plan de titulacion - Repositorio Digital UTE

I
UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA EQUINOCCIAL
CARÁTULA
FACULTAD DE CIENCIAS DE LA INGENIERÍA
INGENIERÍA INFORMÁTICA Y CIENCIAS DE LA
COMPUTACIÓN
TEMA:
MÓDULO DIDÁCTICO PARA CONTROL DE
DISPOTIVOS DE ENTRADA/SALIDA
TESIS PREVIA LA OBTENCIÓN DE TÍTULO DE
INGENIERO EN INFORMÁTICA Y CIENCIAS DE LA
COMPUTACIÓN
AUTOR:
Fernanda Guadalupe Mera Herrera
DIRECTOR DE TESIS:
Ing. Juan Carlos Rivera
Quito – Ecuador
2010
II
Del contenido del presente trabajo se responsabiliza el autor
DECLARACIÓN
Fernanda Guadalupe Mera Herrera
III
Certifico que esta Tesis ha sido desarrollada en su totalidad por Fernanda Mera
CERTIFICACIÓN
Ing. Juan Carlos Rivera
IV
AGRADECIMIENTOS
Agradezco, a todas las personas que de una u otra manera fueron participes del proceso
y culminación de mi Tesis, a mi familia, a mis profesores de manera muy especial a mi
director de tesis Ing. Juan Carlos Rivera quien me ha ayudado no solo con la dirección
de mi tesis sino a lo largo de mi carrera.
A mis amigos que tuve la dicha de conocer en la UTE, con los cuales he formado una
gran amistad: Dayana, Pamela, Marlon, Santiago, de manera muy especial a Frank, los
cuales me ayudaron incondicionalmente.
Y principalmente al Señor mi Dios el ser que ha hecho posible que todas las cosas
salgan con éxito y felicidad.
Por último a mi Universidad Tecnológica Equinoccial que me brindo todos los medios
para culminar mi carrera.
V
DEDICATORIA
Mi dedicatoria es especialmente para mis padres que siempre han confiado en mí y me
han apoyado en cada paso dado en mi vida.
A mis hermanos Alex y Diego, mi sobrino Zaid, quienes han llenado mi vida de
seguridad, confianza y felicidad.
De manera muy especial a dos nuevos integrantes de mi familia, los cuales me han
impulsado a seguir y culminar con éxito este importante paso, mi esposo Andrés y mi
hija Rafaelita.
VI
ÍNDICE DE CONTENIDO
CARÁTULA ............................................................................................................... II
DECLARACIÓN ........................................................................................................ III
CERTIFICACIÓN ...................................................................................................... IV
AGRADECIMIENTOS ............................................................................................... V
DEDICATORIA ......................................................................................................... VI
ÍNDICE DE FOTOS ................................................................................................ XV
ÍNDICE DE GRÁFICOS ......................................................................................... XVI
ÍNDICE DE TABLAS ............................................................................................. XIX
ÍNDICE DE ANEXOS............................................................................................. XXI
RESUMEN ............................................................................................................. XXII
SUMMARY ......................................................................................................... XXIV
VII
ÍNDICE GENERAL
CAPÍTULO I ................................................................................................................ 1
ANÁLISIS .................................................................................................................... 2
1
MÓDULO DIDÁCTICO PARA CONTROL DISPOSITIVOS DE
ENTRADA/SALIDA .................................................................................................... 2
1.1
Planteamiento del Problema: ......................................................................... 2
1.2
Objetivos ....................................................................................................... 4
1.2.1 General ...................................................................................................... 4
1.2.2 Específicos ................................................................................................ 4
1.3
Justificación .................................................................................................. 5
1.4
Hipótesis ....................................................................................................... 6
1.5
Métodos y Técnicas ....................................................................................... 7
1.6
Factibilidad ................................................................................................... 8
1.6.1 Factibilidad Técnica................................................................................... 8
1.6.2 Factibilidad Económica ............................................................................. 8
CAPÍTULO II ............................................................................................................. 10
2
VISUAL C# ........................................................................................................ 11
2.1
La librería Inpout32.dll ................................................................................ 11
2.2
Diseñando la Interfaz ................................................................................... 12
2.3
Requerimientos de hardware y Software ...................................................... 12
2.4
Importando Librerías para el Puerto Paralelo en C# ..................................... 13
2.5
Puerto Paralelo ............................................................................................ 14
2.6
Señales de la interfaz Centronics ................................................................. 17
2.6.1 El puerto de Datos (D): ............................................................................ 20
2.6.2 El puerto de Estado (S): ........................................................................... 21
2.6.3 El puerto de Control (C): ......................................................................... 22
VIII
2.7
Definición del Modo de Configuración del puerto paralelo ......................... 23
2.8
Modos de Configuración del Puerto Paralelo .............................................. 23
2.8.1 Modo de Salida ........................................................................................ 24
2.8.2 Modo Bidireccional (compatible PS/2) .................................................... 24
2.8.3 Modo EPP (Enhanced Parallel Port) ........................................................ 25
2.8.4 Modo ECP (Enhanced Capability Port) .................................................... 25
CAPÍTULO III ........................................................................................................... 27
3
PRINCIPIOS FUNDAMENTALES DE ELECTRICIDAD. ................................ 28
3.1
Tensión Eléctrica (Voltaje) .......................................................................... 28
3.2
Corriente Eléctrica ....................................................................................... 29
3.3
Resistencia Eléctrica .................................................................................... 29
3.4
La Ley de Ohm............................................................................................ 30
3.5
Potencia Eléctrica ........................................................................................ 31
3.6
Elementos Fundamentales de la Electrónica................................................. 31
3.6.1 Capacitor ................................................................................................. 31
3.6.2 Diodos ..................................................................................................... 33
3.6.3 Transistores ............................................................................................. 34
3.6.4 Resistencias: ............................................................................................ 34
3.6.5 Diodo emisor de luz (LED): ..................................................................... 35
CAPÍTULO IV .......................................................................................................... 36
4
DISPOSITIVOS DE ENTRADA Y SALIDA ..................................................... 37
4.1
Transmisión Analógica y Digital ................................................................. 37
4.1.1 Señal Análoga ......................................................................................... 38
4.1.2 Señal Digital: ........................................................................................... 39
4.2
Circuito Conversor Análogo-digital: ............................................................ 39
4.2.1 Funcionamiento ....................................................................................... 40
4.2.2 Conversor Análogo Digital ADC0804: .................................................... 43
4.3
Circuito Conversor Digital-análogo (DAC): ................................................ 46
IX
4.3.1 Funcionamiento ....................................................................................... 47
4.4
Motores de Pasos: ........................................................................................ 47
4.4.1 Estator: .................................................................................................... 48
4.4.2 Rotor: ...................................................................................................... 49
4.4.3 Características: ........................................................................................ 50
4.5
4.4.3.1
Grados por paso ó Resolución: ......................................................... 50
4.4.3.2
Frecuencia de funcionamiento: ......................................................... 50
4.4.3.3
Voltaje: ............................................................................................ 51
4.4.3.4
Resistencia por bobina: .................................................................... 51
4.4.3.5
Pull-in y Pull-out rate: ...................................................................... 51
4.4.3.6
Resonancia:...................................................................................... 51
Tipos de Motores Paso a Paso ...................................................................... 52
4.5.1 Motores de reluctancia variable ............................................................... 52
4.5.2 Motores de imán permanente ................................................................... 52
4.6
Motor Unipolar de Paso: .............................................................................. 53
4.7
Motor Bipolar de Pasos: .............................................................................. 53
4.8
Matriz de LED: ........................................................................................... 55
4.8.1 Funcionamiento ....................................................................................... 55
4.8.2 Configuración: ......................................................................................... 56
4.9
LCD (Display de Cristal Líquido): ............................................................... 57
4.9.1 Funcionamiento ....................................................................................... 57
4.10
Display de 7 Segmentos............................................................................... 58
4.10.1
Funcionamiento ................................................................................... 58
4.10.2
Integrado 74LS47 ................................................................................ 59
4.10.3
Código BCD (Binary Code Decimal): .................................................. 60
4.11
Circuito Integrador ...................................................................................... 62
4.11.1
Funcionamiento ................................................................................... 62
CAPÍTULO V ............................................................................................................ 63
DISEÑO ..................................................................................................................... 64
X
5
DISEÑO DE SOFTWARE Y HARDWARE ....................................................... 64
5.1
Diseño del Programa ................................................................................... 64
5.1.1 Funcionamiento de BubleBar ................................................................... 66
5.1.2 Diagramas de Flujo .................................................................................. 66
5.2
5.1.2.1
Diagrama de Flujo Del Circuito Conversor Análogo Digital ............. 67
5.1.2.2
Diagrama De Flujo Del Circuito Conversor Digital Análogo ............ 68
5.1.2.3
Diagrama de Flujo de Motores de Paso ............................................ 69
5.1.2.4
Diagrama de Flujo del LCD ............................................................. 71
5.1.2.5
Diagrama de flujo de Matriz de LED................................................ 73
5.1.2.6
Diagrama de Flujo de Display de 7 Segmentos ................................. 74
Diseño de Hadrware .................................................................................... 76
5.2.1 Diseño del circuito Análogo/Digital ......................................................... 76
5.2.1.1
Elementos del circuito Análogo/Digital ............................................ 76
5.2.1.2
Justificación del Diseño: .................................................................. 77
5.2.2 Diseño del Circuito Digital-Análogo ........................................................ 77
5.2.2.1
Elementos del Circuito Digital-Análogo ........................................... 78
5.2.2.2
Justificación del Diseño ................................................................... 78
5.2.3 Diseño del Circuito Unipolar de pasos ..................................................... 81
5.2.3.1
Elementos del Circuito ..................................................................... 82
5.2.3.2
Justificación del Diseño ................................................................... 82
5.2.3.3
Secuencia Wave Drive. .................................................................... 84
5.2.3.3.1 Secuencia Full Step. ..................................................................... 85
5.2.3.3.2 Secuencia Half Step. .................................................................... 86
5.2.4 Diseño del Circuito Bipolar de Pasos ....................................................... 86
5.2.4.1
Elementos del Circuito ..................................................................... 87
5.2.4.2
Justificación del Diseño ................................................................... 87
5.2.5 Diseño del circuito de Matriz de LED ...................................................... 89
5.2.5.1
Elementos del Circuito ..................................................................... 90
5.2.5.2
Justificación del Diseño ................................................................... 90
5.2.6 Diseño del Circuito LCD ......................................................................... 91
Elementos del Circuito LCD ............................................................................... 92
XI
5.2.6.1
Justificación del diseño .................................................................... 92
5.2.6.1.1 Descripción del LCD.................................................................... 92
5.2.7 Diseño del Circuito Display de 7 Segmentos ............................................ 93
5.2.7.1
Elementos del Circuito ..................................................................... 94
5.2.7.2
Justificación del Diseño ................................................................... 95
5.2.7.2.1 Display 334967 ............................................................................ 95
5.2.8 Diseño del Circuito Integrador ................................................................. 97
5.2.8.1
Elementos del Circuito ..................................................................... 98
5.2.8.2
Justificación del Diseño ................................................................... 98
CAPÍTULO VI ......................................................................................................... 100
6
CONSTRUCCION DEL PROTOTIPO ............................................................. 101
6.1
Circuito Análogo Digital ........................................................................... 101
6.2
Circuito Digital Análogo ........................................................................... 102
6.3
Circuito Display de 7 Segmentos ............................................................... 102
6.4
Circuito LCD............................................................................................. 104
6.5
Circuito Matriz de Leds ............................................................................. 105
6.6
Circuito Bipolar de Pasos. ......................................................................... 107
6.7
Circuito Unipolar de Pasos.- ...................................................................... 108
6.8
Diseño de la Placa Física del Circuito ........................................................ 109
CAPÍTULO VII ........................................................................................................ 111
7
DOCUMENTACION DE USUARIO Y TECNICA: ......................................... 112
7.1
Manual Técnico: ........................................................................................ 112
7.1.1 Ventana LCD......................................................................................... 112
7.1.1.1
Controles. ...................................................................................... 113
7.1.1.2
Funciones de la clase control_lcd ................................................... 113
7.1.2 Ventana Motor de Pasos Bipolar ............................................................ 114
7.1.2.1
Controles. ...................................................................................... 115
7.1.2.2
Funciones de la clase_motor_paso_b.............................................. 115
XII
7.1.3 Ventana Display de 7 Segmentos ........................................................... 116
7.1.3.1
Controles. ...................................................................................... 117
7.1.3.2
Funciones de la clase control_display ............................................. 117
7.1.4 Ventana Conversor A/D. ........................................................................ 118
7.1.5 Ventana de Conversor D/A .................................................................... 119
7.1.5.1 ........................................................................................................... 120
7.1.6 Ventana de Matriz de LEDS .................................................................. 120
7.2
Manual de Usuario .................................................................................... 121
7.2.1 LCD ...................................................................................................... 122
7.2.2 Motor Bipolar de pasos .......................................................................... 123
7.2.3 Motor Unipolar de pasos........................................................................ 124
7.2.4 Display de 7 Segmentos ......................................................................... 126
7.2.5 Conversor Análogo/ Digital .................................................................. 127
7.2.6 Conversor Digital /Análogo ................................................................... 128
7.2.7 Matriz de Lez ........................................................................................ 129
CAPÍTULO VIII ....................................................................................................... 130
8
PRUEBAS ........................................................................................................ 131
8.1
Circuito Conversor Análogo Digital .......................................................... 132
8.2
Circuito Conversor Digital Análogo .......................................................... 133
8.3
Circuito de Motor Unipolar de Pasos ......................................................... 134
8.4
Circuito de Motor Bipolar de Pasos ........................................................... 135
8.5
Circuito LCD............................................................................................. 135
8.6
Circuito de Display de 7 Segmentos .......................................................... 136
8.7
Circuito Matriz de Leds ............................................................................. 137
8.8
Circuito Integrador .................................................................................... 137
CAPÍTULO IX ......................................................................................................... 139
9
CONCLUSIONES Y RECOMENACIONES .................................................... 140
9.1
Conclusiones ............................................................................................. 140
XIII
9.2
Recomendaciones ...................................................................................... 141
9.3
Bibliografía ............................................................................................... 142
9.4
Glosario de Términos ................................................................................ 145
ANEXOS .................................................................................................................. 146
XIV
ÍNDICE DE FOTOS
FOTOGRAFÍA 1. CIRCUITO INTEGRADOR
132
FOTOGRAFÍA 2 CIRCUITO CONVERSOR DIGITAL ANÁLOGO
132
FOTOGRAFÍA 3 CIRCUITO DIGITAL ANÁLOGO
133
FOTOGRAFÍA 4 CIRCUITO MOTOR UNIPOLAR DE PASOS
134
FOTOGRAFÍA 5 CIRCUITO MOTOR BIPOLAR DE PASOS
135
FOTOGRAFÍA 6 CIRCUITO LCD
136
FOTOGRAFÍA 7 CIRCUITO DISPLAY DE 7 SEGMENTOS
136
FOTOGRAFÍA 8 CIRCUITO MATRIZ DE LEDS
137
FOTOGRAFÍA 9 CIRCUITO INTEGRADOR Y PUERTO PARALELO
138
XV
ÍNDICE DE GRÁFICOS
ILUSTRACIÓN 1 PUERTO PARALELO
14
ILUSTRACIÓN 2 CONFIGURACIÓN DE LPT1
17
ILUSTRACIÓN 3 DISTRIBUCIÓN DE PINES PUERTO PARALELO
18
ILUSTRACIÓN 4 PUERTO PARALELO
19
ILUSTRACIÓN 5 DIODOS RETIFICADORES
33
ILUSTRACIÓN 6 TRANSISTORES
34
ILUSTRACIÓN 7 DIODOS
35
ILUSTRACIÓN 8 SEÑAL ANÁLOGA
38
ILUSTRACIÓN 9 SEÑAL DIGITAL
39
ILUSTRACIÓN 10 DIAGRAMA DE LECTURA DE DATOS
41
ILUSTRACIÓN 11 DIAGRAMA DE LECTURA DE DATOS
41
ILUSTRACIÓN 12 DISTRIBUCIÓN DE PINES ADC 0804
45
ILUSTRACIÓN 13 ESTATOR
48
ILUSTRACIÓN 14 ROTOR
49
ILUSTRACIÓN 15 MOTOR PAP BIPOLAR
54
ILUSTRACIÓN 16. MATRIZ DE LEDS
55
ILUSTRACIÓN 17 DISTRIBUCIÓN DE PINES DE MATRIZ
56
ILUSTRACIÓN 18. LCD
57
ILUSTRACIÓN 19. DISTRIBUCIÓN DE PINES LCD
58
ILUSTRACIÓN 20. DISPLAY DE 7 SEGMENTOS
59
ILUSTRACIÓN 21. INTEGRADO 74LS47
60
ILUSTRACIÓN 22. DISTRIBUCIÓN DE PINES DISPLAY DE 7 SEGMENTOS 61
XVI
ILUSTRACIÓN 23. VENTANA DE CONTROL DE DISPOSITIVOS DE ENTRADA
Y SALIDA
65
ILUSTRACIÓN 24. CONTROL BUBBLE BAR
66
ILUSTRACIÓN NO.25. DISEÑO DE CIRCUITO A/D
76
ILUSTRACIÓN 26. DISEÑO CIRCUITO D/A
77
ILUSTRACIÓN 27. MOTOR UNIPOLAR DE PASOS
82
ILUSTRACIÓN 28. CIRCUITO BIPOLAR DE PASOS
87
ILUSTRACIÓN 29. DISEÑO DE CIRCUITO DE MATRIZ DE LEDS
90
ILUSTRACIÓN 30. DISEÑO DE CIRCUITO DE LCD
91
ILUSTRACIÓN 31. CONEXIÓN DE DISPLAY AL PUERTO
94
ILUSTRACIÓN 32. DISPLAY 334967
95
ILUSTRACIÓN 33. CIRCUITO INTEGRADOR
97
ILUSTRACIÓN 34. DISEÑO FÍSICO DEL CIRCUITO INTEGRADOR
110
ILUSTRACIÓN 35. VENTANA LCD
112
ILUSTRACIÓN 36. VENTANA MOTOR DE PASOS BIPOLAR
114
ILUSTRACIÓN 37. VENTANA DISPLAY DE 7 SEGMENTOS
116
ILUSTRACIÓN 38. VENTANA CONVERSOR A/D
118
ILUSTRACIÓN 39. VENTANA CONVERSOR D/A
119
ILUSTRACIÓN 40. VENTANA MATRIZ DE LEDS
120
ILUSTRACIÓN 41. VENTANA DE MENÚ
121
ILUSTRACIÓN 42. VENTANA LCD
122
ILUSTRACIÓN 43. MOTOR BIPOLAR DE PASOS
123
ILUSTRACIÓN 44. MOTOR UNIPOLAR DE PASOS
124
ILUSTRACIÓN 45. DISPLAY DE 7 SEGMENTOS
126
XVII
ILUSTRACIÓN 46. CONVERSOR A/D
127
ILUSTRACIÓN 47. CONVERSOR D/A
128
ILUSTRACIÓN 48. MATRIZ DE LEDS
129
XVIII
ÍNDICE DE TABLAS
TABLA 1 SEÑALES DEL PUERTO PARALELO
20
TABLA 2 SEÑAL DE DATOS
21
TABLA 3 SEÑAL DE ESTADO
21
TABLA 4 SEÑAL DE CONTROL
22
TABLA 5 COMBINACIONES DE DATOS BINARIOS
44
TABLA 6. GRADOS Y PASOS DE UN MOTOR PAP
50
TABLA 7: SECUENCIA DE BOBINA MOTOR UNIPOLAR
53
TABLA 8. SECUENCIA DE BOBINA BIPOLAR
54
TABLA 9 CARACTERÍSTICAS DE MATRIZ DE LEDS
55
TABLA 10. DISTRIBUCIÓN DE LEDS DE LA MATRIZ
56
TABLA 11. CONVERSIÓN DECIMAL BCD
61
TABLA 12 CONVERTIDOR D/A
80
TABLA 13. RESOLUCIÓN DE VOLTAJE D/A
81
TABLA 14 VOLTAJES DE MOTOR
84
TABLA 15 SECUENCIA WAVE DRIVE
85
TABLA 16 FULL STEP
85
TABLA 17 HALF STEP
86
TABLA 18. DISTRIBUCIÓN DE PINES L293
88
TABLA 19 LÓGICA DE L293
89
TABLA 20 DISTRIBUCIÓN DE PINES LCD
92
TABLA 21 DISTRIBUCIÓN DE PINES 334967
95
TABLA 22. HABILITACIÓN DE DISPOSITIVOS
99
TABLA 23. CONTROLES LCD
113
XIX
TABLA 24. FUNCIONES DE CLASE CONTROL_LCD
113
TABLA 25. CONTROLES MOTOR DE PASOS BIPOLAR
115
TABLA 26. FUNCIONES DE CLASE_MOTOR_PASO_B
115
TABLA 26. CONTROLES DE DISPLAY DE 7 SEGMENTOS
117
TABLA 26. FUNCIONES DE CLASE CONTROL_DISPLAY
117
XX
ÍNDICE DE ANEXOS
ANEXO 1: CIRCUITO INTEGRADO DAC0808..................................................... 147
ANEXO 2: CARACTERÍSTICAS ELÉCTRICAS INTEGRADO DAC0808 ........... 148
ANEXO 3: CIRCUITO INTEGRADO LF351 .......................................................... 149
ANEXO 4: CARACTERÍSTICAS ELÉCTRICAS INTEGRADO LF351 ................. 150
ANEXO 5: CIRCUITO INTEGRADO ADC 0804.................................................... 151
ANEXO 6: INTEGRADO ADC 0804 ...................................................................... 152
ANEXO 7: CARACTERÍSTICAS ELÉCTRICAS INTEGRADO ADC 0804 .......... 153
ANEXO 8: CIRCUITO INTEGRADO L293 ............................................................ 154
ANEXO 9: CIRCUITO INTEGRADO 74LS138 ...................................................... 154
ANEXO 10: CARACTERÍSTICAS ELÉCTRICAS INTEGRADO L293 ................. 155
ANEXO 11: CIRCUITO INTEGRADO 74LS47 ...................................................... 156
ANEXO 12: CARACTERÍSTICAS ELÉCTRICAS INTEGRADO 74LS47 ............. 156
ANEXO 13: CIRCUITO INTEGRADO 74LS373 .................................................... 157
ANEXO 14: DIAGRAMA LÓGICO INTEGRADO 74LS373 .................................. 157
ANEXO 15: CARACTERÍSTICAS ELÉCTRICAS INTEGRADO 74LS373 ........... 158
ANEXO 16: LCD ..................................................................................................... 159
ANEXO 17: DISPLAY DE 7 SEGMENTOS............................................................ 159
ANEXO 18: CARACTERÍSTICAS ELÉCTRICAS, DISPLAY DE 7 SEGMENTOS
.......................................................................................................................... 160
ANEXO 19: MATRIZ DE LEDS: ............................................................................ 160
ANEXO 20: DISTRIBUCIÓN DE PINES ................................................................ 160
XXI
RESUMEN
La Tesis abarca el estudio del puerto paralelo (LTP), el mismo que contiene varios bits;
de Datos, de Estado y de Control, que permiten el envío de ordenes que la impresora;
los bits de Datos contienen 8 los cuales escriben los datos que se envían a la impresora,
los Bits de estado, se usan 5 de los 8 bits los mismos que sirven para lectura de estado
de las líneas de interfaz con la impresora.
Los bits de control son 8 bits que escriben diversas señales que reconoce la impresora
como: validación de datos, inicialización, por ejemplo cuando se encuentra atascado el
papel, la impresora ha caído en error, etc.
El modo de trabajar con el proyecto de tesis y la computadora, se configura desde la
BIOS para que pueda funcionar correctamente, es decir, recibir y enviar órdenes desde y
hacia la PC se la configura en modo Bidireccional.
La placa diseñada, contiene 7 dispositivos de Entrada y salida mediante el programa
diseñado permite enviar órdenes a cada dispositivo como:
-
Conversor Digital/Análogo.- Permite transformar las señales digitales que se
envía desde la computadora y son mostrada en el osciloscopio.
-
Conversor Análogo/Digital.- Permite Transformar las señales análogas que se
envían desde la placa y son mostradas en la computadora
-
LCD.- Permite mostrar el texto que se escribe en la PC en el LCD, se escribe
2*16 en 2 renglones 16 caracteres.
-
Display de 7 Segmentos.- Muestra en el display un contador de números de 0 a
99, contador ascendente y descendentemente.
XXII
-
Motor Bipolar de Pasos.- Envía ordenes desde la computadora hasta el motor
el mismo que funciona con giros por grados, pasos o tiempo.
-
Motor Unipolar de Pasos.- Realiza la misma función del motor Bipolar de
pasos.
-
Matriz de Leds.- Muestra figuras mediante pulsos que se envía desde la
computadora a la matriz.
Estos circuitos se encuentran en una placa impresa, integrados de tal manera que
funcionan independientemente uno de otro enviando las ordenes desde la computadora
y son habilitados y deshabilitados mediante un dip-switch, la placa funciona con voltaje
des 0 a 5V, además funciona con voltajes externos para el motor Unipolar de pasos y el
conversor Digital-Análogo.
Para definir las líneas del puerto y conectarlas a la placa fueron probadas mediante
continuidad las líneas de datos, estado y control.
El programa diseñado para este proyecto de tesis es desarrollado en Visual Studio .Net,
en C#, utiliza librerías ya desarrolladas en .Net. (input32.dll )
La interfaz grafica implementada en el programa se la implementó mediante una
máscara ya desarrollada que contiene el menú del programa, se llama BubbleBar.
XXIII
SUMMARY
The Thesis ranges the study of the parallel port (LTP), the same that contains several
bits; of Data, of State and of Control, that allow the sending of order that they realize
the operation of the printer; the Data bits, contains eight bits which write the data that
send to the printer, the Bits of state, use five of the eight bits the same that serve for
reading of state of the lines of interface with the printer.
The bits of control of 8 bits that write diverse signals that recognizes the printer for
example: data validation, when it finds obstruct paper, the printer has fallen in error, etc.
The way to work with the project of thesis and the computer is configure in BIOS so
that it can work properly, for receive and send orders from and to the PC configures it in
two ways.
The plaque designed, contains seven devices of entrance and exit, throws designed
program allows sending orders to each device for example:
-
Digital/Analogous Converter: Transform the digital signals that send from the
computer and is showed in the osciloscopio.
-
Analogous/Digital Converter: Transform the analogous signals that send from
the plate and are showed in the computer.
-
LCD: Allows showing the text that write in PC, in LCD, writes 2*16 in 2 lines
sixteen characters.
-
Display Of 7 Segments: Sample in the display, a counter of numbers of 0 to 99,
two digits, upward counter and downward counter.
-
Steps Bipolar Engine: Sends order from the computer until the engine, it works
with twists by degrees, steps or time.
XXIV
-
Steps Unipolar Engine: Realizes the same function of the engine Bipolar of
steps.
-
Matrix of Leds: Shows figures, by pulses that send from the computer to the
matrix.
These circuits find in a printed plaque, integrated of such way that work independently
one of another, sending order them from the computer and are enabled and de by a dipswitch, the plaque works with voltage Give 0 to 5V, besides works with external
voltages for the Unipolar steps engine and the Digital-Analogous converter.
To define the lines of the port and connect them to the plate were tested continuity for
data lines, state and control.
The program designed for this project of thesis is developed in Visual Studio .Net, in
C#, uses bookshops already developed in .Net. (input32.dll )
The graph interface is implemented in program includes an already developed mask that
contains the program menu, calls BubleBar.
XXV
CAPÍTULO I
1
ANÁLISIS
CAPÍTULO I
1
MÓDULO DIDÁCTICO PARA CONTROL DISPOSITIVOS DE
ENTRADA/SALIDA
Diseñar un módulo didáctico de aprendizaje y práctica para controlar dispositivos de
entrada y salida básicos los cuales van a ser controlados a través del puerto paralelo por
donde se enviara las diferentes órdenes para que los respectivos dispositivos funcionen.
1.1
Planteamiento del Problema:
Con el fin de brindar un medio de desarrollo para prácticas de laboratorio para los
estudiantes de la Universidad Tecnológica Equinoccial, se brinda un amplio
conocimiento sobre el puerto paralelo (líneas de control, estado y datos) y su
interactividad con dispositivos básicos de entrada y salida. (Motores paso a paso,
display, LCD, matrices de leds, conversores A/D y D/A).
La función principal a desarrollarse consiste en enviar órdenes que ejecuten dispositivos
externos que cumplen ciertas funciones específicas y se lo pueda controlar a través de
las señales que emite el puerto paralelo “LTP”, de modo que a través del mismo se
controle la acción de cada uno de estos por separado.
2
Los dispositivos a ser controlados son:
Motor de pasos bipolar
Motor de pasos unipolar
Display de 7 segmentos
Display de cristal líquido
Matriz de LED
Conversor análogo digital
Conversor digital análogo
3
1.2
Objetivos
1.2.1 General
Realizar un módulo didáctico que permita controlar los diferentes dispositivos
de entrada y salida que se emplean para desarrollar prácticas de la materia de
interfaces.
1.2.2 Específicos
- Integrar todos los circuitos necesarios en una placa impresa.
- Desarrollar un circuito que controle a todos los circuitos de entrada y salida.
- Controlar a cada circuito desde un programa centralizado desde la
computadora.
- Desarrollar una aplicación que permita demostrar el funcionamiento de cada
circuito que se encuentra integrado en la placa.
- Proporcionar un medio útil y necesario para que los estudiantes realicen sus
prácticas de laboratorio.
- Implementar una aplicación de interfaz gráfica.
4
1.3
Justificación
Esta tesis se enmarca en el amplio campo de los diferentes circuitos electrónicos,
específicamente de los dispositivos de entrada y salida controlados desde la
computadora.
El desarrollo de este módulo se ha visto necesario, debido a la conveniencia de integrar
varios circuitos que funcionen uno totalmente independiente del otro, utilizando el
puerto paralelo y controlándolos desde la computadora enviando señales a través del
puerto, también para minimizar el tiempo en la práctica de los laboratorios, es decir que
la materia tenga los recursos necesarios para su aplicación.
5
1.4
Hipótesis
A través de una aplicación desarrollada en C#.Net que proporcionará una interfaz
gráfica, se podrá controlar todos los circuitos impresos e integrados en una placa y se
demostrará el funcionamiento de cada uno de éstos a través de un puerto paralelo el
cual conectará la placa de circuitos con la computadora y permitirá al usuario
interactuar con el programa y el circuito escogido, de tal modo que el usuario podrá
controlar desde la aplicación cada circuito.
Todos los circuitos estarán integrados en la misma placa y serán controlados mediante
un circuito principal, para que cada circuito funcione independientemente.
Los elementos a emplearse son: circuito análogo/digital, digital/análogo, motor unipolar
de pasos, motor bipolar de pasos, display de 7 Segmentos, matriz de LED y un LCD
6
1.5
Métodos y Técnicas
Se implementará la metodología de Prototipos.
Prototipos:
Los prototipos son modelos (no necesariamente SW) que permiten estudiar y probar
aspectos específicos del producto final (en este caso el producto de software). Bajo este
modelo, se planifica la aplicación de las diferentes herramientas, para producir
elementos de pruebas específicas (interfaz de usuario, mantenedores, procesos) que
deberán ser presentados al usuario y confirmados por éste.
Esta metodología proporciona un ciclo de vida de los sistemas de información que se
desarrollan bajo el concepto de prototipos y posee las siguientes fases:

