Tài liệu Bài Báo Cáo Vi Điều Khiển

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG CAO ĐẲNG KỸ THUẬT CAO THẮNG KHOA CƠ KHÍ - CƠ ĐIỆN TỬ Bài Báo Cáo Vi Điều Khiển Khiể Họ và tên sinh viên báo cáo: Đặng Vũ Thanh Hùng Đặng Lớp: CĐ CĐT 10B PHẦN 1: Bài Báo Cáo PHẦ Trình bày các hoạt động của modun cần báo cáo Trì hoạ động Trong thực tế, các loại thông tin dữ liệu hầu hết ở dạng tương tự và liên tục theo thời gian. Song thế giới bên trong máy vi tính hoàn toàn bằng số, và rời rạc. Để đưa các thông tin dữ liệu đưa thô liệ tương tự vào máy tính số cần phải có một thiết bị, có khả năng chuyển các tín hiệu tương tự ương thiế chuyể hiệ ương này thành tín hiệu số. Thiết bị đó gọi là các bộ chuyển đổi AD (ADC- Analog Digital hiệ Convertor). Biến đổi tương tự – số (analog – digital) là thành phần cần thiết trong việc xử lý thông thà phầ thiế việ thô tin và các cách điều khiển sử dụng phương pháp số. Tín hiệu thực ở Analog. Một hệ thống khiể phươ phá ương thố tiếp nhận dữ liệu phải có các bộ phận giao tiếp Analog – Digital (A/D) tiế nhậ liệ phậ tiế (A/D). � Giới thiệu Giớ thiệ Module chuyển đổi gồm có 8 đầu vào tương tự. Độ phân giải của A/D trong trường hợp chuyể đổi đầu ương phâ giả này là 8 bit Điện áp tham chiếu có thể là VDD hoặc mức điện áp ở trên chân Vref Bộ chuyển bit. chiế thể châ Vref. chuyể đổi A/D có một đặc tính là có thể hoạt động trong chế độ SLEEP Module A/D có 3 thanh ghi đổi đặc thể hoạ động chế SLEEP. đó là: • A/D Result Register (ADRES)_Thanh ghi kết quả • A/D Control Register0 (ADCON0)_Thanh ghi điều khiển • A/D Control Register1 (ADCON1)_Thanh ghi điều khiển Thanh ghi ADCON0 điều khiển hoạt động của module Thanh ghi ADCON1 có cấu khiể hoạ động module. hình chức năng của chân cổng Chân I/O có thể được cấu hình như chân vào tương tự (có thể chứ ng. Châ như châ ương là điện áp tham chiếu ) hoặc ngõ vào ra số. chiế ngõ � Sơ đồ khối chung cho các bộ chuyển đổi ADC khố chuyể đổi � Bộ chuyển đổi tương tự - số làm nhiệm vụ chuyển đổi những thông tin, dữ liệu tương chuyể đổi ương chuyể đổi nhữ thô liệ ương tự biểu diễn đặc tính của các đại lượng vật lý trong thế giới tự nhiên sang dạng mã số. đặc đại ượng Mã số được dùng trong quá trình xử lý tín hiệu, tính toán trong hệ thống máy tính và quá trì hiệ thố các hệ thống đo điều khiển số. Nó thực hiện hai chức năng cơ bản là lượng tử hoá và thố khiể chứ ượng hoá mã hoá. hoá � Chuyển đổi tương tự - số thực hiện chức năng chuyển đổi thông tin dạng tương tự Chuyể đổi ương chuyể đổi thô ương (thường là tín hiệu điện áp) sang dạng số (mã nhị phân) hiệ (mã nhị phâ n). � Mạch ADC nhận tín hiệu tương tự dạng điện áp ở đầu vào và chuyển nó thành dạng nhậ hiệ ương đầu thà số ở đầu ra Độ rộng dữ liệu đầu ra có thể là 4, 8 bit, 12, 14 bit, Mạch ADC bao gồm đầu ra. liệ đầu bộ so sánh logic điều khiển, thanh ghi điều khiển và mạch chuyển đổi số - tương tự nh, khiể khiể chuyể đổi ương DAC DAC.Mạch chuyển