UNIVERSIDAD AUTONOMA METROPOLITANA

UNIDAD IZTAPALAFA

PROYECTO TERMINAL:

/"'SISTEMA DE 4DQUISICION DE DCITOS" i

CRUZ G0NZALE:Z LORENZO, ' MCST. 8412128562

FEC:HA

MEXICO D.F. A 29 DE ENERO DE 1993 J''

145872

Teorema Nyauists

Considere una ciel”ra1 continua f(t) que vat-la,en el tiempo l a cual va a ser digitalizada. Esto sera posible s i primero muestt-eamos S ( t ) peribdicamente a una velocidad de f c muestras por segundo. Aunque en l a practica e l proceso de muestt-eo se t-ea1 imapor medio de circuitos electr6nicac. aqui explicaremos conceptualmente dicho procclr;o usando un swikch mecanico rotator io que muestrea a l a se71ai f ( t ) a una +v_ecuencia f c Coma l o muestra l a figura 1 .

. . +L veces por seg. \

.fig. 1

Suponga que el switch permanece en f ( t ) por t segundos ( t ( <T ) . La salida del-switch f 5 ( t i , es entonces - l a versibn muerjtreada de f ( t ) como 10 muestra ia fiqura 2.b.

I

I 1

! ! ! I 1 I I

f c t

I T

f i g . 2.a

= vriarlofidad clle muestreo. = tiempo de mucostreto. = 1 l . k = intervala de muestreo.

5

f i g . 2.b

. ~ - . ... . ._ ..... - . .

Una pregunta que surge naturalmente e5: 3 Cual deberd s e t - l a frecuencia de muestre0 fc ? o ?Cub1 es la frecuencia mlnima para que sea posible recuperar +(t) 7 .

I Intuitivamente uno se puede dar cuenta que e l proceso de

1 muestre0 produce una cierta distorsibn de l a se7lai original +(t). Sin embargo este pracescl as nece5aric1 para convertir a la

i 1 +(t) en forma digital y pasteriormente procesarla y transmitir-la. 1 La pregunta es si se ha perdido infarmacit3n valiosa en el i proceso de muestrerrr para poder recuperar la sena1 original #(t)

i

seRai

1 en un lugar diFet-ente de donde SE) transmite.

. - La respuesta a l a pregunta anterior es que, cierta -Frecuencia de muestt-eo f c . l a señal transmitida fs(t) contiene toda l a informacibn necesaria para recuperar- a f(t) .

Hz. Esta cjigniCica que no hay componentes de frecuencia en su espectro a frecuencias mayores de B Hz; nu obstante en l a prActica. las sef'fales reales contienen componentes de $.rrecuencia a k d a 5 la5 frecuencias, es pat- eso que la sefial. debe ser limitada en banda antes de 5er digitalizada. Para lograr- que 5 e h l sea limitada en banda se usa un f i l t r o pasa bajas.

bajo una

Gsumirem~í que l a seha1 f ( t ) esta limitada en banda a B

la . .

Con demcint t-ar 2P Hr, ( nt-cesar ia +c 1 28

l a cjePral f(t1 limitada en banda a B Hz, es posible que c i l a frecuencia de muestreo fc es mayor Q igual a fr 2 ZB Hr) l a señal'fs(t1 contiene toda la informacibn para recuperar a f(t). La minima frecuencia de muecitreo Hz e5 llamada frecuencia de rnuestreczi de Nyquist y el

<

inverso í i / 'ZP) el intervalo .de Nyquist.

i i

I I ! I E l micraarocesadPr 1

I

1 El componente central del sistema de adquisicidn de datos as i un microprocesador que junto con los perifh-icos externos

(memorias RAM, RWI , convertidor AID, puerto serie, 0tc.I forman I el sistema de muestreo, diqitalizacidn y transmi-iidn de la senel

I

analbgica dada.

Generalidades a cerca de micr6procesadores. . . - - - I i

Un microprocesador eo; un dispositivo que puede ser usado para realizar una gran variedad. de funciones, es decir,. es .un .

