Giáo trình vi điều khiển P12
Phép ghép nối với thế giới thực : LCD , ADC và các cảm biến
Ch¬ng 12
Phèi ghÐp víi thÕ giíi thùc: LCD, ADC vµ c¸c c¶m biÕn
Ch¬ng nµy kh¸m ph¸ mét sè øng dông cña 8051 víi thÕ giíi thùc. Chóng ta
gi¶i thÝch lµm c¸ch nµo phèi ghÐp 8051 víi c¸c thiÕt bÞ nh lµ LCD, ADC vµ c¸c
c¶m biÕn.
12.1 Phèi ghÐp mét LCD víi 8051.
ë phÇn nµy ta sÏ m« t¶ c¸c chÕ ®é ho¹t ®éng cña c¸c LCD vµ sau ®ã m« t¶
c¸ch lËp tr×nh vµ phèi ghÐp mét LCD tíi 8051.
12.1.1 Ho¹t ®éng cña LCD.
Trong nh÷ng n¨m gÇn ®©y LCD ®ang ngµy cµng ®îc sö dông réng r·i thay
thÕ dÇn cho c¸c ®Ìn LED (c¸c ®Ìn LED 7 ®o¹n hay nhiÒu ®o¹n). §ã lµ v× c¸c nguyªn
nh©n sau:
1. C¸c LCD cã gi¸ thµnh h¹.
2. Kh¶ n¨ng hiÓn thÞ c¸c sè, c¸c ký tù vµ ®å ho¹ tèt h¬n nhiÒu so víi c¸c ®Ìn LED
(v× c¸c ®Ìn LED chØ hiÓn thÞ ®îc c¸c sè vµ mét sè ký tù).
3. Nhê kÕt hîp mét bé ®iÒu khiÓn lµm t¬i vµo LCD lµm gi¶i phãng cho CPU c«ng
viÖc lµm t¬i LCD. Trong khi ®Ìn LED ph¶i ®îc lµm t¬i b»ng CPU (hoÆc b»ng
c¸ch nµo ®ã) ®Ó duy tr× viÖc hiÓn thÞ d÷ liÖu.
4. DÔ dµng lËp tr×nh cho c¸c ký tù vµ ®å ho¹.
12.1.2 M« t¶ c¸c ch©n cña LCD.
LCD ®îc nãi trong môc nµy cã 14 ch©n, chøc n¨ng cña c¸c ch©n ®îc cho
trong b¶ng 12.1. VÞ trÝ cña c¸c ch©n ®îc m« t¶ trªn h×nh 12.1 cho nhiÒu LCD kh¸c
nhau.
1. Ch©n VCC, VSS vµ VEE: C¸c ch©n VCC, VSS vµ VEE: CÊp d¬ng nguån - 5v vµ ®Êt
t¬ng øng th× VEE ®îc dïng ®Ó ®iÒu khiÓn ®é t¬ng ph¶n cña LCD.
2. Ch©n chän thanh ghi RS (Register Select).
Cã hai thanh ghi rÊt quan träng bªn trong LCD, ch©n RS ®îc dïng ®Ó chän
c¸c thanh ghi nµy nh sau: NÕu RS = 0 th× thanh ghi mµ lÖnh ®îc chän ®Ó cho phÐp
ngêi dïng göi mét lÖnh ch¼ng h¹n nh xo¸ mµn h×nh, ®a con trá vÒ ®Çu dßng
v.v… NÕu RS = 1 th× thanh ghi d÷ liÖu ®îc chän cho phÐp ngêi dïng göi d÷ liÖu
cÇn hiÓn thÞ trªn LCD.
3. Ch©n ®äc/ ghi (R/W).
§Çu vµo ®äc/ ghi cho phÐp ngêi dïng ghi th«ng tin lªn LCD khi R/W = 0
hoÆc ®äc th«ng tin tõ nã khi R/W = 1.
4. Ch©n cho phÐp E (Enable).
Ch©n cho phÐp E ®îc sö dông bëi LCD ®Ó chèt th«ng tin hiÖn h÷u trªn ch©n
d÷ liÖu cña nã. Khi d÷ liÖu ®îc cÊp ®Õn ch©n d÷ liÖu th× mét xung møc cao xuèng
thÊp ph¶i ®îc ¸p ®Õn ch©n nµy ®Ó LCD chèt d÷ liÖu trªn c¸c ch©n d÷ liªu. Xung nµy
ph¶i réng tèi thiÓu lµ 450ns.
5. Ch©n D0 - D7.
§©y lµ 8 ch©n d÷ liÖu 8 bÝt, ®îc dïng ®Ó göi th«ng tin lªn LCD hoÆc ®äc néi
dung cña c¸c thanh ghi trong LCD.
§Ó hiÓn thÞ c¸c ch÷ c¸i vµ c¸c con sè, chóng ta göi c¸c m· ASCII cña c¸c ch÷
c¸i tõ A ®Õn Z, a ®Õn f vµ c¸c con sè tõ 0 - 9 ®Õn c¸c ch©n nµy khi bËt RS = 1.
Còng cã c¸c m· lÖnh mµ cã thÓ ®îc göi ®Õn LCD ®Ó xo¸ mµn h×nh hoÆc ®a
con trá vÒ ®Çu dßng hoÆc nhÊp nh¸y con trá. B¶ng 12.2 liÖt kª c¸c m· lªnh.
Chóng ta còng sö dông RS = 0 ®Ó kiÓm tra bÝt cê bËn ®Ó xem LCD cã s½n
sµng nh©n th«ng tin. Cê bËn lµ D7 vµ cã thÓ ®îc®äc khi R/W = 1 vµ RS = 0 nh
sau:
NÕu R/W = 1, RS = 0 khi D7 = 1 (cê bËn 1) th× LCD bËn bëi c¸c c«ng viÖc
bªn trong vµ sÏ kh«ng nhËn bÊt kú th«ng tin míi nµo. Khi D7 = 0 th× LCD s½n sµng
nhËn th«ng tin míi. Lu ý chóng ta nªn kiÓm tra cê bËn tríc khi ghi bÊt kú d÷ liÖu
nµo lªn LCD.
B¶ng 12.1: M« t¶ c¸c ch©n cña LCD.
Ch©n Ký hiÖu I/O M« t¶
1 VSS - §Êt
2 VCC - D¬ng nguån 5v
3 VEE - CÊp nguån ®iÒu khiÓn ph¶n
4 RS I RS = 0 chän thanh ghi lÖnh. RS = 1 chän
thanh d÷ liÖu
5 R/W I R/W = 1 ®äc d÷ liÖu. R/W = 0 ghi
6 E I/O Cho phÐp
7 DB0 I/O C¸c bÝt d÷ liÖu
8 DB1 I/O C¸c bÝt d÷ liÖu
9 DB2 I/O C¸c bÝt d÷ liÖu
10 DB3 I/O C¸c bÝt d÷ liÖu
11 DB4 I/O C¸c bÝt d÷ liÖu
12 DB5 I/O C¸c bÝt d÷ liÖu
13 DB6 I/O C¸c bÝt d÷ liÖu
14 DB7 I/O C¸c bÝt d÷ liÖu
B¶ng 12.2: C¸c m· lÖnh LCD.
