Giáo Trình Vi Mạch Số Lập Trình: Tài Liệu Học Tập và Thực Hành

Giáo trình nghiên cứu vi mạch số lập trình nghề điện tử công nghiệp trình độ cao đẳng, trình bày lý thuyết rõ ràng, minh họa ví dụ thực tế, phù hợp sinh viên kỹ thuật.

• Tác giả: Nhóm Biên Soạn
• Người hướng dẫn: Chủ Biên: Hồ Tấn Đạt
• Trường học: Cao đẳng nghề Cần Thơ
• Chuyên ngành: Điện tử công nghiệp
• Đề tài: Giáo Trình Vi Mạch Số Lập Trình
• Loại tài liệu: giáo trình
• Năm xuất bản: 2021
• Địa điểm: Cần Thơ

Mục lục chi tiết

• LỜI GIỚI THIỆU
• 1. BÀI 1: GIAO TIẾP LED ĐƠN
• 2. BÀI 2: GIAO TIẾP LED 7 ĐOẠN
• 3. BÀI 3: GIAO TIẾP PHÍM NHẤN
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng quan về Giáo Trình Vi Mạch Số Lập Trình

Giáo trình Vi Mạch Số Lập Trình là tài liệu quan trọng trong chương trình đào tạo ngành Điện tử công nghiệp. Tài liệu này được biên soạn nhằm cung cấp kiến thức cơ bản và nâng cao về vi mạch số và cách lập trình chúng. Nội dung giáo trình được thiết kế đơn giản, dễ hiểu, giúp người học có thể nắm bắt nhanh chóng các khái niệm và ứng dụng thực tiễn của mạch số.

1.1. Mục tiêu và nội dung của giáo trình

Giáo trình này nhằm trang bị cho sinh viên kiến thức về cấu trúc và chức năng của vi mạch số. Nội dung bao gồm các bài học về giao tiếp LED đơn, LED 7 đoạn và phím nhấn, giúp sinh viên thực hành và áp dụng lý thuyết vào thực tế.

1.2. Đối tượng sử dụng giáo trình

Giáo trình được thiết kế cho sinh viên ngành Điện tử công nghiệp, những người muốn tìm hiểu sâu về lập trình vi mạch và ứng dụng của nó trong các hệ thống điều khiển tự động.

II. Thách thức trong việc học Vi Mạch Số Lập Trình

Học vi mạch số không chỉ đơn thuần là lý thuyết mà còn yêu cầu thực hành nhiều. Một trong những thách thức lớn nhất là việc hiểu và áp dụng các khái niệm phức tạp trong lập trình. Sinh viên thường gặp khó khăn trong việc kết nối lý thuyết với thực hành, đặc biệt là khi làm việc với các hệ thống nhúng.

2.1. Khó khăn trong việc nắm bắt lý thuyết

Nhiều sinh viên gặp khó khăn trong việc hiểu các khái niệm như cổng logic, hàm điều khiển và cách thức hoạt động của mạch số. Điều này có thể dẫn đến việc áp dụng sai trong thực hành.

2.2. Thực hành trên thiết bị thực tế

Việc thực hành trên các bộ KIT thực tế cũng là một thách thức. Sinh viên cần phải làm quen với phần mềm lập trình và cách kết nối thiết bị, điều này đòi hỏi thời gian và sự kiên nhẫn.

III. Phương pháp học hiệu quả về Vi Mạch Số Lập Trình

Để vượt qua những thách thức trong việc học vi mạch số, sinh viên cần áp dụng các phương pháp học tập hiệu quả. Việc kết hợp lý thuyết với thực hành là rất quan trọng. Các phương pháp như học nhóm, thực hành trên phần mềm và tham gia các khóa học bổ sung có thể giúp cải thiện kỹ năng lập trình.

