Có nhiều tín hiệu điện khác nhau về bản chất là tín hiệu tương tự, có nghĩa là một đại lượng thay đổi trực tiếp với một đại lượng khác. Trong đó đại lượng đầu tiên là điện áp trong khi đại lượng khác có thể là bất kỳ thứ gì như lực, nhiệt độ, gia tốc ánh sáng và áp suất. Ví dụ, trong Cảm biến nhiệt độ IC LM35 điện áp o / p thay đổi tùy thuộc vào nhiệt độ, vì vậy nếu chúng ta có thể đo điện áp, chúng ta có thể tính toán nhiệt độ. Tuy nhiên, hầu hết các bộ vi điều khiển đều có bản chất kỹ thuật số. Họ chỉ có thể phân biệt giữa mức thấp hoặc mức cao trên các chân i / p.
Ví dụ: nếu i / p lớn hơn 2,5v thì nó sẽ được đọc là cao (1) và nhỏ hơn 2,5v thì nó sẽ được đọc là thấp (0). Vì vậy chúng ta không thể đo trực tiếp điện áp từ vi điều khiển. Để khắc phục sự cố này, hầu hết các bộ vi điều khiển đều có bộ chuyển đổi tương tự sang kỹ thuật số các đơn vị sẽ chuyển đổi từ điện áp sang số để nó có thể được xử lý bởi một hệ thống kỹ thuật số như vi điều khiển. Điều này cho phép chúng tôi giao tiếp tất cả các loại thiết bị tương tự với một bộ vi điều khiển. Một số ví dụ về thiết bị tương tự là nhiệt độ, ánh sáng, cảm ứng, gia tốc kế và micrô để ghi âm thanh. Vui lòng theo liên kết sau để Các loại cảm biến tương tự và kỹ thuật số với các ứng dụng .
ADC trong Vi điều khiển PIC
Bộ chuyển đổi Analog sang Digital trong Vi điều khiển PIC
Bộ chuyển đổi tương tự sang số trong vi điều khiển PIC được thảo luận dưới đây.
Bộ vi điều khiển PIC
Thuật ngữ PIC là viết tắt của các bộ điều khiển giao diện lập trình được, có thể được lập trình trước để thực hiện nhiều tác vụ khác nhau. Dây chuyền sản xuất có thể được kiểm soát bằng một chương trình được lập trình trước bộ vi điều khiển với bộ định thời . Các ứng dụng của vi điều khiển PIC chủ yếu liên quan đến các thiết bị điện tử khác nhau như thiết bị điện tử, hệ thống điều khiển máy tính, hệ thống báo động.
Bộ vi điều khiển PIC
Các loại vi điều khiển PIC khác nhau tồn tại, trong khi loại tốt nhất có lẽ được tìm thấy trong dòng vi điều khiển lập trình GENIE. Bộ vi điều khiển PIC được lập trình và sao chép bằng phần mềm hướng dẫn mạch. Những bộ vi điều khiển này hơi rẻ và có thể được mua dưới dạng bộ dụng cụ hoặc mạch được xây dựng sẵn có thể được thiết kế bởi người dùng.
Chuyển đổi tương tự sang kỹ thuật số
Bộ chuyển đổi tương tự sang kỹ thuật số là điều cần thiết trong một hệ thống nhúng bởi vì, trong khi các hệ thống này xử lý các giá trị kỹ thuật số, xung quanh chúng thường liên quan đến các tín hiệu tương tự khác nhau. Các tín hiệu này cần được chuyển thành dạng kỹ thuật số trước khi được vi điều khiển xử lý. Hiện tại, chúng ta có thể thấy cách đọc tín hiệu tương tự bên ngoài bằng vi điều khiển PIC và hiển thị chuyển đổi đầu ra kỹ thuật số trên Màn hình LCD . Tín hiệu đầu vào sẽ là một điện áp thay đổi trong khoảng từ 0 đến 5v.
Chuyển đổi tương tự sang kỹ thuật số
Thông số kỹ thuật quan trọng nhất của bộ chuyển đổi tương tự sang kỹ thuật số là độ phân giải. Điều này chỉ định cách ADC đo lường chính xác các tín hiệu i / p tương tự. Các bộ ADC phổ biến hiện có trên thị trường là 8-bit, 10-bit và 12-bit. Ví dụ, điện áp tham chiếu của ADC là 0-5 volt, khi đó một bộ chuyển đổi tương tự sang kỹ thuật số 8 bit sẽ chia điện áp này thành 256 phần. Vì vậy, nó có thể tính toán chính xác lên đến khoảng 5 / 256v = 19mV. Trong khi bộ chuyển đổi tương tự sang kỹ thuật số 10-bit sẽ phá vỡ điện áp thành 1024parts. Vì vậy, nó có thể tính toán chính xác lên đến khoảng 5/1024 = 4,8 mV. Vì vậy, bạn có thể quan sát rằng ADC 8-bit không thể cho biết sự thay đổi giữa 1mV và 18mV. Bộ chuyển đổi tương tự sang kỹ thuật số trong vi điều khiển PIC là 10-bit.
