Elektronski fakultet u Niu Mikroprocesorski sistemi AD konvertor

Elektronski fakultet u Nišu Mikroprocesorski sistemi AD konvertor sa integrisanim kolom ADC 0804 i PIC 16 F 877 mikrokontrolerom Mentor: Prof. Dr Mile Stojčev Studenti: Branko Stojić 10990 Milan Stojiljković 10991

ANALOGNO-DIGITALNA KONVERZIJA • Analogno-digitalna konverzija predstavlja generisanje digitalnog kodovanog broja koji odgovara analognom ulaznom signalu • Elektronsko kolo koje vrši konverziju naziva se analogno-digitalni konvertor, ili skraćeno A/D konvertor (ADC).

A/D konvertor sa sukcesivnim aproksimacijama

Uglavnom se A/D konvertori klasifikuju po načinu ili brzini konverzije: • Vrlo brzi A/D konvertori, formirani korišćenjem paralelnih komparatora koji se jos nazivaju i direktni ili fleš A/D konvertori. • Konvertori srednje brzine, koji napon na ulazu porede sa referentnim naponom generisanim D/A konvertorom. • Konvertori male brzine, koji najčešće proces konverzije napona u digitalni broj obavljaju merenjem vremena za koje napon, koji raste linearno sa vremenom, dostigne vrednost ulaznog napona. I oni se još zovu serijski ili integratorski A/D konvertori ili konvertori sa vremenskim ekvivalentom

PRENOSNA F-JA A/D KONVERTORA • Prenosna funkcija je dijagram na kome je prikazan kod na izlazu iz A/D konvertora za vrednosti ulaznog signala A/D konvertora • Dijagram prenosne funkcije nije kontinualan već se sastoji od 2 N kodova, gde je N rezolucija A/D konvertora u bitima • Ako bi povezali ove kodove jednom linijom idealna prenosna funkcija bi bila prava linija

Idealna prenosna funkcija 3 -bitnog A/D konvertora

MIKROKONTROLER • Mikrokontroler je u suštini pravi ''mali računar'' na čipu, koji sadrži sve gradivne blokove CPU-a (ALU, PC, SP, registre i dr. ), ali takodje i RAM, ROM, paralelne i seriske U/I portove, generatore takta • Mikrokontroler je uređaj opšte namene, koji pribavlja podatke, obavlja ograničenu obradu nad tim podacima, i upravlja svojim okruženjem na osnovu rezultata izracunavanja • Mikrokontroler u toku svog rada koristi fiksni program koji je smešten u ROM-u i koji se ne menja u toku životnog veka sistema

Osnovne karakteristike mikrokontrolera PIC 16 F 877 • Op-kôd obima 14 bita • Hardverski magacin sa osam nivoa • Tri nacina adresiranja: -direktno -indirektno -relativno • Programska memorija kapaciteta 8 kx 14 -bitnih reči realizovane u FLASH tehnologiji

• • • Memorije za podatke tipa RAM kapaciteta 368 x 8 bita Memorije za podatke EEPROM tipa kapaciteta 256 x 8 bita Prekidi ( do 14 izvora prekida) U/I portovi: A, B, C, D, E Mala potrosnja energije: <0. 6 m. A pri naponu od 3 V i radnoj frekvenciji od 4 MHz 20µA pri naponu od 3 V i radnom taktu od 32 k. Hz <1µA u standby nacinu rada • Izbor tipa oscilatora • Mala potrošnja, velika brzina rada • Radni napon od 2 V do 5. 5 V

Blok dijagram mikrokontrolera

• Mikrokontroler koristi ograničen skup jedno- ili dvo-bajtnih instrukcija koje se koriste za pribavljanje programa i podataka iz interne memorije. Veliki broj ulazno-izlaznih pinova mikrokontrolera se može koristiti za vise namena sto se softverski definiše. • Mikrokontroler komunicira sa spoljnim svetom (pribavlja i predaje podatke) preko svojih pinova, pri čemu je arhitektura i skup instrukcija projektovan za manipulisanje podacima obima bajt ili bit. • Programator – uređaj koji omogućava da program bude upisan u memoriju mikrokontlolera.

HARDVER • • Funkcionalna i blok šema Ispravljački stepen sa stabilizacijom napona AD konvertor ADC 0804 Ulazni stepen AD konvertora ADC 0804 Povezivanje kola za reset i oscilatora Kontrolna logika Povezivanje LCD-a

Funkcionalna šema sistema

Ulazna veličina / Analogni DC napon ADC 0804 Izlazna reč In wr cs rd Port C Ispravljački stepen Port D PIC 16 F 877 P o r t Izlazni intrerfejs / LCD B Blok šema sistema

Ispravljački stepen

ADC 0804 • • Osobine : 800 c 48 Bus kompatibilan vreme konverzije , 100 us lako se povezuje na većinu mikroprocesora radi u „Stand alone modu „ ttl kompatibilni ulazi i izlazi clock generator na samom cipu raspon analognog ulaznog napona 0 -5 v

ADC 0804

Ulazni stepen

Kolo za reset i oscilator

Kontrolna logika

Vremenski dijagrami

Povezivanje LCD-a

Izgled štampane pločice – pogled odozgo

Izgled štampane pločice – pogled odozdo

Raspored komponenata

Karakteristika ADC 0804

Greška konverzije