Ứng dụng KIT 8051 dùng để chuyển đổi A/D-D/A, chương 1

Chia sẻ: Nguyen Van Dau | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:6

Thêm vào BST

Báo xấu

136
lượt xem 46
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Biến đổi tương tự – số (anlôg – digital) là thành phần cần thiết trong việc xử lý thông tin và các cách điều khiển sử dụng phương pháp số. Tín hiệu thực ở Anlôg. Một hệ thống tiếp nhận dữ liệu phải có các bộ phận giao tiếp Anlôg – Digital (AD/). Các bộ chuyển đổi tương tự số, viết tắt là ADC thực hiện hai chức năng cơ bản là lượng tử hoá và mã hoá. Lượng tử hoá là gán cho những mã nhị phân cho từng giá trị rời rạc sinh ra trong quá trình lượng...

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Ứng dụng KIT 8051 dùng để chuyển đổi A/D-D/A, chương 1

Chöông I BIEÁN ÑOÅI TÖÔNG TÖÏ – SOÁ VAØ SOÁ – TÖÔNG TÖÏ A – BIEÁN ÑOÅI TÖÔNG TÖÏ SOÁ (ADC): Bieán ñoåi töông töï – soá (analog – digital) laø thaønh phaàn caàn thieát trong vieäc xöû lyù thoâng tin vaø caùc caùch ñieàu khieån söû duïng phöông phaùp soá. Tín hieäu thöïc ôû Analog. Moät heä thoáng tieáp nhaän döõ lieäu phaûi coù caùc boä phaän giao tieáp Analog – Digital (A/D). Caùc boä chuyeån ñoåi töông töï soá, vieát taét laø ADC thöïc hieän hai chöùc naêng cô baûn laø löôïng töû hoùa vaø maõ hoùa. Löôïng töû hoùa laø gaùn cho nhöõng maõ nhò phaân cho töøng giaù trò rôøi raïc sinh ra trong quaù trình löôïng töû hoùa. I – TOÅNG QUAÙT 1 – Quan heä In – Out: Bieán ñoåi AD coù tính chaát tæ leä. Tín hieäu vaøo Analog ñöôïc bieán ñoåi thaønh moät phaân soá X baèng caùch so saùnh vôùi tín hieäu tham chieáu Vref. Ñaàu ra cuûa boä ADC laø maõ cuûa phaân soá naøy. Baát kyø moät sai soá tín hieäu Vref naøo cuõng seõ daãn ñeán sai soá möùc ra, vì vaäy ngöôøi ta coá gaén giöõ cho Vref caøng oån ñònh caøng toát. Vref ADC Vin Digital output Hình 2.1 Quan heä vaøo ra caùc khoái ADC
Neáu boä ADC xuaát maõ ra goàm n bit thì soá möùc ra rôøi raïc laø n 2 . Ñoái quan heä tuyeán tính, taàn vaøo ñöôïc löôïng töû hoùa theo ñuùng möùc naøy. Moãi möùc nhö vaäy laø moät tín hieäu Analog ñöôïc phaân bieät vôùi hai maõ keá tieáp nhau, noù chính laø kích thöôùc cuûa LSB (Least Significant Bit). FS Q=LSB= 2N Trong ñoù : Q : Löôïng töû LSB : bit coù troïng soá thaáp nhaát FS : giaù trò toaøn thang Taát caû caùc giaù trò Analog cuûa löôïng töû Q ñöôïc bieåu dieãn bôûi maõ soá, maø maõ naøy töông öùng vôùi giaù trò trung bình cuûa löôïng töû (coù theå hieåu laø giöõa khoaûng LSB) goïi laø möùc ngöôõng. Caùc giaù trò Analog naèm trong khoaûng töø möùc ngöôõng sai bieät ñi ± ½ LSB vaãn ñöôïc theå hieän baèng cuøng moät maõù, ñoù laø sai soá löôïng töû hoùa. Sai soá naøy coù theå seõ giaûm ñi baèng caùch taêng soá bit trong maõ ra boä ADC.
