Experimento 6 Conversor analógico digital e comunicação serial

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1 Experimento 6 Conversor analógico digital e comunicação serial Objetivo: O objetivo deste experimento é verificar o funcionamento e a utilização do conversor analógico digital e da porta de comunicação serial dos microcontroladores da família AVR da atmel. Introdução aos conversores analógico digitais: O conversor A/D utilizado na família de microcontroladores AVR tem as seguintes características. 10 bits de resolução Linearidade de 0,5 LSB Precisão absoluta de ± 2 LSB Tempo de conversão de µs Até 15K amostras por segundo em resolução máxima 6 canais multiplexados Opção de trabalhar em 8 bits Tensão de entrada de 0 - VCC Referência interna opcional de 2,56V Interrupção de final de conversão O resultado das conversões depende de dois fatores, da tensão na entrada e da referência utilizada no conversor A/D. A fórmula a seguir mostra como calcular o valor de saída do conversor A/D. ADC = V entrada 1024 V ref A seguir temos um exemplo de programa que utiliza o conversor A/D do microcontrolador. #include <avr/io.h> #include <avr/interrupt.h> ISR(ADC_vect) if(adcw>512) PORTD =0b ; else PORTD&=0b ; ADCSRA =0b ; // inicia nova conversão int main() DDRD=0b ; // define PD0 como saída ADMUX=0b ; // escolhe a entrada analógica 0, com a referência no pino AVCC ADCSRA=0b ; // habilita o A/D com prescaler de 128, habilitando sua interrupção. sei(); // ativa todas as interrupções

2 while(1) O programa do exemplo habilita o conversor A/D, faz sua leitura e compara o valor lido com 512, se o valor for maior que 512 o LED no pino PD0 é ligado, caso contrário é desligado. Introdução a comunicação serial: A comunicação serial é o processo de enviar dados um bit de cada vez, sequencialmente, num canal de comunicação ou barramento. A comunicação serial é usada em toda comunicação de longo alcance e na maioria das redes de computadores e industriais. A figura a seguir mostra a forma de onda de um sinal serial assíncrono. As velocidades de transmissão dos dados são padronizadas para facilitar a configuração dos equipamentos, a seguir são mostradas algumas das principais velocidades de transmissão. 300 bps 600 bps 1200 bps 2400 bps 4800 bps 9600 bps bps bps bps bps bps bps bps bps bps Também existem padrões no que diz respeito ao número de bits de dados e de parada que são transmitidos em cada pacote. É possível ainda configurar um bit extra de verificação de erros, chamado de bit de paridade. A tabela a seguir mostra os valores comuns para cada um destes parâmetros. Parâmetro Número de bits por pacote 5, 6, 7 e 8. Bits de parada 1, 1,5 e 2. Bit de paridade Par, Impar, 0 e 1. Valores Comuns

3 A figura a seguir mostra a conexão dos sinais na comunicação serial. Exemplo de utilização da comunicação serial em um microcontrolador da família AVR. #include <avr/io.h> #include <avr/interrupt.h> #define F_CPU // frequencia do cristal #define USART_BAUDRATE 300 // taxa de transmissão desejada #define BAUD_PRESCALE ((F_CPU/ (USART_BAUDRATE * (long)16))) //calcula o valor do prescaler da usart void USART_send( unsigned char data) while((ucsra&0b )==0) UDR = data; ISR(USART_RXC_vect) // interrupção de recepção do pacote char c; c=udr; if(c=='x') PORTB=PORTB 0b ; else PORTB=PORTB&0b ; int main(void) long cont; DDRB=0b ; UCSRA=0b ; UCSRB=0b ;

4 UCSRC=0b ; UBRRL = BAUD_PRESCALE; UBRRH = (BAUD_PRESCALE >> 8); sei(); while(1) USART_send('A'); cont=3000; while(cont>0) cont--; Este material serve apenas como orientação, para compreender mais sobre o funcionamento da porta serial dos microcontroladores da família AVR é importante consultar o datasheet do componente.

5 Exercícios 1. Monte um circuito com um microcontrolador e todos os circuitos auxiliares necessários de modo a permitir a conexão da porta serial do seu circuito a porta serial do circuito de outra equipe. O circuito deve possuir um potenciômetro conectado a entrada analógica 0 de modo a permitir o ajuste da tensão entre 0 e 5 V nesta entrada. O circuito também deve possuir um LED conectado a uma das suas saídas digitais. 2. Faça um programa para o circuito da questão anterior que receba o sinal da entrada analógica 0, converta este sinal para 8 bits e o envie pela porta serial. O Programa também deve receber pela porta serial o valor da entrada analógica do microcontrolador da outra equipe. Se o sinal analógico recebido pela porta serial for maior que 100 o LED deve acender, senão o LED deve ficar apagado. 3. Transfira o programa para o microcontrolador do protoboard e comprove seu funcionamento. 4. Elabore para a próxima aula um relatório do experimento realizado, respeitando as normas para elaboração de trabalhos acadêmicos e envio este relatório para [email protected].