M· (Hex) LÖnh ®Õn thanh ghi cña LCD
1 Xo¸ mµn h×nh hiÓn thÞ
2 Trë vÒ ®Çu dßng
4 Gi¶ con trá (dÞch con trá sang tr¸i)
6 T¨ng con trá (dÞch con trá sang ph¶i)
5 DÞch hiÓn thÞ sang ph¶i
7 DÞch hiÓn thÞ sang tr¸i
8 T¾t con trá, t¾t hiÓn thÞ
A T¾t hiÓn thÞ, bËt con trá
C BËt hiÓn thÞ, t¾t con trá
E BËt hiÓn thÞ, nhÊp nh¸y con trá
F T¾t con trá, nhÊp nh¸y con trá
10 DÞch vÞ trÝ con trá sang tr¸i
14 DÞch vÞ trÝ con trá sang ph¶i
18 DÞch toµn bé hiÓn thÞ sang tr¸i
1C DÞch toµn bé hiÓn thÞ sang ph¶i
80 Ðp con trá Vò ®Çu dßng thø nhÊt
C0 Ðp con trá Vò ®Çu dßng thø hai
38 Hai dßng vµ ma trËn 5 ´ 7
Ghi chó: B¶ng nµy ®îc më réng tõ b¶ng 12.4.
12 14
14 13
1
2
DMC1610A 14 DMC16106B 21 DMC20261
DMC1606C DMC16207 DMC24227
DMC16117 DMC16230 DMC24138
DMC16128 DMC20215 DMC32132
DMC16129 DMC32216 DMC32239
DMC1616433 DMC40131
DMC20434 DMC40218
H×nh 12.1: C¸c vÞ trÝ ch©n cña c¸c LCD kh¸c nhau cña Optrex.
12.1.3 Göi c¸c lÖnh vµ d÷ liÖu ®Õn LCD víi mét ®é trÔ.
§Ó göi mét lÖnh bÊt kú tõ b¶ng 12.2 ®Õn LCD ta ph¶i ®a ch©n RS vÒ 0. §èi
víi d÷ liÖu th× bËt RS = 1 sau ®ã göi mét sên xung cao xuèng thÊp ®Õn ch©n E ®Ó
cho phÐp chèt d÷ liÖu trong LCD. §iÒu nµy ®îc chØ ra trong ®o¹n m· ch¬ng tr×nh
díi ®©y (xem h×nh 12.2).
; gäi ®é thêi gian trÔ tríc khi göi d÷ liÖu/ lÖnh kÕ tiÕp.
; ch©n P1.0 ®Õn P1.7 ®îc nèi tíi ch©n d÷ d÷ liÖu D0 - D7 cña LCD.
; Ch©n P2.0 ®îc nèi tíi ch©n RS cña LCD.
; Ch©n P2.1 ®îc nèi tíi ch©n R/W cña LCD.
; Ch©n P2.2 ®îc nèi ®Õn ch©n E cña LCD.
ORG
MOV A, # 38H ; Khëi t¹o LCD hai dßng víi ma trËn 5 ´ 7
ACALL COMNWRT ; Gäi ch¬ng tr×nh con lÖnh
ACALL DELAY ; Cho LCD mét ®é trÔ
MOV A, # 0EH ; HiÓn thÞ mµn h×nh vµ con trá
ACALL COMNWRT ; Gäi ch¬ng tr×nh con lªnh
ACALL DELAY ; CÊp mét ®é trÔ cho LCD
MOV AM # 01 ; Xo¸ LCD
ACALL COMNWRT ; Gäi ch¬ng tr×nh con lÖnh
ACALL DELAY ; T¹o ®é trÔ cho LCD
MOV A, # 06H ; DÞch con trá sang ph¶i
ACALL COMNWRT ; Gäi ch¬ng tr×nh con lÖnh
ACALL DELAY ; T¹o ®é trÔ cho LCD
MOV AM # 48H ; §a con trá vÒ dßng 1 cét 4
ACALL COMNWRT ; Gäi ch¬ng tr×nh con lÖnh
ACALL DELAY ; T¹o ®é trÔ cho LCD
MOV A, # “N” ; HiÓn thÞ ch÷ N
ACALL DATAWRT ; Gäi ch¬ng tr×nh con hiÓn thij DISPLAY
ACALL DELAY ; T¹o ®é trÔ cho LCD
MOV AM # “0” ; HiÓn thÞ ch÷ 0
ACALL DATAWRT ; Gäi DISPLAY
AGAIN: SJMP AGAIN ; Chê ë ®©y
COMNWRT: ; Göi lÖnh ®Õn LCD
MOV P1, A ; Sao chÐp thanh ghi A ®Õn cæng P1
CLR P2.0 ; §Æt RS = 0 ®Ó göi lÖnh
CLR P2.1 ; §Æt R/W = 0 ®Ó ghi d÷ liÖu
SETB P2.2 ; §Æt E = 1 cho xung cao
CLR P2.2 ; §Æt E = 0 cho xung cao xuèng thÊp
RET
DATAWRT: ; Ghi d÷ liÖu ra LCD
MOV P1, A ; Sao chÐp thanh ghi A ®Õn cæng P1
SETB P2.0 ; §Æt RS = 1 ®Ó göi d÷ liÖu
CLR P2.1 ; §Æt R/W = 0 ®Ó ghi
SETB P2.2 ; §Æt E = 1 cho xung cao
CLR P2.2 ; §Æt E = 0 cho xung cao xuèng thÊp
RET
DELAY: MOV R3, # 50 ; §Æt ®é trÔ 50ms hoÆc cao h¬n cho CPU nhanh
HERE2: MOV R4, # 255 ; §Æt R4 = 255
HERE: DJNZ R4, HERE ; §îi ë ®©y cho ®Õn khi R4 = 0
DJNZ R3, HERE2
RET
END
LCD
8051 +5v
D0 VCC
10K
VEE POT
P1.0 D7
V
RS R/W E SS
P1.0
P2.1
P2.2
H×nh 12.2: Nèi ghÐp LCD.
12.1.4 Göi m· lÖnh hoÆc d÷ liÖu ®Õn LCD cã kiÓm tra cê bËn.
§o¹n ch¬ng tr×nh trªn ®©y ®· chØ ra c¸ch göi c¸c lÖnh ®Õn LCD mµ kh«ng cã
kiÓm tra cê bËn (Busy Flag). Lu ý r»ng chóng ta ph¶i ®Æt mét ®é trÔ lín trong qu¸
¶t×nh xuÊt d÷ liÖu hoÆc lÖnh ra LCD. Tuy nhiªn, mét c¸ch tèt h¬n nhiÒu lµ hiÓn thÞ cê
bËn tríc khi xuÊt mét lÖnh hoÆc d÷ liÖu tíi LCD. Díi ®©y lµ mét ch¬ng tr×nh nh
vËy.
