RODRIGO ANDRÉS FERNANDEZ HERNANDEZ IVÁN LÓPEZ RAMIREZ GUSTAVO ANDRÉS VINUEZA JURADO

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1 SISTEMA AUTOMATIZADO PARA LA MEDICIÓN DE TIEMPOS DE REACCION EN EL ESTUDIO DE PROCESOS DE MEMORIA, PERCEPCIÓN, ATENCIÓN, SENSACIÓN, INTELIGENCIA Y PENSAMIENTO. RODRIGO ANDRÉS FERNANDEZ HERNANDEZ IVÁN LÓPEZ RAMIREZ GUSTAVO ANDRÉS VINUEZA JURADO PONTIFICIA UNIVERSIDAD JAVERIANA FACULTAD DE INGENIERÍA DEPARTAMENTO DE ELECTRÓNICA BOGOTÁ D.C. 2005

2 SISTEMA AUTOMATIZADO PARA LA MEDICIÓN DE TIEMPOS DE REACCION EN EL ESTUDIO DE PROCESOS DE MEMORIA, PERCEPCIÓN, ATENCIÓN, SENSACIÓN, INTELIGENCIA Y PENSAMIENTO. RODRIGO ANDRÉS FERNANDEZ HERNANDEZ IVÁN LÓPEZ RAMIREZ GUSTAVO ANDRÉS VINUEZA JURADO Informe final del Trabajo de Grado presentado para optar el título de Ingeniero Electrónico Directores FRANCISCO VIVEROS Ingeniero Electrónico ALEJANDRA GONZÁLEZ Ingeniero Electrónico PONTIFICIA UNIVERSIDAD JAVERIANA FACULTAD DE INGENIERÍA DEPARTAMENTO DE ELECTRÓNICA BOGOTÁ D.C. 2005

3 PONTIFICIA UNIVERSIDAD JAVERIANA FACULTAD DE INGENIERÍA CARRERA DE INGENIERIA ELECTRÓNICA RECTOR MAGNÍFICO: R.P. GERARDO REMOLINA VARGAS S.J. DECANO ACADÉMICO: Ing. FRANCISCO JAVIER REBOLLEDO MÚÑOZ. DECANO DEL MEDIO UNIVERSITARIO: R.P. ANTONIO J. SARMIENTO NOVA S.J. DIRECTOR DE CARRERA: Ing. JUAN CARLOS GIRALDO DIRECTORES DEL PROYECTO: Ing. FRANCISCO VIVEROS Ing. ALEJANDRA GONZÁLEZ

4 ARTÍCULO 23 DE LA RESOLUCIÓN No. 13 DE JUNIO DE 1946 La universidad no se hace responsable de los conceptos emitidos por sus alumnos en sus proyectos de grado. Solo velará porque no se publique nada contrario al dogma y a la moral católica y porque los trabajos no contengan ataques o polémicas puramente personales. Antes bien, que se vea en ellos el anhelo de buscar la verdad y la justicia.

5 TERMINOLOGÍA Tiempo de Reacción: Se puede definir como el registro exacto del tiempo transcurrido entre la aplicación de un estímulo y el principio de la respuesta motora del sujeto a quien le fue presentado el estímulo (Garret, 1973, pg 389). El tiempo de reacción, fue una de las primeras formas como se intentó estudiar cuantitativamente los procesos mentales de los seres humanos, gran preocupación de los psicólogos de principio de siglo XIX, tales como Gustav Fechner ( ), Ernst Weber ( ) y Wilhelm Wundt ( ), entre otros. 1 Estímulo: Todo agente externo a un cuerpo u organismo que activa o motiva a este a realizar un movimiento y comportamiento determinado. Preestímulo: Todo agente externo a un cuerpo u organismo que le avisa que viene un estímulo al cual debe reaccionar. Reacción Simple: Presenta un estímulo y requiere una única respuesta. (Tiene solamente un dispositivo de respuesta). 2 Reacción disyuntiva o de elección: Existen alternativas; se presentan estímulos diferentes que exigen respuestas distintas. Es decir, hay varios estímulos que se pueden presentar y a cada estímulo le corresponde un único dispositivo de respuesta (hay igual número de estímulos como dispositivos de respuesta). Cronoscopio: Instrumento utilizado para medir el tiempo de reacción de un individuo frente a un estímulo. Llave de telégrafo: mecanismo simple usado para responder a estímulos. 1 UNDERWOOD, Benton. Psicología Experimental. Trillas, México D.F, 1972, p UNDERWOOD, Op.Cit., p

6 INTRODUCCIÓN La medida de los fenómenos mentales ha sido uno de los retos para cualquier psicólogo experimental, para ello se han utilizado diversas herramientas y diferentes métodos de medición que responden a las necesidades de información para soportar sus investigaciones. Estos instrumentos de medición basan su funcionamiento en estímulos que provocan el estado mental necesario y los efectos motores que siguen a los mismos. 3 La medición de los tiempos de reacción de manera sistematizada se inició en el siglo XIX, por el famoso fisiólogo Helmholtz, quien abrió el camino futuro de la psicología experimental en varios aspectos. Logró medir la velocidad de conducción del nervio motor de la rana, y quiso extender la investigación a los nervios sensitivos humanos, estimulando primero la piel de una persona con un sutil choque eléctrico lejos del cerebro y luego más cerca, indicando al sujeto que en los dos casos hiciera la misma señal con la mano para mostrar que sentía el choque. Aunque de este modo pudo hacer una aproximada apreciación de la rapidez de la conducción nerviosa, encontró que el método era poco satisfactorio porque el tiempo empleado en la conducción nerviosa es mínimo, mientras que el tiempo de reacción total es largo en comparación con la conducción nerviosa y variable. 4 El siguiente paso lo dio el fisiólogo holandés Donders, quien en 1868 intentó medir el tiempo fisiológico de procesos mentales como la discriminación y la elección 5. 1 OYUELA, Raúl; FERNÁNDEZ, Rodrigo; LOPEZ, Iván; VINUEZA, Gustavo. Conversación sostenida el 10 de Agosto. Of. Oyuela Raúl, WOODWORTH, Roberts. y SCHLOSBERG, Harold. Psicología Experimental. Eudeba, Buenos Aires, 1964, Tomo I, p Ver Terminología, 10 p 5

7 En una palabra inventó el tiempo de reacción disyuntivo 6 y halló que éste era unos 100 ms más largo que el tiempo de reacción simple 7, y consideró que esta diferencia representaba el tiempo requerido por los procesos mentales mencionados. Posteriormente, el fisiólogo austriaco Exner hizo una importante contribución en 1873, señalando la importancia de la preparación previa e introduciendo el término tiempo de reacción. 8 El siglo XX se caracterizó por la aparición de nuevas tecnologías que fueron modernizándose gracias a los avances en electrónica, que a su vez, dieron origen a la creación de nuevos instrumentos utilizados en psicología experimental. Actualmente los instrumentos utilizados en la medición de tiempos de reacción en los seres humanos requieren la presencia de varios asistentes para su desarrollo además de un tiempo considerable para la entrega de los resultados. 6 Reacción disyuntiva o de elección: Existen alternativas; se presentan estímulos diferentes que exigen respuestas distintas. Es decir, hay varios estímulos que se pueden presentar y a cada estímulo le corresponde un único dispositivo de respuesta (hay igual número de estímulos como dispositivos de respuesta). 7 Reacción Simple: Presenta un estímulo y requiere una única respuesta. (tiene solamente un dispositivo de respuesta). 8 WOODWORTH, Op.Cit., p

8 CONTENIDO TERMINOLOGÍA 4 INTRODUCCIÓN 5 CONTENIDO 7 LISTA DE FIGURAS 10 LISTA DE TABLAS OBJETIVOS Objetivo general Objetivos específicos MARCO TEÓRICO Tiempo de reacción Software de adquisición de datos Transmisión de datos por el puerto serial Interfaz gráfica Base de datos DESCRIPCIÓN GENERAL Entradas y salidas del sistema Diagrama en bloques del sistema Panel de control Panel de respuesta y presentación de estímulos Software para la transferencia de datos Descripción de una prueba Características de una prueba Ingreso de datos y programación de la prueba ESPECIFICACIONES Alimentación del sistema Especificaciones del adaptador Especificaciones de los periféricos Teclado. 35 7

9 Cable de conexión entre el computador y el dispositivo Especificaciones de memoria Memoria temporal Memoria de la base de datos Cable de conexión entre el panel de respuesta y presentación de estímulos y el panel de control Especificaciones del panel de presentación de estímulos Especificaciones de la unidad de reloj DESARROLLO Desarrollo del hardware Microcontrolador: PIC18F Pantalla de cristal líquido (LCD) Teclado Unidad de reloj Memoria temporal Panel de respuesta y para la presentación de estímulos Interrupción de stop Desarrollo del software Interfaz gráfica Buscar Eliminar registro Gráficar Copiar datos Recibir datos Base de datos Protocolo de pruebas y análisis de resultados Pruebas realizadas Análisis de resultados CONCLUSIONES BIBLIOGRAFÍA 75 8

10 ANEXOS A1. DIAGRAMA ESQUEMÁTICO DEL SISTEMA PARTE I Y II. 9

11 LISTA DE FIGURAS Pág. Figura 1. Conector hembra DB9 12 Figura 2. Diagrama de entradas y salidas del dispositivo. 19 Figura 3. Diagrama en bloques del sistema. 20 Figura 4. Panel de control 21 Figura 5. Conector PS2 22 Figura 6. Control de contraste de la pantalla. 23 Figura 7. Panel de respuesta y presentación de estímulos. 24 Figura 8. Dimensiones del panel de respuesta. 25 Figura 9. Distribución de los estímulos del panel de presentación de estímulos 26 Figura 10. Interfaz gráfica en Visual Basic 28 Figura 11. Grafica de los tiempos de reacción promedio de cada estímulo y resumen de resultados. 28 Figura 12. Diagrama de tiempos prueba sin preestímulo 30 Figura 13. Diagrama de tiempos prueba con preestímulo 31 Figura 14. Conexión entre el computador y el panel de control 33 Figura 15. Diagrama de flujo del programa del microcontrolador. 39 Figura 16. Mapa de direcciones de la pantalla (LCD). 41 Figura 17. Trama de bits enviada por el teclado. 44 Figura 18. Diagrama esquemático de la conexión al parlante. 47 Figura 19. Prueba No 5. Medición tiempo entre preestímulo y estímulo. 63 Figura 20. Prueba No. 6. Medición tiempo entre preestímulo y estímulo. 63 Figura 21. Prueba No.7. Medición tiempo entre la finalización de un ensayo y la presentación del preestímulo del siguiente ensayo

12 LISTA DE TABLAS Pág. Tabla 1. Distribución de terminales del conector DB Tabla 2. Estímulos auditivos y su respuesta correcta 25 Tabla 3. Frecuencia de los estímulos auditivos 26 Tabla 4. Distribución de terminales de la pantalla (LCD) 36 Tabla 5. Conexión de los terminales de la pantalla (LCD) 40 Tabla 6. Inicialización de la pantalla (LCD) 41 Tabla 7. Descripción de los terminales del teclado. 42 Tabla 8. Conexión del teclado. 43 Tabla 9. Conexión del conector de 15 terminales. 46 Tabla 10. Secuencias de tres colores generadas con t1a y t2b. 48 Tabla 11. Secuencias de tres colores generadas con t1b. 48 Tabla 12. Equivalencia entre estímulos visuales y auditivos. 48 Tabla 13. Colores utilizados en la gráfica de los tiempos de reacción para los estímulos visuales y auditivos. 54 Tabla 14. Diseño de la base de datos. 59 Tabla 15. Correspondencia en letras de los estímulos. 60 Tabla 16. Tabla de costos dada en el anteproyecto. 68 Tabla 17. Tabla comparativa entre lo presupuestado y lo gastado

13 1. OBJETIVOS 1.1 Objetivo general Automatizar el procedimiento para medir tiempos de reacción en los seres humanos para el estudio de procesos cognitivos (memoria, percepción, atención, sensación, inteligencia y pensamiento), del laboratorio de Psicología de la Pontificia Universidad Javeriana. 1.2 Objetivos específicos 1) Diseñar una unidad que mezcle estímulos (visuales y auditivos), varíe los intervalos de tiempo de presentación de los mismos. 2) Diseñar el software que permita la transferencia de los datos de manera ordenada a un computador. 3) Reducir el número de personas que intervienen en la ejecución de cada experimento respecto a la forma convencional existente en el laboratorio de psicología de la Pontificia Universidad Javeriana. 4) Diseñar el instrumento ergonómicamente cómodo para una mejor toma de las muestras reducir el tiempo requerido en la toma de muestras y en la ejecución total del experimento respecto a la forma convencional existente en el laboratorio de psicología de la Pontificia Universidad Javeriana. 12

14 2. MARCO TEÓRICO 2.1 Tiempo de reacción El tiempo de reacción es un fenómeno psicológico que fue descubierto desde 1796, en un observatorio de Greenwich, donde un ayudante que debía registrar el paso de una estrella por determinado meridiano, lo registraba con un error excesivo de cálculo. (Garret, 1973; McGuigan, 1994). Más adelante, fue Bessell (un astrónomo) quien en 1882 hizo un primer estudio comparativo de los tiempos de reacción en diferentes sujetos (Garret, 1973). Los siguientes estudios de tiempo de reacción fueron realizados por Helmholtz en 1850 al medir la velocidad de conducción nerviosa en una rana. 9 Después de los estudios realizados por Helmholtz, comenzaron estudios de medición de tiempos de reacción en fenómenos psicológicos. Donders y Jaeger fueron los primeros en distinguir entre el tiempo de reacción simple (con un estímulo y una respuesta), y el tiempo de reacción disyuntivo (dos estímulos y una respuesta correcta; por ejemplo, al presentarse un estímulo visual de color rojo el participante deberá responder con la mano derecha, y al presentarse un estímulo de color verde el participante deberá responder con la mano izquierda). (Garret, 1973). El método experimental de Donders consistía en aplicar choques eléctricos a las piernas de los sujetos, y esperar a que estos respondieran con una llave de telégrafo y su mano izquierda o derecha, según la pierna que había sido estimulada. En un experimento el sujeto sabía en qué pierna iba a ser estimulado, 9 PARDO, Carlos. Estado actual del conocimiento sobre tiempos de reacción. Mail enviado el 11 de Agosto. Colombia. 13

15 mientras que en otro no lo sabia. Encontró que la diferencia entre los dos métodos era de 1/15 de segundo en su tiempo de reacción. (Perera, 2001). Donders también hizo diferenciaciones entre los distintos tipos de tiempos de reacción, determinando la diferencia entre ellos, siendo el tiempo de reacción disyuntivo el más lento, y el tiempo de reacción simple el más rápido. Otro investigador en el área de la Psicología que fue reconocido por sus estudios en tiempos de reacción fue James McKeen Cattell, quien hizo su tesis en 1886, sobre el tiempo que tomaban las operaciones cerebrales, basándose en el tiempo de reacción, y otras medidas. En su obra Tests y medidas Mentales (Cattell, 1890), habla sobre los tiempos de reacción como una medida que aporta a un conocimiento más integral del ser humano, y aconseja que sea medido con sonido, debido a la brevedad y regularidad del tiempo de reacción frente a este tipo de estímulos, y por la facilidad de los experimentos (hay que tener en cuenta que es a finales del siglo XIX que esto se escribe), y también aconseja tomar tres medidas del mismo, conseguir la media aritmética y varianza de estas medidas, para tener una información completa y precisa sobre este tipo de respuesta. Actualmente, el tiempo de reacción sigue siendo utilizado ampliamente por psicólogos. La utilidad de este estudio radica en que es la medida más precisa y cuantificable con la que se ha contado para medir la velocidad de los procesos mentales. Un estudio más minucioso de los procesos fisiológicos que subyacen al tiempo de reacción corresponden al área de la neuropsicología donde, a través de diversas pruebas, definen la velocidad y grado de complejidad de las acciones llevadas a cabo en el sistema nervioso central, con ayuda del tiempo de reacción. 10 Otras aplicaciones del tiempo de reacción son las pruebas para controladores de trafico aéreo, así como estudios correlaciónales entre la velocidad del tiempo de 10 MILLENSON, Jr. Principios de análisis conductual. Trillas, México D.F, 1977, p

16 reacción y factores relacionados con variables ambientales, de personalidad, género, creencias y emociones Software adquisición de datos. La transferencia de datos al computador se realiza por el puerto serial del computador, la herramienta con la cual se reciben los datos es Visual Basic. Con las diferentes pruebas realizadas con el instrumento se realiza una base de datos en Microsoft Access, la cual se maneja por medio de una interfaz gráfica realizada en Visual Basic que permite al experimentador la manipulación de los datos Transmisión de datos por el puerto serial. A continuación se enumeran las señales especificadas en el estándar RS232. Cada señal es identificada por sus letras, el número de Terminal en un conector DB-9 y el nombre de la señal. Las letras de los circuitos asociados a cada señal están caracterizadas por la siguiente tabla: A, circuito común. B, circuito de señal. C, circuito de control. D, circuito de cronometraje. Si las letras están precedidas por una S, se trata de un canal secundario. Figura 1. Conector hembra DB 9 11 VAISSIÉRE, Julio de la. y PAMES, Fernando. Psicología Experimental. 3ª Edición. Eugenio Subirana S.A, Barcelona, 1952, p

17 Circuito Número de Terminal del DB-9 Nombre de la señal. AB 5 Tierra BA 3 Transmisión de datos (TX) BB 2 Recepción de datos (RX) CA 7 Solicitud de envío (RTS) CB 8 Autorización de envío (CTS) CC 6 Datos listos para enviar (DSR) CD 4 Terminal de datos lista (DTR) CE 9 Detector de llamada CF 1 Detección de portadora (DCD) Tabla 1. Distribución de terminales DB 9 AB: señal de Tierra Esta es la tierra lógica que es utilizada como punto de referencia por todas las señales recibidas y transmitidas. Esta señal es indispensable y debe de estar presente para todas las comunicaciones. BA: Transmisión de datos (TX) Esta línea es utilizada para transmitir datos desde el DTE al DCE. Es mantenida en estado de 1 lógico cuando nada se transmite. La terminal comenzará a transmitir cuando un 1 lógico esté presente en las siguientes líneas: Autorización de envío. Terminal de datos lista. 16

18 Datos listos para enviar. Detección de portadora. BB: Recepción de datos Este circuito es utilizado para recibir datos desde el DCE al DTE. La terminal comenzará a transmitir cuando un 1 lógico esté presente en las siguientes líneas: Autorización de envío Terminal de datos lista. Datos listos para enviar. Detección de portadora. El estándar especifica que los niveles de salida son -5 a -15 volts para el 1 lógico y +5 a +15 volts para el 0 lógico, mientras que los niveles de entrada son -3 a -15 volts para un 1 lógico y +3 a +15 volts para un 0 lógico. Esto asegura que los bits puedan ser leídos correctamente aún con grandes distancias entre la DTE y la DCE, especificados como 16,5 metros o 50 pies, aún cuando estas señales soportan mayores distancias dependiendo de la calidad del cableado y el blindaje. CA: Solicitud de envío (RTS) En esta línea el DTE envía una señal cuando está listo para recibir datos del DCE. El DCE revisa esta línea para conocer el estado del DTE y saber si puede enviar datos. CB: Autorización de envío (CTS) En este circuito el DCE envía una señal cuando está listo para recibir datos del DTE. CC: Datos listos para enviar (DSR) 17

19 Cuando este circuito está en 1 lógico indica al DTE que el DCE está listo para enviar datos. CD: Terminal de datos lista (DTR) Cuando ésta línea está en estado de 1 lógico se puede comenzar a enviar y recibir datos. Cuando esta línea está en nivel de 0 lógico, el DCE terminará la comunicación. CF: Detección de Portadora de Datos (DCD) En esta línea el DCE indica al DTE que ha establecido una línea portadora (una conexión) con un dispositivo remoto. CE: Indicador de llamada (RI) Esta línea es utilizada comúnmente por el software de comunicaciones cuando el dispositivo no está en modo de auto respuesta para indicarle que un dispositivo remoto está llamando. Esta señal es optativa cuando no se utiliza software que conteste la llamada automáticamente. Tabla de verdad del RS-232 Señal > +3v = 0 Señal < -3v = 1 <-3v> La señal de salida usualmente oscila entre +12v y -12v. El punto cero entre +3v y - 3v está diseñado para absorber ruido de la línea. En las diversas definiciones similares a RS-232, este punto cero puede variar, como en la V.10 en la que el punto cero está entre +0.3v y -0.3v. Muchos de los dispositivos RS-232 son sensibles a diferenciales de 1 volt o menos

20 2.2.2 Interfaz gráfica. La interfaz gráfica permite al experimentador un fácil manejo de la base de datos, así como de la recepción de los datos provenientes del microcontrolador; la herramienta que se utiliza para este propósito es Visual Basic Base de datos. En la base de Datos se almacenan todos los datos necesarios para realizar la prueba y los resultados, o tiempos de reacción obtenidos dicha base está elaborada en Microsoft Access. Este es un programa para la gestión de información. Permite diseñar las estructuras para almacenar la información y los medios para su introducción y manejo. 19

21 3. DESCRIPCIÓN GENERAL El instrumento tiene la capacidad de medir tiempos de reacción con resolución de milisegundos, para lo cual se diseñó un reloj utilizando un contador interno del microcontrolador con 16 bits. Con este instrumento el experimentador debe ingresar los datos completos del participante mediante un teclado para llevar un registro de los pacientes. Dichos datos, al igual que las muestras tomadas (tiempos de reacción), son almacenados en una memoria temporal para luego ser transferidos al computador por medio del software de adquisición de datos con el fin de crear una base de datos que contenga la información de todos los participantes de las pruebas con sus respectivos resultados. La base de datos es de vital importancia ya que gracias a ésta se pueden realizar graficas y análisis a los resultados obtenidos en el experimento. La prueba debe ser programada por el experimentador en el instante en que va a comenzar, es decir que puede seleccionar mediante un menú el tipo de prueba que desea, auditiva, visual o visual y auditiva, además puede variar los intervalos de tiempo entre el preestímulo y el estímulo. 3.1 Entradas y salidas del sistema. El sistema se divide en dos partes principales, en el instrumento encargado de la medición de los tiempos de reacción y en el software de adquisición de Datos. Las Señales de entrada del sistema encargado de la medición de los tiempos de reacción son: Datos provenientes del teclado (Elección entre desarrollo de prueba o descarga de datos al computador, nombre, apellido, lateralidad, sexo, edad 20

22 y código del participante, fecha y hora de la prueba, elección tipo de prueba, elección intervalos de tiempos que alternan durante la prueba). Pulsadores del panel de respuesta (son tres pulsadores de colores azul, verde y rojo). Señal de reloj (cristal de 16MHz). Señal de stop ( detiene la prueba y borra los registros ) Las señales de salida del sistema encargado de la medición de los tiempos de reacción son: Señales al panel de presentación de estímulos (señal de preestímulo, estímulos visuales y auditivos ) Datos de la prueba (Nombre, apellido, código, lateralidad, edad, y sexo del participante, fecha y hora de la prueba, elección tipo de prueba, intervalos de tiempos que alternan durante la prueba, tiempos de reacción). Las señales de entrada al software de adquisición de datos son: Datos de la prueba (Nombre, apellido, código, lateralidad, edad, y sexo del participante, fecha y hora de la prueba, elección tipo de prueba, intervalos de tiempos que alternan durante la prueba, tiempos de reacción). Comandos de control de interfaz gráfica (recibir datos, eliminar registro, graficar, cerrar, buscar y copiar datos). Las Señales de salida del software de adquisición de datos son: Base de datos en Microsoft Access (manejo de la base de datos desde una interfaz gráfica) Gráfica de los tiempos de reacción promedio de cada uno de los estímulos diferenciando respuestas correctas e incorrectas y resumen de resultados de la prueba. Copia de datos 21

23 . Datos provenientes del teclado Stop Reloj Señal de los pulsadores SISTEMA ENCARGADO DE LA MEDICIÓN DE LOS TIEMPOS DE REACCIÓN Señal al panel de presentación de estímulos Datos de la prueba Datos de la prueba Comandos de control interfaz gráfica SOFTWARE DE ADQUISICIÓN DE DATOS Base de datos en Microsoft Access Copia de datos Gráfica Figura 2. Diagrama de entradas y salidas del dispositivo. 22

24 3.2 Diagrama en bloques del sistema STOP LCD TECLADO PANEL DE RESPUESTA Microcontrolador PIC 18F452 MEMORIA PANEL PARA PRESENTACIÓN DE ESTÍMULOS PC Figura 3. Diagrama en bloques del sistema El sistema está dividido en tres módulos que son: 1. Panel de control. 2. Panel de respuesta y presentación de estímulos. 3. Software para la transferencia de datos. 3.3 Panel de control 23

25 Constituye el módulo principal; este sistema está constituido fundamentalmente por un teclado, botones de control, un microcontrolador, un display LCD y un mecanismo de memoria temporal. La unidad de control se encarga de capturar todos los datos ingresados por el experimentador desde el teclado, así como los adquiridos una vez finalizada la prueba con el fin de almacenarlos en la memoria temporal. El microcontrolador hace la interfaz visual entre el experimentador y el instrumento mediante un display LCD en donde se muestra la información que el experimentador debe ingresar correspondiente al paciente y a las características de la prueba que quiere aplicar. La unidad de control esta constituida por las siguientes partes: Figura 4. Panel de control 24

