ET53C - SISTEMAS DIGITAIS

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1 ET53C - SISTEMAS DIGITAIS Conversores A/D e D/A Prof. Glauber Brante e Profa. Mariana Furucho gbrante@utfpr.edu.br e marianafurucho@utfpr.edu.br UTFPR Universidade Tecnológica Federal do Paraná DAELT Departamento Acadêmico de Eletrotécnica Profs Glauber Brante e Mariana Furucho (UTFPR) Conversores A/D e D/A 1 / 18

2 Modo Captura 1 Transdutor: Dispositivo que converte a variável física em uma variável elétrica. 2 Conversor Analógico-Digital (ADC) 3 Sistema Digital: Gera os sinais de controle ou realiza o monitoramento. 4 Conversor Digital-Analógico (DAC) 5 Atuador: O sinal analógico pode ser conectado em algum dispositivo que modificará a variável física. Profs Glauber Brante e Mariana Furucho (UTFPR) Conversores A/D e D/A 2 / 18

3 Conversores A/D rofs Glauber Brante e Mariana Furucho (UTFPR) Conversores A/D e D/A 3 / 18

4 Definições O conversor A/D realiza a conversão de uma tensão analógica em valores digitais, isto é, em números binários; Para o PIC16F877A, a conversão do valor analógico em digital é realizada com comprimento de 10 bits; Quanto maior a quantidade de bits, maior a resolução e precisão do A/D; Por exemplo, supondo que a tensão aplicada ao pino de A/D varia entre 0 e 5 V, e que o conversor possui 8 bits, a resolução é: Resolução = V 2 N 1 = rofs Glauber Brante e Mariana Furucho (UTFPR) Conversores A/D e D/A 4 / 18

5 Definições O conversor A/D realiza a conversão de uma tensão analógica em valores digitais, isto é, em números binários; Para o PIC16F877A, a conversão do valor analógico em digital é realizada com comprimento de 10 bits; Quanto maior a quantidade de bits, maior a resolução e precisão do A/D; Por exemplo, supondo que a tensão aplicada ao pino de A/D varia entre 0 e 5 V, e que o conversor possui 8 bits, a resolução é: Resolução = V 2 N 1 = = 5 = 19, 61 mv 255 Alterando o conversor A/D para 10 bits, temos: rofs Glauber Brante e Mariana Furucho (UTFPR) Conversores A/D e D/A 4 / 18

6 Definições O conversor A/D realiza a conversão de uma tensão analógica em valores digitais, isto é, em números binários; Para o PIC16F877A, a conversão do valor analógico em digital é realizada com comprimento de 10 bits; Quanto maior a quantidade de bits, maior a resolução e precisão do A/D; Por exemplo, supondo que a tensão aplicada ao pino de A/D varia entre 0 e 5 V, e que o conversor possui 8 bits, a resolução é: Resolução = V 2 N 1 = = 5 = 19, 61 mv 255 Alterando o conversor A/D para 10 bits, temos: Resolução = V 2 N 1 = = 5 = 4, 88 mv 1023 rofs Glauber Brante e Mariana Furucho (UTFPR) Conversores A/D e D/A 4 / 18

7 Conversão do Sinal Analógico em Digital Parâmetros: A/D de 8 bits + Vref = Vdd = 5V - Vref = Vss = 0V Resolução de 19,61 mv/bit Níveis de Tensão Representação 0 V B ,61 mv B V B Parâmetros: A/D de 10 bits + Vref = Vdd = 5V - Vref = Vss = 0V Resolução de 4,88 mv/bit Níveis de Tensão Representação 0 V B ,88 mv B V B Profs Glauber Brante e Mariana Furucho (UTFPR) Conversores A/D e D/A 5 / 18

8 Exemplos de Cálculo para Conversão A/D Parâmetros: A/D de 8 bits + Vref = Vdd = 5V - Vref = Vss = 0V Resolução de 19,61 mv/bit 2,5 V =? Parâmetros: A/D de 10 bits + Vref = Vdd = 5V - Vref = Vss = 0V Resolução de 4,88 mv/bit 2,5 V =? rofs Glauber Brante e Mariana Furucho (UTFPR) Conversores A/D e D/A 6 / 18

