Lucrarea nr. 7 Conversia Analog Numerică Modulul ANALOG TO DIGITAL CONVERTER (A/D)

Size: px

Start display at page:

Download "Lucrarea nr. 7 Conversia Analog Numerică Modulul ANALOG TO DIGITAL CONVERTER (A/D)"

Easter Tyler
5 years ago
Views:

Lucrarea nr. 7 Conversia Analog Numerică Modulul ANALOG TO DIGITAL CONVERTER (A/D) Acest modul permite conversia unui semnal de intrare analogic într-un număr pe 10 biți.

1 Lucrarea nr. 7 Conversia Analog Numerică Modulul ANALOG TO DIGITAL CONVERTER (A/D) Acest modul permite conversia unui semnal de intrare analogic într-un număr pe 10 biți. Modulul este controlat prin intermediul a 5 regiștrii: Registrul rezultat conversie A/D (ADRESH) Registrul rezultat conversie A/D (ADRESL) Registrul de control 0 (ADCON0) Registrul de control 1 (ADCON1) Registrul de control 2 (ADCON2) Registrul ADCON0 controlează modul de operare al modulului. REGISTRUL ADCON0 bit 7-6 Unimplemented: Read as 0 bit 5-2 CHS<3:0> Analog Channel Select bits(1) 0000 = Channel 0 (AN0) 0001 = Channel 1 (AN1) 0010 = Channel 2 (AN2) 0011 = Channel 3 (AN3) 0100 = Channel 4 (AN4) 0101 = Channel 5 (AN5) 0110 = Channel 6 (AN6) 0111 = Channel 7 (AN7) 1000 = Channel 8 (AN8) 1001 = Channel 9 (AN9) 1010 = Channel 10 (AN10) 1011 = Channel 11 (AN11) 1100 = Channel 12 (AN12)) 1101 = Channel 13 (AN13) 1110 = Channel 14 (AN14) 1111 = Channel 15 (AN15) bit 1 GO/DONE: A/D Conversion Status bit When ADON = 1: 1 = A/D conversion in progress 0 = A/D Idle bit 0 ADON: A/D On bit 1 = A/D converter module is enabled 0 = A/D converter module is disabled Registrul ADCON1 configurează pinii porturilor utilizate pentru conversia A/D. REGISTER 21-2: ADCON1: A/D CONTROL REGISTER 1 bit 7-6 Unimplemented: Read as 0 bit 5-4 VCFG<1:0>: Voltage Reference Configuration bits 1

bit 3-0 PCFG<3:0>: A/D Port Configuration Control bits: A = Analog input D = Digital I/O REGISTER ADCON2: bit 7 ADFM: A/D Result Format Select bit 1 = Right justified 0 = Left justified bit 6

2 bit 3-0 PCFG<3:0>: A/D Port Configuration Control bits: A = Analog input D = Digital I/O REGISTER ADCON2: bit 7 ADFM: A/D Result Format Select bit 1 = Right justified 0 = Left justified bit 6 Unimplemented: Read as 0 bit 5-3 ACQT<2:0>: A/D Acquisition Time Select bits 111 = 20 TAD 110 = 16 TAD 101 = 12 TAD 100 = 8 TAD 011 = 6 TAD 010 = 4 TAD 001 = 2 TAD 000 = 0 TAD(1) bit 2-0 ADCS<2:0>: A/D Conversion Clock Select bits 111 = FRC (clock derived from A/D RC oscillator)(1) 110 = FOSC/ = FOSC/ = FOSC/4 011 = FRC (clock derived from A/D RC oscillator)(1) 010 = FOSC/ = FOSC/8 000 = FOSC/2 Tensiunea de referință poate fi aleasă prin program și poate fi diferența de tensiune între sursă (V DD ) și masă (V SS ) sau diferența de tensiune între pinii RA3/AN3/VREF+ și RA2/AN2/VREF- pins. Pentru realizarea unei conversii analog numerice trebuie urmați pașii următori: 1. Configurarea modului A/D: - Se configurează pinii analogici și tensiunea de referință (folosnd registrul ADCON1); 2

3 - Se selectează canalul de intrare (ADCON0); - Se selectează timpul necesar pentru achiziție (ADCON2) - Se selectează ceasul ce controlează conversia (ADCON2) - Se activează modulul A/D (ADCON0) 2. Configurarea întreruperii A/D (dacă se dorește): - Se resetează bitul ADIF; - Se setează bitul ADIE; - Se setează bitul GIE; 3. Se așteaptă timpul necesar pentru achiziție; 4. Se startează conversia: - Se setează bitul GO/DONE (din registrul ADCON0); 5. Se așteaptă terminarea conversiei: - Se verifică dacă bitul GO/DONE a fost resetat sau - Se așteaptă întreruperea A/D; 6. Se citește rezultatul conversiei din registrul ADRESH:ADRESL; 7. Pentru următoarea conversie se merge la pasul 1 sau la pasul 2. Se definește timpul T AD ca timpul de conversie pe bit. Pentru startarea următoarei achiziții trebuie așteptat minim 2T AD. biți). Principiul conversiei analog numerice este prezentat în figura următoare (pentru cazul unui convertor pe 3 În acest caz ave, 8 =2 3 nivelele de tensiune sunt reprezentate prin 8 valori (000, 001,...,111). Pentru o tensiune de referință de 5V și o rezoluție de 10 biți a convertorului, calculul valorii care va fi memorată în regiștrii ADRESH:ADRESL se realizează cu regula de trei simplă. Pentru o tensiune de 3.65 Volți avem următorul număr: Deci o tensiune de intrare de 3.65 V va fi reprezentată prin numărul zecimal 748 sau prin numărul binar În mod asemănător se poate determina orice nivel de tensiune. Numărul memorat în regiștrii ADRESH:ADRESL poate fi plasat de la dreapta la stânga (cei mai semnificativi 6 biți din ADRESH nu sunt luați în considerare) sau de la stânga la dreapta (cei mai puțin semnificativi 6 biți din ADRESL nu sunt luați în considerare). Exemplu: Programul următor afișează pe display tensiunea achiziționată de la bornele potențiometrului R3. Această tensiune poate fi variată între 0 și 5V. #include <xc.h> #include <spi.h> #include <delays.h> #include <stdlib.h> #include <math.h> #include <adc.h> 3