3.1. Học nhóm và trao đổi kiến thức

Học nhóm giúp sinh viên trao đổi kiến thức và giải quyết vấn đề nhanh chóng. Việc thảo luận về các bài tập và dự án thực tế sẽ giúp củng cố kiến thức và kỹ năng lập trình.

3.2. Thực hành trên phần mềm mô phỏng

Sử dụng phần mềm mô phỏng để thực hành lập trình vi mạch là một cách hiệu quả. Điều này giúp sinh viên làm quen với các công cụ lập trình mà không cần phải có thiết bị thực tế ngay lập tức.

IV. Ứng dụng thực tiễn của Vi Mạch Số Lập Trình

Vi mạch số được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực như tự động hóa công nghiệp, thiết bị điện tử tiêu dùng và hệ thống điều khiển. Kiến thức về lập trình vi mạch giúp sinh viên có thể tham gia vào các dự án thực tế và phát triển sản phẩm mới.

4.1. Ứng dụng trong tự động hóa công nghiệp

Trong tự động hóa công nghiệp, vi mạch số được sử dụng để điều khiển các thiết bị và quy trình sản xuất. Kiến thức về lập trình giúp kỹ sư thiết kế các hệ thống điều khiển hiệu quả.

4.2. Phát triển sản phẩm điện tử

Sinh viên có thể áp dụng kiến thức về vi mạch số để phát triển các sản phẩm điện tử mới, từ thiết bị gia dụng đến các hệ thống phức tạp hơn.

V. Kết luận và tương lai của Vi Mạch Số Lập Trình

Giáo trình Vi Mạch Số Lập Trình không chỉ cung cấp kiến thức cơ bản mà còn mở ra nhiều cơ hội nghề nghiệp cho sinh viên. Với sự phát triển không ngừng của công nghệ, nhu cầu về kỹ sư có kiến thức về vi mạch số sẽ ngày càng tăng.

5.1. Tương lai nghề nghiệp trong lĩnh vực vi mạch

Nhu cầu về kỹ sư lập trình vi mạch trong các lĩnh vực như tự động hóa, điện tử tiêu dùng và công nghệ thông tin đang gia tăng. Điều này tạo ra nhiều cơ hội việc làm cho sinh viên.

5.2. Cập nhật kiến thức mới

Sinh viên cần thường xuyên cập nhật kiến thức mới về công nghệ và phần mềm lập trình để đáp ứng yêu cầu của thị trường lao động. Việc tham gia các khóa học và hội thảo sẽ giúp nâng cao kỹ năng và kiến thức.

Trích đoạn nội dung tài liệu

/soft/offic2019/Product%20key%20office%202019.docx TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN Tài liệu này thuộc loại giáo trình nên các nguồn thông tin có thể được phép dùng nguyên bảng hoặc trích dùng cho các mục đích về đào tạo và tham khảo. Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc hoặc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành mạnh sẽ bị nghiêm cấm./soft/offic2019/Product%20key%20office%202019.docx LỜI GIỚI THIỆU VI MẠCH SỐ LẬP TRÌNH là một trong những mô đun bắt buộc của nghề Điện tử công nghiệp được biên soạn dựa theo chương trình khung đã xây dựng và ban hành năm 2021 của trường Cao đẳng nghề Cần Thơ dành cho nghề Điện tử công nghiệp trình độ Cao đẳng. Giáo trình được biên soạn làm tài liệu học tập, giảng dạy nên giáo trình đã được xây dựng ở mức độ đơn giản và dễ hiểu, trong mỗi chương học đều có thí dụ và Chương tập tương ứng để áp dụng và làm sáng tỏ phần lý thuyết. Khi biên soạn, nhóm biên soạn đã dựa trên kinh nghiệm thực tế giảng dạy, tham khảo đồng nghiệp, tham khảo các giáo trình hiện có và cập nhật những kiến thức mới có liên quan để phù hợp với nội dùng chương trình đào tạo và phù hợp với mục tiêu đào tạo, nội dùng được biên soạn gắn với nhu cầu thực tế.