Análisis

Diseño

Construcción del prototipo

Documentación de usuario y técnica

Pruebas

Transición
7
1.6
Factibilidad
1.6.1 Factibilidad Técnica
Para la elaboración de este proyecto se ha visto necesario utilizar una serie de circuitos
electrónicos y elementos electrónicos básicos, fáciles de encontrar, es por ello que se
ha visto factible el proyecto.
1.6.2 Factibilidad Económica
Los elementos que integran el circuito son económicos, y los dispositivos de entrada y
salida de igual manera es por ello que también se ha visto factible para el desarrollo del
proyecto.
Presupuesto
Material:
motor bipolar
motor unipolar
Lcd
display de 7 segmentos
matriz de leds
conversor análogo/digital
conversor digital/análogo
Fuente
Cables
Resistencias
Leds
Transistores
Diodos
Potenciómetro
dip-switch
cable de puerto paralelo
placa integradora de circuito
Otros
25
30
16
5
9
4
5
150
2
5
5
3
2,5
2
3
6
125
10
407,5
8
Humano:
738 USD por 246 horas empleadas
Software:
Visual Studio.Net 2005:
500
Windows Professional XP: 200
9
CAPÍTULO II
10
CAPÍTULO II
2
VISUAL C#
Visual C# es un lenguaje de programación que está diseñado para crear diversas
aplicaciones que se ejecutan en .NET Framework. C# es un lenguaje de programación
bastante eficaz. Además permite un desarrollo muy simple y rápido, ya que posee varias
herramientas e innovaciones que lo hacen la mejor opción para desarrollar la aplicación.
“Visual Studio admite Visual C# con un editor de código completo, plantillas de
proyecto, diseñadores, asistentes para código, un depurador eficaz y fácil de usar,
además de otras herramientas. La biblioteca de clases .NET Framework ofrece acceso a
una amplia gama de servicios de sistema operativo y a otras clases útiles y
adecuadamente diseñadas que aceleran el ciclo de desarrollo de manera significativa.”
2.1
1
La librería Inpout32.dll
La librería Inpout32 es una librería desarrollada en visual Basic, es por eso que puede
ser importada a C#.net, (la cual contiene las funciones de acceso a las direcciones del
puerto), es decir aquí se encuentran todas las instrucciones para el manejo de los puertos
paralelos.
1
Visual C#. (16 de Septiembre, 2008) Inicio de Visual C# [on line]. Disponible en:
http://msdn.microsoft.com/es-es/library/kx37x362(VS.80).aspx
11
2.2
Diseñando la Interfaz
El Visor de Imágenes es una aplicación para Windows, que tiene el conjunto completo
de controles de interfaz gráfica disponibles dentro de un cuadro de herramientas. Esto
significa que se puede generar una interfaz medianamente elaborada.
En C#.net existe un sinnúmero de elementos disponibles para la realización de una
interfaz gráfica completa y totalmente amigable con el usuario.
En la aplicación se ha implementado una máscara de menú que visualiza gráficamente
cada proyecto en una sola ventana, llamada BubleBar 2, totalmente desarrollada para
.Net el mismo que simula un menú como los de Aple para Windows.
Gracias a este control como ya es código desarrollado, funciona como un Button que no
necesita escribir código sino importar la dll.
2.3
Requerimientos de hardware y Software
Los requerimientos mínimos que se necesita para que la aplicación funcione son:

Sistema Operativo:
o

Windows XP Service Pack 2
Software necesario:
o
Windows Installer 3.0
o
Framework 2
2
BubleBar. (2001-2008) GUI design software to create custom skin for Windows Aplication [on
line]. Disponible: http://www.devcomponents.com/dotnetbar/bubblebar.aspx
12
o
IE 5.01 o versión posterior: en todas las instalaciones de .NET
Framework se debe ejecutar Microsoft Internet Explorer 5.01 o una
versión posterior.
o