Todos las microprocesadoras realizan tr

controlador programable. ~

c i ones bas icas: A) Transferencia de datos. B) Opewaciones aritmeticas y ldgicas. C) Toma f de decisiones.

La siguiente figura, ilustra un diagrama a bloques tipico de un microprocesador como parte de un sistema . . de computadora.

I

I Las conexiones -del bus de direcciones son usadas para proporcionar las direcciones de memoria o una direction de IIO a la memoria. La direccibn, la cual es un nümero binario, es usada p3.r-a apuntar a una sola localidad de memot-ia o dispositivo de

Una memoria puede set- vista como una serie da direcciones cada una de las cuales contiene un nhmero de ocho bits si se trata 'de una microcornputadora de ocho bits.

I i

1

1 i i i El bus dri datos es usado para llevat- informacidn entre el

microprocesador y l a memor-ia o enkre el microprocesadot- y los dispositvos de I/O. El bus de datoc e5, en muchos caías, lineas bidit-eccionales capaces de transmitir informacibn en cualquier di recc ibn. j

El bus .de control, es usado para controlar tanta el sistema de memoria tomo el.de 110. Consiste de cuatro senales: seaal RD (lectura) sebl WR (escritura), sena1 MREQ (peticibn de memoria) y seaal IOR¡EfJ (peticibn de 1/03. Las se?iales de RD y WR 5017 usadas para que 105 datos sean leidos o escritos err memoria. La seRal MREQ califica a las señales RD o WP. como lecturas de memoria o escritura en memoria y la sena1 1

IOEECJ la5 cali-fica como lecturas de 110 u escrituras de I/O.

i

I

Transferencia de datos.

El micr~procesador dedica una gran cantidad de tiempo transfiriendo datos hacia memoria y dispositivos de I/O. Oproximadamente el 50 X de tiempo 10 utiliza para "traer" instrucciones de memoria y ejecutarlas.

Las computadoras actuales almacenan comandas o instrucciones en su memoria de tal forma que e5 posible ejecutar ' las instrucciones a una qr-an velocidad. Esto se conoce como el concepto de programa alamacenado.

t

"

Qperaciones aritm&ticas y lbgicas.

Una pequefía porcidn de tiempo es utilizada por el microprocesadot- para real izar operaciones aritm&ticas y ldgicas. En muchos microprocesadore~ el tiempo tipico en que estas operaciones 5e realizan es de uno a dos microsegundos.

- <

Toma de decisiones.

La habilidad de las microprocesadot-es para tomar decisiaws

resultados y condiciones que 5e vayan dando- a (basados, claro esta, en tablas. de decisiones depe

Esto a su vez, le permite al programadcw desarrollar software que puede Y e5 precisamente esta habilidad de los rnicrapt-ocesador-es que hace de una computadora un arma tan poderosa.

de lo5 .- -> _, programa) le permite procesar incormacibn mas eficientemente. ejccutár un

elegir deferentes trayectorias a traves de un pt-ograma.

Sistema de memoria.

El sistema de merrioria en una computadora, realiza dos

1.Almacenar las instrucciones del programa. 2. Almacenar los datos usados pot- el programa.

En mucho5 sistemas el programa es almacenado en una

i mpor tantec; tareas:

memoria RON (Read Only Memory) y 105 datos cion almacenadas en una memoria RRM (Random Access Memory).

I El Froarama.

El programa en una computadora,dirige las operaciones del micrpprocrsador. La5 instrucciones son nümeros binarios que son interpretados por- el microprocesadot- como var ids operaciones que tendra que ejecutar. A l conjunto de esta5 instrucciones e5 llamado programa.

I

Tinos memoria.

Coma ya se ha mencionado en lineas anteriores, la memoria ROM o EPROM (Erasable/Programmable Read Only Memory), . es usada camünmente para almacenar el programa y la memoria RAM; es usada para almacenar los datos.

La memoria RUM es programada con la informacidñ" de la fabrica en donde +u& manufacturada. La memaria EPROlVl es programada por un dispositivo que se llama pragramador de EPROM.