; KiÓm tra cê bËn tríc khi göi d÷ liÖu, lÖnh ra LCD
; §Æt P1 lµ cæng d÷ liÖu
; §Æt P2.0 nèi tíi cæng RS
; §Æt P2.1 nèi tíi ch©n R/W
; §Æt P2.2 nèi tíi ch©n E
ORG
MOV A, # 38H ; Khëi t¹o LCD hai dßng víi ma trËn 5 ´ 7
ACALL COMMAND ; XuÊt lÖnh
MOV A, # 0EH ; DÞch con trá sang ph¶i
ACALL COMMAND ; XuÊt lÖnh
MOV A, # 01H ; Xo¸ lÖnh LCD
ACALL COMMAND ; XuÊt lÖnh
MOV A, # 86H ; DÞch con trá sang ph¶i
ACALL COMMAND ; §a con trá vÒ dßng 1 lÖnh 6
MOV A, # “N” ; HiÓn thÞ ch÷ N
ACALL DATA DISPLAY
MOV A, # “0” ; HiÓn thÞ ch÷ 0
ACALL DATA DISPLAY
HERE: SJMP HERE ; Chê ë ®©y
COMMAND: ACALL READY ; LCD ®· s½n sµng cha?
MOV P1, A ; XuÊt m· lÖnh
CLR P2.0 ; §Æt RS = 0 cho xuÊt lÖnh
CLR P2.1 ; §Æt R/W = 0 ®Ó ghi d÷ liÖu tíi LCD
SETB P2.2 ; §Æt E = 1 ®èi víi xung cao xuèng thÊp
CLR P2.2 ; §Æt E = 0 chèt d÷ liÖu
RET
DATA-DISPLAY::
ACALL READY ; LCD ®· s½n sµng cha?
MOV P1, A ; XuÊt d÷ liÖu
SETB P2.0 ; §Æt RS = 1 cho xuÊt d÷ liÖu
CLR P2.1 ; §Æt R/W = 0 ®Ó ghi d÷ liÖu ra LCD
SETB P2.2 ; §Æt E = 1 ®èi víi xung cao xuèng thÊp
CLR P2.2 ; §Æt E = 0 chèt d÷ liÖu
RET
DELAY:
SETB P1.7 ; LÊy P1.7 lµm cæng vµo
CLR P2.0 ; §Æt RS = 0 ®Ó truy cËp thanh ghi lÖnh
SETB P2.1 ; §Æt R/W = 1 ®äc thanh ghi lÖnh
; §äc thanh ghi lÖnh vµ kiÓm tra cê lÖnh
BACK: CLR P2.2 ; E = 1 ®èi víi xung cao xuèng thÊp
SETB P2.2 ; E = 0 cho xung cao xuèng thÊp?
JB P1.7, BACK ; §îi ë ®©y cho ®Õn khi cê bËn = 0
RET
END
Lu ý r»ng trong ch¬ng tr×nh cê bËn D7 cña thanh ghi lÖnh. §Ó ®äc thanh
ghi lÖnh ta ph¶i ®Æt RS = 0, R/W = 1 vµ xung cao - xuèng - thÊp cho bÝt E ®Ó cÊp
thanh ghi lÖnh cho chóng ta. Sau khi ®äc thanh ghi lÖnh, nÕu bÝt D7 (cê bËn) ë møc
cao th× LCD bËn vµ kh«ng cã th«ng tin (lÖnh) nµo ®îc xuÊt ®Õn nã chØ khi nµo D7
= 0 míi cã thÓ göi d÷ liÖu hoÆc lÖnh ®Õn LCD. Lu ý trong ph¬ng ph¸t nµy kh«ng
sö dông ®é trÔ thêi gian nµo v× ta ®ang kiÓm tra cê bËn tríc khi xuÊt lÖnh hoÆc d÷
liÖu lªn LCD.
12.1.5 B¶ng d÷ liÖu cña LCD.
Trong LCD ta cã thÓ ®Æt d÷ liÖu vµo bÊt cø chç nµo. díi ®©y lµ c¸c vÞ trÝ ®Þa
chØ vµ c¸ch chóng ®îc truy cËp.
RS E/W DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0
0 0 1 A A A A A A A
Khi AAAAAAA = 0000000 ®Õn 0100111 cho dßng lÖnh 1 vµ AAAAAAA =
1100111 cho dßng lÖnh2. Xem b¶ng 12.3.
B¶ng 12.3: §¸nh ®Þa chØ cho LCD.
DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0
Dßng 1 (min) 1 0 0 0 0 0 0 0
Dßng 1 (max) 1 0 1 0 0 1 1 1
Dßng 2 (min) 1 1 0 0 0 0 0 0
Dßng 2 (max) 1 1 1 0 0 1 1 1
D¶i ®Þa chØ cao cã thÓ lµ 0100111 cho LCD. 40 ký tù trong khi ®èi víi CLD
20 ký tù chØ ®Õn 010011 (19 thËp ph©n = 10011 nhÞ ph©n). §Ó ý r»ng d¶i trªn
0100111 (nhÞ ph©n) = 39 thËp ph©n øng víi vÞ trÝ 0 ®Õn 39 cho LCD kÝch thíc 40 ´
2.
Tõ nh÷ng ®iÒu nãi ë trªn ®©y ta cã thÓ nhËn ®îc c¸c ®Þa chØ cña vÞ trÝ con trá
cã c¸c kÝch thíc LCD kh¸c nhau. Xem h×nh 12.3 chó ý r»ng tÊt c¶ mäi ®Þa chØ ®Òu
ë d¹ng sè Hex. H×nh 12.4 cho mét biÓu ®å cña viÖc ph©n thêi gian cña LCD. B¶ng
12.4 lµ danh s¸ch liÖt kª chi tiÕt c¸c lÖnh vµ chØ lÖnh cña LCD. B¶ng 12.2 ®îc më
réng tõ b¶ng nµy.
16 ´ 2 LCD 80 81 82 83 84 85 86 Through 8F
C0 C0 C2 C3 C4 C5 C6 Through CF
20 ´ 1 LCD 80 81 82 83 Through 93
20 ´ 2 LCD 80 81 82 83 Through 93
C0 C0 C2 C3 Through D3
20 ´ 4 LCD 80 81 82 83 Through 93
C0 C0 C2 C3 Through D3
94 95 96 97 Through A7
D4 D5 D6 D7 Through E7
20 ´ 2 LCD 80 81 82 83 Through A7
C0 C0 C2 C3 Through E7
Note: All data is in hex.
H×nh 12.3: C¸c ®Þa chØ con trá ®èi víi mét sè LCD.
Data
E tDSW
tH
tPWH
tAS tAH
R/W
RS
tPwh = Enable pulse width = 450 ns (minimum)
tDSW = Data set up time = 195 ns (minimum)
tH = Data hold time 10 ns (minimum)
tAS = Set up time prior to E (going high) for both RS and R/W = 140 ns (minimum)
tAH = Hold time afterr E has come down for both RS and R/W = 10 ns (minimum)
H×nh 12.4: Ph©n khe thêi gian cña LCD.
B¶ng 12.4: Danh s¸ch liÖt kª c¸c lÖnh vµ ®Þa chØ lÖnh cña LCD.
