- LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGÀNH: CÔNG NGHỆ THÔNG TIN SỬ DỤNG MÁY TÍNH LÀM DAO ĐỘNG KÍ TRẦN VIỆT HÀ NỘI 2008 USB SIGNAL VIEW 1 LỜI CẢM ƠN Luận văn đã được thực hiện dưới sự hướng dẫn của PGS.TS Đặng Văn Chuyết, những đánh giá khoa học của thầy phản biện và sự giúp đỡ của các thầy cô khoa Công Nghệ Thông Tin trường ĐH Bách Khoa Hà Nội.. - 1.1 Căn bản về máy dao động kí kỹ thuật số ...Error! Bookmark not defined. - 1.1.1 Sơ đồ khối của máy dao động kí ký thuật số Nội suy trước khi hiển thị Bộ phận thu nhận mẫu của dao động kí số sử dụng máy tính Dùng Sound Card Dùng ngoại vi cắm trên PCI Dùng ngoại vi gắn ngoài qua cổng USBError! Bookmark not defined. - CHƯƠNG 2 CHỨC NĂNG TỪNG THÀNH PHẦN CỦA BỘ ĐO Phần cứng Phần mềm CHƯƠNG 3 XÂY DỰNG PHẦN CỨNG Giải pháp chọn linh kiện cho phần cứng Sơ đồ chức năng của thiết bị ngoại vi Kết nối USB là sự lựa chọn thích hợp Họ vi điều khiển AVR chi phí thấp,hiệu năng cao Chíp USB-SERIAL Converter FT232BM Cấu hình Sơ đồ chân Sơ đồ nguyên lí của FT232BM Vi điều khiển ATMEGA Cấu hình Sơ đồ chân kiểu PDIP Sơ đồ nguyên lí của ATMEGA Sơ đồ bộ nhớ của ATMEGA Hoạt động ADC của ATMEGA Các thanh ghi cổng thiết lập chế độ hoạt động Đưa ADC vào hoạt động Hoạt động UART của ATMEGA CHƯƠNG 4 VIẾT FIRMWARE CHO PHẦN CỨNG Một số lệnh hợp ngữ cho AVR trong môi trường AVR Studio Nhóm lệnh với các thanh ghi đa năng Nhóm lệnh rẽ nhánh Nhóm lệnh làm việc với thanh ghi cổng Các lệnh khác Một số thanh ghi cổng của ATMEGA SREG SPH,SPL DDRB PORTB Firmware Khởi tạo Giải thuật Chương trình CHƯƠNG 5 XÂY DỰNG PHẦN MỀM Giải thuật Error! Bookmark not defined. - 5.3.2.5 Input Inputlen Output Commport Portopen Thủ tục để nhận biết thiết bị ngoại vi.........Error! Bookmark not defined. - 5.4.1 Kiểm tra xem một cổng có gắn thiết bị khôngError! Bookmark not defined. - 5.4.2 Liệt kê tất cả các cổng xem cổng nào gắn thiết bị Một số thủ tục về đồ họa Thủ tục vẽ đường thẳng Thủ tục vẽ chuỗi đường thẳng Error! Bookmark not defined. - 5.5.2.2 Public Sub the_line Chương trình con xử lí ngắt cổng Com CHƯƠNG 6 THỬ NGHIỆM,HƯỚNG PHÁT TRIỂN Xác định điện áp,tần số Đo thử tín hiệu điều chế của điều khiển từ xa TiVi Sony Hướng phát triển của đề tài Phần cứng Thêm chức năng cho phần mềm KẾT LUẬN TÀI LIỆU THAM KHẢO TÓM TẮT USB SIGNAL VIEW 2 MỞ ĐẦU Dao động kí là thiết bị không thể thiếu trong các thử nghiệm điện tử,nó là thiết bị hiển thị sự biến thiên của điện áp theo thời gian,thợ sửa chữa dùng nó vào việc dò tìm tín hiệu,căn chỉnh động ,người thiết kế dung nó để kiểm nghiệm lại những gì vừa xảy ra trên mạch thiết kế, điều đó còn làm giảm rất nhiều chi phí vì khâu nào cũng phải làm các mạch chức năng để kiểm tra nếu không thể quan sát bằng trực quan.Dao động kí cũng có thể thể ứng