Giới thiệu IC ADC0804

0
303

ADC0804 là IC chuyển đổi tín hiệu analog sang digital 8bit có thể chuyển đồng thời 8 đầu vào analog. Giá trị đầu ra digital có thể thay đổi trong khoảng từ 0 đến 255. Nó sử dụng bộ chuyển đổi xấp xỉ (Successive approximation converter) dựa vào thang đo điện áp vi sai (Differential potentiometric ladder).

Các linh kiện khác nhau có thể thực hiện các chức khác nhau và chuyển đổi dữ liệu cho các thiết bị khác để thực hiện chức năng khác. Vấn đề cơ bản là việc dịch dữ liệu giữa các linh kiện này.

Trong điện tử, có cách giao tiếp dữ liệu khác nhau giữa các thiết bị đã được phát minh để có thể hoạt động hiệu quả theo hai hoặc nhiều linh kiện khác nhau.

Tại sao cần sử dụng ADC

Tín hiệu đầu ra của các đối tượng (nhiệt độ, độ ẩm,…) khác nhau luôn có thể biểu diễn ở dạng toán học hoặc các giá trị toán học. Các giá trị toán học này luôn ở dạng tín hiệu liên tục. Nói cách khác, những giá trị này luôn có điểm bắt đầu và điểm kết thúc nhưng giữa hai điểm này, chúng có giá trị vô hạn.

Các giá trị analog này rất dễ đọc với thời gian thực. Với các máy móc hoặc thiết bị điện tử, hầu hết chúng không thể đọc giá trị một cách chính xác. Có thể đọc giá trị bắt đầu hoặc kết thúc nhưng hầu hết các trường hợp thì không thể đọc một cách chính xác.

Máy móc và thiết bị điện tử luôn thực hiện các chức năng thuộc “miền tần số”. Để giải quyết vấn đề này, thường sử dụng bộ chuyển đổi tín hiệu từ Analog sang Digital (ADC).

Giới thiệu ADC0804

Có nhiều bộ chuyển đổi từ Analog sang Digital (ADC) được sử dụng để chuyển đổi tín hiệu analog cho bộ vi xử lý hoặc bộ điều khiển. Mỗi bộ ADC đều có đặc tính kỹ thuật và ưu điểm riêng theo yêu cầu. Ở đây sẽ thảo luận về IC ADC0804 là bộ chuyển đổi tín hiệu analog sang digital 8 bit điện áp thấp.

ADC0804 là IC điện áp thấp sử dụng để chuyển đổi tín hiệu analog sang tín hiệu digital 8bit điện áp thấp. Hoạt động với nguồn 0-5 V, có 1 đầu vào Analog và 8 chân digital đầu ra.

ADC0804 có 1 xung clock bên trong nhưng để tăng hoặc thay đổi chu kỳ xung clock, có thể sử dụng xung clock bên ngoài. Luôn nhớ rằng tốc độ chuyển đổi tín hiệu không thể nhanh hơn 110us nếu sử dụng xung clock bên trong hoặc bên ngoài.

Mạch bên trong

ADC0804 chuyển tín hiệu analog sang digital nhưng để chuyển đổi tín hiệu analog, nó sử dụng các Gate, Flipflop, Shift Register, Tristate, Clock, latch và Ladder và Decoder, v.v. Nhưng thành phần chính được sử dụng trong ADC0804 để chuyển đổi tín hiệu là SAR Latch.

SAR Latch chuyển đổi tín hiệu analog liên tục thành tín hiệu digital / tín hiệu rời rạc bằng cách dò nhị phân sử dụng quantization/mapping level. Các thành phần khác trong “ADC0804” như tri-state, 8-bit shifter, v.v. được sử dụng để cấp đầu ra tương ứng tín hiệu đầu vào.

Tri-state là thanh ghi bên trong được sử dụng để lưu dữ liệu cho đến khi có xung từ logic cao xuống logic thấp. Thanh ghi dịch 8bit được sử dụng để cấp đầu ra theo trình tự để các thiết bị khác có thể đọc ở dạng 8bit.

Sơ đồ chân ADC0804

IC ó 20 chân:

Sơ đồ chân ADC0804

Cấu hình chân

  1. CS: Là chân Chip select được sử dụng để chọn thiết bị. Khi sử dụng nhiều ADC thì chân này được sử dụng để chọn thiết bị thực hiện. Kích hoạt ở mức logic thấp.
  2. RD: Là chân đọc tín hiệu. Chân RD được sử dụng khi muốn nhận giá trị đầu ra từ thanh ghi bên trong. Xung thay đổi logic từ cao xuống thấp sẽ kích hoạt chức năng của chân này
  3. WR: Là chân đầu vào Write được sử dụng để bắt đầu chuyển đổi tín hiệu khi được cấp xung thay đổi từ cao xuống thấp
  4. CLK IN: Là chân đầu vào sử dụng để nhận xung clock bên ngoài.
  5. INTR: Là chân ngắt báo quá trình chuyển đổi tín hiệu đã hoàn tất. Nó sẽ ở mức logic thấp khi quá trình chuyển đổi hoàn tất.
  6. Vin (+): Là chân đầu vào analog cho tín hiệu đảo. Hầu hết các thiết bị cấp tín hiệu analog ở dạng không đảo nên sử dụng chân này làm đầu vào analog.
  7. Vin (-): Là chân đầu vào analog cho tín hiệu đảo. Do bản chất tín hiệu hầu hết ở dạng không đảo, nên mắc chân vào mass.
  8. AGND : Chân mass cho đầu vào analog
  9. View : Được sử dụng để cấp điện áp tham chiếu cho phép đọc đầy đủ thang đo giá trị dòng điện.
  10. DGND : Chân này mắc vào mass của linh kiện nhận đầu ra digital.
  11. DB0 – DB7: Là đầu ra digital ở dạng 8-bit.
  12. CLK R: Chân này dùng để định thời RC sử dụng xung nhịp bên trong.
  13. VCC: Chân cấp nguồn. Không được lớn hơn +6,5 V. Chủ yếu sử dụng nguồn +5.0 V.

