Introducción
El objetivo de esta práctica es ensamblar un circuito capaz de realizar la conversión de señales analógicas y digitales, además de realizar el almacenamiento de data en una memoria con la finalidad de lograr su posterior visualización por medio del mismo circuito.
Una vez construido el circuito y mediante la utilización de un osciloscopio colocado en el modo X-Y, se debe apreciar el movimiento de un potenciómetro ubicado en el circuito diseñado, el mismo movimiento debe ser representado de manera similar a las agujas de un reloj (Ver ilustración 1), siendo capaz de realizar el movimiento en sentido horario y anti horario, dependiendo del movimiento del potenciómetro.
Ilustración 1 |
El osciloscopio, una vez colocado en el modo X-Y y siendo destinados un canal del mismo para el X y otro para el Y, graficara un punto en su pantalla, siendo este el origen de las medidas realizadas por sus puntas. Para ubicar dicho punto en la posición que deseamos, basta con introducir una coordenada en el canal X y otra en el canal Y a manera de señal analógica. Teniendo en cuenta lo mencionado anteriormente, se debe recordar que lo que se desea graficar en una serie de líneas que al cambiarlas, muestren el movimiento del potenciómetro en el osciloscopio de forma similar que las manillas de un reloj. Siendo la línea una sucesión de puntos, debemos suponer que el objetivo se centra en graficar una serie de puntos a una frecuencia tal que el resultado final sea una línea formada por los mismos.
Para llevar todo esto a cabo se requiere almacenar las coordenadas correspondientes a los distintos puntos, en este punto entra en juego la utilización de la memoria. En este caso la memoria utilizada es la EEPROM AT28C64 con una capacidad de almacenamiento de 64K. El almacenamiento de la memoria se realizó de la siguiente forma:
4 bits más significativos del
registro
|
4 bits menos significativos
del registro
|
Coordenada en X
|
Coordenada
en Y
|
Es totalmente
indiferente que bits se destinan a que coordenada, lo importante es que cada registro
tenga la mitad de la información destinada a una coordenada y la otra mitad
destinada a la otra.
El movimiento del
potenciómetro genera una variación del voltaje en la entrada del circuito, esta
variación es una señal de información analógica que nos indica la posición del
terminal central. Para relacionar dicho movimiento con los datos ubicados en la
memoria necesario hace uso de un conversor digital analógico, en este caso el
ADC0804, el cual proporciona 8 bits de salida. Los terminales pertenecientes a
los bits de salida del conversor, serán conectados a los terminales de
dirección de la memoria, con el fin de ubicar los datos o coordenadas deseadas
para una posición del potenciómetro en específico.
Como anteriormente se había comentado, para poder
apreciar una línea en la pantalla del osciloscopio, se optó por hacer uso de al
menos 4 puntos para conformar la línea. Esto implica que estando ubicado el
potenciómetro en una posición cualquiera, deben ser leídos cuatro registros de
la memoria, cada registro correspondiente a las coordenadas de cada uno de los
cuatro puntos, a una frecuencia considerable. Así, se podrán apreciar los
cuatro puntos conformando la línea en la pantalla. Esto implica que la memoria
debe ser cargada de la siguiente forma:
Número de registro
|
4 bits más significativos del
registro
|
4 bits menos significativos
del registro
|
1
|
Primera
coordenada en X
|
Primera
coordenada en Y
|
2
|
Segunda coordenada en X
|
Segunda coordenada en Y
|
3
|
Tercera
coordenada en X
|
Tercera
coordenada en Y
|
4
|
Cuarta coordenada en X
|
Cuarta coordenada en Y
|
Nótese que para
graficar la línea se debe hacer un barrido de cuatro registros y si las salidas
del conversor son conectadas a las líneas de dirección de la memoria, se
obtendrá solo la data perteneciente a un solo registro, siendo imposible el
barrido. Por ello, se sustituyen los dos bits menos significativos
pertenecientes a la salida del conversor analógico digital por un contador de
cero a tres o de 00b a 11b. De esta forma si el potenciómetro de deja fijo en
la posición representada por el conversor como 00000000b, las direcciones de
memoria variarán entre 00000000b y 00000011b; obteniendo así el barrido de
memoria deseado.
Para finalizar, se
debe recordar que las salidas de la memoria, deben ser conectadas a dos
arreglos o redes R2R o conversores digital analógico (uno para cada
coordenada). A continuación se presenta el esquema del circuito (Ver
ilustración 2).
Ilustración 2 |
Nótese que al no
ser necesario el uso de tanta memoria, se puede prescindir de los cinco bits
más significativos de las direcciones de la memoria, reduciendo así el espacio
de almacenaje. Estos bits, podrían ser conectados si se desea realizar una
línea más detallada conformada por una mayor cantidad de puntos, para lo cual
también sería necesario aumentar la capacidad del contador para así, aumentar
la cobertura del barrido de memoria.
Programación de la memoria
El manejo y programación de3 la memoria
EEPROM se realizó mediante el programa “BK Precision” (Ver
Ilustración 3), el cual permitió programar la memoria AT28C64. Previo a la
carga de datos en la memoria, se realizó una gráfica en papel milimetrado en la
cual se dibujaron las 12 posiciones de línea deseadas. El grafico se llevó a
cabo simulando que el mismo era la pantalla del osciloscopio, esto ayudaría a
relacionar los valores en memoria con las divisiones de la pantalla y la escala
en al cual se trabajaría el osciloscopio. Debido a que cada posición utiliza
cuatro registros de memoria, los datos fueron distribuidos de la siguiente
forma: La capacidad de memoria utilizada es de 256bytes, es por ello que cada
posición de línea se repitió por lo menos cuatro veces en memoria.
Ilustración 3 |
A continuación se pueden observan los datos que fueron introducidos en la memoria y de qué forma fueron ubicados.
Posición de línea
|
1º Registro
|
2º Registro
|
3º Registro
|
4º Registro
|
Repetición
|
0º
|
88h
|
A9h
|
CAh
|
EBh
|
Por 4
|
30º
|
88h
|
9Ah
|
ABh
|
BDh
|
Por 4
|
60º
|
88h
|
8Ah
|
8Ch
|
8Eh
|
Por 4
|
90º
|
88h
|
7Ah
|
6Bh
|
5Dh
|
Por 4
|
120º
|
88h
|
69h
|
5Ah
|
3Bh
|
Por 4
|
150º
|
88h
|
68h
|
48h
|
28h
|
Por 4
|
180º
|
88h
|
67h
|
56h
|
35h
|
Por 4
|
210º
|
88h
|
76h
|
65h
|
64h
|
Por 4
|
240º
|
88h
|
86h
|
84h
|
82h
|
Por 4
|
270º
|
88h
|
96h
|
A4h
|
B3h
|
Por 4
|
300º
|
88h
|
A7h
|
C6h
|
D5h
|
Por 4
|
Simulación del circuito
El software
utilizado para la simulación del circuito fue PROTEUS versión V7.8 SP2. Por
limitaciones en su librería de componentes, el circuito no pudo ser simulado en
su totalidad, faltando así la conexión de la memoria y los arreglos R2R. A continuación
se presentan los circuitos pertenecientes al conversor digital analógico (Ver
ilustración 3) y el contador (Ver ilustración 4).
Ilustración 4 |
Ilustración 5 |