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. . 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 -5 V 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. 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 vi n bằng. 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