Vi điều khiển là một máy tính được tích hợp trên một chíp, nó thường được sử dụng để giao tiếp, điều khiển các thiết bị điện tử. Vi điều khiển, thực chất, là một hệ thống bao gồm một vi xử lý có hiệu suất đủ dùng và giá thành thấp (khác với các bộ vi xử lý đa năng dùng trong máy tính) kết hợp với các khối ngoại vi như bộ nhớ, các mô- đun vào/ra, các mô-đun chuyển đổi số sang tương tự và tương tự sang số,... Ở máy tính thì các mô-đun thường được xây dựng bởi các chíp và mạch ngoài.
Vi điều khiển thường được dùng để xây dựng các hệ thống nhúng. Nó xuất hiện khá nhiều trong các dụng cụ điện tử, thiết bị điện, máy giặt, lò vi sóng, điện thoại, đầu đọc DVD, thiết bị đa phương tiện, dây chuyền tự động, v.v.
Là trái tim của hệ thống, là nơi quản lý tất cả hoạt động của vi điều khiển, bên trong CPU gồm:
• ALU: là bộ phận thao tác trên các dữ liệu.
• Bộ giải mã lệnh và điều khiển, xác định các thao tác mà CPU cần thực hiện. • Thanh ghi lệnh IR, lưu giữ opcode của lệnh được thực thi.
• Thanh ghi PC, lưu giữ địa chỉ của lệnh kế tiếp cần thực thi. • Một tập các thanh ghi dùng để lưu thông tin tạm thời
ROM
ROM là bộ nhớ dùng để lưu giữ chương trình. ROM còn dùng để chứa số liệu các bảng, các tham số hệ thống, các số liệu cố định của hệ thống. Trong quá trình hoạt động, nội dung ROM là cố định, không thể thay đổi, nội dung ROM chỉ thay đổi khi ROM ở chế độ xóa hoặc nạp chương trình.
RAM
RAM là bộ nhớ dữ liệu. RAM dùng làm môi trường xử lý thông tin, lưu trữ các kết quả trung gian và kết quả cuối cùng của các phép toán, xử lý thông tin. Nó cũng dùng để tổ chức các vùng đệm dữ liệu, trong các thao tác thu phát, chuyển đổi dữ liệu.
BUS
BUS là các đường dẫn dùng để di chuyển dữ liệu. Bao gồm: bus địa chỉ, bus dữ liệu và bus điều khiển.
Được sử dụng cho các mục đích chung về thời gian.
Watchdog
Bộ phận dùng để reset lại hệ thống khi hệ thống gặp sự cố.
ADC
Bộ phận chuyển tín hiệu analog sang tín hiệu digital. Các tín hiệu bên ngoài đi vào VĐK thường ở dạng analog. ADC sẽ chuyển tín hiệu này về dạng tín hiệu digital mà VĐK có thể hiểu được.
Phân loại vi điều khiển
Độ dài thanh ghi
Dựa vào độ dài của các thanh ghi và các lệnh của VĐK mà người ta chia ra các loại VĐK 8bit, 16bit, hay 32bit….
Các loại VĐK 16bit do có độ dài lệnh lớn hơn nên các tập lệnh cũng nhiều hơn, phong phú hơn. Tuy nhiên, bất cứ chương trình nào viết bằng VĐK 16bit, ta đều có thể viết trên VDK 8bit với chương trình thích hợp.
Kiến trúc CISC và RISC
Vi điều khiển CISC là vi điều khiển có tập lệnh phức tạp. Các vi điều khiển này có một số lượng lớn các lệnh nên giúp cho người lập trình có thể linh hoạt và dễ dàng hơn khi viết chương trình.
Vi điều khiển RISC là vi điều khiển có tập lệnh đơn giản. Chúng có một số lượng nhỏ các lệnh đơn giản. Do đó, chúng đòi hỏi phần cứng ít hơn, giá thành thấp hơn và nhanh hơn so với CISC. Tuy nhiên nó đòi hỏi người lập trình phải viết các chương trình phức tạp hơn, nhiều lệnh hơn.
Bus địa chỉ và bus dữ liệu độc lập với nhau nên quá trình truyền nhận dữ liệu đơn giản hơn.
Kiến trúc Vonneumann sử dụng chung bộ nhớ cho chương trình và dữ liệu. Điều này làm cho VĐK gọn nhẹ hơn, giá thành thấp hơn.
Lựa chọn vi điều khiển phù hợp với đề tài
Việc đưa ra chỉ số cân bằng cho Drone một cách chính xác nhất là một việc khó khăn và mất khá nhiều thời gian để nghiên cứu. Và để đẩy nhanh quá trình hoàn thành sản phẩm, nhóm quyết định sẽ sử dụng mạch cân bằng.
Pin Li-po có tên đầy đủ là Lithium-Ion Polymer, người ta rút gọn thành Lithium-Polymer để tránh nhầm lẫn với Li-Ion. Pin LiPo không sử dụng chất điện phân dạng lỏng mà thay vào đó nó sử dụng chất điện phân dạng polymer khô, tương tự như một miếng phim nhựa mỏng. Miếng phim này được kẹp (thực sự là ghép lá) giữa cực dương và cực âm của pin cho phép trao đổi ion - do đó có tên là Lithium-Polymer. Phương pháp này cho phép pin có thể làm rất mỏng với các hình dạng và kích thước của cell pin khác nhau. Pin Li-po sử dụng quy trình sản xuất bao bì nhiều lớp, vì vậy thay đổi kích thước rất linh hoạt và thuận tiện, đa dạng, nhiều chủng loại.
Ưu điểm của pin Li-po:
• Nhỏ, nhẹ và có thể sản xuất ở mọi hình dáng, kích thước. • Có dung lượng cao.
• Có dòng xả cao để cung cấp năng lượng cho thiết bị công suất cao.
Hình 27: Pin Li-po Gens ace 2cell 5000mAh