Bit - Byte

Bit

Lý thuyết phát biểu rằng “bit” là đơn vị cơ bản của thông tin ... Hãy tạm thời quên định nghĩa khô khan này, và nhìn vào thực tế. Câu trả lời không có gì đặc biệt, rằng đây là một chữ số nhị phân. Tương tự như hệ thống số thập phân, trong đó cùng 1 chữ số trong 1 số không có cùng giá trị (ví dụ chữ số 4 trong số 444 là như nhau, nhưng có giá trị khác nhau), "ý nghĩa" của bit cũng phụ thuộc vào vị trí của nó trong số nhị phân, bằng cách đánh số các bit: bit 0 (bit ngoài cùng bên phải), bit 1 (bit thứ 2 từ bên phải), bit 2 ... Ngoài ra, vì hệ thống số nhị phân sử dụng 2 chữ số (0 và 1), do đó giá trị của 1 bit cũng có thể là 0 hoặc 1.

Đừng nhầm lẫn nếu bạn thấy 1 bit có giá trị là 4, là 16 hoặc 64. Nó chỉ đơn giản là chúng ta đã quy đổi giá trị của bit đó từ hệ nhị phân ra hệ thập phân. Ví dụ: "giá trị của bit thứ 6 trong số nhị phân tương đương với 64 trong hệ thập phân".

Byte
 

Một byte bao gồm 8 bit nhóm lại với nhau. Nếu một bit là một chữ số, ta có thể coi byte là một số. Tất cả các phép tính toán học có thể được thực hiện trên đó, như trên số thập phân bình thường. Cũng như các hệ thống số khác, các chữ số trong 1 byte không có cùng giá trị. Giá trị lớn nhất là bit ngoài cùng bên trái, được gọi là bit có trọng số cao nhất (MSB-the most significant bit), bit ngoài cùng bên phải có giá trị bé nhất và do đó được gọi là bit có trọng số thấp nhất (LSB-the least significant bit). Giống như hệ thống số nhị phân, 8 chữ số có thể đại diện cho 256 giá trị, do vậy số thập phân lớn nhất mà 1 byte có thể đại diện là 255 (vì có 1 giá trị dành để đại diện cho số 0).

Nibble

Nibble là một nửa byte. Tùy thuộc vào một nửa byte bên trái hoặc bên phải, mà ta gọi là " Nibble cao" hay " Nibble thấp". Hoặc đơn giản ta có thể gọi là “nửa byte cao” hay “nửa byte thấp”. 

Read More

Thế giới của những Con số

Các khái niệm cơ bản

Bạn có biết rằng tất cả mọi người trong chúng ta có thể được xếp vào 1 trong 10 nhóm: nhóm 1 là những người đã quen thuộc với hệ thống số nhị phân, và nhóm 10 là những người không quen thuộc với nó. Có thể bạn không hiểu tại sao tôi lại nói là “1 trong 10 nhóm”? J Điều đó có nghĩa rằng bạn vẫn còn thuộc nhóm phía sau. Đừng lo lắng, nếu bạn muốn thuộc vào nhóm đầu tiên, để hiểu được “ngôn ngữ của máy tính”, hãy đọc tiếp các phần tiếp theo, chúng ta sẽ mô tả một cách vắn tắt về các khái niệm cơ bản (chỉ để chắc chắn rằng chúng ta có thể hiểu được nhau), các khái niệm này được sử dụng rất nhiều trong lĩnh vực điện tử máy tính. Còn nếu bạn đã nắm rõ, chúng ta cũng có thể coi đây như một cơ hội củng cố thêm kiến thức.

Thế giới của những con số

Toán học là một ngành khoa học cơ bản! Tạo hóa sinh ra vạn vật rất hợp lý và logic. Toàn thể vũ trụ có thể được con người mô tả chỉ với 10 chữ số. Tuy nhiên, điều này có thực sự đúng? Chúng ta có thực sự cần chính xác đến 10 chữ số? Tất nhiên là không, đây chỉ là một vấn đề của thói quen mà thôi. Hãy nhớ lại các bài học từ thời tiểu học.

Ví dụ, số 764 có nghĩa là:

4 đơn vị, 6 hàng chục và 7 hàng trăm.

Rất đơn giản!  

Và nó có thể được mô tả một cách phức tạp hơn:

4 + 60 + 700.

Thậm chí còn phức tạp hơn nữa:

4 * 1 + 6 * 10 + 7 * 100.

Có thể nhìn nhận các con số này một cách khoa học hơn không? Câu trả lời là có:

4 * 10 ^ 0 + 6 * 10 ^ 1 + 7 * 10 ^ 2.

