8/18/2019 Instrucciones Practica 3

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Universidad de CuencaFacultad de Ingenierı́a

Ingenierı́a Electrónica y Telecomunicaciones

Laboratorio Procesamiento Digital de Señales

Kenneth S. Palacio Baus

kenneth.palacio@ucuenca.edu.ec

Abril, 2016

Instrucciones Práctica 3: Almacenamiento de Señales Digitales.

Fecha:  Abril 11-12, 2016.

Grupos:  Hasta dos estudiantes.

Objetivos:

•  Utilizar una memoria RAM de alta velocidad 23LC1024 para el almacenamientode señales digitales.

•  Implementar un simple generador de funciones a partir de las señales almacenadas.

Recursos de Laboratorio:

•   Generador de funciones, oscilloscopio, sondas.

•   Fuente de poder.

•   Programador de microcontroladores.

•   Circuito microcontrolado (diseñado e implementado por cada grupo).

•  Memoria RAM 23LC1024

•

  Elementos electrónicos: resistencias, capacitores, etc.

Instrucciones:

1. Cada grupo deberá presentar y sustentar su implementación f́ısica del circuito y pro-grama funcionando en un microcontrolador con su plataforma de hardware adecuada.

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1. Procedimiento

Esta práctica pretende familiarizar al estudiante con el uso de memorias de alta velocidadpara el almacenamiento y procesamiento de señales digitales. La figura 1.1 muestra un dia-grama de bloques en el que se distingue de manera did áctica, los componentes principales

de esta actividad.

Figura 1.1: Diagrama de Bloques del Sistema

Mediante esta práctica, usted almacenará una señal digital en una memoria SRAM, conel objetivo de implementar un generador de funciones basado en las señales digitalizadasalmacenadas. Como punto de partida, cada grupo capturará la señal de un generador defunciones mediante un sistema de adquisición basado en un microcontrolador y por un tiem-po y número de muestras determinado por la capacidad de la memoria. Después, las muestrasalmacenadas servirán para reproducir las señales digitalizadas a diferentes frecuencias.

Ejecute las siguientes instrucciones:

1. Utilice como base el circuito y software implementados en la pr áctica 2. Realice lasmodificaciones pertinentes para que su circuito se acople al esquema representado enla figura siguiente:

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2. Utilice la plataforma de hardware sugerida para implementar un sistema de adquisicióny almacenamiento de señales digitales cuyo funcionamiento se indica a continuación:

a ) Configure y habilite en el microcontrolador la comunicación SPI con la memoriaRAM. La memoria de almacenamiento temporal 23LC1024, con una frecuenciamáxima de operación de transmisión de 20 Mhz, le permitirá almacenar las mues-tras de la señal a digitalizar.

b) Consulte el link del datasheet del fabricante:http://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/25142A.pdf

c ) Utilice el equipo generador de funciones para para generar las señales a almacenar.Inicialmente genere:

Señal sinusoidal

Frecuencia: 1Khz.

Amplitud: 5Vpp (0 a 5V)

d ) Establezca una frecuencia de muestreo de F 

S  = 10Khz para el sistema de adqui-sición de señales.

e )  Fase de Almacenamiento:  Al iniciar, su sistema deberá almacenar cada mues-tra (10bits) digitalizada utilizando dos posiciones consecutivas de memoria (2Bytes). Las muestras adquiridas deberán ubicarse en la memoria a manera de unbuffer  de almacenamiento temporal hasta llenar la memoria en su totalidad.

 f  )  Fase de Reconstrucción: Una vez que su software ha identificado que la memo-ria se encuentra totalmente llena, su sistema deberá pasar a la fase de reproduc-ción. En esta fase, cada muestra de la señal digitalizada (2 Bytes: 10 bits) se leerádesde la memoria RAM y se colocará sucesivamente en la entrada del móduloDAC (Red R-1R), a una velocidad (frecuencia de reconstrucción   F R) idéntica ala frecuencia de muestreo utilizada para la adquisición  F R =  F S . La lectura de lamemoria se realizará en un ciclo infinito de tal modo que la señal almacenada enla memoria sea reproducida por el sistema de mantera continua.

g ) Registre la forma de onda obtenida en la salida del sistema utilizando el oscilos-copio, y anote sus resultados y observaciones.

h ) Repita el procedimiento: Primero la Fase de Almacenamiento, pero ahora, cuandoejecute la Fase de Reconstrucción, utilice 1)  F R  =

  F S2

  y 2)  F R = 2  × F S .

i ) Registre la forma de onda obtenida en la salida del sistema utilizando el oscilos-copio, y anote sus resultados y observaciones.

 j ) En sus observaciones habrá notado que hay ciertas discontinuidades en las señalesreconstruidas. Explique a qué se debe esto e implemente un mecanismo de correc-ción de este problema:

Deberá modificar la Fase de Almacenamiento, tomando en cuenta el número demuestras a almacenar, sin necesariamente tener que abarcar toda la capacidad dela memoria. Ejecute la Fase de Reconstrucción, con 1)  F R =

  F S2

  y 2)  F R  = 2×F S .

k ) Registre la forma de onda obtenida en la salida del sistema utilizando el oscilos-copio, y anote sus resultados y observaciones.

l ) Repita los procedimientos para una señal triangular de las mismas caracteŕısticas

de la sinusoidal.

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