TARJETA CONVERSORA ANALOGA/DIGITAL (A/D)

TARJETA CONVERSORA
ANALOGA/DIGITAL (A/D)
1. INTRODUCCIÓN.
Un conversor A/D es un dispositivo que mapea una tensión análoga en un código o palabra
digital de n bits. Para esto toma muestras de la señal análoga cada cierto intervalo de
tiempo. El valor numérico de esta muestra estará dentro de un rango preestablecido, que
depende de, cuantos bits tenga la palabra, y el rango de la señal análoga de entrada. Para
todos los valores numéricos que se encuentren dentro de un determinado rango (2n rangos
totales) se los mapeará a un código o palabra digital.
Este módulo es básicamente un conversor A/D en primera instancia, pero, debido al
microcontrolador programable (PIC16F877) que posee, y a la característica de confección
de la tarjeta puede ser usado como una tarjeta de desarrollo.
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En la foto de la tarjeta se aprecia los componentes mas relevantes de la tarjeta:
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PIC16F877
Alimentación: Power
Jumper de alimentación (J8) para 5[V] ó 9[V]
Entrada de señales análogas: Input
Grabador en línea.
Puerto RC
Puerto RD
Puerto RB
2. FUNCIONAMIENTO: DIAGRAMA DE BLOQUES
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3. ESPECIFICACIONES Y RANGOS DE OPERACIÓN
Alimentación: 5 V ó 9 V continuos.
Entradas Análogas: 0 - 3.5 V
Frecuencia de muestreo: Típica 30 kHz; Máxima 50 kHz
4. PUERTOS O CONECTORES DE ENTRADA Y SALIDA DE LA TARJETA
La tarjeta posee conectores molex macho tanto para alimentación, entradas análogas del
conversor A/D, entradas para señales de control del PIC, salidas de los datos digitales, etc.
A continuación se describen los módulos principales de la tarjeta y los puertos o conectores
asociados a cada uno de estos, especificando la función de cada pin.
4.1 Conector “Power” y módulo de Alimentación:
El conector Power de dos pines permite alimentar eléctricamente la tarjeta. Como se
aprecia en el esquemático del módulo de alimentación, se puede trabajar con 5[V] ó 9[V]
de alimentación. Para esto se debe ubicar el jumper (J8) en la posición adecuada y
alimentar la tarjeta normalmente por el conector Power. Nótese que el LED D11 indica si la
tarjeta esta siendo alimentada.
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4.2 Conector y módulo del Grabador en Línea:
Mediante este conector se puede grabar el PIC sin necesidad de sacarlo de la tarjeta, e
inclusive mientras esta operando, pero esta opción no es recomendable ya que puede dañar
el PIC o la tarjeta.
Los pines 3 (Tx) y 5 (Rx) del puerto del grabador es por donde irá el flujo de información
en forma serial (RB7). El pin 2 (RB3) habilita o deshabilita la grabación del PIC, “H” para
grabar y “L” para deshabilitar la grabación.
Nótese también que en el esquema se asocia cada pin del conector físico de la tarjeta, a un
pin de un conector DB25 para cable paralelo. Esto permite grabar el PIC por el puerto
paralelo de un PC con el software adecuado.
Para la grabación en línea se recomienda utilizar el software de libre distribución: IC-Prog.
Se encuentra disponible una pequeña explicación acerca del uso de este programa para
grabar el PIC16F877 de la tarjeta.
4.2.1 Aspectos esenciales del IC-Prog:
El IC-Prog es el software que permitirá grabar el microcontrolador en línea.
En la figura se ve el entorno gráfico del software :
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Lo primero que hay que realizar es escoger el dispositivo que se va a grabar de una lista que
posee el programa. Seleccionar: Settings - Device - Mircrochip PIC - More - PIC 16F877.
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Es necesario que tenga habilitada la opción Invert MCLEAR del Hardware. Además se
debe tener cuidado de que la protección (Code Protect) esté en “CP OFF” par que así se
puede grabar el PIC en otra ocasión.
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4.3 Conector “Input” y módulo de las entradas análogas:
A este conector van las cuatro posibles señales de entrada análogas que serán convertidas a
palabras digitales. Como se aprecia en el esquemático cada entrada posee dos diodos de
protección de tal forma que si se introducen voltajes negativos o mayores a 5 [V] el diodo
respectivo para cada caso conducirá evitando así la destrucción del PIC.
Para habilitar cualquiera de las cuatro posibles entradas se utilizan dos señales de control
(Ctrl In1 y Ctrl In0) que dependiendo de la combinación lógica que tengan determinarán
que entrada es la que se muestrea y se convierte a digital.
CtrIn 1
L
L
H
H
CtrIn 0
L
H
L
H
Entrada
AIn 1
AIn 2
AIn 3
AIn 4
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Estas señales se encuentran en el puerto RC (pines 5 y 4 respectivamente para CtrIn 1 y
CtrIn 0).
4.4 Puerto RC y RD de la tarjeta conversora:
Estos puertos están destinados básicamente a “entregar” la palabra digital de cada muestra
de la señal análoga, tanto en forma serial, como en forma paralela.
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Puerto RD:
Cada muestra de la entrada análoga es convertida a una palabra digital de 10 bits. Los 8
pines de este puerto proporcionan los 8 bits más significativos de la palabra digital,
donde, el MSB es el pin 8 y el LSB es el pin 1 del puerto. Los dos bits restantes se
obtienen del puerto RC.
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Puerto RC:
Este puerto suministra los dos bits menos significativos restantes de la palabra digital, la
palabra en forma serial, y además, el ingreso de las señales de control que indican que
entrada análoga se vaya a ocupar.
Descripción de pines:
Pin 1
Pin 2
Pin 3
Pin 4
Pin 5
Pin 6
Pin 7
Pin 8
LSB de la palabra digital completa (RC0)
Segundo LSB de la palabra digital completa (RC1)
Libre
Señal de control: CtrIn 0
Señal de control: CtrIn 1
Libre
Salida Serial
Libre
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La velocidad de transmisión de la salida serial es de 9,6 Kbps.
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