9 Exemplos de Cálculo para Conversão A/D Parâmetros: A/D de 8 bits + Vref = Vdd = 5V - Vref = Vss = 0V Resolução de 19,61 mv/bit 2,5 V =? 5 V 255 2,5V X X = 127,5 128 Parâmetros: A/D de 10 bits + Vref = Vdd = 5V - Vref = Vss = 0V Resolução de 4,88 mv/bit 2,5 V =? 5 V ,5V X X = 511,5 512 Profs Glauber Brante e Mariana Furucho (UTFPR) Conversores A/D e D/A 6 / 18

10 Módulo A/D - PIC16F877A 10 bits de conversão 8 canais de entrada AN0 RA0 AN1 RA1 AN2 RA2 AN3 RA3 AN4 RA5 AN5 RE0 AN6 RE1 AN7 RE2 Tensões de referência configuráveis: Vref+ (superior) Vref- (inferior) Profs Glauber Brante e Mariana Furucho (UTFPR) Conversores A/D e D/A 7 / 18

11 Diagrama em Blocos do A/D Profs Glauber Brante e Mariana Furucho (UTFPR) Conversores A/D e D/A 8 / 18

12 Registradores de Configuração do A/D ADCON0 (A/D Control Register 0): Controla a operação do módulo A/D ADCON1 (A/D Control Register 1): Configura as funções do PORTA e PORTE, e como o resultado será armazenado ADRESH (A/D Result High Register): Parte alta do resultado do A/D ADRESL (A/D Result Low Register): Parte baixa do resultado do A/D Profs Glauber Brante e Mariana Furucho (UTFPR) Conversores A/D e D/A 9 / 18

13 Registrador ADCON0 ADCS1:ADCS0: Seleção do clock de conversão do A/D Em conjunto com o ADCON1. CHS2:CHS0: Seleção do canal analógico 000 canal 0 (AN0) 001 canal 1 (AN1) 010 canal 2 (AN2) 011 canal 3 (AN3) 100 canal 4 (AN4) 101 canal 5 (AN5) 110 canal 6 (AN6) 111 canal 7 (AN7) GO/DONE: Bit de status da conversão A/D 0 conversor A/D em espera 1 conversão A/D em progresso setar esse bit para iniciar conversão! ADON: Bit para ligar o módulo A/D 0 conversor A/D desligado 1 conversão A/D ligado rofs Glauber Brante e Mariana Furucho (UTFPR) Conversores A/D e D/A 10 / 18

14 Registrador ADCON1 Profs Glauber Brante e Mariana Furucho (UTFPR) Conversores A/D e D/A 11 / 18

15 Registrador ADCON1 Profs Glauber Brante e Mariana Furucho (UTFPR) Conversores A/D e D/A 12 / 18

16 Registrador ADCON1 Profs Glauber Brante e Mariana Furucho (UTFPR) Conversores A/D e D/A 13 / 18

17 Conversores D/A rofs Glauber Brante e Mariana Furucho (UTFPR) Conversores A/D e D/A 14 / 18

18 Circuitos Conversores D/A Resistores Ponderados: ( V out = V D V C V B + 1 ) 8 V A Profs Glauber Brante e Mariana Furucho (UTFPR) Conversores A/D e D/A 15 / 18

19 Circuitos Conversores D/A Rede R-2R: Profs Glauber Brante e Mariana Furucho (UTFPR) Conversores A/D e D/A 16 / 18

20 Programação em MikroC rofs Glauber Brante e Mariana Furucho (UTFPR) Conversores A/D e D/A 17 / 18

21 Programação em MikroC Configurar TRISx Chamar a função adc_read(x) X é o canal analógico Valores são sempre justificados à direita!! void main () { unsigned int temp_res ; // var 16 bits para salvar conversao AD (10 bits ) TRISA = 0 xff ; // configura PORTA como entrada } while (1) { temp_res = Adc_Read (0) ; // faz conversao AD ( canal 0) e grava na variavel... } rofs Glauber Brante e Mariana Furucho (UTFPR) Conversores A/D e D/A 18 / 18