Giao diện giao tiếp xuất nhập của vi điều khiển Pic
Các chân của vi điều khiển PIC có khả năng cấp dòng (phun dòng) hoặc nuốt dòng khá cao khoảng 25 mA. Khi nó phun dòng (source current), khi đó dòng điện chảy ra hướng từ chân vi điều khiển, khi ở chế độ hút dòng (sinking current) dòng điện đi vào chân vi điều khiển. Khi chân vi điều khiển ở chế độ phun dòng, 1 chân của tải kết nối đến chân vi điều khiển và chân còn lại của tải nối đến đất. Tải được cung cấp năng lượng khi ngõ ra của chân vi điều khiển ở mức cao (mức 1). Khi chân ở chế độ nuốt dòng, một chân của tải kết nối đến nguồn cung cấp, chân còn lại kết nối đến chân vi điều khiển. Tải được cấp năng lượng khi chân vi điều khiển ở mức thấp (mức 0).
Chế độ phun dòng
Chế độ hút dòng
Kết nối đến Led:
Trên thị trường có nhiều loại led với nhiều kích thước hình dạng và màu sắc khác nhau, độ sáng của led phụ thuộc vào dòng cung cấp cho nó. Một vài led nhỏ hoạt động với chỉ vài milliamperes, trong khi các dòng led kích thước tiêu chuẩn tiêu thụ dòng khoảng 10 mA cho độ sáng bình thường. Một vài led siêu sáng tiêu thụ dòng khoảng 15-20 mA. Điện áp rơi trên Led khoảng 2V, nhưng điện áp ở mức cao trên chân vi điều khiển khoảng 5V khi chân ở mức logic cao, vì vậy ta không thể kết nối trực tiếp led đến chân của vi điều khiển, Ta cần một điện trở giới hạn dòng.
Nếu điện áp ngõ ra của chân vi điều khiển khi ở mức cao là 5V và điện áp rơi trên Led là 2 V, khi vậy điện áp rơi trên điện trở là 3V, do vậy ta tính toán giá trị của điện trở như sau:
R= (5-2)/10 mA = 0.3KOhm
Ta chọn giá trị điện trở gần nhất là 330 Ohm.
Kết nối led ở chế độ phun dòng.
Kết nối led ở chế độ hút dòng.
Giao tiếp với tải cần dòng cao:Các mạch điện ở trên làm việc tốt với LED, hoặc bất kỳ các thiêt bị nào tiêu thụ dòng điện thấp hơn 25 mA. Vì vậy khi giao tiếp điều khiển thiết bị cần dòng cao hơn hoặc áp cao hơn (ví dụ 12 VDC) ta có thể sử dụng một rờ le hoặc là transistor.
Hình bên dưới minh họa cách điều khiển một bóng đèn nhỏ sử dụng một transistor. Trong mạch này, khi chân vi điều khiển ở mức 1, dòng điện sẽ kích transistor dẫn sẽ làm đèn sáng.
Điều khiển đèn thông qua một transistor
Giao tiếp với Rờ le:
Khi ta muốn tắt mở một tải cảm chẳng hạn như rờ le chúng ta cần một diot trong mạch để ngăn chặn transistor bị hỏng.
Khi chúng ta có thể điều khiển rờ le, chúng ta có thể điều khiển bất cứ tải nào thông qua rờ le miễn là không vượt quá giới hạn cho phép của tiếp điểm rờ le mà nhà sản xuất đã thông báo.
Điều khiển tải công suất lớn sử dụng rờ le và transistor
Nút nhấn:
Trong mạch điều khiển bởi vi điều khiển ngoài việc xuất tín hiều điều khiển thiết bị, vi điều khiển cũng cần đọc thông tin (input) để cập nhật thông tin, thiết lập phương thức điều khiển. Trong đó nút nhấn là thể loại input cơ bản nhất, khi đó người sử dụng có thể thay đổi trạng thái của một chân input bằng cách nhấn nút. Về cơ bản, nút nhấn có thể sử dụng theo 2 phương thức cơ bản: Tích cực mức thấp hoặc tích cực mức cao. Hình bên dưới là cách mắc nút nhấn tích cực mức thấp. Chân vi điều khiển được kết nối đến nguồn thông qua một con điện trở (Đây còn gọi là điện trở kéo lên, pull-up) nút nhấn một chân kết nối đến chân input của vi điều khiển, chân còn lại kết nối đến đất. Bình thường chân vi điều khiển luôn kéo lên mức cao bởi điện trở. Khi nút nhấn được nhấn, chân input được kéo xuống đất (logic 0). Sự thay đổi trạng thái của pin có thể đọc được bởi chương trình.
Nút nhấn tích cực ở mức thấp
Một vài port của vi điều khiển Pic có điện trở kéo lên bên trong vi điều khiển (Ví dụ Port B) và các điện trở đó có thể cho phép bằng cách xóa bit 7 (RPBU) của thanh ghi INTCON. Khi một trong những chân của port được sử dụng làm chân nhập dữ liệu, khi đó không cần điện trở kéo lên bên ngoài và nút nhấn có thể kết nối đơn giản bởi một chân kết nối đến chân nhập chân còn lại kết nối đến đất.
Điện trở kéo lên bên trong vi điều khiển
Một nút nhấn cũng có thể kết nối tích cực ở mức cao như hình bên dưới. Trong cấu hình này nút nhấn được kết nối giữa nguồn cung cấp và chân nhập dữ liệu. Một điện trở ( cũng được gọi là điện trở kéo xuống) được kết nối giữa chân nhập vi điều khiển và đất. Bình thường chân nhập được kéo xuống mức thấp. Khi nút nhấn được nhấn, chân sẽ được kéo lên mức cao.
Nút nhấn tích cực ở mức cao
Một vấn đề đối với các nút nhấn cơ khí là khi công tắc đóng, bộ phận kim loại của nó nén và nhả liên tục do vậy tiếp điểm đóng nhả rất nhanh một vài lần trước khi dừng hẳn. Một vấn đề là tốc độ đọc của vi điều khiển rất nhanh do vậy vi điều khiển có thể nhìn thấy công tắc đóng mở một số lần do vậy gây ra chương trình bị sai. Ta có thể loại bỏ vấn đề này bằng cách làm trễ thời gian đọc trạng thái input sau khi nút nhấn thay đổi trạng thái. Ví dụ sau khi phát hiện ra nút nhấn được nhấn, chúng tôi có thể chờ khoảng 10 ms trước khi đọc trạng thái của nút nhấn.
Ta cũng có thể kết nối chân input của vi điều khiển bởi một transistor, chân xuất của IC hoặc của một vi điều khiển khác. hình bên dưới là cách kết nối chân đọc của vi điều khiển với một transistor.
Khi chân input của transistor ở mức thấp , khi đó transistor ngưng dẫn, do vậy chân input của vi điều khiển được kéo lên mức cao thông qua điện trở kéo lên.
Khi chân input của transistor ở mức cao, khi đó transistor dẫn , do vậy chân input của vi điều khiển được kéo xuống mức thấp.
Không có nhận xét nào:
Đăng nhận xét