PRACTICA N0.7 UTILIZACIÓN DE UN CONVERTIDOR A/D OBJETIVO ESPECÍFICO: APLICAR EL CONVERTIDOR ADC0804 EN UN CONTROL DE TEMPERATURA

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Felipe Fernández Montoya
hace 8 años
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1 PRACTICA N0.7 NOMBRE DE LA PRÁCTICA UTILIZACIÓN DE UN CONVERTIDOR A/D OBJETIVO ESPECÍFICO: APLICAR EL CONVERTIDOR EN UN CONTROL DE TEMPERATURA INTRODUCCIÓN: Los convertidores analógico/digital (ADC) y digital/analógico (DAC) se utilizan para conectar el microprocesador con el mundo analógico. Muchos de los eventos que se monitorean y controlan con el microprocesador, son analógicos. A menudo incluyen vigilancia de todas las formas de acontecimientos, incluso voz, hasta el control de motores y dispositivos similares. Para poder efectuar la interfase del microprocesador con estos acontecimientos, se deben conocer la interfase y el control del ADC y el DAC que convierten datos analógicos a digitales y viceversa. El convertidor analógico/digital ADC080X La conversión A/D es un proceso de cuantización en la cual una señal analógica es representada por su equivalente en estados binarios. El es un ADC de bajo costo, basado en aproximaciones sucesivas, que pertenece a una familia de convertidores que son casi iguales excepto en la exactitud. Es ideal para muchas aplicaciones que no requieren un alto grado de exactitud. El requiere hasta 00 microsegundos para convertir un voltaje de entrada analógica a una salida en código digital Entrada Analógica Convertidor D/A D/A Ref Ref Buffer Buffer SALIDA tristate tristate DIGITAL LSB Comparador Registro Registro de de Aproximaciones Aproximaciones LSB Sucesivas Sucesivas Start SAR Clock SAR Clock DATA READY O BUSY Diagrama de bloques de un convertidor A/D de aproximaciones sucesivas típico como un circuito integrado MSB MSB 75

digital/analógico (DAC) se utilizan para conectar el microprocesador con el mundo analógico. Muchos de los eventos que se monitorean y controlan con el microprocesador, son analógicos.

2 Un pulso en START inicia el proceso de conversión y deshabilita el buffer tristate de salida. Al final del periodo de conversión. Se activa la salida DATA READY y la salida digital queda disponible en el buffer de salida. Par utilizar un ADC con un microprocesador, éste debe realizar lo siguiente:.enviar un pulso a la terminal START. Esta puede ser derivada de una señal de control tal como la write (). 2. Esperar hasta el final de la conversión. El final del periodo de conversión puede ser verificado ya sea checando el status (polling) o usando interrupciones. 3.Leer la señal digital por un puerto de entrada BUSES BUSES DEL DEL SISTEMA SISTEMA µprocesador µprocesador CS INTR DB7 V CLK R CLK IN Vin() Vin() AGND K 50 pf Entrada Diferencial El de National Semiconductor tiene implementadas todas las señales de control necesarias para conectarse a un microprocesador 8 DB0 Vref/2 DGND 9 0 CARACTERÍSTICAS MÁS IMPORTANTES DEL Resolución De 8 Bits Habilidad De Conexión Directa Al Bus Del Microprocesador Tiempo De Conversión <00µs Entrada De Voltaje Diferencial Entradas Y Salidas Compatibles Con TTL s Generador De Reloj Dentro Del Chip Rango De Voltaje De Entrada De 0v A 5v(una Sola Fuente De 5v) No Requiere Ajuste De Cero Entradas analógicas del Entrada analógica Vin () Vin () Entrada analógica Vin () Vin () (a) para detectar una entrada de 0 a5 volts. (b) para detectar una entrada con un desvío respecto a tierra 76

enviar un pulso a la terminal START. Esta puede ser derivada de una señal de control tal como la write (). 2. Esperar hasta el final de la conversión.

3 Generación de la señal de reloj El requiere un reloj para funcionar. El reloj puede ser externo, conectado a la terminal CLK IN o puede ser generado por un circuito RC. El rango de frecuencias del reloj permisibles está entre 00KHz y 460 KHZ. Para que el tiempo de conversión sea menor es conveniente usar la frecuencia más alta posible Si el reloj se genera con un circuito RC, se utilizan las terminales CLK IN y CLK R conectadas con un circuito RC, como se muestra en la figura. La frecuencia del reloj se calcula con: F= CLK R. RC R CLK IN oscilador oscilador CLK IN C Inicio de la conversión Una conversión inicia activando las señales CS y. Y al final de la conversión, el convertidor genera una señal INTR (similar al DATA READY). Esta señal puede usarse para interrumpir al procesador indicándole que el byte de dato está listo y que ya puede ser leído. Habilitación de la salida y reset de INTR El procesador lee el byte activando la señal y puede iniciar con la siguiente conversión si fuera necesaria. 77