Hardware Necesario:
o
2.4
Requisitos de espacio en disco: 280 MB (x86), 610 MB (64 bits).
Pentium III, 1.5 (256 Ram)
Importando Librerías para el Puerto Paralelo en C#
Se ha usado para interactuar con la computadora y los circuitos, la librería inpout32.dll
en el app del programa.
Así se ha agregado en el debug o en el directorio de la aplicación, importar el
inpout32.dll.
Debe destacarse que la dll debe estar copiada en el directorio del sistema
específicamente en: c:/windows/system32 para Win xp (para el caso del presente
trabajo).
Los comandos que usa la librería puerto=378 son:
1.- Comando para leer
Lectura = Str(Inp(Val("&H" + puerto)))
2.- Comando para escribir
Valor = 8
13
Out Val("&H" + puerto), Val(valor)
De la misma manera en la parte inicial del programa la función PortAccess.Output toma
los valores de las direcciones del puerto, es decir se escribirá 888 (decimal) cuando se
necesite trabajar con la dirección 378 en hexadecimal que corresponde al puerto por
omisión LPT1. Si se toma el puerto LTP2 para la dirección 278H se debe escribir la
dirección 632 en decimal.
2.5
Puerto Paralelo
Los computadores personales (PC) han estandarizado un tipo de interfaz para la
comunicación con la impresora, conocida normalmente como CENTRONICS. Esta
interfaz es capaz de enviar caracteres a la impresora de forma paralela. Cada carácter
está codificado en un byte, del cual cada bit se transmite por un Terminal diferente.
Existen otros terminales que conectan el computador y la impresora, que sirven para
intercambiar información de control y de estado, a fin de implementar un protocolo
sencillo.
Ilustración 1 Puerto Paralelo
13
S4
12
S5
25
G7
11
S7
24
G6
10
S6
23
G5
9
8
D7
22
G4
7
D6
21
G3
6
D5
20
G2
5
D4
19
G1
4
D3
18
G0
3
D2
17
C3
2
D1
16
C2
1
D0
C0
15
S3
14
C1
Codeproject. (13 Sep 2003). Free source code and programming help [on line]
Fuente: http://www.codeproject.com/KB/cs/csppleds.aspx
Elaborado por: Fernanda Mera
14
Para realizar esta interfaz, los PC disponen de unos elementos hardware específicos,
denominados puertos de impresora o también puerto paralelo.
En un PC pueden instalarse varios de estos puertos que se distinguen entre sí con los
nombres LPT1, LPT2 y LPT3 (en algunos casos también LPT4). Todos ellos son
idénticos, salvo que tienen asignadas diferentes direcciones en el mapa de
entrada/salida.
La ROM-BIOS de los PC contiene programas elementales para el manejo de estos
puertos. En primer lugar, durante el proceso de arranque del computador, se detecta su
presencia y se almacenan sus direcciones base en una zona de variables situada en el
segmento 0040H (zona de variables del BIOS). En esta zona se pueden encontrar los
siguientes datos:
Printer_Base: En las direcciones base (offset) 0008H, 000AH, 000CH y 000EH, con 2
bytes cada uno de ellos, están las direcciones de E/S en las que se encuentran los
puertos base de LPT1, LPT2, LPT3 y LPT4 respectivamente.
Lista de equipamiento: En el offset 0010H se encuentra una palabra que muestra de
forma rudimentaria los dispositivos que se han encontrado en el arranque. Los bits 15 y
14 indican el número de puertos de impresora instalados.
15
Print_Tim_Out: En las direcciones base (offset) 0078H, 0079H, 007AH y 007BH se
encuentran los valores de TIME_OUT asociados a cada puerto. Se trata de valores que
se van a utilizar para establecer cuánto tiempo se va a esperar para determinar que la
impresora no está disponible (está apagada, no tiene papel, etc.).
Las direcciones del mapa de memoria de E/S en las que se suelen colocar los puertos de
la impresora son:
Tabla 1 Mapa de Memoria
Impresora
Puerto de Datos
Puerto de Estado
Puerto de Control
LPT1
0378h
0379h
037Ah
LPT2
0278h
0279h
027Ah
LPT3
03BCh
03BDh
03BEh
Francisco Pantano Rubiño. (05 de Enero, 2008) Aeromodelismo: Valeros y Eléctricos.
Fuente: http://www.infolaser.net/franpr/tecnica/porpar/lpt.htm
Elaborado por: Fernanda Mera
En este caso se va configurar en el puerto paralelo con la dirección 0378 h configuradas
como LPT1 para las señales del puerto de datos.
16
Ilustración 2 Configuración de LPT1
Gráfico tomado de la dirección del puerto configurado en LTP1. Microsoft Windows
Fuente: Imagen tomada de configuración de puertos de Windows
Elaborado por Fernanda Mera
2.6
Señales de la interfaz Centronics
Diseñada originalmente por la firma Centronics como interfaz para las impresoras
propias, la interfaz se desarrolló rápidamente como estándar aceptado en todo el
mundo de las impresoras. La norma IEEE1284 amplió la interfaz de Centronics en la
posibilidad de la bidireccionalidad. Con ello pudieron acoplarse también los
periféricos tales como escáner, adaptadores de red para portátiles, unidades CDROM,
etc. y pueden servirse así de la alta velocidad de transmisión de datos paralelos.
17
Ilustración 3 Distribución de Pines Puerto Paralelo
STROBE
D0
1
14
AUTO
15
ERROR
16
INIT
17
SELECT
2
D1
3
D2
4
D3
5
D4
6
D5
7
D6
8
D7
9
ACK
10
BUSY
11
PE
12
ONLINE
13
18
19
20
21
22
GND
23
24
25
Fuente: http://cfievalladolid2.net/tecno/cyr_01/control/puerto_paralelo.htm#reg_datos
Elaborado por Fernanda Mera
DATA PORT "Salida del proyecto"
Pin 2 - D0
Pin 3 - D1
Pin 4 - D2
Pin 5 - D3
Pin 6 - D4
Pin 7 - D5
Pin 8 - D6
Pin 9 - D7
STATUS PORT "Entradas en el proyecto"
Pin 10 - ACK
Pin 11 - BUSY
Pin 12 - PAPER END
Pin 13 - SELECT IN
Pin 15 - ERROR
CONTROL PORT:
Pin 1 - STROBE
Pin 14 - AUTO FEED
Pin 16 - INIT
Pin 17 – SELECT
18
La referencia (Ground, GND), son los pines del 18 al 25 para reconocer los pines, en el
puerto paralelo está escrito en cada terminal su número, tener cuidado a la hora de
conectar al revés el puerto ya que podría causar un daño irremediable al puerto paralelo.
Ilustración 4 Puerto Paralelo
Fuente: http://cfievalladolid2.net/tecno/cyr_01/control/puerto_paralelo.htm#reg_datos
Elaborado por: Fernanda Mera
El puerto paralelo, utilizado en general para el control de la impresión, maneja las
señales que se muestran en la tabla siguiente. De todas ellas, las que normalmente
intervienen en el protocolo de comunicación entre el PC y los dispositivo de entrada y
salida y son BUSY y STROBE#.
Algunas impresoras pueden no utilizar alguna de las señales descritas en la siguiente
tabla:
19
Tabla 1 Señales del Puerto Paralelo
PUERTO
NOMBRE
DATOS
ESTADO
D0..D7
BUSY
Dir Pin
DB25
S
2-9
E
11
ACK#
E
10
PE
E
12
SLCT IN
E
13
ERROR#
E
15
IRQEN
-
--
SELECT#
S
17
INIT#
S
16
AUTOFD#
S
14
STROBE#
S
1
CONTROL
DESCRIPCIÓN
8 terminales de datos. Desde D0 a D7.
Un nivel alto indica que la impresora está
ocupada y no puede recibir datos nuevos.
También se pone a 1 en situaciones de error.
Un nivel bajo indica que la impresora ha
recibido un dato y está disponible para
recibir uno nuevo.
Un nivel alto indica que la impresora no
tiene papel.
Un nivel alto indica que la impresora está
on-line.
Un nivel bajo indica que se ha producido un
error en la impresora. No hay papel, mal
funcionamiento, etc.
Flag que habilita o inhibe la generación de la
interrupción IRQ7 cuando se activa la señal
ACK#.
Activa a nivel bajo. Indica a la impresora que
se ha seleccionado la impresora.
A nivel bajo, envía un RESET a la
impresora.
A nivel bajo, la impresora se encarga de
hacer un salto de línea al recibir el carácter
“retorno de carro”.
Validación de datos. Cuando la impresora
detecta un nivel bajo, acepta el dato.
El puerto paralelo. El puerto de Impresora [on line].
Fuente: http://arantxa.ii.uam.es/~gdrivera/varios/notas_lpt.htm
Elaborado por Fernanda Mera
Nota: El carácter # indica que la señal es activa a nivel bajo
2.6.1 El puerto de Datos (D):
Consta de 8 bits, es donde la unidad central de procesamiento (CPU) escribe los datos
que se envían a la impresora (caracteres).
20
Generalmente es sólo de salida, ya que se diseñó para enviar caracteres a la impresora.
Actualmente este puerto es bidireccional es decir que también puede recibir caracteres.
La correspondencia entre los bits del registro de datos y las señales presentes en el
conector DB25 del exterior es:
Tabla 2 Señal de Datos
BIT
FUNCIÓN
7
6
5
4
3
2
1
0
D7
D6
D5
D4
D3
D2
D1
D0
Fuente: http://arantxa.ii.uam.es/~gdrivera/varios/notas_lpt.htm
Elaborado por Fernanda Mera
2.6.2 El puerto de Estado (S):
Registro de 8 bits de donde la CPU puede conocer diversos aspectos del estado de la
impresora (apagada, sin papel, etc.). Se usan sólo 5 de los 8 bits.
Es un puerto de entrada. Sirve para la lectura del estado de las líneas de interfaz con la
impresora. La señal BUSY es invertida antes de llegar al registro. La correspondencia
entre los bits del registro de estado y las señales presentes en el conector DB25 del
exterior es:
Tabla 3 Señal de Estado
BIT
FUNCIÓN
7
6
5
4
3
2
1
0
BUSY
ACK#
PE
SLCT IN
ERROR#
--
--
--
(inv.)
Fuente: http://arantxa.ii.uam.es/~gdrivera/varios/notas_lpt.htm
Elaborado por Fernanda Mera
21
2.6.3 El puerto de Control (C):
Registro de 8 bits donde la CPU puede escribir diversas señales que reconoce la
impresora (validación de datos, inicialización, etc.). Se usan 4 bits.
Estos tres registros ocupan posiciones consecutivas, por lo que basta con especificar la
primera de ellas. El puerto de datos será el puerto base.
Es un puerto de salida destinado a la escritura de comandos sobre la impresora. Las
señales SLCT#, AUTOFD# y STROB# son invertidas antes de llegar a los
correspondientes terminales de conector externo. El bit 4 (IRQEN) no es una señal que
corresponda a alguno de los terminales de la interfaz Centronics. Se trata de una
bandera (flag) que habilita o prohíbe la generación de la interrupción IRQ7 cuando se
activa la señal ACK#. Las rutinas del BIOS que se ocupan de la impresora no utilizan
esta interrupción. La correspondencia entre los bits del registro de control y las señales
presentes en el conector DB25 del exterior es:
Tabla 4 Señal de Control
BIT
7
6
5
FUNCIÓN
--
--
--
4
3
2
1
0
IRQEN SELECT# INIT# AUTOFD# STROBE#
(inv.)
(inv.)
Fuente: http://arantxa.ii.uam.es/~gdrivera/varios/notas_lpt.htm
Elaborado por Fernanda Mera
22
(inv.)
2.7
Definición del Modo de Configuración del puerto paralelo
La definición incorrecta del modo de puerto paralelo podría causar que una impresora o
un escáner se ejecuten de forma lenta o que no funcione del todo. El modo de puerto
paralelo tiene 4 opciones: sólo salida, bidireccional, EPP y ECP. Estos ajustes
determinan las capacidades de velocidad y transmisión de la conexión de puerto
paralelo.
En la elaboración del circuito se necesita el modo de mayor velocidad y transmisión y
que también nos permita enviar y recibir datos, que en este caso el modo indicado es el
Bidireccional.
Se ha definido el modo del puerto paralelo de la siguiente manera:
1. Se va a la configuración del BIOS por medio de [F2] durante el arranque.
2. Luego al menú Advanced > Peripheral Configuration.
3. Se define la opción Mode en Bidireccional(o en el ajuste correspondiente al
dispositivo).
4. Y se guarda los cambios.
2.8
Modos de Configuración del Puerto Paralelo
Los modos de la configuración del puerto para hacer que funcione de una u otra forma
dependiendo de los requerimientos del usuario, son cuatro, que pueden ser configurados
en la BIOS del sistema de la PC:
23
-
Salida
-
Bidireccional
-
EPP
-
ECP
2.8.1 Modo de Salida
Es el puerto por omisión (default), en el cual el buffer de datos es solo de salida, lo cual
permite que al leer el puerto, lea el estado del buffer de salida de datos.
2.8.2 Modo Bidireccional (compatible PS/2)
El puerto paralelo bidireccional fue una ampliación que hizo IBM a su puerto estándar
original. Para ello utilizó un bit reservado del registro de control (C5). Si C5=1, el
buffer de los datos de salida se pone en alta impedancia, "desconectando" dicho buffer
de los pines 2 a 9 del conector del puerto (D0 a D7). Si se escribe en el registro de
datos, se escribe en el buffer pero no en la salida. Esto permite que al leer el puerto se
lea el estado de las entradas y no lo que hay en buffer. Cuando C5=0 el puerto retorna al
modo salida, su estado por omisión.
En las computadoras IBM PS/2, para habilitar el puerto paralelo bidireccional, además,
de lo antes descrito, se debe poner en 1L el bit 7 del registro del puerto 102h (opciones
de configuración).
En computadoras que no sean IBM PS/2 hay que modificar uno o más bits de algún
puerto específico correspondiente al chipset de la placa. A veces se habilita por
configuración (Setup) o por jumper en la placa del puerto.
24
2.8.3 Modo EPP (Enhanced Parallel Port)
Puede leer y escribir datos a la velocidad del bus ISA. Este tipo de puerto se define por
el estándar EPP 1.7. Es tan rápido como el bus del sistema y puede alcanzar
transferencias por encima de 1 Mbps.
El EPP fue desarrollado por Intel, Xircom y Zenith. Otros fabricantes comenzaron a
introducir EPP no del todo compatibles con el introducido por Intel. De ahí que se
formara un comité para estandarizar el puerto, formando el estándar EPP 1.7. Más tarde
se mezcló con el estándar IEEE 1284, que describe puertos bidireccionales de alta
velocidad para impresoras. Pero no se adoptó el EPP 1.7 original, por lo que se
modificó y ahora se llama IEEE 1284 EPP, existiendo ahora dos estándar. Un puerto
paralelo estilo IEEE 1284 es multimodo. Es decir, en un único puerto se tienen los
modos salida(SPP), bidireccional PS/2, EPP (versión 1.7 y/o 1284) y ECP.
El EPP se mapea por encima de las direcciones estándar, en cinco registros, desde
LPT_BASE+3h hasta LPT_BASE+7h. No hay EPP en la dirección estándar 03BCh (ya
que se solapa con las direcciones dedicadas a video):
2.8.4 Modo ECP (Enhanced Capability Port)
Puede, como el EPP, leer y escribir a la velocidad del bus. Fue desarrollado por
Microsoft y Hewlett-Packard. Se distingue por poseer capacidad de DMA, FIFO y
compresión de datos RLE. La velocidad puede superar fácilmente 1 Mbyte/s, y en el
futuro se ampliará. La ventaja de estos puertos es que tienen la emulación de otros
modos como SPP y bidireccional PS/2. En la especificación original no está
contemplado el EPP, pero los fabricantes usan algún bit no utilizado por el ECP para
25
poder configurarlo como EPP. El uso externo del ECP está definido en IEEE 1284
como el modo ECP de 1284.
El puerto se mapea en LPT_BASE+400h. En LPT_BASE+402h, se tiene el registro
ECR (Extended Control Register). Con este registro se puede configurar los distintos
modos.
26
CAPÍTULO III
27
CAPÍTULO III
3
PRINCIPIOS FUNDAMENTALES DE ELECTRICIDAD.
Una parte del proyecto es hardware en donde se diseña y construye los circuitos; para
ello es necesario poseer conocimientos básicos sobre la electricidad tales como: el
voltaje o tensión, corriente, intensidad, resistencia, potencia, etc. A continuación se
describe brevemente cada uno de estos términos.
3.1
Tensión Eléctrica (Voltaje)
La tensión eléctrica es aquella que experimentan las cargas eléctricas, y por ende los
cuerpos cargados eléctricamente. Siempre que entre dos cuerpos exista un desequilibrio
eléctrico estará presente una tensión de tipo eléctrico conocida como tensión eléctrica,
es decir, existirán unas fuerzas que tratarán de establecer un equilibrio eléctrico para
lograr esto es necesario igualar las cargas eléctricas.
La unidad de medida de la tensión eléctrica es el voltio (V). Así, cuanto más grande sea
la tensión eléctrica existente entre dos cuerpos, zonas o partes de un circuito, mayor
será la fuerza que las cargas eléctricas experimentarán, y por tanto mayor la tendencia a
que se produzca una reordenación de dichas cargas eléctricas para reducir la tensión a la
que están sometidas. La tensión eléctrica puede tener signo positivo o negativo,
dependiendo el signo de las cargas eléctricas implicadas.
3
3
Tensión, corriente y resistencia eléctrica. Ley de Ohm (17 de Marzo, 2008), La
Tensión Eléctrica. [on line]. Disponible en:
http://www.terra.es/personal2/equipos2/tcr.htm
28
3.2
Corriente Eléctrica
La corriente eléctrica no es más que el flujo de cargas eléctricas usualmente electrones,
que atraviesa un material más o menos conductor. Un concepto íntimamente
relacionado con el de corriente eléctrica es el de intensidad de la corriente eléctrica, o
simplemente intensidad.
El concepto de intensidad viene a cuantificar es decir, a medir cuán grande o pequeña es
una determinada corriente eléctrica. Cuanto más grande sea el número indicado por la
intensidad mayor será la corriente eléctrica, es decir, el flujo de cargas por el conductor.
La intensidad tiene su propia unidad de medida. Se trata del Amperio, que se denota por
A. Una intensidad de 1 A equivale a unos 6.242 x 1018 electrones por segundo
circulando por la sección de un conductor.
3.3
Resistencia Eléctrica
Las dos cantidades fundamentales; el voltaje y la corriente, están relacionadas por una
tercera que es la resistencia.
En cualquier sistema eléctrico la tensión es el voltaje aplicado, y el resultado o efecto es
la carga o corriente. La resistencia del sistema controla el nivel de corriente resultante.
Mientras mayor es la resistencia, menor es la corriente y viceversa. 4
4
Robeth L. Boylestad (1997), Fundamentos de Electrónica (4ta ed.), México: Prentice-Hall
29
La unidad de medida de la resistencia es llamada ohmio, que se denota por la letra
griega omega (Ω). El ohmio se define como el valor de una resistencia eléctrica tal que
al aplicarle una tensión de 1 V se produzca una circulación de una corriente eléctrica de
1 A. 5
Evidentemente, cuanto mayor sea la resistencia para un valor determinado de tensión,
más pequeño será el valor de la intensidad de la corriente eléctrica que circulará por
ella.
3.4
La Ley de Ohm
La relación existente entre la tensión, la intensidad y la resistencia para un valor
determinado de resistencia y la relación inversa entre resistencia e intensidad para un
valor determinado de tensión. Así pues, la intensidad es directamente proporcional a la
tensión e inversamente proporcional a la resistencia.6
Más exactamente, la relación es la siguiente:
Fórmula de la Intensidad
Fuente: Roldan, José (1995), Manual del Electricista de Taller, Madrid: Paraninfo
Elaborado por: Fernanda Mera
5
6
Roldan, José (1995), Manual del Electricista de Taller, Madrid: Paraninfo
Roldan, José (1995), Manual del Electricista de Taller, Madrid: Paraninfo
30
Esta es la conocida Ley de Ohm, con esta importante ley es posible calcular circuitos
con resistencias, tales como los circuitos de polarización de transistores.
3.5
Potencia Eléctrica
La potencia eléctrica es la velocidad a la que se consume la energía, se define como la
cantidad de trabajo realizado por una corriente eléctrica.
La potencia eléctrica se mide en Joule por segundo (J/s) y se representa con la letra P.
Un J/s equivale a 1 watt (W), por tanto, la unidad de medida de la potencia eléctrica P
es el watt, y se representa con la letra W.
3.6
Elementos Fundamentales de la Electrónica
A continuación se describen los elementos fundamentales que se emplean en la
elaboración de los circuitos.
3.6.1 Capacitor
Un capacitor es aquel dispositivo formado por dos conductores o armaduras,
generalmente en forma de placas o láminas, separados por un material dieléctrico ( este
tipo de material es utilizado en un capacitor para disminuir el campo eléctrico, ya que
31
actúa como aislante) o por el vacío, que sometidos a una diferencia de potencial (d.d.p.)
adquieren una determinada carga eléctrica.7
Se denomina capacidad o capacitancia a la propiedad de almacenamiento. Se mide en
Faradios como se lo conoce en el Sistema Internacional de Unidades.
La capacidad de 1 faradio es mucho más grande que la de la mayoría de los capacitores,
por lo que en la práctica se suele indicar la capacidad en microfaradio µF = 10 -6, nanoF = 10-9 o pico- F = 10-12 -faradios.
El valor de la capacidad viene definido por la fórmula siguiente:
Fórmula de Capacitancia
Fuente: Manual del Electricista de Taller
Elaborado por: Fernanda Mera
En donde:
C: Capacidad
Q: Carga eléctrica
V: Diferencia de potencial
7
Roldan, José (1995), Manual del Electricista de Taller, Madrid: Paraninfo
32
3.6.2 Diodos
Un diodo (del griego "dos caminos") es un dispositivo semiconductor que permite el
paso de la corriente eléctrica en una única dirección con características similares a un
interruptor. De forma simplificada, la curva característica de un diodo (I-V) consta de
dos regiones: por debajo de cierta diferencia de potencial, se comporta como un circuito
abierto (no conduce), y por encima de ella como un cortocircuito con muy pequeña
resistencia eléctrica.
Debido a este comportamiento, se les suele denominar rectificadores ya que son
dispositivos capaces de suprimir la parte negativa de cualquier señal, como paso inicial
para convertir una corriente alterna en corriente continua. 8
Ilustración 5 Diodos Retificadores
Diodos Retifcadores. (12 de Abril, 2008) [on line]
Fuente: www.gbcomponentes.com
Elaborado por: Fernanda Mera
8
Diodo- Wikipedia. (14 mar 2009). La Enciclopedia Libre [On line]. Disponible en:
http://es.wikipedia.org/wiki/Diodo
33
3.6.3 Transistores
El transistor es un dispositivo electrónico semiconductor que cumple funciones de
amplificador, oscilador, conmutador o rectificador. El término "transistor" es la
contracción en inglés de transfer resistor ("resistencia de transferencia"). Actualmente
se los encuentra prácticamente en todos los enseres domésticos de uso diario: radios,
televisores, grabadoras, reproductores de audio y vídeo, hornos de microondas,
lavadoras, automóviles, equipos de refrigeración, alarmas, relojes de cuarzo,
computadoras, calculadoras, impresoras, lámparas fluorescentes, equipos de rayos X,
tomógrafos, ecógrafos, reproductores mp3, celulares, etc.9
Ilustración 6 Transistores
Transistor-Wikipedia. (9 Marzo, 2009), La Enciclopedia Libre. [On line]
Fuente: http://es.wikipedia.org/wiki/Transistor
Elaborado por: Fernanda Mera
3.6.4 Resistencias:
Se denomina resistencia eléctrica, R, de una sustancia, a la oposición que encuentra la
corriente eléctrica para circular a través de dicha sustancia. Su valor viene dado en
ohmios, se designa con la letra griega omega mayúscula (Ω), y se mide con el óhmetro.
9
Transistor- Wikipedia (9 mar 2009), La Enciclopedia Libre. [on line] Disponible en:
http://es.wikipedia.org/wiki/Transistores
34
Esta definición es válida para la corriente continua y para la corriente alterna cuando se
trate de elementos resistivos puros, esto es, sin componente inductiva ni capacitiva. De
existir estos componentes reactivos, la oposición presentada a la circulación de corriente
recibe el nombre de impedancia. 10
3.6.5 Diodo emisor de luz (LED):
Diodo emisor de luz, también conocido como LED (acrónimo del inglés de LightEmitting Diode) es un dispositivo semiconductor (diodo) que emite luz coherente de
espectro reducido cuando se polariza de forma directa la unión PN del mismo y circula
por él una corriente eléctrica.
Este fenómeno es una forma de electroluminiscencia. El color (longitud de onda),
depende del material semiconductor empleado en la construcción del diodo y puede
variar desde el ultravioleta, pasando por el visible, hasta el infrarrojo. Los diodos
emisores de luz que emiten luz ultravioleta también reciben el nombre de UV LED
(UltraV'iolet Light-Emitting Diode) y los que emiten luz infrarroja suelen recibir la
denominación de IRED (Infra-Red Emitting Diode).11
Ilustración 7 Diodos
Diodo emisor de luz -Wikipedia. (9 mar 2009), La Enciclopedia Libre. [on line]
Fuente: http://es.wikipedia.org/wiki/Diodo_LED
Elaborado por: Fernanda Mera
10
Resistencia Eléctrica-Wikipedia. (2009, Marzo 9) , La enciclopedia Libre [on line]
Disponible en: http://es.wikipedia.org/wiki/Resistencias
11
Diodo emisor de luz -Wikipedia. (9 mar 2009), La Enciclopedia Libre. [on line]
Disponible en: http://es.wikipedia.org/wiki/Leds
35
CAPÍTULO IV
36
CAPÍTULO IV
4
DISPOSITIVOS DE ENTRADA Y SALIDA
A continuación se describe el funcionamiento de cada uno de los dispositivos de entrada
y salida.
4.1
Transmisión Analógica y Digital
En las redes de computadores, los datos a intercambiar siempre están disponibles en
forma de señal digital. No obstante, para su transmisión se optará por la utilización de
señales digitales o analógicas. La elección no será, casi nunca, una decisión del usuario,
sino que vendrá determinada por el medio de transmisión a emplear.
No todos los medios de transmisión permiten señales analógicas ni todos permiten
señales digitales.
Para que se transmita una señal análoga/digital o digital/análoga debe estar configurado
el puerto en modo bidireccional, para que el puerto pueda tanto enviar como recibir
datos.
En caso contrario si estuviera en modo SPP (Simple Parallel Port) sería imposible
hacerlo ya que el Puerto de Datos es utilizado solo para enviar información desde la PC.
Cabe recordar que el puerto paralelo fue creado exclusivamente como puerto de
impresora, donde solo se necesitaba enviar información del archivo por imprimir, y
otros pines como entrada para recibir el estado de funcionamiento de la impresora.
37
Tiempo después se agregaron funciones o mejor dicho modos de trabajo que permiten la
transmisión bidireccional, de la cual se hace uso ahora.
4.1.1 Señal Análoga
Ilustración 8 Señal Análoga
Fuente: Osciloscopio digital
Elaborado por Fernanda Mera
Una señal analógica es aquella función matemática continua en la que es variable su
amplitud y periodo (representando un dato de información) en función del tiempo.
Algunas magnitudes físicas comúnmente portadoras de una señal de este tipo son
eléctricas como la intensidad, la tensión y la potencia, pero también pueden ser
hidráulicas como la presión, térmicas como la temperatura, mecánicas, etc.
38
4.1.2 Señal Digital:
Ilustración 9 Señal Digital
Fuente: Osciloscopio
Elaborado por Fernanda Mera
Una señal es digital cuando sus valores se representan con variables discretas en lugar
de continuas. En el caso de la informática se utilizan ceros y unos.
4.2
Circuito Conversor Análogo-digital:
(Analog-to-digital converter, ADC, A/D). Circuito electrónico que convierte señales
continuas, a números digitales discretos (ADC). La operación contraría es realizada por
un conversor digital-análogo (DAC).
Generalmente, un conversor analógico-digital es un dispositivo electrónico que
convierte una entrada analógica de voltaje a un número digital. La salida digital puede
usar diferentes esquemas de codificación, como binario, o complemento de dos binario.
39
De todas maneras, algunos dispositivos no eléctricos o parcialmente eléctricos pueden
ser considerados como conversores analógico-digital. 12
4.2.1 Funcionamiento
A partir del código desarrollado en la interfaz se desarrollará una aplicación que permita
la captura de datos a través del puerto paralelo del computador y lo presente en pantalla
de forma digital.
Dicho circuito se alimenta a 5v y convierte señales analógicas en un rango entre 0 y 5v.
Como conversor análogo digital se utiliza el circuito integrado ADC0804 cuya
configuración se la encuentra mas adelante. La señal analógica a convertir proviene del
potenciómetro (resistencia variable) R2, variando este se modifica la señal entre 0 y 5
voltios. Dicha señal se introduce en el conversor ADC0804. Una vez convertida, el
valor digital es presentado en las líneas D0 a D7 y deberá ser leído a través del puerto
paralelo.
Para el correcto funcionamiento de la conversión se debe respetar un protocolo entre el
PC y el conversor, explicado en detalle en las hojas de datos del conversor. Básicamente
es el siguiente:
El PC envía una petición de comienzo de conversión al ADC. Para ello activar la señal
#CS (poner a nivel bajo) y dentro del periodo de activación activar la señal #WR
durante un mínimo de 100ns. El conversor activará la línea #INTR (el símbolo # indica
que la señal es activa a nivel bajo) para indicar que ha terminado la conversión. A partir
de ese momento el PC puede leer el dato. Ilustraciones 10 y 11.
12
Diccionario Informático. Definición del Conversor Análogo-Digital [on line], Disponible en:
http://www.alegsa.com.ar/Dic/conversor%20analogico-digital.php
40
Ilustración 10 Diagrama de Lectura de Datos
Diagrama de Tiempo para lectura de Datos [on line]
Fuente: http://www.globu.net/pp/ES/adc0804_puerto_paralelo.htm
Elaborado por: Fernanda Mera
Ilustración 11 Diagrama de lectura de Datos
Diagrama de Tiempo para lectura de Datos [on line]
Fuente: http://www.globu.net/pp/ES/adc0804_puerto_paralelo.htm
Elaborado por: Fernanda Mera
41
En el proceso de lectura se selecciona el conversor a través de la línea #CS y se envía un
pulso negativo por la línea #RD (nivel bajo), tras unos 200 ns (tACC: tiempo de acceso)
el dato ya se puede leer.
Estos ciclos se repetirán tantas veces como datos se quieran leer.
En este caso el proceso de conversión a realizarse se lo hará de forma continua, es decir
que, RD y CS se encuentran conectados a nivel bajo directamente, de este modo el
proceso de lectura de los datos será constante, mientras que el proceso de escritura será
activado mediante un pulso el cual indica al puerto el momento en el que empieza a
mostrar los datos en la pantalla.
Para el desarrollo de esta práctica es necesario conocer el funcionamiento y manejo del
puerto paralelo.
NOTA IMPORTANTE: Para el correcto funcionamiento las líneas de datos del puerto
paralelo deberá estar configurado en modo bidireccional, es decir, en el set-up del PC
configurar el puerto en modo PS/2 (los otros modos posibles son SPP o AT, EPP y
ECP). Para controlar la dirección que llevan los datos se utiliza el bit de peso 5 (el 6º bit
empezando por el menos significativo) del puerto de control. Si este bit está a cero el
puerto de datos es de salida y si está a uno el puerto de datos será de entrada. En el caso
de este trabajo, este bit se puede poner a uno inicialmente. Hay que tener cierta
precaución, pues la escritura en el puerto de datos modifica este bit a cero.
La nueva rutina de atención a la interrupción 61H deberá hacer lo siguiente:
42