2 – Ñoä phaân giaûi: Laø giaù trò bieán ñoåi nhoû nhaát cuûa tín hieäu vaøo ra ñöôïc yeâu caàu ñeå thay ñoåi maõ leân moät möùc. Ñoä phaân giaûi ñöôïc ñöa ra vôùi giaû thieát lyù töôûng. 3 – Ñoä chính xaùc: Söï sai bieät giöõa caùc giaù trò ñieän aùp tín hieäu vaøo so vôùi giaù trò FS töông ñöông vôùi maõ xuaát ra. Thöôøng coù ghi trong ñaëc tính cuûa caùc boä ADC thöông maïi. 4 – ADC: Tuøy theo coâng ngheä cheá taïo maø boä ADC coù ñaàu vaøo ñôn cöïc hay löôõng cöïc, ña soá naèm trong khoaûng 0…5V hoaëc 0…10V ñoái vôùi ñôn cöïc vaø -5…+5V hoaëc –10V…+10V ñoái vôùi ADC löôõng cöïc. Tín hieäu vaøo caàn phuø hôïp vôùi taàm vaøo xaùc ñònh cho töøng boä ADC. Neáu ñaàu vaøo khoâng heát thang seõ taïo maõ voâ duïng ôû ñaàu ra. Vaán ñeà naøy ñöôïc giaûi quyeát baèng caùch choïn taàm ñaàu vaøo boä ADC sau ñoù chænh ñoä lôïi thích hôïp cho ñaàu vaøo cuûa nguoàn Analog. Khi söû duïng boä ADC ñôn cöïc maø coù tín hieäu vaøo laø löôõng cöïc trong khoaûng ±Vpp thì ta caàn phaûi coäng ñieän aùp vaøo Vi vôùi moät ñieän aùp neàn baèng +Vpp, khi ñoù ta seõ coù Vi naèm trong khoaûng 0..+2Vpp; tín hieäu naøy seõ ñöôïc ñöa tôùi ñaàu vaøo boä ADC. Neáu söû duïng ADC löôõng cöïc thì khoâng caàn coäng tín hieäu vaø ñaàu ra ta seõ nhaän ñöôïc maõ löôõng cöïc.
5 – Ñaàu ra boä ADC: Ña soá caùc ADC coù ñaàu ra 8 Bits, 16 Bits … duø vaäy cuõng coù loaïi 3½ Digit, maõ BCD, 10 Bits, 14 Bits. Ñaàu caùc boä ADC thöôøng laø maõ nhò phaân töï nhieân hoaëc coù daáu. ADC duøng cho maùy ño chæ thò soá ña duïng thöôøng laø maõ BCD. 5 – Tín hieäu tham chieáu Vr: Vi+ (EOC) End of Convertion Vi - ADC OE (Output Enable) Vr Start Digital Output Clock Hình 2.3 Caùc ngoõ vaøo, ra chính cuûa boä ADC Hình veõ cho thaáy ñaàu vaøo vaø ñaàu ra cuûa boä ADC. Moïi ADC ñeàu yeâu caàu coù tín hieäu Vr. Baát kyø moät sai soá naøo treân Vr ñeàu gaây ra loãi ñoä lôïi ôû ñaëc tính cuûa AD. Vì vaäy Vr laø tín hieäu ñaûm baûo ñoä chính xaùc vaø oån ñònh cuûa boä AD. Duøng IC oån aùp coù theå thoûa maõn ñieàu naøy. 7 – Tín hieäu ñieàu khieån: Moïi boä ADC ñeàu coù tính xung Clock vaø tín hieäu ñieàu khieån ñeå hoaït ñoäng. Thieát bò ngoaøi giao tieáp vôùi ADC seõ khôûi ñoäng quaù trình AD baèng caùch phaùt moät xung Start vaøo ñaàu vaøo Start cuûa ADC, ADC seõ nhaän bieát caïnh leân cuûa xung Start vaø ngay sau ñoù noù seõ keùo ñöôøng EOC (End of Conversion) xuoáng thaáp (khoâng tích cöïc). Luùc naøy ADC ñang thöïc hieän quaù trình bieán ñoåi, töông öùng vôùi moãi xung Clock ñöa vaøo ADC seõ thöïc hieän
ñöôïc moät böôùc bieán ñoåi, sau moät böôùc nhaát ñònh tuøy theo boä ADC, thì quaù trình bieán ñoåi hoaøn thaønh. Khi bieán ñoåi xong, AD seõ naâng ñöôøng EOC leân möùc cao, tín hieäu naøy coù theå duøng ñeå kích moät ngaét cöùng cuûa maùy tính (neáu duøng giao tieáp vôùi maùy tính). Ñeå ñoïc ñöôïc döõ lieäu ñaàu ra cuûa boä ADC thì phaûi naâng ñöôøng OE (Output Enable) cuûa ADC leân möùc cao, sau khi ñoïc xong thì laïi traû ñöôøng naøy veà möùc thaáp.