3 pic basic - pattayatech2.1...
TRANSCRIPT
แผนการจดการเรยนรท 9 หนวยท 9 ชอวชา ไมโครคอนโทรลเลอร สอนครงท 9 ชอหนวย การรบสญญาณแอนะลอก ชวโมงรวม 3 ชวโมง
ชอเรอง การรบสญญาณแอนะลอก จ านวนชวโมง 3 ชวโมง
หวขอเรองและงาน 1. การแปลงสญญาณแอนะลอกเปนดจทล 1.1 หลกการแปลงสญญาณแอนะลอกเปนสญญาณดจทล 1.2 การ Configures Register ของ ADC Module
2. ค าสงภาษา PIC BASIC ทใชในการรบสญญาณแอนะลอก 2.1 ค าสงก าหนดความละเอยดของเอาตพตของโมดล ADC 2.2 ค าสงรบสญญาณ
3. การเขยนโปรแกรมรบสญญาณแอนะลอกแสดงผลท LCD 4. การเขยนโปรแกรมรบสญญาณแอนะลอกแสดงผลท LED 7-Segment
สาระการเรยนร
สญญาณทเกดขนเองตามธรรมชาตสวนมากจะอยในรปของสญญาณแอนะลอก เชนสญญาณเสยง แสง อณหภม ความชน สญญาณวทย เปนตน หากน าสญญาณเหลานน ามาใชในวงจรไมโครคอนโทรลเลอรทท างานดวยระบบดจทล จงตองแปลงสญญาณแอนะลอกใหเปนสญญาณดจทล ไมโครคอนโทรลเลอรทมโมดล Analog to Digital อยภายในตว สามารถรบสญญาณ แอนะลอกได ไมโครคอนโทรลเลอรเบอร PIC18F4550 รบสญญาณแอนะลอกจ านวน 13 ชอง คอ AN0 ถง AN12 ซงอยทพอรต A พอรต B และพอรต E ของดจตลพอรต การใชงานพอรตเหลานตองก าหนดวาให Pin นนท าหนาทเปนดจทลพอรตหรอแอนะลอกพอรตโดยก าหนดทรจสเตอร ADCON1 การควบคมผลลพธของโมดล Analog to Digital นนใหก าหนดทรจสเตอร ADCON2 เมอก าหนดให ADCON2 = $80 จะใหผลลพธของวงจรแปลงแอนะลอก 0 ถง 5 V เปนดจทล 0 ถง 1023 แตถาไมก าหนดจะใหผลลพธของวงจร ADC เปนคา 0 ถง 65535
การรบสญญาณแอนะลอกแสดงผลท LCD มวธการคอ ก าหนดความถของครสตอลก าหนดการเชอมตอแบบ 4 บต ก าหนดพอรตของไมโครคอนโทรลเลอรทเชอมตอส าหรบสง DATA ก าหนดบตเรมตนของ DATA ก าหนดพอรตของไมโครคอนโทรลเลอรทเชอมตอส าหรบขา RS ของ LCD ก าหนดบตของไมโครคอนโทรลเลอรทตอกบขา RS ของ LCD ก าหนดพอรตของไมโครคอนโทรลเลอรทเชอมตอส าหรบขา E ของ LCD ก าหนดบตของ MCU ทตอกบขา E ของ LCD ก าหนดเวลาของค าสงรบสงขอมล ก าหนดความละเอยดของวงจร ADC เปน 10 บต ตงคาทรจสเตอร ADCON1 ก าหนดตวแปรเพอเกบคาทไดจาก ADC เขยนโปรแกรมหลกและโปรแกรมยอย
ไมโครคอนโทรลเลอร
126 สมรรถนะทพงประสงค
ความร ทกษะ คณธรรม/จรยธรรม 1. ระบพอรตของไมโครคอนโทรลเลอรทสามารรบสญญาณแอนะลอกได
2. อธบายการการท างานของโมดล ADC ภายในไมโครคอนโทรลเลอรได
3. วเคราะหขอแตกตางของ ADC ความละเอยด 8 บต และ 10 บตได