Nội dùng giáo trình được biên soạn với lượng thời gian đào tạo 45 giờ gồm có: Bài 01 MĐ15-01: Giao tiếp led đơn Bài 03 MĐ15-02: Giao tiếp led 7 đoạn Bài 03 MĐ15-03: Giao tiếp phím nhấn Trong quá trình sử dụng giáo trình, tuỳ theo yêu cầu cũng như khoa học và công nghệ phát triển có thể điều chỉnh thời gian và bổ sung những kiên thức mới cho phù hợp. Trong giáo trình, chúng tôi có đề ra nội dùng thực tập của từng Chương để người học cũng cố và áp dụng kiến thức phù hợp với kỹ năng. Tuy nhiên, tùy theo điều kiện cơ sở vật chất và trang thiết bị, các trường có thề sử dụng cho phù hợp. Mặc dù đã cố gắng tổ chức biên soạn để đáp ứng được mục tiêu đào tạo nhưng không tránh được những khiếm khuyết.

Rất mong nhận được đóng góp ý kiến của các thầy, cô giáo, bạn đọc để nhóm biên soạn sẽ hiệu chỉnh hoàn thiện hơn. Cần Thơ, ngày tháng 09 năm 2021 Tham gia biên soạn Chủ biên: Hồ Tấn Đạt 2 GT MTTCN 01-2015./soft/offic2019/Product%20key%20office%202019.docx MỤC LỤC Trang TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN.1 LỜI GIỚI THIỆU. 3 GIÁO TRÌNH MÔN HỌC.5 BÀI 1: GIAO TIẾP LED ĐƠN. Các hàm sử dụng.

Thực hành trên phần mềm điều khiển. Nạp chương trình vào bộ KIT thực hành. Mạch tổ hợp. Chương trình.

Thực hành trên phần mềm điều khiển. Nạp chương trình vào bộ KIT thực hành. Chương trình. Thực hành trên phần mềm điều khiển.

Nạp chương trình vào bộ KIT thực hành. Mạch ghép kênh. Chương trình. Thực hành trên phần mềm điều khiển.

Nạp chương trình vào bộ KIT thực hành. Mạch phân kênh. Chương trình. Thực hành trên phần mềm điều khiển.

Nạp chương trình vào bộ KIT thực hành. Chương trình. Thực hành trên phần mềm điều khiển. Nạp chương trình vào bộ KIT thực hành.

Đếm nhị phân. Chương trình. Thực hành trên phần mềm điều khiển. Nạp chương trình vào bộ KIT thực hành.

Thanh ghi dịch. Chương trình. Thực hành trên phần mềm điều khiển. Nạp chương trình vào bộ KIT thực hành.

Chương trình. Thực hành trên phần mềm điều khiển. Nạp chương trình vào bộ KIT thực hành. Chương trình./soft/offic2019/Product%20key%20office%202019.

Thực hành trên phần mềm điều khiển. Nạp chương trình vào bộ KIT thực hành.77 BÀI 2: GIAO TIẾP LED 7 ĐOẠN. Chương trình. Thực hành trên phần mềm điều khiển.

Kết nối bộ KIT thực hành.85 BÀI 3: GIAO TIẾP PHÍM NHẤN. Chương trình. Thực hành trên phần mềm điều khiển. Nạp chương trình vào bộ KIT thực hành.93 TÀI LIỆU THAM KHẢO./soft/offic2019/Product%20key%20office%202019.docx GIÁO TRÌNH MÔN HỌC Tên môn học: VI MẠCH SỐ LẬP TRÌNH Mã môn học: MĐ 15 Vị trí, tính chất, ý nghĩa và vai trò của mô đun - Vị trí: Mô đun được bố trí dạy sau khi học xong các mô đun, môn học như: Kỹ thuật số, linh kiện điện tử….và học trước các mô đun, môn học như: Vi điều khiển cơ bản, PLC cơ bản, SCADA, Robot công nghiệp, Thực hành PLC.