Điều này có ý nghĩa gì? Tại sao chúng ta có thể hiểu và sử dụng chính xác ngay lập tức với những con số như: 100, 101 và 102? Tại sao các con số này lại liên quan mật thiết với số 10? Đó là bởi vì chúng ta sử dụng 10 chữ số khác nhau (0, 1, 2, ... 8, 9) để biểu diễn mọi thứ. Nói cách khác, bởi vì chúng ta sử dụng cơ số 10, tức là hệ thống số thập phân. Và qua thời gian sử dụng lâu dài, chúng ta đã quen, đến mức không cần thiết phải biểu diễn lại theo các cách “phức tạp” như trên mà ta vẫn dễ dàng hiểu được chúng.

Read More

Sự khác biệt giữa một Vi điều khiển và một Vi xử lý

Vi điều khiển và vi xử lý có rất nhiều điểm khác nhau. Sự khác biệt đầu tiên và quan trọng nhất chính là chức năng của nó. Để bộ vi xử lý có thể hoạt động được, các thành phần ngoại vi khác như bộ nhớ phải được thêm vào nó. Mặc dù các bộ vi xử lý được coi là những bộ máy tính toán mạnh mẽ, nhưng điểm yếu của chúng là chúng không được thiết kế để giao tiếp trực tiếp với các thiết bị ngoại vi.

Để giao tiếp với môi trường ngoại vi, bộ vi xử lý phải cần thêm các bo mạch đặc biệt khác bên ngoài. Bộ vi xử lý được ví như trái tim thuần khiết của các máy tính, và nó không thể hoạt động một mình được. Đây là đặc trưng của các bộ vi xử lý, và điều này vẫn giữ nguyên cho đến ngày hôm nay.

Read More

Lịch sử ra đời của Vi xử lý/Vi điều khiển

Giới thiệu

Sự phát triển mạnh mẽ của vi điều khiển như ngày hôm nay là nhờ công nghệ mạch tích hợp. Công nghệ này đã cho phép chúng ta lưu trữ hàng trăm nghìn bóng bán dẫn vào một con chip, mở đầu cho việc sản xuất các bộ vi xử lý. Các máy tính đầu tiên được tạo ra bằng cách kết hợp các thiết bị ngoại vi bên ngoài vào bộ vi xử lý chính như bộ nhớ, các bus vào ra, các bộ định thời … Theo thời gian, việc tăng thêm mật độ tích hợp đã tạo ra các loại chip đầu tiên, có chứa cả bộ xử lý, các thiết bị ngoại vi, mà chúng ta quen gọi là vi điều khiển. Vậy mọi thứ đã bắt đầu phát triển từ đâu?

Trở về quá khứ…

Tại Châu Á, vào năm 1969, một nhóm các kỹ sư Nhật Bản từ BUSICOM đã đến Mỹ để đặt hàng một vài vi mạch tích hợp cần thiết cho các máy tính được thiết kế theo dự án của họ. Yêu cầu này được gửi đến INTEL, và Marcian Hoff là người phụ trách của dự án đó. Là người có kinh nghiệm trong lĩnh vực điện tử máy tính, ông đề xuất một ý tưởng mới, thay vì ý tưởng thiết kế được đưa ra trước đó. Giải pháp này là thiết kế các vi mạch hoạt động đúng theo chương trình được lưu trữ trong chính bản thân nó. Điều này có nghĩa là cấu hình vi mạch sẽ đơn giản hơn, nhưng nó sẽ đòi hỏi nhiều không gian bộ nhớ hơn so với giải pháp được đề xuất bởi các kỹ sư Nhật Bản. Sau một thời gian, trong khi các kỹ sư Nhật Bản vẫn cố gắng tìm một giải pháp dễ dàng hơn, thì ý tưởng của Marcian đã được hiện thực và bộ vi xử lý đầu tiên đã ra đời. Một cộng sự lớn của Marcian, góp phần biến ý tưởng trở thành sản phẩm đó là Federico Faggin. Chín tháng sau khi thuê anh ta, Intel đã thành công trong việc phát triển một sản phẩm từ ý tưởng ban đầu đó. Năm 1971, Intel có được quyền bán mạch tích hợp này. Trước đó, Intel đã mua lại bản quyền từ BUSICOM, trở thành kho báu của Intel. Trong năm đó, một bộ vi xử lý được gọi là 4004 xuất hiện trên thị trường. Đó là bộ vi xử lý 4-bit đầu tiên với tốc độ 108KHz, số lượng bóng bán dẫn là 2.300.

Read More

Chào mừng bạn đến với Thế giới của Vi điều khiển

Mở Đầu

Nội dung trong loạt bài này sẽ giới thiệu đến các bạn những kiến thức cơ bản nhất, mong góp phần dẫn đường cho các bạn đến với thế giới của vi điều khiển.

Thứ tự các bài đã được sắp xếp từ trên xuống dưới, từ đơn giản đến phức tạp. Do vậy bạn nên đọc theo thứ tự đó.

Hoan nghênh góp ý của các bạn!

Read More