đổi tương tự - số có cấu trúc như Hình 1 Hình 1: Sơ đồ khối của ADC khố � Sơ đồ khối ADC 8 bit khố � Giải thích chức năng các khối Giả thí chứ khố � Mạch ADC thực hiện hai thao tác cơ bản là: Lượng tử hóa và Mã hóa ượng � Lượng tử hoá : Là gán giá trị của tín hiệu tương tự - liên tục vào vùng các giá trị ượng hoá giá trị ương liê giá trị tương tự - rời rạc. Vùng giá trị này có nhiều mức, phụ thuộc chất lượng của ADC, mỗi mức ương phụ thuộ chấ ượng tương tự - rời rạc cách nhau một khoảng lượng tử. ương khoả ượng hoá nhị phâ giá trị ương đó. � Mã hoá : Là gán một mã nhị phân cho từng giá trị tương tự - rời rạc đó Bộ so sánh thực hiện chức năng lượng tử hoá, gán giá trị tương tự tại thời điểm lấy mẫu vào vùng ượng hoá giá trị ương thờ các giá trị tương tự - rời rạc bằng cách liên tục so sánh giá trị tương tự cần chuyển đổi với các giá trị ương chuyể đổi giá trị tương tự được sinh ra trong quá trình chuyển đổi. Khi hai giá trị này xấp xỉ nhau thì ương quá trì chuyể đổi giá trị một tín hiệu được sinh ra báo hiệu quá trình lượng tử hoá đã xong hiệ được quá trì ượng hoá xong. khiể � Logic điều khiển : cho phép khởi động và báo kết thúc quá trình chuyển đổi. � Thanh ghi điều khiển : thực hiện chức năng mã hoá, tạo giá trị số trong quá trình khiể chuyển đổi. � Các mode sử dụng � � � 8 bit 10 bit Và một số dạng mode khác nữa khá � Chức năng các bit, thanh ghi Chứ � Thanh ghi và chức năng chứ Khối ADC có 4 thanh ghi Khố � ADRES � ADCON0 � ADCON1 Và một số thanh ghi phụ liên quan hỗ trợ cho việc chuyển đổi ADC bao phụ liê trợ việ chuyể đổi gồm: phé ngắ (cá PEIE) � INTCON : cho phép các ngắt (các bit GIE, PEIE) � PIR1: chứa cờ ngắt AD (bit ADIF) PIR1: chứ ngắ ADIF) � PIE1 : chứa bit điều khiển AD (ADIE) chứ khiể ADIE) � TRISA và TRISE : Thanh ghi hướng dữ liệu ướng liệ � PORTA và PORTE : Chốt dữ liệu khi ghi và đọc Chố liệ đọc Trong đó: đó: chứ quả chuyể đổi. chuyể đổi � Thanh ghi ADRES chứa kết quả 10 bit của chuyển đổi. Khi chuyển đổi ADC được hoàn thành,kết quả được nạp vào cặp thanh ghi kết quả. Khi không sử dụng bộ được hoà thành,kế quả được quả khô chuyển đổi ADC, các thanh ghi này có thể được sử dụng như các thanh ghi thông chuyể đổi thể được như thô thường khác. Khi quá trình chuyển đổi hoàn tất, kết quả sẽ được lưu vào hai thanh thườ khá ường quá trì chuyể đổi hoà quả được ghi ADRESH : ADRESL__(Hay nói cách khác hai thanh ghi này chứa kết quả khá chứ quả chuyển đổi AD) chuyể đổi ADCON0: chứ khiể hoạ động khố � Thanh ghi ADCON0: có chức năng điều khiển hoạt động của khối ADC � Các bit trong thanh ghi ADCON0 ADCON1: thiế chứ châ ngõ � Thanh ghi ADCON1: thiết lập chức năng cho các chân của port là các ngõ vào nhận tương tự hoặc chân xuất nhập IO nhậ ương hoặ châ xuấ nhậ (Hay nói cách khác hai thanh ghi này có ý nghĩa xác lập các thông số cho bộ khá nghĩ thô chuyển đổi AD) chuyể đổi � Các bit trong thanh ghi ADCON1 � Các bit cho việc chuyển đổi và chức