Conversor Análogo Digital (ADC)

1. Conversor Análogo Digital (ADC) Integrantes: Enzo Bevilacqua A. Enrique Espina G. Cristián Farfán M. Ángel Gaete C. Grupo Nº 4

2. Conversor A/D • Dispositivo Electrónico capaz de convertir un voltaje determinado en un valor binario. • La salida digital puede usar diferentes esquemas de codificación. • La resolución de un conversor indica el número de valores discretos que este puede producir sobre un rango de valores de voltaje (expresado en bits).

3. Funcionamiento Conversor A/D • Fases del Conversor A/D: • Muestreo (sampling) de la señal analógica • Cuantización(quantization )de la propia señal • Codificación (codification)del resultado de la cuantificación, en código binario • Almacenamiento del dato codificado

4. Conversor A/D del PIC 18F8520 • ADRESH • Registro de Resultado A/D de Alta • ADRESL • Registro de Resultado A/D de Baja • ADCON0 • Registro 0 de Control A/D • ADCON1 • Registro 1 de Control A/D • ADCON2 • Registro 2 de Control A/D • 16 Entradas • Salida de 10 bits • 5 registros: • ADRESH • ADRESL • ADCON0 • ADCON1 • ADCON2

5. Registros de Programación • Registro ADCON0: • Controla la operación del módulo A/D.

6. Registro ADCON0 • bit 7-6 No Implementado: Es leído como un “0” • bit 5-2 CHS3:CHS0: Bits de Selección de Canal Análogo • bit 1 GO/DONE:Bit de estado de la conversión A/D • bit 0 ADON: A/D On Bit

7. Registros de Programación • Registro ADCON1: • Configura las funciones de los pines del puerto.

8. Registro ADCON1 • bit 7-6 No Implementado: Es leído como un “0” • bit 5-4 VCFG1:VCFG0: Bits de configuración de Voltaje de Referencia:

9. Registro ADCON1 • bit 3-0 PCFG3:PCFG0: Bits de Control de Configuración de los Puertos A/D: • A: Entrada Análoga D: E/S Digital

10. Registros de Programación • Registro ADCON2: • Configura la fuente de reloj A/D y la justifica.

11. Registro ADCON2 • bit 7 ADFM: Bit de selección de formato de resultado A/D • bit 6-3 No Implementado: Es leído como un “0” • bit 2-0 ADSC1:ADSC0: Bits de Selección de Reloj de Conversión A/D

12. Registros ADRESH y ADRESL • Contienen el resultado de la conversión A/D: • Cuando finaliza la conversión A/D, el resultado es cargado en los registros ADRESH/ADRESL. Luego, el bit GO/DONE (registro ADCON0) es puesto a cero y el bit de bandera de interrupción A/D, ADIF, es seteado.

13. Diagrama de Bloques Módulo A/D

14. Pasos para Realizar Conversión A/D

15. Modelo de Entrada Análoga

16. Reloj de Conversión A/D • El tiempo de conversión A/D por bit está definido como TAD. • TAD mínimo: 1,6 [μs] • La conversión A/D necesita 12 TAD para convertir 10 bits. • Existen 7 opciones posibles para TAD: • 2 TOSC • 4 TOSC • 8 TOSC • 16 TOSC • 32 TOSC • 64 TOSC • Oscilador RC Interno

17. Reloj de Conversión A/D • Tiempo TAD resultante derivado de las frecuencias de operación del dispositivo y la fuente de reloj A/D seleccionada.

18. Conversiones A/D • Operación del conversor A/D después de que el bit GO ha sido seteado. • Si se limpia el bit GO/DONE durante una conversión se abortará la conversión actual.

19. Resumen de Registros A/D

20. Modulo Comparador • Posee 2 comparadores análogos • Las entradas a los comparadores son multiplexadas con el RF1 a través de los pines RF6 • El voltaje de referencia on-chip también puede ser una entrada a los comparadores

21. Registro CMCON • Registro CMCON: controla las entradas del comparador y las salidas multiplexadas.

22. Registro CMCON • bit 7 C2OUT: bit de salida del comparador 2 • bit 6 C1OUT: bit de salida del comparador 1 • bit 5 C2INV: bit de inversión de salida del comparador 2 • bit 4 C1INV: bit de inversión de salida del comparador 1 • bit 3 CIS: Bit de switch de entrada al comparador • bit 2-0 CM2: CM0: bits de modo del comparador

23. Modos de Operación de los Comparadores • Existen 8 modos de operación para los comparadores. • El registro CMCON es utilizado para seleccionar estos modos. • El registro TRISF controla la dirección de los pines del comparador para cada modo.

24. Modos de Operación de los Comparadores

25. Modos de Operación de los Comparadores

26. Modos de Operación de los Comparadores

27. Modos de Operación de los Comparadores

28. Modos de Operación de los Comparadores

29. Modos de Operación de los Comparadores

30. Modos de Operación de los Comparadores

31. Modos de Operación de los Comparadores

32. Operación del Comparador • Si : • VIN+ < VIN- • Output Low • VIN+ > VIN- • Output High

33. Referencia del Comparador • Puede ser utilizada una señal de referencia interna o externa: • Interna: es utilizada cuando los comparadores están en el modo CM<2:0>=110. El voltaje de referencia interno es aplicado al pin VIN+ de ambos comparadores. • Externa: La señal de referencia debe estar entre VSS y VDD y puede ser aplicada a ambos pines del comparador.

34. Tiempo de Respuesta del Comparador • Es el tiempo mínimo antes de que la salida del comparador tenga un nivel válido. Después de haber seleccionado un nuevo voltaje de referencia o fuente de entrada

35. Salidas del Comparador • Son leídas a través del registro CMCON (bits de solo-lectura. • También pueden ser salidas directamente de los pines de E/S RF1 y RF2 • La polaridad de las salidas del comparador puede cambiarse usando los bits C2INV y C1INV (CMCON<4:5>) • Cuando se lee el puerto de registro, todos los pines configurados como entradas análogas serán leídos cono ‘0’ • Los pines configurados como entradas digitales serán convertidos a entradas análogas

36. Diagrama de bloques de salida del Comparador

37. Entrada Análoga • Circuito simplificado para una entrada análoga

38. Registros Asociados al Módulo Comparador

39. Ejercicios Básicos de Adquisición de Datos