LÖnh M« t¶ Thêi gian
thùc hiÖn
DB7
DB6
DB5
DB4
DB3
DB2
DB1
DB0
R/W
RS
Xo¸ 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 Xo¸ toµn bé mµn h×nh vµ ®Æt ®Þa 1.64 ms
mµn chØ 0 cña DD RAM vµo bé ®Õm
h×nh ®Þa chØ
Trë vÒ 0 0 0 0 0 0 0 0 1 - §Æt ®Þa chØ 0 cña DD RAM nh bé 1.64 ms
®Çu ®Õm ®Þa chØ. Tr¶ hiÓn thÞ dÞch vÒ vÞ
dßng trÝ gèc DD RAM kh«ng thay ®æi
§Æt chÕ 0 0 0 0 0 0 0 1 1/ S §Æt híng chuyÓn dÞch con trá vµ 40 ms
®é truy D x¸c ®Þnh dÞch hiÓn thÞ c¸c thao t¸c
nhËp nµy ®îc thùc hiÖn khi ®äc vµ ghi
d÷ liÖu
§iÒu 0 0 0 0 0 0 1 D C B §Æt BËt/ t¾t mµn h×nh (D) BËt/ t¾t 40 ms
khiÓn con trá (C) vµ nhÊp nh¸y ký tù ë vÞ
BËt/t¾t trÝ con trá (B)
hiÓn thÞ
DÞch 0 0 0 0 0 1 S R - - DÞch con trá vµ dÞch hiÓn thÞ mµ 40 ms
hiÓn thÞ / / kh«ng thay ®æi DD RAM
vµ con C L
trá
§Æt 0 0 0 0 1 D N F - - ThiÕt lËp ®é dµi d÷ liÖu (DL) sè 40 ms
chøc L dßng hiÓn thÞ (L) vµ phßng ký tù
n¨ng (F)
§Æt ®Þa 0 0 0 1 AGC ThiÕt lËp ®Þa chØ C6 RAM d÷ liÖu 40 ms
chØ CG RAM ®îc göi ®i vµ nhËn sau
CGRA thiÕt lËp nµy
M
ThiÕt 0 0 1 ADD ThiÕt lËp ®Þa chØ DD RAM d÷ liÖu 40 ms
lËp ®Þa DD RAM ®îc göi vµ nhËn sau
chØ DD thiÕt lËp nµy
RAM
Cê bËn 0 1 BF ADD Cê bËn ®äc (BF) b¸o ho¹t ®éng 40 ms
®äc vµ bªn trong ®ang ®îc thùc hiÖn vµ
®Þa chØ ®äc néi dung bé ®Õm ®Þa chØ
Ghi d÷ 1 0 Ghi d÷ liÖu Ghi d÷ liÖu vµo DD RAM hoÆc CG 40 ms
liÖu CG RAM
hoÆc
DD
RAM
§äc d÷ 1 1 §äc d÷ liÖu §äc d÷ liÖu tõ DD RAM hoÆc CG 40 ms
liÖu CG RAM
hoÆc
DD
RAM
Ghi chó:
1. Thêi gian thùc lµ thêi gian cùc ®¹i khi tÇn sè fCP hoÆc fosc lµ 250KHz
2. Thêi gian thùc thay ®æi khi tÇn sè thay ®æi. Khi tÇn sè fEP hay fosc Lµ 270kHz th×
thêi gian thùc hiÖn ®îc tÝnh 250/270 ´ 40 = 35ms v.v…
3. C¸c ký hiÖu viÕt t¾t trong b¶ng lµ:
4.
DD RAM RAM d÷ liÖu hiÓn thÞ (Display Data RAM)
CG RAM RAM m¸y ph¸t ký tù (character Generator)
ACC §Þa chØa cña RAM m¸y ph¸t ký tù
ADD §Þa chØ cña RAM d÷ liÖu hiÓn thÞ phï hîp víi ®Þa chØ con trá.
AC Bé ®Õm ®Þa chØ (Address Counter) ®îc dïng cho c¸c ®Þa chØ DD RAM vµ CG
RAM.
1/D = 1 T¨ng 1/D = 0 Gi¶m
S=1 KÌm dÞch hiÓn thÞ
S/C = 1 DÞch hiÓn thÞ S/C = 0 DÞch con trá
R/L = 1 DÞch sang ph¶i R/L = 0 DÞch tr¸i
DL = 1 8 bÝt DL = 0 4 bÝt
N=1 2 dßng N=1 1 dßng
F=1 Ma trËn ®iÓm 5 ´ 10 F=0 Ma trËn ®iÓm 5 ´ 7
BF = 1 BËn BF = 0 Cã thÓ nhËn lªnh
12.2 Phèi ghÐp 8051 víi ADC vµ c¸c c¶m biÕn.
PhÇn nµy sÏ kh¸m ph¸ ghÐp c¸c chÝp ADC (bé chuyÓn ®æi t¬ng tù sè) vµ c¸c
c¶m biÕn nhiÖt víi 8051.
12.1.1 C¸c thiÕt bÞ ADC.
C¸c bé chuyÓn ®æi ADC thuéc trong nh÷ng thiÕt bÞ ®îc sö dông réng r·i
nhÊt ®Ó thu d÷ liÖu. C¸c m¸y tÝnh sè sö dông c¸c gi¸ trÞ nhÞ ph©n, nhng trong thÕ
giíi vËt lý th× mäi ®¹i lîng ë d¹ng t¬ng tù (liªn tôc). NhiÖt ®é, ¸p suÊt (khÝ hoÆc
chÊt láng), ®é Èm vµ vËn tèc vµ mét sè Ýt träng nh÷ng ®¹i lîng vËt lý cña thÕ giíi
thùc mµ ta gÆp hµng ngµy. Mét ®¹i lîng vËt lý ®îc chuyÓn vÒ dßng ®iÖn hoÆc ®iÖn
¸p qua mét thiÕt bÞ ®îc gäi lµ c¸c bé biÕn ®æi. C¸c bé biÕn ®æi còng cã thÓ ®îc coi
nh c¸c bé c¶m biÕn. MÆc dï chØ cã c¸c bé c¶m biÕn nhiÖt, tèc ®é, ¸p suÊt, ¸nh s¸ng
vµ nhiÒu ®¹i lîng tù nhiªn kh¸c nhng chóng ®Òu cho ra c¸c tÝn hiÖu d¹ng dßng
®iÖn hoÆc ®iÖn ¸p ë d¹ng liªn tôc. Do vËy, ta cÇn mét bé chuyÓn ®æi t¬ng tù sè sao
cho bé vi ®iÒu khiÓn cã thÓ ®äc ®îc chóng. Mét chÝp ADC ®îc sö dông réng r·i lµ
ADC 804.
