BENEMERITA UNIVERSIDAD

AUTONOMA DE PUEBLA

FACULTAD DE CIENCIAS DE LA

ELECTRONICA

MICROCONTROLADORES Y DSP´S

PRACTICA NUMERO 3

CONVERSOR ANALOGICO DIGITAL CON EL PIC16F877A

DR. JOSÉ FERMI GUERRERO CASTELLANOS

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Introducción

En el procesamiento de señales es común encontrar dispositivos capaces de

transmitir los datos a gran velocidad y de convertirlos a señales que pueda

analizar la computadora.

Las señales encontradas en la naturaleza suelen ser siempre de tipo analógico,

para el estudio de dichas señales es necesario acondicionarlas para

comprender su comportamiento, existen dispositivos capaces de transformar

las señales en códigos binarios, los cuales a través de la rama de la electrónica

asociada a esto (Procesamiento digital de señales) puede llevar a cabo un

determinado propósito para esta; las aplicaciones más usuales son el control

digital de procesos.

Marco Teórico

Iniciando con los dispositivos de conversión analógica/digital cabe destacar a

los dispositivos SH de muestreo y lo que es un muestreador ya que estos se

encargan de tomar la muestra de la señal y convertirla en señales muestreadas

para poder llevarse a cabo la conversión digital de la señal.

¿Qué es un muestreador?

Es un dispositivo que convierte una señal analógica en trenes de pulsos de

amplitud modulada o en una señal digital:

Uno de los inconvenientes de estos dispositivos es que si no encontramos un

periodo de muestreo apropiado de la señal para la conversión de las señales,

esta puede funcionar a altas frecuencias y mandar datos erróneos al

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computador, este fenómeno es conocido como traslapamiento y aliasing al

parecer las señales están tan juntas que parecen otras señales:

El dispositivo SH Sample Hold en inglés o retenedor de muestras, lleva a cabo

la tarea de retener el voltaje en caso de una señal alterna, y mantener ésta hasta

la siguiente muestra para que sea capaz de representarse en intervalos de

tiempo discreto.

Como se muestra en la figura del retenedor, el capacitor retiene el voltaje de la

señal y este se mantiene cada vez que se cierra y abre el switch pero el

problema a considerar es el elemento resistivo con el cual también se genera

un retraso por el factor RC.

La exactitud del retenedor depende del periodo de muestreo de este debe de

ser mucho menor a la frecuencia a la que se trabaja la señal, esto es que no se

produzcan los efectos antes mencionados.

Objetivo

A través de un microcontrolador PIC16F877A implementar un convertidor

analógico digital con resolución de 10 bits.

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Desarrollo

Mediante el desarrollo de esta práctica fue necesario la utilización de 2

software una es para la programación en ensamblador MPLAB y el otro es

Proteus para simulación de nuestro programa y el PIC.

La conexión de los dispositivos se realizara de la siguiente forma:

El potenciómetro conectado en la entrada RA0 del PIC variara la tensión en el

convertidor analógico digital y este a su vez mostrara un código binario ya que

la resolución para este microcontrolador es de 4.8mV por BIT.

Programación: la programación del dispositivo en si no es demasiado código,

para esto en ensamblador tenemos lo siguiente, 1 conversor analógico digital y

8 canales analógicos capaces de ser digitales o mixtos.

Tenemos la tensión de referencia de 5V dc entonces mantenemos solo como

entrada la puerta A y el bit 0 del PIC.

Código: desarrollo del código en ensamblador MPLAB

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list P=16F877A

#include<p16f877a.inc>

__CONFIG _CP_OFF & _WDT_OFF & _BODEN_OFF & _PWRTE_ON & _XT_OSC & _WRT_OFF & _LVP_OFF & _CPD_OFF

;****declaracion de los registros a usar****

estado equ 0x03

puerto_a equ 0x05

puerto_b equ 0x06

puerto_d equ 0x08

adcon0 equ 0x1f

adcon1 equ 0x9f

adresh equ 0x1e

adresl equ 0x9e

var1 equ 0x20

;****comenzando el programa*****************

org 0

goto inicio

org 5

inicio bsf estado,5

clrf puerto_b

clrf puerto_d

movlw 0x10 ;00000000 justificacion a la izq

movwf adcon1 ;todos los bits del PORTA son Analogicos

bsf puerto_a,0 ;entrada PORTA,0

bcf estado,5

clrf puerto_b

clrf puerto_d

comienzo movlw 0x81 ;frecuencia de 32*Tosc->Tad>1.6us

movwf adcon0 ;canal RA0 y activo el Conv. A/D

call delay ;retardo antes de la conversion > 2*Tad

bsf adcon0,2 ;inicia conversion

descicion btfss adcon0,2 ;checamos si es 1 el bit 2 de adcon0

goto comienzo

bsf estado,5 ;saltamos a banco1 para no perder

movf adresl,0 ;el valor del adresh al ser pasado al registro

bcf estado,5 ;w y posteriormente a f

movwf puerto_d ;mostramos parte baja en puerto_d

movf adresh,0 ;mostramos parte alta en puerto_b

movwf puerto_b

goto descicion

delay movlw 0x15 ;retardo > 2*Tad lo aconsejado

movwf var1

con1 decfsz var1,1

goto con1

return

end

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Materiales utilizados 1 protoboard

1 PIC16F877A

1 cristal de cuarzo de 4Mhz

10 resistencias de 330Ω

1 potenciómetro de 10KΩ

1 push button

1 resistencia de 10KΩ

1 resistencia de 100Ω

10 LED´s color verde

Cable para protoboard

Simulación Implementamos el circuito con la configuración mencionada en la etapa del

desarrollo, lo simulamos en el software Proteus:

como se observa en la figura, el máximo voltaje de 5 volts tiene la

combinación binaria ‘1111111111’b (1024d).

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El valor de 0 se muestra ‘0000000000’b 0 decimal pero si tenemos un voltaje

de 3.8V, tenemos la siguiente combinación:

‘1100001010’b 778decimal, que al ser multiplicados por la resolución del

convertidor 4.8mV por BIT nos da aproximado, 3.7344V.

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Implementación

Al realizar la implementación de nuestro circuito encontramos que había una

pequeña variación entre las etapas de cambio en la tensión, tenemos el

potenciómetro variando la corriente de entrada dando asi una tensión de 0 a

5V aprox.

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Conclusiones

A pesar de implementar el circuito convertidor analógico digital encontramos

que algunas lecturas no fueron tan seguras, ya que tiene un pequeño error de

cuantificación a la salida, concluimos que desde el inicio cuando obtuvimos la

resolución con la formula expuesta en clase también tenemos puntos

decimales después del 4.8, por lo tanto a pesar de ser una lectura no muy

exacta cuenta el convertidor analógico digital con aplicaciones diversas.

Bibliografía

Microcontroladores y DSP´s, apuntes del curso, Doctor Jose Fermi

Guerrero Castellanos.

Microcontroladores Diseño Practica de aplicaciones: PIC16F8xx, 2da

edición, 2da parte, Jose Angulo Usategui, Susana Romero Yesa.