8253 chứa ba bộ đếm 16 bit cĩ thể cĩ thể khởi tạo hoạt động độc lập với nhau.
5.7 THIẾT KẾ KHỐI CHUYỂN ĐỔI TƯƠNG TỰ SANG SỐ.
Như đã giới thiệu ở chương IV khối chuyển đổi tương tự sang số sẽ cho phép người sử dụng thiết bị thực tập được cách chuyển đổi các đại lượng tương tự như điện áp, nhiệt độ… sang tín hiệu số. Vi mạch được cho phép khảo sát chuyển đổi đại lượng tương tự sang số 8 bit là ADC 0809. Vi mạch này cĩ một số đặc điểm chính như :
Độ phân giải 8 bit.
Tổng sai số chưa chỉnh là ± ½ LBS và ±1 LBS.
Khơng lệch mã.
Thời gian chuyển đổi 100µs.
Đùng nguồn đơn 5v khi đĩ áp ngõ vào tương tự từ 0 đến 5v.
8 kênh ngõ vào tương tự cĩ thể chọn bằng 3 đường địa chỉ.
Khơng địi hỏi chỉnh zero hoặc đầy thang và định vị ngõ ra ba trạng
thái.
Sự tiêu thụ dịng điện của vi mạch hầu như khơng đáng kể cỡ chỉ
300µA.
ADC thường được kết nối với vi xử lý thơng qua các ngoại vi khác như 8255 chẳng hạn nhưng việc kết nối như vậy thơng thường sẽ làm tăng số lương ngoại vi. Để đơn
giản đề tài này sẽ thực hiện việc kết nối trực tiếp ADC 0809 với vi xử lý thơng qua các cổng logic được cho bởi hình 5.9
Hình 5.9 : Sơ đồ nguyên lý mạch kết nối ADC 0809.
Ba địa chỉ dùng cho việc chọn 8 kênh ngõ vào được kết nối với bus địa chỉ. Tám ngõ vào tương tự sẽ được đưa ra bus lấy tín hiệu. Tần số xung clock cấp tối đa là 1280 KHz và tối thiểu là 10 Khz, ở tần số cấp là 10KHz thì thời gian chuyển đổi là 90µs. Để tạo tần số cho vi mạch này hoạt động, ta dùng mạch dao động dùng cổng logic cho bởi 74LS14 như ở hình 5.9.
Mạch này cĩ tần số được tính bằng : f =1/1,7RC.
Bằng cách chọn một trong hai giá trị R hoặc C, ta tính được giá trị cịn lại. Cụ thể để cĩ tần số 500Khz, ta cĩ :R = 1KΩ, C = 1nF.
Điện áp tham chiếu dương lớn nhất là Vcc + 0.1v, điện áp tham chiếu âm nhỏ nhất là - 0.1v. Điện áp tham chiếu phải thực sự ổn định để kết quả chuyển đổi được chính xác do đĩ phần tạo điện áp tham chiếu đương ta sẽ chọn linh kiện tạo điện áp tham chiếu LM336 – 2.5v, điện áp tham chiếu âm sẽ được nối đất. LM336 là linh kiện tạo điện áp tham chiếu tùy theo loại mà cho điện áp tham chiếu là 2.5v hay 5v.
Ngồi ra cĩ thể điều chỉnh được điện áp tham chiếu bằng cách điều chỉnh chân chỉnh của linh kiện như trình bày ở hình 5.8. Điện áp so sánh được đẫn qua một bộ lặp lại điện áp dùng LM 358 để tới chân Vref+ của bộ biến đổi ADC0809. Tầng khuếch đại thuật tốn là bắt buộc phải cĩ để phối hợp trở kháng bởi vì điện trở lối vào chân Vref+ cĩ giá trị nhỏ cỡ 2.5kΩ.
Nguyên tắc làm việc của bộ biến đổi ADC0809 cũng khơng lấy gì làm phức tạp. Một xung dương ở chân START sẽ kích hoạt sự biến đổi qua đĩ địa chỉ ngõ vào đồng thời cũng được chốt (nhờ ALE) và xác định kênh cần biến đổi.
Trong quá trình chuyển đổi chân kết thúc chuyển đổi EOC sẽ ở mức logic thấp, sau cỡ 100µs mức này sẽ chuyển lên cao báo hiệu kết thúc quá trình chuyển đổi. Sau đĩ kết quả chuyển đổi sẽ được chốt ở ngõ ra D[0..7]. Khi OE = 1 cho phép đọc dữ liệu đã được chuyển đổi 8 bít ở ngõ ra. Tín hiệu kích hoạt sự chuyển đổi và chốt địa chỉ kênh cần chuyển đổi sẽ được tạo ra bằng cách kết hợp tín hiệu ghi WR\ và ngõ ra bộ giải mã chọn vỏ ADC0809. Khi ghi dữ liệu ra vùng địa chỉ của ngoại vi ADC0809 thì qua cổng NOR cho bởi 74LS02 sẽ tạo ra một xung dương kích hoạt sự chuyển đổi và chốt kênh cân chuyển đổi. Tương tự khi đọc dữ liệu từ vùng địa chỉ của ngoại vi ADC0809 thì qua cổng NOR cho bởi 74LS02 sẽ tạo ra một xung dương khiến OE =1 cho phép đọc dữ liệu ngõ ra chuyển đổi. Các thơng số, cấu tạo sơ đồ khối, sơ đồ chân của ADC0809 được cho ở phần phụ lục.