ADC & UART

Analog & Digital Signal Analog Signal Digital Signal Digital Signal

Analog to Digital Converter Sampling and Hold Quantize

Sampling Rate Selection fs >= 2 Bandwidth

Sampling Rate Selection Resolution LSB = (Vref+-Vref-)/2k

ADC ชนิด Successive Approximation

ADC ของ PIC18F8722 PIC18F8722 มีวงจร Analog to Digital Converter ขนาด 10 bit ทั้งหมด 16 วงจร (AN0-AN15)

ADC ของ PIC18F8722

ADC ของ PIC18F8722

ADC ของ PIC18F8722

Register ของ ADC PIC มี Register ที่เกี่ยวกับ ADC ทั้งหมด 5 ตัวคือ A/D Result High Register (ADRESH) A/D Result Low Register (ADRESL) A/D Control Register 0 (ADCON0) A/D Control Register 1 (ADCON1) A/D Control Register 2 (ADCON2)

ADRESH และ ADRESL ADRESH และ ADRESL เป็น Register ที่ใช้เก็บผลลัพธ์ของการ แปลง ADC

ADCON0 ADCON0 เป็น Register ที่ใช้กำหนดว่าจะให้วงจร VAin ของวงจร ADC ต่อกับ AN ตัวที่เท่าใด (CHS3:0) สั่งให้ ADC เริ่มทำงาน Go/DONE และตรวจสอบว่า ADC ทำงานเสร็จหรือยัง ADON

ADCON0

ADCON1 ADCON1 เป็น Register ที่ใช้กำหนดให้ AN ตัวใดทำงานเป็น Analog Input Port หรือทำงานเป็น Digital I/O Port (PCFG3:0) และกำหนดให้ RA3/AN3 เป็น VRef+ และ RA2/AN2 เป็น VRef- (VCFG1:0)

ADCON1

ADCON2 ADCON2 เป็น Register ที่ ใช้กำหนด Acquisitio n Time ของวงจร ADC

Acquisition Time สัญญาณ Analog จะถูกป้อนผ่านสวิทซ์ไปเข้าที่ขา VAin ของวงจร ADC จากนั้น CHOLD จะถูกชาร์จประจุให้มีแรงดันเท่ากับขา VAin

Acquisition Time เพื่อให้การแปลง ADC มีความถูกต้อง จะต้องให้แรงดันของ CHOLD เท่ากับ VAin เนื่องจาก VAin ชาร์จประจุ CHOLD ผ่าน RS, RSS ดังนั้นจึงต้องใช้เวลาใน การชาร์จประจุ เราเรียกเวลาดังกล่าวว่า Acquisition Time (TACQ)

Acquisition Time

เราสามารถตั้งค่า Acquisition Time ได้จาก ACQT<2:0> เมื่อเซ็ทให้ GO/DONE = 1 PIC จะรอเป็นเท่ากับ Acquisition Time จากนั้นจึงเริ่มแปลง ADC และเมื่อแปลง ADC เสร็จแล้ว GO/DONE จะเท่ากับ 0

ขั้นตอนการแปลง ADC

#include <p18f8722.h> #include <adc.h> #include <delays.h> #include <timers.h> #define NUMBER_OF_LEDS 8 #pragma code int result; int shift; void main(void) { TRISAbits.TRISA0=1; TRISD = 0; PORTD = 0; ADCON1 = 0b00001110; ADCON2 = 0b10001010; ADCON0bits.ADON = 1; while(1) { ADCON0bits.GO=1; while(ADCON0bits.GO); result = ADRES; result >>=2; if(result==0) result = 1; // PORTD = result; PORTD=1<<shift; shift++; shift %=8; Delay10KTCYx(20); }

การสื่อสารแบบดิจิตอล การสื่อสารแบบดิจิตอลสามารถแบ่งออกเป็น 2 กลุ่มคือ การสื่อสารแบบขนาน (Parallel Communication) IEEE 488 หรือ General Purpose Interface Bus (GPIB) IEEE 1248 หรือ Centronics Parallel Protocol SCSI (Small Computer System Interface) IDE (Integrated Drive Electronics) ISA (Industrial Standard Architecture) PCI (Peripheral Component Interconnect) AGP (Accelerated Graphics Port)

การสื่อสารแบบดิจิตอล การสื่อสารแบบอนุกรม (Serial Communication) RS 232 RS 422 RS 485 UART (Universal Asynchronous receiver-transmitter) USART (Universal Synchronous- Asynchronous receiver-transmitter) MIDI IEEE1394 หรือ FireWire CAN (Controller Area Network) USB (Universal Serial Bus) I2C (Inter Integrated Circuit) SPI (Serial Peripheral Interface bus) Micro-wire Ethernet Fiber optics Bluetooth WiFi

เปรียบเทียบการสื่อสารแบบขนานและอนุกรม การสื่อสารแบบขนานสามารถรับส่งข้อมูลได้เร็วกว่าการสื่อสารแบบอนุกรม เนื่องจากสามารถรับส่งข้อมูลได้หลายบิทพร้อมกัน การสื่อสารแบบขนานใช้จำนวน Port มากกว่าการสื่อสารแบบอนุกรม การสื่อสารแบบขนานสามารถรับส่งข้อมูลได้สั้นกว่าแบบอนุกรมเนื่องจาก เกิดสัญญาณ Crosstalk ขึ้นระหว่างสายสัญญาณแต่ละเส้น

Universal Asynchronous Receiver and Transmitter (UART) Transmit (TX) ใช้ในการส่งข้อมูล Receiver (RX) ใช้ในการรับข้อมูล สามารถรับส่งข้อมูลได้ 2 โหมดคือ 8 bit-Transmission ประกอบด้วย 1 start bit, 8-bit data, 1 stop

Universal Asynchronous Receiver and Transmitter (UART) 9 bit-Transmission ประกอบด้วย 1 start, 9-bit Data (บิทที่ 8 มักใช้ เป็น parity bit), 1 stop Bit parity Bit ใช้ในการตรวจสอบความ ถูกต้องของข้อมูล มีอยู่ 2 แบบคือ even parity, parity bit = 1 ถ้า จำนวนบิทข้อมูลที่เป็น 1 เป็นเลขคี่ odd parity, parity bit = 1 ถ้า จำนวนบิทข้อมูลที่เป็น 1 เป็นเลขคู่

Universal Asynchronous Receiver and Transmitter (UART) BAUD Rate หมายถึงจำนวนบิททั้งหมด (start + stop + data + parity) ที่สามารถรับส่งได้ใน 1 วินาที BAUD Rate มาตรฐานมีดังนี้ 110, 300, 600, 1200, 2400, 4800, 9600, 14400, 19200, 38400, 57600, 115200, 128000 และ 256000

Register ที่เกี่ยวข้อง

Register ที่เกี่ยวข้อง

Register ที่เกี่ยวข้อง

ตารางการเซ็ท Configuration Bit สำหรับ คำนวณ BAUD Rate Configuration Bits BRG/EUSART Mode BAUD Rate Formula SYNC BRG16 BRGH 8-bit/Asynchronous Fosc/[64(n+1)] 1 Fosc/[16(n+1)] 16-bit/Asynchronous Fosc/[4(n+1)] x 8-bit/Synchronous 16-bit/Synchronous n = SPBRGx (8-bit Asynchronous) หรือ n = SPBRGHx:SPBRGx (16-bit Asynchronous

วิธีการคำนวณ BAUD Rate n=SPBRGHx:SPBRGx

ตัวอย่างการคำนวณ BAUD Rate

void UART_Init(void) { BRGH = 1; BRG16 = 0; SPBRG = 25; SYNC = 0; //Setting Asynchronous Mode, ie UART SPEN = 1; //Enables Serial Port TRISC7 = 1; //As Prescribed in Datasheet TRISC6 = 0; //As Prescribed in Datasheet CREN = 1; //Enables Continuous Reception TXEN = 1; //Enables Transmission } void UART_Write(char data) { while(!TRMT); TXREG = data; } char UART_TX_Empty() return TRMT; void UART_Write_Text(char *text) int i; for(i=0;text[i]!='\0';i++) UART_Write(text[i]);

char UART_Data_Ready() { return RCIF; } char UART_Read() while( char UART_Data_Ready() { return RCIF; } char UART_Read() while(!RCIF); return RCREG; void UART_Read_Text(char *Output, unsigned int length) unsigned int i; for(int i=0;i<length;i++) Output[i] = UART_Read();

#define _XTAL_FREQ 8000000 #include <xc #define _XTAL_FREQ 8000000 #include <xc.h> #include <pic18f8722.h> #include "uart.h" // BEGIN CONFIG #pragma config FOSC = HS #pragma config WDTE = OFF #pragma config PWRTE = OFF #pragma config BOREN = ON #pragma config LVP = OFF #pragma config CPD = OFF #pragma config WRT = OFF #pragma config CP = OFF //END CONFIG void main() { TRISB = 0xFF; //PORTB as Input nRBPU = 0; //Enables PORTB Internal Pull Up Resistors UART_Init(); do UART_Write(PORTB); __delay_ms(100); } while(1); } #define _XTAL_FREQ 4000000 #include <xc.h> #include <pic18f8722.h> #include "uart.h" // BEGIN CONFIG #pragma config FOSC = HS #pragma config WDTE = OFF #pragma config PWRTE = OFF #pragma config BOREN = ON #pragma config LVP = OFF #pragma config CPD = OFF #pragma config WRT = OFF #pragma config CP = OFF //END CONFIG void main() { TRISB = 0x00; //PORTB as Output UART_Init(); do if(UART_Data_Ready()) PORTB = UART_Read(); __delay_ms(100); }while(1); }