Enviar una petición de comienzo de conversión al ADC

Mediante una espera activa esperar a que el conversor entregue un nuevo dato.
Si transcurren más de 110ms sin entregar un dato nuevo detener la ejecución y
presentar un mensaje de error.

Entregar el dato leído.
4.2.2 Conversor Análogo Digital ADC0804:
Un conversor analógico/digital convierte magnitudes analógicas en datos binarios (0 y
1). En este caso, la magnitud es la tensión sobre uno de los elementos que se quiere
examinar.
El ADC0804LCN es capaz de convertir una muestra de 0V a 5V, a un valor binario de 8
bits. Para conocer la resolución o precisión que se tiene en la lectura se debe saber el
valor máximo de medición y el tamaño máximo de salida en bits.
Fórmulas de resolución del Conversor
Fuente: http://www.monografias.com/trabajos32/circuito-tres-elementos/circuito-tres-elementos.shtml,
Elaborado por: Fernanda Mera
Fuente: http://www.monografias.com/trabajos32/circuito-tres-elementos/circuito-tres-elementos.shtml,
Elaborado por: Fernanda Mera
Esto se entiende de la siguiente manera. El conversor es capaz de producir 256
combinaciones de valores en datos binarios. Si a la entrada se tiene como restricción 5V
43
de señal analógica, en la conversión se obtendrán saltos discretos cada 19.5mV como
muestra la siguiente tabla:
Tabla 5 Combinaciones de Datos Binarios
Tensión
Valor Binario
Decimal
0,01953
00000000
0
0,03906
00000001
1
0,05859
00000010
2
0,07813
00000011
3
0,09766
00000100
4
.
.
.
.
.
.
.
.
.
Tensión
Valor Binario
Decimal
4,94141
11111100
252
4,96094
11111101
253
4,98047
11111110
254
5,00000
11111111
255
Alejandro Ariel Terrado. (2008, Enero 26). Adquisición de Datos; Respuesta de circuitos con tres
elementos pasivos [on line]. Fuente: http://www.monografias.com/trabajos32/circuito-treselementos/circuito-tres-elementos.shtml, Elaborado por: Fernanda Mera
La disposición de los pines en el conversor se muestra en la fig. 12
44
Ilustración 12 Distribución de Pines ADC 0804
#CS
1
20 VCC +5V
#RD
2
19 CLK R
#WR
3
18 DB0
CLK IN
4
17 DB1
#INRT
5
16 DB2
IN +
6
IN -
ACD 0804
15 DB3
7
14 DB4
8
13 DB5
VREF/2 9
12 DB6
GND
11 DB7
GND
10
Jameco electronics. (16 de Marzo, 2008). Datasheet adc080x [on line].
Fuente: www.jameco.com
Elaborado por: Fernanda Mera
Este conversor utiliza el método de aproximaciones sucesivas y contiene un valor fijo
en el tiempo de conversión. Simplificadamente lo que hace es verificar qué bit necesita
en alto (1L) para mostrar el valor binario de la magnitud analógica en la entrada.
Comienza desde el bit más significativo para luego continuar con los 7 restantes y así
dejar en nivel alto el bit correspondiente. Por esta razón el tiempo de conversión es
siempre el mismo y esta dado por una configuración R C en la entrada de reloj.
Los pines presentan las funciones que se detallan a continuación:
Vcc: voltaje positivo de alimentación
AGND: tierra del sistema análogo
DGND: tierra del sistema digital
45
Vin(+): terminal positivo del voltaje de entrada
Vin(-): terminal negativo del voltaje de entrada
DB7-DB0: salidas de la conversión digital
CLKin: entrada de reloj
CLKr: salida del reloj cuya frecuencia depende de un resistor y un capacitor externos
CS: chip select, para que el ACD0804 funciones debe estar en 0L (Low)
RD: cuando este pin esta en 0L (Low), las salidas tristate están activas y se puede leer el
dato.
WR: cuando va a 0L (Low), el proceso de conversión se inicia
INTR: genera una interrupción de nivel bajo (0L=Low) cuando finaliza el proceso de
conversión.
Vref/2: este pin debe ser alimentado con la mitad del rango de voltaje analógico
máximo que va a recibir el ADC0804 por el pin Vin(+).
Ejemplo: para un rango de entrada entre 0,5v y 3,5v el valor de Vref/2 será igual a: (3,5
– 0,5)/2 o sea 1,5v.
D0-D7: Salida de conversión de los datos
4.3
Circuito Conversor Digital-análogo (DAC):
El Conversor digital- análogo es un dispositivo para convertir datos digitales en señales
de corriente o de tensión analógica.
46
Se utilizan profusamente en los reproductores de discos compactos, en los reproductores
de sonido y de cintas de vídeo digitales, y en los equipos de procesamiento de señales
digitales de sonido y vídeo.
La mayoría de los DAC utilizan alguna forma reostática. Los datos digitales se aplican a
los reóstatos en grupos de bits. Las resistencias varían en proporciones definidas y el
flujo de corriente de cada uno está directamente relacionado con el valor binario del bit
recibido.
4.3.1 Funcionamiento
Un conversor digital análogo (DAC) contiene normalmente una red resistiva divisora
de tensión, que tiene una tensión de referencia estable y fija como entrada.
Hay que definir que tan exacta será la conversión entre la señal analógica y la digital,
para lo cual se define la resolución que tendrá.
Un convertidor Digital - Analógico de 8 bits. Cada entrada digital puede ser sólo un
"0" o un "1". D0 es el bit menos significativo (LSB) y D7 es el más significativo
(MSB). El voltaje de salida analógica tendrá uno de 256 posibles valores dados por
una de las 256 combinaciones de la entrada digital.
4.4
Motores de Pasos:
Los motores paso a paso son ideales para la construcción de mecanismos en donde se
requieren movimientos muy precisos.
47
La característica principal de estos motores es el hecho de poder moverlos un paso a la
vez por cada pulso que se le aplique. Este paso puede variar desde 90° hasta pequeños
movimientos de tan solo 1.8°, es decir, que se necesitarán 4 pasos en el primer caso
(90°) y 200 para el segundo caso (1.8°), para completar un giro completo de 360°.
Los motores paso a paso son utilizados en computadoras para (CD- ROM, Impresoras,
Discos Duros).
Estos motores están constituidos por dos partes esenciales:
4.4.1 Estator:
Cavidad fija en la que van depositadas una serie de bobinas, las cuáles, excitadas
convenientemente, crean un campo magnético giratorio.
Ilustración 13 Estator
Tutorial sobre Motores de paso a paso. (5 Octubre, 2008). Imagen de un estator de 4 bobinas [on
line].
Fuente: http://www.todorobot.com.ar/informacion/tutorial%20stepper/stepper-tutorial.htm
Elaborado por: Fernanda Mera
48
4.4.2 Rotor:
Parte móvil fabricada con un imán permanente o una pieza dentada de material
magnético con polaridad constante.
Ilustración 14 Rotor
Tutorial sobre Motores de paso a paso. (5 Octubre, 2008). Imagen del rotor [on line].
Fuente: http://www.todorobot.com.ar/informacion/tutorial%20stepper/stepper-tutorial.htm
Elaborado por: Fernanda Mera
El rotor va montado sobre un eje, que soportado por dos cojinetes, gira libremente en el
interior del estator. Excitando las bobinas del estator de forma adecuada se crean los
polos magnéticos N-S; en respuesta a dicho campo el rotor seguirá el movimiento con
sus respectivos polos, produciéndose el giro.
A diferencia del resto de motores eléctricos éstos emplean corriente continua, debido a
esto su ventaja es de mayor precisión en su velocidad, enclavamiento, movimientos y
giros ya que recibe una señal digital.
En cuanto al voltaje de alimentación existen desde 1.3V, 1.9V, 4.5V, 5V, 12V, y 24V,
la corriente de consumo de un motor puede estar desde 300mA hasta 3A.
49
Tabla 6. Grados y Pasos de un Motor PAP
Grados que gira por impulso
Nº De pasos para llegar a 360º
0.72º
500
1,8º
200
3,75º
96
7,5º
48
15º
24
90º
4
Reyes, Carlos A. (2006), Microcontroladores PIC: Tabla de un motor de pasos que debe dar un motor
PAP para llegar a dar una vuelta completa, según el giro de su ángulo de giro, Quito: Rispergraf.
Elaborada por: Fernanda Mera
4.4.3 Características:
4.4.3.1 Grados por paso ó Resolución:
Especifica el número de grados que el rotor girará por cada paso. Hay motores de 0.72°,
1.8°,3.6°, 7.5°, 15°, y hasta 90° por paso. El ángulo de paso en grados para cualquier
motor imán permanente o de reluctancia variable es: nP.
a = 360º
n: número de fases o grupo fase del estator
P: número de polos o dientes del rotor
4.4.3.2
Frecuencia de funcionamiento:
Los motores son fabricados para trabajar en un rango de frecuencias determinado por el
fabricante y rebasado dicho rango, el rotor no es capaz de seguir las variaciones del
50
campo magnético, provocando una pérdida de sincronización y quedando frenado en
estado de vibración. La máxima frecuencia admisible está alrededor de los 625 Hz.
4.4.3.3 Voltaje:
Va indicado en el mismo motor o en las hojas de datos. A veces es necesario exceder el
rango de voltaje para obtener el torque deseado de un motor dado, pero esto puede
sobrecalentar y/o disminuir el tiempo de vida del motor.
4.4.3.4 Resistencia por bobina:
Determinará la corriente que pase por el motor, también la curva de torque del motor y
la máxima velocidad de operación.
4.4.3.5 Pull-in y Pull-out rate:
Máximas velocidades a las cuales puede arrancar y operar un motor con carga sin perder
pasos.
El Pull in rate es siempre menor al Pull out rate, ya que si se quiere que el motor rinda a
su máxima velocidad sin perder pasos es necesario acelerar desde una velocidad menor.
4.4.3.6 Resonancia:
A ciertas frecuencias de funcionamiento el motor sufre una pérdida de pasos, por lo que
deben ser evitadas.
Operando un motor sin carga en un rango de frecuencias, se detectarán frecuencias
naturales de resonancia, estas se pueden detectar auditivamente o por medio de
sensores. Si es necesario trabajar a estas velocidades, se debe agregar un factor de
amortiguamiento externo, mayor inercia o un controlador adecuado. Los motores de
51
imán permanente son menos inestables que los de reluctancia variable, pues tienen
mayor inercia en el rotor y un torque de arranque más elevado.
4.5
Tipos de Motores Paso a Paso
Existen dos tipos: los de “imán permanente” y los de “reluctancia variable”. Los
primeros muestran resistencia cuando se intenta girar el eje con los dedos, mientras que
los de reluctancia variable casi siempre giran libremente o con menor dificultad.
4.5.1 Motores de reluctancia variable
Para la fabricación del rotor se emplea una aleación de hierro dulce o suave. El par del
rotor se desarrolla como resultado de que éste se mueve hacia aquella posición en la
cual se reduce al mínimo la reluctancia Son los más simples de controlar. La secuencia
de control que mueve el motor se reduce a alimentar las bobinas secuencialmente.
Tiene un cable por cada bobina y uno más que es común a uno de los extremos de cada
bobina y va a la fuente de alimentación positiva. 13
4.5.2 Motores de imán permanente
El rotor de estos motores tiene un número par de polos y está fabricado en aleación de
acero de alta retentividad (Álnico).
Según la construcción de las bobinas del estator, se puede diferenciar entre motores
"bipolares" y motores "unipolares". En los primeros las bobinas están formadas por un
arrollamiento único, mientras que en los segundos las bobinas están compuestas por dos
arrollamientos separados por un “tap” central. En los motores unipolares cada bobina
13
Departamento de Electrónica. (12 Octubre, 2008) Motores de reluctancia Variable. [on line]. Disponible
en: http://platea.pntic.mec.es/~lmarti2/motor2.htm
52
del estator tendrán menos vueltas y se producirá una disminución de la relación de
amperios/vuelta. Es por esto que a igualdad de tamaño los motores bipolares ofrecen un
mayor par.
4.6
Motor Unipolar de Paso:
Los motores unipolares PAP de pasos tienen desde 5 hasta 8 alambres y dos bobinas y
su funcionamiento es mucho más fácil que el motor bipolar de pasos.
Tabla 7: Secuencia de Bobina Motor Unipolar
BOBINA
P1
P2
P3
P4
A
V
Gnd
Gnd
Gnd
C
Gnd
V
Gnd
Gnd
B
Gnd
Gnd
V
Gnd
D
Gnd
Gnd
Gnd
V
Reyes Carlos A, (2006), Microcontroladores PIC: Tabla de secuencia de energizado de bobinas para un
motor PAP unipolar para que este gire en sentido antihorario, Quito: Rispergraf.
Elaborado por Fernanda Mera
4.7
Motor Bipolar de Pasos:
Este tipo de motores necesitan hacer uso de la inversión de la corriente que circula en
sus bobinas en una secuencia determinada.
Cada inversión de la polaridad provoca el movimiento del eje en un paso ya sea tanto
para un movimiento horario como antihorario.
53
Tener presente que para realizar los giros horariamente se debe seguir desde el paso 1
hasta el 4 y para realizar el giro antihoriamente se debe realizar de forma inversa es
decir desde el paso 4 hasta el 1.
Ilustración 15 Motor PAP Bipolar
MOTOR P-P
BIPOLAR
BOBINA 1
A
B
C
D
BOBINA 2
Fuente: Reyes Carlos A, (2006), Microcontroladores PIC
Elaborado por: Fernanda Mera
Tabla 8. Secuencia de Bobina Bipolar
BOBINA
PASOS
A
B
C
D
1
+V
-V
+V
-V
2
+V
-V
-V
+V
3
-V
+V
-V
+V
4
-V
+V
+V
-V
Fuente: Reyes Carlos A, (2006), Microcontroladores PIC
Elaborado por Fernanda Mera
Estos tienen generalmente cuatro cables de salida. Necesitan ciertos trucos para ser
controlados, debido a que requieren del cambio de dirección del flujo de corriente a
través de las bobinas en la secuencia apropiada para realizar un movimiento.
54
4.8
Matriz de LED:
Ilustración 16. Matriz de Leds
Jameco electronics. (18 de Marzo, 2008). Datasheet, Matriz CS-5704H [on line].
Fuente: www.jameco.com
Elaborado por: Fernanda Mera
4.8.1
Funcionamiento
Las ventajas generales de esta matriz de
LED, comparadas a los tipos
incandescentes son: el más bajo consumo de potencia, la vida más larga
(promedió más de 300,000 horas), el tamaño compacto conveniente para la
instrumentación y las presentaciones gráficas.
Tabla 9 Características de Matriz de leds
Características de la matriz CS-5704H
Altura del carácter
700”
Color de Iluminación
Rojo
Polaridad del BUS
Cátodo común
Numero De pines que lleva
12
Vf Típico
1.8 @ 20
Mcd Típico
8 @ 20º
Longitud de onda
660
Jameco electronics. (18 de Marzo, 2008). Datasheet, Matriz CS-5704H [on line].
Fuente: www.jameco.com
Elaborado por Fernanda Mera
55
4.8.2
Configuración:
Ilustración 17 Distribución de Pines de Matriz
Pin 1
Pin 12
Pin 2
Pin 11
Pin 3
Pin 10
Pin 4
Pin 9
Pin 5
Pin 8
Pin 6
Pin 7
Fuente: www.jameco.com
Elaborado por: Fernanda Mera
Posiciones de los leds en la matriz
Tabla 10. Distribución de leds de la Matriz
Led 1-1
Led 1-2
Led 1-3
Led 1-4
Led 1-5
Pin 1, pin 4
Pin 1, Pin 3
Pin 1, Pin 7
Pin 1, pin 9
Pin 1, Pin 12
Led 2-1
Led 2-2
Led 2-3
Led 2-4
Led 2-5
