hỏi 1 tý

hỏi 1 tý

Có pác nào biết mục đích của việc chuyển đổi DAC là gì không? nguyên tắc hiển thị ma trận led là gì hở các pác, pác nào có tài liệu về vi xử lý không, cho em cảm ơn

BIG FAN OF JUVE

Bạn hỏi một tí tớ cũng muốn trả lời tí nhưng thấy không trọn nên ngồi viết lại những gì mình biết về nó, và có thể cho mọi người đọc. Mình chia làm 3 phần về câu hỏi DAC. Và về LED ma trận thì tớ sẽ đáp trong một dịp khác.

ADC, DAC, Xử Lý Tín Hiệu Số
Hàng ngày ta rất quen thuộc với âm thanh, ánh sáng, nhiệt độ,... và nếu vẽ một đồ thị biểu diễn sự thay đổi của các hiện tượng đó theo thời gian, thì tín hiệu tương tự, đúng như tên gọi của nó, có dạng tương tự như đường biểu diễn trên đồ thị.
Ví dụ, hãy vẽ đồ thị biểu diễn sự thay đổi nhiệt trong 24 giờ của một ngày bình thường
Về đêm nhiệt độ xuống thấp. Khi mặt trời lên nhiệt độ tăng dần và có thể đạt mức cao nhất khoảng lúc 12 giờ trưa. Buổi chiều tối, khi mặt đi ngủ, nhiệt độ lại giảm dần.
Dùng một điện trở nhiệt RT (giá trị điện trở thay đổi theo nhiệt độ của điện trở. Với điện trở này thì điện trở tăng khi nhiệt độ tăng và giảm khi nhiệt độ giảm) nối như mạch trong hình. Khi nhiệt độ xung quanh thay đổi làm nhiệt độ của điện trở thay đổi, do đó điện thế 2 đầu điện trở nhiệt RT cũng thay đổi. Nếu theo dõi điện thế ra Vout của mạch trong 24 giờ ta được tính hiệu như hình dưới, có dạng tương tự như ta đã vẽ trên. Dạng tín hiệu này thật quen thuộc và khi quan sát tín hiệu ta có thể biết được nhiệt độ trong ngày thay đổi ra sao, và khi thực hiện một vài bước tính toán ta biết được nhiệt độ tại một thời điểm nào đó.
Bây giờ ví dụ nếu ta muốn đưa tín hiệu này vào một máy tính để hiện thị lên màn hình, xử lý, hay giữ lại trong bộ nhớ, tín hiệu này cần phải đổi sang một dạng khác. Với máy tính hiện hữu, nó không hiểu và thấy được tín hiệu tương tự, cái nó có thể nhận ra được là những con số. Do đó tất cả các tín hiệu tương tự muốn được đưa vào bộ xử lý phải được đổi ra thành những con số, hay tín hiệu số (digital signal). Ví dụ khi bạn nói trên cái vi âm và muốn máy tính của bạn giữ lại những âm thanh đó. Trước tiên những tín hiệu tương tự phát ra từ cái âm phải được đi qua một ADC (Analog-to-Digital Converter) để đổi thành tính hiệu số (hay dữ kiện số) sau đó bộ xử lý sẽ đọc dữ kiện này và gởi đến một bộ phận chứa dữ kiện số (ví dụ đĩa cứng, đĩa mềm, CD, hay chip nhớ...các bộ phận này cũng chỉ giữ được các con số mà thôi). Sau đó, nếu bạn thích thay đổi giọng nói cao thấp, ngắt bỏ quảng nào thì bộ xử lý sẽ lấy những dữ kiện số chứa các bộ chứa ra, sửa đổi chúng (xử lý), và gởi lại bộ chứa sau khi xử lý. Khi bạn muốn nghe lại âm đó, bộ xử lý sẽ đọc những dữ kiện số trong các bộ chứa và gởi đến đến bộ DAC (Digital-to-Analog Converter) để đổi những dữ kiện số thành tín hiệu tương tự. Tín hiệu tương tự đi qua loa, làm rung màng loa, phát âm thanh. Quá trình này ta gọi đó là quá trình xử lý tín hiệu số và hệ thống này, gồm ADC-bộ xử lý-DAC, gọi là hệ thống xử lý tín hiệu số.

Hệ thống số được các bộ xử lý hiện hữu sử dụng là hệ nhị phân (binary) "0"và "1" vì các tín hiệu điện dễ dàng tượng trương cho chữ số "0" và "1" với 2 mức điện thế, thường là 0V (mức THẤP) và 5V (mức CAO). Tuy hệ nhị phân ít quen thuộc với ta nhưng ta có thể biểu diễn mọi giá trị số như hệ số thập phân (decimal) ta thường dùng. Ví dụ số 2 trong hệ thập phân (viết tắt là 2D) được chuyển thành 10 trong hệ nhị phân (viết tắt là 10B), 5D = 101B, 65D = 1000001B, 225D = 11100001B.
Không chỉ có âm thanh mới được thực hiện theo tiến trình ở trên mà hầu như tất cả các tín hiệu đều có thể, như hình ảnh, ánh sáng, nhiệt độ, vận tốc, khoảng cách, chữ số, lực, công suất, điện thế, dòng điện....
Dưới đây là cấu trúc bên trong của một ADC. Tín hiệu tương tự vào (Analog Input) được đưa đến các bộ so sánh, so sánh với từng mức điện thế định bởi mạch chia thế. Tín hiệu ngõ ra của bộ so sánh ở mức thấp nếu điện thế của tín hiệu tương tự thấp hơn mức điện thế được chia bởi mạch chia thế và ở mức cao nếu cao hơn. Ðể dò ra 16 mức điện thế thì cần 16 bộ so sánh, dò ra 256 mức cần 256 bộ so sánh, 4096 mức cần 4096 bộ so sánh. Ngõ ra của các bộ so sánh được đưa qua mã, chuyển thành dữ kiện số nhị phân. Mỗi chữ số trong số nhị phân gọi là bít. Ví dụ 16 ngõ ra của 16 bộ so sánh chuyển thành 4 bít nhị phân, 256 chuyển thành 8 bít, và 4096 chuyển thành 12 bít. Ta gọi các bộ trên là 4 bít ADC, 8 bít ADC và 12 bít ADC. Chân Vref định ra mức điện thế cao nhất có thể nhận ra và đổi thành số của một ADC. Chân Strobe cho phép chuyển một mức tín hiệu tương tự sang số. Không phải lúc nào tín hiệu tương tự cũng được chuyển thành dữ kiện số mà được chuyển trong khoảng thời gian cách quảng, để các mạch điện có đủ thời gian làm việc và do đó cho dữ kiện chính xác. Vì vậy dữ kiện số là những tín hiệu rời rạc và tín hiệu tương tự là tín hiệu liên tục. Khi tín hiệu chân Strobe nhảy lên mức cao (đôi khi mức thấp) sẽ cho phép một mức điện thế tín hiệu tương tự thành dữ kiện số, và ta gọi đây là giai đoạn lấy mẫu (sampling).
Khi dùng ADC, nhiều không cần chú ý đến cấu trúc bên trong tuy có một cấu trúc khác nhau. Các thông số cần để ý là độ phân giải, tức số bít ra, tốc độ chuyển (bao nhiêu mẫu có thể lấy trong một giây), điện thế giới hạn ở ngõ vào tương tự, và Vref.
Bây giờ hãy dùng một ADC 8-bit để để lấy mẫu nhiệt độ trong ngày, mỗi giờ lấy mẫu một lần. Tín hiệu tương tự nối vào chân A in, Vref là 5V, Chân Clk nối vào một nguồn phát xung (1 giờ một xung) và chân từ bít 0 đến Bít 7 là 8 bít số nhị phân ra. Như vậy mỗi giờ, xung được đưa vào chân Clk và một mẫu tín hiệu tương tự được chuyển thành tín hiệu số.
Hình dưói cho biết các điểm được lấy mẫu. Mức điện thế 0 đến 5V được chia làm 256 mức.
Và bảng giá trị của các mẫu được lấy tại mỗi giờ. Các giá trị này được viết dưói dạng số thập phân cho dễ nhận ra. Thật ra những giá trị này là giá trị nhị phân 8 bít đọc ra đưọc từ 8 ngõ ra của ADC. Những dữ kiện này có thể được cho vào bộ xử lý, để xử lý, theo dõi, chứa vào trong bộ nhớ, hiện thị trên màn hình, hay được chuyển trở lại tín hiệu tương tự

