Tài liệu thí nghiệm Vi xử lý - Bài 4: Khảo sát bộ biến đổi tương tự. Số (ADC) (Analog to Digital Converter)

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 dữ liệu thay đổi 8 bit 
 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
J2C
+5V
R8 R13
S1
START
+5V
B
1
2
R9
-5V
R10
+5V
+
-
JR4558
3
2
1
8
4
Phòng thí nghiệm
 V
i xử lý 
Bài thí nghiệm
 V
i xử lý 
T
rang 41 
Phòng thí nghiệm Vi xử lý Bài thí nghiệm Vi xử lý 
 Trang 42 
 ADC sẽ đo hiệu điện áp : 
VIN = VIN + - VIN - 
 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 với trạm PORT A trên thiết bị 
chính μPTS-31. 
II. ĐIỀU KHIỂN BẰNG TAY 
- Điện áp đo lấy từ biến trở P1 đưa vào VIN/ADC. 
- Vặn biến trở P2 để đặt điện áp chuẩn VREF/2 = +1.275V 
- Vặn biến trở P3 để đặt điện áp VIN- = 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 điện 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.