12.2.2 ChÝp ADC 804.
ChÝp ADC 804 lµ bé chuyÓn ®æi t¬ng tù sè trong hä c¸c lo¹t ADC 800 tõ
h·ng National Semiconductor. Nã còng ®îc nhiÒu h·ng kh¸c s¶n xuÊt, nã lµm viÖc
víi +5v vµ cã ®é ph©n gi¶i lµ 8 bÝt. Ngoµi ®é ph©n gi¶i th× thêi gian chuyÓn ®æi còng
lµ mét yÕu tè quan träng kh¸c khi ®¸nh gi¸ mét bé ADC. Thêi gian chuyÓn ®æi ®îc
®Þnh nghÜa nh lµ thêi gian mµ bé ADC cÇn ®Ó chuyÓn mét ®Çu vµo t¬ng tù thµnh
mét sè nhÞ ph©n. Trong ADC 804 thêi gian chuyÓn ®æi thay ®æi phô thuéc vµo tÇn sè
®ång hå ®îc cÊp tíi ch©n CLK vµ CLK IN nhng kh«ng thÓ nhanh h¬n 110ms. C¸c
ch©n cña ADC 804 ®îc m« t¶ nh sau:
1. Ch©n CS - chän chÝp: Lµ mét ®Çu vµo tÝch cùc møc thÊp ®îc sö dông ®Ó kÝch
ho¹t chÝp ADC 804. §Ó truy cËp ADC 804 th× ch©n nµy ph¶i ë møc thÊp.
2. Ch©n RD (®äc): §©y lµ mét tÝn hiÖu ®Çu vµo ®îc tÝch cùc møc thÊp. C¸c bé
ADC chuyÓn ®æi ®Çu vµo t¬ng tù thµnh sè nhÞ ph©n t¬ng ®¬ng víi nã vµ gi÷
nã trong mét thanh ghi trong. RD ®îc sö dông ®Ó nhËn d÷ liÖu ®îc chuyÓn ®æi
ë ®Çu ra cña ADC 804. Khi CS = 0 nÕu mét xung cao - xuèng - thÊp ®îc ¸p ®Õn
ch©n RD th× ®Çu ra sè 8 bÝt ®îc hiÓn diÖn ë c¸c ch©n d÷ liÖu D0 - D7. Ch©n RD
còng ®îc coi nh cho phÐp ®Çu ra.
3. Ch©n ghi WR (thùc ra tªn chÝnh x¸c lµ “B¾t ®Çu chuyÓn ®æi”). §©y lµ ch©n ®Çu
vµo tÝch cùc møc thÊp ®îc dïng ®Ó b¸o cho ADC 804 b¾t ®Çu qu¸ tr×nh chuyÓn
®æi. NÕu CS = 0 khi WR t¹o ra xung cao - xuèng - thÊp th× bé ADC 804 b¾t ®Çu
chuyÓn ®æi gi¸ trÞ ®Çu vµo t¬ng tù Vin vÒ sè nhÞ ph©n 8 bÝt. Lîng thêi gian cÇn
thiÕt ®Ó chuyÓn ®æi thay ®æi phô thuéc vµo tÇn sè ®a ®Õn ch©n CLK IN vµ CLK
R. Khi viÖc chuyÓn ®æi d÷ liÖu ®îc hoµn tÊt th× ch©n INTR ®îc Ðp xuèng thÊp
bëi ADC 804.
4. Ch©n CLK IN vµ CLK R.
Ch©n CLK IN lµ mét ch©n ®Çu vµo ®îc nèi tíi mét nguån ®ång hå ngoµi khi
®ång hå ngoµi ®îc sö dông ®Ó t¹o ra thêi gian. Tuy nhiªn 804 còng cã mét m¸y t¹o
xung ®ång hå. §Ó sö dông m¸y t¹o xung ®ång hå trong (còng cßn ®îc gäi lµ m¸y
t¹o ®ång hå riªng) cña 804 th× c¸c ch©n CLK IN vµ CLK R ®îc nèi tíi mét tô ®iÖn
vµ mét ®iÖn trë nh chØ ra trªn h×nh 12.5. Trong trêng hîp nµy tÇn sè ®ång hå ®îc
x¸c ®Þnh b»ng biÓu thøc:
1
f=
1,1RC
gi¸ trÞ tiªu biÓu cña c¸c ®¹i lîng trªn lµ R = 10kW vµ C= 150pF vµ tÇn sè
nhËn ®îc lµ f = 606kHz vµ thêi gian chuyÓn ®æi sÏ mÊt lµ 110ms.
ADC0804
+5V
20
10k 1
POT Vin(+) Vcc 18
1 D0
Vin(-) 17
1 D1
A GND 16
9 D2
Vref/2 15 to
D3 LEDs
19 14
CLK R D4
13
D5
12
10k 4 D6
150pF CLK in 11
D7
1
CS
2 3
RD WR Nomally
10 5 Open
D GND INTR
START
H×nh 12.5: KiÓm tra ADC 804 ë chÕ ®é ch¹y tù do.
5. Ch©n ng¾t INTR (ng¾t hay gäi chÝnh x¸c h¬n lµ “kÕt thóc chuyÓn ®æi’).
§©y lµ ch©n ®Çu ra tÝch cùc møc thÊp. B×nh thêng nã ë tr¹ng th¸i cao vµ khi
viÖc chuyÓn ®æi hoµn tÊt th× nã xuèng thÊp ®Ó b¸o cho CPU biÕt lµ d÷ liÖu ®îc
chuyÓn ®æi s½n sµng ®Ó lÊy ®i. Sau khi INTR xuèng thÊp, ta ®Æt CS = 0 vµ göi mét
xung cao 0 xuèng - thÊp tíi ch©n RD lÊy d÷ liÖu ra cña 804.
6. Ch©n Vin (+) vµ Vin (-).
§©y lµ c¸c ®Çu vµo t¬ng tù vi sai mµ Vin = Vin (+) - Vin (-). Th«ng thêng Vin
(-) ®îc nèi xuèng ®Êt vµ Vin (+) ®îc dïng nh ®Çu vµo t¬ng tù ®îc chuyÓn ®æi
vÒ d¹ng sè.
7. Ch©n VCC.
§©y lµ ch©n nguån nuèi +5v, nã còng ®îc dïng nh ®iÖn ¸p tham chiÕu khi
®Çu vµo Vref/2 (ch©n 9) ®Ó hë.
8. Ch©n Vref/2.
Ch©n 9 lµ mét ®iÖn ¸p ®Çu vµo ®îc dïng cho ®iÖn ¸p tham chiÕu. NÕu ch©n
nµy hë (kh«ng ®îc nèi) th× ®iÖn ¸p ®Çu vµo t¬ng tù cho ADC 804 n»m trong d¶i 0
®Õn +5v (gièng nh ch©n VCC). Tuy nhiªn, cã nhiÒu øng dông mµ ®Çu vµo t¬ng tù
¸p ®Õn Vin cÇn ph¶i kh¸c ngoµi d¶i 0 ®Õn 5v. Ch©n Vref/2 ®îcdïng ®Ó thùc thi c¸c
®iÖn ¸p ®Çu vµo kh¸c ngoµi d¶i 0 - 5v. VÝ dô, nÕu d¶i ®Çu vµo t¬ng tù cÇn ph¶i lµ 0
®Õn 4v th× Vref/2 ®îc nèi víi +2v.
B¶ng 12.5 biÓu diÔn d¶i ®iÖn ¸p Vin ®èi víi c¸c ®Çu vµo Vref/2 kh¸c nhau.
B¶ng 12.5: §iÖn ¸p Vref/2 liªn hÖ víi d¶i Vin.
