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CONVERSOR ANALÓGICO DIGITAL DEL PIC16F877

GRUPO A02-A03 Proyecto PAEEES 04/993. U.P.V. Escuela Politécnica Superior de Alcoy Marzo 2005 Cantero Siñuela, Iván Saúl Gil Hernández, Diego Ponsoda Hernández, Iván Richart Sanchis, Lucía Sala Gisbert, Héctor Seguí Richart, Santiago

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Grupo A02-A03. EPSA-UPV, marzo 2005.

INDICE Introducción Error deCuantificación Registros del modulo A/D Temporización Ejemplo de Conversión Bibliografía 3 5 7 11 14 17

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1. INTRODUCCIÓN
El microcontrolador PIC16F877 de Microchip puede desempeñar muchas funciones pero en la que nos vamos a centrar aquí es la de su conversor analógico-digital. Antes de meternos de plenoen su funcionamiento vamos a comentar los conceptos básicos de una conversión de una señal analógica a digital. Tanto nuestra voz como muchas de las señales que se envían a través de un medio guiado como un cable o no guiado como es el aire son de tipo continuo y pueden tomar infinitos valores a lo largo del tiempo. Por ejemplo podemos decir que la señal eléctrica que se transmite de la tarjetade sonido al altavoz es continua y puede tomar cualquier tensión entre los dos hilos.

El interés en digitalizar una señal puede surgir por varios motivos: el hecho de querer almacenarla en un soporte digital o transmitirla digitalmente para poder reconstruirla, poder tratar con programas los valores analógicos que dé un sensor, etc. Acotando la señal en un intervalo de tiempo y unos valoresmínimos y máximos de tensión tenemos que tener en cuenta dos factores fundamentales a la hora de almacenar dicha señal en un formato adecuado que pueda almacenarse digitalmente (con ceros y unos): se tiene que muestrear y cuantificar. El muestreo implica que tenemos que coger una muestra de la señal cada T segundos ya que no hay memoria suficiente capaz de almacenar los infinitos puntos de una señalen un intervalo cualquiera de tiempo. En el ejemplo de las figuras se ha acotado un segundo de tiempo y 5 V de tensión de entrada analógica del PIC.

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En la figura se han tomado 24 muestras en un segundo, esto es, la frecuencia de muestreo. La cuantificación surge por el mismo motivo que el muestreo peropara el eje de ordenadas: una vez tenemos una muestra su amplitud puede tomar infinitos valores, debemos redondear entre unos valores fijos a lo largo de ese eje. Estos valores van a depender del número de bits que vayamos a almacenar para cada muestra, por ejemplo, en la imagen se cogen 4 bits y con ellos se pueden formar 16 combinaciones y por lo tanto 16 distintos niveles en los que se puededividir el eje. El PIC cuantifica con 10 bits luego son 1023 niveles.

Tanto en un proceso como en el otro, se va a provocar una pérdida de la forma de la señal original y eso implica que se va a cometer un error de aproximación cuya magnitud se puede calcular y se comenta con más detalle en el siguiente apartado.

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2. ERROR DE CUANTIFICACIÓN
2.1. MUESTREO El parámetro fundamental del muestreo digital es el intervalo de muestreo ▲seg., o su equivalente frecuencia de muestreo 1/▲ Hz. Lógicamente, cuanto menor sea ▲, mayor número de valores obtendremos de la señal, y viceversa. El resultado de dicho muestreo es la obtención de una serie discreta ordenada {xr} = {x0, x1, x3,..., xr,...}, en la queel índice r indica la posición de orden temporal del valor xr. Así, el valor de la señal original, en el tiempo t = ▲r, x (t), se representa por xr.

Si aumentamos el número de muestras por unidad de tiempo, la señal muestreada se parecerá más a la señal continua. Respecto a esto, el criterio de Nyquist asegura que para que la señal muestreada contenga la misma información que la continua, la...