4. เขยนค าสงควบคมพอรตของไมโครคอนโทรลเลอรใหเปนแอนะลอกหรอดจทลได
5. เขยนโปรแกรมรบสญญาณแอนะลอกแสดงผลท LCD ได
6. เขยนโปรแกรมรบสญญาณแอนะลอกแสดงผลท LCD เปน DC Volts Meterได
7. เขยนสมการดวยภาษาเบสกแปลงจากขอมลดจตอลเปนคาตวเลขทก าหนดได
8. เขยนโปรแกรมรบสญญาณแอนะลอกแสดงผลท LED 7-Segment ได
9. แกไขโปรแกรมรบสญญาณแอนะลอกประมวลผลควบคมอปกรณตามทก าหนดได
1. ตอสญญาณแอนะลอกเขากบ ไมโครคอนโทรลเลอรได 2. เขยนโปรแกรมรบสญญาณ แอนะลอกแสดงผลท LCDได
3. เขยนโปรแกรมรบสญญาณ แอนะลอกแสดงผลท LED
7 - Segment ได 4. แกไขสญญาณรบสญญาณ แอนะลอกได
5. ใชเครองมอวดและทดสอบตรวจสอบการท างานของวงจรรบสญญาณแอนะลอกได
1. ตรงตอเวลา 2. มความตระหนกในหนาทของ นกศกษา 3. มความรบผดชอบตอตนเอง และสงคม 4. แตงกายถกตองตามระเบยบ 5. แสดงความเคารพดวยทาท ทสวยงาม 6. ท างานดวยความเตมใจ 7. ใชวสดอปกรณและเครองมอ อยางประหยดตระหนกถง ความปลอดภย
ไมโครคอนโทรลเลอร
127 เนอหาสาระ 1. การแปลงสญญาณแอนะลอกเปนดจทล
1.1 หลกการแปลงสญญาณแอนะลอกเปนสญญาณดจทล
ANALOG
(0 – 5V)TO
DIGITALINPUT OUTPUT
D0D1
D6D5D4D3D2
D7
(8 Bits)
ANALOG
(0 – 5V)TO
DIGITALINPUT
OUTPUT
D0D1
D6D5
D4D3
D2
D7
(10 Bits)
D8D9
1.2 การ Configures Register ของ ADC Module
- - CHS3 CHS2 CHS1 CHS0 ADONU-0 U-0 R/W-0 R/W-0
1. ADCON0: A/D CONTROL REGISTER0
bit 7 bit 0
R/W-0R/W-0R/W-0R/W-0GO/DONE
- - VCFG1 VCFG0 PCFG3 PCFG2 PCFG1 PCFG0U-0 U-0 R/W-0 R/W-0 R/W R/W
2. ADCON1: A/D CONTROL REGISTER 1
bit 7 bit 0
(1) (1) R/W(1)R/W-0(1)
ADFM - ACQT2 ACQT1 ACQT0 ADCS2 ADCS1 ADCS0R/W-0 U-0 R/W-0 R/W-0 R/W-0 R/W-0 R/W-0 R/W-0
3. ADCON2: A/D CONTROL REGISTER 2
bit 7 bit 0
2. ค าสงภาษา PIC BASIC ทใชในการรบสญญาณแอนะลอก 2.1 ค าสงก าหนดความละเอยดของเอาตพตของโมดล ADC
1. DEFINE ADC_BITS 8 เปนค าสงเพอใหวงจรแปลงสญญาณแอนะลอกใหเปนสญญาณดจทลมความละเอยด 8 บต (0 – 255)
2. DEFINE ADC_BITS 10 เปนค าสงเพอใหวงจรแปลงสญญาณแอนะลอกใหเปนสญญาณดจทลมความละเอยด 10 บต (0 – 1023)
ไมโครคอนโทรลเลอร
128 2.2 ค าสงรบสญญาณ
ADCIN 0, M เปนค าสงเพอรบสญญาณแอนะลอกพอรต AN0 แปลงเปนสญญาณดจทลแลวเกบไวทตวแปร M
ADCIN 12,N เปนค าสงเพอรบสญญาณแอนะลอกพอรต AN12 แปลงเปนสญญาณดจทลแลวเกบไวทตวแปร N
3. การเขยนโปรแกรมรบสญญาณแอนะลอกแสดงผลท LCD
