INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONALUNIDAD PROFESIONAL INTERDISCIPLINARIA DE INGENIERIA CAMPUS ZACATECAS PRACTICA # 7 Frecuencímetro Microcontroladores Avanzados Maestro: Adán Delgado Orenday Alumnos: Félix Rodríguez José de Jesús Muro Hernández Jairo Orlando Fecha: 10 de enero de 2015 ................................................................................................. 7 6 Conclusiones................ 9 Profesor: Adán Delgado Orenday 1 Grupo: 3MM3 UPIIZ ........................................ 2 3 Marco teórico...................... 2 4 Desarrollo..PROYECTO INTEGRADOR IPN Contenido 1 Objetivo................... 2 2 Material y equipo.................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................. 5 5 Resultados....................................................... para configurar el timer en el modo correcto que permita comparar la frecuencia y además mostrarla en un LCD. con la diferencia que se manejará sin el entorno de Arduino y su respectivo bootloader con lo que podrá obtenerse el máximo aprovechamiento de su hardware y comparar su capacidad sin estar embebido en la tarjeta de desarrollo Arduino. 2 Material y equipo Computadora Software: CodeVision AVR. Atmel Studio y Proteus Osciloscopio Microcontrolador ATMEGA328P Dispositivo programador de microcontroladores AVR Dragon. Profesor: Adán Delgado Orenday 2 Grupo: 3MM3 UPIIZ . pueden ser programados si son de entrada con resistencias de pull-up internas o en tercer estado y si son de salida se les puede programar un estado inicial de 0 ó 1. en los cuales posee 23 pines de entrada/salida digital. ya que éste es el mismo en el que se basa la tarjeta de desarrollo Arduino y algunas otras tarjetas de aplicaciones específicas. incluyendo el pin de RESET. Entre estos pines hay algunos que pueden emplearse para generar salidas de PWM. El microcontrolador ATMEGA328P tiene 3 puertos. Los pines de E/S digital. el cual también puede programarse para ser usado de dicha manera. LCD Generador de Señales Fuente 3 Marco teórico Para la realización de las prácticas del curso se usará el microcontrolador ATMEGA328P.PROYECTO INTEGRADOR IPN 1 Objetivo Configurar y utilizar correctamente los puertos de entrada/ salida del microcontrolador AVR (ATMEGA328P). Puede generar interrupción al desbordarse o cuando la comparación del conteo concuerde con un valor determinado. en el caso del timer0 la frecuencia del CPU puede ser dividida por un factor de 1. El microcontrolador ATmega328p cuenta con 3 timers. el reloj del CPU pasa primero por un divisor de frecuencia (prescaler) y la salida de este divisor va al timer. para su funcionamiento dependen del reloj del CPU. primero será sincronizada con el reloj interno antes de pasar al prescaler. generar frecuencias. Los valores de división (prescaler) ya están establecidos para cada timer. sincronizar tareas. Modo CTC: En este modo el timer0 es reiniciado a 0 cuando una comparación entre el timer y un valor determinado coincide. pueden medir tiempo. Por cada unidad comparadora existe un pin asociado a ella.PROYECTO INTEGRADOR IPN Timers Los timers o temporizadores son características estándar de casi todos los microcontroladores. Opcional mente puede configurarse para que al haber una coincidencia genera una interrupción o cambie el estado de un pin. cabe decir que es un módulo independiente y por lo tanto reduce la carga del microcontrolador. hacer comparaciones. Profesor: Adán Delgado Orenday 3 Grupo: 3MM3 UPIIZ . 