DAC y ADC

Microprocesadores. Tarea 2
1
Facultad: Ingeniería.
Escuela: Electrónica.
Asignatura: Microprocesadores.
Lugar de ejecución: Microprocesadores (Edificio 3, 2da
planta).
DAC y ADC
Objetivos específicos
 Verificar el funcionamiento de un convertidor digital a análogo (DAC).
 Verificar el funcionamiento de un convertidor análogo a digital (ADC).
Materiales y equipo
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1 Computadora con utilidades MASM.exe y LINK.exe.
El primer programa de envío de datos por el puerto paralelo de la guía 7.
1 Cable paralelo con identificación de pines.
1 Breadboard.
1 ADC 0804
1 DAC 0808
1 74244
1 UA741
3 Resistencia de 1KΩ
1 Resistencia de 10KΩ
1 Potenciómetro de 10KΩ
1 capacitor de 0.02 uF
2 capacitores de 0.1 uF
1 Módulo IDL-800 Digital Lab o fuente de +5V.
1 Pinza y cortadora de alambre.
1 voltímetro digital.
Alambre de telefonía.
Introducción Teórica
Conversión Digital a análoga.
La conversión digital a análoga es el proceso de tomar un valor representado en el código digital y
convertirlo en una señal de voltaje o corriente que sea proporcional al valor digital.
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Microprocesadores. Tarea 2
Resolución.
Esta se define como la menor variación a la salida del DAC, como resultado de un cambio en la entrada
digital; también se conoce como “Tamaño de paso”. En la Figura 1, en la que se observa que las salidas
de un contador binario de 4 bits, son las entradas de un DAC, se muestra como en la medida que el
contador realiza el conteo binario, el nivel de la salida se incrementa en forma de escalera y cambia 1 V
por paso. Cuando el contador vuelve a 0, la salida del DAC vuelve a 0V. La escalera tiene 16 niveles,
que corresponden a los 16 niveles de estado binario que se pueden obtener con 4 bits (desde 0 hasta F).
Para un ADC de 8 bits la escalera tiene 256 niveles (0 a FF) y por lo que el tamaño del escalón viene
dado por la ecuación 1:
Tamaño del Escalón =
Vref
(Voltios) = K (Ecuación 1)
256
Y la salida analógica es igual a:
Vo = K * Entrada Digital (Ecuación 2)
Nota: la entrada digital debe estar en decimal
Figura 1.
En la práctica se utilizará el DAC0808 que es un convertidor digital análogo de 8 bits, para su correcto
funcionamiento es necesario conectar a su salida un amplificador operacional que opera como sumador
de voltajes, no se profundizará en el funcionamiento o configuración del amplificador operacional ya
que está fuera del contenido de la materia.
Microprocesadores. Tarea 2
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Para obtener el voltaje análogo se tiene la siguiente fórmula:
Vo = Vref (
A1 A2 A3
A8
+
+
+ ..... +
) (Ecuación 3)
2
4
8
256
Donde A1, A2, A3 hasta A8 son los bits del dato binario, teniendo en cuenta que A8 es el bit menos
significativo hasta A1 que es el más significativo.
El voltaje que se obtiene con la ecuación 3 es igual al obtenido con la ecuación 2.
Conversión análoga a Digital.
Un convertidor análogo a digital genera una señal digital a partir de una tensión de entrada analógica.
El valor decimal equivalente de la salida binaria de un ADC de 8 bits, al medir la tensión V X, viene dado
por:
N=
Vx
* 256 (Ecuación 4)
Vref
Nota: N esta en decimal
Los convertidores análogos a digital utilizan diversos métodos de conversión como son: escalera, rampa
digital simple, doble rampa, conversión serie paralelo, aproximaciones sucesivas, etc.
En la práctica se utilizará el ADC 0804 que es un convertidor análogo a digital de 8 bits y con una lógica
de control compatible con microprocesador, como método de conversión utiliza aproximaciones
sucesivas.
Es necesario que el ADC tenga una señal de reloj para hacer las conversiones por lo que utilizaremos un
arreglo de resistencias y capacitores.
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Microprocesadores. Tarea 2
Procedimiento
Parte I Conversión Digital a Análoga:
1) Arme el circuito que se muestra en la Figura 2
2) Mida con el voltímetro el voltaje en el pin VR+ del DAC que se está utilizando como voltaje de
referencia y anótelo.
Vref=________________
3) Utilice el primer programa que hizo en la guía del puerto paralelo para probar el funcionamiento del
DAC
4) Envíe el primer dato y mida con el voltímetro la señal de salida del circuito, anote ese valor en la
tabla 1.
5) Calcule con la ecuación 2 de la introducción teórica el valor teórico que se esperaba para ese dato,
anótelo en la tabla 1.
6) Envíe los datos restantes y llene la tabla 1.
Dato
Enviado
1
2
3
4
5
6
7
8
9
D7
D6
D5
D4
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
D3
0
0
0
0
0
0
0
1
1
Tabla 1.
D2
D1
D0
0
0
0
1
1
1
1
0
0
0
1
1
0
0
1
1
0
0
1
0
1
0
1
0
1
0
1
Vsal
Cálculo
Microprocesadores. Tarea 2
Figura 2.
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Parte II Conversión Análoga a Digital:
7) Digite y compile el programa que se muestra a continuación.
PROGRAMA
.model small
.code
mov ax,@data
mov ds,ax
inicio:
mov dx,0379h
in al,dx
and al,0f8h
xor al,80h
mov bl,al
mov dx,037ah
in al,dx
and al,07h
xor al,03h
or al,bl
mov si,0
cont:
mov dx,0
mov ah,00h
mov bx,0Ah
div bx
add dl,0030h
mov [0500h+si],dl
inc si
cmp al,0
jnz cont
siga:
dec si
mov dl,[0500h+si]
mov ah,02h
int 21h
cmp si,0
jnz siga
lea dx,mensaje
mov ah,09h
int 21h
mov ah,01h
int 21h
cmp al,31h
jz fin
jmp inicio
fin:
mov ax,4c00h
int 21h
.data
mensaje db 0Dh,0Ah,'**presione 1 para salir o cualquier tecla para continuar**',0Dh,0Ah,'$'
.stack
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end
8) Arme el circuito que se muestra en la Figura 3.
9) El voltaje de referencia de este ADC es el que se le coloca a VCC, mida este valor y anótelo.
Vref=________________
10) Mida con el voltímetro el pin 6 del ADC y varíe el potenciómetro hasta obtener 1 V.
Figura 3.
11) Ejecute el programa y anote en la tabla 2 el dato que se obtiene en la pantalla.
12) Calcule con la ecuación 4 el valor teórico que tendría que obtenerse con este voltaje y anótelo en la
tabla 2.
13) Repita los pasos del 10 al 12 para los otros valores de voltaje de la tabla 2.
Vx
0V
1V
2V
3V
4V
5V
Valor obtenido
Tabla 2.
Valor Teórico
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Microprocesadores. Tarea 2
Bibliografía
 Floyd Thomas. Fundamentos de Electrónica Digital.1a Edición. LIMUSA. Biblioteca UDB
 http://www.unicrom.com/Tut_DAC.asp
(Última visita 07/01/2011)
 http://www.national.com/ds/DA/DAC0808.pdf
(Última visita 07/01/2011)
 http://www.national.com/ds/AD/ADC0804.pdf
(Última visita 07/01/2011)
 http://www.unicrom.com/Tut_ADC.asp
(Última visita 07/01/2011)
 http://proton.ucting.udg.mx/dpto/maestros/mateos/clase/practicas/adc/Prac2.htm
(Última visita 07/01/2011)