Bài 4: Khảo sát bộ biến đổi tương tự-số docx

Phòng thí nghiệm Vi xử lý Bài thí nghiệm Vi xử lý

Trang 40
BÀI 04:
KHẢO SÁT BỘ BIẾN ĐỔI
TƯƠNG TỰ - SỐ (ADC )
(ANALOG TO DIGITAL CONVERTER)


 MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM
Giúp sinh viên bằng thực nghiệm khảo sát các vấn đề chính sau đây :
- Khảo sát bộ chuyển đổi tương tự sang số và cách ghép nối với máy tính

 THIẾT BỊ SỬ DỤNG
1. Bộ thí nghiệm μPTS-31.
2. Board thí nghiệm μPM-304.
3. Máy vi tính.
4. Đồng hồ số VOM.

PHẦN I : CƠ SỞ LÝ THUYẾT

I. KẾT NỐI PHẦN CỨNG

1. KHỐI THÍ NGHIỆM BIẾN ĐỔI TƯƠNG TỰ SỐ (ADC) μPM-304

Bộ biến đổi tương tự số thực hiện công việc biến đổi các đại lượng tương tự
như dòng điện, điện áp thành các giá trị số tương ứng.
Sơ đồ bộ biến đổi ADC được xây dựng trên vi mạch ADC0804 là loại ADC 8
bit. Sơ đồ ngõ vào, ngõ ra như trong bảng sau :

KÝ HIỆU NGÕ VÀO/RA CHỨC NĂNG
VREF Ngõ vào điện áp chuẩn,cho phép chỉnh
thang đo.
CLKIN/CLKR Càc ngõ vào cho mạch dao động tạo tín hiệu
đếm.
NGÕ
VÀO
VIN+ Ngõ vào đo +
VIN- Ngõ vào đo -
WR Ngõ vào khởi động ADC ( START)
RW Ngõ vào điều khiển đọc số liệu.
NGÕ RA DB0 -DB7 Ngõ ra
d
ữ liệu thay đổi 8 bi
t

INTR Ngõ ra báo tín hiệu biến đổi đã sẳn sàng
(DATA VALID: Dữ liệu hợp lệ).

Trên sơ đồ mạch trang bên ,bộ khuếch đại thuật toán U1 (JR4558) kết hợp với các biến
trở P1, P2, P3 cho phép chỉnh điện áp chuẩn VREF cho ADC và tạo diện áp VIN.




R3
1.13K
+5V
R11
+5V

C3
1 nF
10K
R-PACK
1 16
2 15
3 14
4 13
5 12
6 11
7 10
8 9
ADC0804
6
7
9
11
12
13
14
15
16
17
18
19
4
5
1
2
3

+IN
-IN
VREF/2
DB7
DB6
DB5
DB4
DB3
DB2
DB1
DB0
CLKR
CLKIN
INTR
CS
RD
WR
+5V
-5V
A
P1
+5V
+5V
+5V
R14R12
1 2
1 2
1 2
PORT A
1

2
3
4
5
6
7
8
1 2
R5 10K
P3
R1
1K
R2
1K
1 2
1 2
R4 10K
J1
R6 10K
1 2
R7
P2
+
-
5
6
7
8 4
J2
C

+5V
R8 R13
S1
START
+5V
B
1 2
R9
-5V
R10
+5V
+
-
JR4558
3
2
1
8 4
Phòng thí nghiệm Vi xử lý Bài thí nghiệm Vi xử lý
Trang 41
Phòng thí nghiệm Vi xử lý Bài thí nghiệm Vi xử lý
Trang 42

ADC sẽ đo hiệu điện áp :
V
IN
= V
IN +
- V
IN -

Vì vậy khi chỉnh biến trở P3 có thể dịch nền cho giá trị đo .
Ngõ ra số là của ADC0804 được tính như sau:
N =
255
V
V
REF
IN

Các ngõ ra số của ADC0804 từ DB0 - DB7 được nối với các LED chỉ thị qua
các bộ đệm trên U3 -U4. Ngõ ra PORT A cho phép ghép nối ADC với các thiết bị
khác.
2. PHẦN MỀM

Lưu đồ chương trình cho bài thí nghiệm μPM304 :

Begin
Định cấu hình cho 8255A (U9)
PA: nhập, PB: nhập, PCH: nhập, PCL: xuất
Có nhấn phím?
Phím ESC?
End
Đọc dữ liệu chuyển đổi từ
ADC0804 vào máy tính và hiển
thị dữ liệu đó lên màn hình
Gởi xung thực hiện quá trình

chuyển đổi AD
N
N
Y
Y
Phòng thí nghiệm Vi xử lý Bài thí nghiệm Vi xử lý
Trang 43



PHẦN II : TIẾN TRÌNH THÍ NGHIỆM

I. KẾT NỐI PHẦN CỨNG

1. Nối cáp liên lạc giữa ổ nối CON1 của μPTS-31 với khối giao tiếp PCBUS-2
gắn trong máy tính.
2. Sử dụng dây cắm có chốt để kết nối mạch:
- Nối các chốt nguồn (POWER INPUT) ± 5V và đất của khối μPM-304 với
nguồn ±5V và đất của thiết bị chính μPTS-31 tương ứng. Chú ý cắm đúng
phân cực nguồn.
- Dùng cáp nối trạm PORT A trên μPM-304 v
ới trạm PORT A trên thiết bị
chính μPTS-31.

II. ĐIỀU KHIỂN BẰNG TAY
- Điện áp đo lấy từ biến trở P1 đưa vào V
IN
/ADC.
- Vặn biến trở P2 để đặt điện áp chuẩn VREF/2 = +1.275V
- Vặn biến trở P3 để đặt điện áp V

IN
-
= 0V
- Nhấn START để khởi phát cho ADC làm việc. Khi đó các đèn LED 0 -7
đều sáng vì ADC có phân tích song không có lệnh xuất số liệu ra ngoài,
trạng thái DB0 - DB7 ở trạng thái tổng trở cao nên các LED sáng.

1. Chế độ đo đơn:
- Nối J2 cho phép mở các ngõ ra của ADC0804.
- Đặt VREF/2 = 1,28V
- Đặt P1 = 0,5V, nhấn START để khởi phát cho ADC làm việc khi đó các
LED D1 - D8 sẽ hiển thị kết quả.
Kiểm tra: Khi nhấn START ADC mới thực hiện đo. Ghi giá trị
đo theo trạng
thái LED vào bảng, với LED sáng tương ứng D =1 và ngược lại LED tắt tương ứng D
= 0.
Thay đổi các giá trị Vin+ như bảng sau:

Vin+ (V) LED 7
DB7
LED 6
DB6
LED 5
DB5
LED 4
DB4
LED 3
DB3
LED2
DB2

LED 1
DB1
LED 0
DB0
Mã 10
0,5
1
1,5
2
2,5
3

2. Chế độ vòng lặp:
- Nối J1 và J2, khi ADC chuyển đổi xong thì tín hiệu ngõ ra
INTR
sẽ tự động
khởi động lại ADC để thực hiện phép đo tiếp theo.

Phòng thí nghiệm Vi xử lý Bài thí nghiệm Vi xử lý
Trang 44


Vin+ (V) LED 7
DB7
LED 6
DB6
LED 5
DB5
LED 4
DB4

LED 3
DB3
LED2
DB2
LED 1
DB1
LED 0
DB0
Mã 10
0,5
1
1,5
2
2,5
3

III. ĐIỀU KHIỂN BẰNG MÁY TÍNH
- Nối chốt cắm trên chân RD của ADC0804 với chốt cắm PC0 trên thiết bị
chính
- Nối chốt cắm trên chân
WR của ADC0804 với chốt cắm PC3 trên thiết bị
chính

Cho phép mở ngõ ra của ADC0804:
mov al,00h
mov dx,30Bh
out dx,al

Đoạn chương trình tạo xung START cho ADC0804:
mov al,06h ; Xoá bit PC3 = 0

mov dx,30Bh
out dx,al
mov al,07h ; Đặt bit PC3 = 1
out dx,al
call delay

Chương trình tạo xung cho ADC và hiển thị giả trị trên màn hình:
.model small
.stack 100h
.data
.code
main proc
mov ax,@data
mov ds,ax

mov ax,02h
int 10h

mov dx,30Bh
mov al,90h
out dx,al ; Dinh cau hinh cho U9

mov al,0 ; RD = 0
mov dx,30Bh
out dx,al
Phòng thí nghiệm Vi xử lý Bài thí nghiệm Vi xử lý
Trang 45

start: mov ah,0Bh ; Kiem tra phim nhan
int 21h

cmp al,0FFh ; Neu co nhan phim thi ket thuc
je exit ; chuong trinh

mov al,06h
mov dx,30Bh
out dx,al
mov al,07h
out dx,al
call delay

mov dx,308h
out dx,al ; Doc tu Port A

push ax
mov bx,0101h
call print_monitor
pop ax

jmp start

exit: mov ah,4Ch
int 21h

main endp

;
delay proc
push cx
mov cx,0FFFFh
loop $

pop cx
ret
delay endp

include tnvxl.asm
end main


Viết lại chương trình điều khiển quá áp và thấp áp với yêu cầu như sau: nếu vặn
biến trở P1 quá 1 mức điện áp nào đó (giả sử 2V) thì Relay 1 sẽ đóng và ngắt các
Relay còn lại, nếu vặn P1 xuống dưới 1 mức đi
ện áp nào đó (giả sử 1V) thì Relay 2 sẽ
đóng và ngắt các Relay còn lại, nếu vặn P1 nằm giữa hai giá trị này thì tất cả các Relay
đều ngắt.