هناك العديد من الإشارات الكهربائية في الطبيعة التناظرية ، مما يعني أن الكمية تتغير مباشرة بكمية أخرى. حيث تكون الكمية الأولى هي الجهد بينما يمكن أن تكون الكمية الأخرى أي شيء مثل القوة ودرجة الحرارة وتسارع الضوء والضغط. على سبيل المثال ، في مستشعر درجة الحرارة IC LM35 يتغير جهد o / p اعتمادًا على درجة الحرارة ، لذلك إذا تمكنا من قياس الجهد ، فيمكننا حساب درجة الحرارة. لكن معظم المتحكمات الدقيقة رقمية بطبيعتها. يمكنهم فقط التمييز بين المستوى المنخفض أو العالي على دبابيس i / p.
على سبيل المثال ، إذا كانت i / p أكبر من 2.5 فولت ، فسيتم قراءتها على أنها عالية (1) وأقل من 2.5 فولت ، فسيتم قراءتها على أنها منخفضة (0). لذلك لا يمكننا قياس الجهد مباشرة من الميكروكونترولر. لتصحيح هذه المشكلة ، فإن معظم المتحكمات الدقيقة لها امتداد محول تناظري رقمي الوحدات التي ستتحول من جهد إلى رقم بحيث يمكن التعامل معها بواسطة نظام رقمي مثل الميكروكونترولر. يتيح لنا ذلك ربط جميع أنواع الأجهزة التناظرية بوحدة تحكم دقيقة. بعض الأمثلة على الأجهزة التناظرية هي درجة الحرارة والضوء واللمس ومقياس التسارع والميكروفون لتسجيل الصوت. يرجى اتباع الرابط التالي ل أنواع المستشعرات التناظرية والرقمية مع التطبيقات .
ADC في PIC متحكم
محول تناظري إلى رقمي في متحكم الموافقة المسبقة عن علم
تمت مناقشة المحول التناظري إلى الرقمي في متحكم PIC أدناه.
متحكم الموافقة المسبقة عن علم
يشير مصطلح PIC إلى وحدات التحكم في الواجهة القابلة للبرمجة ، والتي يمكن برمجتها مسبقًا لتنفيذ مجموعة كبيرة من المهام. يمكن التحكم في خط الإنتاج بواسطة مبرمج مسبقًا متحكم مع مؤقتات . تشتمل تطبيقات المتحكمات الدقيقة PIC بشكل أساسي على العديد من الأجهزة الإلكترونية مثل الأدوات الإلكترونية وأنظمة التحكم في الكمبيوتر وأنظمة الإنذار.
متحكم الموافقة المسبقة عن علم
توجد أنواع مختلفة من المتحكمات الدقيقة PIC ، بينما توجد أفضلها على الأرجح في مجموعة GENIE للميكروكونترولر القابلة للبرمجة. ميكروكنترولر PIC مبرمجة وتكرارها بواسطة برنامج معالج الدائرة. تعتبر وحدات التحكم الدقيقة هذه غير مكلفة إلى حد ما ويمكن شراؤها كمجموعات أو دوائر مسبقة الصنع يمكن للمستخدم تصميمها.
التناظرية إلى التحويل الرقمي
يعد المحول التناظري إلى الرقمي ضروريًا في ملف نظام مضمن لأنه بينما تتعامل هذه الأنظمة مع القيم الرقمية ، فإن محيطها عادة ما يتضمن إشارات تناظرية مختلفة. يجب تغيير هذه الإشارات إلى رقمية قبل معالجتها بواسطة الميكروكونترولر. حاليًا ، يمكننا معرفة كيفية قراءة إشارة تناظرية خارجية باستخدام متحكم PIC وعرض تحويل الإخراج الرقمي على عرض شاشات الكريستال السائل . ستكون إشارة الإدخال عبارة عن جهد متغير بين 0 إلى 5 فولت.
التناظرية إلى التحويل الرقمي
إن أهم مواصفات المحول التناظري إلى الرقمي هي الدقة. يحدد هذا كيف يقيس ADC بالضبط إشارات i / p التناظرية. ADCs الشائعة المتوفرة في السوق هي 8 بت و 10 بت و 12 بت. على سبيل المثال ، الجهد المرجعي لـ ADC هو 0-5 فولت ، ثم محول تناظري رقمي 8 بت سوف يكسر هذا الجهد إلى 256 جزءًا. لذلك يمكن حسابه بالضبط حتى 5 / 256v = 19mV تقريبًا. في حين أن المحول التناظري إلى الرقمي 10 بت سوف يكسر الجهد إلى 1024 جزء. لذلك يمكن حسابه بالضبط حتى 5/1024 = 4.8 مللي فولت تقريبًا. لذلك يمكنك أن تلاحظ أن وحدة التحكم الرقمي (ADC) ذات 8 بتات لا يمكنها التمييز بين 1mV و 18mV. المحول التناظري إلى الرقمي في متحكم PIC هو 10 بت.