Para que el tiempo de conversión sea menor es conveniente usar la frecuencia más alta posible Si el reloj se genera con un circuito RC, se utilizan las terminales CLK IN y CLK R conectadas con un

4 MATERIAL Y EQUIPO UTILIZADO: LM35 RESISTENCIA DE 0 kω RESISTENCIA DE 75Ω CONDENSADOR DE 50 pf CONDENSADOR DE 0 µf CONDENSADOR DE µf FUENTE REGULADA DE 5 VOLTS TERMÓMETRO METODOLOGÍA (DESARROLLO DE LA PRÁCTICA): I.Se desea medir la temperatura ambiental con un sensor integrado LM35 y con un convertidor, ambos de Nacional semiconductor, pasar el valor obtenido en forma digital al Z80 y desplegarla en el Display de cristal Líquido (LCD). NOTA: no olvide que el ADC proporciona muestras en binario de 8 bits entre 00 y FFh y que el LCD solo acepta código ASCII. Por lo tanto, se debe convertir el número binario a su equivalente en ASCII para poder enviárselo al LCD. El código ASCII del 0 es 30h,del 3h y así sucesivamente hasta el 9 cuyo ASCII será 39h. El mensaje a desplegar Temperatura: es fijo y en el lugar de los guiones aparecerán los valores actualizados de la temperatura obtenida II.compruebe la exactitud de las lecturas usando la lectura de un termómetro como la lectura real. III. Aproximando la flama de un encendedor, aumente la temperatura hasta 50 C y observe como cambia el display. Después enfríe el sensor con aire frío (o soplando) hasta que regrese su lectura Bus Bus de de datos datos IORQ Z80 IO IO Puerto A PPI PC5 PC7 D0D7 LCD Temperatura : 24 C RS E R/ W INTR LM35 LM35 INT IO IO CS INT 74LS38 74LS38 88h~8Fh Implementado en prácticas anteriores Con Con cualquiera cualquiera de de estas estas direcciones direcciones se se activa activa el el ADC ADC 78

Se desea medir la temperatura ambiental con un sensor integrado LM35 y con un convertidor, ambos de Nacional semiconductor, pasar el valor obtenido en forma digital al Z80 y desplegarla en el Display

5 a la temperatura ambiente. PRÁCTICA NUM 9: APLICACIÓN DEL EN UN MEDIDOR DE TEMPERATURA IO IO INT BUS DE DIRECCIONES BUS DE DATOS 0uF 5v 20 8 VCC 7 DB0 6 DB 5 DB2 4 DB3 3 DB4 2 DB5 DB6 DB INTR CS 0 GND VI VI CLKR CLK VREF AGND ohms 0k f=/.rc 50pf 5v Vs GND Vout uf 5V 6K SENSOR DE TEMPERATURA LM35 PARA GRADOS CENTÍGRADOS ( 0 mv/ C) CON ENCAPSULADO TO92 Visto de abajo A2 A3 A4 A5 A6 A A B C G G2A G2B Y0 Y Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y H8FH K 2K 74LS38 Nótese que, ya que el ADC solo tiene un registro, no se requuiere ninguna línea del bus de direcciones para selección de registros, por lo tanto no importa con que dirección se habilite su CS. Carlos Canto 79

0 GND VI VI CLKR CLK VREF AGND 6 7 9 4 9 8 75 ohms 0k f=/.

6 SUGERENCIA DIDÁCTICA: REPORTE:. Investigue sobre las técnicas de conversión A/D más usados 2.Defina resolución de un convertidor A/D 3. Cómo se define el rango dinámico de una señal? 4. Cómo se representa el rango dinámico de una señal? 5. Cuándo será necesario usar un Sampling/Hola en la entrada de un ADC? 6.Enuncie el teorema de Nyquist y explique el porque de el ALIAS 7. si aumentamos la frecuencia de muestreo que ventajas y desventajas obtenemos 8. si aumentamos el número de bits del convertidor A/D que ventajas y desventajas obtenemos. I. Reporte el listado del programa en ensamblador, completo y documentado (.LST o.prn) II.Con una tabla o una gráfica muestre el comportamiento de su medidor de temperatura comparándolo con el del termómetro analógico III. reporte sus comentarios y conclusiones respecto a la realización del experimento y sobre la exactitud de su termómetro digital, sus limitaciones y las posibles mejorías a su diseño. BIBLIOGRAFÍA: Ramesh S. Gaonkar Prentice Hall The Z80 Microprocessor: Architecture, Interfacing, Programming, and Design Barry B. Brey Prentice Hall Los microprocesadores de Intel, Arquitectura, programación e interfases Manual de Zilog Manual de Nacional Semiconductor linear 80

si aumentamos la frecuencia de muestreo que ventajas y desventajas obtenemos 8. si aumentamos el número de bits del convertidor A/D que ventajas y desventajas obtenemos. I.

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