Realizacion De Un Frecuencimetro 5w3r1u

INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL UNIDAD 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

PROYECTO INTEGRADOR

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Contenido 1

Objetivo...................................................................................................... 2

2

Material y equipo...................................................................................... 2

3

Marco teórico............................................................................................. 2

4

Desarrollo................................................................................................... 5

5

Resultados.................................................................................................. 7

6

Conclusiones.............................................................................................. 9

Profesor: Adán Delgado Orenday 1

Grupo: 3MM3

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PROYECTO INTEGRADOR

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1 Objetivo 

Configurar y utilizar correctamente los puertos de entrada/ salida del microcontrolador AVR (ATMEGA328P), para configurar el timer en el modo correcto que permita comparar la frecuencia y además mostrarla en un LCD.

2 Material y equipo        

Computadora Software: CodeVision AVR, Atmel Studio y Proteus Osciloscopio Microcontrolador ATMEGA328P Dispositivo programador de microcontroladores AVR Dragon. LCD Generador de Señales Fuente

3 Marco teórico Para la realización de las prácticas del curso se usará el microcontrolador ATMEGA328P, ya que éste es el mismo en el que se basa la tarjeta de desarrollo Arduino y algunas otras tarjetas de aplicaciones específicas, 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. El microcontrolador ATMEGA328P tiene 3 puertos, en los cuales posee 23 pines de entrada/salida digital, incluyendo el pin de RESET, el cual también puede programarse para ser usado de dicha manera. Entre estos pines hay algunos que pueden emplearse para generar salidas de PWM. Los pines de E/S digital, 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.

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Timers

Los timers o temporizadores son características estándar de casi todos los microcontroladores, así que es muy importante aprender su uso. Los microcontrolador AVR tiene temporizadores muy poderosos y multifuncionales, pueden medir tiempo, generar frecuencias, contar eventos externos, hacer comparaciones, sincronizar tareas, generar una onda PWM. El microcontrolador ATmega328p cuenta con 3 timers, 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, para su funcionamiento dependen del reloj del U, cabe decir que es un módulo independiente y por lo tanto reduce la carga del microcontrolador. Cada timer tiene asociado un reloj que fija el paso que debe marcar y una o más unidades compradoras. El reloj del timer es derivado del reloj del U y puede tener dos fuentes distintas: si se usa la fuente de reloj interna del U, el reloj del U pasa primero por un divisor de frecuencia (prescaler) y la salida de este divisor va al timer, si se usa una fuente de reloj externa por el pin T0, primero será sincronizada con el reloj interno antes de pasar al prescaler. Los valores de división (prescaler) ya están establecidos para cada timer, en el caso del timer0 la frecuencia del U puede ser dividida por un factor de 1, 8, 64, 256 o 1024, generando así la frecuencia de conteo. Por cada unidad comparadora existe un pin asociado a ella, normalmente marcado como OCx (Output Compare x) que es donde se puede generar una frecuencia de salida por la unidad comparadora del timer. 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. Puede generar interrupción al desbordarse o cuando la comparación del conteo concuerde con un valor determinado. Modo CTC: En este modo el timer0 es reiniciado a 0 cuando una comparación entre el timer y un valor determinado coincide. Opcional mente puede configurarse para que al haber una coincidencia genera una interrupción o cambie el estado de un pin. Profesor: Adán Delgado Orenday 3

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Modo Fast PWM: Este modo permite generar una onda PWM de alta frecuencia. El timer cuenta desde 0 a 255 y reinicia la cuenta. 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.

Modo Phase Correct PWM: Este modo ofrece una onda PWM de alta resolución, a diferencia del modo Fast PWM, el timer cuenta hacia adelante y hacia atrás antes de hacer el cambio de estado del pin PWM, es decir cuenta de 0 a 255 al llegar a 255 cuenta de 255 a 0, obteniendo una salida PWM más limpia pero de menor frecuencia.

Ilustración 1.- ventana de configuración de los timers

El comparador analógico es un periférico bastante simple pero puede darnos grandes beneficios. Este comparador permite comparar los valores de voltaje aplicados a dos pines del uC. El resultado de la comparación es un nivel lógico el cual puede ser leído mediante programa (ACO: Analog Comparator Output bit).

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Ilustración 2.-Comparador

Tiene también la habilidad de generar una interrupción el cual depende del nivel del resultado el comparador.

Ilustración 3.- Diagrama del comparador

Es posible seleccionar las entradas del ADC del uC para que reemplace la entrada negativa del comparador analógico. Para poder hacer esto es necesario que el ADC este desactivado y tenemos q activar el bit ACME del registro SFIOR. 4 Desarrollo Configuración de los periféricos

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Ilustración 4.- Configuración del timer 0

Ilustración 5.- Configuración del timer 1

Ilustración 6.- Configuración del comparador analógico

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Ilustración 7.- Configuración del LCD

Ilustración 8.- lectura de la frecuencia en el timer

Ilustración 9.- Código para imprimir el valor de la frecuencia.

5 Resultados Parte 1 Simulación

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Ilustración 10.- Simulación 1-a

Ilustración 11.- Simulación 1-b

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Parte 2 Implementación

Ilustración 12.- 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, entre otros.

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