năng việ chuyể đổi chứ � Của thanh ghi ADCON0 nhiệ đặt chuyể đổi được � ADCS1 và ADCS0 : có nhiệm vụ đặt tần số cho bộ chuyển đổi ADC (được chia từ clock của hệ thống hoặc sử dụng bộ dao động RC nội). Vì vậy khi chúng ta sử dụng thố hoặ động chú tần số 20MHz clock thì chúng ta phải sử dụng FOSC/32, xem ở bảng bên dưới. thì chú phả ưới. � CHS2, CHS1 và CHS0 : là các bit chọn kênh chuyển đổi cho ADC, khi sử dụng chúng CHS2, chọ chuyể đổi chú ta phải liên kết các chân này với bộ chuyển đổi (5 kênh cho 16F876 [AN0 =>AN4] và phả liê châ chuyể đổi 8 kênh cho 16F877A, 16F887 thêm AN5 và AN7) . Để chọn đúng kênh thì cần cài đặt thê chọ đúng thì đặt 3 bit (CHS2: CHS1: CHS0) theo thứ tự hợp lý sao cho đúng. thứ đúng. Lưu ý: Thiết bị mà không thực hiện đầy đủ 8 kênh A/D các lựa chọn khô thự hiệ đầy A/D, unimplemented đang được dành riêng Không chọn bất kỳ kênh unimplemented riêng. Khô chọ � GO/DONE : bit này có 2 chức năng: chứ đặt phé đầu quá trì chuyể đổi. � Cài đặt (set) để cho phép bắt đầu quá trình chuyển đổi. quá trì chuyể đổi thú � Báo quá trình chuyển đổi kết thúc. � ADON : cài đặt ON/OFF dùng để cho phép hoặc không cho phép ADC hoạt động. đặt phé hoặ khô phé hoạ động. Luôn luôn mặc định ADON =0 là để tiết kiệm năng lượng. Luô luô định tiế kiệ ượng. � Của thanh ghi ADCON1 PCFG2:PCFG0: chứ khiể � PCFG2:PCFG0: bit này có chức năng điều khiển cấu hình cổng bit A/D Chú thích: Chú thí Ngõ ương � A = Ngõ vào tương tự � D = Ngõ vào ra (I/O) số Ngõ � Lưu ý: Khi AN3 được chọn như VREF, Sự quyết định của A/D là điện áp vào chân AN3 . Khi AN3 được chọn như một đầu vào tương tự (A), sau đó điện áp tham chiếu cho A/D là VDD. PHẦN 2: Những kiến thức về hoạt động ADC PHẦ Nhữ kiế thứ hoạ động (Tài liệu từ Reference Manual_PIC_Mid_Range) (Tà liệ � 21.3 Hoạt động Hoạ động Khi chuyển đổi hoàn thành kết quả sẽ được lưu vào thanh ghi ADRES, bit GO/DONE (ADCON0<2>) sẽ bị xóa và cờ ngắt A/D, ADIF được đặt. Sau khi cấu hình hoàn thành cho module A/D, ta phải chọn kênh cần chuyển đổi trước khi bắt đầu một sự chuyển đổi mới. Kênh tương tự nào thì phải tương ứng với việc đặt bit tương ứng trong thanh ghi TRIS để nó là kênh đầu vào tương tự. Phải xác định được thời gian thu nhận tín hiệu, sau thời gian thu nhận tín hiệu thì một quá trình chuyển đổi được phép bắt đầu. Sau đây là từng bước làm việc với bộ chuyển đổi. 1. Đặt cấu hình mô-đun A/D: Đặt • Cấu hình chân tương tự/ điện áp tham chiếu / và số I/O (ADCON1) • Chọn đầu vào kênh A/D (ADCON0) • Chọn chuyển đổi xung clock A/D (ADCON0) • Bật mô-đun A/D (ADCON0) 2. Cấu hình ngắt A/D (nếu muốn): ngắ (nế muố • Xóa bit ADIF • Set bit ADIE • Set bit GIE 3. Chờ thời gian yêu cầu đạt được. Chờ thờ đạt được 4. Bắt đầu chuyển đổi: đầu chuyể đổi: • Set bit GO/DONE (ADCON0) 5. Chờ đợi cho A/D chuyển đổi hoàn thành, bởi một trong hai: Chờ đợi chuyể đổi hoà thà • Kiểm tra bit GO/DONE có bị xóa. GO/DONE hoặc • Chờ đợi cho A/D ngắt. Chờ đợi ngắ 6. Đọc kết quả thanh ghi A/D (ADRES), xóa bit ADIF, nếu cần thiết. Đọc quả thiế 7. Để chuyển đổi tiếp theo, bước 1 hoặc bước 2 theo yêu cầu. Thời gian mỗi bit A/D chuyể đổi tiế ước hoặ ước Thờ chuyển đổi được định nghĩa là TAD. chuyể đổi được định nghĩ Một chờ đợi tối thiểu của 2TAD thì được yêu cầu trước khi bắt đầu thu nhận tiếp theo . Hình 21-2 cho thấy trình tự chuyển đổi, và các điều khoản được sử dụng. Mua lại thời gian là các thời gian của mô-đun A/D đang nắm giữ tụ được kết nối với điện áp cấp bên ngoài. Sau đó là thời gian chuyển đổi 10 TAD, bắt đầu khi bit GO được thiết lập. Tổng của hai lần là thời gian lấy mẫu. Đó là một thời gian tối thiểu cho lấy thông tin để đảm bảo rằng việc tổ chức tụ điện là mất một quá trình với một mức độ mà sẽ cung cấp tính chính xác cho việc chuyển đổi A/D bạn muốn. � Khi đang giữ tụ, A/D bắt đầu nạp.Sau khi A/D chuyển đổi, hoặc kênh mới A/D sẽ được giữ đầu chuyể đổi chọn. đầu chuyể đổi bit đặt ngắ � Khi A/D bắt đầu chuyển đổi (bit GO sẽ được cài đặt).Giữ tụ điện bị ngắt kết nối từ đầu vào tương tự trước khi công việc chuyển đổi được bắt đầu. đầu ương huyể đổi được đầu. � Chuyển đổi A/D hoàn tất, kết quả được lưu trong thanh ghi ADRES huyể đổi hoà ADRES.Giữ tụ điện bắt đầu có được điện áp cấp kênh đường truyền, bit ADIF được thiết lập. thiế � 21.4 Điều kiện A/D cần thiết đạt được kiệ thiế đạt được Dành cho việc chuyển đổi A/D để đáp ứng chính xác của nó được chỉ định thì thời gian giữ chuyể đổi chí chỉ định nh, tụ (CHOLD) phải được phép đến mức điện áp cấp đầu vào kênh đầy đủ Các mô hình đầu vào được phé đến đầu đầy đủ. analog được hiển thị trong Hình 21-3. Trở kháng nguồn (RS) và lấy mẫu chuyển đổi trở kháng Trở khá nguồ chuyể đổi trở khá (RSS) nội bộ trực tiếp ảnh hưởng đến thời gian cần để sạc tụ điện CHOLD Trở kháng ưởng thờ CHOLD. Trở khá chuyển đổi lấy mẫu (RSS) thay đổi trên thiết bị điện áp (VDD) (hình 21-3). Trở kháng tối đa chuyể đổi thiế được đề nghị đối với các nguồn tương tự là 10 kW Sau khi các kênh đầu vào analog được chọn nguồ ương kW. (thay đổi) thì việc thu nhận phải được thực hiện trước khi chuyển đổi có thể được bắt đầu. nhậ trướ ước chuyể đổi thể được đầu Tính toán thời gian tối thiểu việc thu nhận, phương trình 21-1 có thể được sử dụng. Phương trình này giả định 1/2 LSb lỗi đó là được sử dụng (512 bước cho A/D). 1/2 LSb là lỗi tối đa được phép cho A/D để đáp ứng vấn đề đã chỉ định. Ví dụ 21-1 cho thấy các tính toán thời gian tối thiểu yêu cầu đạt được TACQ. Tính toán này dựa trên các giả định sau hệ thống. Lưu ý 1: Điện áp tham chiếu (VREF) không có hiệu lực vào phương trình, kể từ khi nó hủy bỏ chiế hiệ chính nó ra. chí Lưu ý 2: Phí giữ tụ điện (CHOLD) không thải ra sau mỗi chuyển đổi. Phí giữ khô thả chuyể đổi. Lưu ý 3: Nguồn đề nghị tối đa cho trở kháng tương tự là 10 kW Điều này là cần thiết để đáp Nguồ nghị trở khá ương kW. thiế ứng các đặc điểm kỹ thuật rò rỉ mã pin. đặc