- Tính chất: Là mô đun chuyên môn nghề bắt buộc của chương trình đào tạo cao đẳng Điện tử công nghiệp - Ý nghĩa và vai trò của mô đun: Vi mạch số chức năng từ lâu đã có vai trò rất quan trọng trong các hệ điều khiển số. Nhưng vấn đề thường gặp trong thiết kế các hệ phức tạp là số lượng cổng quá nhiều và quá trình thiết kế cũng rất khó khăn kèm theo độ linh hoạt cũng kém. Một biện pháp khắc phục là phải tìm ra một linh kiện số đa năng có thể đáp ứng được các yêu cầu trên. Đó là các hệ vi mạch số lập trình từ những thiết bị quy mô nhỏ như PAL, GAL cho đến các chủng loại có mật độ tích hợp lên đến hàng ngàn cổng logic, vài chục thanh ghi, hàng trăm chân I/O.

Ưu điểm của chúng là giãm kích thước, công suất tiêu thụ, tăng độ tin cậy, tính linh hoạt và đặc biệt với sự trợ giúp của các công cụ hổ trợ phần mềm nhờ đó quá trình thiết kế trở nên đơn giản rất nhiều. Do đó hiện nay chúng được áp dụng rất phổ biến trong lỉnh vực máy tính cũng như điều khiển tự đông trong công nghiệp. Chính vì thế kiến thức về họ thiết bị này không thể thiếu đối với công nhân sửa chữa điện tử công nghiệp. Mục tiêu môn học: - Kiến thức: + Trình bày được cấu trúc các hàm sử dụng trong ngôn ngữ lập trình mô tả phần cứng đã được học.

- Kỹ năng: + Viết được các chương trình điều khiển theo yêu cầu. + Sử dụng được phần mềm dùng trong môn học. + Kết nối và điều khiển được KIT thực hành. - Năng lực tự chủ và trách nhiệm: + Có sáng kiến, tìm tòi, khám phá trong quá trình học tập và công việc.

+ Có khả năng tự định hướng, chọn lựa phương pháp tiếp cận thích nghi với các bài học. + Có năng lực đánh giá kết quả học tập và nghiên cứu của mình. + Tự học tập, tích lũy kiến thức, kinh nghiệm để nâng cao trình độ chuyên môn. Nội dùng mô đun: 1.

Nội dùng tổng quát và phân bổ thời gian: Thời gian (giờ) Thực hành, thí Số nghiệm, Tên các Chương trong mô đun Tổng Lý Kiểm TT thảo số thuyết tra luận, Chương tập 1 Bài 1: Giao tiếp led đơn 24 10 13 1 1. Cổng logic 4 2 2 5 GT MTTCN 01-2015./soft/offic2019/Product%20key%20office%202019. Các hàm sử dụng 1. Thực hành trên phần mềm điều khiển 1.

Nạp chương trình vào bộ KIT thực hành 2. Mạch tổ hợp 8 3 5 2. Chương trình 2. Thực hành trên phần mềm điều khiển 2.

Nạp chương trình vào bộ KIT thực hành 2. Chương trình 2. Thực hành trên phần mềm điều khiển 2. Nạp chương trình vào bộ KIT thực hành 2.

Mạch ghép kênh 2. Chương trình 2. Thực hành trên phần mềm điều khiển 2. Nạp chương trình vào bộ KIT thực hành 2.

Mạch phân kênh 2. Chương trình 2. Thực hành trên phần mềm điều khiển 2. Nạp chương trình vào bộ KIT thực hành 3.

Chương trình 3. Thực hành trên phần mềm điều khiển 3. Nạp chương trình vào bộ KIT thực hành 3. Đếm nhị phân 3.