20MHz
20pF 20pF
10 KΩ
+ 5 V
PIC1
8F45
50MCLR
RESE
T
1231
13 14
11 32
1
OSC1 OSC2
VSS
VDD VDD
VSS
100 µF+
0.01 µF1N4148
0.1 µF
BRIG
HTNE
SSLCD 16X246
RSE
D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 GND K
2
3+V
Vo
14 13 12 11 10 9 8 7 1 16
R/W5
10Ω15
ARE0RE1
RD7RD6RD5RD4
+ 5 V
10 KΩ
10 KΩ
+ 5 V
AN0Analog signal
4. การเขยนโปรแกรมรบสญญาณแอนะลอกแสดงผลท LED 7-Segment
20MHz
20pF 20pF
10 KΩ
PIC1
8F45
50
MCLRRESET
1231
13 14
11 32
1
OSC1 OSC2
VSS
VDD VDD
VSS
100 µF+
0.01 µF1N4148
0.1 µF
270Ω 8a
cdefgdp
b
com4 com3 com2 com1 dot
common cathode
2.2KΩ 5C103X5
4321dot
DIGIT
141613
35
11157
1 2 6 8 4
RD0RD1RD2RD3RD4RD5RD6RD7
RC7RC6RC2RC1RC0
AN210 KΩ
+ 5 V
Analog signal
ไมโครคอนโทรลเลอร
129 กจกรรมการเรยนการสอน
ขนตอนการสอน (กจกรรมของคร)
ขนตอนการเรยน (กจกรรมผเรยน)
เครองมอ/การวดผล ประเมนผล
1.ขนน าเขาสบทเรยน 1.1 ครบอกจดประสงคของการเรยนใน บทเรยนน 1.2 ครสอบถามความส าคญของการรบ
สญญาณแอนะลอก 1.3 ครแจกแบบทดสอบกอนเรยนหนวยท 9
1.1 นกเรยนรบฟงจดประสงคของการเรยนใน บทเรยนน 1.2 นกเรยนบอกความส าคญของการรบ
สญญาณแอนะลอก 1.3 นกเรยนท าทดสอบกอนเรยนหนวยท 9
1. ค าถามประจ าหนวย 2. แบบทดสอบกอน เรยนหนวยท 9
2. ขนสอนทฤษฎ 2.1 ครอธบายการรบสญญาณแอนะลอก ใชสอ power point ประกอบ 2.2 ซกถามปญหาเกยวกบการรบสญญาณ
แอนะลอก
2.1 รบฟงค าบรรยาย 2.2 ตอบค าถามและแสดงความคดเหน
1. power point หนวยท 9 2. ค าถามหนวยท 9
3. ขนสรป 3.1 ครและนกเรยนชวยกนสรปและครซกถาม ปญหาขอสงสย
3.1 นกเรยนชวยครสรปและตอบค าถาม 3.2 จดบททกยอ
1. ใบสรปหนวยท 9
4. ขนสอนปฎบต 4.1 นกศกษาปฏบตงานตามใบงานท 5 เรองการรบสญญาณ แอนะลอก
4.1 นกศกษาปฏบตงานตามใบงานท 5 เรองการรบสญญาณ แอนะลอก
1.ใบตรวจผลงาน ตามใบงานท 5
5. ขนการประเมนผล 5.1 ครแจกใบประเมนผลหลงเรยนหนวยท 9 5.2 ดแลนกเรยนไมใหทจรต 5.3 เมอครบเวลาทก าหนดรบแบบทดสอบคน
5.1 รบใบประเมนผลหลงเรยนหนวยท 9 5.2 ท าแบบทดสอบหลงเรยน 5.3 เมอครบเวลาทก าหนดสงแบบทดสอบคน
1. แบบทดสอบหลงเรยน หนวยท 9
6. ขนมอบหมายงาน 6.1 ใหนกเรยนไปคนควาเพมเตมเกยวกบ การรบสญญาณแอนะลอก และท า แบบฝกหดทายหนวยเรยนหนวยท 9 สงในสปดาหตอไป
6.1 รบมอบหมายงาน 1. ใบมอบงานหนวยท 9
7. ขนตรวจสอบความเรยบรอย 7.1 ตรวจความเรยบรอยและความเรยบรอย ของหองเรยนหองปฏบตงาน