Una memoria EPROM puede ser tambien borrada en caso de que -así se desee. Para borrar una EPROM, esta tiene que ser expuesta a luz ultravioleta de alta intensidad por algunos minutos.

La memoria RAM es comünmente un dispositivo de tecnologi-a WOS c) CMOS. En pequePros siis%&#~mas de memoria una memoria RAPl estatica. En grandes.sistemas de memar'ia la RAM es una memoria RAM dinarnica.

Las memorias RCSM estaticas requieren mas potencia para operar, peroala interqace con el microprocesador es mas sencilla que la memoria RAM dinarnica, la cual requiere menas potencia y es mas compacta pero requiere de circuiterla adicional para operar con el microprocesador. ?

I Disoositivos I/O.

. . - .

. . . - . . . . .- -. . . . . .._ . . . . .. . . -_ ..I_-- A.,

. -.

Los dispositivos de f /O en una computadora logran la interaccibn del microprocesador con el mundo I exterior. El micropracesadot- se comunica a los humanos y/o a otras mAquinas a traves de los dispositivos de 1/0, los cuales 5e deifinsn corno .

dispositivos que aceptan una cjeffai el+ktt-ica pat-a procesamiento o la generan.

115878

Lenuuaie de Gaauina.

El metodo fundamental para prograniar computadoras es en e l nivel de lenguaje de maquina. Coma ya se ha explicado en parrafos anteriores, las computadoras responden anicamente a cbdigos binario y debe recalcarse que l a infarmacidn dentro de la computadora,cs manejada en grupos de bits llamadas palabras.

Solo una palabra e5.almacenada en cada localidad de memorza,

.

y usualmente no hay forma de saber s i l a palabra e8 una palabra de . <

datos o una palabra de instruccidn, de ta l manera que debe haber I

alguna manera de decir- explicitamente a l a computadora que locali- dades de memoria contiene una instruccidn y cuales datas.

En su -Farma mas simple, una,palabt-a de instruccidn contiene un cddiqo binario representando l a oper:acidn que 5erB realizada y una. direccidn indicando donde se encuentra e l operando a 5er ,

utilizado. Cansideremos primero l a parte de l a palabra de instruciibn que corresponde ai cbdigo de operacibn . top- code). Asignemos arbitrariamente seis bits de una palabra d e instruccidn de 16 b i ts para de#inir e l crfidigo de operacibn. Estos son las b i t s que estableceran la5 sePrales de control para ' l a computadora. Lor restantes diez b i t 5 de l a palabra de instruccian definen l a direccibn del dato que sera utilizado por esta -

instt-uccibn. Por l o tanto cada palabra de 16 b i ts (palabra de I

J instruccidn) pasee un cedigo binario que representa l a oper-acit3n 1 3

a 5er- t-eaiizada y l a localidad del dato reqiierido. - .

Cuando se escribe un programa, se deber& usar. un .Formato que tome en consideracibn no solamente e l cbdigo de aperacian y fa direccibn d e l operando de cada palabra de instruccibn. sino tambign las localidades de memoria en donde seran almacenadas Las palabras. Todos lo5 datos usados durante l a e j ecuc ih de un programa deberan tenet- una localidad en memoria definida.

/ t I I Ventajas y desventajas de los lenguajes de mdquina.

La progr-amacibn en e l nivel de lenguaje de maquina tiene dos ventajas sobre otros niveles de pragramcibn: (a) concede acceso directo a l a memoria de l a computadora y se puede realizar una detallada depuracien del proqrama, (b) e1 maneip de l a de l a memoria es mucho mas eqiciente.

For otro lado las desventajas que presenta e l proqramar en e1 nivel de lenguaje de &quina son muchas:

1 . La programacidn en lenguaje de maciuina es muy.tediosa y se invierte una gran cantidad de tiempa. Uno debera tener en cuenta todos los datos usados y las localidades de memoria disponibles. Cada codigo de operacidn debera ser recordado junto con los formatoc de palabras Y datos de computadaras d i f e t- e n t es.

r) L. Es muy f a c i l cometer- errores cando se grqrama directamente en nivel binario. Hay algunos "tinoc" y "ceros" que deben ser colocados en las posici adecuadas.

