Thiết kế bộ tạo tín hiệu phục vụ đo kiểm

y với phát triển vượt bật công nghệ Nano hàng loạt IC chế tạo Những IC thông minh nhiều so với IC trước đặc biệt ghi/xóa liệu vào cách dể dàng Vì sử dụng nhiều thiết bị Điện - Điện Tử ngày thể chất ưu việt Điển hình dòng IC 8051/8052 Với đời dòng IC làm thúc đẩy phát triển nhũng IC chuyển đổi số sang tương tự PCF8591,DAC0808,DAC0800 Nếu nói việc chuyển đổi tín hiệu từ dạng tương tự sang dạng số cổng ngõ vào giới vi xử lý nói việc chuyển đổi tín hiệu từ dạng số sang dạng tương tự cổng ngõ Vì đa số tín hiệu thực tế dạng tương tự nên muốn điều khiển, xử lý hay lưu trữ dạng tín hiệu cần phải tìm hiểu ,nghiên cứu phát triển phương pháp chuyển đổi tương tự sang số chuyển đổi số sang tương tự.Như công việc chuyển đổi có vai trò quan trọng ,cần phải quan tâm,đầu tư phát triển cách mức Cùng với phát triển khoa học kỹ thuật,các công cụ sửa chữa phát triển theo,đặc biệt nguồn tín hiệu.Các nguồn tín hiệu công cụ quan trọng cung cấp cho kĩ thuật viên dạng điện áp chuẩn,các dạng tín hiệu mong muốn góp phần lớn vào việc nghiên cứu ,phát triển hay sửa chữa thiết bị điện tử Xuất phát từ thực tiển em đến định “Thiết kế Bộ Tạo Tín Hiệu Phục Vụ Đo Kiểm” Nhằm đáp ứng nhu cầu ham muốn học hỏi thân, góp phần nâng giá trị mạch điện tử đời sống người II LỊCH SỬ GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ Bộ nguồn phần quan trọng thiếu thiết bị điện tử.Việc hỏng hóc đa phần nguồn gây ra,vì việc cung cấp nguồn cho thiết bị với yêu cầu dạng tín hiệu ,công suất loại bỏ nhiều nguyên nhân gây hỏng thiết bị,giúp kĩ thuật viên khoanh vùng chuẩn đoán xác pan bệnh thiết bị cần sửa chữa,giúp cho việc sửa chữa đo kiểm dễ dàng,tốn công sức Bộ nguồn phận quan trọng thiếu thiết bị điện tử Việc hỏng hóc đa phần nguồn gây ra, việc cung cấp nguồn cho thiết bị với yêu cầu dạng tín hiệu, công suất loại bỏ nhiều nguyên nhân gây hỏng thiết bị, giúp kỹ thuật viên khoanh vùng chuẩn đoán xác pan bệnh thiết bị cần sửa chữa giúp cho việc sửa chữa đo kiểm dễ dàng công sức Thực tế thị trường tồn nhiều loại nguồn tín hiệu đa số nguồn không ứng dụng vi điều khiển cung cấp cách có giới hạn dạng tín hiệu việc điều chỉnh đa phần dùng triết áp , độ xác không cao Đề tài em thực ứng dụng vi điều khiển tạo dạng tín hiệu chuẩn với độ xác cao , cách sử dụng dễ dàng với giao diện bàn phím hình hiển thị.Việc tạo dạng tín hiệu hoàn toàn ứng dụng chế chuyển đổi tín hiệu từ dạng số sang dạng tương tự qua việc sử dụng vi điều khiển kết nối với IC chuyển đổi số sang tương tự PCF8591 Đề tài em thực góp phần chế tạo nguồn tín hiệu ngày thông minh xác ,thúc đẩy thị trường nguồn nói riêng thị trường thiết bị điện tử nói chung Tuy nhiên thân em kiến thức hạn hẹp ,khả chuyên môn ỏi nên sản phẩm nhiều hạn chế.