7.1 ชวยกนจดเกบและท าความสะอาด หองเรยนหองปฏบตงานใหเรยบรอย
1.ใบตรวจสอบความ เรยบรอย
ไมโครคอนโทรลเลอร
130 งานทมอบหมายหรอกจกรรม
กอนเรยน - นกศกษาท าแบบทดสอบกอนเรยนบทท 9 ขณะเรยน ใหนกศกษาอภปรายเกยวกบและสรปเกยวกบการรบสญญาณแอนะลอก หลงเรยน
ใหนกเรยนไปคนควาเพมเตมเกยวกบการรบสญญาณแอนะลอก และท าแบบฝกหดทายหนวยเรยนหนวยท 9 สงในสปดาหตอไป
สอการเรยนการสอน 1. หนงสอเรยนไมโครคอนโทรลเลอร บทท 9 เรองการรบสญญาณแอนะลอก 2. power point เรองการรบสญญาณแอนะลอก 3. แบบฝกหดทายหนวยเรยนท 9
การวดผลการเรยน กอนเรยน ทดสอบกอนเรยน (Pre-test) โดยใชขอสอบบทท 9 จ านวน 10 ขอ ขณะเรยน ถาม – ตอบปญหา , ความสนใจ , ความตงใจ , การอภปราย หลงเรยน ทดสอบหลงเรยน (Post-test) โดยใชขอสอบหนวยท 9 จ านวน 10 ขอ การประเมนผล 1. การประเมนผลโดยใชแบบประเมนผลหลงการเรยนหนวยท 9 จ านวน 10 ขอ (แบบเลอกตอบ ) 2. สงเกตการมสวนรวมในการเรยน 3. สงเกตจากการตอบค าถาม / การอภปราย เอกสารอางอง 1. สชน ชนสห. (2557). ไมโครคอนโทรลเลอร นนทบร : โรงพมพ บรษท ศนยหนงสอเมองไทย จ ากด.
ไมโครคอนโทรลเลอร
131 บนทกหลงการจดการเรยนรของคร
วนท……….… เดอน……………..…...………. พ.ศ………….… รหสวชา 3105-2007 ชอรายวชา ไมโครคอนโทรลเลอร
สาขาวชา ชางอเลกทรอนกส ระดบชน ปวส. ปท 1 กลมท 1,2
1. หวขอเนอหาทสอน การรบสญญาณแอนะลอก หนวยท 9 2. จ านวนนกศกษาเขาเรยน ……… คน
รายละเอยดการสอน รายละเอยด/หวขอ เนอหาทสอน
เขาใจ/ ปฏบตได(คน)
ไมเขาใจ ปฏบต ไมได (คน)
1. การแปลงสญญาณแอนะลอกเปนดจทล
2. ค าสงภาษา PIC BASIC ทใชในการรบสญญาณแอนะลอก
3. การเขยนโปรแกรมรบสญญาณแอนะลอกแสดงผลท LCD
4. การเขยนโปรแกรมรบสญญาณแอนะลอกแสดงผลท LED 7-Segment
สรป ผลการใชแผนการสอน ……………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………
ผลการเรยนของนกเรยน ……………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………
ผลการสอนของคร ……………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………
หมายเหต ส าหรบนกศกษาทไมเขาใจหรอปฏบตไมไดจะแกไขในการสอนครงตอไป ในวนท….....เดอน…….........…..พ.ศ……....... โดยจะด าเนนการดงน 1. ………………………….……........…… 2. …………………………….…........…… 3. ……………………….…………............ 4. ………………………….…………........ 5. ………………………….……….........…
ลงชอ…………………………….
( ) ครผสอน
ไมโครคอนโทรลเลอร
132 แบบฝกหดทายหนวยท 9
จงอธบาย/แสดงวธการค านวณ
1. จากรปดานลาง จงอธบายหลกการแปลงสญญาณแอนะลอกใหเปนสญญาณดจทลทมความละเอยด 10 บต
ANALOG
(0 – 5V)TO
DIGITALINPUT
OUTPUT
D0D1
D6D5
D4D3
D2
D7
(10 Bits)
D8D9
2. จงอธบายการ Configures Register ของ ADC Module 2.1 การ Configures Register ADCON0 2.2 การ Configures Register ADCON1 2.3 การ Configures Register ADCON2 3. จากวงจรดานลาง จงก าหนดคารจสเตอร ADCON1 ใหวงจรท างานไดปกต
20MHz
20pF 20pF
10 KΩ
+ 5 V
PIC1
8F45
50
MCLR
RESE
T
1231
13 14
11 32
1
OSC1 OSC2
VSS
VDD VDD
VSS
100 µF+
0.01 µF1N4148
0.1 µF
BRIG
HTNE
SSLCD 16X246
RSE
D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 GND K
2
3+V
Vo
14 13 12 11 10 9 8 7 1 16
R/W5
10Ω15
ARD0RD1
RC7RC6RC5RC4
+ 5 V10
KΩ
10 KΩ
+ 5 V
AN10Analog signal
ไมโครคอนโทรลเลอร
133 ใบประเมนผลหนวยท 9
วชา ไมโครคอนโทรลเลอร ชอหนวย การรบสญญาณแอนะลอก
ค าชแจง ใหเลอกค าตอบทถกทสดแลวท าเครองหมาย X ลงในกระดาษค าตอบ
1. จากรปดานลาง Pin ทไมสามารถรบสญญาณแอนะลอกคอ Pin ใด
1
765432
1098
11121314151617181920
30292827262524232221
393837363534333231
40
PIC1
8F45
50
MCLR/Vpp/RE3RA0/AN0RA1/AN1
RA2/AN2/VREF-CVREFRA3/AN3/VREF+
RA4/T0CK/C1OUT/RCVRA5/AN4/SS/HLVDIN/C2OUT
RE0/AN5/CK1SPPRE1/AN6/CK2SPP
RE2/AN7/OESPPVDDVSS
OSC1/CLKIOSC2/CLKO/RA6
RC0/T1OSO/T13CKIRC1/T1OSI/CCP2 /UOE
RC2/CCP1/P1AVUSB
RD0/SPP0RD1/SPP1
RB7/KBI3/PGDRB6/KBI2/PGCRB5/KBI1/PGMRB4/AN11/KBI0/CSSPPRB3/AN9/CCP2 /VFRB2/AN8/INT2/VMORB1/AN10/INT1/SCK/SCLRB0/AN12/INT0/FLT0/SDI/SDAVDDVSSRD7/SPP7/P1DRD6/SPP6/P1CRD5/SPP5/P1BRD4/SPP4RC7/RX/DT/SDORC6/TX/CKRC5/D+/VPRC4/D-/VMRD3/SPP3RD2/SPP2
(1)
(1)
ก 7 ข 10 ค 33 ง 38 2. Analog to Digital Converter module ภายในไมโครคอนโทรลเลอรท าหนาทใด ก แปลงจากแอนะลอก 0 ถง 5 V เปนดจทล 0 ถง 255 ข แปลงจากแอนะลอก 0 ถง 5 V เปนดจทล 0 ถง 1023 ค แปลงจากแอนะลอก 0 ถง 5 V เปนดจทล 0 ถง 65535 ง ถกทกขอ 3. ขอใดเปนค าสงควบคมให Analog to Digital Converter module มความละเอยด 10 บต ก DEFINE ADC_BIT 10 ข DEFINE ADC_DOUT 10 ค DEFINE ADC_BITS 10 ง DEFINE ADC_DOUTS 10
ไมโครคอนโทรลเลอร
134 4. จากขอมลดานลาง ถาตองการให AN0 ท าหนาทรบสญญาณแอนะลอก สวนพอรตอน ๆ ใหท าหนาทเปนดจทลพอรต ตองก าหนดคาทรจสเตอร ADCON1 เปนคาใด
- - VCFG1 VCFG0 PCFG3 PCFG2 PCFG1 PCFG0
U-0 U-0 R/W-0 R/W-0 R/W R/W
ADCON1: A/D CONTROL REGISTER 1
bit 7 bit 0
(1) (1) R/W(1)R/W-0(1)
A AAAAAAA A A AA AA AAAAAAA A A AA AA AAAAAAA A A AA A
PCFG0 AN0
AN1
AN6
AN7
AN8
AN9
AN10
AN11
AN12
AN2
AN3
AN4
AN5
000000010010
D AAAAAAA A A AA A0011D AAAAAAD A A AA AD AAAAADD A A AA AD AAAADDD A A AA AD AAADDDD A A AA AD AADDDDD A A AA AD ADDDDDD A A AA AD DDDDDDD A A AA AD DDDDDDD A A AD AD DDDDDDD A A AD DD DDDDDDD D A ADD DDDDDDD D D AD DD DDDDDDD D D DD D
PCFG3:
010001010110011110001001101010111100110111101111
(1)
(1)
D
ก ADCON1 = $00 ข ADCON1 = $0A ค ADCON1 = $0E ง ADCON1 = $0F 5. ขอใดเปนโปรแกรมทรบสญญาณแอนะลอกจาก AN1 ตองการความละเอยด 8 บต เกบคาไวทตวแปร M ทเหมาะสมกบเงอนไขทสด ก DEFINE ADC_BITS 8 : M VAR BYTE : ADCIN 1, M ข DEFINE ADC_BITS 8 : M VAR BYTE : ADCIN M, 1 ค DEFINE ADC_BITS 8 : M VAR WORD : ADCIN 1,M ง DEFINE ADC_BITS 8 : M VAR WORD : ADCIN M, 1 6. สมการในภาษาเบสกขอใดทเปลยนขอมลจาก ADC 10 บต ใหเปน 500 ไดเทยงตรงทสด ก (AN */ 500) >> 2 ข (AN */ 500) >> 1 ค (AN */ 501) >> 2 ง (AN */ 501) >> 1
ไมโครคอนโทรลเลอร
135 วงจรส าหรบขอ 7 ถง 10
20MHz
20pF 20pF
10 KΩ
+ 5 V
PIC1
8F45
50
MCLRRESET
1231
13 14
11 32
1
OSC1 OSC2
VSS
VDD VDD
VSS
100 µF+
0.01 µF1N4148
0.1 µF
270Ω 8a
cdefgdp
b
com4 com3 com2 com1 dot
common cathode
2.2KΩ 5C103X5
4321dot
DIGIT
141613
35
11157
1 2 6 8 4
RD0RD1RD2RD3RD4RD5RD6RD7
RC7RC6RC2RC1RC0
AN210 KΩ
+ 5 V
Analog signalVR1
7. จากวงจรทก าหนด ภาษาเบสกทไมสอดคลองกบวงจรคอขอใด ก DEFINE OSC 20 ข TRISC = $00 ค TRISD = $00 ง ADCON1 = $00 8. จากวงจรทก าหนด โปรแกรมภาษาเบสกทรบสญญาณแอนะลอกในขอใดถกตองทสด ก DEFINE ADC_BITS 10 : AN VAR BYTE : ADCIN AN, 2 ข DEFINE ADC_BITS 10 : AN VAR BYTE : ADCIN 2, AN ค DEFINE ADC_BITS 10 : AN VAR WORD : ADCIN AN, 2 ง DEFINE ADC_BITS 10 : AN VAR WORD : ADCIN 2,AN 9. จากวงจรทก าหนด ค าสงใดทท าใหขอมล LED 7-Segment น าขอมลมาแสดงทหลกท 4 ก PORTD = DATA : PORTC.0 = 1: PAUSE 1 : PORTC.0 = 0 ข PORTD = DATA : PORTC.1 = 1: PAUSE 1 : PORTC.1 = 0 ค PORTD = DATA : PORTC.2 = 1: PAUSE 1 : PORTC.2 = 0 ง PORTD = DATA : PORTC.7 = 1: PAUSE 1 : PORTC.7 = 0 10. จากขอ 9 ถาขอมล DATA = $4F การแสดงผลของ LED 7-Segment จะเปนเลขใด ก 1 ข 3 ค 5 ง 7
ไมโครคอนโทรลเลอร
136 เฉลยใบประเมนผลหนวยท 9
ค าตอบของแบบประเมนผลหนวยท 9
ขอท ค าตอบ 1 ง 2 ง 3 ค 4 ค 5 ก 6 ค 7 ง 8 ง 9 ก 10 ข