Khóa luận Đo với cảm biến áp suất MPX2300D của Motorola

MỤC LỤCMở Đầu . . . . 1Chương 1. Bộ Khuếch Đại Lock In . . . 21.1. Tổng quan về bộ khuyếch đại lock in . . . 21.1.1. Giới thiệu . . . . 21.1.2. Khái niệm “lock in amplifier” . . . 61.1.3. Cấu trúc chung của bộ khuyếch đại lock in . . 61.2. Bộ khuyếch đại lock in tương tự (Analog Lock-In Amplifiers) . 71.3. Bộ khuyếch đại lock in số (Digital Lock-In Amplifiers) . . 9Chương 2. Vi Điều Khiển DsPic30F4011 . . . 112.1. Giới thiệu chung về họ vi điều khiển Dspic . . 112.2. Đặc điểm chung của vi điều khiển dsPic30F4011 . . 112.2.1. Khối xử lý trung tâm CPU . . . 112.2.2. Bộ chuyển đổi tương tự số ADC . . . 122.2.3. Các cổng vào ra I/O Port và các ngoại vi . . 122.2.4. Bộ xử lý tín hiệu số . . . 122.2.5. Một số đặc điểm khác . . . 132.3. Cấu trúc của vi điều khiển dsPic30F4011 . . 132.3.1. Khối xử lý trung tâm CPU . . . 132.3.2. Khối tạo địa chỉ AGU . . . 172.3.2.1. Chế độ địa chỉ lệnh . . . 172.3.2.2. Chế độ đảo bit địa chỉ . . . 192.3.3. Tổ chức bộ nhớ và bộ nhớ chương trình . . 202.3.3.1. Không gian địa chỉ chương trình. . 202.3.3.2. Truy xuất dữ liệu từ bộ nhớ chương trình sử dụng các lệnh bảng . 21 2.3.3.3. Truy xuất dữ liệu từ bộ nhớ chương trình sử dụng không gian chương trình . . . . 212.3.4. Các cổng vào ra I/O Port . . . 232.3.5. Ngắt và cơ chế ngắt . . . 252.3.6. Các bộ định thời . . . 272.3.7. Bộ chuyển đổi tương tự số ADC . . . 302.3.7.1. Bộ đệm kết quả biến đổi A/D . . . 302.3.7.2. Các bước thực hiện biến đổi A/D . . 30Chương 3. Thực Nghiệm . . . 333.1. Phần Cứng . . . . 333.1.1. Các khối nguồn . . . 343.1.2. Khối các bộ lọc thông thấp . . . 353.1.3. Khối biến đổi DAC . . . 363.1.3.1. Hoạt động của DAC và tính chất của nó . . 363.1.3.2. Các tham số của bộ chuyển đổi DA . . 383.1.3.3. Các mạch DAC điển hình . . . 393.1.3.4. Ghép nối ADC với vi điều khiển . . 413.1.3.5. Bộ biến đổi DAC sử dụng trong khóa luận . . 413.1.4. Khối khuyếch đại tín hiệu vào . . . 433.1.4.1. Tìm hiểu về một số mạch khuyếch đại thuật toán và tính chất của nó . 433.1.4.2. Bộ khuyếch đại sử dụng trong khóa luận (AD620) . . 473.1.5. Khối LCD . . . . 483.1.6. Khối xử lý trung tâm . . . 493.2. Phần Mềm . . . . 493.3. Các kết quả thực nghiệm . . . 51 3.3.1. Mạch khuyếch đại lock-in đã chế tạo và tín hiệu vào ra lock in . 513.3.2.Thử nghiệm bộ khuyếch đại lock-in với cảm biến áp suất MPX2300D . 553.3.2.1. Cảm biến áp suất MPX2300D . . . 553.3.2.2. Kết quả thí nghiệm . . . 56Kết Luận . . . . 59Phụ Lục . . . . 60