Đề tài dừng lại mức tạo ý tưởng,tìm hiểu nghiên cứu phương pháp chế tạo nguồn.Sản phẩm tạo chưa đáp ứng yêu cầu,em mong thầy cô thông cảm ý kiến đóng góp quý giá thầy cô thiếu để sản phẩm đưa vào thực tế hoạt động III MỤC ĐÍCH YÊU CẦU CỦA ĐỀ TÀI Trong luận án em sử dụng IC chuyển đổi số sang tương tự(PCF8591T) kết hợp với vi điều khiển 89S52 qua giao diện I2C, 89S52 có nhiệm vụ điều khiển IC PCF8591,để IC tạo dải điện áp từ – vôn.Và việc điều chỉnh dải điện áp thông qua bàn phím.Việc giao tiếp với thiết bị nhờ vào bàn phím hình.Điện áp lấy từ giắc cắm đo điện áp nhờ đồng hồ đo điện vạn năng,tạo xung vuông biểu diễn LED đơn có tần số điều chỉnh đo tần số dao động IC NE555 Ý tưởng em tạo sản phẩm sử dụng vi điều khiển điều khiển IC chuyển đổi số sang tương tự để tạo tín hiệu điện áp chiều,các tín hiệu dạng sóng hình sin,các tín hiệu xung với thông số điều khiển được.Tuy nhiên thực tế sản phẩm chưa thể đáp ứng theo ý tưởng mong muốn mà em sử dụng vi điều khiển để điều khiển IC PCF8591 tạo dải điện áp hẹp từ 0- vôn ,và việc điêu chỉnh dải điện áp qua bàn phím,tạo xung vuông có tần số điều khiển đo tần số dao động ic NE555 Tuy sản phẩm nhiều thiếu sót em tìm hiểu hướng đề tài.Việc sản phẩm ý tưởng mong muốn hay không ,phần lớn nhờ ý kiến quý giá thầy cô CHƯƠNG II: CƠ SỞ LÝ THUYẾT I.GIỚI THIỆU VỀ VI ĐIỀU KHIỂN 89S52 Tổng quan 89S52 AT89S52 họ IC vi điều khiển hãng Intel sản xuất Các sản phẩm AT89S52 thích hợp cho ứng dụng điều khiển Việc xử lý byte toán số học cấu trúc liệu nhỏ thực nhiều chế độ truy xuất liệu nhanh RAM nội Tập lệnh cung cấp bảng tiện dụng lệnh số học bit gồm lệnh nhân lệnh chia Nó cung cấp hổ trợ mở rộng chip dùng cho biến bit kiểu liệu riêng biệt cho phép quản lý kiểm tra bit trực tiếp hệ thống điều khiển AT89S52 cung cấp đặc tính chuẩn như: KByte nhớ đọc xóa lập trình nhanh (EPROM), 128 Byte RAM, 32 đường I/O, TIMER/COUNTER 16 Bit, vectơ ngắt có cấu trúc mức ngắt, Port nối tiếp bán song công, mạch dao động tạo xung Clock dao động ON-CHIP Các đặc điểm chip AT89S52 tóm tắt sau: • KByte nhớ lập trình nhanh, có khả tới 1000 chu kỳ ghi/xoá • Tần số hoạt động từ: 0Hz đến 24 MHz • mức khóa nhớ lập trình • Timer/counter 16 Bit • 128 Byte RAM nội • Port xuất /nhập I/O bit • Giao tiếp nối tiếp • 64 KB vùng nhớ mã • 64 KB vùng nhớ liệu ngoại • µs cho hoạt động nhân chia Hình 1.1: Sơ đồ khối AT89S52 2.Mô tả chân 89S52 2.1 Sơ đồ chân 89S52 Mặc dù thành viên họ 8051(ví dụ 8751, 89S52, 89C51, DS5000) có kiểu đóng vỏ khác nhau, chẳng hạn hai hàng chân DIP (Dual InLine Pakage), dạng vỏ dẹt vuông QPF (Quad Flat Pakage) dạng chip chân đỡ LLC (Leadless Chip