CH: Các thao tác lập trình trên máy tính truyền thống được thực hiện thông qua các thiết bị vào/ra tiêu chuẩn như bàn phím, chuột, màn hình (Hình 25.1). Vi điều khiển không có các thiết bị này, bằng cách nào ta có thể viết và nạp chương trình cho chúng?
I. GIỚI THIỆU VỀ BO MẠCH LẬP TRÌNH VI ĐIỀU KHIỂN
II. CẤU TRÚC CỦA BO MẠCH LẬP TRÌNH VI ĐIỀU KHIỂN
KẾT NỐI NĂNG LỰC
CH: Hãy tìm hiểu thêm các ứng dụng khác của bo mạch lập trình vi điều khiển trong cuộc sống. Trong ứng dụng mà em tìm được, vi điều khiển thực hiện chức năng đọc hay ghi dữ liệu trên các cổng vào/ra của nó.
LUYỆN TẬP
CH1: Trong ví dụ trên Hình 25.5, nếu muốn chuyển dữ liệu từ cảm biến vào vi điều khiển thông qua cổng A0 thay vì cổng A2 thì ta cần thay đổi như thế nào?
CH2: Trong ví dụ trên Hình 25.6, nếu muốn bật LED thì ta cần ghi giá trị nào ra cổng số 9? Biết giá trị 1 tương ứng với mức điện áp 5 V và giá trị 0 tương ứng với mức điện áp 0 V.
III. CÔNG CỤ LẬP TRÌNH CHO BO MẠCH LẬP TRÌNH VI ĐIỀU KHIỂN
VẬN DỤNG
CH: Cài đặt ứng dụng Arduino IDE lên máy tính, mở ứng dụng và chỉ ra vị trí của ba thành phần cơ bản trên giao diện của nó.
THỰC HÀNH
CH: Kết nối bo mạch lập trình vi điều khiển Arduino Uno với máy tính, mở ứng dụng Arduino IDE, soạn thảo đoạn mã dưới đây rồi nạp vào vi điều khiển và quan sát hiện tượng xảy ra trên LED L của bo mạch lập trình vi điều khiển. Nếu muốn thay đổi chu kì nháy của đèn thì ta cần thay đổi giá trị của biến nào trong đoạn mã?
PHẦN I. CÁC CÂU HỎI TRONG SGK
KHỞI ĐỘNG CH: Các thao tác lập trình trên máy tính truyền thống được thực hiện thông qua các thiết bị vào/ra tiêu chuẩn như bàn phím, chuột, màn hình (Hình 25.1). Vi điều khiển không có các thiết bị này, bằng cách nào ta có thể viết và nạp chương trình cho chúng?
Vi điều khiển không tích hợp các thiết bị nhập/xuất tiêu chuẩn như máy tính truyền thống, do đó ta cần sử dụng bo mạch lập trình vi điều khiển. Quá trình lập trình được thực hiện như sau:
Viết mã chương trình trên máy tính sử dụng phần mềm lập trình chuyên dụng (như Arduino IDE).
Nạp chương trình vào vi điều khiển qua giao tiếp giữa máy tính và bo mạch (thường qua cổng USB).
Bo mạch lập trình chuyển chương trình vào bộ nhớ của vi điều khiển để thực thi.
I. GIỚI THIỆU VỀ BO MẠCH LẬP TRÌNH VI ĐIỀU KHIỂN
Bo mạch lập trình vi điều khiển là một bảng mạch tích hợp giúp lập trình và giao tiếp với vi điều khiển. Nó bao gồm các thành phần cơ bản như vi điều khiển, cổng kết nối I/O, nguồn điện, và các linh kiện hỗ trợ như LED, nút nhấn, hoặc màn hình hiển thị.
II. CẤU TRÚC CỦA BO MẠCH LẬP TRÌNH VI ĐIỀU KHIỂN
KẾT NỐI NĂNG LỰC CH: Hãy tìm hiểu thêm các ứng dụng khác của bo mạch lập trình vi điều khiển trong cuộc sống. Trong ứng dụng mà em tìm được, vi điều khiển thực hiện chức năng đọc hay ghi dữ liệu trên các cổng vào/ra của nó.
