armcortexm.blogs.upv.es
Entrada/salida analógica en los St STM32F
2012/11/25
E/S analógica en la familia St STM32Farmcortexm.blogs.upv.es 2
Contenido
● El significado de “analógico”
● Objetivos
● Representación discreta de conceptos analógicos
● Conversión analógico-digital
● Conversores AD en el STM32F4
● Ejemplo: sensor temperatura LM335
● Conversión digital-analógica
● Ejemplo: generador de tensión
E/S analógica en la familia St STM32Farmcortexm.blogs.upv.es 3
El significado de “analógico”
● Asimilamos “analógico” a aquello que se puede cuantificar mediante un número real
● Ejemplos: la temperatura, la velocidad, la altura, la posición, la hora, la humedad, ...
E/S analógica en la familia St STM32Farmcortexm.blogs.upv.es 4
Objetivos
● Revisar nociones básicas de E/S analógica
● Conocer la arquitectura de entrada analógica en la familia STM32F
● Aprender a conectar elementos analógicos al micro
● Conocer la arquitectura de salida analógica ...
E/S analógica en la familia St STM32Farmcortexm.blogs.upv.es 5
Representación discreta de conceptos analógicos
● Un computador digital no puede representar bien los números reales
● Solución: discretizar -> solo representar parte● Ejemplo:
● la temperatura del aula es 26346 miligrados Celsius
● al menos, hay un error discreto de 1 miligrado
Escape del reloj de la catedral de Barbastro
Parece analógicopero no lo es
E/S analógica en la familia St STM32Farmcortexm.blogs.upv.es 6
Conversión analógica-digital
● Concepto de conversión● Magnitud física -> magnitud eléctrica -> discretización
Sensortransductor
Temperatura (ºC)
Tensión (mV)
0.0 ºC 100.0 ºC-100.0 ºC
5.0 mV
15.0 mV
Función detransferencia
ConversorA/D
011010101
Conversiónanalógica-digital
Número entero
disparo
E/S analógica en la familia St STM32Farmcortexm.blogs.upv.es 7
Conversión analógica-digital
● Conversores AD -> montones de tipos● Uno típico: salida es un número entero directamente proporcional
a la tensión de entrada, a las tensiones de referencia y al número de bits
● resolución = ((Vrefb-Vrefa)/2^n_bits)
● Vleida = Vrefb+((Vrefa-Vrefb)/2^n_bits)*Dato_Digital
E/S analógica en la familia St STM32Farmcortexm.blogs.upv.es 8
Conversores AD en el STM32F4
E/S analógica en la familia St STM32Farmcortexm.blogs.upv.es 9
Conversores AD en el STM32F4
● 3 conversores AD● 16 canales multiplexados (posibles líneas de entrada)● hasta 7 millones de muestras por segundo● 12 bits de resolución● muchísimos modo de funcionamiento:
● disparo interno, externo, temporizado, ...
● transferencia por programa, interrupción, DMA
● modos entrelazados, simultáneos
● canales “regulares” e “inyectados”
● pegas (subjetivo)● referencias de tensión limitadas
● modo unipolar
E/S analógica en la familia St STM32Farmcortexm.blogs.upv.es 10
Ejemplo: sensor temperatura LM335
● Típico sensor de temperatura● se comporta como un zener variable, 10mV/ºKelvin
● grados Celsius = mV/10 - 273,15
E/S analógica en la familia St STM32Farmcortexm.blogs.upv.es 11
Ejemplo: sensor temperatura LM335
● Posible programa principal
E/S analógica en la familia St STM32Farmcortexm.blogs.upv.es 12
Ejemplo: sensor temperatura LM335
● Preparación del hardware
E/S analógica en la familia St STM32Farmcortexm.blogs.upv.es 13
Ejemplo: sensor temperatura LM335
● Preparación del hardware (2)
E/S analógica en la familia St STM32Farmcortexm.blogs.upv.es 14
Ejemplo: sensor temperatura LM335
● Lectura del sensor con aritmética entera
E/S analógica en la familia St STM32Farmcortexm.blogs.upv.es 15
Ejemplo: sensor temperatura LM335
● Lectura del sensor con aritmética en coma flotante
E/S analógica en la familia St STM32Farmcortexm.blogs.upv.es 16
Actividad
● Descarga el ejemplo y pruébalo● Con el manual, analiza la opciones para distintos parámetros● Mejora el programa:
● 1 - Superada cierta temperatura, que se encienda un LED
● 2 - Pintar en el display la temperatura, un termómetro y actualizarlo
E/S analógica en la familia St STM32Farmcortexm.blogs.upv.es 17
Conversión digital-analógica
● Es como el AD, pero al revés● Dado un valor entero, se genera una magnitud eléctrica
proporcional, por ejemplo, una tensión
E/S analógica en la familia St STM32Farmcortexm.blogs.upv.es 18
Ejemplo: generador de tensión
E/S analógica en la familia St STM32Farmcortexm.blogs.upv.es 19
Actividad
● Amplia la actividad de lectura de temperatura de manera que se genere una tensión en la salida analógica 1 que sea 1/10 de la temperatura
E/S analógica en la familia St STM32Farmcortexm.blogs.upv.es 20
Deberes
Top Related