256 o 1024. El reloj del timer es derivado del reloj del CPU y puede tener dos fuentes distintas: si se usa la fuente de reloj interna del CPU. 1 de 16 bits y 2 de 8 bits lo que se traduce a que pueden contar hasta 0xFFFF o 0xFF respectivamente y según la aplicación que se le dará al temporizador. contar eventos externos. generando así la frecuencia de conteo. Los principales modos de funcionamiento para los timer de 8 bits que se pueden configurar programando sus registros asociados son: (existen más en el caso de 16bits) Modo Normal: El timer cuenta desde 0 a 255 y se desborda reiniciando la cuenta. generar una onda PWM. normalmente marcado como OCx (Output Compare x) que es donde se puede generar una frecuencia de salida por la unidad comparadora del timer. Cada timer tiene asociado un reloj que fija el paso que debe marcar y una o más unidades compradoras. 8. Los microcontrolador AVR tiene temporizadores muy poderosos y multifuncionales. 64. si se usa una fuente de reloj externa por el pin T0. así que es muy importante aprender su uso. PROYECTO INTEGRADOR IPN Modo Fast PWM: Este modo permite generar una onda PWM de alta frecuencia. obteniendo una salida PWM más limpia pero de menor frecuencia. el timer cuenta hacia adelante y hacia atrás antes de hacer el cambio de estado del pin PWM. Modo Phase Correct PWM: Este modo ofrece una onda PWM de alta resolución. es decir cuenta de 0 a 255 al llegar a 255 cuenta de 255 a 0. Con cada cuenta el valor del timer0 se compara con un valor determinado que cuando coinciden cambia el estado de uno de los pines de salida PWM.. y cuando se reinicia el timer este pin vuelve a cambiar su estado. El resultado de la comparación es un nivel lógico el cual puede ser leído mediante programa (ACO: Analog Comparator Output bit).ventana de configuración de los timers El comparador analógico es un periférico bastante simple pero puede darnos grandes beneficios. a diferencia del modo Fast PWM. Este comparador permite comparar los valores de voltaje aplicados a dos pines del uC. Ilustración 1. Profesor: Adán Delgado Orenday 4 Grupo: 3MM3 UPIIZ . El timer cuenta desde 0 a 255 y reinicia la cuenta. 4 Desarrollo Configuración de los periféricos Profesor: Adán Delgado Orenday 5 Grupo: 3MM3 UPIIZ . Ilustración 3.-Comparador Tiene también la habilidad de generar una interrupción el cual depende del nivel del resultado el comparador.Diagrama del comparador Es posible seleccionar las entradas del ADC del uC para que reemplace la entrada negativa del comparador analógico..PROYECTO INTEGRADOR IPN Ilustración 2. Para poder hacer esto es necesario que el ADC este desactivado y tenemos q activar el bit ACME del registro SFIOR. ..PROYECTO INTEGRADOR IPN Ilustración 4..Configuración del timer 1 Ilustración 6.Configuración del timer 0 Ilustración 5.Configuración del comparador analógico Profesor: Adán Delgado Orenday 6 Grupo: 3MM3 UPIIZ . .Configuración del LCD Ilustración 8..PROYECTO INTEGRADOR IPN Ilustración 7.. 5 Resultados Parte 1 Simulación Profesor: Adán Delgado Orenday 7 Grupo: 3MM3 UPIIZ .lectura de la frecuencia en el timer Ilustración 9.Código para imprimir el valor de la frecuencia. .Simulación 1-a Ilustración 11.PROYECTO INTEGRADOR IPN Ilustración 10..Simulación 1-b Profesor: Adán Delgado Orenday 8 Grupo: 3MM3 UPIIZ . Profesor: Adán Delgado Orenday 9 Grupo: 3MM3 UPIIZ . entre otros.Implementación de frecuencímetro 6 Conclusiones.. Conocer los diferentes modos de configuración de los periféricos de los microcontroladores nos permite encontrar aplicaciones que pueden usarse en el desarrollo de proyectos más complejos o en su defecto encontrar la digitalización de funciones que también podrían hacerse ensamblando circuitos integrados como amplificadores operacionales.PROYECTO INTEGRADOR IPN Parte 2 Implementación Ilustración 12.