-c s. El programador debe poseer un detallado conocimiento del hardware de l a camputadora.

4. El programa en lenguaje de maquina es bueno solo para un tipo especi-fico de compytadora y debera ser reescrito 5i el programa se "corre" en algttn otro tipo de rndquina.

Sin lugar a dudas, las desventajas que ofrece el pt-ogracnar en el nivel de lenguaje de máquina superan con mucho las ventajas de programar a este nivel.

Lenaua 1,e e_nsambladorL

Una de las principales desventajas del lenguaje de maquina es que se debe usar un cbdigo binat-io. Obviamente es muy diFicil trabajar con largas cadenas de nSnmeros binar-ios, recordar representaciones binar-ids de cbdigos de operacibn, etc. Una posible solucibn a este problema podría set- definir un nuevo lenguaje, uno que Fea orientado ma5 hacia e l lenguaje que 5e

ut i l i za cotidianamenee y que l a computadora sea capaz de traduci este nuevo lengktaje a lenguaje de maquina. ya que finalmente e e l lenguaje que l a computadora "entiende".

r -ii

El nueva lenguaje de maquina deber& set- carrelacianada con e1 lenguaje de maquina. E5to quiere decir que debera haber una relacifin una a uno entre rada "palabra" del nueva lenguaje y cada instruccidn del lenguaje de maquina. AdemAs de esa .cada ."palabra" deberA sugerir la accion que sera realizada, de esta manera, se utilizaran nem&nicos (cOdigos 5imbi31icas que tendran la +uncrian de recordarnos la instruccidn que se realiza).

El ensamblador-,

Una vez que el lenguaje ico ha sido especificado, el

conversión a lenguaje de m vcarsidn es realizado por un lenguaje de

lenguaje de maquina (separadas en pequenos prouramas) el c u a l Convierte el cadiqo nembnicti del programa en lenguaje de maquina.

Cada una de las instrucciones simb&licas es almacenada en memoria en forma binaria junto con su equivalente instruccibn en lenguaje de maqmina. En otras palabras, el ensamblador incluye una tabla que contiene las instrucciones simbdlicas y 5u currespandiente instruccibn en lenguaje de maquina.

Una de las rutinas del ensambladar va comparando. ids instrucciones simbdlicas del programa con la tabla mencionada

binario equivalente de l a instruccibn simbblica e5 tomado 'de l a tabla de comparacibn y e5 almacenado en una localidad de memoria como l a parte del cüdiya de operacidri de la palabra de instrucrion del lenguaje de maquina. Esta rutina 1-5 llamada cada vez que una palabra de instruccidn sea traducida a lenguaje de maquina.

El praqramador puede crear -ius propios sitnbolos para propt~sitos como definicibn de localidades Q palabras de datos ti instrucciones I Otras rutinas de? ensamblador son usadas para detectar errores de lenguaje, proporcionar 1 icitados del programa ensamblado, etc.

siguiente paso es determ' cabo la . . .

El ensamblador consiste de un ntmera de rutinas an

anteriormente. Cuando una correspondencia ?cut-re, el valor I I

Ventajas y d~y~oentaja~~ del lenquaje ensambladar,

Las ventajas y desventajas de la programacibn en lenguaje ensamblador 5e analizan a cantinuacibn.

Ventajas del lenguaje ensamblador.

1. Proporciona un cbdigo de instt-uccidn mas eCiciente.

2. Usa un minimo nditnero de localidades en memoria para resolver un prablerna, similar a l lenquaje de m&quinad

3. Da un tal lado control de las operaciones de software.

d 4 . .Reduce e l . tiempo necesario para escribir programas, d-acil depuracibn de los mismos.

5. Hace posible que las tareas de proqramacibn se puedan entre varios programadores.

dividir

I

Desventajas.