thuậ Lưu ý 4: Sau khi một sự chuyển đổi đã hoàn thành một sự chậm trễ TAD 2.0 phải hoàn tất chuyể đổi hoà thành, chậ trễ phả hoà trước khi thu nhận có thể bắt đầu một lần nữa. Trong thời gian này tụ đang nắm giữ không trướ ước nhậ thể đầu thờ giữ khô kết nối với các chọn A/D đầu vào kênh. chọ đầu Figure 21-3: Mẫu Analog đầu vào đầu � 21.5 Chọn A/D chuyển đổi bộ định thời Chọ chuyể đổi định thờ Mỗi bit A/D chuyển đổi, thời gian được định nghĩa là TAD Chuyển đổi A/D yêu cầu 9,5 TAD chuyể đổi định nghĩ TAD. trên mỗi 8-bit chuyển đổi. Nguồn gốc của bộ định thời chuyển đổi A/D là phần mềm được chọn. trê chuyể đổi Có bốn tùy chọn có thể thi hành cho TAD là: • 2TOSC • 8TOSC • 32TOSC • Bộ tạo dao động nội bộ RC động Dành cho chỉnh sữa chuyển đổi A/D, bộ định thời chuyển đổi A/D (TAD) phải được chọn để định thờ chuyể đổi đảm bảo thời gian tối thiểu TAD của 1,6 ms cho tất cả các thiết bị, như trình bày trong 130 đảm thiể thiế tham số của chi tiết kỹ thuật thiết bị điện. Bảng 21-1 và bảng 21-2 thể hiện kết quả thời gian quả thờ TAD bắt nguồn từ thiết bị hoạt động tần số và nguồn xung clock A/D được chọn. thiế hoạ động nguồ được chọ Ghi chú: Các ô bóng mờ là bên ngoài tầm hoạt động. chú ngoà hoạ động. Lưu ý 1: Nguồn RC có một thời gian TAD tiêu biểu của 4 us. 2: Các giá trị này vi phạm thời gian tối thiểu TAD. 3: Cho chuyển đổi thời gian nhanh hơn, việc lựa chọn một nguồn bộ định thời được chuyể đổi thờ chọ nguồ định thờ khuyến khích. khuyế khí huy đổi 4: Cho thiết bị tần số trên 1 MHz Thiết bị phải ở SLEEP dành cho việc chuyển đổi thiế trê MHz, Thiế phả huyể toàn bộ, hoặc độ chính xác A/D có thể ra khỏi đặc điểm kỹ thuật. toà chí khỏ đặc thuậ Ghi chú: Các ô bóng mờ là bên ngoài tầm hoạt động. Lưu ý 1: Nguồn RC có một thời gian TAD tiêu biểu của 6 us. 2: Các giá trị này vi phạm thời gian tối thiểu TAD. 3: Cho chuyển đổi thời gian nhanh hơn, việc lựa chọn một nguồn bộ định thời được chuyể đổi thờ chọ nguồ định thờ khuyến khích. khuyế khí huy đổi 4: Cho thiết bị tần số trên 1 MHz Thiết bị phải ở SLEEP dành cho việc chuyển đổi thiế trê MHz, Thiế phả huyể toàn bộ, hoặc độ chính xác A/D có thể ra khỏi đặc điểm kỹ thuật. toà chí khỏ đặc thuậ � 21.6 Cấu hình chân port tương tự châ ương ADCON1 và thanh ghi điều khiển TRIS hoạt động phù hợp cho các chân cổng A/D Các chân khiể hoạ động phù châ A/D. cổng được xác định như đầu vào tương tự phải có bit TRIS phù hợp để thiết lập (đầu định như đầu ương phù thiế đầu vào) o).Nếu các bit TRIS bị xóa (đầu ra) đầu ra),thì mức đầu ra số (VOH hoặc VOL) sẽ được chuyển đầu hoặ chuyể đổi. đổi. Quá trình A/D hoạt động là không phụ thuộc vào trạng thái của các bit CHS2:CHS0 và các Quá trì hoạ động khô phụ thuộ trạ thá bit TRIS. Lưu ý 1: Khi đọc các cổng thanh ghi, tất cả các chân có cấu hình như kênh vào tương tự sẽ châ như ương đọc khi xóa (mức thấp) Những chân được đặt cấu hình như ngõ vào số, sẽ chuyển đổi thành đọc (mứ thấp). Nhữ như ngõ chuyể đổi một ngõ vào tương tự. Các cấp tương tự trên một cấu hình ngõ vào số sẽ không ảnh hưởng đến ngõ ương ngõ khô ưởng việc chuyển đổi chính xác chuyể đổi chí Lưu ý 2: Mức tương tự trên bất kì chân nào được định nghĩa như một ngõ vào số (bao gồm cả ương trê châ ngõ chân AN7:AN0 có thể gây ra các vùng đệm đầu vào tiêu thụ hiện tại là nằm ngoài đặc điểm thiết AN7:AN0), bị kỹ thuật. � 21.7 Chuyển đổi A/D Chuyể đổi Ví dụ 21-2 cho thấy làm thế nào để thực hiện một chuyển đổi A/D. Các chân I/O được đặt cấu hình như ngõ vào tương tự. Tài liệu tham khảo tương tự (VREF) là thiết bị VDD. Ngắt A/D được cho phép, và A/D chuyển đổi bộ định thời là FRC. Công việc chuyển đổi được thực hiện trên các kênh AN0. Lưu ý: Các bit GO/DONE không nên đặt lần lượt trong cùng một chương trình trên A/D do GO/DONE khô chươ trì trê A/D, ương cần phải thu nhận điều kiện thời gian cần thiết. nhậ kiệ thờ thiế Việc xoá bit GO/DONE trong một chuyển đổi sẽ hủy bỏ việc chuyển đổi hiện tại. Các thanh Việ xoá việ chuyể đổi hiệ ghi ADRES sẽ không được cập nhật với bộ phận hoàn thành chuyển đổi mẫu A/D . Có nghĩa khô được nhậ hoà thà chuyể đổi là, các thanh ghi ADRES sẽ tiếp tục chứa các giá trị của việc chuyển đổi đã hoàn thành cuối giá trị việ chuyể đổi hoà thà cuố cùng (hoặc giá trị cuối cùng bằng văn bản đến thanh ghi ADRES Sau khi chuyển đổi A/D bị ADRES). chuyể đổi hủy bỏ, một chờ đợi 2TAD được yêu cầu trước khi bắt đầu thu nhận tiếp theo . Sau khi chờ chờ đợi được trướ ước đầu nhậ tiế chờ đợi 2TAD này, việc thu nhận sẽ được bắt đầu tự động trên kênh đã chọn. đợi nhậ động trê chọ Ví dụ 21-2: Làm một chuyển đổi A/D chuyể đổi Hình 21-4: Chuyển đổi A/D theo chu kỳ TAD huyể đổi Hình 21 – 5: Sơ đồ hoạt động của A/D hoạ động � 21.7.1 Chuyển đổi nhanh - độ phân giải thấp Chuyể đổi phâ giả thấ Không phải tất cả các ứng dụng đều yêu cầu độ phân giải của bộ chuyển đổi là 8bit Khô phả phâ giả chuyể đổi nhưng vì yêu cầu thời gian chuyển đổi nhanh nên module A / D cho phép người dùng thực hiện thờ chuyể đổi phé những đánh đổi giữa tốc độ chuyển đổi và phân giải. Bất kể độ phân giải là như thế nào thì đánh đổi giữ chuyể đổi phâ giả phâ giả như thế thời gian thu giữ là như nhau Để tăng tốc độ chuyển đổi,thì tương ứng với nó là công tắc kết thờ giữ như nhau. chuyể đổi nối với tụ sẽ đóng nhanh hơn do đó dẫn tới thời gian Tad có thể không đáp ứng với yêu cầu đóng thờ thể khô đáp ( tức là không đủ thời gian ). Khi mà thời gian Tad không đủ thì kết quả thu được từ bộ chuyển khô thờ thờ khô đổi là không được chấp nhận (Xem chuyển đổi A/D Thời gian trong phần thông số kỹ thuật khô được chấ nhậ điện). Nguồn bộ định thời chỉ có thể được chuyển sang giữa ba dạng dao động (không thể được chuyển từ/đến RC). Phương trình để xác định thời gian trước khi dao động có thể được chuyển như sau: Thời gian chuyển đổi = TAD + N • TAD + (10 - N)(2TOSC) Thờ chuyể đổi Nơi : N = Các chỉ số bit phân tích cần tìm. Khi xác định được Tad từ thông số thạnh anh được chọn thì người sử dụng phải nắm định được thô thạ được chọ được vài phương pháp (timer, software loop...) để xác định khi nào dao động của bộ A/D được phươ phá ương định động được thay đổi. đổi Ví dụ 21-3 thể hiện sự so sánh thời gian để thực hiện chuyển đổi A/D với độ phân giải 4 bit và thờ thự hiệ chuyể đổi phâ giả độ phân giải 8 bit Ví dụ cho thiết bị hoạt động ở tần số 20Mhz ( xung clock cho A/D được lập phâ giả bit. trình là 32 Tosc) và giả thiết rằng sau 5Tad thì ngay lập tức chuyển xung clock sang 2Tosc. Như vậy 2Tosc đã vi phạm thời gian tối thiểu TAD như vậy từ bit thứ 4 trở đi sẽ không được chuyển đổi đúng giá trị. Ví dụ 21-3: Thời gian chuyển đổi cho 4 bit và 8 bit � Tìm 5 ví dụ ứng dụng thực tế thự � Thiết kế sơ đồ khối Thiế khố � Thiết kế nguyên lý Thiế nguyê Các ngoại vi LCD, 8 led đơn, Led 7 đoạn sử dụng chung port D, và được chọn ngoạ đơn, được chọ truy xuất bằng cách điều khiển các chân RA0, RA1 theo bảng sau : xuấ khiể châ Khối 8 LED đơn Khố đơn Có 8 led đơn có thể sử dụng cho nhiều mục đích khác nhau, như hiển thị đơn thể nhiề đích khá như hiể thị trạng thái, hiển thị thông tin gỡ lỗi, hay hiển thị chức năng… trạ thá hiể thị thô hiể thị chứ ng… Truy xuất led đơn thông qua port D bằng cách chọn RC0,RC1 tương ứng xuấ đơn thô chọ ương Khối USB Khố Khối giao tiếp USB, được kết nối với chân RC4,RC5 đối với các vi điều khiển Pic có chức năng USB như Pic18F4550. Khi không sử dụng chức năng này, hăy gỡ bỏ các jumper để cách ly các chân này với vi điều khiển Khối hiển thị LED 7 đoạn Khố hiể thị Khối hiển thị Led 7 đoạn gồm bốn led 7 đoạn cỡ nhỏ, được truy xuất thông qua port D bằng cách chọn chip select như bảng 1. Để diều khiển tắt mở từng Led, Epic3 sử dụng chân RA2, RA3, RA4, RA5 của Vi điều khiển PIC, các tín hiệu điều khiển đều là mức thấp. Khối hiển thị LCD 16 * 2 Khố hiể thị Đèn nền LCD có thể kích hoạt bằng cách nối tắt jumper backlight. Để truy xuất được LCD, ta cần phải chọn Chip Select cho LCD bằng cách xuất tín hiệu RC1=0 và RC0=1 . Dữ liệu xuất ra thông qua port D của vi điều khiển và đi tới IC đệm 74HC245, trước khi tới LCD. Tín hiệu RE2, RC2 được kết nối với chân EN, RS của LCD, chân R/W được nối sẵn mức 0. Khối USB Khố Khối giao tiếp USB, được kết nối với chân RC4,RC5 đối với các vi điều khiển Pic có chức năng USB như Pic18F4550. Khi không sử dụng chức năng này, hăy gỡ bỏ các jumper để cách ly các chân này với vi điều khiển Khối ADC Khố Khối vi điều khiển và lập trình Khố khiể trì Board mạch trên thiết kế để hoạt động với Pic 40 chân dạng dip. Board sử dụng thạch anh 20Mhz, và đã kết nối sẵn, có thể hoạt động ngay mà không cần cấu hình thêm bất cứ thứ gì. Nguồn cung cấp Nguồ Board trên cho ta 3 lựa chọn cung cấp nguồn cho board. Board có thể cấp nguồn bằng cổng USB, bằng mạch nạp pickit, hoặc bằng nguồn bên ngoài. Lưa chọn thong qua connector CN3. Ngoài ra, Board