Pin 2, Pin 4
Pin 2, Pin 3
Pin 2, Pin 7
Pin 2, Pin 9
Pin 2, Pin 12
Led 3-1
Led 3-2
Led 3-3
Led 3-4
Led 3-5
Pin 11, Pin 4
Pin 11, Pin 4
Pin 11, Pin 7
Pin 11, Pin 9
Pin 11, Pin 12
Led 4-1
Led 4-2
Led 4-3
Led 4-4
Led 4-5
Pin 10, Pin 4
Pin 10, Pin 3
Pin 10, Pin 7
Pin 10, Pin 9
Pin 10, Pin 12
Led 5-1
Led 5-2
Led 5-3
Led 5-4
Led 5-5
Pin 8, Pin 4
Pin 8, Pin 3
Pin 8, Pin 7
Pin 8, Pin 9
Pin 8, Pin 12
Led 6-1
Led 6-2
Led 6-3
Led 6-4
Led 6-5
Pin 5, Pin 4
Pin 5, Pin 3
Pin 5, Pin 7
Pin 5, Pin 9
Pin 5, Pin 12
Led 7-1
Led 7-2
Led 7-3
Led 7-4
Led 7-5
Pin 6, Pin 4
Pin 6, Pin 3
Pin 6, Pin 7
Pin 6, Pin 9
Pin 6, Pin 12
Fuente: Jameco.com
Elaborada por Fernanda Mera
56
4.9
LCD (Display de Cristal Líquido):
El LCD o pantallas de cristal líquido la cual tiene la capacidad de mostrar cualquier
carácter alfa numérico. Estos dispositivos ya vienen con su pantalla y toda la lógica de
control pre-programada en la fabrica y su consumo de corriente es mínimo y no se
tendrán que organizar tablas especiales como se hacia anteriormente con los displays de
siete segmentos.
Ilustración 18. LCD
LCD 2x16
Fuente: Lcd
Elaborado por: Fernanda Mera
4.9.1 Funcionamiento
Existen de varias presentaciones por ejemplo de 2 líneas por 8 caracteres, 2x16, 2x20,
4x20, 4x40, etc., sin backlight (14 pines) con
backlight (16 pines iluminado de
pantalla), el LCD que utilizaremos es el de 2x16, 2 líneas de 16 caracteres cada una.
Cada carácter esta compuesto por una matriz de LED de 7*5.
57
Ilustración 19. Distribución de Pines LCD
Fuente: LCD 2x16
Elaborado por: Fernanda Mera
4.10 Display de 7 Segmentos
Se llama visualizador o display a un dispositivo de ciertos aparatos electrónicos
que permite mostrar información al usuario, creado a partir de la aparición de
calculadoras, cajas registradoras e instrumentos de medida electrónicos.
Los primeros visualizadores, similares a los de los ascensores, se construían con
lámparas
que
iluminaban
las
leyendas.
Al permitir
mostrar
distintas
informaciones, ya se puede hablar con propiedad de visualizadores.
Un tubo Nixie es semejante a una lámpara de neón pero con varios ánodos que
tienen la forma de los símbolos que se quiere representar. Otro avance fue la
invención del visualizador de 7 segmentos
4.10.1 Funcionamiento
Los displays prácticamente son utilizados en general para visualizar datos.
Una de las aplicaciones más populares de los LED es la de señalización. Quizás la
más utilizada sea la de 7 LED colocadas en forma de ocho.
58
Aunque externamente su forma difiere considerablemente de un diodo LED típico,
internamente están constituidos por una serie de diodos LED con unas
determinadas conexiones internas.
Con un indicador de siete segmentos se pueden formar los dígitos del 0 al 9,
también las letras mayúsculas a, c, e y f y las letras minúsculas b y d. Los
entrenadores de microprocesadores usan a menudo indicadores de siete segmentos
para mostrar todos los dígitos del 0 al 9 mas a, b, d, d, e y f.
Ilustración 20. Display de 7 Segmentos
18
17
16
15
14
13
12
11
10
1
2
3
4
5
6
7
8
9
Display de 7 Segmentos (2 Dígitos)
Fuente: www.jameco.com
Elaborado por Fernanda Mera
4.10.2 Integrado 74LS47
Integrado que permite decodificar las señales de entra en 7 salidas que van al display.
59
Ilustración 21. Integrado 74LS47
OUTPUTS
Vcc
f
g
a
b
c
d
e
16
15
14
13
12
11
10
9
5
6
7
8
RBI
D
A
Gnd
74LS47
1
2
B
C
3
4
LAMP BI/RBO
TEST
INPUTS
INPUTS
Jameco electronics. (29 de Enero, 2008). Datasheet, Decodificador 7447 [on line].
Fuente: www.jameco.com
Elaborado por Fernanda Mera
También se requiere el circuito integrado 7447. El circuito integrado TTL 7447
(74LS47 en su versión de bajo consumo) permite transformar un número decimal de 1
dígito codificado en BCD (4 bits) a los 7 bits que manejan los LED de un display de 7
segmentos, y de esa forma desplegar en el display el dígito correspondiente.
Este circuito está construido con tecnología TTL es un codificador que tiene 4 líneas
entradas (A, B, C y D). y, 8 líneas de salida(1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 ).
4.10.3 Código BCD (Binary Code Decimal):
Corresponde a la representación de cada carácter numérico, mediante una secuencia de
4 bits como se muestra en la siguiente tabla:
60
Tabla 11. Conversión Decimal BCD
Número decimal
Código BCD
0
0000
1
0001
2
0010
3
0011
4
0100
5
0101
6
0110
7
0111
8
1000
9
1001
Tabla de conversión decimal y BCD
Fuente: www.jameco.com
Elaborado por Fernanda Mera
Ilustración 22. Distribución de Pines Display de 7 Segmentos
DECODIFICADOR
PUERTO
A1
1
16
A1
2
15
f
3
14
g
4
13
a
12
b
11
c
10
d
9
e
D0
D1
5
D2
D3
DISPLAY
A1
6
A1
7
GND
7
7447
Vcc
Distribución de pines de Circuito 7447
Fuente: www.jameco.com
Elaborado por Fernanda Mera
61
a
f
b
g
e
c
d
4.11 Circuito Integrador
Es la integración de todos los circuitos que van a funcionar en el proyecto, es decir en
modulo completo.
4.11.1 Funcionamiento
La funcionalidad del circuito integrador consiste en acoplar todos los circuitos
vistos anteriormente en uno solo, el cual pueda unificar a cada uno de ellos y
permita a través de un dip-switch el control de cada uno para interactuar con la
PC. Este circuito incluye varios buffers y latchs los cuales ayudan a retener los
datos enviados y recibidos por el puerto para el funcionamiento del dispositivo.
62
CAPÍTULO V
63
DISEÑO
CAPÍTIULO V
5
5.1
DISEÑO DE SOFTWARE Y HARDWARE
Diseño del Programa
Este aplicativo fue diseñado con el fin de controlar a cada dispositivo por separado, es
decir que no se puede controlar a dos dispositivos a la vez, por ejemplo no se puede
enviar señales al display y al LCD al mismo tiempo, para ello no se maneja multiventanas, sino que se diseño un aplicativo que permita manejar una ventana con varias
controles que son creados por el usuario (user control) y además un menú de control.
Mediante esto permite al programa controlar los 7 dispositivos, mientras se encuentre
funcionando un dispositivo ningún otro podrá funcionar.
Los user control son semiformularios que poseen sus propios controles como: botones,
texto, imágenes, métodos y ventanas.
64
Ilustración 23. Ventana de control de Dispositivos de Entrada y Salida
Menú
User control
.
Ventana del programa Control de Dispositivos de Entrada y Salida
Fuente: Imagen tomada del programa desarrollado
Elaborado por Fernanda Mera
Para una mejor presentación, también se implementó el menú (Bubble Bar) donde se
encuentran cada dispositivo. Este menú no necesita implementar código únicamente
funciona como un Button ya que es código previamente desarrollado, el mismo que para
su
funcionalidad
únicamente
se
importó
la
dll
llamada
DevComponents.BubbleBar.dll, aquí la dirección donde se amplía más sobre el
menú: http://www.devcomponents.com/dotnetbar/bubblebar.aspx, aquí existe una
versión pagada que se adquirió en su momento con Microsoft, pero también existe una
versión trial.
65
Ilustración 24. Control Bubble Bar
Control Bubble Bar
Fuente: http://www.devcomponents.com/dotnetbar/bubblebar.aspx
Elaborado por Fernanda Mera
5.1.1 Funcionamiento de BubleBar
Este menú, nos ayuda al momento de escoger un botón fácilmente, ya que los botones
del toolBar son muy pequeños y no es tan fácil pulsar el botón correcto.
El control de BubbleBar resuelve este problema. Una vez que se cubre con el mouse
encima del toolbar, el botón correcto burbujeará, es decir que el botón elegido aumenta
del tamaño predefinido, para que se ver el botón fácilmente que se está a punto de
pulsar y tener el área más grande para pulsar el botón
En el caso del menú del aplicativo se implementó botones con imágenes de cada
circuito para facilitar el manejo del mismo.
5.1.2 Diagramas de Flujo
Un diagrama de flujo es la forma más tradicional de especificar los detalles algorítmicos
de un proceso. Se utilizan principalmente en programación, economía y procesos
industriales; estos diagramas utilizan una serie de símbolos con significados especiales.
Son la representación gráfica de los pasos de un proceso, que se realiza para entenderlo
66
mejor. Son modelos tecnológicos utilizados para comprender los rudimentos de la
programación lineal.
5.1.2.1 Diagrama de Flujo Del Circuito Conversor Análogo Digital
Diagrama de Flujo de circuito Conversor Análogo Digital
INICIO
Active control
LCD
dato
Pantalla
dato
FIN
Fuente: Programa de Tesis desarrollado
Elaborada por: Fernanda Mera
1.- Prepara el puerto para la recepción de datos,
2.- Limpia el puerto, pone el bit de control en 1 para habilitar las entradas del puerto,
3.- Se habilita la escritura de los datos, se deshabilita la escritura para proceder a la
lectura de los datos en la pantalla.
67
5.1.2.2 Diagrama De Flujo Del Circuito Conversor Digital Análogo
Diagrama De Flujo Del Circuito Conversor Digital Análogo.
INICIO
Teclado
Dato
Circuito
Dato
FIN
Fuente: Programa de Tesis desarrollado
Elaborada por: Fernanda Mera
1.- Prepara el bus para recibir los datos a la PC desde el teclado,
2.- Habilita el conversor y se genera un voltaje de 0 a 5V para realizar la
transformación, se habilita la conversión y se reciben los datos,
3.- Se procede a deshabilitar la conversión y se muestra el contenido en el osciloscopio.
68
5.1.2.3 Diagrama de Flujo de Motores de Paso
Diagrama de Flujo de Motores de Paso
GRADOS
NoIter
Sent
NoIter =
NoIter * 2.88
Paso > 4
Sent = 1
Paso = 1
Inc = -1
Paso = 4
Inc = 1
Paso = 1
Paso < 1
i= 1 hasta NoIter
Paso = 4
Paso = 1
Enviar “0001”
FIN GRADOS
Paso = 2
Enviar “0010”
Paso = 3
Enviar “0100”
Paso = 4
Enviar “1000”
Paso = Paso
+ Inc
Fuente: Programa de Tesis desarrollado
Elaborada por: Fernanda Mera
69
1.- Declaración de la entrada.
2.- NOLTER es el número de iteraciones que se envían, SENT es el sentido que toma
el motor para realizar el giro (horario o antihorario).
3.- El número de iteraciones se multiplica por 2.8° que equivale a un paso del motor, es
decir que determina el número de pasos que va a girar el motor.
4.- La variable SENT es igual a 1 significa que el sentido a girar es sentido horario caso
contrario el motor girará en sentido antihorario.
5.- Se realiza un for, para generar el número de iteraciones, de acuerdo a la secuencia
enviada, mueve las bobinas para que realice un movimiento consecutivo de pasos para
una determinada dirección.
6.- Realiza el respectivo control, si el mayor a cuatro pasos, regresa al paso 1, si es
menor a 1 regresa al paso 4.
7.- El mismo procedimiento es para los dos motores.
70
5.1.2.4 Diagrama de Flujo del LCD
Diagrama de Flujo del LCD
INICIO
Limpiar Pantalla
linea1, linea2
Linea1_c = linea.toArray Char ();
Linea2_c = linea.toArray Char ();
a = 0_ a <linea1_c.length; a++
activa_escritura
lineac [a]
desactiva_escritura ();
Mover a(2,1)
a = 0; a < line2_c.length; a++
activa_escritura();
linea2_c [a]
desactiva_escritura ();
FIN
Fuente: Programa de Tesis desarrollado
Elaborada por: Fernanda Mera
71
1.- Prepara el LCD y manda a limpiar la pantalla.
2.- Se define la línea1 y la línea2 del LCD, las cuales son transformadas a un arreglo de
caracteres para escribir las palabras en el LCD.
3.- Se procede a escribir en la primera línea mientras no sea mayor la longitud de la
línea, se desactiva la lectura.
4.- Se mueve a la segunda línea y se realiza el mismo procedimiento para proceder a
escribir. Se desactiva la lectura.
72
5.1.2.5 Diagrama de flujo de Matriz de LED
Diagrama de flujo de Matriz de LED
INICIO
M [7][5]
Valor = CONTROL (M[1][1], M[1][2],M[1][3], M[1][4], M[1][5])
Valor
Valor = CONTROL (M[1][1], M[1][2],M[1][3], M[1][4], M[1][5])
Valor = Valor + POW (2,5)
Valor
Valor = CONTROL (M[1][1], M[1][2],M[1][3], M[1][4], M[1][5])
Valor = Valor + POW (2,6)
Valor
Valor = CONTROL (M[1][1], M[1][2],M[1][3], M[1][4], M[1][5])
Valor = Valor + POW (2,5) + POW (5,6)
Valor
Valor = CONTROL (M[1][1], M[1][2],M[1][3], M[1][4], M[1][5])
Valor = Valor + POW (2,7)
Valor
Valor = CONTROL (M[1][1], M[1][2],M[1][3], M[1][4], M[1][5])
Valor = Valor + POW (2,5) + POW (2,7)
Valor
Valor = CONTROL (M[1][1], M[1][2],M[1][3], M[1][4], M[1][5])
Valor = Valor + POW (2,6) + POW (2,7)
Valor
FIN
Fuente: Programa de Tesis desarrollado
Elaborada por: Fernanda Mera
73
1.- Este programa inicia declarando una matriz de 7 * 5 es decir 7 filas y 5 columnas.
2.- Se desplaza la matriz por filas y se controla LED por LED, al final se hace un
barrido de las filas con los LED que se encuentran activos para mostrar la figura
determinada.
5.1.2.6 Diagrama de Flujo de Display de 7 Segmentos
Diagrama de Flujo de Display de 7 Segmentos
INICIO
Inicio
Nveces
Inc
K=1; k <= n; veces; k++
I = inicio; i >=0 ^i <= 100; i=1 ++
224 + (i/10)
Pausa 200
NO
NO
208 + i % 10
Pausa 200
SI
FIN
Fuente: Programa de Tesis desarrollado
Elaborada por: Fernanda Mera
74
1.- Se inicia al programa, dando opción por el teclado a escoger
Inicio: desde donde se inicia el conteo de los números.
Nveces: Las veces que se desea que se repita el conteo de los números.
Inc: Es el paso en el que va aumentando o disminuyendo el conteo.
2.- Una vez que se define estas variables se procede a determinar la posición del
display, en este caso es un display de 2 dígitos en el cual se hace referencia a las
unidades y a las decenas.
3.- Los números 224 y 208 indican la posición de cada dígito del display en este caso el
incremento dividido para 10 de donde se obtiene el residuo, y del incremento MOD 10
para obtener el módulo, de este modo se obtiene las unidades y decenas.
La pausa que se implementa después de escoger el display para que se visualice el
conteo simultaneo de los dos dígitos.
75
5.2
Diseño de Hadrware
5.2.1 Diseño del circuito Análogo/Digital
Este circuito trabaja con un potenciómetro para variar la señal análoga.
Ilustración No.25. Diseño de Circuito A/D
VCC 5V
R 4K7
VCC
pulsador
20
4
19
1 #CS
2 #RD
3 #WR
5
#INRT
9
11
1
12
13
14
15
16
ACD 0804
2
R2
10 K
6
7
3
17
18
GND
Señal Entrada
8
DB7
DB6
DB5
DB4
DB3
DB2
DB1
DB0
10
13
25
12
24
11
11
11
11
11
11
11
11
11
11
11
11
11
11
11
11
11
11
11
11
11
Puerto Paralelo y ADC0804 Conversor analógico Digital. Dibujo N º 23 Esquema de adquisición
de datos [on line]
Fuente: http://www.globu.net/pp/ES/adc0804_puerto_paralelo.htm
Elaborado por: Fernanda Mera
5.2.1.1 Elementos del circuito Análogo/Digital

