Microcontroladores

PROYECTO DE PRIMER PARCIAL (VIDEO)

2010-09-25T19:07:00.000-07:00

PROYECTO DE PRIMER PARCIAL

2010-09-25T15:41:00.000-07:00

Hola, pues esta vez traigo unas fotos del proyecto de microcontroladores del primer parcial: TECLADO MATRICIAL.

TABLA DE INSTRUCCIONES DEL PIC16F877

2010-08-28T10:25:00.000-07:00

PIC 16F877 y PIC 16F84

2010-08-21T12:11:00.000-07:00

El PIC 16F877 es un microcontrolador de 8 bits Altamente eficiente en el uso de la memoria de datos y tiene las siguientes caracteristicas:

Arquitectura Harvard
Tecnologia RISC
Tecnologia CMOS
Todas las Instrucciones se ejecutan en un ciclo de Reloj
Frecuencia de operacion de 0 a 20MHz

Diagrama de Conexiones:

Diagrama de la ALU:

Por otro lado tenemos el PIC 16F84, que tiene las mismas caracteristicas y funciones que este con la diferencia de que el 16f877 tiene un mayor soporte de memoria.

Digagrama de Conexiones:

Diagrama de Bloques:

Variantes principales

Los microcontroladores que produce Microchip cubren una amplio rango de dispositivos cuyas características pueden variar como sigue:

- Empaquetado (desde 8 patitas hasta 68 patitas)

- Tecnología de la memoria incluída (EPROM, ROM, Flash)

- Voltajes de operación (desde 2.5 v. Hasta 6v)

- Frecuencia de operación (Hasta 20 Mhz)

Microprocesador Z80

2010-08-20T11:56:00.000-07:00

El Z80 es un microprocesador de 8 bits y cuenta con 158 instrucciones y 10 modos de direccionamiento. El circuito integrado del microprocesador Z80 se deposita en un encapsulado Dual In Line de 40 terminales, de las cuales 5 son únicamente de entrada, 24 son de salida y 8 son bidireccionales, además, existen dos que sirven para conectar la fuente de alimentación y otra más que es la entrada del reloj.

Todas ellas tienen características eléctricas compatibles con la tecnología TTL, el intervalo de voltajes de entrada para un cero lógico es; 0.3 £ Vil £ 0.8 volts, el intervalo del voltaje de entrada para un uno lógico es; 2.0 £ Vih £ Vcc, el voltaje máximo de salida para un cero lógico es; Vol=0.4Volts, y el voltaje mínimo de salida para un uno lógico es; Voh=2.4Volts

El Z80 opera con una fuente de alimentación de +5.0 Volts conectada a la terminal 11, (pin 11), la tierra de la fuente se conecta a la terminal GND, (pin 29), el consumo típico de corriente para el Z80 es de 90 mA.

Cuenta con 18 registros de 8 bits y 4 registros de 16 bits, todos los registros del Z80 se implementan con una RAM estática, los registros incluyen 2 bancos de 6 registros de propósito general, que se usan individualmente como registros de 8 bits, o en pares como registros de 16 bits, existen también 2 bancos de registros denominados "acumulador" y "banderas", además cuenta con 6 registros de propósito especial, 4 registros de 16 bits, PC, SP, IX e IY, y 2 registros de 8 bits, el registro del refresh "R" y el registro de interrupciones "I", la aritmética de 8 bits de las funciones, y las instrucciones lógicas de la CPU se ejecutan en la ALU, la ALU reliza las siguientes funciones son;

1. Sumar.
2. Restar.
3. Función lógica AND.
4. Función lógica OR.
5. Función lógica OR-EX.
6. Comparación.
7. DespIazamientos a la derecha y a la izquierda.
8. Incrementar bytes.
9. Decrementar bytes.
10. Poner bits en uno lógico.
11. Poner bits en zero lógico y
12. Comprobar el estado de los bits

DIAGRAMA DE LA ALU DEL Z80:

Para mas Informacion acerca del Z80:

http://proton.ucting.udg.mx/dpto/maestros/mateos/z80/arquitectura/arquitectura.html

http://www.retrowip.com/page/2/?tag=z80-core

Sensores Electronicos

2010-08-13T10:54:00.000-07:00

SENSORES ELECTRÓNICOS

Los Sensores son dispositivos electrónicos capaces de interpretar alguna forma de señal, ya sea de temperatura, luz, presión, fuerza, aceleración entre otras y convertirla en pulsos que puedan ser interpretados por circuitos electrónicos y tiene características que varían dependiendo del tipo como son Sensibilidad, Tiempo de Respuesta, Rango y precisión:

Entre Los tipos Mas comunes de Sensores tenemos los siguientes:

Sensores Inductivos: Este tipo de sensores son embobinados que miden el cambio en el flujo magnético cuando se aproxima un objeto metálico.

Sensores Capacitivos: Son similares en funcionamiento a los sensores Inductivos pero estos están formados por dos placas metálicas y cuando un objeto pasa por en medio de ellas funciona como dieléctrico. Detectan variaciones de Capacitancia.

Sensores de Luz: Son los que varían sus valores con la luz que reciben, los mas conocidos son las fotorresistencias.

Sensores de Temperatura: Detectan variaciones en la temperatura, pueden aumentar o disminuir su resistencia dependiendo de la temperatura y el tipo de sensor, Existen los Termopares y los termistores de Tipo NTCy PTC.

Encoders:

Sirven para el posicionamiento de motores y Detectan la Velocidad y La posición del Motor.

También hay otros tipos de Sensores como Los de Aceleración, Los Sensores Resistivos, como los potenciometros, Sensores de Caudal y los que Detectan Imagenes y Sonidos.

Fuente:

www.Todoexpertos.com

PROCESAMIENTO DE SEÑALES

2010-08-13T10:00:00.000-07:00

Bueno, para inaugurar este blog, aquí hay un ensayo de convertidores de señal analógica a digital y digital a analógica.

PROCESAMIENTO DE SEÑALES

En El procesamiento digital de señales se lleva a cabo una técnica llamada Conversión de señales analógicas a digitales, que consiste en hacer pasar por un dispositivo electrónico una señal de entrada analógica y así poder obtener una salida digitalizada mas fácil de manipular. Para poder comprender mejor este procedimiento debemos saber primero las características de las señales analógicas y las señales digitales.

Las señales analógicas son señales de onda que varían constantemente por lo que es difícil establecer su valor exacto en un tiempo determinado además de que pueden presentar interferencia lo que las hace mas difíciles de manipular y de recuperarlas sin alterarlas demasiado, estas pueden llegar de distintas formas como cambios en la temperatura, sistemas de audio o directamente de un amplificador de voltaje.

FIGURA 1: EJEMPLO DE SEÑAL ANALOGICA

Las señales digitales son aquellas que toman valores preestablecidos cada cierto intervalo de tiempo, por lo que se puede decir que sus dimensiones medidas en tiempo y amplitud no son continuas, sino discretas, son más fáciles de manipular, codificar y en caso de que tenga interferencias puede ser fácilmente reconstruida por sistemas de regeneración de señales.

FIGURA 2: EJEMPLO DE SEÑALES DIGITALES

El Conversor Analógico – Digital (CAD) es un dispositivo que convierte una entrada analógica a una salida digital en binario, el CAD consta de una entrada de referencia para la señal analógica y una salida que depende del numero de bits que se van a utilizar.

Figura 3: CAD de 4 bits

Lo que Hace el CAD es tomar una muestra cada cierto tiempo de la señal analógica para analizarla, redondea los valores a unos límites establecidos y después los registra como enteros a algún tipo de memoria o soporte, esto lo hace en cuatro pasos:

1.- Muestreo:

En el muestreo el conversor toma muestras de la señal analógica en intervalos de tiempo preestablecidos, esto se conoce como frecuencia de Muestreo, y es la velocidad de muestras que se toman por segundo.