1. Requiere un conocimientpo del hardware de la mdquirw l a relacibn uno a uno que aCtn existe con las instruc maquina.

2. La codiSicaidn, detallada y laboriosa. toma mucho tiempo.

3. Dependencia con l a maquina.

Lsnciuajes a l to nivel. -

Una vez que se han vioto los conceptos basicas de prgxJramacibn en lenguaje ensamblador, no debe ser demasiado d i f i c i l concebir coma loci lenguajes de a lto nivel operan. La principal diferencia esti-iba en la reaccidn de la computadora a las declaraciones del pt-oqramadot-.Mientras que en l a praqramacibn en lenguaje ensamblador l a computadova traducia a lenguaje de maquina en una relacibn uno a uno? en los lenguajes de alto nivel l a computadora puede traducir muchas declaracianes en lenguaje de tnaquina a partir de una declaracian en lenguaje de a l to n i v e l .

14

. - - ,

I I

Cada lenguaje de alto nivel debed tener un r-eper-torio de sirnbalno permitido 7 ma5 algQn tiPo de prwt-ama que traduwa *

t3Isto.s simbolos a declaraci~nas en lenguaje de maquina.

enfacado a resolver problemas es-cificos. For ejempla el lenguaje de alto nivel COBOL (Common Business Oriented Lsnguaje, por SUI siblas en1 ingles) usa tltrminos asaciados can operaciones comdrciales,

Un determinado lenguaje de alta nivel se construye

I s .

ORTRAN (Formula Translation) esta orientado a problemas. ,

lgebraicos y maternaticos, etc. . , _ _

. . , Estos tipos de lenguajes son usualmente independientes del - j

> . hardware de l a computadora y se pueden transportar a diferentes . 4

tipos de m&quina con suficiente capacidad de memoria

Gar50 el cornpilador) es mucho mas poderosa que el prpgrama samblador dando al programadot- mayores facilidades para say r a 1 1 ar soft ware.

Para el desarrollo del proyecto? en lo que'respecta a lenguajes de pvoqramacibn, se utilizb el lenguaje ensambladar del

1 mlcropracesador 8051 de Intel y el lenguaje Pascal coma leftguafe

,-L. . 1

4 El programa que realiza la tradurcion del lenguaje (en este *

* 1

L

Ea alto nivel. ,

i

6

1 1 .

I i

I

,

. _, .. , . . . . . .

, . . _ "_ , . . -

I

cw113GHXQN. 8

I I

I

Una aplicacibn practica e inmediata l a implmniantacidn de! un oscilascopio digita l basado en el sistema de adquisicicin #e

I datos. . . I

Breve descripcidn. I

La idea bacoica es t o uestras de una cseíhl anal cua,lquicera (procesa de co puerto serle de l a computadora, en donde par medio de un (Fooftaware) be grafique en l a pantalla de lacam

, de onda de l a seRa analmica-

l l e v a I

I ’ tiempo real , e5 decir la muestra tomada es inaradiatamsnte sisitema

I dependera en gran parte de l convertidar ‘A/D y .del I 1 nicraprocesador.

i Una vet qua se tienen las muestras digitalizadak-de lp1’5eplal i analbgica en l a memoria de l a computadora, no sala 5erh pasiblie I gra.ficarla sino tarnbien podria aplicarse alg&n atro tipo de

procesamiento {par ejemplo obtener = l tJW=ctro en frw3l=nc=ia de l a sehal) .

1 I

La toma de muestras y la transmisidn de las mismas se , I a cabo por e l sistema de adquisicibn de datos, to& manejado a \

transmitida,, por lo que la .Frecuencia de operacidn del

I

(

- . c ..=

145872 I

I

I I

Resolucibn --8 b Tiempo de canversi Bn--100 microsqgundos Valtaje de alx-entacibn--J Volts Rango de yoltojes de las s ~ f l a l ~ ) s muestreadas-0 a 5 Volts Potencia consulalda t i p i c a --1S mW

I

I

I 4

i

I

*

Una ' vez muestreada l a señal , se obtieernsn val-ictres binarios de ocho bitss, que indican l a amplitud de l a sti?fMl en turna on el instante t.Dicho5 valores muteetreadas swan l a base para la

una cotnputadora perscinal p * = - en ti=mp* r=ñl-Para lwt-ar 10 ariterior es necesario hacer l l qs l r io5 bytes o~arnidoc, del A/D d

rk):ica de la sena1 mernciania * O L a gra.fi== sie en =l

la P.C. que es presisamente l a l a que drosmpeRa e5ta etapa t r( I L .

I Valiendlose dQ un si lador

A/ñ inteal), se hace l a t ranmis @ las bytes ga=r*dos p

a l a P.C. E l sistema minim 8031 (llamado kit en lo adelante) t toma los byte de l &ID pot- medio de una interqace ;&ata inter.face\

! es un circuito integrado llamado PPI de la familia de peril%ricos' de intelg y gracias a un programa ensamblador que controla al k i t

I 8031 , los bytes de informacibn san transmitidos en -Forma serial a l puerta serie de l a

I

I

maquina p.c . en donde %.an graficadbs.

I

i--ecuper-aci&n de la- ziePld1 ar - i g in & c de Software en la p.c.

I

el cual 510 deoscribe inas detalladamente inas adelante.' . <

. OeRMA E M LENW#F ENCiAMEkRDUR UBADD EN EL KiT8031. TE PEOGR6?rMA FUE GAR@AL)B-@:N LA MEMORE& RBM DEL KIT

UEBA (CON L A GlUE SE MIDE L A SENAL) Y L A PC. ER POSIBLE Lfi INTERFACE ENTRE L A PUNTA DE

DTH Ea0 N EQU 87H

I !G llz3Off

I

I

I ! /IDXEN: SJMP PENDIEN NTIENE EN ESTE CICLO !G 12QOH UNh INTERRUPCIBN.

MPV L)PTR~#1801)1PT REALIZA L A TRW@MIt31MU. M V X A,@DPTR MC3V SBüF,b

CLE TI E CCMF'LETA L A RET I T R A M ~ i S I O N . END END.

. JNB T I , L 1 EN ESTE CICLO

I i

1 - i

1 i

1 t

I

b

I

f i

.. ,

Respecto a l softkiarlsr de la p.c. el interas se centra en la , graficacibn de la se'hal muestreada en el itor.

El programa aplicado se divide en tres partes la inicializaci grá+ica, la lectura del puerto 5 p.c. y la graqic bn de l a senal.

La inicializaci&n grBfica tiene la funcibn de dar del alta archivos grg9icos y ver- por l a especificaciones particulares del monitdrl&csta parte nos indica que tipa de monitor es y cuankos pircerlws tiene a 10 largo y - a 1c1 anchQ, entre otras caracterist icas que nos son indispensables conocer par-a poder hacer la quWica.

-

. .

La lectura del puerto serie , 5e hace tratando a este carno un archivo.Se habre el puerto serie declarandalo con un nombre con carakter de archiva quedando listo para hacer lectura &E los bytes de infarmacibn,

- I La gr-aficacidn de l a señal lleva la siguiente logica:

Coma 10s byte cion de mho bits , tehemos valorem entre cera I y 25S9 dande el cero indica la amplitud minima de l a BiEahal 1

i considaracidn de quia el p i x e l superior equivale al byte 255 y que 1

muestrada , que en nuestro caso 5 3 3 - 3 . cero V o l t s y 235 l a nlimero

de pixelas (vet'ticalmente) de que consta el monitor , se hace la

el Inferiar equivale al hyt& O. E5to se loqra pot- medio de la cialucibn de l a regla de tres siyuiente :

. amplitud maxima, que sera de S Volt5 .Una vez teniendo el

I I

ZfoSJ es al pixel superior como A=

byte recibido es al pixel x que se i1itrniní;lra.

