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