Thông số kỹ thuật khác của ADC là tốc độ lấy mẫu, chỉ định tốc độ mà bộ chuyển đổi A / D có thể thực hiện các phép đọc. Microchip tuyên bố ADC của PIC có thể tăng cao tới 100k mẫu / giây.
ADC trong Vi điều khiển PIC
Mô-đun chuyển đổi tương tự sang kỹ thuật số trong vi điều khiển PIC thường có 5-i / ps cho các thiết bị 28 chân và 8-i / ps cho các thiết bị 40 chân. Sự thay đổi tín hiệu tương tự sang mô-đun PIC, ADC ảnh hưởng đến số 10-bit kỹ thuật số tương đương. Mô-đun ADC với bộ vi điều khiển có i / p tham chiếu điện áp thấp và cao có thể lựa chọn phần mềm cho một số kết hợp VSS, VDD, RA2 & RA3. Trong dự án sau, chúng tôi sẽ chuyển đổi đầu vào tương tự sang số kỹ thuật số với tham chiếu điện áp cao và tham chiếu điện áp thấp. O / p sẽ được hiển thị bằng đèn LED. Bạn có thể thay đổi điện áp tham chiếu bằng cách sắp xếp thanh ghi ADCON1.
Sơ đồ mạch của ADC trong vi điều khiển PIC
Sơ đồ mạch của bộ chuyển đổi tín hiệu tương tự sang số 10 bit sử dụng vi điều khiển PIC được hiển thị bên dưới. Điện áp i / p thử nghiệm của ADC được nhận từ một chiết áp 5k được kết nối qua chiết áp và nó kết nối với hai chân (AN2 / RA2) của vi điều khiển PIC. Các Nguồn cấp được chọn làm điện áp tham chiếu để chuyển đổi tương tự sang kỹ thuật số. Do đó, bộ chuyển đổi A / D 10-bit sẽ thay đổi bất kỳ điện áp tương tự nào thành kỹ thuật số. Đầu ra sẽ được hiển thị trên màn hình LCD.
Sơ đồ mạch của ADC trong vi điều khiển PIC
Yêu cầu phần mềm
Việc lập trình chuyển đổi A / D trong vi điều khiển PIC bao gồm việc sắp xếp sổ đăng ký như ADCON0, ADCON1 và ANSEL.
- Thanh ghi ADCON0 được sử dụng để chọn kênh i / p analog, bắt đầu chuyển đổi và để kiểm tra quá trình chuyển đổi đã hoàn thành hay chưa đồng thời chuyển đổi BẬT / TẮT mô-đun.
- Thanh ghi ADCON1 được sử dụng để chọn tham chiếu điện áp và sắp xếp các cổng dưới dạng tương tự sang kỹ thuật số
- Thanh ghi ADCON2 được sử dụng để chọn định dạng dữ liệu A / D, cố định thời gian thu nhận, thiết lập đồng hồ A / D.
Vì AN2 / RA2 đầu vào tương tự được sử dụng, thanh ghi ANSEL tương đương phải được cố định. Trong thanh ghi ADCON0, xóa HS0 & CHS2 và đặt CHS1, để kênh AN2 sẽ được liên kết với mạch S&H bên trong ( mẫu và giữ mạch ). Trong thanh ghi ADCON1, xóa bit VCFG sẽ chọn nguồn cung cấp điện áp để chuyển đổi tương tự sang kỹ thuật số. Thanh ghi này được sử dụng để chọn nguồn CLK trong chuyển đổi tương tự sang kỹ thuật số. Mặc dù vậy, MikroC Pro cho vi điều khiển đã có một hàm thư viện tích hợp được gọi là ADC_Read (), theo mặc định, sử dụng RC CLK bên trong cho hoạt động ADC. Vì vậy không cần thiết lập lại thanh ghi ADCON1.
Vì vậy, đây là tất cả về bộ chuyển đổi tương tự sang kỹ thuật số trong vi điều khiển PIC, bao gồm vi điều khiển PIC là gì, bộ chuyển đổi tương tự sang số, ADC trong vi điều khiển PIC và phần mềm cần thiết. Chúng tôi hy vọng rằng bạn đã hiểu rõ hơn về khái niệm này. Hơn nữa, bất kỳ truy vấn nào liên quan đến khái niệm này hoặc Dự án vi điều khiển PIC hoặc là dự án điện và điện tử , hãy đóng góp ý kiến quý báu của bạn bằng cách bình luận trong phần bình luận bên dưới. Đây là một câu hỏi dành cho bạn, các ứng dụng của bộ chuyển đổi tín hiệu tương tự sang kỹ thuật số là gì?