Một số ứng dụng thực tế của bo mạch lập trình vi điều khiển:
Hệ thống nhà thông minh: Điều khiển đèn, quạt, hoặc cảm biến chuyển động. Vi điều khiển thực hiện cả hai chức năng đọc dữ liệu từ cảm biến và ghi dữ liệu ra thiết bị đầu ra như đèn hoặc motor.
Xe tự hành: Đọc dữ liệu từ cảm biến khoảng cách và ghi tín hiệu điều khiển motor để di chuyển.
Máy in 3D: Ghi tín hiệu điều khiển motor và đầu in dựa trên dữ liệu từ máy tính.
LUYỆN TẬP
CH1: Trong ví dụ trên Hình 25.5, nếu muốn chuyển dữ liệu từ cảm biến vào vi điều khiển thông qua cổng A0 thay vì cổng A2 thì ta cần thay đổi như thế nào?
Để chuyển dữ liệu từ cảm biến vào cổng A0 thay vì A2, ta cần thay đổi dòng mã trong chương trình từ:
\(int sensorValue = analogRead(A2);\)
thành:
\(int sensorValue = analogRead(A0);\)
Câu lệnh này chỉ định rằng tín hiệu analog sẽ được đọc từ cổng A0 thay vì A2.
CH2: Trong ví dụ trên Hình 25.6, nếu muốn bật LED thì ta cần ghi giá trị nào ra cổng số 9? Biết giá trị 1 tương ứng với mức điện áp 5 V và giá trị 0 tương ứng với mức điện áp 0 V.
Để bật LED, cần ghi giá trị 1 (mức điện áp 5 V) ra cổng số 9. Câu lệnh trong chương trình sẽ là:
\(digitalWrite(9, HIGH);\)
Lệnh này đặt cổng số 9 ở mức điện áp cao, khiến LED sáng.
III. CÔNG CỤ LẬP TRÌNH CHO BO MẠCH LẬP TRÌNH VI ĐIỀU KHIỂN
VẬN DỤNG CH: Cài đặt ứng dụng Arduino IDE lên máy tính, mở ứng dụng và chỉ ra vị trí của ba thành phần cơ bản trên giao diện của nó.
Ba thành phần cơ bản trên giao diện Arduino IDE:
Thanh menu: Nằm ở phía trên cùng, cung cấp các công cụ quản lý tệp, cài đặt và nạp chương trình.
Cửa sổ mã nguồn: Phần trung tâm, nơi viết mã chương trình Arduino.
Cửa sổ thông báo: Nằm ở phía dưới, hiển thị thông báo về quá trình biên dịch, nạp chương trình, hoặc các lỗi nếu có.
THỰC HÀNH CH: Kết nối bo mạch lập trình vi điều khiển Arduino Uno với máy tính, mở ứng dụng Arduino IDE, soạn thảo đoạn mã dưới đây rồi nạp vào vi điều khiển và quan sát hiện tượng xảy ra trên LED L của bo mạch lập trình vi điều khiển. Nếu muốn thay đổi chu kỳ nháy của đèn thì ta cần thay đổi giá trị của biến nào trong đoạn mã?
Hiện tượng: Đèn LED L trên bo mạch sẽ nhấp nháy với chu kỳ 2 giây (1 giây bật, 1 giây tắt).
Để thay đổi chu kỳ nháy của đèn, cần thay đổi giá trị của biến trong hàm delay(). Ví dụ:
Để chu kỳ nháy nhanh hơn, giảm giá trị delay().
Để chu kỳ nháy chậm hơn, tăng giá trị delay().
Nếu thay đổi \(delay(1000)\) thành \(delay(500)\), chu kỳ nháy sẽ giảm xuống còn 1 giây (0,5 giây bật và 0,5 giây tắt).