R1: resistencia de 10KΩ 1/4 W.

R2: potenciómetro de 10KΩ, ajuste vertical.

R3 a R5: resistencias de 4.7 KΩ, 1/4 W.

C1: capacitor de 150 pF.

U1: conversor AD modelo ADC0804.

Pulsador
76
5.2.1.2 Justificación del Diseño:
El circuito transforma una señal análoga a digital, la cual se la puede visualizar
en un combo box del programa en la computadora, el potenciómetro ayuda a
convertir la señal en un rango de 0 a 5 V, lo cual permite visualizar la
conversión en
números decimales desde el 0 hasta 256, que en este caso
equivale a 5V.
La conversión del circuito es continua, la cual empieza a realizar el proceso una
vez que se ha enviado mediante un pulso a realizar la escritura en la pantalla.
5.2.2 Diseño del Circuito Digital-Análogo
El circuito Digital/Análogo, utiliza voltaje externo de 10 y -15 V y un amplificador de
la señal para ser mostrado en el osciloscopio.
Ilustración 26. Diseño Circuito D/A
Vcc= 5v
13
A1
A2
A3
5
10.00 V= V Ref
5.000K
7
15
A4
8
A5
9
A6
10
A7
11
A8
14
6
5k
2
5.000k
DAC 0808
4
LF351
V0 OUTPUT
+
12
16
3
0.1µ F
VEE -15V
Jameco electronics. (30 de Marzo, 2008). Datasheet, Conversor Dac0808 [on line].
Fuente: www.jameco.com
Elaborado por: Fernanda Mera
77
5.2.2.1 Elementos del Circuito Digital-Análogo

Un decodificador Digital-Análogo DAC0808

Un amplificador de corriente LF351(N)

Un capacitor de 210pF.

Una resistencia de 1 K.

3 resistencias de 4.7.
5.2.2.2 Justificación del Diseño
El circuito necesita de la resolución para definir cuan exacta es la conversión que
proviene de la señal de entrada digital para ello la resolución se define de dos maneras:
Primero se define el número máximo de bits de salida (la salida digital). Este dato
permite determinar el número máximo de combinaciones en la salida digital. Este
número máximo está dado por: 2n donde n es el número de bits.
También la resolución se entiende como el voltaje necesario (señal analógica) para
lograr que en la salida (señal digital) haya un cambio del bit menos significativo
(LSB).
Para hallar la resolución se utiliza la siguiente fórmula:
Resolución = VoFS / [2n - 1]
78
Donde:
- n = número de bits del DAC
- VoFS = es el voltaje que hay que poner a la entrada del convertidor para obtener una
conversión máxima (todas las salidas son "1").
En este convertidor digital - analógico de 8 bits, el rango de voltaje de salida es de 0 a 5
voltios. Con n = 8, hay una resolución de 2 n = 256 o lo que es o mismo: El voltaje de
salida puede tener 256 valores distintos (contando el "0")
También: resolución = VoFS / [ 2n - 1] = 5 / 28-1 = 5 / 255 = 19.6 mV variación
en el bit menos significativo. La salida analógica correspondiente a cada una de las
256 combinaciones dependerá del voltaje de referencia que se esté usando, que a su
vez dependerá del voltaje máximo que es posible tener a la salida analógica.
Si el voltaje máximo es 10 Voltios, entonces el Vref. (voltaje de referencia) será 10 /
256 = 0.039 Voltios.
Si el voltaje máximo es 7 voltios, Vref = 7 / 256 = 0.027 Voltios. Esto significa que el
voltaje máximo posible se divide en más partes, lográndose una mayor exactitud.
Si el Vref = 0.5 Voltios
79
Tabla 12 Convertidor D/A
Entrada digital
Salida analógica
D3
D2
D1
D0
Voltios
0
0
0
0
0
0
0
0
1
0.5
0
0
1
0
1.0
0
0
1
1
1.5
0
1
0
0
2.0
0
1
0
1
2.5
0
1
1
0
3.0
0
1
1
1
3.5
1
0
0
0
4.0
1
0
0
1
4.5
1
0
1
0
5.0
1
0
1
1
5.5
1
1
0
0
6.0
1
1
0
1
6.5
1
1
1
0
7.0
1
1
1
1
7.5
CDA – DAC Convertidor Digital Análogo, (14 de febrero, 2008), Electrónica Unicrom [on line].
Fuente: http://www.unicrom.com/Tut_DAC.asp, Elaborado por: Fernanda Mera
Se puede ver que mientras más bits, tenga el convertidor más exacta será la
conversión.
Si se tienen diferentes tipos de DAC y todos ellos pueden tener una salida máxima de
15 voltios, se puede ver que la resolución y exactitud de la salida analógica es mayor
cuando más bits tengan. Ver tabla N 14:
80
Tabla 13. Resolución de Voltaje D/A
# de bits del DAC
Resolución
4 bits
15 voltios / 15 = 1Voltio
8 bits
15 voltios / 255 = 58.8 miliVoltios
16 bits
15 voltios / 65536 = 0.23 milivoltios
32 bits
15 voltios / 4294967296 = 0.0000035 milivoltios
CDA – DAC Convertidor Digital Análogo, (14 de febrero, 2008), Electrónica Unicrom [on line].
Fuente: http://www.unicrom.com/Tut_DAC.asp, Elaborado por Fernanda Mera
5.2.3 Diseño del Circuito Unipolar de pasos
Diseño del Circuito Unipolar de Pasos en donde utiliza diodos, transistores y trabaja con
fuente externa de 12 V.
81
Ilustración 27. Motor Unipolar de Pasos
12 V
D7
D6
D5
D4
4.7k
D3
4.7k
D1
D2
4.7k
D0
4.7k
C0
GND
Fuente: Reyes, Carlos A. (2006), Microcontroladores PIC: Conexión del Motor PAP Unipolar a las
Salidas del Puerto, Quito: Rispergraf.
Elaborado por: Fernanda Mera
5.2.3.1 Elementos del Circuito
 4 Resistencias de 4.7 K

4 Diodos rectificadores 1N4007

4 Transistores TIP 110

Un motor PAP de 6 hilos
5.2.3.2 Justificación del Diseño
El circuito de control de pasos PAP unipolares sea de 5, 6, 8 hilos, es muy sencillo, se
puede utilizar 4 transistores TIP110 con 4 diodos de protección, para que empiece a
82
girar basta con dar una secuencia de pulsos con una duración de 5 milisegundos a cada
bobina.
En la parte de “control” un integrado programable o un ordenador se encargan del
manejo de los interruptores que habilitan la corriente a través de las bobinas.
La corriente a través de una bobina solamente puede aparecer o desaparecer de forma
instantánea si se aplica un voltaje infinito. Al abrir un interruptor se impide la
circulación de la corriente y se produce un pico de tensión que puede dañarlo. Esto se
soluciona colocando un diodo o una capacidad en paralelo con la bobina.
El diodo debe ser capaz de conducir toda la corriente que le llega desde la bobina, en
caso contrario puede ser necesario añadir un capacitor en paralelo. El problema de
colocar un capacitor es que el interruptor debe soportar el pico de corriente que se
produce al descargarse. Un problema adicional es que el conjunto actúa como un
circuito resonante y el motor no se comportará bien a frecuencias de funcionamiento
cercanas a la frecuencia de resonancia del circuito.
En este caso no se controlan bobinas independientes, sino una única bobina con el tap
puesto a un voltaje constante. El conjunto se comporta como un auto transformador y
para proteger los interruptores se necesitan diodos adicionales.
Uno de los inconvenientes mayores a la hora de trabajar con un motor unipolar de pasos
es la identificación de las bobinas A, B, C y D, para esto simplemente se mide las
resistencias de cada una de las bobinas, en este caso se toman los datos de la placa que
dice:
83
Tabla 14 Voltajes de Motor
STEPPING MOTOR
VOLT
24V
COIL
22V
DEG/STEP
7,5
Tabla de Voltajes del Motor
Fuente: Reyes, Carlos A. (2006), Microcontroladores PIC
Elaborado por Fernanda Mera
En este caso se ha identificado las bobinas midiendo las resistencias entre un cable y
otro, los que marquen 22 Ω son bobinas comunes y un terminal, los que marque 44 Ω es
decir el doble son los terminales A y B o C y D.
Y su secuencia de posición de los hilos es:
A–C–B–D
O en su defecto se puede identificar cada hilo haciendo pruebas si los cables o sólo un
par de cables están conectados incorrectamente el motor no gira y en su lugar
permanece vibrando, en este caso se empieza a cambiar los cables hasta que empiece a
girar.
Estos motores pueden ser manejados a través de diferentes secuencias como se muestra
a continuación:
5.2.3.3
Secuencia Wave Drive.
Más conocida como secuencia de giro por ola y es una de las formas más fáciles de
manejar un motor, consiste en ir energizando una sola bobina a la vez.
84
Tabla 15 Secuencia Wave Drive
BOBINA
PASOS
1
2
3
4
A
1
0
0
0
C
0
1
0
0
B
0
0
1
0
D
0
0
0
1
De Secuencia de pasos Wave Drive, Quito: Rispergraf.
Fuente: Reyes, Carlos A. (2006), Microcontroladores PIC
Elaborado por: Fernanda Mera
5.2.3.3.1 Secuencia Full Step.
Conocida como secuencia de paso completo, cuando se realiza este tipo de
secuencia se obtiene un alto torque de paso debido a que se siempre se tiene
energizadas dos bobinas y consume el 40% de corriente que el caso anterior.
Tabla 16 Full Step
BOBINA
PASOS
1
2
3
4
A
1
0
0
1
C
1
1
0
0
B
0
1
1
0
D
0
0
1
1
Secuencia de Pasos Full Step, Quito: Rispergraf.
Fuente: Reyes, Carlos A. (2006), Microcontroladores PIC
Elaborado por: Fernanda Mera
85
5.2.3.3.2 Secuencia Half Step.
Conocida como secuencia de medio paso, es una combinación de la secuencia
Wave Drive y Full Step debido a que se va energizando 2 bobinas luego 1
bobina luego otra vez 2 bobinas y así se va alternando.
El resultado de esto es que el rotor va avanzando medio paso por cada pulso de
excitación.
Tabla 17 Half Step
BOBINA
PASOS
1
2
3
4
5
6
7
8
A
1
1
0
0
0
0
0
1
C
0
1
1
1
0
0
0
0
B
0
0
0
1
1
1
0
0
D
0
0
0
0
0
1
1
1
Secuencia de Pasos Half Step, Quito: Rispergraf.
Fuente: Reyes, Carlos A. (2006), Microcontroladores PIC
Elaborado por: Fernanda Mera
5.2.4 Diseño del Circuito Bipolar de Pasos
En el diseño de circuito Bipolar de Pasos, se utiliza el integrado L293 que conecta las
entradas al puerto y las salidas al motor.
86
Ilustración 28. Circuito Bipolar de Pasos
D3
D2
D1
D0
ENABLE 1 1
16 Vss
INPUT 4 15
3
OUTPUT 1
INPUT 3 10
6
OUTPUT 2
GND
4
GND
5
INPUT 2
INPUT 1
Vs
L293
7
2
8
13 GND
12
GND
11 OUTPUT 3
14 OUTPUT 4
9 ENABLE 2
Conexión del Motor PAP bipolar al Circuito L293
Fuente: Reyes, Carlos A. (2006), Microcontroladores PIC
Elaborado por: Fernanda Mera
5.2.4.1 Elementos del Circuito

Motor Bipolar de pasos

Circuito integrado L293

Hilos de Datos del Puerto paralelo
5.2.4.2 Justificación del Diseño
Para el movimiento de sus bobinas se requiere de la ayuda del circuito integrado L293,
que dispone de dos puertos (H-Bridge).
El L293 es un integrado que sirve para proporcionar corriente a mecanismos impulsores
bidireccionales de hasta 1 A, con voltajes entre 4.5 y 36 V. con una capacidad máxima
de disipación de potencia de 5W.
Una característica importante es que la alimentación de los circuitos es diferente a la
alimentación de los canales, lo que da estabilidad al circuito.
87
Las características del chip por pines son:
Tabla 18. Distribución de Pines L293
PIN
NOMBRE
DESCRIPCIÓN
1
1,2 EN
Control canales 1 y 2
2
1A
Entrada señal canal 1
3
1Y
Salida potencia canal 1
4
Tierra
5
Tierra
6
2Y
Salida de canal 2
7
2A
Entrada señal canal 2
8
VCC2
Alimentación de las cargas
9
3,4 EN
Control de canales 3 y 4
10
3A
Entrada señal canal 3
11
3Y
Salida de potencia canal 3
12
Tierra
13
Tierra
14
4Y
Salida de potencia canal 4
15
4A
Entrada señal canal 4
16
VCC1
Alimentación 5V L293
Jameco electronics. (18 de Enero, 2008). Datasheet, Circuito L293 [on line].
Fuente: www.jameco.com
Elaborado por: Fernanda Mera
Con este chip se puede controlar todo tipo de dispositivos que necesiten en un momento
determinado cierta tensión con un nivel de potencia, relés, lámparas, motores, etc.
La lógica que hace que actúe el L293 es la siguiente:
88
Tabla 19 Lógica de L293
LÓGICA
LÓGICA
LÓGICA
HABILITACIÓN
CANAL
SALIDA
Nivel “1”
Nivel “1”
Nivel “1”
Nivel “1”
Nivel “0”
Nivel “0”
Nivel “0”
Nivel “1”
Sin señal
Nivel “0”
Nivel “0”
Sin señal
Jameco electronics. (18 de Enero, 2008). Datasheet, Circuito L293 [on line].
Fuente: www.jameco.com
Elaborado por: Fernanda Mera
En este caso para el motor se ha determinado que las salidas de los pines 3 y 6 se
conectan a los hilos A y B de la primera bobina, los pines 11 y 14 se conectan a los
hilos C y D de la segunda bobina.
5.2.5 Diseño del circuito de Matriz de LED
Diseño de circuito de Matriz de Led en donde muestra que las filas son tomadas
directamente del puerto, de los 5 bits de datos, y los 3 siguientes son multiplexados para
sacar las columnas de la matriz.
89
Ilustración 29. Diseño de Circuito de Matriz de Leds
1
12
2
11
3
10
4
9
5
6
15
12
Y4
11
Y5
8
10
Y6
9
8
Gnd
Y3
7
Y7
13
6
G1
Y2
5
G2B
SN74L138
4
G2A
5V
7
GND
D0
14
16
Y0
3
C
Y1
Vcc
2
B
D7
GND
1
D6
A
D5
8
D1
D2
D3
D4
Conexión de la Matriz de Leds con el Puerto Paralelo
Fuemte: www.jameco.com
Elaborado por: Fernanda Mera
5.2.5.1 Elementos del Circuito