Các tính năng của ADC0804

  • Tương thích với tất cả các bộ vi điều khiển và bộ vi xử lý hoạt động ở  5 V.
  • Có thể tính điện áp khác nhau từ 0 đến 5V bằng cách chỉ sử dụng một nguồn cấp 5V duy nhất.
  • Hoạt động với mức điện áp tham chiếu khác nhau. Mức tối thiểu là 2,5 V.
  • Hỗ trợ các linh kiện điện tử CMOS và TTL.
  • Nó có một xung nhịp bên trong với tần số 640KHz.
  • Vận hành không cần hiệu chỉnh về 0
  • Thời gian chuyển đổi tín hiệu tối thiểu 110us
  • Cí chiều rộng 0,3 inch với package DIP 20 chân
  • Có đầu vào điện áp analog khác nhau.
  • Dải giá trị đầu ra digital từ 0 – 255
  • Dải điện áp đầu vào 2,5V – 6,5V
  • Hoạt động độc lập với bộ vi xử lý 8 bit bên trong.
  • Khi Vref = 5V, cứ mỗi lần tăng 19,53mV giá trị analog thì sẽ tăng một bit ở đầu ra digital.

Nơi ứng dụng và cách sử dụng ADC0804

ADC0804 được sử dụng ở bất kỳ điểm nhận một giá trị analog với điện áp từ 2,5V – 6,5V. Để sử dụng ADC0804, cần tuân theo một số quy tắc. Nguồn DCV sẽ mắc vào chân Vcc và GND mắc chân GND.

Để bật thiết bị, hãy cấp logic thấp vào chân CS. Ngoài ra, để linh kiện đọc và ghi dữ liệu cần cấp logic thấp vào chân RD và WR. Để sử dụng xung clock bên trong cần sử dụng mạch RC với điện trở 10K và điện dung 100pF ở chân CLK. Tuân theo những điều trên, ADC0804 sẽ có thể hoạt động.

Nơi ứng dụng và cách sử dụng ADC0804

Ví dụ mạch mô phỏng Proteus

Đây là một mạch ví dụ ADC0804 trong mô phỏng proteus. Mạch ví dụ chuyển đổi giá trị điện áp thành giá trị digital. Đầu tiên, hoàn thành mạch kết nối ở trên rồi làm theo hướng dẫn sau.

Gắn tín hiệu điện áp cần biến đổi vào chân analog + và nối mass vào chân analog -ve.

Để điều khiển, hãy gắn trạng thái logic có thể thay đổi giá trị vào chân INT và WR.

Gắn trình xem trạng thái logic vào các chân đầu ra của ADC0804

Ở đây do sử dụng cùng một nguồn đầu vào và đầu ra nên GND của analog và digital sẽ dùng chung nguồn điện.

Điện áp đầu vào không được lớn hơn 6,5V.

Trong Proteus, nó có thể hoạt động với điện áp lớn hơn 6,5V. Nhưng thực tế, IC có thể sẽ cháy.

Cuối cùng, sẽ có trạng thái mạch sau:

Cuối cùng, sẽ có trạng thái mạch sau:

Sau khi hoàn thành mạch và xem trạng thái đầu ra.

Sau khi hoàn thành mạch và xem trạng thái đầu ra.

Bất cứ khi nào điện áp sẽ thay đổi bằng cách sử dụng biến trở thì sẽ hiển thị giá trị ở dạng nhị phân tương ứng.

Theo hình trên nhận được giá trị “11001100” bằng cách cấp 4V vào đầu vào.

Chuyển đổi nhị phân sang digital:

(11001100) ₂ = (1 × 2⁷) + (1 × 2⁶) + (0 × 2⁵) + (0 × 2⁴) + (1 × 2³) + (1 × 2²) + (0 × 2¹) + (0 × 2⁰) = 204

Giá trị analog = Tỷ lệ chuyển đổi x Giá trị thập phân

Tỷ lệ chuyển đổi: Khi Vref = 5V, cứ mỗi 19,53mV giá trị analog sẽ tăng một bit ở đầu ra digital.

Giá trị tương tự = 19,53 x 51 = 393,7mV = 3,9V

Điện áp thực tế nhận được sau khi chuyển đổi digital là 3,9 và điện áp ở đầu vào là 4V, gần với giá trị điện áp digital. Việc chuyển đổi điện áp chỉ là một ví dụ. Có rất nhiều ứng dụng khác trong cuộc sống, trong đó ADC0804 có thể được sử dụng để thực hiện các chức năng, như cảm biến nhiệt độ, cảm biến nhiệt, v.v. Hãy xem bài viết sau:

Giao tiếp ADC0804 với vi điều khiển 8051

Các ứng dụng

Sử dụng phổ biến với các bộ vi xử lý, vi điều khiển và IC.

Hoạt động với bộ vi xử lý 8-bit.

Được sử dụng để chuyển đổi các giá trị từ cảm biến nhiệt độ, nguồn điện áp và các cảm biến analog và nguồn điện khác.

Các IC ADC và DAC khác:

HX711, ICL7107, ADS1115DAC0808DAC0832

>> Mời anh em xem thêm

Tôi là một người làm việc trong lĩnh vực cơ khí, thiết bị công nghiệp....Blog là nơi tôi chia sẻ thông tin hữu ích đến các bạn đọc.
Subscribe
Notify of
0 Bình luận
Inline Feedbacks
View all comments