W naturze istnieją różne sygnały elektryczne, które są analogowe, co oznacza, że ilość zmienia się bezpośrednio z inną wielkością. Gdzie pierwsza wielkość to napięcie, podczas gdy inna wielkość może być dowolną wielkością, taką jak siła, temperatura, lekkie przyspieszenia i ciśnienie. Na przykład w Czujnik temperatury IC LM35 napięcie o / p zmienia się w zależności od temperatury, więc gdybyśmy mogli zmierzyć napięcie, moglibyśmy obliczyć temperaturę. Jednak większość mikrokontrolerów ma charakter cyfrowy. Rozróżniają tylko niski lub wysoki poziom na pinach i / p.
Na przykład, jeśli i / p jest większe niż 2,5 V, to zostanie odczytane jako wysokie (1), a jest mniejsze niż 2,5 V, a następnie zostanie odczytane jako niskie (0). Nie możemy więc bezpośrednio zmierzyć napięcia z mikrokontrolerów. Aby rozwiązać ten problem, większość mikrokontrolerów ma rozszerzenie Analogowy do cyfrowego konwertera jednostki, które będą konwertować napięcie na liczbę, dzięki czemu może być obsługiwane przez system cyfrowy, taki jak mikrokontrolery. Dzięki temu możemy łączyć wszystkie typy urządzeń analogowych z jednostką mikrokontrolera. Niektóre przykłady urządzeń analogowych to temperatura, światło, dotyk, akcelerometr i mikrofon do nagrywania dźwięku. Proszę skorzystać z poniższego linku dla Rodzaje czujników analogowych i cyfrowych wraz z aplikacjami .
ADC w mikrokontrolerze PIC
Przetwornik analogowo-cyfrowy w mikrokontrolerze PIC
Przetwornik analogowo-cyfrowy w mikrokontrolerze PIC omówiono poniżej.
Mikrokontroler PIC
Termin PIC oznacza sterowniki z programowalnym interfejsem, które mogą być wstępnie zaprogramowane do wykonywania różnorodnych zadań. Linia produkcyjna może być sterowana za pomocą wstępnie zaprogramowanej mikrokontroler z timerem . Zastosowania mikrokontrolerów PIC dotyczą głównie różnych urządzeń elektronicznych, takich jak gadżety elektroniczne, komputerowe systemy sterowania, systemy alarmowe.
Mikrokontroler PIC
Istnieją różne typy mikrokontrolerów PIC, a najlepsze z nich można znaleźć w ofercie programowalnych mikrokontrolerów GENIE. Programowane są mikrokontrolery PIC i powielane przez oprogramowanie kreatora obwodów. Te mikrokontrolery są nieco niedrogie i można je kupić jako zestawy lub gotowe układy, które może zaprojektować użytkownik.
Konwersja analogowo-cyfrowa
Konwerter analogowo-cyfrowy jest niezbędny w Wbudowany system ponieważ, podczas gdy te systemy zajmują się wartościami cyfrowymi, ich otoczenie zwykle obejmuje różne sygnały analogowe. Sygnały te muszą zostać zmienione na cyfrowe, zanim zostaną przetworzone przez mikrokontroler. Obecnie możemy zobaczyć, jak odczytać zewnętrzny sygnał analogowy za pomocą mikrokontrolera PIC i wyświetlić konwersję wyjścia cyfrowego na wyświetlacz LCD . Sygnałem wejściowym będzie zmienne napięcie z zakresu od 0 do 5 V.
Konwersja analogowo-cyfrowa
Najważniejszą specyfikacją przetwornika analogowo-cyfrowego jest rozdzielczość. Określa, jak dokładnie przetwornik ADC mierzy analogowe sygnały i / p. Typowe przetworniki ADC dostępne na rynku to 8-bitowe, 10-bitowe i 12-bitowe. Na przykład napięcie odniesienia ADC wynosi 0-5 woltów, wówczas 8-bitowy przetwornik analogowo-cyfrowy rozbije to napięcie na 256 części. Więc może obliczyć to dokładnie do 5 / 256v = ok. 19mV. Podczas gdy 10-bitowy przetwornik analogowo-cyfrowy rozbije napięcie na 1024 części. Więc może to obliczyć dokładnie do 5/10 1024 = ok. 4,8 mV. Możesz więc zaobserwować, że 8-bitowy przetwornik ADC nie jest w stanie określić różnicy między 1 mV a 18 mV. Przetwornik analogowo-cyfrowy w mikrokontrolerze PIC jest 10-bitowy.