Una vez encendido un piwe1,el programa hace que el punto da . referencia sobre X (sobre las pixelss h o r i z o 5@ d.c35Pl==

e f t a X, donde despubs de aplicar la consi &cion matefnat r-ior se gt-a-ficara otro pixel y de a forma se irá enda un barrido horizontal hasta llenar l a pantalla con la 1 recupgrada.Um vez lleno el monitor can la grP-Fica se barra y se repetir4 el praeesa desde l a parte mas a la izquierda ,

d e l moni%or . c

I I

Una funcipn de operation que tiene e l usuario , es la de conqelaci¿m de grA9ica úasplegada, e5 decir , como l a siiePlca1 graficada es en tiempo real I esta se esta moviendo constantemente en e l tiempo.Si el usuario quiere congelar l a imagen bastard con oprimir l a tecla pausa y par.a dasbtongslar tendra que volver a oprimir dicha tecla.

El programa se abortara si se teclea cuaiquier otra tecla

En las siguientes paginas se detalla el programa que erst&

que no sea la de pausa . hecho en e l lenguaje fuente Pascal 5 .0 .

I

da

- Velocidead de reespuesta

- Amplitud de las (iaM'ialei muestreadas

- Frogramaeibn del baud rate en rol 8031

Destr iec ibri

El oscilorcapio digital aqui tratado tiene su5 limitaciones, como todo proyeEto 1iberado.Las mas importantes son l a vslocided de respuesta y maxima amplitud de las seaffales muestradas que puede procesar.

a a l a velo ta, se quiere oscilcmcopia tendr& u isfactorid s que caigan sabre un *der frecuencias. Se teorema de Nyquits? l a .Frecuencia de mues-trea debe ser a l menas el doble de la frecuenciaim&xima de l a se?lal muestrada.La

la velocidad cis, respuesta O procesamiento de in+armocibn de la computadora personal j aunque 5i bien .. la seRal es muestreada

v por el A/D este entrega 105 bytes mueatreados al k i t 8031 , y a 1 su vez este a la p.c. par el puerto serial, luego la p.c. graiica

~ obtenido por el ñ/D es llevado hasta l a P.C. donde 5e.grafiea l a c;effalJa travgtz del k i t 8031 ; ?pero cual de estos tres

ya que mientras esta lee un byte de 5u puerto serie y luego lo graCica transcurre un timpa considerable en el cual el A/D sigue muestreanda y e1 kit transmitiendo , pero &,tos byte so' perdidas

h t> ignoradas por l a p.c . .Esto justifica totalmente? porque la f velocidad de mustreo eo impuesta por la p.c .

I

I frecuencia de muestreo de nuestro proyecto esta determinada por

I dicho byte y queda lista para recibir otro byte.Vemais que el byte

I dispositivos es el mas lenta? , pites indudablemente es la F . C m 9

I

I

I

,

El W D es mas rapido en obtener un byte que el 8031 y a su vez este c-i md-i rapido en transmitir que la p.c. en recibir, por tanto l a frecuencia maxima de la serial muerst%-ada soportada por el equipo esta determinada por la maquina P.C. donde se esta graficando.En un principio se pens& que la5 muestras se tomalan siguiendo interrupciones hechas a l kit 8031, es decirz el A/I) da a SCI salida un byte el cual queda enganchado, luego el W L ) manda una riiclflal de interrupcidn al 8031 quien llama a una rutina de servicio para tomar el byte y mandarlo po-r el puerto eerie, mientras tanto el A/D ya no muestrea,luego l a p.c. graqica y retorna un byte de fin de proceso a l 8031, &te manda una sefiéal de comienzo al A/D para que vuelva a muestrear y 5e vuelve a rapetir toda el ciclo anterior.Esta dcscripcit3n de #uncian&micnto es mucho mhs confiable , ya que el A/D 5010 muestrea l a necesaria y en tiempas adecuados; pero a l auawn'kar senalea de handshaking (ss?lalec de control) l a frecuencia de muestreo

29

I

disminuye y por ende e l alcance del eq PO =n 5'i=¡30r tal MtiVO9 par-a agiIinar y aumentar l a velocidad @ fnu-ec;trao S@ evitaron todas &stas formalidades y se puso a trabajar e l A/D continuamente ,asi cama el 8031 a transmitir s i n parar y l a p.c. a graficar lac; bytes que &cita vaya leyendo de su puerto serie.