2.- Retención:

En esta parte la señal pasa a un circuito de retención que se queda con la señal el tiempo suficiente como para que el CAD haga el proceso de cuantificación.

3.- Cuantificación:

En esta parte se mide el valor de las muestras y se asigna un margen de valor a una salida de nivel definido.

4.- Codificación:

Aquí se traducen los valores obtenidos de la cuantificación al código binario y es la señal que se obtiene ya en la salida, aunque también puede pasarse a otro tipo de código.

El objetivo de digitalizar una señal es hacerla mas fácil de manipular ya que no se puede trabajar en Microcontroladores con señales analógicas porque son muy difíciles de controlar y las señales digitales como ya tienen unos valores y comportamiento mas definido son sencillas de procesar para eliminar interferencias y en la actualidad se utilizan en gran cantidad de Aplicaciones como el procesamiento de datos, de imágenes, de video, etc.

Para verificar la Exactitud de la conversión de las señales se pueden hacer unos pequeños cálculos que involucran el número de bits que tiene la salida y el valor del Voltaje de la entrada, que seria de esta manera:

Supongamos que tenemos un Convertidor Analógico – Digital con una salida de 4 bits, ósea que el valor máximo que puede tomar seria 2⁴– 1, y tenemos en la entrada un voltaje de referencia de 0 a 10v, entonces la resolución seria de la siguiente manera:

R = Vref / (2^4 – 1)

R = 10v / 15

R =

Esto quiere decir que cada 39.2mV que haya de cambio en la entrada, tendremos un cambio en la salida de 1 en el bit menos significativo que es el primero a la derecha, así que la definición de resolución seria el voltaje necesario para que haya un cambio de 1 bit en la salida en el bit menos significativo. Si hacemos una tabla de la conversión quedaría de esta forma:

Entrada	B0	B1	B2	B3
0.666	0	0	0	1
1.332	0	0	1	0
1.998	0	0	1	1
2.664	0	1	0	0
3.33	0	1	0	1
3.996	0	1	1	0
4.662	0	1	1	1
5.328	1	0	0	0
5.994	1	0	0	1
6.66	1	0	1	0
7.326	1	0	1	1
7.992	1	1	0	0
8.658	1	1	0	1
9.324	1	1	1	0
9.999	1	1	1	1

La Exactitud de la señal de salida depende del numero de bits, a manera que entre mayor es el numero, tendremos una mejor exactitud en referencia a la señal de entrada, ya que el cambio de bit depende de la resolución.

Si deseáramos hacer que nuestra señal digital volviera a ser una señal analógica, utilizamos un convertidor de Digital a Analógico, que es lo contrario de lo que estábamos hablando, el CDA tiene un arreglo de resistencias en forma de divisor de voltaje que tiene una tensión de entrada estable y fija como referencia.

Figura 4: Convertidor Digital a Analógico

Para este convertidor también se debe obtener la resolución y se hace con el mismo método que para el CAD, solo que en este la resolución nos indica el valor en que nos va a aumentar la señal de salida con respecto al cambio de bit de la señal digital de entrada en el bit menos significativo.

Ejemplo:

Se tiene un convertidos digital - analógico de 8 bits y el rango de voltaje de salida 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

Con n = 4 bits, se consiguen 2ⁿ = 16 posibles combinaciones de entradas digitales

La salida analógica correspondiente a cada una de las 16 combinaciones dependerá del voltaje de referencia que estemos 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 10/16 = 0.625 Voltios.

Si el voltaje máximo es 7 voltios, Vref = 7 / 16 = 0.4375 Voltios.

Se puede ver estos voltajes de referencia serán diferentes (menores) si se utiliza un DAC de 8 o más bits. Con el de 8 bits se tienen 256 combinaciones en vez de 16. Esto significa que el voltaje máximo posible se divide en más partes, lográndose una mayor exactitud.

Si el Vref = 0.5 Voltios

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

Se puede ver que mientras más bits tenga el convertidor más exacta será la conversión

Fuentes: