Kỹ thuật ghép nối máy tính pot

sinhvienit.net







Nguyễn Tuấn Linh – BM KTMT
Khoa §iÖn tö
Khoa §iÖn töKhoa §iÖn tö
Khoa §iÖn tö





§¹i häc kü thuËt c«ng nghiÖp Th¸i Nguyªn
§¹i häc kü thuËt c«ng nghiÖp Th¸i Nguyªn§¹i häc kü thuËt c«ng nghiÖp Th¸i Nguyªn
§¹i häc kü thuËt c«ng nghiÖp Th¸i Nguyªn

Kü thuËt ghÐp nèi
Kü thuËt ghÐp nèi Kü thuËt ghÐp nèi
Kü thuËt ghÐp nèi


m¸y tÝnh
m¸y tÝnhm¸y tÝnh
m¸y tÝnh

Tháng 5/2010
sinhvienit.net

2
Nguyễn Tuấn Linh – BM KTMT – Khoa Điện Tử

sinhvienit.net

Nguyễn Tuấn Linh – BM KTMT – Khoa Điện Tử 3
Bài giảng môn học: Kỹ thuật ghép nối máy tính

CHƯƠNG 1. ĐẠI CƯƠNG VỀ KỸ THUẬT GHÉP NỐI MÁY TÍNH 6

1.1.

Cấu trúc chung của hệ thống 7

1.2.

Yêu cầu trao đổi tin của máy vi tính đối với môi trường bên ngoài 8

1.2.1 Yêu cầu trao đổi tin với người điều hành 8
1.2.2 Yêu cầu trao đổi tin với thiết bị ngoài trong hệ đo lường – điều khiển 8
1.2.3 Yêu cầu trao đổi tin trong mạng máy tính 8
1.3.

Dạng và các loại tin trao đổi giữa máy vi tính và thiết bị ngoài (TBN) 8

1.3.1 Dạng tin (số) 8
1.3.2 Các loại tin 9
1.4.

Vai trò và nhiệm vụ của khối ghép nối (KGN) 9

1.4.1 Vai trò 9
1.4.2 Nhiệm vụ 9
1.5.

Cấu trúc chung của một hệ ghép nối máy tính 11

1.5.1 Cấu trúc đường tín hiệu của KGN với Máy tính 11
1.5.2 Cấu trúc chung của một khối ghép nối 11
1.6.

Chương trình phục vụ trao đổi tin cho khối ghép nối 12

1.6.1 Lập trình hợp ngữ (assembly) 12
1.6.2 Lập trình Pascal 13
1.6.3 Lập trình C/C++ 13
CHƯƠNG 2. GIAO TIẾP VỚI TÍN HIỆU TƯƠNG TỰ 15

2.1.

Khái niệm tín hiệu analog và hệ đo lường điều khiển số 16

2.2.

Chuyển đổi tín hiệu số sang tương tự DACs 16

2.2.1 Các tham số chính của một DAC 17
2.2.2 DAC chia điện trở (Resistive Divider DACs) 18
2.2.3 DAC trọng số nhị phân (Binary Weighted DACs) 18
2.2.4 DAC điều biến độ rộng xung (PWM DACs) 19
2.3.

Chuyển đổi tín hiệu tương tự - số ADC: 20

2.3.1 Các tham số chính của một ADC 20

2.3.2 Bộ biến đổi AD theo hàm dốc 21
2.3.3 A/D xấp xỉ tiệm cận 22
2.3.4 Tích phân sườn dốc 23
2.3.5 Flash ADC 24
2.3.6 Một số vi mạch ADC thông dụng 25


Mô tả chức năng của các chân: 27

CHƯƠNG 3. THỦ TỤC TRAO ĐỔI DỮ LIỆU CỦA MÁY TÍNH 30

3.1.

Các chế độ trao đổi dữ liệu của máy vi tính 31

3.2.

Trao đổi tin ngắt vi xử lý 32

3.2.1 Các loại ngắt của máy PC 32
3.2.2 Xử lý ngắt cứng trong IBM - PC: 35
3.2.3 Lập trình xử lý ngắt cứng: 37
3.3.

Trao đổi tin trực tiếp khối nhớ 39

3.3.1 Cơ chế hoạt động: 39
3.3.2 Hoạt động của DMAC: 39
3.3.3 Chip điều khiển truy nhập bộ nhớ trực tiếp DMAC 8237 40
CHƯƠNG 4. GHÉP NỐI QUA RÃNH CẮM MỞ RỘNG 45

4.1.

Đặt vấn đề 45

4.2.

Bus PC 47

sinhvienit.net

4
Nguyễn Tuấn Linh – BM KTMT – Khoa Điện Tử
4.3.

Bus ISA (16 bit) 47

4.4.

Bus PCI 50

4.5.

Ghép nối qua khe cắm mở rộng 50

4.5.1 Một số đặc điểm của Card ISA 50
4.5.2 Giải mã địa chỉ và kết nối Bus dữ liệu 50
CHƯƠNG 5. GHÉP NỐI TRAO ĐỔI TIN SONG SONG 53

5.1.

Khối ghép nối song song đơn giản 53

5.2.

Các vi mạch đệm, chốt (74LS245, 74LS373) 55

5.2.1 Vi mạch đệm 74LS245: 55
5.2.2 Vi mạch chốt 74LS373: 55
5.3.

Vi mạch PPI 8255A 56

5.3.1 Giới thiệu chung 56
5.3.2 Các lệnh ghi và đọc các cổng và các thanh ghi điều khiển 57
5.3.3 Các từ điều khiển 57
5.3.4 Ghép nối 8255A với Máy tính và TBN 62
5.4.

Ghép nối song song qua cổng máy in 65

5.4.1 Ghới thiệu chung 65
5.4.2 Cấu trúc cổng máy in 66
5.4.3 Các thanh ghi của cổng máy in: 67
5.4.4 EPP - Enhanced Parallel Port 69
CHƯƠNG 6. GHÉP NỐI TRAO ĐỔI TIN NỐI TIẾP 75

6.1.

Đặt vấn đề 75

6.2.

Yêu cầu và thủ tục trao đổi tin nối tiếp: 76

6.2.1 Yêu cầu: 76
6.2.2 Trao đổi tin đồng bộ: Synchronous 77
6.2.3 Trao đổi tin không đồng bộ - Asynchronous: 77
6.3.

Truyền thông nối tiếp sử dụng giao diện RS-232: 78

6.3.1 Quá trình truyền một byte dữ liệu: 79
6.3.2 Cổng nối tiếp RS 232 79
6.4.

Giao tiếp USB của máy PC: 96

6.4.1 Giới thiệu chung. 96
6.4.2 Mô tả hệ thống USB 97
6.4.3 Giao diện vật lý 99
6.4.4 Sự điểm danh 104
6.4.5 Các kiểu truyền USB 104
6.4.6 Giao thức USB 105
6.4.7 Khuôn dạng các gói tin 108
CHƯƠNG 7. GIAO TIẾP VỚI CÁC THIẾT BỊ NGOẠI VI CƠ BẢN 111

7.1.

Giao tiếp với bàn phím và chuột 112

7.1.1 Bàn phím 112
7.1.2 Chuột 117
7.2.

Giao tiếp PC Game 118

7.3.

Monitor và card giao diện đồ hoạ 120

7.3.1 Nguyên lý hiện ảnh trên monitor 120
7.3.2 Card giao tiếp đồ họa 121
sinhvienit.net

Nguyễn Tuấn Linh – BM KTMT – Khoa Điện Tử 5
Giới thiệu môn học
• Tên môn học:
 Giao tiếp máy tính
 Kỹ thuật ghép nối máy tính
(Computer Interfacing)
• Mục tiêu:
- Trang bị cho sinh viên các kiến thức cơ bản về ghép nối máy tính và
vai trò của ghép nối máy tính trong các hệ thống tự động.
- Nghiên cứu các giao tiếp cơ bản của máy tính với các thiết bị ngoại vi
như: các khe cắm (ISA, PCI, ), các cổng vào ra (LPT, COM,
USB,…).
- Thiết kế và xây dựng các hệ thống ghép nối máy tính đáp ứng các yêu
cầu cụ thể đặt ra trong thực tế.
• Tài liệu tham khảo

[1]. Ngô Diên Tập, Kỹ thuật ghép nối máy tính, NXB KHKT,
[2]. Ngô Diên Tập, Đo lường và điều khiển bằng máy tính, NXB KHKT
[3]. Nguyễn Mạnh Giang, Kỹ thuật ghép nối máy vi tính, NXB Giáo dục, 2
tập.
[4]. Đỗ Xuân Tiến, Kỹ thuật lập trình điều khiển hệ thống, NXB KHKT
[5]. Ngô Diên Tập, Lập trình ghép nối máy tính trong Windows, NXB
KHKT


sinhvienit.net
Chương 1: Đại cương về kỹ thuật ghép nối máy tính
6 Nguyễn Tuấn Linh – BM KTMT – Khoa Điện Tử
CHƯƠNG 1.
ĐẠI CƯƠNG VỀ KỸ THUẬT GHÉP NỐI MÁY TÍNH

Mục tiêu:
Hiểu được cấu trúc tổng quan của hệ vi xử lý; Vị trí, chức năng và cấu trúc
chung của khối ghép nối trong trong một hệ thống máy tính trong đo lường điều
khiển. Xác định được yêu cầu, các thành phần và lập trình điều khiển cho khối ghép
nối

Tóm tắt chương:

-
Cấu trúc chung của hệ thống

-
Yêu cầu trao đổi tin của máy vi tính đối với môi trường bên ngoài

-

Dạng và các loại tin trao đổi giữa máy vi tính và thiết bị ngoài (TBN)

-
Vai trò và nhiệm vụ của khối ghép nối (KGN)

-
Cấu trúc chung của một hệ ghép nối máy tính

-
Chương trình phục vụ trao đổi tin cho khối ghép nối

sinhvienit.net
Chương 1: Đại cương về kỹ thuật ghép nối máy tính
Nguyễn Tuấn Linh – BM KTMT – Khoa Điện Tử 7
1.1. Cấu trúc chung của hệ thống
Máy vi tính hay hệ vi xử lý đều có cấu trúc chung do Von Newman đề xuất gồm
khối xử lý trung tâm (CPU), bộ nhớ (Memory) và các cổng vào/ra (I/O), như hình 1.1.
Ngoài ra, Máy tính còn cần phải trao đổi dữ liệu với môi trường bên ngoài, ví dụ như
giao tiếp với người sử dụng qua bàn phím, màn hình, trao đổi dữ liệu với các thiết bị
ngoại vi thông dụng, các thiết bị ngoài trong hệ đo – điều khiển, và các Máy tính khác
trong mạng. Do đó các khối ghép nối (KGN) thiết bị ngoại vi được xây dựng, gồm:
• KGN các thiết bị vào chuẩn như bàn phím, chuột, …
• KGN các thiết bị ra chuẩn như màn hình, máy in, …
• KGN các bộ nhớ ngoài chuẩn như ổ cứng, ổ CD, …
• KGN với các máy tính khác trong mạng nhiều máy tính
• KGN với hệ vi điều khiển, vi xử lý
• KGN với hệ đo – điều khiển

Hình 1.1. Cấu trúc của hệ ghép nối máy tính với thiết bị ngoại vi

Trong đó:
VXL: Vi xử lý
RAM: Random Access Memory – Bộ nhớ trong RAM
ROM: Read-only Memory – Bộ nhớ trong ROM
BGN: Bộ ghép nối, khối ghép nối
CN: Công nghiệp
ĐK: Điều khiển
Đặc biệt trong hệ đo lường - điều khiển, Máy tính nhận dữ liệu trạng thái vật lý của
hệ
thống (nhiệt độ, áp suất, điện áp, dòng điện…) dưới dạng tín hiệu điện, từ đầu dò
các bộ cảm biến (sensor), bộ chuyển đổi (tranducer), bộ phát hiện (detector). Và
sinhvienit.net
Chương 1: Đại cương về kỹ thuật ghép nối máy tính
8 Nguyễn Tuấn Linh – BM KTMT – Khoa Điện Tử
Máy tính còn nhận thông tin về trạng thái sẵn sàng hay bận của thiết bị đo.
Máy tính sau đó đưa tín hiệu chấp nhận trao đổi dữ liệu với TBNV, thu thập và
xử lý dữ liệu, tính toán các tín hiệu điều khiển đưa ra các cơ cấu chấp hành (các van
đóng mở, các rơle trong mạch điện, các mạch động lực điều tốc động cơ điện…),
hay đưa ra các thông số kỹ thuật cho thiết bị.
Ngoài ra, Máy tính còn cần lưu trữ dữ liệu trên ổ cứng, đĩa compact (CD-ROM)
để tra cứu lúc cần, hiển thị kết quả đo dưới dạng bảng số liệu, dạng đồ thị hay hình
vẽ đồ hoạ trên màn hình.

1.2. Yêu cầu trao đổi tin của máy vi tính đối với môi trường bên ngoài
1.2.1 Yêu cầu trao đổi tin với người điều hành
Người điều hành trao đổi thông tin với máy tính thông qua các thiết bị nhập/xuất
cơ bản như chuột, bàn phím, màn hình. Việc trao đổi được thực hiện thông qua một
giao diện trên màn hình máy tính. Trạng thái hoạt động của hệ thống được thể hiện
trên giao diện, người sử dụng tác động vào hệ thống qua giao diện này sử dụng các
thiết bị nhập như chuột, bàn phím,…

Việc trao đổi thông tin với người sử dụng cần đảm bảo nhanh, chính xác đồng thời
phải thuận tiện, an toàn cho người sử dụng.

1.2.2 Yêu cầu trao đổi tin với thiết bị ngoài trong hệ đo lường – điều khiển
Trong hệ đo lường – điều khiển, máy tính nhận dữ liệu trạng thái vật lý của hệ
thống (nhiệt độ, áp suất, điện áp, dòng điện, ) dưới dạng tín hiệu điện, từ các bộ cảm
biến (sensor), bộ chuyển đổi (transducer), bộ phát hiện (detector), và máy tính còn
nhận thông tin về trạng thái sẵn sàng hay bận của thiết bị.
Máy tính sau đó trao đổi dữ liệu với thiết bị ngoại vi, thu thập và xử lý dữ liệu,
tính toán các tín hiệu điều khiển đưa ra các cơ cấu chấp hành (các van đóng mở, các
rơ le trong mạch điện, các mạch động lực điều tốc động cơ điện, ) hay đưa ra các
thông số thiết lập chế độ hoạt động cho thiết bị.
Ngoài ra máy tính còn làm nhiệm vụ lưu trữ dữ liệu để tra cứu, thống kê hoặc hiển
thị kết quả trạng thái hoạt động của thiết bị dưới dạng đồ thị hay các hình vẽ trực
quan.

1.2.3 Yêu cầu trao đổi tin trong mạng máy tính
Một máy tính trong mạng cần trao đổi tin với nhiều người sử dụng mạng, với
nhiều máy vi tính khác, với nhiều thiết bị ngoài như: các thiết bị đầu cuối, các thiết bị
nhớ ngoài, các thiết bị lưu trữ và biểu diễn tin.

1.3. Dạng và các loại tin trao đổi giữa máy vi tính và thiết bị ngoài (TBN)
1.3.1 Dạng tin
Máy tính chỉ trao đổi tin dưới dạng số với các mức logic 0 và 1
sinhvienit.net
Chương 1: Đại cương về kỹ thuật ghép nối máy tính
Nguyễn Tuấn Linh – BM KTMT – Khoa Điện Tử 9
Thiết bị ngoài lại trao đổi tin với nhiều dạng khác nhau như dạng số, dạng ký tự,
dạng tương tự, dạng âm tần hình sin tuần hoàn
1.3.2 Các loại tin

• Máy tính đưa ra thiết bị ngoài một trong 3 loại tin:
 Tin về địa chỉ: Đó là các tin của địa chỉ TBN hay chính xác hơn, là địa chỉ các
thanh ghi (register) của khối ghép nối đại diện cho TBN.
 Tin về lệnh điều khiển: Đó là các tín hiệu để điều khiển khối ghép nối hay
TBN như đóng mở thiết bị, đọc hoặc ghi một thanh ghi, cho phép hay trả lời
yêu cầu hành động, v.v
 Tin về số liệu: Đó là các số liệu cần đưa ra cho thiết bị ngoài.
• Máy tính nhận tin vào từ TBN về một trong hai loại tin:
 Tin về trạng thái của TBN: Đó là tin về sự sẵn sàng hay yêu cầu trao đổi tin, về
trạng thái sai lỗi của TBN.
 Tin về số liệu: Đó là các số liệu cần đưa vào Máy tính


1.4. Vai trò và nhiệm vụ của khối ghép nối
1.4.1 Vai trò
Khối ghép nối nằm giữa Máy tính và TBN đóng vai trò biến đổi và trung chuyển
tin giữa chúng

1.4.2 Nhiệm vụ
• Phối hợp về mức và công suất tín hiệu
- Mức tín hiệu của Máy tính thường là mức TTL (0V – 5V) trong khi TBN có
nhiều mức khác nhau, thông thường cao hơn (± 15V, ± 48V) hay mức điện
công nghiệp (220V/380V hoặc lớn hơn)
- Công suất đường tín hiệu Máy tính nhỏ (cỡ chục mA), trong khi công suất cần
cho TBN thường rất lớn, đặc biệt trong công nghiệp.
Nguồn
MVT

Nguồn
nhận

Nguồn
nhận

TBN

Nguồn
phát

Nguồn
phát

Nguồn
nhận
Nguồn
nhận
Nguồn
phát
Ghép nối đường
dây MVT
Ghép nối đường
dây TBN

Vị trí và vai trò của khối ghép nối

sinhvienit.net
Chương 1: Đại cương về kỹ thuật ghép nối máy tính
10 Nguyễn Tuấn Linh – BM KTMT – Khoa Điện Tử
- Do đó KGN phải biến đổi điện áp và khuếch đại công suất cho phù hợp giữa
máy tính và thiết bị.

- Phía máy tính thường dùng các vi mạch 3 trạng thái để ghép nối tín hiệu
vào/ra. Đầu vào/ra sẽ ở mức trở kháng cao khi không có trao đổi dữ liệu, để cô
lập thiết bị với máy tính, hạn chế tiêu thụ công suất đường tín hiệu và bảo vệ
máy tính.

• Phối hợp về dạng dữ liệu:
Trao đổi tin của Máy tính thường là song song ở dạng số, có thể truyền theo 8, 16
hoặc 32 bit, của TBN đôi khi là nối tiếp hoặc chủ yếu là tín hiệu tương tự
• Phối hợp về tốc độ trao đổi tin
Máy tính thường hoạt động với tốc độ cao (tần số lên tới hàng GHz) trong khi thiết
bị thường hoạt động chậm hơn nhiều. Do đó cần phải thực hiện đồng bộ về mặt tốc
độ. Việc này thường có sự kết hợp giữa phần cứng và phần mềm. Trên KGN phải có
bộ nhớ đệm để đệm dữ liệu giữa máy tính và thiết bị. KGN nhận từ máy tính và lưu
dữ liệu bộ nhớ đệm rồi truyền cho thiết bị theo nhịp chậm của thiết bị, giải phóng cho
máy tính làm nhiệm vụ khác (phục vụ thiết bị khác, xử lý dữ liệu hoặc điều khiển hiển
thị, ) Tương tự, KGN nhận dữ liệu từ thiết bị và chờ máy tính đọc dữ liệu vào.
• Phối hợp về phương thức trao đổi tin
Để đảm bảo trao đổi tin một cách tin cậy giữa Máy tính và TBN, cần có KGN và
cách trao đổi tin diễn ra theo trình tự nhất định.
Việc trao đổi tin do máy tính khởi xướng
(1) Máy tính đưa lệnh dể khởi động TBN hay khởi động KGN
(2) Máy tính đọc trả lời sẵn sàng trao đổi hay trạng thái sẵn sàng của TBN. Nếu
có trạng thái sẵn sàng mới trao đổi tin, nếu không, chờ và đọc lại trạng thái
(3) Máy tính trao đổi khi đọc thấy trạng thái sẵn sàng
Việc trao đổi tin do TBN khởi xướng:
(1) Để giảm thời gian chờ đợi trạng thái sẵn sàng của TBN, Máy tính có thể khởi
động TBN rồi thực hiện nhiệm vụ khác. Việc trao đổi tin diễn ra khi:
(2) TBN đưa yêu cầu trao đổi tin vào bộ phận xử lý ngắt của KGN, để đưa yêu cầu
ngắt chương trình cho Máy tính
(3) Nếu có nhiều TBN đưa yêu cầu đồng thời, KGN sắp xếp theo ưu tiên định sẵn,

rồi đưa yêu cầu trao đổi tin cho Máy tính
(4) Máy tính nhận yêu cầu , sửa soạn trao đổi và đưa tín hiệu xác nhận sẵn sàng
trao đổi
(5) KGN nhận và truyền tín hiệu xác nhận cho TBN
(6) TBN trao đổi tin với KGN và KGN trao đổi tin với Máy tính (nếu đưa tin vào)
(7) Máy tính trao đổi tin với TBN qua KGN (nếu đưa tin ra)



sinhvienit.net
Chương 1: Đại cương về kỹ thuật ghép nối máy tính
Nguyễn Tuấn Linh – BM KTMT – Khoa Điện Tử 11
1.5. Cấu trúc chung của một hệ ghép nối máy tính
1.5.1 Cấu trúc đường tín hiệu của KGN với Máy tính
Bất cứ KGN nào cũng nối với Máy tính và TBN có các nhóm sau
 Nhóm đường tín hiệu địa chỉ A
0
- A
n

- Các tín hiệu này được giải mã trong các KGN để chọn các TBN cần liên lạc
với Máy tính
- Tập hợp các tín hiệu này tạo thành bus địa chỉ (Address bus)
 Nhóm đường tín hiệu điều khiển
- Đường tín hiệu đọc, Đường tín hiệu viết để truyền lệnh đọc (RD) hay viết cho
KGN.
- Đường tín hiệu hội thoại tổ chức phối hợp hành động giữa Máy tính và KGN,
đảm bảo sự hoạt động nhịp nhàng, tin cậy giữa chúng như:
 Hỏi - trả lời
 Yêu cầu (từ KGN vào Máy tính) và chấp nhận (từ Máy tính ra KGN) : yêu

cầu ngắt INTR và chấp nhận ngắt INTA
- Đường tín hiệu lệnh điều khiển KGN hay TBN
 Nhóm đường tín hiệu nhịp thời gian
 Nhóm đường tín hiệu điện áp nguồn
1.5.2 Cấu trúc chung của một khối ghép nối

 Khối phối hợp đường tín hiệu Máy tính
- Phối hợp mức và công suất tín hiệu với bus Máy tính. Thường dùng vi mạch
chuyển mức, vi mạch công suất
- Cô lập đường tín hiệu khi không có trao đổi tin
Xử lý ngắt
Thanh ghi
trạng thái

Thanh ghi
điều khiển
Thanh ghi
đệm đọc

Thanh ghi
đệm viết

Giải mã
địa chỉ -
lệnh
Lệnh đọc
Lệnh viết
A
0
- A

n

DO
0
- DO
n
DI
0
- DI
n
Phối hợp đường dây máy tính
Phối hợp đường dây thiết bị ngoài
Lệnh đọc
Lệnh
viết

Lệnh viết
Lệnh đọc
DI
0
- DI
n
DO
0
- DO
n
điều khiển A
điều khiển B
Yêu cầu A
Yêu cầu B

cấm ngắt
Yêu cầu (INTR)
Xác nhận (INTA)
Đường dây máy tính (System bus)

Đường dây thiết bị ngoài

Cấu trúc
chung

khối ghép nối

Các lệnh
chọn chip
(CS)

sinhvienit.net
Chương 1: Đại cương về kỹ thuật ghép nối máy tính
12 Nguyễn Tuấn Linh – BM KTMT – Khoa Điện Tử
 Khối giải mã địa chỉ - lệnh: Nhận các tín hiệu từ bus địa chỉ, các tín hiệu đọc,
ghi, chốt địa chỉ (ALE), … để tổ hợp thành các tín hiệu đọc, ghi và chọn chip
cho từng thiết bị của KGN và TBN.
 Các thanh ghi đệm
- Thanh ghi điều khiển chế độ
- Thanh ghi trạng thái hay yêu cầu trao đổi của TBN
- Thanh ghi đệm số liệu ghi
- Thanh ghi đệm số liệu đọc
 Khối xử lý ngắt
- Ghi nhận, che chắn yêu cầu trao đổi tin của TBN. Xử lý ưu tiên và đưa yêu cầu
vào Máy tính

 Khối phát nhịp thời gian
- Phát nhịp thời gian cho hành động ở bên trong KGN hay cho TBN. Đôi khi để
đồng bộ, khối còn nhận tín hiệu nhịp đồng hồ (clock) từ bus máy tính
 Khối đệm thiết bị ngoài
- Biến đổi mức tín hiệu, công suất và biến đổi dạng tin
 Khối điều khiển : Điều khiển hoạt động của khối như phát nhịp thời gian, chế
độ hoạt động

1.6. Chương trình phục vụ trao đổi tin cho khối ghép nối
Mỗi khối ghép nối cần có một chương trình phục vụ trao đổi tin, các chương trình
này thường viết dưới dạng các chương trình con, tập hợp các chương trình con điều
khiển thiết bị thường được cung cấp kèm với thiết bị thông qua các thư viện. Các thư
viện này có thể được đóng gói với nhiều dạng khác nhau như thư viện lập trình (.h,
.lib), thư viện liên kết động (.dll), các điều khiển ActiveX (.ocx), các device driver.
Với chương trình phục vụ trao đổi tin, cần có các thao tác sau:
 Khởi động KGN
 Ghi che chắn và cho phép ngắt
 Đọc trạng thái TBN
 Ghi số liệu ra
 Đọc tin số liệu
Có thể xây dựng chương trình điều khiển bằng nhiều ngôn ngữ lập trình và môi
trường lập trình khác nhau như: Assembly, Pascal, C/C++, Visual C, Visual Basic, …
Trong tài liệu này chủ yếu cung cấp các phương pháp lập trình bằng các ngôn ngữ
bậc thấp và trong môi trường DOS.
1.6.1 Lập trình hợp ngữ (assembly)
• Xuất dữ liệu từ biến data ra cổng có địa chỉ address:
mov dx, address
mov ax, data
out dx, ax
sinhvienit.net

Chương 1: Đại cương về kỹ thuật ghép nối máy tính
Nguyễn Tuấn Linh – BM KTMT – Khoa Điện Tử 13
Ví dụ:
mov dx, 300H
mov ax, F0H
out dx, ax
• Nhập số liệu từ cổng địa chỉ address vào biến data
mov dx, address
in ax, dx
mov data, ax
data, address là số nhị phân 16 bit.
Đọc/ghi thanh ghi:

1.6.2 Lập trình Pascal
Đọc thanh ghi:
<biến> := port[ñịa chỉ thanh ghi];
Ghi vào thanh ghi
Port[ñịa chỉ thanh ghi] := <Giá trị>;
Lập xóa bit:
Lập bit:
Port[$301]:=port[$301] OR $02; {Lập C1}
Xóa bit:
Port[$301 ]:=port[$301] AND $EF; {Xóa C4}
Kiểm tra bit:
kt:=port[$300] AND $04; {kiểm tra bit S2}
kt = 0 → S2 = “0”
kt ≠ 0 → S2 = “1”
1.6.3 Lập trình C/C++
Đọc/ghi thanh ghi:
Đọc thanh ghi:

<biến> = inp (ñịa chỉ thanh ghi);
Ghi vào thanh ghi
outp (<ñịa chỉ thanh ghi>,<Giá trị>)
Lập xóa bit:
sinhvienit.net
Chương 1: Đại cương về kỹ thuật ghép nối máy tính
14 Nguyễn Tuấn Linh – BM KTMT – Khoa Điện Tử
Lập bit:
Outp (0x301,inp (0x301)||0x02);{Lập C1}
Xóa bit:
Outp (0x301,inp (0x301) && 0xEF); {Xóa C4}
Kiểm tra bit:
kt:=inp (0x300) && $04; {kiểm tra bit S2}
kt = 0 → S2 = “0”
kt ≠ 0 → S2 = “1”
sinhvienit.net
Chương 2: Giao tiếp tín hiệu tương tự
Nguyễn Tuấn Linh – BM KTMT – Khoa Điện Tử 15
CHƯƠNG 2.
GIAO TIẾP VỚI TÍN HIỆU TƯƠNG TỰ

Mục tiêu:
Cung cấp các kiến thức cơ bản về giao tiếp giữa máy tính với tín hiệu tương tự
trong các hệ thống đo lường và điều khiển. Tìm hiểu cấu trúc, nguyên lý hoạt động
của các loại vi mạch biến đổi tín hiệu tương tự -số (ADC/DAC) và ứng dụng của
chúng.

Tóm tắt chương:

- Khái niệm tín hiệu analog và hệ đo lường điều khiển số

- Chuyển đổi tín hiệu số sang tương tự DACs
- Chuyển đổi tín hiệu tương tự - số ADC:
sinhvienit.net
Chương 2: Giao tiếp tín hiệu tương tự
16 Nguyễn Tuấn Linh – BM KTMT – Khoa Điện Tử
Khái niệm tín hiệu tương tự và hệ đo lường điều khiển số
Việc sử dụng phương pháp số trong xử lý thông tin và điều khiển đang ngày càng
hiệu quả và thuận lợi. Tuy nhiên hầu hết các tín hiệu trong thế giới thực lại là tín hiệu
ở dạng tương tự (analog). Do đó bất kỳ hệ thống nào muốn xử lý các tín hiệu thực tế
bằng phương pháp số thì nó phải có khả năng chuyển đổi các thông tin tương tự thành
dạng số và ngược lại. Thao tác đó thường được thực hiện bằng các thiết bị ADC
(Analog to Digital Converter) và DAC (Digital to Analog Converter).

Hình 2.1: Mô hình hệ thống xử lý tín hiệu tương tự bằng phương pháp số
Hệ thống xử lý tín hiệu tương tự bằng phương pháp số nói chung là một hệ lai,
trong đó số liệu tương tự sẽ được truyền, lưu trữ , hay xử lý bằng phương pháp số nhờ
các bộ vi xử lý số. Trước khi sử lý, tín hiệu tương tự phải được chuyển thành tín hiệu
số nhờ bộ chuyển đổi tín hiệu tương tự sang số (ADC). Kết quả của phép xử lý sẽ
được chuyển ngược lại thành dạng tương tự nhờ bộ
chuyển đổi tín hiệu số thành tương tự (DAC).
2.1. Chuyển đổi tín hiệu số sang tương tự
DACs
Một bộ chuyển đổi tín hiệu số thành tương tự DAC
là một dạng đặc biệt của một bộ giải mã. Nó giải mã
tín hiệu số đầu vào và chuyển thành tín hiệu tương tự ở
đầu ra.
Bảng chân lý của nó có thể có dạng như sau:

Hình 2.2: Bảng giá trị chân lý của một DAC

sinhvienit.net
Chương 2: Giao tiếp tín hiệu tương tự
Nguyễn Tuấn Linh – BM KTMT – Khoa Điện Tử 17
2.1.1 Các tham số chính của một DAC
Tham số Đơn vị

Giải thích
Độ phân giải
(revolution)
Bit
Đây là số bit mà DAC xử lý. Nếu DAC có n bit thì giá trị điện
áp đầu ra có thể phân thành n trạng thái có giá trị cách đều
nhau. Mỗi giá trị tương ứng với một mã số đầu vào. Số bit n
càng cao thì DAC có độ phân giải càng lớn
Giải điện áp tham
chiếu (Vref) FSR
V
Chỉ ra mức điện áp lớn nhất và nhỏ nhất có thể được sử dụng
như điện áp tham chiếu từ bên ngoài
Độ phi tuyến vi
phân
(Non-Linearity,
Differential - DNL)

LSB
hay

%Vref

Là độ chênh lệch giữa độ thay đổi giá trị điệp áp ra thực tế với
độ thay đổi điện áp ra lý tưởng trong trường hợp đầu vào số
thay đổi một bit LSB , hay dự thay đổi giữa hai giá trị số kề
nhau
VD: +/- 1 LSB; +/- 0.001% FSR
Độ phi tuyến tích
phân (Non-
Linearity, Integral -
INL) hay độ chính
xác tương đối
(Relative Accuracy)

LSB
Là sai số lớn nhất giữa đầu ra với đường thẳng nối giữa điểm 0
và điểm toàn thang (giá trị lớn nhất của thang đo) ngoại trừ sai
số điểm không và sai số toàn thang
VD: +/-1 LSB typ.; +/- 4 LSB's max.
Giải đầu ra tương
tự hay giải toàn
thang
V
Là độ chênh lệch giữa giá trị tương tự lớn nhất và nhỏ nhất mà
DAC cụ thể đó cung cấp
VD: -3V to +3V, Bipolar Mode
Mức điện áp logic
cao đầu vào, V
ih
(

Logic "1")
V
Là điện áp nhỏ nhất của tín hiệu số đầu vào DAC đảm bảo
được nhận là mức logic “1”
VD: 2.4 V min.
Logic Input
Voltage, V
il
(Logic
"0")
V
Là điện áp lớn nhất của tín hiệu số đầu vào DAC mà được
nhận là mức logic “0"
VD: : 0.8 V max
Điện áp nguồn
dương (+Vs)
V
Là dải điện áp có thể dùng để làm nguồn cung cấp dương cho
DAC
VD: +4.75V min.; +5.0V typ.; +13.2V max.
Điện áp nguồn âm
Analog Negative
Power Supply (-Vs)

V
Là dải điện áp có thể sử dụng làm nguồn cung cấp âm cho
DAC
VD: -13.2V min.; -5V typ.; -4.75V max.
Điện áp mức logic
dương (+V

L
)
V
Là dải điện áp có thể sử dụng cho mức logic dương của DAC:
VD: +4.75V min.; +5.0V typ.; +13.2V max.
Điện áp mức logic
âm (-V
L
)
V
Là dải điện áp có thể sử dụng cho mức logic dương của DAC
VD: -13.2V min.; -5V typ.; -4.75V max.

sinhvienit.net
Chương 2: Giao tiếp tín hiệu tương tự
18 Nguyễn Tuấn Linh – BM KTMT – Khoa Điện Tử
2.1.2 DAC chia điện trở
DAC theo phương pháp chia điện trở (Resistive Divider DAC) có lẽ là kiểu DAC
đơn giản nhất. DAC kiểu này sử dụng một chuỗi điện trở mắc nối tiếp với nhau để tạo
ra một tập các giá trị điện áp cách đều nhau giữa +Vref và –Vref. Tín hiệu số đầu vào
xác định tín hiệu điện áp nào được nối với bộ khuếch đại thông qua các các bộ chuyển
mạch.
Mặc dù phương pháp chia điện trở có thể dễ hiểu, nhưng nó trở nên kém hiệu quả
với các bộ DAC có độ phân giải cao. Mỗi bit thêm vào cho độ phân giải của DAC đòi
hỏi tăng gấp đôi số điện trở và công tắc. Ví dụ như với DAC 12 bit thì phải cần tới
4095 điện trở và 4096 công tắc.
Hình 2.3: DAC chia điện trở
2.1.3 DAC trọng số nhị phân
Khi độ phân giải của DAC đạt tới 6 hay 7 bit, kiến trúc thang điện trở thường cho
một phương pháp hiệu quả hơn

Phương pháp này cho ta lợi ích chính là chúng tiết kiệm diện tích vi mạch. Chẳng
hạn như một DAC 9 bit chỉ cần 1 điện trở và 1 công tắc thêm vào so với DAC 8 bit
Hình 2.1DAC trọng số nhị phân
sinhvienit.net
Chương 2: Giao tiếp tín hiệu tương tự
Nguyễn Tuấn Linh – BM KTMT – Khoa Điện Tử 19
2.1.4 DAC điều biến độ rộng xung
Phương pháp DAC điều biến độ rộng xung (Pulse width modulation – PWM) là
phương pháp rất đơn giản và hầu như hoàn toàn sử dụng phương pháp số, sử dụng rất
ít mạch tương tự
PWM điều chỉnh điện áp đầu ra sử dụng chuỗi xung tần số cao với độ rộng xung
có thể thay đổi được để thay đổi công suất đầu ra
Độ dài xung càng lớn thì điện áp đầu ra càng gần với điện áp tối đa (VOH) của
DAC, và ngược lại độ dài xung ngắn nhất tương ứng với điện áp tối thiểu (VOL)
Tín hiệu đầu ra sẽ được đưa qua một bộ loc thông thấp để tạo tín hiệu analog

Hình 2.2: DAC điều biến độ rộng xung
DAC dạng PWM cũng khó thu được DAC với độ phân giải cao, bởi vì để có độ
phân giải cao, DAC phải điều chỉnh chuỗi xung theo các khoảng thời gian rất nhỏ.
Điều đó yêu cầu phải có một xung clock (master clock) với tần số rất cao để điều
khiển độ rộng xung
Ví dụ với DAC 16 bit, cần có độ phân giải theo thời gian bằng 1/65536 lần chu kỳ
chuỗi xung. Vì xung tín hiệu còn phải đưa qua bộ lọc thông thấp để tạo ra tín hiệu
tương tự, tần số xung đòi hỏi phải gấp nhiều lần ( thông thường là gấp 100 lần) tần số
cao nhất của tín hiệu tương tự đầu ra. Do đó một bộ DAC 16 bit cho các ứng dụng xử
lý âm thanh có băng thông 20kHz cần có một bộ tạo xung clock có tần số là 65536 x
100 x 20000 = 131 GHz. Rõ ràng rằng tần số này là không thể đạt được với công nghệ
hiện nay
sinhvienit.net
Chương 2: Giao tiếp tín hiệu tương tự

20 Nguyễn Tuấn Linh – BM KTMT – Khoa Điện Tử
2.2. Chuyển đổi tín hiệu tương tự - số ADC:
Tín hiệu trong thế giới thực thường ở dạng tương tự (analog), nên mạch điều khiển
thu thập dữ liệu từ đối tượng điều khiển về (thông qua các cảm biến) cũng ở dạng
tương tự. Trong khi đó, bộ điều khiển ngày nay thường là các µP, µC xử lý dữ liệu ở
dạng số (digital). Vì vậy, cần phải chuyển đổi tín hiệu ở dạng tương tự thành tín hiệu
ở dạng số thông qua bộ biến đổi AD.
Giải pháp thường dùng để đưa tín hiệu tương tự vào để xử lý bằng các bộ xử lý số
là dùng bộ chuyển đổi tín hiệu tương tự sang số (analog-to-digital converter - ADC).
Hình dưới là một ví dụ cho một bộ ADC đơn giản. Đầu vào cho bộ này là hai tín hiệu:
một tín hiệu tham chiếu (reference) và tín hiệu cần chuyển đổi. Nó có một đầu ra biểu
diễn một từ mã dạng số 8 bit. Từ mã này vi xử lý có thể đọc và hiểu được

Có nhiều phương pháp biến đổi AD khác nhau, ở đây chỉ giới thiệu một số phương
pháp điển hình.

2.2.1 Các tham số chính của một ADC

Tham số Đơn vị

Giải thích
Độ phân giải
Resolution
Bits
Nếu một ADC có n bit, thì độ phân giải của nó là 2
n
, có
nghĩa là số trạng thái hay số mã có thể sử dụng để chia
đầu vào analog. Số bit càng cao thì độ phân giải càng
lớn và càng phân biệt được nhiều trạng thái

Sai số tuyến tính vi
phân
Non-Linearity,
Differential (DNL)
Bits
(with
no
missing
codes)

Với mỗi ADC, tín hiệu số biến đổi theo từng bit LSB.
Độ chênh lệch giữa các giá trị lý tưởng được gọi là độ
phi tuyến vi phân.
Example of an Actual Spec: 10 Bits min
Sai số tuyến tính tích
phân
Non-Linearity,
Integral (INL)
LSB
Hàm truyền của một ADC là một đường thẳng nối từ
điểm “0” tới điểm toàn thang. Sai số lớn nhất của một
mã số với đường thẳng này được gọi là độ sai số tích
phân của ADC
Example of an Actual Spec: +/- 2 LSB's max
Dải điện áp tương tự
đầu vào hay dải toàn
thang
(Analog Input
Range or Full-Scale
Range)

V
Là độ chênh lệch giữa giá trị tương tự lớn nhất và nhỏ
nhất ứng với ADC cụ thể
VD:0V to +10 V, Unipolar Mode;
-5V to +5V, Bipolar Mode
sinhvienit.net
Chương 2: Giao tiếp tín hiệu tương tự
Nguyễn Tuấn Linh – BM KTMT – Khoa Điện Tử 21
Thời gian chuyển đổi

(Conversion Time)
µsec
Thời gian cần thiết để ADC hoàn thành một lần chuyển
đổi
VD: 15 µsec min.; 25 µsec typ.; 40 µsec max.
Nguồn nuôi dương
(+ Power Supply -
V+)
V
Dải điện áp có thể sử dụng làm nguồn nuôi dương cho
ADC
VD: +4.5V min.; +5.0V typ.; +7.0V max.
Nguồn nuôi âm
- Power Supply (V-)
V
Dải điện áp có thể sử dụng làm nguồn nuôi âm cho
ADC
VD: -12.0V min.; -15V typ.; -16.5V max.
2.2.2 Bộ biến đổi AD theo hàm dốc

Hình 2.3: Biến đổi ADC theo hàm dốc

Đây là bộ biến đổi đơn giản nhất theo mô hình bộ biến đổi tổng quát trên. Nó
dùng một counter làm thanh ghi và cứ mỗi xung clock thì gia tăng giá trị nhị phân cho
đến khi v
AX
≥ v
A
. Bộ biến đổi này được gọi là biến đổi theo hàm dốc vì dạng sóng v
AX

có dạng của hàm dốc, hay nối đúng hơn là dạng bậc thang. Đôi khi nó còn được gọi là
bộ biến đổi AD loại counter.
Hình trên cho thấy sơ đồ mạch của bộ biến đổi AD theo hàm dốc, bao gồm một
counter, một bộ biến đổi DA, một OPAMP so sánh, và một cổng AND cho điều
khiển. Đầu ra của OPAMP được dùng như tín hiệu tích cực mức thấp của tín hiệu
EOC. Giả sử v
A
dương, quá trình biến đổi xảy ra theo các bước :
- Xung Start được đưa vào để reset counter về 0. Mức cao của xung Start cũng
ngăn không cho xung clock đến counter.
- Đầu vào của bộ biến đổi DA đều là các bit 0 nên áp ra v
AX
= 0v.
- Khi v
A
> v
AX

thì đầu ra của OPAMP (EOC) ở mức cao.
+

-

v
A
đầu vào analog



Counter

Bộ biến
đổi DA
. . .

v
AX
Kết quả digital

So sánh

OPAMP

EOC

Start

Clock

Reset

Clock

v
AX
Start
v
A
EOC

t
C
Khi chuyển
đổi hoàn
tất, counter
ngừng đếm

sinhvienit.net
Chương 2: Giao tiếp tín hiệu tương tự
22 Nguyễn Tuấn Linh – BM KTMT – Khoa Điện Tử
- Khi Start xuống mức thấp, cổng AND được kích hoạt và xung clock được đưa
vào counter.
- Counter đếm theo xung clock và vì vậy đầu ra của bộ biến đổi DA, v
AX
, gia
tăng một nấc trong một xung clock
- Quá trình đếm của counter cứ tiếp tục cho đến khi v
AX

bằng hoặc vượt qua v
A

một lượng v
T
(khoảng từ 10 đến 100µv). Khi đó, EOC xuống thấp và ngăn
không cho xung clock đến counter. Từ đó kết thúc quá trình biến đổi.
- Counter vẫn giữ giá trị vừa biến đổi xong cho đến khi có một xung Start cho
quá trình biến đổi mới.
Từ đó ta thấy rằng bộ biến đổi loại này có tốc độ rất chậm (độ phân giải càng cao
thì càng chậm) và có thời gian biến đổi phụ thuộc vào độ lớn của điện áp cần biến đổi.

2.2.3 A/D xấp xỉ tiệm cận
Đây là bộ biến được dùng rộng rãi nhất trong các bộ biến đổi AD. Nó có cấu tạo
phức tạp hơn bộ biến đổi AD theo hàm dốc nhưng tốc độ biến đổi nhanh hơn rất
nhiều. Hơn nữa, thời gian biến đổi là một số cố định không phụ thuộc giá trị điện áp
đầu vào.


Sơ đồ mạch và giải thuật như sau :
Sơ đồ mạch tương tự như bộ biến đổi AD theo hàm dốc nhưng không dùng
counter cung cấp giá trị cho bộ biến đổi DA mà dùng một thanh ghi. Đơn vị điều
khiển sửa đổi từng bit của thanh ghi này cho đến khi có giá trị analog xấp xỉ áp vào
theo một độ phân giải cho trước.
- Chuyển đổi n bit cần n bước
- Cần có tín hiệu Start và End
+

-

v
A
Đầu vào analog

Đơn vị điều
khiển
Thanh ghi
MSB LSB

Bộ biến đổi DA
. . .

v
AX
So sánh

OPAMP

EOC

Clock

. . .

Start

START
Xóa tất cả các bit
Bắt đầu ở MSB
Set bit = 1

V
AX

> V
A

?

Clear bit = 0
Xong hết bit ?

Quá trình biến đổi kết
thúc và giá trị biến đổi
nằm trong thanh ghi
END
Đúng

Sai

Đến bit
thấp kế
Sai

Đúng

sinhvienit.net
Chương 2: Giao tiếp tín hiệu tương tự
Nguyễn Tuấn Linh – BM KTMT – Khoa Điện Tử 23
- Thời gian chuyển đổi thông thường: 1 to 50 ms
- Độ phân giải thông thường 8 to 12 bits

2.2.4 Tích phân sườn dốc
Bộ biến đổi loại này là một trong những bộ có thời gian biến đổi chậm nhất
(thường là từ 10 đến 100ms) nhưng có lợi điểm là giá cả tương đối rẻ không dùng các
thành phần chính xác như bộ biến đổi AD hoặc bộ biến đổi áp sang tần số.
Nguyên tắc chính là dựa vào
quá trình nạp và xả tuyến tính của
tụ với dòng hằng. Đầu tiên, tụ
được nạp trong một khoảng thời
gian xác định từ dòng điện không
đổi ứng với điện áp vào v
A
. Vì
vậy, ở cuối thời điểm nạp, tụ sẽ có
một điện áp tỷ lệ với điện áp vào.
Cũng vào lúc này, tụ được xả
tuyến tính với một dòng hằng rút
ra từ điện áp tham chiếu chính xác v
ref
. Khi điện áp trên tụ giảm về 0 thì quá trình xả
kết thúc. Trong suốt khoảng thời gian xả này, một tần số tham chiếu được dẫn đến
một counter và bắt đầu đếm. Do khoảng thời gian xả tỷ lệ với điện áp trên tụ lúc trước
khi xả nên ở cuối thời điểm xả, counter sẽ chứa một giá trị tỷ lệ với điện áp trên tụ
trước khi xả, tức là tỷ lệ với điện áp vào v
A
.

Hình 2.4: ADC tích phân theo sườn dốc
Ngoài giá thành rẻ thì bộ biến đổi loại này còn có ưu điểm chống nhiễu và sự trôi
nhiệt. Tuy nhiên thời gian biến đổi chậm nên ít dùng trong các ứng dụng thu thập dữ
liệu đòi hỏi thời gian đáp ứng nhanh. Nhưng đối với các quá trình biến đổi chậm (có

quán tính lớn) như lò nhiệt thì rất đáng để xem xét đến.


-

+

IN


R

S

Enable
N-bit Output
Q

Oscillator
Cl
k

C
o
u
nt
Start
Conversion
Start
Conversion

0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
0 2 4 6 8 10 12 14 16
Voltage accross the capacitor
Time
Vin

Counting time
sinhvienit.net
Chương 2: Giao tiếp tín hiệu tương tự
24 Nguyễn Tuấn Linh – BM KTMT – Khoa Điện Tử
2.2.5 Flash ADC

- Biên độ tín hiệu được so sánh
với một tập 2n giá trị tham
khảo (refference)
- Đo lường trực tiếp với 2n-1 bộ
so sánh (comparator)
- Hiệu suất thông thường:
- 4 tới 10 -12 bits
- 15 - 300 MHz

- Tiêu thụ năng lượng lớn
- Ứng dụng trong số hoá dạng
sóng tín hiệu

Hình 2.5: ADC flash
Bộ biến đổi loại này có tốc độ nhanh nhất và cũng cần nhiều linh kiện cấu thành nhất.
Có thể làm một phép so sánh: flash AD 6-bit cần 63 OPAMP, 8-bit cần 255 OPAMP,
và 10-bit cần 1023 OPAMP. Vì lẽ đó mà bộ biến đổi AD loại này bị giới hạn bởi số
bit, thường là 2 đến 8-bit.
Ví dụ một flash AD 3-bit :
Mạch trên có độ phân giải là 1V, cầu chia điện áp thiết lập nên các điện áp so sánh (7
mức tương ứng 1V, 2V, …) với điện áp cần biến đổi. Đầu ra của các OPAMP được
nối đến một priority encoder và đầu ra của nó chính là giá trị digital xấp xỉ của điện
áp đầu vào.
Các bộ biến đổi có nhiều bit hơn dễ dàng suy ra theo mạch trên.

sinhvienit.net
Chương 2: Giao tiếp tín hiệu tương tự
Nguyễn Tuấn Linh – BM KTMT – Khoa Điện Tử 25
2.2.6 Một số vi mạch ADC thông dụng
Hiện nay, trên thị trường có rất nhiều loại IC chuyên dụng cho bộ biến đổi ADC.
Dưới đây là loại IC rất hữu dụng và được sử dụng nhiều trong thực tế.
• 3.1 Bộ biến đổi ADC 0809
Đây là loại bi mạch ADC chế tạo dựa trên kỹ thuật ADC xấp xỉ liên tiếp.
Sơ đồ chân:
 Đặc điểm cấu tạo:
Thang điện trở 256 R với ngõ chuyển mạch
analog.
Thanh ghi xấp xỉ liên tiếp.
Bộ multiplexing.

Bộ chốt địa chỉ ngõ vào.
Bộ giải mã.
Bộ đệm ngõ ra.
Tất cả những vi mạch trên được tích trên
một chip CMOS đơn khối và không đòi hỏi
các linh kiện phụ khác mắc thêm bên ngoài.
Tại mỗi thời điểm chỉ có thể mẫu
1 trong 8 kênh analog vào qua mạch phân kênh 3 sang 8.
 Sơ đồ khối:



Address
Latch
enable

•

Tri-state
output
Latch
buffer
8 digital output

•

•

•

•

•

•

•

•

Address
Latch
And
decoder
•

•

•

3 bit
Address

Control

a timing

•

•

SAR
Switches
tree
256 Register
Ladder


•

•

•

8 chanel
multiplexing
analog
switch
•

•

•

•

•

•

•

•

8 analog input

•

Vcc

GROUND
•

REF+

REF
-

START

CLOCK

EOC

8 BIT AD

•

OE

U1
ADC0809
26
27
28
1
2
3
4
5
12
16
10
9
7
17
14
15
8
18
19
20
21
25
24
23
6
22
IN0
IN1

IN2
IN3
IN4
IN5
IN6
IN7
REF+
REF-
CLK
OE
EOC
D0
D1
D2
D3
D4
D5
D6
D7
A0
A1
A2
START
ALE