26 1. Conector para el teclado: localizado en la parte frontal, sirve para permitir la conexión del módulo con el teclado, este utiliza un conector tipo PS 2 que es el que comúnmente utilizan los teclados, esto con el fin de reemplazarlo fácilmente en caso de pérdida o daño del mismo. Figura 5. Conector PS 2 2. Botón de encendido: Se encuentra ubicado en la parte lateral derecha; sirve para activar la alimentación del módulo. 3. Conector serial: Ubicado en la parte lateral derecha, usado para comunicar el módulo con el computador, esto se hace por medio de un conector DB9 usando el protocolo RS Conector del adaptador AC: Ubicado en la parte de atrás y es empleado para conectar el adaptador al dispositivo, se utiliza un adaptador de entrada de 120 VAC a 60 Hz y salida de 5 VDC con corriente de 600 ma; este adaptador es fácil de conseguir en el mercado en caso de extravío o daño del mismo. 5. Conector al panel de respuesta y presentación de estímulos: Se encuentra ubicado en la parte de atrás y sirve para comunicar el panel de control con el panel de respuesta y presentación de estímulos, esto se hace por medio de un conector con 15 terminales el cual va conectado como se muestra en la tabla 8. 25

27 6. Pantalla: Es utilizada para que el experimentador tenga acceso a los distintos menús y opciones que presenta el módulo, así como a los datos que introduzca; se utilizó el display Hitachi HD884A-524 debido a que es comercial y de fácil manejo e implementación, ver anexo Control de contraste de la pantalla (LCD): este control está localizado en la parte superior derecha del módulo y le permite variar el contraste de la pantalla LCD (Liquid Cristal Display). Este está implementado con un potenciómetro de 10 KΩ el cual se conecta al Terminal 3 del LCD y el otro Terminal a tierra como se ve en la figura 6. Figura 6. Control de contraste de la pantalla. 8. Tres pulsadores para la diferenciación de prueba de tono: Están ubicados en la parte superior derecha del panel y son utilizados para presentar al participante los tres distintos tonos. 9. Pulsador de stop: Se encuentra ubicado en la parte superior derecha del módulo, está encargado de finalizar la prueba cuando el experimentador lo desee. Este pulsador es una interrupción al microcontrolador la cual se encuentra habilitada solamente mientras se están midiendo los tiempos de reacción. Al habilitar esta interrupción se borran todos los datos almacenados en memoria y se retorna al menú principal. 26

28 3.3.1 Unidad de reloj. Dentro del panel de control se encuentra la unidad de reloj del sistema, la cual es la encargada de la sincronización de éste, mide los tiempos de reacción y además controla los tiempos para que el panel de presentación de estímulos genere los preestímulos y estímulos programados para la prueba. Esta unidad está integrada con el panel de control; se utilizan los registros internos y los temporizadores del microcontrolador para realizar las funciones de la unidad de reloj. 3.4 Panel de respuesta y presentación de estímulos. Este es el panel con el cual el participante interactúa directamente, con este se realiza la presentación de los diferentes colores y tonos para que el participante genere la respuesta según corresponda. Ver figura 7. Figura 7. Panel de respuesta y presentación de estímulos 27

29 El panel de respuesta está compuesto por tres botones de distintos colores (azul, rojo y verde), los cuales tienen 3,5 cm. de diámetro; pueden soportar golpes fuertes y se consiguen fácilmente en el mercado, características que los hacen óptimos para esta aplicación ya que al medir tiempos de reacción no se sabe con que fuerza el participante pueda reaccionar, además que la edad y sexo de los participantes no siempre es la misma; estos botones son comúnmente utilizados en los video juegos comerciales. Los botones se encuentran ubicados en línea horizontal y separados 7 cm. uno de otro como se muestra en la figura 8, esto con el fin de que la respuesta sea cómoda y se evite que se opriman dos botones al mismo tiempo. 7cm 7cm 8cm 3.2cm 7cm BAJO Figura 8. MEDIO Panel de respuesta ALTO 20cm Figura 8. Dimensiones del panel de respuesta La respuesta que el participante debe dar depende del estímulo que se está 28

30 mostrando. Para el estímulo azul se debe responder con el botón azul, de igual manera ocurre con los otros dos estímulos visuales. En el caso de los estímulos auditivos la respuesta debe ser como se indica en la Tabla 2. ESTÍMULO AUDITIVO RESPUESTA CORRECTA Tono Alto Botón Rojo Tono Medio Botón Azul Tono Bajo Botón Verde Tabla 2. Estímulos auditivos y su respuesta correcta Si la respuesta que da el participante no corresponde al estímulo presentado, ésta se considera incorrecta, y se registra el tiempo de reacción pero se informa al experimentador que la respuesta fue incorrecta. El panel para la presentación de estímulos está compuesto por dispositivos que permiten la presentación de los estímulos y preestímulos (visuales, por medio de luces o auditivos, a través de tonos). Recibe las señales de control provenientes de la unidad de control y de la unidad de reloj para la correcta presentación de los estímulos. Este módulo es el que hace posible la interfaz visual entre el participante y el instrumento. El Preestímulo es un Led de color amarillo de 3 mm. de diámetro. Los estímulos visuales son tres colores (azul, rojo y verde) cada uno de los estímulos se logra utilizando tres Led en línea recta horizontal. La distribución de los estímulos en el panel, se muestra en la figura 9. Figura 9. Distribución de los estímulos del panel de presentación de estímulos. 29

31 Los estímulos auditivos se presentan utilizando un parlante de diámetro 5,7 cm. y potencia 1,5 vatios. Se varia entre tres distintos tonos (alto, medio, bajo), lo que se hace es variar la frecuencia del sonido, ver Tabla 3. TONO Frecuencia (Khz.) Alto 10 Medio 1.6 Bajo Tabla 3. Frecuencia de los estímulos auditivos. 3.5 Software para la transferencia de datos. La transferencia de datos se hace por medio del puerto serial del computador, se utiliza el protocolo RS232 con un conector DB-9. Para la recepción de los datos se utiliza el programa Visual Basic, en este programa se realizó una interfaz grafica para que el experimentador tenga un manejo sencillo de los datos. Dicha interfaz cuenta con los botones de control que se muestran en la figura 10. Recibir datos: Al oprimir este botón el experimentador recibe los datos provenientes del microcontrolador y los almacena en la base de datos. La trama que se recibe por el puerto serial está en código ASCII. Este comando se encarga de ordenar los datos que se reciben para almacenarlos en la base de datos y presentarlos por medio de la interfaz gráfica. Graficar: Al oprimir este botón el experimentador genera una gráfica con los tiempos de reacción promedio de cada estímulo, con los datos del participante que se está mostrando en pantalla, y un resumen de los resultados obtenidos en la prueba (Ver figura 11). La gráfica aparece en una ventana nueva, la cual tiene un botón llamado Volver con el cual se regresa a la ventana principal. 30

32 Figura 10. Interfaz gráfica en Visual Basic. Figura 11. Grafica de los tiempos de reacción promedio de cada estímulo y resumen de resultados. 31