المواصفات الأخرى لـ ADC هي معدل أخذ العينات ، الذي يحدد مدى السرعة التي يمكن أن يأخذ بها محول A / D القراءات. تدعي Microchip أن ADC للموافقة المسبقة عن علم يمكن أن يصل إلى 100 ألف عينة / ثانية.
ADC في PIC متحكم
عادةً ما تحتوي وحدة التحويل التناظري إلى الرقمي في متحكم PIC على 5-i / ps للأجهزة ذات 28 سنًا وأيضًا 8-i / ps للأجهزة ذات 40 سنًا. تغيير الإشارة التناظرية إلى PIC ، تأثيرات وحدة ADC في رقم رقمي مكافئ 10 بت. تحتوي وحدة ADC المزودة بوحدة تحكم دقيقة على برنامج مرجعي للجهد المنخفض والعالي قابل للتحديد i / p لمجموعة من VSS و VDD و RA2 و RA3. في المشروع التالي ، سنقوم بتحويل المدخلات التناظرية إلى رقم رقمي مع مرجع عالي الجهد ومرجع جهد منخفض. سيظهر o / p باستخدام مصابيح LED. يمكنك تغيير الفولتية المرجعية عن طريق ترتيب سجل ADCON1.
رسم تخطيطي لدائرة ADC في متحكم الموافقة المسبقة عن علم
يظهر أدناه الرسم التخطيطي لدائرة المحول التناظري إلى الرقمي 10 بت باستخدام متحكم PIC. يتم استقبال جهد اختبار i / p لـ ADC من مقياس جهد 5 كيلو متصلاً عبر مقياس الجهد ، ويتصل بالمسامرين (AN2 / RA2) للمتحكم الدقيق PIC. ال مزود الطاقة تم تحديده كجهد مرجعي للتحويل التناظري إلى الرقمي. وبالتالي ، فإن محول 10 بت A / D سيغير أي جهد تناظري إلى رقمي. سيتم عرض الإخراج على شاشة LCD.
رسم تخطيطي لدائرة ADC في متحكم الموافقة المسبقة عن علم
البرنامج مطلوب
تتضمن برمجة تحويل A / D في متحكم PIC الترتيب السجلات مثل ADCON0 و ADCON1 و ANSEL.
- يتم استخدام سجل ADCON0 لاختيار قناة i / p التناظرية ، وبدء التحويل والتحقق من اكتمال التحويل أم لا ، وكذلك تشغيل / إيقاف تشغيل الوحدة.
- يستخدم سجل ADCON1 لاختيار مرجع الجهد ، وترتيب المنافذ كنظير رقمي
- يستخدم سجل ADCON2 لاختيار تنسيق بيانات A / D ، وتحديد وقت الاستحواذ ، وإعداد ساعة A / D.
عند استخدام الإدخال التناظري AN2 / RA2 ، يجب إصلاح سجل ANSEL المكافئ. في السجل ADCON0 ، امسح HS0 & CHS2 وقم بتعيين CHS1 ، بحيث ترتبط القناة AN2 بدائرة S&H الداخلية ( عينة وعقد الدائرة ). في سجل ADCON1 ، سيؤدي مسح بت VCFG إلى اختيار مصدر الجهد للتحويل التناظري إلى الرقمي. يستخدم هذا السجل لتحديد مصدر CLK في التحويل التناظري إلى الرقمي. على الرغم من أن برنامج MikroC Pro الخاص بالمتحكم الدقيق قد حصل على وظيفة مكتبة مضمنة تسمى ADC_Read () ، بشكل افتراضي ، يستخدم RC CLK الداخلي لعملية ADC. لذلك لا داعي لإعادة ضبط سجل ADCON1.
وبالتالي ، فإن هذا كله يتعلق بالمحول التناظري إلى الرقمي في متحكم PIC ، والذي يتضمن ما هو متحكم PIC ، والمحول التناظري إلى الرقمي ، و ADC في متحكم PIC والبرنامج المطلوب. نأمل أن يكون لديك فهم أفضل لهذا المفهوم. علاوة على ذلك ، فإن أي استفسارات بخصوص هذا المفهوم أو مشاريع المتحكم PIC أو مشاريع كهربائية وإلكترونية ، يرجى تقديم اقتراحاتكم القيمة من خلال التعليق في قسم التعليقات أدناه. اليك سؤال ما هي تطبيقات التناظرية للمحول الرقمي؟