Carrier) chúng có 40 chân cho chức khác vào I/O, đọc RD , ghi WR , địa chỉ, liệu ngắt Cần phải lưu ý số hãng cung cấp phiên 8051 có 20 chân với số cổng vào cho ứng dụng yêu cầu thấp Tuy nhiên hầu hết nhà phát triển sử dụng chíp đóng vỏ 40 chân với hai hàng chân DIP nên ta tập trung mô tả phiên A T 89 S Hình 1.2: Sơ đồ chân AT89S52 2.2 Chức chân 89S52 Port 0: từ chân 32 đến chân 39 (P0.0 _P0.7) Port có chức năng: thiết kế cỡ nhỏ không dùng nhớ mở rộng có chức đường IO, thiết kế lớn có nhớ mở rộng kết hợp bus địa bus liệu Port 1: từ chân đến chân (P1.0 _ P1.7) Port port IO dùng cho giao tiếp với thiết bị bên cần Port 2: từ chân 21 đến chân 28 (P2.0 _P2.7) Port port có tác dụng kép dùng đường xuất/nhập byte cao bus địa thiết bị dùng nhớ mở rộng Port 3: từ chân 10 đến chân 17 (P3.0 _ P3.7) Port port có tác dụng kép Các chân port có nhiều chức năng, có công dụng chuyển đổi có liên hệ đến đặc tính đặc biệt 89S52 bảng sau: Bit Tên Chức chuyển đổi P3.0 RXD Ngõ vào liệu P3.1 TXD nối tiếp P3.2 INT0 Ngõ xuất liệu P3.3 INT1 P3.4 T0 P3.5 T1 P3.6 WR cứng thứ P3.7 RD Ngõ nối tiếp Ngõ vào ngắt cứng thứ Ngõ vào ngắt vào TIMER/ COUNTER thứ Ngõ vào TIMER/ COUNTER thứ Tín hiệu ghi liệu lên nhớ Tín hiệu đọc nhớ liệu Bảng 1.1:Chức đặc biệt chân port3 PSEN (Program store enable): PSEN tín hiệu ngõ có tác dụng cho phép đọc nhớ chương trình mở rộng thường nối đến chân OE Eprom cho phép đọc byte mã lệnh PSEN mức thấp thời gian 89S52 lấy lệnh Các mã lệnh chương trình đọc từ Eprom qua bus liệu, chốt vào ghi lệnh bên 89S52 để giải mã lệnh Khi 89S52 thi hành chương trình ROM nội, PSEN mức cao ALE (Address Latch Enable): Khi 89S52 truy xuất nhớ bên ngoài, Port có chức bus địa liệu phải tách đường liệu địa Tín hiệu ALE chân thứ 30 dùng làm tín hiệu điều khiển để giải đa hợp đường địa liệu kết nối chúng với IC chốt Tín hiệu chân ALE xung khoảng thời gian port đóng vai trò địa thấp nên chốt địa hoàn toàn tự động EA (External Access): Tín hiệu vào EA (chân 31) thường mắc lên mức mức Nếu mức 1, 89S52 thi hành chương trình từ ROM nội Nếu mức 0, 89S52 thi hành chương trình từ nhớ mở rộng Chân EA lấy làm chân cấp nguồn 21V lập trình cho Eprom 89S52 RST (Reset): Khi ngõ vào tín hiệu đưa lên mức cao chu kỳ máy, ghi bên nạp giá trị thích hợp để khởi động hệ thống Khi cấp điện mạch phải tự động reset Các giá trị tụ điện trở chọn là: R1=10Ω, R2=220Ω, C=10 F Hình 1.3: Thiết lập cho nút reset Các ngõ vào dao động X1, X2: Bộ tạo dao động tích hợp bên 89S52 Khi sử dụng 89S52, người ta cần nối thêm thạch anh tụ Tần số thạch anh tùy thuộc vào mục đích người sử dụng, giá trị tụ thường chọn 33p Hình 1.4: Thiết lập dao động cho vi điều khiển Tổ chức nhớ bên 89S52 n Bộ nhớ 89S52 bao gồm ROM RAM RAM 89S52 bao gồm nhiều thành phần: phần lưu trữ đa dụng, phần lưu trữ địa hóa bit, bank ghi ghi chức đặc biệt AT89S52 có nhớ tổ chức theo cấu trúc Harvard: có vùng vbộ nhớ riêng biệt cho chương trình liệu Chương trình liệu chứa bên 89S52 89S52 kết nối với 64K byte nhớ chương trình 64K byte liệu bên RAM bên AT89S52 phân chia sau:  Các bank ghi có địa từ 00H đến 1FH  RAM địa hóa bit có địa từ 20H đến 2FH  RAM đa dụng từ 30H đến 7FH  Các ghi chức đặc biệt từ 80H đến FFH 10 / **************************************************************** *************** Noi Dung : Ham ghi chuoi ki tu len LCD Tham Bien : *Temp : chua dia chi chuoi can hien thi Tra Ve : Khong **************************************************************** ****************/ void LCD1602_Puts(uint8_t *Temp) { while(*Temp) { LCD1602_PutChar(*Temp); Temp++; } } static unsigned char code KEYS_PAD[4][4] ={'3','2','1','0', '7','6','5','4', 'B','A','9','8', 'F','E','D','C'}; unsigned char mtp_quetphim() { unsigned char r,c; 75 P1=0x0f; delay_us(2); if((P1&0x0f)!=0x0f) // Kiem tra xem co phim bat ky nao duoc bam hay khong? { delay_us(100); // Chong nhieu if((P1&0x0f)!=0x0f) // Neu dung có phim duoc bam: Bat dau qua trinh quet phim { for(c=0;c[...]... biến đổi qua lại giữa các tín hiệu từ dạng tương tự sang dạng số là cần thiết vì: - Hệ thống số xử lý tín hiệu số mà tín hiệu trong tự nhiên là tín hiệu tương tự: cần thiết có mạch đổi tương tự sang số - Kết quả từ các hệ thống số là các đại lượng số: cần thiết phải đổi thành tín hiệu tương tự để có thể tác động vào các hệ thống vật lý và thể hiện ra bên ngoài (thí dụ tái tạo âm thanh hay hình ảnh)... trình tìm lại tín hiệu tương tự từ N số hạng(N bít) đã biết của tín hiệu số với độ chính xác là một mức lượng tử tức là một LSB 21 Hình 2.1 Sơ đồ khối quá trình chuyển đổi số sang tương tự Đồ thị thời gian của tín hiệu ra sau mạch chuyển đổi DA có dạng như hình vẽ: Hình 2.2 Đồ thị thời gian của tín hiệu sau mạch chuyển đổi DA Tín hiệu ra là tín hiệu rời rạc theo thời gian như trên hình vẽ .Tín hiệu này được... diện I2C thì có một thiết bị là chủ (master) và một thiết bị là tớ (slave) Tại sao lại có sự phân biệt này? Đó là vì trên một giao diện I2C thì quyền điều khiển thuộc về thiết bị chủ Thiết bị chủ nắm vai trò tạo xung đồng bộ cho toàn hệ thống, khi giữa 2 thiết bị chủ/tớ giao tiếp thì thiết bị chủ có nhiệm vụ tạo ra xung đồng bộ và quản lý đến thiết bị tớ trong suốt quá trình giao tiếp Thiết bị chủ giữ... nhau và bằng I0 .Tín hiệu cần chuyển đổi (tín hiệu điều khiển) được đưa đến chuyển mạch K.Khi một bit nào đó của tín hiệu điều khiển là 0 thì I0 tương ứng với bit đó bị ngắn mạch qua khóa