Phần kế tiếp nói về việc chuyển tín hiệu số thành tín hiệu tương tự, dùng bộ chuyển DAC (Digital-to-Analog Converter). DAC làm việc ngược với ADC. Trong khi ADC chuyển tín hiệu từ tương tự sang số thì DAC chuyển từ số về tương tự, cấu trúc bên trong cũng thực hiện quá trình ngược lại. Hãy quan sát bên trong của một DAC.
Ta thấy có mạch chia thế, Op-Amp, và các công tắc chuyển mạch. Khi thay đổi vị trí của các các công tắc, mạch chia thế thay đổi, làm điện thế ngõ vào Op-Amp thay đổi, nên điện thế ngõ ra Vout thay đổi. Các công tắc này được điều khiển bởi các bít của tín hiệu số. Do đó giá trị điện thế ra Vout ứng với từng giá trị số đưa vào. Vref là giá tri cao nhất mà Vout có thể đạt đến.
Khi dùng DAC ta cũng ít khi chú ý đến cấu trúc bên trong, chỉ cần biết chức năng các chân ra vào, tốc độ, điện thế hoạt động, điện thế chuẩn Vref, và độ phân giải.
Hình trên cho thấy tín hiệu số được đưa vào bộ chuyển tín hiệu số thành tín hiệu tương tư DAC qua các chân Bít 0 đến Bít 7. Tín hiệu sau khi chuyển đổi ra ở chân Aout. Mỗi xung nhịp Clk sẽ chuyển một dữ kiện số thành một mức tín hiệu tương tự. Và giả sử ta muốn đổi các dữ kiện số về nhiệt độ đọc trong 24 tiếng của ví dụ nói ở trên, đưa các bít dữ kiện vào chân Bít 0 đến bít 7, xung clk có tần số là 1 xung / 1 giờ, và ta được tín hiệu ra ở Aout có dạng như hình sau.
Quá trình này gọi là quá trình hồi phục lại tín hiệu ban đầu. Ta thấy tín hiệu tương tự được hồi phục bị biến dạng do quá trình chuyển đổi từ tương tự thành số và từ số thành tương tự, tín hiệu liên tục chuyển sang tín hiệu rời rạc và từ rời rạc chuyển thành liên tục. Ðó là vấn đề trong tiến trình xử lý tín hiệu số. Ðể khắc phục vấn đề này thì cần phải lấy mẫu nhanh hơn, chọn ADC, DAC có độ phân giải và cho chuyển ở tốc độ cao hơn. Khi lấy mẫu nhanh sẽ có được các dữ kiện thêm chính xác, và khi chuyển những dữ kiện số này về tương tự thì tín hiệu hồi phục sẽ ít biến dạng, giống nhiều hơn tín hiệu ban đầu.
Và dưới đây là 3 phần căn bản trong hệ thống xử lý tín hiệu số (DSP-Digital Signal Processing)
chỉ có thế thôi...

ôi! cảm ơn bác nhiều lắm, bác siêng thật đấy, pót bài kỹ thế, chân thành cảm ơn!
BIG FAN OF JUVE