CADRS Cvičenie 11

A/D prevodník a vizualizácia pomocou UART

Literatúra:

• Newbie's Guide to AVR A/D Converter
• Using the USART with AVR-GCC
• Interrupt driven USARTs
• Ako používať USART: knižnica a príklady...

Rekapitulácia

Máte k dispozícii vývojovú dosku MiniMEXLE (popis,schéma zapojenia) a s procesorom ATmega88 (datasheet) a prípadne aj testovací program mexletest2.hex.

V tejto úlohe sa predpokladá znalosť funkcie A/D prevodníka z prednášky (datasheet, str. 87 -- 115). Procesor je nakonfigurovaný na prácu s externým kryštálovým oscilátorom 18,432 MHz (fuses). Demonštračný program je tuto: mexletest2.hex

USART

Nebudeme sa zaoberať detailmi implementácie sériového komunikačného rozhrania procesorov AVR, pre naše účely postačí jednoduchá knižnica, ktorá obsahuje základné funkcie odladené pre dosku MiniMEXLE s procesorom ATmega88 a oscilátorom 18,432 MHz. Máte k dispozícii jednoduchú knižnicu pre prácu so sériovou linkou na procesore ATmega88, stiahnite a pozrite si príklady...

Parametre prenosu pre túto knižnicu sú 9600,n,8,1.

Na prácu so sériovou linkou na vašom PC odporúčame program Terminal by Bray, ale môžete to skúsiť aj s Hyperterminálom.

• Terminal by Bray (download)

Keby niekoho zaujímalo, ako je realizovaný prevod TTL úrovní na RS-232, tak tu je schéma zapojenia, ktorá vychádza z tohoto návodu.

A/D prevodník

Pre nameranú hodnotu N platí vzťah

$U_{in}={\frac {NU_{ref}}{1024}}$

Vstupy A/D prevodníka na MiniMEXLE doske sú zapojené takto:

Kanál       MUX3:0    signál
--------------------------------------------------------------
ADC 0 - 3             nepoužívame
ADC 4        0100     konektor X2, pravý kanál, Termistor NTC
ADC 5        0101     konektor X2, ľavý kanál, dióda LED2
ADC 6 - 7             nepoužívame
Vref         1110     vnútorná referencia 1,1 V
GND          1111     vnútorná zem 0 V

Ako zdroj referenčného napätia použijeme priamo napájacie napätie 5V oddelené tlmivkou a filtrované paralelným kondenzátorom 100n. Zodpovedajúce bity REFS1, REFS0 v registri ADMUX sú teda 01.

Zdroj hodinového signálu pre A/D prevodník musí byť v rozsahu 50 až 200 kHz, preto volíme preddeličku 128.

Príklad najjednoduchšieho SW ovládaného A/D prevodu je uvedená v tomto príklade - pozri AVR A/D example.c

Vizualizácia

Vizualizáciu dát môžeme robiť rozlične. Jeden z možných spôsobov je vypisovať po sériovej linke v pravidelných intervaloch holé data a tie potom uložiť ako maticu do Matlabu a tam nakresliť graf, priebeh, čo treba...

Iná možnosť je použiť napr. program StampPlot, ktorý kreslí prichádzajúce data priamo ako graf, s výnimkou reťazcov, ktoré začínajú znakom '!', tie považuje za konfiguračné príkazy.

Download: StampPlotLite1.7

Príklad: AVR StampPlotExample.c Manual: Stamp Plot Manual

NTC termistor

Na doske je použitý typ NTC od firmy Vishay (Catalog-Number: 2381 640 63472) R25 = 4700 Ohm ± 5 % ; B25/85 = 3977 K ± 0,75 %

• Prevodová charakteristika senzora

$T(R)=\left({\frac {1}{{\frac {1}{B}}\ln({\frac {R}{R_{25}}})+{\frac {1}{T_{N}+273K}}}}\right)-273K$

Pripojenie termistora na doske MiniMEXLE.

Úlohy

1. Nahrajte si knižnice pre prácu so sériovou linkou, preštudujte využitie knižnice <stdio.h> a demonštrujte.
2. Doplňte program o jednoduchý A/D prevod a zobrazte hodnotu z termistora na doske MiniMEXLE.
3. Overte prevod A-D prevodníka meraním vnútornej referencie 1,1 V
4. Upravte program pre A-D prevod tak, aby v pracoval autonómne s periódou vzorkovania 100ms.
5. Oboznámte sa s programom StampPlot a zobrazte časový priebeh teploty z termistora.
6. Vyhodnotením prechodového deja identifikujte veľkosť kondenzátora vo výstupnom filtri.

Download

Terminal 1.9b

StampPlot Lite 1.7

Návrat na zoznam cvičení...