c. Sơ đồ chân và chức năng các chân của chip
4.1.2. Giới thiệu chung ADC
Các bộ chuyển đổi ADC thuộc những thiết bị được sử dụng rộng rãi nhất để thu dữ liệu. Các máy tính số sử dụng các giá trị nhị phân, nhưng trong thế giới vật
Trường Đại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ………. 36 lý thì mọi đại lượng ở dạng tương tự (liên tục). Nhiệt độ, áp suất (khí hoặc chất lỏng), độ ẩm và vận tốc và một số ít những đại lượng vật lý của thế giới thực mà ta gặp hàng ngày. Một đại lượng vật lý được chuyển về dòng điện hoặc điện áp qua một thiết bị được gọi là các bộ biến đổi. Các bộ biến đổi cũng có thể coi như các bộ cảm biến. Mặc dù chỉ có các bộ cảm biến nhiệt, tốc độ, áp suất, ánh sáng và nhiều đại lượng tự nhiên khác nhưng chúng đều cho ra các tín hiệu dạng dòng điện hoặc điện áp ở dạng liên tục. Do vậy, ta cần một bộ chuyển đổi tương tự số sao cho bộ vi điều khiển có thể đọc được chúng. Một chip ADC được sử dụng rộng rãi là ADC0804
Sơ đồ chân ADC0804:
Hình 4.4: Sơ đồ chân ADC0804
Chip ADC0804 là bộ chuyển đổi tương tự số thuộc họ ADC800 của hãng National Semiconductor. Chip này cũng được nhiều hãng sản xuất. Chip có điện áp nuôi +5V và độ phân giải 8 bit. Ngoài độ phân giải thì thời gian chuyển đổi cũng là một tham số quan trọng khi đánh giá bộ ADC. Thời gian chuyển đổi được định nghĩa là thời gian mà bộ ADC cần để chuyển một đầu vào tương tự thành một số nhị phân. Đối với ADC0804 thì thời gian chuyển đổi phụ thuộc vào tần số đồng hồ được cấp tới chân CLK và CLK IN và không bé hơn 110µs. Các chân khác của ADC0804 có chức năng như sau:
–CS: Là tín hiệu chọn chip, tích cực ở mức thấp sử dụng để kích hoạt chíp ADC0804. Muốn truy cập ADC0804 thì CS phải ở mức thấp. CS được nối xuống đất
Trường Đại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ………. 37 sẽ chuyển đổi đầu vào tương tự thành số nhị phân và giữ nó ở một thanh ghi trong. Nếu CS=0 đồng thời có một xung từ cao xuống thấp trên chân RD thì dữ liệu số 8 bit được chuyển tới đầu ra D0 ÷ D7 của ADC0804. RD nối đến chân P3.7 của VĐK.
–WR: Là chân vào tích cực ở mức thấp, báo cho ADC biết thời điểm bắt đầu chuyển đổi. Nếu CS ở mức thấp và có một xung từ cao xuống thấp trên chân WR thì ADC bắt đầu chuyển đổi tín hiệu tương tự ở đầu vào thành tín hiệu số. WR được nối đến chân P3.6 của VĐK.
–CLK R và CLK IN: Là hai chân tạo dao động cho ADC0804. Hai chân này có thể nối theo nhiều cách để có các tần số dao động khác nhau. VD có thể sử dụng ngay nguồn dao động của VĐK để nối đến CLK R và CLK IN. Nếu hai chân này được nối với một điện trở 10K và một tụ 150pF thì tần số dao động của ADC0804 là:
( ) 3 12 1 1 606 1,1 1,1 10 150 10 f kHz RC − = = = ⋅ ⋅ ⋅
Suy ra thời gian chuyển đổi của ADC là: 1 110 606
T = = µs
–INTR: Là chân báo kết thúc quá trình chuyển đổi. Mỗi khi ADC0804 hoàn thành quá trình chuyển đổi tín hiệu tương tự thành tín hiệu số thì chân INTR tự động được đưa xuống mức thấp. Trạng thái của INTR được theo dõi bởi VĐK, mỗi khi INTR xuống thấp thì VĐK phát tín hiệu điều khiển để đọc dữ liệu về. INTR được nối đến chân P3.2 và P3.3 của VĐK.
–Vref/2: Là điện áp đầu vào dùng làm điện áp tham chiếu. Đối với ADC0804 khi đầu vào tương tự nằm trong dải điện áp 0÷5 thì đầu vào Vref/2 có thể được bỏ ngỏ.
Quan hệ điện áp Vref/2 với Vin
Vref/2 (V) Vin (V) Kích thước bước (mV)
Hở 0 - 5 5/256 = 19.53 2.0 0 – 4 4/256 = 15.62 1.5 0 – 3 3/256 = 11.71 1.28 0 – 2.56 2.56/256 = 10 1.0 0 – 2 2/256 = 7.81 0.5 0 – 1 1/256 = 3.90
– Vin(+) và Vin(-): Đây là 2 đầu vào tương tự vi sai, trong đó Vin = Vin(+) – Vin(-). Thông thường Vin(-) được nối tới đất và Vin(+) được dùng làm đầu
Trường Đại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ………. 38 vào tương tự và sẽ được chuyển đổi về dạng số.
– Vcc: Chân nguồn nuôi +5V.
– D0÷ D7 là tám đầu ra số, nối đến Port 1 của VĐK.