Bài học 2: Blink LED
Mục tiêu
Sau khi hoàn thành chương trình đầu tiên để làm quen với Arduino trong bài trước, bây giờ, chúng ta hãy thử học cách điều khiển module đèn LED. Trong bài tập này, chúng ta sẽ lập trình cho module đèn LED bật và tắt liên tục (còn gọi là blink) sau mỗi giây.
Kiến thức mới
Các yếu tố cấu thành một hệ thống điều khiển
- 3 yếu tố cơ bản cấu thành nên một hệ thống điều khiển là:
Input: Thông tin đầu vàoControlUnit: Trung tâm xử lý và điều khiểnOutput: Xuất ra thông tin hoặc hành động đã được lập trình sẵnTrong chương trình bật/tắt LED, chúng ta sẽ chỉ sử dụng Output mà không sử dụng Input. xController chính là Control Unit - sử dụng tín hiệu Digital để điều khiển module Output là đèn LED .
Tín hiệu Digital là gì?
Có 2 loại tín hiệu cơ bản mà chúng ta sẽ làm việc với chúng trong lập trình điện tử, đó là
tín hiệu Digitalvà tín hiệu Analog. Chúng ta sẽ tìm hiểu về Analog trong các bài học sau.
Tín hiệu Digitallà tín hiệu chỉ có 2 giá trị làTắt(còn gọi là LOW, 0V) vàBật(HIGH, 3.3V hay 5V tùy vào điện áp hoạt động của hệ thống, xController sử dụng 3.3V).
Module LED hoạt động dựa vào tín hiệu Digital:
Kết nối phần cứng
Thiết bị cần sử dụng
Viết chương trình
Mở phần mềm uPyCraft.
Tạo một file chương trình mới (
File > New) và lưu với tên main.py bằng cách chọn menuFile > Save….Copy đoạn code sau, click vào nút
DownloadAndRunđể chạy chương trình.
while True:
pin11.write_digital(1)
time.sleep(1)
pin11.write_digital(0)
time.sleep(1)
Sau khi chạy chương trình, bạn sẽ thấy đèn LED phát sáng và tắt liên lục mỗi 1 giây.
Giải thích chương trình
pin11.write_digital(1)
Câu lệnh này cấu hình chế độ hoạt động của chân IO (nối với module LED) thành DIGITAL OUTPUT để có thể điều khiển được.
Lưu ý: Một chân IO có thể được sử dụng với các chế độ hoạt động khác nhau:
Tín hiệu
DigitalhoặcAnalogCó thể là
Input(nếu nhận thông tin từ các module như module cảm biến) hoặcOutput(nếu dùng để điều khiển bật tắt module gắn vào).
Do tính đa năng như vậy, nên các chân IO còn được gọi là General Purpose Input Output (các chân IO đa mục đích), hay gọi tắt là GPIO.
Lệnh khởi tạo một Object Pin Digital đầy đủ như sau:
pin[X][Y].write_digital((STATE))
- ``X`` Có giá trị từ ``1 ~ 6`` đại diện PORT 1 đến PORT 6 của xController.
- ``Y`` Có giá trị là ``1`` hoặc ``2`` tương ứng với 2 đường tín hiệu logic đối với mỗi PORT. Đối với một số module output thì mặc định là 1.
Lưu ý: Trên board xController có 6 cổng mở rộng, được đánh số từ 1 đến 6. Mỗi cổng gồm 4 đường tín hiệu:
2 đường tín hiệu dành cho nguồn điện là GND (nguồn âm, 0V) và VCC (nguồn dương, 3.3V)
2 đường tín hiệu logic, có thể sử dụng cho tín hiệu
Digital(cả 6 cổng) hoặcAnalog(chỉ hỗ trợ trên cổng 4, 5 và 6)
Sau đó, dùng một vòng lặp while với biểu thức điều kiện luôn luôn trả về True. Điều này tương tự như hàm loop () trong Arduino IDE:
while True:
# Các lệnh cần thực hiện
Để điều khiển object led, ta dùng value(state), với state là đối số truyền vào giá trị cho led b``ật hoặc tắt.
pin11.write_digital(1)
Xuất ra tín hiệu mức HIGH cho chân IO nối với module LED.
Nếu chân IO được khai báo mode write_digital, thì điện áp xuất ra sẽ là 3.3V (hoặc 5V trên board sử dụng 5V) đối với mức HIGH, và 0V đối với mức LOW.
Câu lệnh trên sẽ xuất ra tín hiệu mức HIGH (3.3V). Khi đó, LED sẽ được bật do có điện.
pin11.write_digital(0)
Tương tự, câu lệnh này xuất tín hiệu LOW cho chân IO nối với module LED, tương ứng với mức điện áp 0V. Khi đó, LED sẽ được tắt.
time.sleep(1)
Dừng chương trình trong một khoảng thời gian (đơn vị giây).
Câu lệnh sleep() có cú pháp như sau:
time.sleep(s)
Tham số truyền vào:
s: số giây chương trình tạm dừng.
Chúng ta cần tạm dừng chương trình trong khoảng thời gian 1 giây để có thể nhìn rõ được hiệu ứng bật và tắt đèn LED. Nếu không, đèn LED sẽ được bật và tắt một cách chớp nhoáng, mắt người không nhìn rõ được.
Vậy là bạn đã làm quen với khái niệm tín hiệu Digital và biết cách điều khiển module LED. Ở bài học sau, bạn sẽ kết hợp thêm các tín hiệu Input khác để làm những bài học nâng cao hơn.