Vref/ 2(V) Vin(V) Step Size (mV)
Hë * 0 ®Õn 5 5/256 = 19.53
2.0 0 ®Õn 4 4/255 = 15.62
1.5 0 ®Õn 3 3/256 = 11.71
1.28 0 ®Õn 2.56 2.56/256 = 10
1.0 0 ®Õn 2 2/256 = 7.81
0.5 0 ®Õn 1 1/256 = 3.90
Ghi chó: - VCC = 5V
- * Khi Vref/2 hë th× ®o ®îc ë ®ã kho¶ng 2,5V
- KÝch thíc bíc (®é ph©n d¶i) lµ sù thay ®æi nhá nhÊt mµ ADC cã thÓ
ph©n biÖt ®îc.
9. C¸c ch©n d÷ liÖu D0 - D7.
C¸c ch©n d÷ liÖu D0 - D7 (D7 lµ bÝt cao nhÊt MSB vµ D0 lµ bÝt thÊp nhÊt LSB)
lµ c¸c ch©n ®Çu ra d÷ liÖu sè. §©y lµ nh÷ng ch©n ®îc ®Öm ba tr¹ng th¸i vµ d÷ liÖu
®îc chuyÓn ®æi chØ ®îc truy cËp khi ch©n CS = 0 vµ ch©n RD bÞ ®a xuèng thÊp.
§Ó tÝnh ®iÖn ¸p ®Çu ra ta cã thÓ sö dông c«ng thøc sau:
V in
D out =
kich thuoc buoc
Víi Dout lµ ®Çu ra d÷ liÖu sè (d¹ng thËp ph©n). Vin lµ ®iÖn ¸p ®Çu vµo t¬ng tù
vµ ®é ph©n d¶i lµ sù thay ®æi nhá nhÊt ®îc tÝnh nh lµ (2 ´ Vref/2) chia cho 256 ®èi
víi ADC 8 bÝt.
10. Ch©n ®Êt t¬ng tù vµ ch©n ®Êt sè.
§©y lµ nh÷ng ch©n ®Çu vµo cÊp ®Êt chung cho c¶ tÝn hiÖu sè vµ t¬ng tù. §Êt
t¬ng tù ®îc nèi tíi ®Êt cña ch©n Vin t¬ng tù, cßn ®Êt sè ®îc nèi tíi ®Êt cña ch©n
Vcc. Lý do mµ ta ph¶i cã hai ®Êt lµ ®Ó c¸ch ly tÝn hiÖu t¬ng tù Vin tõ c¸c ®iÖn ¸p ký
sinh t¹o ra viÖc chuyÓn m¹ch sè ®îc chÝnh x¸c. Trong phÇn tr×nh bµy cña chóng ta
th× c¸c ch©n nµy ®îc nèi chung víi mét ®Êt. Tuy nhiªn, trong thùc tÕ thu ®o d÷ liÖu
c¸c ch©n ®Êt nµy ®îc nèi t¸ch biÖt.
Tõ nh÷ng ®iÒu trªn ta kÕt luËn r»ng c¸c bíc cÇn ph¶i thùc hiÖn khi chuyÓn
®æi d÷ liÖu bëi ADC 804 lµ:
a) BËt CS = 0 vµ göi mét xung thÊp lªn cao tíi ch©n WR ®Ó b¾t ®Çu chuyÓn ®æi.
b) Duy tr× hiÓn thÞ ch©n INTR . NÕu INTR xuèng thÊp th× viÖc chuyÓn ®æi ®îc hoµn
tÊt vµ ta cã thÓ sang bíc kÕ tiÕp. NÕu INTR cao tiÕp tôc th¨m dß cho ®Õn khi nã
xuèng thÊp.
c) Sau khi ch©n INTR xuèng thÊp, ta bËt CS = 0 vµ göi mét xung cao - xuèng - thÊp
®Õn ch©n RD ®Ó lÊy d÷ liÖu ra khái chÝp ADC 804. Ph©n chia thêi gian cho qu¸
tr×nh nµy ®îc tr×nh bµy trªn h×nh 12.6.
CS
WR
D0 – D7 Data out
INTR
Start conversion End conversion
RD
Read it
H×nh 12.6: Ph©n chia thêi gian ®äc vµ ghi cña ADC 804.
12.2.3 KiÓm tra ADC 804.
Chóng ta cã thÓ kiÓm tra ADC 804 b»ng c¸ch sö dông s¬ ®å m¹ch trªn h×nh
12.7. thiÕt lËp nµy ®îc gäi lµ chÕ ®é kiÓm tra ch¹y tù do vµ ®îc nhµ s¶n xuÊt
khuyÕn cao nªn sö dông. H×nh 12.5 tr×nh bµy mét biÕn trë ®îc dïng ®Ó c¾p mét
®iÖn ¸p t¬ng tù tõ 0 ®Õn 5V tíi ch©n ®Çu vµo.
Vin(+) cña ADC 804 c¸c ®Çu ra nhÞ ph©n ®îc hiÓn thÞ trªn c¸c ®Ìn LED cña
b¶ng huÊn luyÖn sè. CÇn ph¶i lu ý r»ng trong chÕ ®é kiÓm tra ch¹y tù do th× ®Çu vµo
CS ®îc nèi tíi ®Êt vµ ®Çu vµo WR ®îc nèi tíi ®Çu ra INTR . Tuy nhiªn, theo tµi
liÖu cña h·ng National Semiconductor “nót WR vµ INTR ph¶i ®îc t¹m thêi ®a
xuèng thÊp kÕ sau chu tr×nh cÊp nguån ®Ó b¶o ®¶m ho¹t ®éng”.
8051 ADC804 5V
P2.5 VCC
RD 10k
P2.6 CLK R
WR CLK IN 150pF
P1.0 D0 Vin(+)
10k
Vin(-) POT
A GND
Vref/2
GND
P1.7 D7
P2.7 INTR
CS
H×nh 12.7: Nèi ghÐp ADC 804 víi nguån ®ång hå riªng.
VÝ dô 12.7:
H·y thö nèi ghÐp ADC 804 víi 8051 theo s¬ ®å 12.7. ViÕt mét ch¬ng tr×nh
®Ó hiÓn thÞ ch©n INTR vµ lÊy ®Çu vµo t¬ng tù vµo thanh ghi A. Sau ®ã gäi mét
ch¬ng tr×nh chuyÓn ®æi m· Hex ra ASCII vµ mét ch¬ng tr×nh hiÓn thÞ d÷ liÖu.
Thùc hiÖn ®iÒu nµy liªn tôc.
Lêi gi¶i:
; §Æt P2.6 = WR (b¾t ®Çu chuyÓn ®æi cÇn 1 xung thÊp lªn cao)
; §Æt ch©n P2.7 = 0 khi kÕt thóc chuyÓn ®æi
; §Æt P2.5 = RD (xung cao - xuèng - thÊp sÏ ®äc d÷ liÖu tõ ADC)
; P1.0 – P1.7 cña ADC 804
MOV P1, # 0FFH ; Chän P1 lµ cæng ®Çu vµo
BACK: CLR P2.6 ; §Æt WR = 0
SETB P2.6 ; §Æt WR = 1 ®Ó b¾t ®Çu chuyÓn ®æi
HERE: JB P2.7, HERE ; Chê cho P2.7 to ®Ó kÕt thóc chuyÓn ®æi
CLR P2.5 ; KÕt thóc chuyÓn ®æi, cho phÐp ®äc RD
MOV A, P1 ; §äc d÷ liÖu vµo thanh ghi A
ACALL CONVERSION ; ChuyÓn ®æi sè Hex ra m· ASCII
ACALL DATA-DISPLAY ; HiÓn thÞ d÷ liÖu
SETB P2.5 ; §a RD = 1 ®Ó cho lÇn ®äc sau.
