Một chân chip có thể đảm nhiệm những vai trò gì?

• Thân chip
• Chân vào
• Chân ra
• Chân nguồn và chân đất

Bạn sẽ học được gì

• Nêu chân chip là gì và nó nối chip với điều gì.
• Phân biệt chân vào với chân ra và cách một chân ra đặt mức điện.
• Kể được các vai ngoài vào/ra đa dụng: nguồn, nối đất, xung nhịp và gỡ lỗi.

Cần biết trước

Không cần kiến thức trước. Bài lấy vi điều khiển làm ví dụ vì tài liệu về nó mô tả rõ từng loại chân.

Chân chip là gì?

Chân là một kết nối phần cứng giữa chip và thế giới bên ngoài của nó, theo giáo trình vi điều khiển của Đại học Texas tại Austin. Hầu hết chân dùng để vào hoặc ra, và một nhóm chân vào/ra được gọi là cổng.

Cổng vào/ra đa dụng (GPIO) là tập hợp các chân vào/ra mà phần mềm dùng để đọc dữ liệu từ chân vào và ghi dữ liệu ra chân ra. Nhờ đó cùng một chip có thể nối với nút bấm, đèn, cảm biến mà không cần thay phần cứng bên trong.

• Nút bấm
• Chip
• Đèn LED
• Pin cấp nguồn

Chân vào và chân ra khác nhau thế nào?

Chân vào đưa thông tin từ thế giới bên ngoài vào máy tính, còn chân ra gửi thông tin từ máy tính ra ngoài. Phần mềm khởi tạo là nơi xác định một chân sẽ là đầu vào hay đầu ra.

Một chân ra đặt mức điện bằng hai công tắc bên trong, theo ghi chú về GPIO của Đại học California, Berkeley. Khi đặt đầu ra ở mức 1, công tắc phía nguồn đóng và chân nối tới nguồn. Khi đặt ở mức 0, công tắc phía đất đóng và chân nối xuống đất. Điện áp gần 0 (đất) được hiểu là mức logic 0.

Chế độ hở máng (open drain) dùng chỉ công tắc phía đất. Chân bị kéo xuống đất khi đặt 0 và được để hở, không nối đâu cả, khi đặt 1.

Về phía chân vào, một nút bấm nối chân với đất cho mức 0 rõ ràng khi nhấn.

• Đầu ra mức 1
• Đầu ra mức 0
• Hở máng ở mức 1

Dữ liệu trên chân cũng có nhiều dạng. Với dạng nối tiếp, từng bit lần lượt đi qua một chân. Với dạng tương tự, dữ liệu được mã hóa thành điện áp, dòng điện hoặc công suất trên một chân.

Các chân ngoài GPIO làm gì?

Ngoài chân vào/ra, vi điều khiển dùng một số chân cho nguồn, xung nhịp và gỡ lỗi. Các chân nguồn nhận điện cấp cho chip. Chân GND là đất chung cho cả nguồn và logic, nên mọi mức điện khác được đo so với nó.

Chân xung nhịp nối với bộ tạo nhịp để chip biết khi nào chuyển bước. Chân gỡ lỗi nối với dây dùng để nạp và kiểm tra chương trình. Hai việc này là việc dùng chân ngoài vào/ra mà tài liệu nêu ra.

• Nguồn
• Đất
• Xung nhịp
• Gỡ lỗi
• Chip

Ví dụ trong đời sống

Hãy nghĩ tới một chiếc đài cầm tay. Ngăn pin là chỗ cấp nguồn, núm xoay đưa ý muốn của bạn vào, còn loa đưa âm thanh ra. Mỗi bộ phận chạm vào thế giới bên ngoài ở một chỗ riêng. Chân chip cũng chia việc như vậy, nhưng nhỏ hơn nhiều và do phần mềm sắp xếp.

Đây chỉ là phép so sánh để nhớ. Số chân và việc của từng chân tùy chip cụ thể.

Hiểu lầm thường gặp

Chân nguồn và chân đất cấp điện và tạo mốc điện áp. Chân xung nhịp cung cấp nhịp; giao tiếp gỡ lỗi phục vụ nạp và kiểm tra chương trình.

Mức 0 không có nghĩa là chân bị ngắt. Ở đầu ra, mức 0 nối chân xuống đất. Chỉ ở chế độ hở máng khi đặt 1 thì chân mới được để hở.

Một chân vào/ra đa dụng không mang sẵn vai cố định. Phần mềm khởi tạo xác định nó là đầu vào hay đầu ra.

Câu hỏi thường gặp

Chân GND là gì?

GND là đất chung cho nguồn và logic. Ghi chú của Đại học California, Berkeley mô tả nó như vậy trong bảng chân nguồn của một bo mạch.

GPIO là gì?

GPIO là cổng vào/ra đa dụng, tức một tập hợp các chân vào/ra. Phần mềm dùng nó để đọc chân vào và ghi chân ra.

Nút bấm cho ra mức 0 bằng cách nào?

Một đầu nút nối chân vào, đầu kia nối đất. Khi nhấn, nút nối chân với đất và tạo mức 0 rõ ràng.

Tóm tắt

• Chân là kết nối giữa chip và thế giới bên ngoài, phần lớn dùng để vào hoặc ra.
• Chân ra đặt mức 1 hoặc 0 bằng công tắc nối tới nguồn hoặc tới đất; hở máng chỉ dùng công tắc phía đất.
• Một số chân dành cho nguồn, đất, xung nhịp và giao tiếp gỡ lỗi.