lý bằng văn bản (notepad) thì tệp này này khi sử dụng phải đổi tên và lưu lại ví dụ: Program.txt -> Program.asm. .Thủ tục này không nhất thiết phải thực hiện. Tệp này có thể được lưu ở định dạng ban đầu trong khi văn bản của nó có thể được sao chép vào các lập trình viên để sử dụng tiếp. Compiling a program( Biên dịch chương trình) Vi điều khiển "không thể hiểu được " ngôn ngữ asm. Đó là lý do tại sao phải cần 1 chương trình biên dịch sang ngôn ngữ máy. Nó sẽ đơn giản hơn khi sử dụng 1 chương trình chuyên biệt ( MPLAB )và một trình biên dịch trong phần mềm này sẽ được sử dụng. Đầu tiên click vào biểu tượng tương ứng và một tệ có phần mở rộng .hex sẽ xuất hiện. Nó chứa một chương trình tương tự, biên dịch thành ngôn ngữ máy mà vi điều khiển hoàn toàn có thể hiểu. Tài liệu này được đạt tên là”mã hex” và đại diện cho một chuỗi vô nghĩa các con số trong hệ thập lục phân của hệ thống số. Trong trường hợp các phần mền khác ,chương trình viết bằng hợp ngữ được sử dụng, phần mềm đặc biệt để biên dịch chương [...]... dùng để biến chuyển động quay quanh 1 trục thành chuyển động quay quanh 1 trục khác Hệ thống bánh cam và thanh có thể dùng để tạo ra đc các chuyển động mà đãđc quy định để biến đổi theo 1 cách cụ thể Tuy nhiên, nhiều hoạt động mà trc đây đc tạo ra bằng việc sử dụng các cơ cấu truyền động thì ngày nay thường bằng các hệ thống vi điều khiển với sự tiếp cận của cơ điện tử Ví dụ những bánh cam trên trục... các thiết bị điện tử giờ đây có thể đc thg` sử dụng cho nhiều chức năng mà trc đây đc thực hiện bằng các cơ cấu truyền động, các cơ cấu này vẫn còn đc sử dụng để cung cấp các chức năng sau: 1 2 3 4 Khuếch đại lực, ví dụ như lực đc khuếch đại bằng đòn bẩy Thay đổi tốc độ, chẳng hạn như thay đổi tốc độ bằng bộ truyền bánh răng Biến đổi chuyển động quay quanh 1 trục thành chuyển động quay quanh trục khác,... ren vít Thanh răng và bánh răng Thanh răng là 1 thanh có răng mà có thể đc coi như là 1 đoạn răng với bán kính cong vô hạn Momen đc chuyển thành lực tuyến tính bằng cách cho ăn khớp với 1 bánh răng: khi bánh răng quay thì thanh răng sẽ di chuyển theo đg thẳng Cơ cấu truyền động như thế đc sử dụng trong xe hơi để biến chuyển động quay của vô lăng thành chuyển động qua trái-phải của rô-tuyn Thanh răng... hình dạng răng trên thanh răng (có bán kính vô tận), và khi đó dạng răng của các bánh răng có bán kính cụ thể sẽ đc tạo ra từ đó Loại bộ truyền thanh răng bánh răng này đc dùng trong đường sắt có răng Bộ truyền thanh răng bánh răng thg` đc tìm thấy trong cơ cấu tay lái của xe hơi hay những phương tiện có hệ thống lái khác Bộ truyền này có ít lợi thế hơn so với các cơ cấu khác như cơ cấu bi quay vòng,... thẳng qua lại thành 1 chuyển động tròn, như trong động cơ đốt trong có chuyển động qua lại của pittong đc chuyển đổi thành chuyển động quay của trục khuỷu và cũng như là của trục truyền động chính Các thành phần cơ khí có thể bao gồm việc sử dụng các hệ thống thanh, cam, bánh răng, thanh răng-bánh răng, bộ truyền xích, bộ truyền đai, … Ví dụ bộ truyền thanh răng-bánh răng có thể dùng để chuyển đổi chuyển... phát triển của nó, vì vi điều khiển không biết hoặc quan tâm đến việc đầu vào của nó được kích hoạt bằng một nút nhấn hoặc một bộ cảm biến tích hợp trong một thiết bị thực Phần 2 : Cơ khí Chương 1: Giới thiệu Cơ cấu truyền động Cơ cấu truyền động là các thiết bị mà có thể đc coi như là bộ biến đổi chuyển động mà trong đó chúng biến đổi chuyển động từ dạng này thành dạng yêu cầu khác Ví dụ như là chúng... lực ma sát Bộ truyền bánh vít trục vít mà có hãm như thế gọi là tự hãm, và ta có thể dùng nó như 1 ưu điểm của bộ truyền này, trong trg hợp cần đưa 1 cơ cấu vào 1 một vị trí bằng cách quay trục vít và sau đó dùng cơ cấu này để giữ vị trí đó lại Ví dụ như cơ cấu ở đầu của các loại dụng cụ âm nhạc có dây Nếu bánh vít trong bộ truyền bánh vít trục vít chỉ là bánh răng nghiêng thông thường thì chỉ có tiếp... cảm giác lái hơn Thanh răng sinh có biên dạng răng dùng để chỉ ra các kích thước và chi tiết của răng cho việc thiết kế dao cắt răng như dao phay hay dao bào răng Nhiều loại máy móc như máy phay hay máy mài có bàn máy di động Cách mà chúng hoạt động đc là nhờ có bánh răng đc gắn và cần trục khuỷu, và thanh răng đc gắn dưới bàn máy Khi ng` điều khiển quay cái cần thì bánh răng sẽ làm thanh chuyển động... hình dáng của bánh cam Phần nâng lên của cam là phần mà nâng khâu bị dẫn đi lên, biên dạng của nó quyết định khâu bị dẫn đc nâng lên nhanh như thế nào Phần hạ xuống của cam là phần mà đưa khâu bị dẫn hạ xuống, biên dạng của nó quyết định khâu bị dẫn của cam hạ xuống nhanh ra sao Phần dừng của cam là phần cho phép khâu bị dẫn duy trì ở cùng 1 mức trong 1 khoảng thời gian đáng kể phần dừng của cam là phần... sát vào biên dạng cam để đảm bảo rằng nó luôn chạy chính xác theo biên dạng cam Cái máy dưới đây là 1 loại máy đục lỗ, Khi mà cái cần gạt đc gạt xuống thì 1 hệ thống bánh răng (gọi là hệ thanh răng và bánh răng) sẽ dịch chuyển cái biên dạng cam định hình qua trái Đồng thời nó cũng sẽ đẩy khâu bị dẫn xuống và đục 2 lỗ lên mảnh giấy hay tấm bìa Cạnh của tấm cam định hình này đc tạo ra để tạo đc các chuyển . cách điện. Tụ điện được sử dụng rộng rãi trong cách bộ phận mạch điện và trong nhiều thiết bị điện. Khi có điện áp khác nhau đặt vào dây dẫn điện từ trường sẽ phát triển như điện môi gây ra điện. trường điện từ, kết quả có một điện áp đánh thủng, trong khi dây dẩn và vật chỉ thị xuất hiện điện trở xuất và điện cảm không mong muốn. Tụ điện được sử dụng rộng rải trong mạch điện tử nó cản. dụng khác Một tụ điện bao gồm 2 chân dẩn điện được ngăn cách bởi vùng ko dẩn điện. Vùng ko dẩn điện được gọi là điện môi. Trong điều kiện đơn giản, điện môi như là vật cách điện. Ví dụ của diện