MỤC LỤC

Mở Đầu . . . . 1

Chương 1. Bộ Khuếch Đại Lock In . . . 2

1.1. Tổng quan về bộ khuyếch đại lock in . . . 2

1.1.1. Giới thiệu . . . . 2

1.1.2. Khái niệm “lock in amplifier” . . . 6

1.1.3. Cấu trúc chung của bộ khuyếch đại lock in . . 6

1.2. Bộ khuyếch đại lock in tương tự (Analog Lock-In Amplifiers) . 7

1.3. Bộ khuyếch đại lock in số (Digital Lock-In Amplifiers) . . 9

Chương 2. Vi Điều Khiển DsPic30F4011 . . . 11

2.1. Giới thiệu chung về họ vi điều khiển Dspic . . 11

2.2. Đặc điểm chung của vi điều khiển dsPic30F4011 . . 11

2.2.1. Khối xử lý trung tâm CPU . . . 11

2.2.2. Bộ chuyển đổi tương tự số ADC . . . 12

2.2.3. Các cổng vào ra I/O Port và các ngoại vi . . 12

2.2.4. Bộ xử lý tín hiệu số . . . 12

2.2.5. Một số đặc điểm khác . . . 13

2.3. Cấu trúc của vi điều khiển dsPic30F4011 . . 13

2.3.1. Khối xử lý trung tâm CPU . . . 13

2.3.2. Khối tạo địa chỉ AGU . . . 17

2.3.2.1. Chế độ địa chỉ lệnh . . . 17

2.3.2.2. Chế độ đảo bit địa chỉ . . . 19

2.3.3. Tổ chức bộ nhớ và bộ nhớ chương trình . . 20

2.3.3.1. Không gian địa chỉ chương trình. . 20

2.3.3.2. Truy xuất dữ liệu từ bộ nhớ chương trình sử dụng các lệnh bảng . 21

2.3.3.3. Truy xuất dữ liệu từ bộ nhớ chương trình sử dụng không gian chương trình . . . . 21

2.3.4. Các cổng vào ra I/O Port . . . 23

2.3.5. Ngắt và cơ chế ngắt . . . 25

2.3.6. Các bộ định thời . . . 27

2.3.7. Bộ chuyển đổi tương tự số ADC . . . 30

2.3.7.1. Bộ đệm kết quả biến đổi A/D . . . 30

2.3.7.2. Các bước thực hiện biến đổi A/D . . 30

Chương 3. Thực Nghiệm . . . 33

3.1. Phần Cứng . . . . 33

3.1.1. Các khối nguồn . . . 34

3.1.2. Khối các bộ lọc thông thấp . . . 35

3.1.3. Khối biến đổi DAC . . . 36

3.1.3.1. Hoạt động của DAC và tính chất của nó . . 36

3.1.3.2. Các tham số của bộ chuyển đổi DA . . 38

3.1.3.3. Các mạch DAC điển hình . . . 39

3.1.3.4. Ghép nối ADC với vi điều khiển . . 41

3.1.3.5. Bộ biến đổi DAC sử dụng trong khóa luận . . 41

3.1.4. Khối khuyếch đại tín hiệu vào . . . 43

3.1.4.1. Tìm hiểu về một số mạch khuyếch đại thuật toán và tính chất của nó . 43

3.1.4.2. Bộ khuyếch đại sử dụng trong khóa luận (AD620) . . 47

3.1.5. Khối LCD . . . . 48

3.1.6. Khối xử lý trung tâm . . . 49

3.2. Phần Mềm . . . . 49

3.3. Các kết quả thực nghiệm . . . 51

3.3.1. Mạch khuyếch đại lock-in đã chế tạo và tín hiệu vào ra lock in . 51

3.3.2.Thử nghiệm bộ khuyếch đại lock-in với cảm biến áp suất MPX2300D . 55

3.3.2.1. Cảm biến áp suất MPX2300D . . . 55

3.3.2.2. Kết quả thí nghiệm . . . 56

Kết Luận . . . . 59

Phụ Lục . . . . 60