có thể cấp nguồn qua mạch nạp pickit2 thông qua connector CN5 (prog ICSP connector). Nếu sử dụng nguồn ADAPTER, thì điện áp tối thiểu phải là 7VDC và cao nhất là 15VDC để tránh làm hư hỏng mạch. Mạch không có diode bảo vệ, vì vậy, cần đảm bảo cực của adapter đúng trước khi cắm nguồn. Mạch nguồn được thiết kế sử dụng IC ổn áp xung, cho khả năng chịu dòng tải tốt hơn và ổn định hơn so với các IC ổn áp tuyến tính thông thường. Phần thiết kế này em trích từ tài liệu trên mạng. Ở cuối phần báo cáo em có thiết Phầ thiế trí liệ trê cuố phầ thiế kế một số code đơn giản thể hiện chức năng của ADC, có giải thích một số đơn giả thể hiệ chứ giả thí nguyên tắc mà em nắm được, xin thầy xem qua, và cho ý kiến. nguyê được, thầ kiế � Video hình ảnh các sản phẩm đã có trên thực tế phẩ trê thự � Các ứng dụng của ADC � Thiết kế mạch đo nhiệt độ sử dụng sensor nhiệt LM335. Thiế nhiệ nhiệ � Các ứng dụng đo lường và điều khiển. ường khiể � Đo tốc độ động cơ (động cơ servo, động cơ bước, vv...). động động động ước, � Mạch đo lường cho Robot. ường � Điều chỉnh và ổn định vị trí của một vật chỉ định trí PHẦN 3: Phụ lục cho ADC PHẦ Phụ (Nói về một số tính chất chung cho khối ADC) (Nó chấ khố Tín Hiệu Tham Chiếu Vr: Hiệ Chiế Các ngõ vào, ra chính của bộ ADC cho thấy đầu vào và đầu ra của bộ ADC. Mọi ADC đều yêu cầu có tín hiệu Vr. Bất kỳ một sai số nào trên Vr đều gây ra lỗi độ lợi ở đặc tính của AD. Vì vậy Vr là tín hiệu đảm bảo độ chính xác và ổn định của bộ AD. Dùng IC ổn áp có thể thỏa mãn điều này. Tín Hiệu Điều Khiển: Hiệ Khiể Mọi bộ ADC đều có tính xung Clock và tín hiệu điều khiển để hoạt động. Thiết bị ngoài giao tiếp với ADC sẽ khởi động quá trình AD bằng cách phát một xung Start vào đầu vào Start của ADC, ADC sẽ nhận biết cạnh lên của xung Start và ngay sau đó nó sẽ kéo đường EOC (End of Conversion) xuống thấp (không tích cực). Lúc này ADC đang thực hiện quá trình biến đổi, tương ứng với mỗi xung Clock đưa vào ADC sẽ thực hiện được một bước biến đổi, sau một bước nhất định tùy theo bộ ADC, thì quá trình biến đổi hoàn thành. Khi biến đổi xong, AD sẽ nâng đường EOC lên mức cao, tín hiệu này có thể dùng để kích một ngắt cứng của máy tính (nếu dùng giao tiếp với máy tính). Để đọc được dữ liệu đầu ra của bộ ADC thì phải nâng đường OE (Output Enable) của ADC lên mức cao, sau khi đọc xong thì lại trả đường này về mức thấp. Một số thiết kế mô phỏng đơn giản cho khối ADC thiế phỏ đơn giả khố (có code bên dưới) (có ưới) Thể hiện một số tính năng ADC được lập trình qua CCS Thể hiệ được trì Thứ 1: Xuất giá trị ra Port B điều chỉnh biến trở cho LED thay đổi Thứ Xuấ giá trị chỉ biế trở đổi #include "D:\ADC\vidu chu hoan thanh\ADC_xuat ra port B.h" #fuses HS,NOWDT,NOPROTECT,NOLVP #use delay(clock=10000000) int8 adc; void main() { setup_adc(adc_clock_internal); setup_adc_ports(sAN0|VSS_VDD); set_adc_channel(0); delay_ms(10); while(true) { adc=read_adc(); output_B(adc); } }