Giáo trình hệ vi điều khiển

Sự ra đời và phát triển nhanh chóng của kỹ thuật vi điện tử mà đặc trưng là kỹ thuật vi xử lý đã tạo ra một bước ngoặt quan trọng trong sự phát triển của khoa học tính toán, điều khiển và xử lý thông tin. Kỹ thuật vi xử lý đóng một vai trò rất quan trọng trong tất cả các lĩnh vực của cuộc sống và khoa học – kỹ thuật, đặc biệt là lĩnh vực tin học và tự động hóa.
Từ các bộ vi xử lý ban đầu chỉ là các bộ xử lý trung tâm trong một hệ thống, không thể hoạt động nếu thiếu các bộ phận như RAM, ROM, bo mạch chủ… các hãng đã phát triển các bộ vi xử lý này lên thành các bộ vi điều khiển để phục vụ các mục đích riêng biệt, khác nhau trong công nghiệp. Một bộ vi điều khiển là một hệ vi xử lý được tổ chức trong một chip bao gồm một bộ vi xử lý (microprocessor), bộ nhớ chương trình (ROM),bộ nhớ dữ liệu (RAM)… Hiện nay, các bộ vi điều khiển được sử dụng rất rộng rãi và ngày càng được chuẩn hóa để có thể sử dụng nhiều hơn nữa trong các ngành công nghiệp, có mặt trong nhiều máy móc, trong các hàng tiêu dùng.
Được sự động viên, khích lệ của các thầy giáo, cô giáo trong Khoa Điện Trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp – Đại học Thái Nguyên, chúng tôi đã mạnh dạn viết cuốn giáo trình Hệ Vi điều khiển. Giáo trình nhằm phục vụ cho sinh viên các chuyên ngành Điện và Điện tử, các bạn độc giả quan tâm đến lĩnh vực Vi xử lý và Vi điều khiển.
Giáo trình không đi quá sâu vào diễn giải lý thuyết. Chủ yếu đưa ra những kiến thức cơ bản và những ví dụ ứng dụng về 2 Chip tiêu biểu đó là: Vi xử lý 8086 và vi điều khiển 8051. Nội dung được chia làm 4 chương:
Chương I: Bao gồm các kiến thức tổng quan về vi xử lý như: Cấu trúc chung của một bộ vi xử lý, một hệ vi xử lý. Các hệ đếm và biểu diễn thông tin trong các hệ vi xử lý – vi điều khiển, các phép toán thực hiện trên số nhị phân.
Chương II: Trình bày về cấu trúc của bộ vi xử lý 8086 – thuộc họ vi xử lý 80×86 của Intel và cơ bản về lập trình hợp ngữ trên họ vi xử lý này, các nội dung chính của chương bao gồm: Cấu trúc phần cứng, cách quản lý bộ nhớ, các chế độ địa chi, tập lệnh và các vi mạch phụ trợ như mạch tạo xung 8284, vi mạch chốt, giải mã, các bộ nhớ để tạo nên một hệ vi xử lý hoàn chỉnh; cách lập trình hợp ngữ dựa trên tập lệnh của bộ vi xử lý để tạo ra chương trình dạng * EXE hoặc *.COM.
Chương III: Trình bày về hệ vi điều khiển OnChip họ 8051, bao gồm: Cấu trúc tổ chức phần cứng, bản đồ bộ nhớ, các chế độ địa chỉ và tập lệnh; lập trình hợp ngữ với những bài toán cơ bản: Nhập xuất dữ liệu với cổng, định thời, truyền thông nối tiếp, ngắt, …
Chương IV: Trình bày về ghép nối vi điều khiển với bộ nhớ, thiết bị nhập xuất. Trong chương này, tác giả cũng giới thiệu về vi mạch cổng song song lập trình được PPI 8255A – một vi mạch cổng được sử dụng trong rất nhiều bài toán ghép nối khác nhau. Phần cuối của chương là các sơ đồ ghép nối tiêu biểu như: Ghép nối vi điều khiển với bộ nhớ, LCD, ADC, DAC, Keyboard, step motor, …

Trong quá trình biên soạn chắc chắn không thể tránh khỏi những thiếu sót. Rất mong nhận được sự đóng góp ý kiến của đông đảo bạn đọc. Mọi sự góp ý xin gửi về: Bộ môn Tự động hoá – Khoa Điện – Trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp Thái Nguyên.
Xin chân thành cảm ơn!