33 Como se observa en la figura 11, cada una de las barras tiene el color del estímulo visual correspondiente. En el caso de los tonos, se informa al experimentador qué color corresponde a cada uno de los tonos, además se le indica al experimentador si la respuesta del participante fue correcta o incorrecta. Buscar: El experimentador puede realizar tres distintas búsquedas en la base de datos desde la interfaz gráfica, puede buscar una prueba por el código o por el apellido del participante, o por la fecha de la prueba. Una vez realizada la elección del tipo de búsqueda, el experimentador debe escribir en el espacio en blanco, que se encuentra al lado derecho del botón Buscar, el parámetro que necesita de acuerdo a la elección realizada; al oprimir este botón, el experimentador busca el parámetro escrito; si hay varios registros en la búsqueda, el experimentador simplemente debe volver a pulsar el botón y va encontrando los registros uno por uno. Eliminar registro: Con este comando el experimentador puede eliminar el registro que se encuentra en pantalla. Copiar datos: Al oprimir este botón el experimentador copia todos los datos de la prueba realizada al participante que se encuentra en pantalla; esto con el fin de que pueda copiarlos en cualquier herramienta de Microsoft Office, como Microsoft Excel, y pueda realizar cualquier tipo de análisis a los datos, sin necesidad de tener que transportarlos uno por uno de manera manual. 3.7 Descripción de una prueba Características de una prueba. Una prueba consta de 40 ensayos y tiene las siguientes características: 1. La prueba puede tener o no preestímulo, si la prueba es programada sin 32

34 preestímulo, simplemente se realiza cada uno de los ensayos presentando al participante directamente cada uno de los estímulos a los cuales debe responder; el experimentador puede introducir tres tiempos que se alternan entre ensayo y ensayo, además hay un tiempo fijo de 1 segundo entre cada uno de los ensayos como se ilustra en la figura 12. En caso contrario (prueba con preestímulo), en cada uno de los ensayos, antes de la presentación del estímulo se realiza la presentación del preestímulo, éste le indica al participante que viene un estímulo al que debe responder, el experimentador puede introducir tres tiempos entre preestímulo y estímulo que se van a alternar a lo largo de los 40 ensayos de la prueba. Además hay un tiempo fijo de 1 segundo entre cada uno de los ensayos, como se muestra en la figura 13. En las figuras 12 y 13 puede observarse que la única diferencia que hay entre una prueba con preestímulo y una sin éste, es que en la primera se enciende un led de preestímulo, que no se enciende en la segunda; el diagrama de tiempos es el mismo, por lo que el tiempo que alterna durante la prueba, es el mismo en ambos casos. Estímulo Respuesta T.F: Tiempo fijo de 1 segundo. T.A: Tiempo que alterna entre 3 opciones elegidas por el experimentador. T.R: Tiempo de reacción (depende del participante). 40 ensayos T.F T.A T.R T.F T.A T.R T.F Inicio de prueba T DIAGRAMA DE TIEMPOS PRUEBA SIN PREESTÍMULO Figura 12. Diagrama de tiempos prueba sin preestímulo 33

35 Preestímulo Estímulo Respuesta T.F: Tiempo fijo de 1 segundo. T.A: Tiempo entre preestímulo y estímulo alterna entre 3 opciones elegidas por el experimentador. T.R: Tiempo de reacción (depende del participante). 40 ensayos T.F T.A T.R T.F T.A T.R T.F Inicio de prueba DIAGRAMA DE TIEMPOS PRUEBA CON PREESTÍMULO Figura 13 Diagrama de tiempos con preestímulo. T 2. La prueba puede ser visual, auditiva o visual y auditiva. En el primer caso la prueba consta de 40 ensayos con estímulos visuales, en cada uno de los cuales se presenta un estímulo visual que puede ser de color azul, verde o rojo (el color del estímulo es de selección pseudo-aleatoria del sistema); en el segundo caso en cada uno de los ensayos de la prueba se presenta un estímulo auditivo que puede ser de tono alto, medio o bajo (El tono del estímulo es de selección pseudo-aleatoria del sistema); el último caso es una combinación de las dos pruebas anteriores: se presentan 40 ensayos compuestos de 20 estímulos visuales y 20 estímulos auditivos, que varían de forma pseudo-aleatoria a lo largo de la prueba, intercalándose un estímulo visual y un auditivo Ingreso de datos y programación de la prueba. Cuando se enciende el instrumento, lo primero que aparece es el menú principal, en donde se pregunta al experimentador si desea enviar datos al computador o realizar una prueba; si el experimentador elige realizar una prueba, lo siguiente que debe hacer es ingresar todos los datos del participante (Apellido, nombre, sexo, lateralidad, edad y código), por medio del teclado conectado al instrumento; una vez ingresado esto, comienza la programación de la prueba. 34

36 Para la programación de la prueba el sistema, por medio del display, le pide al experimentador que ingrese los siguientes datos: Fecha y hora de la prueba. Si desea o no Preestímulo. Tres Tiempos que se alternan en los 40 ensayos de la prueba (ver figura 12 y figura 13). Tipo de prueba que desea (visual, auditiva, visual y auditiva). 4. ESPECIFICACIONES 4.1 Alimentación del sistema. El sistema es alimentado por un adaptador que tiene de entrada una señal de 120 Vac a 60Hz y salida de 5Vdc con una corriente de 500 ma, brindando la posibilidad al experimentador de conectarlo en cualquier sitio que tenga una toma de corriente con estas características Especificaciones del adaptador. Adaptador comercial no regulado Voltaje de salida del adaptador: 5Vacrms. Corriente que debe entregar el adaptador: 500mA. 4.2 Especificaciones de los periféricos Teclado Es un teclado comercial convencional XT, con conector PS/2. 35

37 Cable de conexión entre el computador y el dispositivo Está compuesto por dos conectores hembra DB-9, conectados uno a uno. Es importante tener en cuenta que no debe ser un cable null-modem ni cruzado, la conexión es uno a uno. Figura 14. Conexión entre el computador y el panel de control 4.3 Especificaciones de memoria Memoria temporal Memoria I 2 C ref 24LC256 no volátil conectada al microcontrolador. Se pueden almacenar máximo 15 pruebas Memoria de la base de datos. Pueden almacenarse máximo 2 Gbytes de información en el disco duro del computador. 36