xuống đất.Ngược lại,nếu một bit nào đó của tín hiệu điều khiển là 1 thì I0 tương ứng với bit đó được dẫn đến đầu vào bộ khuếch đại thuật toán qua mạng điện trở.Trong sơ đồ này mạng điện trở làm nhiệm vụ phân dòng.Vì... tín hiệu "START" từ mạch điều khiển, mạch đếm nhận xung clock và bắt đầu đếm lên, cùng lúc này ngõ ra Op-Amps là tín hiệu EOC (EndOf-Conversion) đang ở mức cao Theo nhịp đếm lên của mạch đếm, DAC chuyển đổi các số nhị phân theo giá trị lớn dần như dạng sóng điện áp V AX trên hình vẽ Tín hiệu này điều khiển hệ thống khởi động êm cho đến khi V A = VAX thì tín hiệu ngõ ra Op-Amps EOC sẽ về 0 dẫn đến kết... tương tự , một đầu ra tương tự , tích hợp 2 chức năng là bộ chuyển đổi tín hiệu tương tự thành số(ADC) và bộ chuyển đổi tín hiệu số thành tín hiệu tương tự(DAC) có độ phân giải 8bit,giao tiếp theo chuẩn I2C Địa chỉ các chân A0 , A1 và A2 được sử dụng để lập trình địa chỉ phần cứng , cho phép việc sử dụng lên 33 đến tám thiết bị kết nối với IC qua giao diện I2C mà không cần phần cứng bổ sung -Một vài... hòa.Khi tín hiệu điều khiển có giá trị 0 thì I0 qua T1 xuống đất, khi tín hiệu điều khiển có giá trị 1 thì I0 được dẫn qua T2 đến đầu vào bộ khuếch đại thuật toán.Chuyển đổi D/A theo phương pháp này yêu cầu trị số của các điện trở phải rất chính xác 1.2 Chuyển đổi DA bằng phương pháp mạng điện trở Trong mạch này các nguồn dòng được tạo ra từ các nguồn điện áp chuẩn Uch 24 Hình 2.5 Sơ đồ nguyên lý bộ chuyển... như trên hình vẽ .Tín hiệu này được đưa qua bộ lọc thông thấp lý tưởng LTT.Trên đầu ra của LTT có tín hiệu Va biến thiên liên tục theo thời gian là tín hiệu nội suy của Vm Sau đây sẽ xét các phương pháp biến đổi cơ bản: 1.1 Chuyển đổi DA bằng phương pháp thang điện trở 22 Hình 2.3 Sơ đồ nguyên lý bộ chuyển đổi D/A theo phương pháp thang điện trở Trên đầu vào bộ khuếch đại thuật toán là một thang điện... muốn kết thúc quá trình giao tiếp, thiết bị nhận sẽ gởi một xung Not_ACK (NACK) để báo cho thiết bị chủ biết Thiết bị chủ sẽ tạo ra xung STOP để kết thúc hay lặp lại một xung START để bắt đấu quá trình mới 2 Mode truyền dữ liệu giữa PCF8591 và AT89S52 2.1 Khái quát về IC PCF8591 -PCF8591 là một IC sản xuất theo công nghệ CMOS với bốn đầu vào tương tự , một đầu ra tương tự , tích hợp 2 chức năng là bộ. .. biểu diễn trên hình 2.6 25 Hình 2.6 Sơ đồ nguyên lý bộ chuyển đổi D/A theo phương pháp mã hóa Shannon-Rach Đây là quá trình chuyển đổi nối tiếp từng bit một .Tín hiệu điều khiển số được đưa lần lượt từ LSB đến MSB đến điều khiển K1.Gọi thời gian chuyển đổi một bit là T,thì trong khoảng đầu T/2,K2 mở,K1 đóng nếu tín hiệu điều khiển là 1 và mở khi tín hiệu điều khiển là 0.Khi K1 đóng thì tụ được nạp.Sang