UNIVERSIDAD TÉCNICA DEL NORTE
1. TEMA: Diseño e implementación de un generador de tonos y conversión analógica digital; mostrados en un display 7 segmentos. 2. OBJETIVOS:
2.
Diseñar e implementar un conversor análogo digital con entradas a distintas frecuencias que luego se pueda visualizar en un display de 7 segmentos. Comprender el funcionamiento de un conversor análogo – digital. Simular el diseño obtenido. Montar el circuito en una protoboard p rotoboard y comprobar su respectivo respe ctivo funcionamiento.
MARCO TEÓRICO
Por definición un conversor análogo digital, es un sistema el cual toma un voltaje análogo continuo como señal de entrada y lo convierte en un numero binario de “n” bits, el cual puede ser fácilmente manipulado p or sistemas o métodos digitales” DISPLAY”.
El ADC se conecta a un multiplexor de 8 canales análogos el cual permite 8 voltajes de entrada en una sola terminación construido en los pines del puerto A. El ADC contiene un circuito de Muestreo y Retención el cual asegura que el voltaje de entrada al ADC se mantenga constante durante la conversión.
ATMEGA 164 PA Microcontrolador AVR de 8 bits de alto rendimiento y bajo consumo. Características especiales del microcontrolador - Power-on Reset (en el encendido) y detección de Brown-out (pérdida de polarización) programable. - Oscilador RC interno calibrado. - Fuentes de interrupción externas e internas. - 6 modos de descanso: Idle, Reducción de Ruido ADC, Power-save, Power-down, Standby y Standby extendido.
RESISTENCIA DE ½ DE POTENCIA Dispositivos que permiten controlar la cantidad de corriente que circula a través de un circuito.
Figura 4. Símbolo de la resistencia, y aspecto físico de la misma.
PULSADORES Un pulsador es un dispositivo utilizado para activar alguna función. Los pulsadores son por lo general activados al ser pulsados, normalmente con un dedo. Se tiene corriente mientras es accionado. Cuando ya no se actúa sobre él vuelve a su posición de reposo. Los botones son por lo general activados, al ser pulsados con un dedo. Permiten el flujo de corriente mientras son accionados. Cuando ya no se presiona sobre él vuelve a su posición de reposo.
TIMER 555
El dispositivo 555 es un circuito integrado muy estable cuya función primordial es la de producir pulsos de temporización con una gran precisión y que, además, puede funcionar como oscilador. Sus características más destacables son:
Temporización desde microsegundos hasta horas. Modos de funcionamiento: Monoestable. Astable. Aplicaciones: Temporizador. Oscilador. Divisor de frecuencia. Modulador de frecuencia. Generador de señales triangulares. o o
o o o o o
DECODIFICADOR 7447 Decodificador integrado 7447 es un circuito lógico que convierte el código binario de entrada en formato BCD a niveles lógicos que permiten activar un display de 7 segmentos en donde la posición de cada barra forma el número decodificado. Este módulo nos enseñará a realizar un decodificador BCD a 7 Segmentos con salida para un Display de ánodo común.
DISPLAY DE 7 SEGMENTOS. Cada segmento esta designado con una letra. El punto decimal se denomina P. A la derecha vemos una representación del encapsulado con los pines para conectarlo a un circuito. A cada pin o pata del encapsulado le asignamos la letra correspondiente del segmento. Esto significa que, por ejemplo, con el pin "a" podemos controlar el estado del segmento "a" (encenderlo o apagarlo). Ademas vemos en el encapsulado dos patillas llamadas "U", cuya función pasaremos a explicar en breve.
PARLANTES El parlante es un dispositivo utilizado para reproducir sonido desde un dispositivo electrónico. También es llamado altavoz, altoparlante, bocina, speaker. Los parlantes convierten las ondas eléctricas en energía mecánica y esta se convierte en energía acústica. Más técnicamente, es un transductor electro acústico que convierte una señal eléctrica en sonido.
3.
DIAGRAMA DE BLOQUES.
4.
DIAGRAMA CIRCUITAL
CIRCUITO GENERADOR DE TONOS CON UN 555
Circuito de generador de tonos conectado al Microcontrolador ATMEGA 164P.
Circuito salida al decodificador
5.
DESARROLLO Materiales: - 10 pulsadores -Parlante - Display - Protoboard - Cables de prueba - Resistencias ½ w de potencia - Decodificador 7447 - Atmega 164PA
6.