dụng cho rất nhiều ngành khác nếu biết cách chuyển các thông tin phi điện sang tín hiệu điện. - Dao động kí hiện có hai loại chính là dao động kí tương tự và dao động kí số,loại tương tự chỉ thích hợp với thợ sửa chữa vì nó không có khả năng lưu hình mặc dù vậy giá của nó cũng vài triệu đồng đối với những máy có dải thông dưới 20Mhz,tốc độ lấy mẫu của dao động kí số ngày càng cao nên ưu điểm về thời gian thực của động kí tương tự càng mờ nhạt mặt khác dao động kí số có nhiều chức năng vì trong nó còn có cả bộ vi xử lí chứ không chỉ đơn thuần là hiển thị như dao động kí tương tự nhưng nhược điểm của nó chính là giá ,hiện nay dao động kí số loại dải thông dưới 20Mhz cũng hơn nghìn USD.Các trình bày sau đây của luận văn này chỉ đề cập đến dao các động kí số. - Không phải thử nghiệm nào cũng cần đến dao động kí cao tần mà bỏ ra số tiền không nhỏ để đầu tư máy là một sự lãng phí,nên hiện nay có nhiều công ty đã cho ra đời các phần mềm dùng máy tính để làm dao động kí như phần mềm “Virtins Sound Card Oscilloscope “ của hãng Virtins Technology bán với giá 35$ ,bộ đo này có ưu điểm là gọn nhẹ,vì dùng ngay Sound Card để lấy mẫu tín hiệu , nhược điểm của nó là không quan sát được điện áp âm và chỉ lấy mẫu được các tín hiệu dưới USB SIGNAL VIEW 3 20khz. - Một loại khác dung máy tính là sử dụng ngoại vi bên ngoài như “PC USB Oscilloscope DiSco” của hãng HobbyLab dùng ngoại vi bên ngoài chạy qua cổng USB có 2 kênh đo ,tần số lấy mẫu trên mỗi kênh đến 200khz và không đo được điện áp âm, bộ này so với lẫy mẫu qua Sound Card thì có ưu điểm về tốc độ nhưng nhược điểm của nó là giá của bộ đo này là 169$. - Từ các phân tích trên nên đề tài này với mục đích “Dùng máy tính làm dao động kí” mặc dù tần số lấy mẫu chưa cao và chưa đo được điện áp âm nhưng hướng phát triển của đề tài là có khả quan vì đề tài xây dựng ngoại vi chạy qua cổng USB nên có thể cải thiện phẩm chất của linh kiện để đạt được mục đích về tốc độ. - USB SIGNAL VIEW 4 CHƯƠNG 1 TTỔỔNNGG QQUUAANN 1.1 CĂN BẢN VỀ MÁY DAO ĐỘNG KÍ SỐ: 1.1.1 Sơ đồ khối của máy dao động kí số. - Tín hiệu cần đo có thể có điện áp cao vượt qua giới hạn đo của máy cần được phân áp,sau đó được cho qua bộ khuyếch đại thuật toán để tránh suy giảm tín hiệu. - Tiếp theo tín hiệu được đưa đến bộ chuyển đổi tương tự sang số (ADC) ,tại đây tín hiệu được lấy mẫu rời rạc theo thời gian và chuyển đổi điện áp tín hiệu lấy mẫu tại những điểm này thành những giá trị số và chúng được gọi là các điểm mẫu. - Tần số lấy mẫu trong hệ thống ngang sẽ quyết định khoảng cách về thời gian giữa các điểm lấy mẫu. - Hệ thống dọc,ngang và Trigger có thể chỉnh được để kích thước mẫu phù hợp với khả năng quan sát của máy. - USB SIGNAL VIEW 5 1.1.2 Nội suy trước khi hiển thị. - Trong trường hợp lẫy mẫu tín hiệu biến đổi chậm,dao động kí số dễ dàng hợp nhiều điểm mẫu để xây dựng một hình ảnh tương đối chính xác của dạng song. - Với tín hiệu biến đổi nhanh thì dao động kí số không thể hợp đủ mẫu để xây dựng dạng sóng mà nó nội suy từ các điểm mẫu đã có thì mới tạo ra hình ảnh chân thực của dạng sóng. - USB SIGNAL VIEW 6 1.2 BỘ PHẬN THU NHẬN MẪU CỦA DAO ĐỘNG KÍ SỐ SỬ DỤNG MÁY TÍNH: 1.2.1 Dùng Sound Card. - Để sử dụng máy tính là thiết bị tín hiệu điện áp biến đổi theo thời gian thì cách đơn giản là dùng Sound Card vì đường line in và Microphone của Sound Card đều được nối với bộ ADC có tần số lấy mẫu là 44,1khz. - Cách lấy mẫu này đã được ứng dụng trong nhiều phần mềm như. - Konstantin Zelnovich Oscilloscope 2.51 - Virtins Sound Card Oscilloscope 1.0 + Đây là phương án tiết kiệm chi phí nhất nhưng Sound Card chỉ có thể lấy mẫu các tín hiệu có tần số dưới 20khz và không lấy mẫu được điện áp âm. - 1.2.2 Dùng ngoại vi cắm trên khe PCI: USB SIGNAL VIEW 7 + Thiết kế bộ ADC trên ngoại vi ở khe PCI thì có thể tối ưu về tốc độ vì dữ liệu qua dao diện PCI là song song mặt khác có sẵn nguồn nuôi từ mainboard. - Nhưng theo cách này thì thiết bị được ứng dụng không cao vì để tránh tháo lắp thì mỗi PC phải cố định một vỉ mạch ngoại vi và vỉ này này chỉ được ứng dụng cho Desktop chứ Laptop hay Notebook thay vì có khe PCI thì lại là khe PCMCIA. - 1.2.3 Dùng ngoại vi gắn ngoài qua cổng USB: USB SIGNAL VIEW 8 + Thiết bị ngoại vi gắn ngoài cầm tay có thể mang từ máy tính này sang máy tính khác. - Có thể ứng dụng cho cả Desktop và Laptop. - Tốc độ USB có thể đạt 480Mb/s và có sẵn nguồn nuôi có thể cấp dòng tới 500mA. - USB SIGNAL VIEW 9 2.1 Phần cứng. - Phần cứng có nhiệm vụ lấy mẫu với chu kỳ cố định ( ở đề tài này chu kỳ lấy mẫu =88µs ) các giá trị điện áp DC nằm trong dải 0-5V đổi sang giá trị nhị phân 10bit và gửi về phần mềm 8bit cao. - Tức một giá trị điện áp Vin nằm trong dải đo sẽ được lấy mẫu thành một giá trị nguyên 10bit có giá trị bằng: Round(Vin*$3FF/5) USB SIGNAL VIEW 10 - Vd : Vin=2V thì giá trị của mẫu bằng : Round(2*$3FF Sau đó 8bit cao được truyền vể phần mềm Tám bít được truyền về Bỏ + Phần cứng kết nối với PC qua cổng USB. - 2.2 Phần mềm. - Sau mỗi 3000 giá trị phần cứng gửi tới bộ đệm thì thì phần mềm bắt đầu nạp các giá trị đó vào một mảng và vẽ. - Có thể thay đổi độ rộng quan sát nhờ vào khả năng thay đổi số điểm vẽ trong mỗi khung hình.Tính năng này tương đương với tính năng Time/div của Oscilloscope thực. - USB SIGNAL VIEW 11 Thời gian một khung hình Số điểm trong một khung88ms =100*88µs 100 17.6ms =200*88µs 200 44ms =500*88µs 500 88ms =1000*88µs 1000 176ms =2000*88µs 2000 264ms =3000*88µs 3000 USB SIGNAL VIEW 12
Xem thử không khả dụng, vui lòng xem tại trang nguồn hoặc xem
Tóm tắt