SJMP BACK
8051 ADC804 5V
P2.5 VCC
RD
P2.6 CLK R
WR CLK IN
P1.0 D0 Vin(+)
10k
Vin(-) POT
D Q A GND
Vref/2
Q GND
P1.7 D0
P2.7 INTR
D Q CS
Q
74LS74
H×nh 12.8: Nèi ghÐp ADC 804 víi ®ång hå tõ XTAL2 cña 8051.
Trªn h×nh 12.8 ta cã thÓ thÊy r»ng tÝn hiÖu ®ång hå ®i vµo ADC 804 lµ tõ tÇn
sè th¹ch anh cña 8051. V× tÇn sè nµy qu¸ cao nªn ta sö dông hai m¹ch lËt Rlip - Flop
kiÓu D (74LS74) ®Ó chia tÇn sè nµy cho 4. Mét m¹ch lËt chia tÇn sè cho 2 nÕu ta nèi
®Çu Q tíi ®Çu vµo D. §èi víi tÇn sè cao h¬n th× ta cÇn sö dông nhiÒu m¹ch Flip -
Plop h¬n.
12.2.4 Phèi ghÐp víi mét c¶m biÕn nhiÖt cña 8051.
C¸c bé biÕn ®æi (Transducer) chuyÓn ®æi c¸c ®¹i lîng vËt lý vÝ dô nh nhiÖt
®é, cêng ®é ¸nh s¸ng, lu tèc vµ tèc ®é thµnh c¸c tÝn hiÖu ®iÖn phô thuéc vµo bé
biÕn ®æi mµ ®Çu ra cã thÓ lµ tÝn hiÖu d¹ng ®iÖn ¸p, dßng, trë kh¸ng hay dung kh¸ng.
VÝ dô, nhiÖt ®é ®îc biÕn ®æi thµnh vÒ c¸c tÝn hiÖu ®iÖn sö dông mét bé biÕn ®æi gäi
lµ Rhermistor (bé c¶m biÕn nhiÖt), mét bé c¶m biÕn nhiÖt ®¸p øng sù thay ®æi nhiÖt
®é b»ng c¸ch thay ®æi trë kh¸ng nhng ®¸p øng cña nã kh«ng tuyÕn tÝnh (xem b¶ng
12.6).
B¶ng 12.6: Trë kh¸ng cña bé c¶m biÕn nhiÖt theo nhiÖt ®é.
NhiÖt ®é (0C) Trë kh¸ng cña c¶m biÕn (kW)
0 29.490
25 10.000
50 3.893
75 1.700
100 0.817
B¶ng 12.7: Híng dÉn chän lo¹t c¸c c¶m biÕn hä LM34.
M· ký hiÖu D¶i nhiÖt ®é §é chÝnh x¸c §Çu ra
LM34A -55 F to + 300 C + 2.0 F 10mV/F
LM34 -55 F to + 300 C + 3.0 F 10mV/F
LM34CA -40 F to + 230 C + 2.0 F 10mV/F
LM34C -40 F to + 230 C + 3.0 F 10mV/F
LM34D -32 F to + 212 C + 4.0 F 10mV/F
B¶ng 12.8: Híng dÉn chän lo¹t c¸c c¶m biÕn nhiÖt hä LM35.
M· s¶n phÈm D¶i nhiÖt ®é §é chÝnh x¸c §Çu ra
LM35A -55 C to + 150 C + 1.0 C 10 mV/F
LM35 -55 C to + 150 C + 1.5 C 10 mV/F
LM35CA -40 C to + 110 C + 1.0 C 10 mV/F
LM35C -40 C to + 110 C + 1.5 C 10 mV/F
LM35D 0 C to + 100 C + 2.0 C 10 mV/F
TÝnh chÊt g¾n liÖn víi viÖc viÕt phÇn mÒm cho c¸c thiÕt bÞ phi tuyÕn nh vËy
®· ®a nhiÒu nhµ s¶n xuÊt tung ra thÞ trêng c¸c lo¹t bé c¶m biÕn nhiÖt tuyÕn tÝnh.
C¸c bé c¶m biÕn nhiÖt ®¬n gi¶n vµ ®îc sö dông réng r·i bao gåm c¸c lo¹t hä LM34
vµ LM35 cña h·ng National Semiconductor Corp.
12.2.5 C¸c bé c¶m biÕn nhiÖt hä LM34 vµ LM35.
Lo¹t c¸c bé c¶m biÕn LM34 lµ c¸c bé c¶m biÕn nhiÖt m¹ch tÝch hîp chÝnh
x¸c cao mµ ®iÖn ¸p ®Çu ra cña nã tû lÖ tuyÕn tÝnh v¬Ý nhiÖt ®é Fahrenheit (xem h×nh
12.7). lo¹t LM34 kh«ng yªu cÇu c©n chØnh bªn ngoµi v× vèn nã ®· ®îc c©n chØnh
råi. Nã ®a ra ®iÖn ¸p 10mV cho sù thay ®æi nhiÖt ®é 10F. b¶ng 12.7 híng dÉn ta
chän c¸c c¶m biÕn lo¹t LM34.
Lo¹t c¸c bé c¶m biÕn LM35 còng lµ c¸c bé c¶m biÕn nhiÖt m¸ch tÝch hîp
chÝnh x¸c cao mµ ®iÖn ¸p ®Çu ra cña nã tû lÖ tuyÕn tÝnh víi nhiÖt ®é theo thang ®é
Celsius. Chóng còng kh«ng yªu cÇu c©n chØnh ngoµi v× vèn chóng ®· ®îc c©n
chØnh. Chóng ®a ra ®iÖn ¸p 10Mv cho mçi sù thay ®æi 10C. B¶ng 12.8 híng dÉn ta
chän c¸c c¶m biÕn hä LM35.