I I

I 1 Pera a l 5atar e l error de aproximac:icSn respecto a l baud rate

requerida nos damos cuenta que &&e es muy grande', es decir' a l daspejar de l a Farmula anterior el baud rate con el thl

I

Por otro lado l a iguracicjn del AID tiene un Valtaje in9erior de referencia a i a O vo l t s (t ierra) y un voltaje supet-ior igua l a 5 Voits.Por tanto salo se pueden graqicar seTlal@s de amplitud entra O y 5 V O l t 5 .

I

t

" T T 'r R . .

. . . .

-

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I

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DI a E L

LQS . siwientesi diagramas muestran los circuito%

La primer-a parte mueK;tra e l sistema minimo , del ontrolador 8031 de intel e l cual se eiabDrO, tanta en r-e y hardware en l a UAM iztapalapa. Este sistema minirno

utilizad& en e l proyecto en dos parteso

consta de : t Un micrccontrolador 8031.- El “cerebro” del sistema. t Una memoria EPRQM.- Contiene e l programa monitor del sistema.

. * Una memoria R4N C&B 64KBytes.-Para almacenar loti programas a ejecutar. t Un display de 8 displays de 7 segmentos.- Fara visualizar datos como: direcciones de memoria, datas contenidos en memoria, datos a guardar en mmr i a , etc. t Un teclado de 24 teclas.- Par-a meter datas, leer

f Un mapeo de 2KBytes. t Un bus de datos de 8 b i t s . t Un bus de direcciones de 15 bits.

datos, e t C .

i

La segunda parte muestra la coneccibn ton e l PPI y la concoxi6n con e1 ADC, a uno de SUB puertos de- entrada-. El PP4 se tuvo que programar para que trabajara de ta l forma que uno de sus puertos de 8 bits trabajara carno entrada (ver manual intel periphericals). El convertidos tie hizo trabajar a una velocidad de aprox ¿00K”z., o ea, que antr-ega 600 muestras de 8 - bits pa I

segundo.

1 1

i s I El 74121 se usa para lo siguiente.

f I

I I Par.a decirle al micro qua cada vez qua el cunvertidar I entregue una muestra y la tome, SE! le manda un pulso que entrega I

I e1 convertidor ( F i n de canversibn ) a una de su5 intsrr-upciones! I pero e l pulso que entrega el conveytidor- es muy corto en tiempo

pot- lo tanto e l micra no alcanza a recanocerla. Para. que l a 1

reconozca hay que hacer que dure m a 5 tiempo, esto 5e logra

I

, ‘

, precisamente con e l 74121. G

de los equipos digitales tales como velocidad de respuesta’ capacidad de almacenamiento en memoria, distancia da transmisibn 5er ial etc.

..

-

Far dltimo cabe mencianaar que! se alcanzaron prupuestos de una manera satisfactoria.

I

b .

objetiv’crs

í

Iatf

- Dovio Marc Qigital System .Ed. Wiley, 1983

Ed. Frenkice H a l l , 1-8 *

- BQYC~, Je+ferrFjon C. Digital Computers Fundamentals Ed. Prentice Hall, 1977

- Manual TTL Matoro 1 a

O - Manual. Mmary Intel

- Manual Per Intel

- Manual 8051

. !

i

ROGRMA EN LEr”CJ[.”5UA$€ E N S C I H W f 3 R üSfiW3 EN EL KIT8031 - WE PROGRCIM FUE CAR DO EN LCI HEIYIQRIA RAM DEL KIT MCI MCER POSIBLE LA iN?XRFACE ENTRE L A PUNTA DE RUEBA (CON L A QUE SE MIDE L A SWAL) Y i.4 PC.

IIDTH 80 DN EQU 87H RG 1 1 W H

MOV SGONr#01010(300B MOV THl #253 PARA LOS BAUDLOS. MOV DPTR,#i803M PRMS)RAMA AL PPI. MOV Ap#SOi.Q MOW QDPTR,A

:MDXEIN: SJW f”ENDIEN CLO R6 lZOOH

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