38 Cable de conexión entre el panel de respuesta y presentación de estímulos y el panel de control. Está compuesto por dos conectores hembra con 15 terminales, conectados uno a uno. Es importante tener en cuenta que no debe ser un cable null-modem ni cruzado, la conexión es uno a uno. De estos 15 terminales hay 5 que se encuentran libres para posibles ampliaciones del instrumento. 4.4 Especificaciones del panel de presentación de estímulos. Se va a tener un preestímulo de color amarillo. Los estímulos visuales que se van a presentar son tres colores: Azul, rojo y verde. Los estímulos auditivos que se van a presentar son tres tonos como se muestra en la Tabla Especificaciones de la unidad de reloj Los tiempos de reacción se miden en milisegundos. El tiempo de reacción máximo a medir es de 10s (tiempo suficiente para que cualquier persona responda a un estímulo), en caso de que el participante no de respuesta en este tiempo el sistema considera que no hubo respuesta e inicia con el siguiente ensayo. El experimentador puede introducir tres tiempos diferentes en milisegundos que se van a alternar durante la prueba, dichos tiempos se pueden elegir entre 0,5 s y 10 s. 37

39 5. DESARROLLO 5.1 Desarrollo del hardware. La implementación del hardware se realizó según una metodología de trabajo basada en los siguientes aspectos: Documentación Diseño previo Montaje Pruebas por módulo o sección Interconexión de bloques Diseño del circuito impreso Montaje y pruebas en circuito impreso 5.1.1Microcontrolador: PIC 18F452 El microcontrolador combina diferentes aspectos tanto de hardware como de software, los cuales deben ser desarrollados en forma paralela. Por ejemplo, la implementación de los módulos internos demanda un estudio previo de sus características, modos de operación y parámetros de configuración por software, para así conseguir las especificaciones y funciones del hardware en general. Como núcleo del proyecto se eligió un microcontrolador PIC 18F452, ya que tiene las siguientes características relevantes para la implementación del diseño: Amplio conjunto de instrucciones Cinco puertos de entrada/salida Contadores internos y puerto serial Capacidad de memoria (32kbytes Flash ROM y 1536 bytes en RAM) Bajo costo y disponibilidad en el mercado Se puede programar en C 38

40 El Microcontrolador se encuentra programado de acuerdo al diagrama de flujo mostrado en la figura 15. A continuación se describen las características y parámetros configurados en el PIC18F452 según los módulos utilizados en el proyecto Pantalla de cristal líquido (LCD) Se esta utilizando un LCD de 4 x 20 marca Hitachi que posee un microcontrolador de referencia HD44780A00. Se optó por esta opción porque es fácil de conseguir en el mercado y además el tamaño de la pantalla se ajusta perfectamente a los requerimientos del sistema. En la Tabla 4 se muestra la distribución de terminales de este LCD. Terminal # Nombre In/Out Descripción 1 Tierra - Referencia de voltaje a 0 voltios 2 VSS + +5 Vdc. voltaje de alimentación 3 VD Voltaje de Contraste In 4 RS In 5 RW In 6 E or CE In 7-14 Terminales de Datos (8) I/O Con este voltaje se controla el contraste de la pantalla, Este terminal es utilizado para diferenciar el tipo de datos que se le envían al LCD, si se están enviando caracteres, RS debe estar en alto; si lo que se envía es una instrucción, RS debe estar en bajo. Dirección del dato. Si se encuentra en alto significa que se lee del LCD, si está en alto quiere decir que se escribe al LCD. CE: Si se coloca en alto, dice al LCD que inicie con las operaciones internas basado en las señales RS, RW y los niveles de las señales de los datos. Datos que van a ser mostrados o los datos de las instrucciones que van a ser ejecutadas. Tabla 4. Distribución de terminales de la pantalla (LCD) 39

41 INICIO DECLARAR VARIABLES CONFIGURAR PUERTOS HABILITAR INTERRUPCIONES INICIAR LCD LETRERO BIENVENIDA MENU DESCARGAR PRUEBA ESPERAR QUE SE COMPLETE LA DESCARGA DE DATOS PARA PODER RECIBIRLOS DESCARGAR DATOS O PRUEBA BORRAR LOS REGISTROS HABILITAR TECLADO APELLIDO: NOMBRE: ENTER SI 2ª ENTER 2ª NO GUARDAR EN MEMORIA NOM-APELL FECHA: DD/MM/AAAA HORA: HH:MM ENTER SI 2ª ENTER 2ª NO GUARDAR EN MEMORIA FECHA- HORA LATERALIDAD I/D SEXO M/F CòDIGO: EDAD: 40

42 GUARDAR EN MEMORIA LAT-SEX-COD-EDAD SI INGRESE 3 TIEMPOS ENTRE PREESTÌMULO Y ESTÌMULO DESEA PREESTÍMULO S/N NO INGRESE 3 TIEMPOS ENTRE ESTÌMULO Y ESTÌMULO INGRESE LOS TIEMPOS EN ms TIPO DE PRUEBA 1. VISUAL Y AUDITIVA 2.VISUAL 3.AUDITIVA ENSAYOS VISUALES 20 ENSAYOS VISUALES Y 40 ENSAYOS AUDITIVOS 20 ENSAYO AUDITIVOS ALMACENA LA OPCIÒN DE PREESTÍMULO, TIEMPOS Y TIPO DE PRUEBA ORGANIZA LA PRUEBA DE FORMA PSEUDO-ALEATORIA NO De acuerdo con datos ingresados? S/N SI PRESIONE ENTER PARA INICIAR PRUEBA DESHABILITAR TECLADO REGRESA AL MENU DE BIENVENIDA SI TECLA STOP NO 41

43 SI NO PREESTÍMULO INICIAR TEMPORIZADOR NO TEMPORIZADOR SI INICIAR TEMPORIZADOR PRESENTA PREESTÍMULO DURANTE 0.5s SI TECLA STOP REGRESA A MENU DE BIENVENIDA NO TEMPORIZADOR SI PRESENTA ESTÌMULO INICIA TEMPORIZADOR HABILITA PANEL DE RESPUESTA SI NO HAY RESPUESTA TEMPORIZADOR 10 s NO NO SI TECLA STOP ENVIAR A BASE DE DATOS: TR, PREESTÍMULO, ESTÌMULO, RTA CORRECTA O INCORRECTA, ETC. SI REGRESA AL MENU PRINCIPAL TR = NO RESPUESTA NO TERMINÒ PRUEBA? S/N SI REGRESA A MENU DE BIENVENIDA Figura 15. Diagrama de flujo del programa del microcontrolador. 42