Chương trình 3. Thực hành trên phần mềm điều khiển 3. Nạp chương trình vào bộ KIT thực hành 3. Thanh ghi dịch 3.

Chương trình 3. Thực hành trên phần mềm điều khiển 3. Nạp chương trình vào bộ KIT thực 6 GT MTTCN 01-2015./soft/offic2019/Product%20key%20office%202019. Chương trình 3.

Thực hành trên phần mềm điều khiển 3. Nạp chương trình vào bộ KIT thực hành 3. Chương trình 3. Thực hành trên phần mềm điều khiển 3.

Nạp chương trình vào bộ KIT thực hành Kiểm tra 1 1 2 Bài 2: Giao tiếp led 7 đoạn 12 3 9 1. Chương trình 1 1 2. Thực hành trên phần mềm điều khiển 5 1 4 3. Kết nối bộ KIT thực hành 6 1 5 3 Bài 3: Giao tiếp phím nhấn 9 2 6 1 1.

Chương trình 0. Thực hành trên phần mềm điều khiển 3 1 2 3. Nạp chương trình vào bộ KIT thực hành 4.5 4 Kiểm tra 1 1 Cộng 45 15 28 2 7 GT MTTCN 01-2015./soft/offic2019/Product%20key%20office%202019.docx BÀI 1: GIAO TIẾP LED ĐƠN Mã bài: MĐ 15-01 Giới thiệu: Bài này trình bày về phương pháp viết ngôn ngữ lập trình mô tả phần cứng để giao tiếp modul led đơn trên KIT thực hành. Mục tiêu: - Kiến thức: + Trình bày được cấu trúc các hàm sử dụng trong ngôn ngữ lập trình mô tả phần cứng đã được học trong giao tiếp led đơn.

- Kỹ năng: + Viết được các chương trình điều khiển theo yêu cầu điều khiển led đơn. + Sử dụng được phần mềm dùng trong môn học. + Kết nối và điều khiển được KIT thực hành. - Năng lực tự chủ và trách nhiệm: + Có sáng kiến, tìm tòi, khám phá trong quá trình học tập và công việc.

+ Có khả năng tự định hướng, chọn lựa phương pháp tiếp cận thích nghi với các bài học. + Có năng lực đánh giá kết quả học tập và nghiên cứu của mình. +Tự học tập, tích lũy kiến thức, kinh nghiệm để nâng cao trình độ chuyên môn. Nội dùng chính: 1.

Các hàm sử dụng Các hàm logic cơ bản: NOT - AND – OR. Các hàm có ý nghĩa như sau: - “NOT” có chức năng làm cho tí hiệu ngõ ra đảo ngược trạng thái tín hiệu ngõ vào. - “AND” có chức năng đảm bảo khi điều kiện các ngõ vào được chấp nhận thì tín hiệu ngõ ra được chấp nhận. - “OR” có chức năng cho phép chỉ cần 1 trong các điều kiện các ngõ vào được chấp nhận thì tín hiệu ngõ ra được chấp nhận.

Chương trình điều khiển X <= not B ; -- cổng logic not có 1 ngõ vào 1 ngõ ra. Y <= C and D ; -- cổng logic and có 2 ngõ vào 1 ngõ ra. Z <= E or F; -- cổng logic and có 2 ngõ vào 1 ngõ ra. Giải thích: B, C, D, E, F là các ngõ vào.

X , Y, Z là các ngõ ra.  Các ngõ vào ra sẽ có ký tự màu đen, được người dùng định nghĩa và khai báo trong qua trình thiết lập trên phần mềm. Các ksy tự này không phân biệt chữu in hao hay thường. Dấu “<=” là phép gán dùng gán các giá trị từ bên phải qua bên trái.

Các phần chữ có màu xanh: not, and, or là các hàm logic. Khi viết các hàm này ta không cần phân biệt chữ hoa hay thường Dấu “;” dùng kết thúc mỗi phép toán.