12.2.6 Phèi hîp tÝn hiÖu vµ phèi ghÐp LM35 víi 8051.
Phèi hîp tÝn hiÖu lµ mét thuËt ng÷ ®îc sö dông réng r·i trong lÜnh vùc thu ®o
d÷ liÖu. HÇu hÕt c¸c bé biÕn ®æi ®Òu ®a ra c¸c tÝn hiÖu ®iÖn d¹ng ®iÖn ¸p, dßng
®iÖn, dung kh¸ng hoÆc trë kh¸ng. Tuy nhiªn, chóng ta cÇn chuyÓn ®æi c¸c tÝn hiÖu
nµy vÒ ®iÖn ¸p nh»m göi ®Çu vµo ®Õn bé chuyÓn ®æi ADC. Sù chuyÓn ®æi (biÕn ®æi)
nµy ®îc gäi chung lµ phèi hîp tÝn hiÖu. Phèi hîp tÝn hiÖu cã thÓ lµ viÖc chuyÓn ®æi
dßng ®iÖn thµnh ®iÖn ¸p hoÆc sù khuyÕch ®¹i tÝn hiÖu. VÝ dô, bé c¶m biÕn nhiÖt thay
®æi trë kh¸ng víi nhiÖt ®é. Sù thay ®æi trë kh¸ng ph¶i ®îc chuyÓn thµnh ®iÖn ¸p ®Ó
cã thÓ ®îc sö dông cho c¸c ADC. XÐt trêng hîp nèi mét LM35 tíi mét ADC 804
v× ADC 804 cã ®é ph©n d¶i 8 bÝt víi tèi ®a 256 bíc (28) vµ LM35 (hoÆc ML34) t¹o
®iÖn ¸p 10mV cho mçi sù thay ®æi nhiÖt ®é 10C nªn ta cã thÓ t¹o ®iÒu kiÖn Vin cña
ADC 804 t¹o ra mét Vout = 2560mV (2,56V) cho ®Çu ra ®Çu thang ®o. do vËy, nh»m
t¹o ra Vout ®Çy thang 2,56V cho ADC 804 ta cÇn ®Æt ®iÖn ¸p Vref/2 = 1,28V. §iÒu nµy
lµm cho Vout cña ADC 804 ®¸p øng trùc tiÕp víi nhiÖt ®é ®îc hiÓn thÞ trªn LM35
(xem b¶ng 12.9). C¸c gi¸ trÞ cña Vref/2 ®îc cho ë b¶ng 12.5.
B¶ng 12.9: NhiÖt ®é.
NhiÖt ®é (0C) Vin (mV) Vout (D7 – D0)
0 0 0000 0000
1 10 0000 0001
2 20 0000 0010
3 30 0000 0011
10 100 0000 1010
30 300 0001 1110
C¸c ®¹i lîng vËt lý
(nhiÖt ®é, ¸p suÊt, lu tèc v.v…)
Bé biÕn ®æi
Phèi hîp tÝn hiÖu
ADC
Bé vi ®iÒu khiÓn
H×nh 12.9: Thu ®o c¸c ®¹i lîng vËt lý.
8051 ADC804 5V
P2.5 VCC
RD LM35 or
P2.6 CLK R
WR CLK IN LM34
P1.0 D0 Vin(+)
Vin(-)
GND 2.5k
D Q A GND
Vref/2
Q GND
LM336
10k
P1.7 D7 Set to
P2.7 INTR 1.28V
D Q CS
Q
H×nh 12.10
H×nh 12.10: Nèi ghÐp 8051 víi DAC 804 vµ c¶m biÕn nhiÖt ®é.
H×nh 12.10 biÓu diÔn nèi ghÐp cña bé c¶m biÕn nhiÖt ®Õn ADC 804. Lu ý
r»ng ta sö dông ®i èt zener LM336 - 2.5 ®Ó cè ®Þnh ®iÖn ¸p qua biÕn trë 10kW t¹i
2,5V. ViÖc sö dông LM336 - 2.5 cã thÓ vît qua ®îc mäi dao ®éng lªn xuèng cña
nguån nu«i.
12.2.7 ChÝp ADC 808/809 víi 8 kªnh t¬ng tù.
Mét chÝp h÷u Ých kh¸c cña National Semiconductor lµ ADC 808/809 (xem
h×nh 12.11). Trong khi ADC 804 chØ cã mét ®Çu vµo t¬ng tù th× chÝp nµy cã 8 kªnh
®Çu vµo. Nh vËy nã cho phÐp ta hiÓn thÞ lªn 8 bé biÕn ®æi kh¸c nhau chØ qua mét
chÝp duy nhÊt. Lu ý r»ng, ADC 808/809 cã ®Çu ra d÷ liÖu 8 bÝt nh ADC 804. 8
kªnh ®Çu vµo t¬ng tù ®îc dån kªnh vµ ®îc chän theo b¶ng 12.10 sö dông ba ch©n
®Þa chØ A, B vµ C.
IN0 GND Clock Vcc D0
IN7 ADC808/809
D7
Vref(+) EOC
Vref(-) OE
SC ALE A C C
(LSB)
H×nh 12.11: Bé biÕn ®æi ADC 808/809.
B¶ng 12.10: Chän kªnh t¬ng tù cña ADC 808.
Chän kªnh t¬ng tù C B A
IN0 0 0 0
IN1 0 0 1
IN2 0 1 0
IN3 0 1 1
IN4 1 0 0
IN5 1 0 1
IN6 1 1 0
IN7 1 1 1
Trong ADC 808/809 th× Vrer(+) vµ Vref(-) thiÕt lËp ®iÖn ¸p tham chiÕu. NÕu
Vref (-1) = Gnd vµ Vref (+) = 5V th× ®é ph©n d¶i lµ 5V/256 = 19,53mV. Do vËy, ®Ó cã
®é ph©n d¶i 10mV ta cÇn ®Æt Vref (+) = 2,56V vµ Vref (-) = Gnd. Tõ h×nh 12.11 ta thÊy
cã ch©n ALE. Ta sö dông c¸c ®Þa chØ A, B vµ C ®Ó chän kªnh ®Çu vµo IN0 – IN7 vµ
kÝch ho¹t ch©n ALE ®Ó chèt ®Þa chØ. Ch©n SetComplete ®Ó b¾t ®Çu chuyÓn ®æi (Start
Conversion). Ch©n EOC ®îc dïng ®Ó kÕt thóc chuyÓn ®æi (End - Of - Conversion)
vµ ch©n OE lµ cho phÐp ®äc ®Çu ra (Out put Enable).
12.2.7 C¸c bíc lËp tr×nh cho ADC 808/809.
C¸c bíc chuyÓn d÷ liÖu tõ ®Çu vµo cña ADC 808/809 vµo bé vi ®iÒu khiÓn
nh sau:
1. Chän mét kªnh t¬ng tù b»ng c¸ch t¹o ®Þa chØ A, B vµ C theo b¶ng 12.10.
2. KÝch ho¹t ch©n ALE (cho phÐp chèt ®Þa chØ Address Latch Enable). Nã cÇn xung
thÊp lªn cao ®Ó chèt ®Þa chØ.
3. KÝch ho¹t ch©n SCb»ng xung cao xuèng thÊp ®Ó b¾t ®Çu chuyÓn ®æi.
4. HiÓn thÞ OEC ®Ó b¸o kÕt thóc chuyÓn ®æi. §Çu ra cao - xuèng - thÊp b¸o r»ng d÷
liÖu ®· ®îc chuyÓn ®æi vµ cÇn ph¶i ®îc lÊy ®i.
5. KÝch ho¹t OE cho phÐp ®äc d÷ liÖu ra cña ADC. Mét xung cao xuèng thÊp tíi
ch©n OE sÏ ®em d÷ liÖu sè ra khái chÝp ADC.
Lu ý r»ng trong ADC 808/809 kh«ng cã ®ång hå riªng vµ do vËy ph¶i cÊp
xung ®ång bé ngoµi ®Õn ch©n CLK. MÆc dï tèc ®é chuyÓn ®æi phô thuéc vµo tÇn sè
®ång hå ®îc nèi ®Õn CLK nhng nã kh«ng nhanh h¬n 100ms.