44 IMPLEMENTACIÓN En esta sección se tratan los detalles de funcionamiento en la implementación de un LCD de 4 líneas de 20 caracteres. Las características principales del visualizador como son su memoria interna y la interfaz de hardware (asignación de terminales, bus de datos, bus de control, control del contraste, entre otras) se pueden revisar en los anexos correspondientes, al igual que los detalles relacionados con su construcción. Los terminales del LCD se encuentran conectados como se muestra en la Tabla 5. Terminal # Nombre Conexión 1 Tierra Conectado a referencia tierra (0 voltios) 2 VSS Conectado a referencia +vcc (5 voltios) 3 4 RS 5 RW VD Voltaje de Contraste 6 E or CE 7-14 Terminales de Datos (8) Conectado a un potenciómetro de 10 KΩ que esta conectado a tierra como se aprecia en la figura 6. Es controlado por el terminal No 36 del microcontrolador que corresponde al RB3 (Terminal del puerto entrada salida B del microcontrolador) Esta conectado a referencia tierra (0 voltios), para que el LCD siempre reciba datos. Es controlado por el No. 37 del microcontrolador que corresponde al RB4 (terminal del puerto entrada salida B del microcontrolador) Este bus de datos está conectado terminal a terminal al puerto C del microcontrolador. Tabla 5. Conexión de los terminales de la pantalla (LCD) Las funciones que debe realizar el LCD se desarrollaron en el software MPLAB, bajo lenguaje C, basados en los diagramas de tiempos del microcontrolador del LCD. Para inicializar el LCD correctamente se tuvieron en cuenta los pasos mostrados en la tabla 6. 43

45 Instrucción RS RW D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 Clear Display Return home * Entry Mode Set Display On/ Off Control Cursor and Display Shift I/D S D C B SC RL * * Function Set DL N F * * Descripción Borrar toda la pantalla y pone el cursor en la esquina superior izquierda de la pantalla, dirección 080h (ver figura 16). El cursor permanece en la dirección 080h de la pantalla. El contenido de la DD Ram no cambia. Habilita el cursor para ser movido en cualquier dirección de la pantalla. Coloca On/Off de toda la pantalla (D), Cursor On/Off (C), and blink of cursor position character (B) Mueve el cursos y modifica la salida de la pantalla cambiando el contenido de la DD Ram. Coloca la longitud del dato (DL), el número de líneas de la pantalla (N), y la fuente de los caracteres (F). Write Data 1 0 Write Data Escribe el dato en la DD Ram Read Data 1 1 Read Data Lee el dato de la DD Ram ID = 1 Incrementa (+1) ID = 0 Decremento (-1) S = 1 Siguiente cambio de la pantalla SC = 1 Cambio de Pantalla SC = 0 Mueve el cursor RL = 1 Mueve a la derecha RL = 0 Mueve a la izquierda DL = 1 bits:8 DL = 0 bits:4 N = 1 líneas:2 N = 0 líneas:1 F = 1 dots:5x10 F = 0 dots:5x7 BF = 1 Controlador ocupado BF = 0 Contr. Disponible DDRAM = Dato en pantalla de la Ram CGRAM = Generador del carácter usado por la RAM Tabla 6. Inicialización de la pantalla (LCD) Para poder escribir en la pantalla, fue necesario tener en cuenta el mapa de direccionamiento del LCD (ver figura 16), con el fin de escribir en cualquier parte de la pantalla o poner el cursor en la posición óptima para la escritura de datos. 4 X A 8B 8C 8D 8E 8F C0 C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7 C8 C9 CA CB CC CD CE CF D0 D1 D2 D A 9B 9C 9D 9E 9F A0 A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 D4 D5 D6 D7 D8 D9 DA DB DC DD DE DF E0 E1 E2 E3 E4 E5 E6 E7 Figura 16. Mapa de direcciones de la pantalla (LCD) 44

46 Teclado. Para esta interfaz de entrada se utilizó un teclado convencional, para computador, con puerto PS2, con el fin de tener fácil acceso a su adquisición y aprovechar el bajo costo de este tipo de teclados en el mercado. Con base en esto, se realizó un estudio acerca del funcionamiento de este tipo de teclados, la manera en que este envía los datos, la rapidez con la que lo hace y los códigos que utiliza para cada carácter o tecla. En la figura 5 se muestran los terminales que contiene un puerto PS/2 y en la tabla 7 se muestra la descripción de cada terminal: Terminal Señal E/S Definición 1 KB DATA E/S E/S Datos del teclado 2 NC xxxx Sin conexión 3 GND xxxx Referencia a tierra 4 VCC xxxx Fuente de alimentación 5 KBCLK E/S E/S Reloj del teclado 6 NC xxxx Sin conexión Cubierta xxxx xxxx Tierra del chasis Tabla 7. Descripción de los terminales del teclado. La forma en que el teclado envía los datos es serial y va en sincronismo con un reloj de 12 khz que él mismo envía al momento de ser oprimida cualquier tecla; así, cada bit de las tramas enviadas es identificado con cada borde de bajada del reloj. Es decir, cada vez que se pulsa una tecla, se envía una trama de 11 bits (8 bits son de datos, uno de paridad y dos para indicar inicio y parada), acompañada por su reloj de sincronismo. Al momento de ser levantada la tecla se envían dos tramas: la primera indica que una tecla ha sido soltada, y la segunda indica cuál tecla fue soltada; ambas tramas van acompañadas de su reloj de sincronismo. Los 8 bits de datos son llamados Scan Codes, y es la forma en la que se identifica cada tecla, por ejemplo el Scan Code asignado a la letra a es 1C (en 45

47 hexadecimal); existe también un Scan Code que indica cuándo una tecla ha sido levantada y este es el mismo para todas las teclas, ya que lo único que informa es que se soltó una tecla. Por cada dato son enviadas tres tramas; el conjunto de éstas se conoce como ráfaga. Vale la pena mencionar que algunas teclas como insertar ó pausa utilizan mas tramas al oprimir y levantar la tecla, sin embargo estas teclas no son utilizadas para la implementación de este dispositivo, luego no se encuentran habilitadas. En la tabla 8, se muestra cómo está interconectado el teclado. Terminal Conexión 1 Terminal 38 del microcontrolador (RB 5) 2 Sin conexión 3 Referencia a tierra (0 Voltios) 4 Fuente de alimentación (5 Voltios) 5 Terminal 34 del microcontrolador(int 1) 6 Sin conexión Cubierta Tierra del chasis (0 Voltios) Tabla 8. Conexión del teclado. Para poder visualizar los datos provenientes del teclado en la pantalla (LCD), es necesario pasar del Scan Code a código ASCII. Esto se realiza en lenguaje de programación C y se explica a continuación: El microcontrolador recibe una trama de bits como se muestra en la figura 17; se toma uno a uno los 8 bits de datos en orden de llegada los cuales corresponden a la tecla oprimida y luego son convertidos en código ASCII. A continuación se muestra un ejemplo: Cuando se oprime la tecla A, el teclado envía en el bus de datos la siguiente trama en binario ; cada bit es tomado uno a uno en orden de llegada, 46