Bài 1 – phần 1: Khám phá về Vi điều khiển

Trong những thập kỷ cuối của thế kỷ 20, công nghệ điện tử đã có những bước tiến vượt bậc, nhờ vào sự phát triển của công nghệ bán dẫn. Các thiết bị điện tử đã được tích hợp với mật độ cao và nhỏ gọn, giúp chúng trở nên nhỏ hơn và có nhiều chức năng hơn. Điện tử đã trở thành một phần không thể thiếu trong cuộc sống hiện đại.

Sơ lược về vi xử lý

Bước đột phá mới trong lĩnh vực công nghệ điện tử đã được công ty trẻ Intel thể hiện thông qua việc phát triển bộ vi xử lý đầu tiên. Khác biệt của bộ vi xử lý đó là khả năng thay đổi chức năng thông qua chương trình, không cần tạo ra một cấu trúc phần cứng mới. Điều này đồng nghĩa với việc phần cứng chỉ đóng vai trò thứ yếu, trong khi phần mềm chính là trụ cột quan trọng để thực hiện các chức năng cần thiết. Hiện nay, vi xử lý có tốc độ tính toán cao và khả năng xử lý lớn.

Vi xử lý có các khối chức năng để lấy dữ liệu, xử lý dữ liệu và xuất dữ liệu đã xử lý. Chức năng chính của vi xử lý là xử lý dữ liệu, bao gồm các phép tính như cộng, trừ, nhân, chia và so sánh. Vi xử lý không thể giao tiếp trực tiếp với các thiết bị ngoại vi, mà chỉ có thể nhận và xử lý dữ liệu.

Vi xử lý cần được kèm theo chương trình để điều khiển các mạch logic và thực hiện các yêu cầu xử lý dữ liệu. Chương trình là một tập hợp lệnh được lưu trữ trong bộ nhớ, và quá trình thực hiện lệnh bao gồm nhận lệnh từ bộ nhớ, giải mã lệnh và thực hiện lệnh sau khi đã giải mã.

Từ Vi xử lý đến Vi điều khiển

Mặc dù vi xử lý có khả năng tính toán và xử lý vượt trội so với các hệ thống khác, nhưng việc áp dụng vi xử lý cho các ứng dụng nhỏ có thể không cần thiết. Vì dù là hệ thống lớn hay nhỏ, vi xử lý đều đòi hỏi các khối mạch giao tiếp phức tạp như nhau. Điều này bao gồm bộ nhớ để lưu trữ dữ liệu và chương trình, cũng như các mạch giao tiếp ngoại vi để nhập và xuất dữ liệu, và tất cả phải được liên kết với vi xử lý để hoạt động. Việc kết nối các khối này yêu cầu kiến thức và kỹ năng thiết kế cao, và dẫn đến hệ thống phức tạp và giá thành cao.

Để giải quyết những nhược điểm trên, vi điều khiển ra đời. Vi điều khiển là một loại vi xử lý được tích hợp với một ít bộ nhớ và mạch giao tiếp ngoại vi trong một chip duy nhất. Vi điều khiển có khả năng tương tự như vi xử lý, nhưng cấu trúc phần cứng của nó được thiết kế đơn giản hơn nhiều để phù hợp với người dùng. Vi điều khiển mang lại sự tiện lợi cho người dùng thông qua việc không cần phải nắm vững kiến thức lập trình và thiết kế mạch điện phức tạp. Vi điều khiển giá rẻ hơn rất nhiều so với vi xử lý, và được sử dụng rộng rãi trong nhiều ứng dụng đơn giản mà không đòi hỏi tính toán phức tạp.

Vi điều khiển đã được áp dụng trong các dây chuyền tự động nhỏ, các robot với chức năng đơn giản, máy giặt, ô tô và nhiều ứng dụng khác.

Năm 1976, Intel giới thiệu vi điều khiển đầu tiên trong dòng vi xử lý 8748. Tính toàn diện và khả năng của vi điều khiển được nâng cao đáng kể vào năm 1980 khi Intel ra mắt vi điều khiển 8051, mở ra một chuẩn công nghệ cho nhiều dòng vi điều khiển phát triển sau này. Kể từ đó, rất nhiều nhà sản xuất đã tung ra nhiều dòng vi điều khiển với tính năng ngày càng mạnh mẽ.

FEATURED TOPIC

hihi