Inną specyfikacją ADC jest częstotliwość próbkowania, która określa, jak szybko przetwornik A / D może dokonywać odczytów. Firma Microchip twierdzi, że ADC PIC może osiągnąć nawet 100 tys. Próbek / sek.
ADC w mikrokontrolerze PIC
Moduł konwersji analogowo-cyfrowej w mikrokontrolerze PIC ma zwykle 5-i / ps dla urządzeń 28-pinowych, a także 8-i / ps dla urządzeń 40-pinowych. Zmiana sygnału analogowego na PIC, moduł ADC wpływa na równoważną 10-bitową liczbę cyfrową. Moduł ADC z mikrokontrolerem ma wybierane programowo wartości odniesienia i / p niskiego i wysokiego napięcia dla pewnej kombinacji VSS, VDD, RA2 i RA3. W następnym projekcie przekonwertujemy wejście analogowe na liczbę cyfrową z odniesieniem wysokiego i niskiego napięcia. O / p zostanie pokazane za pomocą diod LED. Możesz zmienić napięcia odniesienia, ustawiając rejestr ADCON1.
Schemat obwodu ADC w mikrokontrolerze PIC
Schemat obwodu 10-bitowego przetwornika analogowo-cyfrowego wykorzystującego mikrokontroler PIC pokazano poniżej. Testowe napięcie i / p ADC jest odbierane z potencjometru 5k podłączonego do potencjometru i łączy się z dwoma pinami (AN2 / RA2) mikrokontrolera PIC. Plik zasilacz jest wybierane jako napięcie odniesienia dla konwersji analogowo-cyfrowej. Zatem 10-bitowy przetwornik analogowo-cyfrowy zmieni dowolne napięcie analogowe na cyfrowe. Wyjście zostanie wyświetlone na wyświetlaczu LCD.
Schemat obwodu ADC w mikrokontrolerze PIC
Wymagane oprogramowanie
Programowanie konwersji A / C w mikrokontrolerze PIC obejmuje aranżację rejestry jak ADCON0, ADCON1 i ANSEL.
- Rejestr ADCON0 służy do wyboru analogowego kanału i / p, rozpoczęcia konwersji i sprawdzenia, czy konwersja się zakończyła, a także do włączania / wyłączania modułu.
- Rejestr ADCON1 służy do wyboru napięcia odniesienia oraz do uporządkowania portów jako analogowych do cyfrowych
- Rejestr ADCON2 służy do wyboru formatu danych A / D, ustalenia czasu akwizycji, ustawienia zegara A / D.
Ponieważ używane jest wejście analogowe AN2 / RA2, równoważny rejestr ANSEL musi być ustalony. W rejestrze ADCON0 wyczyść HS0 i CHS2 i ustaw CHS1, tak aby kanał AN2 był powiązany z wewnętrznym obwodem S&H ( próbkowanie i utrzymywanie obwodu ). W rejestrze ADCON1 wyczyszczenie bitu VCFG spowoduje wybranie źródła napięcia dla konwersji analogowo-cyfrowej. Rejestr ten służy do wyboru źródła CLK w konwersji analogowo-cyfrowej. Chociaż MikroC Pro dla mikrokontrolera ma wbudowaną funkcję biblioteczną zwaną ADC_Read (), domyślnie używa wewnętrznego RC CLK do działania ADC. Nie ma więc potrzeby resetowania rejestru ADCON1.
Tak więc chodzi o przetwornik analogowo-cyfrowy w mikrokontrolerze PIC, który obejmuje mikrokontroler PIC, przetwornik analogowo-cyfrowy, ADC w mikrokontrolerze PIC i wymagane oprogramowanie. Mamy nadzieję, że lepiej zrozumieliście tę koncepcję. Ponadto wszelkie pytania dotyczące tej koncepcji lub Projekty mikrokontrolerów PIC lub projekty elektryczne i elektroniczne , podaj cenne sugestie, komentując w sekcji komentarzy poniżej. Oto pytanie do Ciebie, jakie są zastosowania przetwornika analogowego na cyfrowy?
