แผนการจดการเรยนรท 9 หนวยท 9 ชอวชา ไมโครคอนโทรลเลอร สอนครงท 9 ชอหนวย การรบสญญาณแอนะลอก ชวโมงรวม 4 ชวโมง

ชอเรอง การรบสญญาณแอนะลอก จานวนชวโมง 4 ชวโมง

หวขอเรองและงาน 1. การแปลงสญญาณแอนะลอกเปนดจทล

1.1 หลกการแปลงสญญาณแอนะลอกเปนสญญาณดจทล 1.2 การ Configures Register ของ ADC Module

2. คาสงภาษา PIC BASIC ทใชในการรบสญญาณแอนะลอก 2.1 คาสงกาหนดความละเอยดของเอาตพตของโมดล ADC 2.2 คาสงรบสญญาณ

3. การเขยนโปรแกรมรบสญญาณแอนะลอกแสดงผลท LCD 4. การเขยนโปรแกรมรบสญญาณแอนะลอกแสดงผลท LED 7-Segment

สาระการเรยนร

สญญาณทเกดขนเองตามธรรมชาตสวนมากจะอยในรปของสญญาณแอนะลอก เชนสญญาณเสยง แสง อณหภม ความชน สญญาณวทย เปนตน หากนาสญญาณเหลานนามาใชในวงจรไมโครคอนโทรลเลอรททางานดวยระบบดจทล จงตองแปลงสญญาณแอนะลอกใหเปนสญญาณดจทล ไมโครคอนโทรลเลอรทมโมดล Analog to Digital อยภายในตว สามารถรบสญญาณ แอนะลอกได ไมโครคอนโทรลเลอรเบอร PIC18F4550 รบสญญาณแอนะลอกจานวน 13 ชอง คอ AN0 ถง AN12 ซงอยทพอรต A พอรต B และพอรต E ของดจตลพอรต การใชงานพอรตเหลานตองกาหนดวาให Pin นนทาหนาทเปนดจทลพอรตหรอแอนะลอกพอรตโดยกาหนดทรจสเตอร ADCON1 การควบคมผลลพธของโมดล Analog to Digital นนใหกาหนดทรจสเตอร ADCON2 เมอกาหนดให ADCON2 = $80 จะใหผลลพธของวงจรแปลงแอนะลอก 0 ถง 5 V เปนดจทล 0 ถง 1023 แตถาไมกาหนดจะใหผลลพธของวงจร ADC เปนคา 0 ถง 65535

การรบสญญาณแอนะลอกแสดงผลท LCD มวธการคอ กาหนดความถของครสตอลกาหนดการเชอมตอแบบ 4 บต กาหนดพอรตของไมโครคอนโทรลเลอรทเชอมตอสาหรบสง DATA กาหนดบตเรมตนของ DATA กาหนดพอรตของไมโครคอนโทรลเลอรทเชอมตอสาหรบขา RS ของ LCD กาหนดบตของไมโครคอนโทรลเลอรทตอกบขา RS ของ LCD กาหนดพอรตของไมโครคอนโทรลเลอรทเชอมตอสาหรบขา E ของ LCD กาหนดบตของ MCU ทตอกบขา E ของ LCD กาหนดเวลาของคาสงรบสงขอมล กาหนดความละเอยดของวงจร ADC เปน 10 บต ตงคาทรจสเตอร ADCON1 กาหนดตวแปรเพอเกบคาทไดจาก ADC เขยนโปรแกรมหลกและโปรแกรมยอย

ไมโครคอนโทรลเลอร

126

สมรรถนะทพงประสงค

ความร ทกษะ คณธรรม/จรยธรรม 1. ระบพอรตของไมโครคอนโทรลเลอรทสามารรบสญญาณแอนะลอกได

2. อธบายการการทางานของโมดล ADC ภายในไมโครคอนโทรลเลอรได

3. วเคราะหขอแตกตางของ ADC ความละเอยด 8 บต และ 10 บตได

4. เขยนคาสงควบคมพอรตของไมโครคอนโทรลเลอรใหเปนแอนะลอกหรอดจทลได

5. เขยนโปรแกรมรบสญญาณแอนะลอกแสดงผลท LCD ได

6. เขยนโปรแกรมรบสญญาณแอนะลอกแสดงผลท LCD เปน DC Volts Meterได

7. เขยนสมการดวยภาษาเบสกแปลงจากขอมลดจตอลเปนคาตวเลขทกาหนดได

8. เขยนโปรแกรมรบสญญาณแอนะลอกแสดงผลท LED 7-Segment ได

9. แกไขโปรแกรมรบสญญาณแอนะลอกประมวลผลควบคมอปกรณตามทกาหนดได

1. ตอสญญาณแอนะลอกเขากบ ไมโครคอนโทรลเลอรได 2. เขยนโปรแกรมรบสญญาณ แอนะลอกแสดงผลท LCDได

3. เขยนโปรแกรมรบสญญาณ แอนะลอกแสดงผลท LED

7 - Segment ได 4. แกไขสญญาณรบสญญาณ แอนะลอกได

5. ใชเครองมอวดและทดสอบตรวจสอบการทางานของวงจรรบสญญาณแอนะลอกได

1. ตรงตอเวลา 2. มความตระหนกในหนาทของ นกศกษา 3. มความรบผดชอบตอตนเอง และสงคม 4. แตงกายถกตองตามระเบยบ 5. แสดงความเคารพดวยทาท ทสวยงาม 6. ทางานดวยความเตมใจ 7. ใชวสดอปกรณและเครองมอ อยางประหยดตระหนกถง ความปลอดภย

ไมโครคอนโทรลเลอร

127

เนอหาสาระ 1. การแปลงสญญาณแอนะลอกเปนดจทล

1.1 หลกการแปลงสญญาณแอนะลอกเปนสญญาณดจทล

1.2 การ Configures Register ของ ADC Module

2. คาสงภาษา PIC BASIC ทใชในการรบสญญาณแอนะลอก 2.1 คาสงกาหนดความละเอยดของเอาตพตของโมดล ADC

1. DEFINE ADC_BITS 8 เปนคาสงเพอใหวงจรแปลงสญญาณแอนะลอกใหเปนสญญาณดจทลมความละเอยด 8 บต (0 – 255)

2. DEFINE ADC_BITS 10 เปนคาสงเพอใหวงจรแปลงสญญาณแอนะลอกใหเปนสญญาณดจทลมความละเอยด 10 บต (0 – 1023)

ไมโครคอนโทรลเลอร

128

2.2 คาสงรบสญญาณ ADCIN 0, M เปนคาสงเพอรบสญญาณแอนะลอกพอรต AN0 แปลงเปนสญญาณดจทลแลวเกบไวทตว

แปร M ADCIN 12,N เปนคาสงเพอรบสญญาณแอนะลอกพอรต AN12 แปลงเปนสญญาณดจทลแลวเกบไวท

ตวแปร N

3. การเขยนโปรแกรมรบสญญาณแอนะลอกแสดงผลท LCD

PIC1

8F45

50

RESE

T

0.1 μF

BRIG

HTNE

SS10

KΩ

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.ขนนาเขาสบทเรยน 1.1 ครบอกจดประสงคของการเรยนใน บทเรยนน 1.2 ครสอบถามความสาคญของการรบ

สญญาณแอนะลอก 1.3 ครแจกแบบทดสอบกอนเรยนหนวยท 9

1.1 นกเรยนรบฟงจดประสงคของการเรยนใน บทเรยนน 1.2 นกเรยนบอกความสาคญของการรบ

สญญาณแอนะลอก 1.3 นกเรยนทาทดสอบกอนเรยนหนวยท 9

1. คาถามประจาหนวย 2. แบบทดสอบกอน เรยนหนวยท 9

2. ขนสอนทฤษฎ 2.1 ครอธบายการรบสญญาณแอนะลอก ใชสอ power point ประกอบ 2.2 ซกถามปญหาเกยวกบการรบสญญาณ

แอนะลอก

2.1 รบฟงคาบรรยาย 2.2 ตอบคาถามและแสดงความคดเหน

1. power point หนวยท 9 2. คาถามหนวยท 9

3. ขนสรป 3.1 ครและนกเรยนชวยกนสรปและครซกถาม ปญหาขอสงสย

3.1 นกเรยนชวยครสรปและตอบคาถาม 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 เมอครบเวลาทกาหนดรบแบบทดสอบคน

5.1 รบใบประเมนผลหลงเรยนหนวยท 9 5.2 ทาแบบทดสอบหลงเรยน 5.3 เมอครบเวลาทกาหนดสงแบบทดสอบคน

1. แบบทดสอบหลงเรยน หนวยท 9

6. ขนมอบหมายงาน 6.1 ใหนกเรยนไปคนควาเพมเตมเกยวกบ การรบสญญาณแอนะลอก และทา แบบฝกหดทายหนวยเรยนหนวยท 9 สงในสปดาหตอไป

6.1 รบมอบหมายงาน 1. ใบมอบงานหนวยท 9

7. ขนตรวจสอบความเรยบรอย 7.1 ตรวจความเรยบรอยและความเรยบรอย ของหองเรยนหองปฏบตงาน

7.1 ชวยกนจดเกบและทาความสะอาด หองเรยนหองปฏบตงานใหเรยบรอย

1.ใบตรวจสอบความ เรยบรอย

ไมโครคอนโทรลเลอร

130

งานทมอบหมายหรอกจกรรม กอนเรยน - นกศกษาทาแบบทดสอบกอนเรยนบทท 9 ขณะเรยน ใหนกศกษาอภปรายเกยวกบและสรปเกยวกบการรบสญญาณแอนะลอก หลงเรยน

ใหนกเรยนไปคนควาเพมเตมเกยวกบการรบสญญาณแอนะลอก และทาแบบฝกหดทายหนวยเรยนหนวยท 9 สงในสปดาหตอไป

สอการเรยนการสอน 1. หนงสอเรยนไมโครคอนโทรลเลอร บทท 9 เรองการรบสญญาณแอนะลอก 2. power point เรองการรบสญญาณแอนะลอก 3. แบบฝกหดทายหนวยเรยนท 9

การวดผลการเรยน กอนเรยน ทดสอบกอนเรยน (Pre-test) โดยใชขอสอบบทท 9 จานวน 10 ขอ ขณะเรยน ถาม – ตอบปญหา , ความสนใจ , ความตงใจ , การอภปราย หลงเรยน ทดสอบหลงเรยน (Post-test) โดยใชขอสอบหนวยท 9 จานวน 10 ขอ การประเมนผล 1. การประเมนผลโดยใชแบบประเมนผลหลงการเรยนหนวยท 9 จานวน 10 ขอ (แบบเลอกตอบ ) 2. สงเกตการมสวนรวมในการเรยน 3. สงเกตจากการตอบคาถาม / การอภปราย เอกสารอางอง 1. สชน ชนสห. (2557). ไมโครคอนโทรลเลอร นนทบร : โรงพมพ บรษท ศนยหนงสอเมองไทย จากด.

ไมโครคอนโทรลเลอร

131

บนทกหลงการจดการเรยนรของคร วนท……….… เดอน……………..…...………. พ.ศ………….…

รหสวชา 2105-2105 ชอรายวชา ไมโครคอนโทรลเลอร สาขาวชา ชางอเลกทรอนกส ระดบชน ปวช. ปท 3 กลมท 1,2

1. หวขอเนอหาทสอน การรบสญญาณแอนะลอก หนวยท 9 2. จานวนนกศกษาเขาเรยน ……… คน

รายละเอยดการสอน รายละเอยด/หวขอ เนอหาทสอน

เขาใจ/ ปฏบตได(คน)

ไมเขาใจ ปฏบต ไมได (คน)

1. การแปลงสญญาณแอนะลอกเปนดจทล 2. คาสงภาษา PIC BASIC ทใชในการรบสญญาณแอนะลอก

3. การเขยนโปรแกรมรบสญญาณแอนะลอกแสดงผลท LCD

4. การเขยนโปรแกรมรบสญญาณแอนะลอกแสดงผลท LED 7-Segment

สรป ผลการใชแผนการสอน ……………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………

ผลการเรยนของนกเรยน ……………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………

ผลการสอนของคร ……………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………

หมายเหต สาหรบนกศกษาทไมเขาใจหรอปฏบตไมไดจะแกไขในการสอนครงตอไป ในวนท….....เดอน…….........…..พ.ศ……....... โดยจะดาเนนการดงน

1. ………………………….……........…… 2. …………………………….…........…… 3. ……………………….…………............ 4. ………………………….…………........ 5. ………………………….……….........…

ลงชอ…………………………….

( ) ครผสอน

ไมโครคอนโทรลเลอร

132

แบบฝกหดทายหนวยท 9

จงอธบาย/แสดงวธการคานวณ

1. จากรปดานลาง จงอธบายหลกการแปลงสญญาณแอนะลอกใหเปนสญญาณดจทลทมความละเอยด 10 บต

ANALOG

(0 – 5V)TO

DIGITAL

INPUTOUTPUT

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 จงกาหนดคารจสเตอร ADCON1 ใหวงจรทางานไดปกต

PIC1

8F45

50

RESE

T

0.1 μF

BRIG

HTNE

SS10

KΩ

ไมโครคอนโทรลเลอร

133

ใบประเมนผลหนวยท 9 วชา ไมโครคอนโทรลเลอร ชอหนวย การรบสญญาณแอนะลอก

คาชแจง ใหเลอกคาตอบทถกทสดแลวทาเครองหมาย X ลงในกระดาษคาตอบ

1. จากรปดานลาง Pin ทไมสามารถรบสญญาณแอนะลอกคอ Pin ใด

1

765432

1098

11121314151617181920

30292827262524232221

393837363534333231

40MCLR/Vpp/RE3RA0/AN0RA1/AN1

RA2/AN2/VREF-CVREF

RA3/AN3/VREF+RA4/T0CK/C1OUT/RCV

RA5/AN4/SS/HLVDIN/C2OUTRE0/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 ภายในไมโครคอนโทรลเลอรทาหนาทใด 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. ขอใดเปนคาสงควบคมให 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 ทาหนาทรบสญญาณแอนะลอก สวนพอรตอน ๆ ใหทาหนาทเปนดจทลพอรต ตองกาหนดคาทรจสเตอร ADCON1 เปนคาใด

A AAAAAAA A A AA AA AAAAAAA A A AA AA AAAAAAA A A AA A

PCFG0000000010010

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

วงจรสาหรบขอ 7 ถง 10

×

×

7. จากวงจรทกาหนด ภาษาเบสกทไมสอดคลองกบวงจรคอขอใด ก DEFINE OSC 20 ข TRISC = $00 ค TRISD = $00 ง ADCON1 = $00 8. จากวงจรทกาหนด 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. จากวงจรทกาหนด คาสงใดททาใหขอมล LED 7-Segment นาขอมลมาแสดงทหลกท 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 คาตอบของแบบประเมนผลหนวยท 9

ขอท คาตอบ 1 ง 2 ง 3 ค 4 ค 5 ก 6 ค 7 ง 8 ง 9 ก 10 ข