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3 de mayo de 2022

El convertidor Analogico a Digital (Parte 2)

En el post anterior dimos una introducción de lo que es el ADC en esta ocación nos concentraremos en la configuración que se tiene que realizar si hacemos uso de un microcontrolador al final te dejo un video con el codigo final hecho en MiKro C de un controlador de temperatura.

El convertidor de analógico a digital (ADC) puede convertir una señal de entrada analógica en una representación digital binaria de 10 bits de esa señal. Las entradas analógicas de los microcontroladores de Microchip, que se multiplexan en un solo circuito de muestra y retención. La salida de la muestra y retención está conectada a la entrada del ADC. El ADC genera el resultado binario de 10 bits a través de aproximaciones sucesivas y almacena el resultado de la conversión en los registros de resultados del ADC.


El ADC utiliza una referencia de voltaje que es seleccionable por software para generarse internamente o suministrarse externamente.

El ADC también puede generar una interrupción al finalizar una conversión. Esta interrupción se puede utilizar para despertar el dispositivo de SLEEP.

Configuración ADC

Cuando el ADC se configura por primera vez, debe tener varios ajustes de configuración habilitados. Éstos incluyen:

Configuración del puerto ADC

Selección de canal ADC

Selección de referencia de voltaje ADC

Fuente de reloj de conversión ADC

control de interrupción ADC

formato de resultado ADC

Veremos paso a paso cada uno de estos a continuación.

El primer ajuste de configuración es la configuración de pines de E/S. La mayoría de los pines de E/S del ADC se pueden usar como entrada analógica o entrada digital. Al convertir señales analógicas usando el ADC, el pin de E/S debe configurarse para entrada analógica configurando los bits asociados en el registro TRIS y el registro ANSEL.

El registro TRIS para el pin de E/S debe tener su bit asociado establecido en 1 para convertirlo en una entrada. Si el pin de E/S es parte del bloque PORTA, el registro TRISA contiene el bit.



El siguiente paso es establecer el bit en el registro ANSEL para el pin de E/S y establecer el bit en 1 para habilitar el ADC en ese pin. Si el pin de E/S es parte del bloque PORTA, el registro ANSELA contiene el bit.


Selección de canal ADC

El multiplexor ADC debe conectarse al pin de E/S antes de iniciar el proceso de muestreo y retención. Esto se hace con un conjunto de bits en el registro ADCON0. Antes de que se solicite una muestra de ADC, estos bits de selección de canal se configuran para conectarse al pin de E/S deseado. Solo se puede conectar un pin al ADC a la vez. Una vez que se completa el proceso, los bits de selección se pueden cambiar para conectarse al siguiente pin y el proceso ADC comienza de nuevo.



Algunos dispositivos pueden tener menos canales

Selección de referencia de voltaje ADC

El ADC puede usar varias fuentes de referencia de voltaje como base para las mediciones de voltaje analógico.

Valor digital = [Tensión analógica / (V REF + - V REF -)] * 1024

Los bits ADPREF del registro ADCON1 proporcionan control de la referencia de voltaje positivo. La referencia de tensión positiva puede ser:

V REF +

VDD _

Referencia de voltaje fijo (FVR)

Los bits ADNREF del registro ADCON1 proporcionan control de la referencia de voltaje negativo. La referencia de tensión negativa puede ser:

REF - V-

V SS

V DD y V SS son las conexiones al bus de voltaje que alimenta el dispositivo.

V REF + y V REF - son pines de E/S específicos en el dispositivo. Una referencia de voltaje externo está conectada a estos pines.

FVR es una función en muchos dispositivos PIC® , aunque no en todos. Puede incluir un solo voltaje o, a veces, más de un nivel de voltaje está disponible.

Los bits de selección de referencia de voltaje están en el registro ADCON1 y las opciones de selección se muestran a continuación.

Fuente de reloj de conversión ADC


La fuente del reloj de conversión es seleccionable por software a través de los bits ADCS del registro ADCON1. Hay hasta siete opciones de reloj posibles según el dispositivo que se utilice:

FOSC/2
FOSC/4
FOSC/8
FOSC/16
FOSC/32
FOSC/64
FRC (oscilador interno dedicado)
F OSC es el oscilador del sistema que ejecuta el reloj de instrucciones del dispositivo.

El reloj es fundamental para producir la conversión analógica a digital más rápida pero también precisa.
El tiempo para completar la conversión de un bit se define como TAD . Una conversión completa de 10 bits requiere períodos de 11,5 T AD , como se muestra aquí:


Para una conversión correcta, se debe cumplir con la especificación T AD apropiada. Un reloj ADC se puede seleccionar fácilmente de la tabla a continuación. Aparece un gráfico similar en la hoja de datos del dispositivo. Los mejores valores se muestran en el medio del gráfico con un fondo blanco.


La selección de FRC del oscilador interno será una conversión más lenta pero garantizará que se cumplan los requisitos de T AD . El FRC también se puede usar en modo de suspensión para ejecutar mediciones de ADC.


Formato de resultado ADC


El resultado de la conversión ADC se almacena en dos registros de 8 bits de ancho; ADRESH y ADRESL. Este par de registros tiene 16 bits de ancho, por lo que el módulo ADC tiene la flexibilidad de justificar a la izquierda o a la derecha el resultado de 10 bits en el registro de resultados de 16 bits. El bit de selección de formato ADC (ADFM) en el registro ADCON1 controla esta justificación. Los bits adicionales en los registros ADRESH y ADRESL se cargan con '0'.


Luego, el resultado puede copiarse en una variable o usarse en una ecuación para implementar una función basada en el resultado del ADC.

Acontinuación dejo el vídeo Parte 2 del código hecho en Mikro C, para un controlador de temperatura usando el convertidor  analógico digital (ADC).

Vídeo Parte 1


Video Parte 2

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