Tổng quan: Tín hiệu số và tín hiệu xung

• Tín hiệu tương tự
• Tín hiệu số

Bạn sẽ học được gì

• Phân biệt được tín hiệu tương tự và tín hiệu số.
• Nêu được mức logic cao và thấp.
• Mô tả được PWM và việc đếm xung.

Cần biết trước

Không cần kiến thức trước.

Tín hiệu tương tự và tín hiệu số khác nhau thế nào?

Trong mô hình khái niệm, tín hiệu tương tự có thể nhận vô hạn giá trị trong một khoảng. Tín hiệu số dùng các giá trị rời rạc; ví dụ nhị phân chỉ dùng hai mức. Hầu hết vi xử lý và các khối logic xử lý thông tin bằng logic số; hệ thống thực vẫn có thể có các phần tương tự.

• Tương tự: liên tục
• Số: nhảy mức
• Các mức rời rạc

Mức logic là gì?

Mức logic là trạng thái tín hiệu được diễn giải theo ngưỡng điện áp. Ví dụ nhị phân ở đây có hai mức HIGH và LOW trong Arduino; chúng tương ứng với các vùng điện áp, không nhất thiết một giá trị chính xác. Mức nào bật hay tắt thiết bị phụ thuộc cách mắc mạch. Trước khi nối tín hiệu, cần kiểm tra tương thích điện áp giữa hai thiết bị; tín hiệu điện áp quá cao có thể làm hỏng ngõ vào không chịu được mức đó.

• Tín hiệu số
• Mức cao (HIGH)
• Mức thấp (LOW)

Xung được tạo và đếm như thế nào?

Điều chế độ rộng xung (PWM) là tín hiệu số chuyển giữa HIGH và LOW. Khi chu kỳ không đổi, thay đổi thời gian tín hiệu ở mức HIGH sẽ đổi chu kỳ làm việc — phần thời gian ở mức cao trong toàn chu kỳ, thường biểu diễn bằng phần trăm.

Ngoại vi đếm xung PCNT của ESP32 có thể ghi nhận các sườn xung đầu vào. Mỗi bộ đếm có nhiều kênh; từng kênh có thể tăng hoặc giảm giá trị đếm ở sườn lên hoặc sườn xuống.

• Xung hẹp, chu kỳ làm việc nhỏ
• Xung rộng, chu kỳ làm việc lớn
• Mức trung bình minh họa

Ví dụ trong đời sống

Hãy cùng người lớn quan sát một LED được điều chỉnh bằng PWM. Thời gian bật dài hơn có thể làm LED trông sáng hơn, nếu tần số đủ cao để tạo hiệu quả làm mờ mà mắt cảm nhận được. Cảm biến vòng quay cũng có thể gửi xung để bộ đếm ghi lại.

Hiểu lầm thường gặp

Tín hiệu số có thể nhận mọi giá trị. Tín hiệu số dùng các mức rời rạc; ví dụ nhị phân có hai mức.

PWM là tín hiệu tương tự. PWM là một loại tín hiệu số.

Câu hỏi thường gặp

Mức logic là gì?

Là trạng thái tín hiệu được diễn giải theo các ngưỡng điện áp; HIGH và LOW là các vùng chấp nhận được, có thể có khoảng chưa xác định giữa chúng.

HIGH và LOW trong Arduino là gì?

Hai mức logic cao và thấp; mức nào bật thiết bị phụ thuộc cách mắc mạch.

Chu kỳ làm việc là gì?

Phần thời gian tín hiệu ở mức cao trong một chu kỳ; giá trị này có thể viết thành tỷ lệ hoặc phần trăm.

Sườn xung là gì?

Lúc tín hiệu chuyển giữa thấp và cao, được bộ đếm xung ghi lại ở sườn lên hoặc sườn xuống.

Tóm tắt

• Mô hình tín hiệu tương tự cho phép vô hạn giá trị; tín hiệu số dùng các mức rời rạc.
• Ví dụ logic nhị phân phân biệt HIGH và LOW; thiết bị thực diễn giải các mức này theo ngưỡng điện áp.
• PWM thay đổi thời gian ở mức HIGH; PCNT của ESP32 ghi nhận sườn xung.