4 // CONFIGURARE Microcontroller #pragma config OSC = HSPLL #pragma config FCMEN = OFF #pragma config IESO = OFF #pragma config PWRT = OFF #pragma config BOREN = OFF #pragma config WDT = OFF #pragma config MCLRE = ON #pragma config LVP = OFF #pragma config XINST = OFF #define CS PORTAbits.RA2 // addresele registrilor circuitului MCP23S17 #define IODIRA_ADDRESS 0x00 #define IODIRB_ADDRESS 0x01 #define GPIOA_ADDRESS 0x12 #define GPIOB_ADDRESS 0x13 // Prototipuri functii void setiodir(char, char); void setgpio(char, char); void lcdcommand(char); void lcdchar(unsigned char); void lcdgoto(char); void lcdwritestring(unsigned char*); int i; unsigned int ADCResult=0; float voltage=0; char buf1[8];buf2[8]; void main(void) { while(1){ for(i=0;i<10;i++) _delay(50000); TRISAbits.RA2=0; // pe portul RA2 se face activarea circuitului Slave CS=1; // setarea CS la high, pentru transmitere informatii la MCP23S17 OpenSPI1(SPI_FOSC_64, MODE_10, SMPEND); // configurare SPI setiodir(iodirb_address,0x00); // setare pini DB0-DB7 ca iesiri setiodir(iodira_address,0x00); // set RS si E LCD ca iesiri lcdcommand(0b ); // Functie setare display: 8 biti, 2 linii lcdcommand(0b ); // Cursor lcdcommand(0b ); // clear display lcdcommand(0b ); // entry mode lcdwritestring("voltmetru:"); // scrierea unui sir de caractere lcdgoto(0x40); // salt la linia 2 // Conversie analog numerica CloseADC(); ADCON0=0; ADCON0bits.ADON = 1; // Activare modul A/D ADCON1=0b ; ADCON2=0b ; ADCON0bits.GO=1; // RA0 = analog input // right Justified Fosc/32 // start conversie while (ADCON0bits.GO); ADCResult = (unsigned int) ReadADC(); voltage = (ADCResult*5.0)/1024; // conversia numărului în tensiune CloseADC(); // închiderea modulului A/D double i_val, f_val, val,i_val1, f_val1; f_val = modf( voltage, &i_val); 4

5 itoa(buf1, i_val, 10); lcdwritestring(buf1); lcdchar('.'); val=f_val*100; f_val1 = modf( val, &i_val1); itoa(buf2, i_val1, 10); lcdwritestring(buf2); lcdchar('v'); CloseSPI1(); // functie utilizata pentru scrierea valorilor in porturile MCP23S17 void setgpio(char address, char value){ CS=0; // inceputul transmisiei WriteSPI1(0x40); WriteSPI1(address); WriteSPI1(value); CS=1; // sfarsitul transmisiei /* funcție utilizata pentru setarea directiei porturilor circuitului MCP23S17 */ void setiodir(char address, char dir){ CS=0; WriteSPI1(0x40); WriteSPI1(address); // selectare IODIRB WriteSPI1(dir); // setare directie CS=1; // functie pentru transmitere comenzi către display void lcdcommand(char command){ setgpio(gpioa_address,0x00); // E=0 setgpio(gpiob_address, command); // transmitere date setgpio(gpioa_address,0x40); // E=1 setgpio(gpioa_address,0x00); // E=0 // Functia pentru afisarea unui caracter pe display void lcdchar(unsigned char letter){ setgpio(gpioa_address,0x80); // RS=1 setgpio(gpiob_address,letter); // transmitere caracter pentru afisare setgpio(gpioa_address, 0xc0); // RS=1, EN=1 setgpio(gpioa_address,0x00); // RS=0, EN=0 //* pozitionare cursor void lcdgoto(char pos){ lcdcommand(0x80+pos); void lcdwritestring(unsigned char *s){ while(*s) lcdchar(*s++); TEME: 1. Să se implementeze programul din exemplu pe un microcontroller PIC18F Să se realizeze un program în care o nouă conversie analog numerică să se realizeze la apăsarea butonului S1. 5

Lucrarea nr. 6 COMUNICAȚIA SERIALĂ SINCRONĂ Modulul MASTER SYNCHRONOUS SERIAL PORT (MSSP)

Prezentare generală Lucrarea nr. 6 COMUNICAȚIA SERIALĂ SINCRONĂ Modulul MASTER SYNCHRONOUS SERIAL PORT (MSSP) Transmisiunea asincronă este folosita, de regulă, atunci când datele care trebuie transmise