Código Micro controlador en AVR (CodevisionAVGR) LIBRERIAS
#include //libreria del microcontrolador #include //libreria de los tiempos PUERTOS
Port A initialization // Func7=In Func6=In Func5=In Func4=In Func3=In Func2=In Func1=In Func0=In
// State7=T State6=T State5=T State4=T State3=T State2=T State1=T State0=T PORTA=0x00; DDRA=0x00;
// Port B initialization // Func7=Out Func6=Out Func5=Out Func4=Out Func3=Out Func2=Out Func1=Out Func0=Out // State7=0 State6=0 State5=0 State4=0 State3=0 State2=0 State1=0 S tate0=0 PORTB=0x00; DDRB=0xFF;
// Port C initialization // Func7=Out Func6=Out Func5=Out Func4=Out Func3=Out Func2=Out Func1=Out Func0=Out // State7=0 State6=0 State5=0 State4=0 State3=0 State2=0 State1=0 S tate0=0 PORTC=0x00; DDRC=0xFF;
// Port D initialization // Func7=In Func6=In Func5=In Func4=In Func3=In Func2=In Func1=In Func0=In // State7=T State6=T State5=T State4=T State3=T State2=T State1=T State0=T PORTD=0x00; DDRD=0x00;
CONVERSIÓN ANALOGO/DIGITAL
// Analog Comparator initialization
// Analog Comparator: Off // Analog Comparator Input Capture by Timer/Counter 1: Off ACSR=0x80; //Puertos utilizados para la conversión análogo digital ADCSRB=0x00; DIDR1=0x00;
// ADC initialization // ADC disabled ADCSRA=0x00;
// SPI initialization // SPI disabled SPCR=0x00;
// TWI initialization // TWI disabled TWCR=0x00;
SALIDA DEL DISPLAY
while (1) { if(PINA.0==1) { PORTD.0=1; delay_ms(200); OCR0A = 0X1D;
} if(PINA.1==1) { PORTD.1=1; // delay_ms(200); OCR0A = 0X3C; //Valor del ADC, de las frecuencias de tono } if(PINA.2==1) //Pulso recibido { PORTD.0=1; PORTD.1=1; delay_ms(200); OCR0A = 0X5B; // Valor del ADC o las frecuencias del generador de tonos } if(PINA.3==1) //Pulso recibido { PORTD.2=1; delay_ms(200); OCR0A = 0X7A; } if(PINA.4==1) { PORTB.0=1; PORTD.2=1; delay_ms(200);
OCR0A = 0X99; } if(PINA.5==1) { PORTD.1=1; PORTD.2=1; delay_ms(200); OCR0A = 0XB7; } if(PINA.6==1) { PORTD.0=1; PORTD.1=1; PORTD.2=1; delay_ms(200); OCR0A = 0XD6; } if(PINA.7==1) PORTD.3=1; delay_ms(200); OCR0A = 0XFA; } } }
10. FUNCIONAMIENTO Introducimos una señal generada por el timer 555 en la entrada ADC del micro controlador ATMEGA 164 P, la cual es el puerto A, generamos un código en el DC con niveles de voltaje diferentes para cada uno de los tonos introducido por el generador de tonos, estos voltajes se pueden visualizar en la tabla de resultados. El puerto C es de salida y lo conectamos a un decodificador de 4 segmentos 7447, el cual es conectado a un display de 7 segmentos y se visualiza la salida de la conversión análoga digital en el mismo, números del 0 hasta el 8
9. Resultados Salida Display
Voltaje
0
1
2
3
4
5
6
7
8
0
9. CONCLUSION:
Para la generación de tonos utilizamos un circuito de piano implementado con un 55 5 el cual dependiendo de la tecla que presionemos y del voltaje, generara un número respectivo en el display.
Generar un tono con un distinto voltaje para convertirlo, en una señal digital en un número digital equivaente y poderlo visualizar en un display ánodo común de 7 segmentos. Con La utilización del ATMEGA 164P, nos permite realizar tareas que durante años fueron realizadas por sistemas electrónicos como por ejemplo decodificadores, PLL, entre otros.
10. BIBLIOGRAFÍA http://es.scribd.com/doc/7843072/Capitulo9-Convertidor-Analogo-Digital-del ATmega164-espanol http://es.scribd.com/doc/31389171/Informe-6-Conversion-a-d-y-D-A
7 ANEXOS:
