Voltimetro adc

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Proyectos de sistemas digitales

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6.7. Voltímetro digital
Diseñe un voltímetro digital que reciba una señal analógica de entrada comprendida entre 0 y 5V, y represente dicho valor en dos visualizadores de 7 segmentos, con una precisión de décima de voltio.

6.7.1. Diagrama de bloques
La solución del problema la hemos dividido en cuatro bloques representados en la figura 6.30. Unprimer bloque se encargará de la conversión de la señal analógica en valores digitales. El valor digital obtenido, una vez convertido al formato adecuado mediante un bloque codificador binario a BCD y multiplexado, pasará a un bloque de visualización donde se mostrará el valor de tensión en dos visualizadores de siete segmentos. Para controlar las señales de los bloques anteriores y realizar lamultiplexación del dato a visualizar, utilizaremos un circuito de control implementado en una GAL22V10.
CLK RST D_OUT[3..0] DB[7..0] DEC[3..0] Codificador UNI[3..0] Binario OE a BCD Bloque de Control (GAL22V10) SEL_U SEL_D Bloque de Visualización

Vin

Bloque Conversor

/RD /WR /INTR

FIGURA 6.30. Diagrama de bloques del voltímetro digital.

6.7.2. Conversor A/D
El conversor utilizado, elADC0804, posee tres entradas de control, /CS, /WR y /RD y una salida /INTR, que facilitan su interconexión con un microprocesador, figura 6.31. En la solución que planteamos, la interconexión se realizará con la GAL22V10 como circuito de control.

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Aplicaciones y problemas de electrónica digital
+5V /RD /WR 150pF 10kΩ
2 3 1 19 4 6 7 8 9 10

ADC0804 VCC RD WR CS CLKR CLKIN VIN+ VINAGNDVREF/2 DGND DB0 DB1 DB2 DB3 DB4 DB5 DB6 DB7

20 18 17 16 15 14 13 12 11

Vin

DB[7..0] INTR
5

/INTR

FIGURA 6.31. Conversor ADC0804.

La señal /CS es la de habilitación del conversor. En nuestro caso y por simplicidad, hemos conectado dicha entrada directamente a tierra. La señal /WR indica el inicio de una nueva conversión. La señal de salida /INTR nos indica cuándo se ha producido elfinal de la conversión y existe un nuevo dato disponible. Por último, la señal /RD permite leer el último dato convertido. La figura 6.32 muestra el cronograma de funcionamiento del conversor. El proceso de conversión A/D comienza cuando la señal /WR pasa al nivel bajo (1), momento en el cual la señal /INTR pasa al nivel alto, indicando que se ha iniciado el proceso de conversión y, por tanto,que todavía no hay disponible un dato a la salida. El inicio propiamente dicho de la conversión se produce cuando la señal /WR pasa de nuevo al nivel alto (2). Transcurrido un tiempo de conversión Tconv, la señal /INTR pasa al nivel bajo, indicando que hay un nuevo dato convertido. La lectura del dato se lleva a cabo mediante la activación de la señal /RD. Mientras ésta permanece en nivel alto, lasalida del conversor se encuentra en alta impedancia. Teniendo en cuenta que durante el proceso de conversión el valor digital de salida no es el correcto, esta señal /RD permite poner dichas salidas en alta impedancia hasta alcanzar el final de la conversión. En el instante en que /RD pasa al nivel bajo, se produce una habilitación de registro paralelo-paralelo interno (4), y en consecuencia seobtiene a la salida el dato convertido. A su vez, la señal /INTR pasa al nivel alto (3), indicando que se ha procedido a leer el dato del conversor. Al desactivar /RD la salida del conversor vuelve a alta impedancia (5).

Proyectos de sistemas digitales

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/WR (1) /INTR Tconv /RD (4) DB[0..7] DATO (5) (3) (2)

FIGURA 6.32. Cronograma de control del conversor.

El ADC0804 es unconversor de aproximaciones sucesivas que requiere de una señal de reloj para su funcionamiento. El propio conversor dispone de un circuito generador de reloj, cuya frecuencia de oscilación viene fijada por una resistencia y un condensador externos. Para nuestra aplicación, donde la velocidad de adquisición no es crítica, se ha elegido una frecuencia de 640kHz, dada por un valor de resistencia de 10kΩ y...
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