Una matriz de LED 334967

5 Transistores 2N 3904

5 resistencias de 1,8 Ω

Un decodificador 74LS138

2 compuertas NOT
5.2.5.2 Justificación del Diseño
La matriz tiene una distribución de 5 filas y 7 columnas y también 12 pines de
distribución. Las columnas han sido conectadas directamente a las 5 líneas
menos significativas de datos del puerto; las tres líneas restantes son las líneas
que van a entrar al match para multiplexar la señal es decir que al entrar 3
90
señales su multiplexación será 23, es decir 8 salidas, que en este momento sirve
para controlar las filas (7).
Las compuertas NOT ayudan a convertir la señal ya que el latch (74ls138) recibe
señales invertidas, es decir que si se envía un 1L el latch lo convierte en 0L.
Los transistores controlan las señales de las filas, éstos actúan como switch.
La gráfica de la matriz se la realiza desde el programa, habilitando o
deshabilitando cada uno de los LED de la matriz.
5.2.6 Diseño del Circuito LCD
Aquí se muestra el diagrama del circuito realizado para mostrar los mensajes en el
display y conectado al puerto paralelo de la computadora.
Ilustración 30. Diseño de Circuito de LCD
+5V
GROUND
LCD
1
6
V
S
S
1
5
V
D
D
V
O
R
/
W
R
S
D
B
0
E
D
B
1
D
B
2
D
B
3
D
B
4
D
B
5
D
B
6
D
B
7
10K
POT
VCC GND
13
S4
12
S5
25
G7
11
S7
24
G6
10
S6
23
G5
9
8
D7
22
G4
7
D6
21
G3
6
D5
20
G2
5
D4
19
G1
4
D3
18
G0
3
D2
17
C3
2
D1
16
C2
1
D0
C0
15
S3
14
C1
Code Project. (26 de Septiembre, 2007). I/O Ports Uncensored Part 2 - Controlling LCDs (Liquid
Crystal Displays) and VFDs (Vacuum Fluorescent Displays) with Parallel Port. [on line].
Fuente: http://www.codeproject.com/KB/cs/cspplcds.aspx
Elaborado por: Fernanda Mera
91
Elementos del Circuito LCD
Los elementos a utilizarse en el circuito son:

Un LCD de 2x16

Un Potenciómetro de 10K Ω

Puerto paralelo

Una Resistencia de 10Ω
5.2.6.1 Justificación del diseño
El circuito LCD toma las señales del puerto paralelo enviadas a través del teclado
para desplegar información.
Desde los hilos de datos del puerto se conectan a los pines 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13,
14, que son los bits del bus de datos del LCD.
El pin 4 conectado a 5V y el pin y el pin 7 a Tierra.
5.2.6.1.1 Descripción del LCD
La conexión de los pines esta descrita en la siguiente tabla:
Tabla 20 Distribución de Pines LCD
Pin Símbolo
Descripción
1
Vss
Tierra de alimentación GND
2
Vdd
Alimentación de 5V CC
3
Vo
Ajuste del contraste del cristal liquido (0 a 5V)
4
RS
Selección del registro de control de datos
RS=0 reg. de control
92
RS=1 reg. Datos.
Pin Símbolo
5
R/W
Descripción
Lectura/escritura en LCD
R/W=0 escritura(write) R/W=1 lectura(read)
6
E
Habilitación
E=0 modulo desconectado
E=1 modulo conectado.
7
D0
Bit menos significativo (bus de datos bidireccional)
8
D1
9
D2
10
D3
11
D4
12
D5
13
D6
14
D7
Bit mas significativo (Bus de datos bidireccional)
15
A
Alimentación de Backlight 3,5V o 5V CC
(según especificación técnica)
16
K
Tierra GND del backlight
Fuente: Reyes, Carlos A. (2006), Microcontroladores PIC
Elaborado por: Fernanda Mera
5.2.7 Diseño del Circuito Display de 7 Segmentos
El circuito muestra la conexión desde el puerto al integrado y luego al display.
93
Ilustración 31. Conexión de Display al Puerto
Vcc
Vcc
16
B3
15
A3
14
E3
13
A4
12
E2
1
B2
2
3
7447
E1
4
A1
5
D6
A2
D7
8
10
9
C
4
8
Gnd
D1
Co
7
D2
11
D3
E4
6
B1
D4
B4
D5
D0
Fuente: www.jameco.com
Elaborado por: Fernanda Mera
5.2.7.1 Elementos del Circuito

Un display doble, 334967

Un decodificador 7447

7 resistencias 4.7 

Dos transistores 2N3904
94
18
17
16
15
14
13
12
11
10
1
2
3
4
5
6
7
8
9
5.2.7.2 Justificación del Diseño
El circuito se encuentra compuesto de los siguientes elementos:
5.2.7.2.1 Display 334967
El display a utilizarse es del tipo 334967 de ánodo común es decir que su
funcionamiento requiere alimentación de 5V en sus pines 13 y 14 que son sus
cátodos comunes como dice su configuración.
Ilustración 32. Display 334967
18
17
16
15
14
13
12
11
10
1
2
3
4
5
6
7
8
9
Jameco electronics. (18 de Enero, 2008). Datasheet, Circuito 334967 [on line].
Fuente: www.jameco.com
Elaborado por: Fernanda Mera
Tabla 21 Distribución de Pines 334967
DISTRIBUCIÓN DE PINES
1. ÁNODO E
(DÍGITO 1)
2. ÁNODO D
(DÍGITO 1)
3. ÁNODO C
(DÍGITO 1)
4. ÁNODO DP
(DÍGITO 1)
5. ÁNODO E
(DÍGITO 2)
95
DISTRIBUCIÓN DE PINES
6. ÁNODO D
(DÍGITO 2)
7. ÁNODO G
(DÍGITO 2)
8. ÁNODO C
(DÍGITO 2)
9. ÁNODO DP
(DÍGITO 2)
10. ÁNODO B
(DÍGITO 2)
11. ÁNODO A
(DÍGITO 2)
12. ÁNODO F
(DÍGITO 2)
13. ÁNODO 2
CÁTODO COMÚN
14. ÁNODO 1
CÁTODO COMÚN
15. ÁNODO B
(DÍGITO 1)
16. ÁNODO A
(DÍGITO 1)
17. ÁNODO G
(DÍGITO 1)
18. ÁNODO F
(DÍGITO 1)
Jameco electronics. (18 de Enero, 2008). Datasheet, Circuito 334967 [on line].
Fuente: www.jameco.com
Elaborado por: Fernanda Mera
En la tabla N º 21, se verifica que al ser un display de dos dígitos tiene las mismas
entradas en los dos, de tal modo que para poder diferenciar entre las unidades y las
decenas, se ha implementado dos transistores que funcionan como switch para operar a
las unidades o a las decenas como se muestra en el ilustración N º 29.
96
5.2.8 Diseño del Circuito Integrador
El circuito Integrador es donde se integran todos los circuitos anteriores-
Ilustración 33. Circuito Integrador
20
15
17
2
4
6
8
CONVERSOR ANÁLOGO
DIGITAL
11 13
3
5
7
9
12
14
16
18
19
180
1Y1 1Y2 1Y3 1Y4 2Y1 2Y2 2Y3 2Y4 GND
74LS244
Vcc 1A1 1A2 1A3 1A4 2A1 2A2 2A3 2A4 OE
1
D6
D5
D4
D3
D2
D1
1 18 17 14 13 8
D0
9
6
7 4
3
5 2 10
8
3
1 18 17 14 13 8
7
4
3
D4 D3 D2 D1 D0
74LS373
LE OE D7 D6 D5
20 19 16 15 12
9
6
5 2 10
8
Vcc O7 O6 O5 O4 O3 O2 O1 O0 Gnd
MOTOR BIPOLAR
DE PASOS
3
1 18 17 14 13 8
7
4
3
D4 D3 D2 D1 D0
74LS373
LE OE D7 D6 D5
20 19 16 15 12
9
6
5 2 10
8
Vcc O7 O6 O5 O4 O3 O2 O1 O0 Gnd
MOTOR UNIPOLAR
DE PASOS
3
1 18 17 14 13 8
7 4
3
D4 D3 D2 D1 D0
74LS373
LE OE D7 D6 D5
20 19 16 15 12
9
6
5 2 10
8
Vcc O7 O6 O5 O4 O3 O2 O1 O0 Gnd
LCD
3
1 18 17 14 13 8
7
4
3
D4 D3 D2 D1 D0
74LS373
LE OE D7 D6 D5
20 19 16 15 12
9
6
5 2 10
8
Vcc O7 O6 O5 O4 O3 O2 O1 O0 Gnd
MATRIZ DE
LEDS
3
7 4
3
D4 D3 D2 D1 D0
1 18 17 14 13 8
74LS373
LE OE D7 D6 D5
20 19 16 15 12
9
6
5 2 10
8
Vcc O7 O6 O5 O4 O3 O2 O1 O0 Gnd
DISPLAYS DE 7
SEGMENTOS
Fuente: www.jameco.com
Elaborado por: Fernanda Mera
OE
3
D4 D3 D2 D1 D0
74LS373
LE OE D7 D6 D5
20 19 16 15 12
Vcc O7 O6 O5 O4 O3 O2 O1 O0 Gnd
CONVERSOR DIGITAL
ANÁLOGO
97
D7
DIPSWITCH
1
0
5.2.8.1 Elementos del Circuito
-
1 Dip- Switch
-
6 Latch 74LS373
-
1 Buffer 74LS244
5.2.8.2 Justificación del Diseño
Se ha empleado un dip-switch de datos para generar códigos binarios que
permitan controlar la activación de cada circuito para su funcionamiento.
Se emplean 7 salidas del dip-switch, para los 7 dispositivos los mismos que se
activan uno a la vez de acuerdo al código enviado.
Se tiene una combinación de 23, es decir 8 combinaciones.
Ciertos circuitos reciben datos desde la PC a través del puerto como:
1. Conversor DA,
2. Motor Bipolar de Pasos,
3. Motor Unipolar de Pasos,
4. Matriz de LED,
5. LCD,
6. Display de 7 Segmentos.
98
Y hay otros circuitos que envían datos a la PC a través del puerto paralelo como en el
Conversor A/D (Análogo Digital).
Para ello se ha implementado buffers y latchs para retener los datos antes de enviarlos.
El latch (74LS373), recibe los datos desde La PC para enviar al circuito, este recibe una
señal negada, para ello fue necesario implementar compuertas NOT para invertir la
señal.
El buffer (74LS244) recibe señal directamente del circuito, en este caso del Conversor
análogo Digital para enviar a la PC.
La función del decodificador es Habilitar 8 entradas una a la vez de acuerdo al código
que se envíe a las líneas de control.
Tabla 22. Habilitación de Dispositivos
CÓDIGO BINARIO
SALIDA
000
1
001
2
010
3
011
4
100
5
101
6
110
7
111
8
Salida de habilitación de cada circuito
Fuente: www.jameco.com
Elaborada por: Fernanda Mera
99
CAPÍTULO VI
100
6
CONSTRUCCION DEL PROTOTIPO
Una vez realizado el análisis y diseño del módulo; se procede a integrar el software con
el circuito.
Para que el programa diseñado pueda reconocer las entradas y salidas de las líneas del
puerto se necesita importar una librería llamada inpout32.dll, la misma que se la agrega
y se la llama en la clase de Acceso al puerto (PortInterop.cs), como se describe a
continuación.
public class PortAccess
{
[DllImport("inpout32.dll", EntryPoint = "Out32")]
public static extern void Output(int adress, int value);
[DllImport("inpout32.dll", EntryPoint = "Inp32")]
public static extern int Input(int adress);
}
El main del programa se llama Program.cs, además contiene varias clases que son las
clases pertenecientes a cada circuito desarrollado, por ejemplo:
6.1
Circuito Análogo Digital
Contiene la clase llamada Control_adc.cs la misma que recibe señales análogas enviadas
desde el circuito para ser mostrados en forma digital.
private void button1_Click(object sender, EventArgs e)
{
PortAccess.Output(control, PortAccess.Input(control) | 0x32);
textBox1.Text = PortAccess.Input(data).ToString();
}
}
101
6.2
Circuito Digital Análogo
Contiene la clase llamada Control_dac.cs la misma que envía señales digitales y son
mostradas en forma análoga en un osciloscopio a través del circuito.
private void button1_Click(object sender, EventArgs e)
{
PortAccess.Output(data, Convert.ToInt32(textBox1.Text));
Thread.Sleep(200);
}
6.3
Circuito Display de 7 Segmentos
Contiene la clase llamada Control_Display.cs la misma que realiza un conteo ascendete
y descendente de numeros del 1 al 99 por ser de 2 digitos.
-
Conteo ascendente:
private void ascendente()
{
if (radioButton1.Checked)
{
iteraciones(0, 1, (int)numericUpDown1.Value);
}
if (radioButton2.Checked)
{
ingreso((int)numericUpDown2.Value);
}
if (radioButton3.Checked)
{
empezar((int)numericUpDown3.Value, 1);
}
}
-
Ingresa el numero de iteraciones que necesita que repita el conteo:
private void iteraciones(int inicio, int suma, int nveces)
{
for (int k = 1; k <= nveces; k++)
{
102
for (int i = inicio; i >= 0 && i < 100; i += suma)
{
PortAccess.Output(data, 224 + (int)(i / 10));
Thread.Sleep(100);
PortAccess.Output(data, 208 + (int)(i % 10));
Thread.Sleep(100);
}
}
}
-
Permite poner el numero desde donde se necesita que inicie el conteo:
private void empezar(int inicio, int suma)
{
for (int i = inicio; i >= 0 && i < 100; i += suma)
{
PortAccess.Output(data, 224 + (int)(i / 10));
Thread.Sleep(200);
PortAccess.Output(data, 208 + (int)(i % 10));
Thread.Sleep(200);
}
}
-
Conteo descentente
private void descendente()
{
if (radioButton1.Checked)
{
iteraciones(99, -1, (int)numericUpDown1.Value);
}
if (radioButton2.Checked)
{
ingreso((int)numericUpDown2.Value);
}
if (radioButton3.Checked)
{
empezar((int)numericUpDown3.Value, -1);
}
}
103
6.4
Circuito LCD
Contiene la clase llamada Control_lcd.cs la misma que permite habilitar cursor y
escribir en el lcd.
private void textBox1_TextChanged(object sender, EventArgs e)
{
-
Permite escribir en las lineas del LCD
Prepare_LCD(0);
for (a = 0; a < line1_ch_buffer.Length; a++)
{
PortAccess.Output(control, 4);
Thread.Sleep(1);
PortAccess.Output(data, (int)line1_ch_buffer[a]);
Thread.Sleep(1);
PortAccess.Output(control, 5);
Thread.Sleep(1);
}
move_to_specific(2, 1);
for (a = 0; a < line2_ch_buffer.Length; a++)
{
PortAccess.Output(control, 5); Thread.Sleep(1);
PortAccess.Output(control, 4); Thread.Sleep(1);
PortAccess.Output(data, (int)line2_ch_buffer[a]);
Thread.Sleep(1);
PortAccess.Output(control, 5);
Thread.Sleep(1);
}
}
104
6.5
Circuito Matriz de Leds
Contiene la clase llamada control_matriz.cs, la misma que mediante un arreglo de filas
y columnas permite habulitar el led de la matriz (5*7), se barre a nivel de columnas.
private int control1(CheckBox c1, CheckBox c2, CheckBox c3, CheckBox c4,
CheckBox c5)
{
int value = 0;
if (c1.Checked)
{
value += (int)Math.Pow(2, 0);
}
if (c2.Checked)
{
value += (int)Math.Pow(2, 1);
}
if (c3.Checked)
{
value += (int)Math.Pow(2, 2);
}
if (c4.Checked)
{
value += (int)Math.Pow(2, 3);
}
if (c5.Checked)
{
value += (int)Math.Pow(2, 4);
}
return value;
}
private void control2()
{
int value = 0;
{
//primera fila
105
value = control1(cbx_1_1, cbx_1_2, cbx_1_3, cbx_1_4, cbx_1_5);
PortAccess.Output(data, value);
Thread.Sleep(1);
//segunda fila
value = control1(cbx_2_1, cbx_2_2, cbx_2_3, cbx_2_4, cbx_2_5);
value += (int)Math.Pow(2, 5);
PortAccess.Output(data, value);
Thread.Sleep(1);
//tercera fila
value = control1(cbx_3_1, cbx_3_2, cbx_3_3, cbx_3_4, cbx_3_5);
value += (int)Math.Pow(2, 6);
PortAccess.Output(data, value);
Thread.Sleep(1);
//cuarta fila
value = control1(cbx_4_1, cbx_4_2, cbx_4_3, cbx_4_4, cbx_4_5);
value += (int)Math.Pow(2, 5);
value += (int)Math.Pow(2, 6);
PortAccess.Output(data, value);
Thread.Sleep(1);
//quinta fila
value = control1(cbx_5_1, cbx_5_2, cbx_5_3, cbx_5_4, cbx_5_5);
value += (int)Math.Pow(2, 7);
PortAccess.Output(data, value);
Thread.Sleep(1);
//sexta fila
value = control1(cbx_6_1, cbx_6_2, cbx_6_3, cbx_6_4, cbx_6_5);
value += (int)Math.Pow(2, 5);
value += (int)Math.Pow(2, 7);
PortAccess.Output(data, value);
Thread.Sleep(1);
//septima fila
value = control1(cbx_7_1, cbx_7_2, cbx_7_3, cbx_7_4, cbx_7_5);
value += (int)Math.Pow(2, 6);
value += (int)Math.Pow(2, 7);
PortAccess.Output(data, value);
Thread.Sleep(1);
}
106
6.6
Circuito Bipolar de Pasos.
Contiene la clases llamada Control_motor_pasos_b, permite enviar ordenes al motor de
pasos bipolar para dar giror horaria y antihorariamente por tiempo, por grador, y por
pasos.
-
Giro del motor por grados
private void motor_grados(int grados)
{
int n = (int)(grados / 1.8);
int pos = 0;
for (int i = 1; i <= n; i++)
{
PortAccess.Output(data, pasos[pos]);
pos++;
if (pos == 4)
{
pos = 0;
}
Thread.Sleep(100);
}
}
-
Giro del motor por pasos
private void motor_pasos(int _pasos)
{
int n = _pasos;
int pos = 0;
for (int i = 1; i <= n ; i++)
{
PortAccess.Output(data, pasos[pos]);
pos++;
if (pos == 4)
{
pos = 0;
}
Thread.Sleep(100);
}
}
107
6.7
Circuito Unipolar de Pasos.-
Contiene la clases llamada Control_motor_pasos_u, permite enviar ordenes al motor de
pasos unipolar para dar giros horaria y antihorariamente por tiempo, por grador, y por
pasos.
private void motor_grados(int grados)
{
int n = (int)(grados / 1.8);
int pos = 0;
for (int i = 1; i <= n; i++)
{
PortAccess.Output(data, pasos[pos]);
pos++;
if (pos == 4)
{
pos = 0;
}
Thread.Sleep(100);
}
}
-
Giro del motor por pasos
private void motor_pasos(int _pasos)
{
int n = _pasos;
int pos = 0;
for (int i = 1; i <= n ; i++)
{
PortAccess.Output(data, pasos[pos]);
pos++;
if (pos == 4)
{
pos = 0;
}
Thread.Sleep(100);
}
}
-
Giro de motor por tiempo
private void timer1_Tick(object sender, EventArgs e)
{
108
PortAccess.Output(data, pasos[pos2]);
pos2++;
if (pos2 == 4)
pos2 = 0;
fecha_ini = DateTime.Now;
if (fecha_ini.ToString() == fecha_fin.ToString())
{
timer1.Enabled = false;
}
Console.WriteLine(fecha_fin + " " + fecha_ini);
}
6.8
Diseño de la Placa Física del Circuito
El diseño de la placa fue realizado en Proteuss el mismo software que también nos
sirvió de mucha ayuda para realizar simulaciones con el circuito y así evitar posibles
corto circuitos.
109
Ilustración 34. Diseño Físico del Circuito Integrador
Fuente: Programa de Circuito
Elaborado por: Fernanda Mera
110
CAPÍTULO VII
111
7 DOCUMENTACION DE USUARIO Y TECNICA:
A continuación se presenta la documentación de usuario y técnica del programa:
7.1
Manual Técnico:
Manual técnico del programa descrito a continuación:
7.1.1 Ventana LCD
El LCD o pantallas de cristal líquido, tiene la capacidad de mostrar cualquier carácter
alfa numérico.
Ilustración 35. Ventana LCD
Fuente: Programa de Circuito
Elaborado por: Fernanda Mera
112
7.1.1.1 Controles.
Tabla 23. Controles LCD
Control
Descripción
TxtLcd
Ingresa palabra a mostrar en el LCD.
ChkHabilitaCursor
Si se selecciona permite habilitar el
cursor.
Al
ChkParpadeoCursor
seleccionar
permite
parpadeo del cursor.
Fuente: Programa de Circuito
Elaborado por: Fernanda Mera
7.1.1.2 Funciones de la clase control_lcd
Tabla 24. Funciones de clase control_lcd
Función
Descripción
Parámetro
Salida
Entrada
Prepare_LCD
Prepara
LCD cursor_status
el
Void
para encenderlo
Scroll
Recibe el texto para line, st_buffer, prepare
Void
almacenarlo en el
buffer y habilitar el
cursor
move_to_specific
Indica
escribe
donde
el
se line, column
texto,
primera o segunda
línea
Fuente: Programa de Circuito
Elaborado por: Fernanda Mera
113
Void
habilitar
el
7.1.2 Ventana Motor de Pasos Bipolar
Consta de 4 cables de salida. Este tipo de motores necesitan hacer uso de la inversión de
la corriente que circula en sus bobinas en una secuencia determinada. Cada inversión de
la polaridad provoca el movimiento del eje en un paso ya sea tanto para un movimiento
horario como antihorario.
Ilustración 36. Ventana Motor de Pasos Bipolar
Fuente: Programa de Circuito
Elaborado por: Fernanda Mera
114
7.1.2.1 Controles.
Tabla 25. Controles Motor de Pasos Bipolar
Control
Description
SpnGirados
Ingresar número de giros por girados.
SpnPasos
Ingresar número de giros por pasos.
SpnTiempo
Ingresar Tiempo de giros.
Fuente: Programa de Circuito
Elaborado por: Fernanda Mera
7.1.2.2 Funciones de la clase_motor_paso_b
Tabla 26. Funciones de clase_motor_paso_b
Función
Descripción
Parámetros
Salida
Entrada
motor_grados
Calcula los giros grados
Void
según el numero
ingresado
motor_pasos
Calcula los pasos pasos
según el numero
ingresado
Fuente: Programa de Circuito
Elaborado por: Fernanda Mera
115
Void
7.1.3 Ventana Display de 7 Segmentos
Utilizados generalmente para la visualización de datos, constituidos por una serie de
diodos. Con un indicador de siete segmentos se pueden formar los dígitos del 0 al 9,
también las letras a, c, e y f y las letras minúsculas b y d.
Ilustración 37. Ventana Display de 7 Segmentos
Fuente: Programa de Circuito
Elaborado por: Fernanda Mera
116
7.1.3.1 Controles.
Tabla 27. Controles de Display de 7 Segmentos
Controles
Descripción
SpIteraciones
Intervalo de iteraciones.
SpnValor
Numero
SpnEmpezar
Valor de Inicio
Fuente: Programa de Circuito
Elaborado por: Fernanda Mera
7.1.3.2 Funciones de la clase control_display
Tabla 28. Funciones de clase control_display
Función
Descripción
Parámetros
Salida
Entrada
Iteraciones
de inicio, suma, nveces
Calculo
Void
iteraciones según el
numero de veces
ingresado
Empezar
Calculo del valor a inicio, suma
Void
partir del número
ingresado.
Ingreso
suma
Fuente: Programa de Circuito
Elaborado por: Fernanda Mera
117
Void
7.1.4 Ventana Conversor A/D.
Convierte magnitudes analógicas en datos binarios. El ADC0804LCN es capaz de
convertir una muestra de 0V a 5V, a un valor binario de 8 bits.
Ilustración 38. Ventana Conversor A/D
Fuente: Programa de Circuito
Elaborado por: Fernanda Mera
Clase control_adc
Se controla directamente desde el circuito.
118
7.1.5 Ventana de Conversor D/A
Convierte
datos
digitales
en
señales
de
corriente
o
tensión
analógica,
Un conversor digital análogo (DAC) contiene normalmente una red resistiva divisora de
tensión, que tiene una tensión de referencia estable y fija como entrada.
Ilustración 39. Ventana Conversor D/A
Fuente: Programa de Circuito
Elaborado por: Fernanda Mera
Clase control_dac
Controla directamente desde el circuito.
119
7.1.5.1
7.1.6 Ventana de Matriz de LEDS
La placa forma una matriz 5x7 de LED multiplexada, accesible en serie a través de 2
registros de desplazamiento de 5 y 7 bits.
Ilustración 40. Ventana Matriz de LEDS
Fuente: Programa de Circuito
Elaborado por: Fernanda Mera
Clase control_leds
120
7.2
Manual de Usuario
El programa consta de un menú principal en donde se puede escoger la opción de cada
circuito diseñado como muestra la siguiente figura.
Ilustración 41. Ventana de Menú
LCD
M. Bipolar
Matriz de Leds
Conversor D\A
M. Unipolar
Conversor A\D
Display de 7
segmentos
Fuente: Programa de Circuito
Elaborado por: Fernanda Mera
121
Es así que tenemos el LCD, Motor de pasos Bipolar, Motor de pasos unipolar, Display.
Conversor A/D, Conversor D/A y matriz de Leds. A continuación se describe cada uno
de los circuitos
7.2.1 LCD
En la opción del Lcd, se muestra la siguiente pantalla.
Ilustración 42. Ventana LCD
Fuente: Programa de Circuito
Elaborado por: Fernanda Mera
122
1. Primero se habilita el cursor
2. Se habilita el parpadeo del cursor
3. Se procede a escribir en las líneas señaladas para ser mostradas en el LCD, tanto
en la primera como la segunda línea.
7.2.2 Motor Bipolar de pasos
La opción del motor se muestra a continuación.
Ilustración 43. Motor Bipolar de Pasos
Fuente: Programa de Circuito
123
Elaborado por: Fernanda Mera
Permite escoger el tipo de giro que desea realizar; por grados, por pasos o por tiempo.
Por grados empieza girando desde 1.8º que es la mínima medida con la gira un motor.
Por pasos, se escoge el número de pasos que quiere que de el motor.
Y por tiempo se escoge el tiempo que se necesita que se demore el motor girando.
Por último se escoge el tipo de giro es horario o antihorario.
7.2.3 Motor Unipolar de pasos
Funciona de similar manera que el motor Bipolar.
Ilustración 44. Motor Unipolar de Pasos
124
Fuente: Programa de Circuito
Elaborado por: Fernanda Mera
Permite escoger el tipo de giro que desea realizar; por grados, por pasos o por tiempo.
Por grados empieza girando desde 1.8º que es la mínima medida con la gira un motor.
Por pasos, se escoge el numero de pasos que quiere que de el motor.
Y por tiempo se escoge el tiempo que se necesita que se demore el motor girando.
Por último se escoge el tipo de giro se es horario o antihorario.
125
7.2.4 Display de 7 Segmentos
La opción del Display se muestra a continuación.
Ilustración 45. Display de 7 Segmentos
Fuente: Programa de Circuito
Elaborado por: Fernanda Mera
El display permite escoger en datos como va a funcionar el display.
En No de iteraciones significa cuantas veces va a realizar el conteo desde 0 a 99, si
escoge 2, contara 2 veces el conteo.
En la opción valor, escribe en el display el valor escogido.
En la opción Empezar se indica desde donde puede empezar el conteo.
126
De la misma manera se escoge si se desea empezar ascendente o descendentemente el
conteo.
7.2.5 Conversor Análogo/ Digital
La opción del conversor A/D se muestra a continuación
Ilustración 46. Conversor A/D
En este circuito se activa la opción Nº 7 en el circuito, la conversión empieza cuando
habilita el pulsador la lectura, es así que el potenciómetro envía las señales análogas de
0 a 5 voltios y son mostradas en el programa.
127
7.2.6 Conversor Digital /Análogo
La opción del conversor D/A se muestra a continuación.
Ilustración 47. Conversor D/A
Fuente: Programa de Circuito
Elaborado por: Fernanda Mera
En esta opción se escribe la señal digital la misma que es mostrada en el osciloscopio, el
rango es desde 0 a 256.
128
7.2.7 Matriz de Lez
La opción de la matriz de Leds se muestra a continuación.
Ilustración 48. Matriz de Leds
Fuente: Programa de Circuito
Elaborado por: Fernanda Mera
Se habilita la opción en el circuito y se procede a habilitar cada uno de los Leds como
muestra la figura.
129
CAPÍTULO VIII
130
CAÍTULO VIII
8
PRUEBAS
Una vez realizadas las pruebas independientes de cada módulo en el protoboard, se
procede con la integración de los circuitos en la placa, en donde se irá detallando el
funcionamiento de cada módulo por separado.
Para ello la placa integra un dipswitch que determina que módulo es el que se encuentra
operando al momento de poner en 1L.
Los módulos se encuentran enumerados de la siguiente manera:

Módulo 1
Conversor Análogo-Digital

Módulo 2
Motor Bipolar

Módulo 3
Motor Unipolar

Módulo 4
Módulo LCD

Módulo 5
Matriz de Leds

Módulo 6
Display de 7 Segmentos

Modulo 7
Conversor Digital-Análogo
131
Fotografía 1. Circuito Integrador
Fuente: Circuito Integrador
Elaborado por: Fernanda Mera
8.1
Circuito Conversor Análogo Digital
Se realizan las respectivas pruebas con el circuito conversor A/D, conectado a un
voltaje de 5 V, los hilos de datos del puerto, un potenciómetro y el circuito ADC0804.
Fotografía 2 Circuito Conversor Digital Análogo
Fuente: Circuito Integrador
Elaborado por: Fernanda Mera
132
8.2
Circuito Conversor Digital Análogo
Se realiza la conexión con las señales digitales que salen desde los hilos de datos del
puerto paralelo, un circuito DAC, un amplificador de la señal y se la muestra la señal
análoga en el osciloscopio. Se utiliza señal de voltaje 0-5 V voltaje de referencia de +
10 v – 18V.
Fotografía 3 Circuito Digital Análogo
Fuente: Circuito Integrador
Elaborado por: Fernanda Mera
133
8.3
Circuito de Motor Unipolar de Pasos
En el motor se utilizan voltajes de 5 V y 12V para mover las bobinas y diodos
rectificadores para evitar que regrese la corriente y se queme el motor.
Fotografía 4 Circuito Motor Unipolar de Pasos
Fuente: Circuito Integrador
Elaborado por: Fernanda Mera
134
8.4
Circuito de Motor Bipolar de Pasos
Utiliza un circuito integrado L293 el cual ayuda a controlar las bobinas del motor y
trabaja con un voltaje de 5 V.
Fotografía 5 Circuito Motor Bipolar de Pasos
Fuente: Circuito Integrador
Elaborado por: Fernanda Mera
8.5
Circuito LCD
Está controlado desde las señales de datos y de control del puerto, se utiliza un
potenciómetro para regular el brillo del LCD, y se conecta a un voltaje de 0- 5 V para
activar la luz del LCD.
135
Fotografía 6 Circuito LCD
Fuente: Circuito Integrador
Elaborado por: Fernanda Mera
8.6
Circuito de Display de 7 Segmentos
Para la elaboración de este circuito se utilizó el circuito integrado 7447, que ayuda a
decodificar las señales obtenidas desde el puerto a código BSC, que son datos que
recibe el display.
Fotografía 7 Circuito Display de 7 Segmentos
Fuente: Circuito Integrador
Elaborado por: Fernanda Mera
136
8.7
Circuito Matriz de Leds
La matriz manipulada con señales de control y de datos las mismas que fueron
multiplexadas utilizando el circuito integrado 74LS138.
Fotografía 8 Circuito Matriz de Leds
Fuente: Circuito Integrador
Elaborado por: Fernanda Mera
8.8
Circuito Integrador
En el circuito integrador se unen todos los circuitos probados anteriormente, de manera
que reciban las señales de datos y de control en común pero que funcionen
indistintamente uno de otro, para conseguir esto se implementó un dip-switch que active
un circuito a la vez.
137
Fotografía 9 Circuito Integrador y Puerto Paralelo
Fuente: Circuito Integrador
Elaborado por: Fernanda Mera
138
CAPÍTULO IX
139
CAPÍTULO IX
9
9.1
CONCLUSIONES Y RECOMENACIONES
Conclusiones
 Al terminar con la construcción del diseño se puede concluir que Visual C# es
una de las herramienta más completas para desarrollo del control de los
dispositivos, la integración del puerto paralelo, y el desarrollo de la interfaz
gráfica, ya que posee variedad de código reutilizable
y librerías para el
desarrollo, además de una completa fuente de información.
 Para la integración general del circuito fue necesario implementar un dip-switch,
debido a que dos de los circuitos de E/S desarrollados ocupaban señales de
control en su implementación, de este modo el control general será manual.
 Las señales con las que principalmente se trabajó en el proyecto son las señales
de datos (lectura y escritura) y las señales de control (escritura), para las señales
de estado que sirven principalmente para verificar el estado de la impresora por
ejemplo cuando cae en error o cuando la impresora se quedó sin papel, estas
señales son únicamente de lectura.
 El diseño de cada módulo por separado fue fundamental para verificar que
señales que fueron necesarias implementarlas en cada circuito, el espacio y los
elementos, al momento del diseño y distribución de los módulos en el circuito
integrador.
140
 Trabajar con el puerto paralelo fue de gran ventaja debido a la gran amplitud de
proyectos que han sido desarrollados, por lo cual fue fácil encontrar todos los
materiales necesarios para el diseño físico y gran fuente de información.
9.2
Recomendaciones
 El correcto funcionamiento del puerto paralelo se lo realiza configurando el
BIOS de la PC, en modo Bidireccional, es decir enviar y recibir datos a través
del mismo, de este modo las señales del puerto receptan las respectivas órdenes
en el envío y recepción de datos.
 La identificación de las líneas del puerto se realiza mediante un multímetro,
probando continuidad de un extremo del puerto a otro, línea por línea. Es
factible disenar un programa que enciende Leds, donde permita identificar el
puerto de datos desde el bit menos significativo hasta el más significativo (0-7),
para hacer una referencia.
 Como un modo de ayuda la placa fue previamente probada mediante un
programa de simulación de circuitos (Proteus) debido a su gran tamaño e
implementación de varios circuitos a la vez.
141
 La placa básicamente funciona con 0 a 5 V, pero por la integración de varios
circuitos, es necesario conectar a un voltaje mayor entre 0 a 6 o 7 V ya que cae
en 1 V al momento de conectar todos los módulos.
 El cable del puerto es adaptado para que funcione con conectores macho –
macho para la conexión entre la PC y a la placa.
 En necesario una fuente de voltaje externa debido a que el circuito conversor
Digital – Análogo trabaja con voltaje en el rango de 10 a 15V, y el motor
unipolar de pasos que trabaja además con un voltaje de 12V.
9.3
Bibliografía
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Transistor-Wikipedia. (9 Marzo, 2009), La Enciclopedia Libre. [On line]
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Puerto Paralelo y ADC0804 Conversor analógico Digital. Dibujo N º 32
Diagrama de Tiempo para lectura de Datos [on line] Disponible en:
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Tutorial sobre Motores de paso a paso. (5 Octubre, 2008). Imagen de un estator
de
4
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http://www.todorobot.com.ar/informacion/tutorial%20stepper/steppertutorial.htm
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Departamento de Electrónica. (12 Octubre, 2008) Motores de reluctancia
Variable.
[on
line].
http://platea.pntic.mec.es/~lmarti2/motor2.htm
144
Disponible
en:
9.4
Glosario de Términos
Bidireccional.- Que posee 2 direcciones, una de entrada y otra da salida.
Buffer.- Permite el almacenamiento temporal de los datos que van a ser enviados desde
los dispositivos y mostrados en la computadora
Centronics.- interfaz que permite la comunicación entre la impresora y la computadora.
Inpout32.dll.- Librería de .Net, que permite trabajar con puerto paralelo.
Jumper.- Salto que permite hacer el dispositivo que contiene el jumper en la placa de
circuitos permanezca deshabilitado ya que no permite el paso se corriente.
Latch.- Permite la reserva o almacenamiento temporal de los datos que salen de la
computadora y van a ser mostrados en los dispositivos.
Multiplicación.- Permite transformar los bits, una entrada en varias salidas.
BubbleBar.- Menú de control gráfico desarrollado en .Net que contiene el menú del
programa.
145
ANEXOS
146
ANEXOS
Anexo 1: Circuito Integrado DAC0808
147
Anexo 2: Características Eléctricas Integrado DAC0808
148
Anexo 3: Circuito Integrado LF351
149
Anexo 4: Características Eléctricas Integrado LF351
150
Anexo 5: Circuito Integrado ADC 0804
151
Anexo 6: Integrado ADC 0804
152
Anexo 7: Características Eléctricas Integrado ADC 0804
153
Anexo 8: Circuito Integrado L293
Anexo 9: Circuito Integrado 74LS138
154
Anexo 10: Características Eléctricas Integrado L293
155
Anexo 11: Circuito Integrado 74LS47
Anexo 12: Características Eléctricas Integrado 74LS47
156
Anexo 13: Circuito Integrado 74LS373
Anexo 14: Diagrama Lógico Integrado 74LS373
157
Anexo 15: Características Eléctricas Integrado 74LS373
158
LCD
Anexo 16: LCD
Anexo 17: Display de 7 Segmentos
159
Anexo 18: Características eléctricas, Display de 7 Segmentos
Matriz de Leds:
Anexo 19: Matriz de Leds:
Anexo 20: Distribución de Pines
160
161