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Entrada/salida analógica en los St STM32F
2015/06/16
Àngel Perles
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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
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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, ...
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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 ...
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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
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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
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Conversión analógica-digital
● Conversores AD -> montones de tipos● Uno típico: la 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
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Conversores AD en el STM32F4
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Conversores AD en el STM32F4
● 3 conversores AD● 16 canales multiplexados (posibles líneas de entrada)● hasta 7 millones de muestras por segundo (con truco)● 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
● solo modo unipolar, no hay modo diferencial
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Ejemplo: sensor temperatura LM335
● Típico sensor de temperatura● se comporta como un zener variable, 10mV/ºKelvin
● grados Celsius = mV/10 - 273,15
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Ejemplo: sensor temperatura LM335
● Posible programa principal
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Ejemplo: sensor temperatura LM335
● Preparación del hardware
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Ejemplo: sensor temperatura LM335
● Preparación del hardware (2)
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Ejemplo: sensor temperatura LM335
● Lectura del sensor con aritmética entera
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Ejemplo: sensor temperatura LM335
● Lectura del sensor con aritmética en coma flotante
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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
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Conversión digital-analógica
● Es como el AD, pero al revés● Dado un valor entero, se genera una magnitud eléctrica
proporcional, por ejemplo, una tensión
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Ejemplo: generador de tensión
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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
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Deberes