Comparador A Integrantes Álvaro Bravo Domingo Devotto Nelson Figueroa.
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Comparador A
Integrantes
Álvaro BravoDomingo DevottoNelson Figueroa
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Introducción
• Comparador de voltaje analógico.
• Posibles Usos:– Detección de nivel de carga en dispositivos
portátiles que utilizan batería.– Medición de elementos resistivos.– Adaptación de señales pequeñas, que
necesiten activar un evento en el microcontrolador.
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Características• Multiplexor para las entradas + y -, que
permite intercambiarlas.• Filtro RC seleccionado por software.• La salida del comparador permite captura
del timer_A.• Control por software del buffer de los
puertos de entrada.• Capacidad de interrupción.• Referencia de voltaje seleccionable.• Tanto el comparador como el circuito de
referencia pueden ser desconectados.
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Conexiones
• NO es posible utilizar el comparador en la tarjeta de desarrollo, ya que los pines están ocupados con el LCD.
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Comparador
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Comparador
• El comparador compara entre las dos señales analógicas, de los terminales + y –.
• Si el terminal + es mas positivo que el terminal -, entonces la salida del comparador CAOUT queda en alto.
• El comparador se puede desconectar (para ahorrar energía) a través del bit de control CAON, en cuyo caso la salida queda baja.
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Switches Análogos de Entrada
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Switches Análogos de Entrada
• Permiten conectar o desconectar los terminales de entrada asociados a los pines del puerto 2 usando los bits P2CAx.
• Los bits P2CAx permiten:– Aplicar señales externas a los terminales + o
del comparador.– Ruteo de una referencia de voltaje interno a
un pin asociado de la salida .
• El bit de control CAEX controla la entrada al multiplexor, intercambiando cual señal de entrada se conecta a los terminales + y -.
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Filtro de Salida
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Filtro de Salida• La salida del comparador se puede utilizar
con o sin filtro interno.
• Cuando se setea el bit de control CAF, la salida del comparador es filtrada con un Filtro-RC integrado.
• El comparador oscila cuando la diferencia entre los voltajes de los terminales de entrada es pequeña.
• Seleccionando el filtro, se reduce dicha oscilación.
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• Ejemplo sin filtro :
• #include "msp430x14x.h"• void main ()• {• WDTCTL = WDTPW | WDTHOLD;• P2SEL = 0xff; // configura puerto 1 como i/o• P2DIR = 0x04; // pin 2 como salida, • // y el resto como entrada• CACTL1 = CARSEL | CAON | CAREF1;• CACTL2 = P2CA0;• }
Filtro de Salida
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Filtro de Salida• Salida sin filtro:
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• Ejemplo con filtro:
• #include "msp430x14x.h"• void main ()• {• WDTCTL = WDTPW | WDTHOLD;• P2SEL = 0xff; // configura puerto 1 como i/o• P2DIR = 0x04; // pin 2 como salida, • //y el resto como entrada• CACTL1 = CARSEL | CAON | CAREF1;• CACTL2 = P2CA0 | CAF; // se configura el filtro• }
Filtro de Salida
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• Salida con filtro:Filtro de Salida
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Generador de Voltaje de Referencia
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Generador de Voltaje de Referencia
• EL objetivo es entregar el voltaje de Referencia interno llamado VCAREF .
• El Voltaje VCAREF puede tomar valores de 0.5Vcc, 0.5Vcc o un voltaje umbral de un transistor.
• Los Valores de VCAREF se configuran mediante los bits de control CAREFx del
Registro CACTL1.
• Para seleccionar a cual
entrada se aplicara VCAREF
se utiliza el bit CARSEL
del Registro CACTL1.
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Generador de Voltaje de Referencia
• Codigos en C Ejemplo ocupando el voltaje Vcaref• Utiliza una señal de entrada externa en CAO (+)
comparada con un voltaje de Referencia interno en CA1(-)
#include "msp430x14x.h"• void main () // utiliza Vcaref= 0.25Vcc• {• WDTCTL = WDTPW | WDTHOLD;• P2SEL = 0xff; // configura puerto 2 como i/o• P2DIR = 0x04;//configura pin 2 como salida, resto entrada• CACTL1 = CARSEL | CAON | CAREF0;//seteando registro • CACTL2 = P2CA0;//control del Comparador A• }
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Generador de Voltaje de Referencia
• Ejemplo de Laboratorio ocupando el voltaje Vcaref = 0.25 Vcc
SEÑAL SALIDA CAOUT PIN 22
SEÑxAL ENTRADA CAO PIN 23 x
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Generador de Voltaje de Referencia
• Ejemplo de Laboratorio ocupando el voltaje Vcaref = 0.5 Vcc CAREF0 CAREF1
SEÑAL SALIDA CAOUT PIN 22
SEÑAL ENTRADA CAO PIN 23 x
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Interrupciones• EL sistema de interrupciones del comparador se compone
principalmente de un flip-flop D , de compuertas lógicas ,de la salida del comparador y registros interrupción.
• El flag de interrupción CAIFG se pone en alto cuando hay un cambio en el canto de la salida del comparador.
• La activación del flag de interrupción se selecciona si es por canto de subida o bajada mediante el bit selector CAIES del registro CACTL1 del comparador.
• Para generar una interrupción es necesario configurar los bits CAIE y GIE , para que el flag CAIFG genere un requerimiento de servicio de interrupción.
• El flag CAIFG es reiniciado cuando el requerimiento es servido o puede ser reiniciado manualmente por software.
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Interrupciones• Codigos en C Ejemplo ocupando el vector de interrupción
del Campador A • Utiliza una señal de entrada externa comparada con un
voltaje de Referencia interno generando una interrupción
• void main (){• _EINT();• WDTCTL = WDTPW | WDTHOLD;• P2SEL = 0xff; // configura puerto 2 como i/o• P2DIR = 0x04; //direccion de salida • CACTL1 = CARSEL|CAON|CAREF1|CAIE;• CACTL2 = P2CA0|CAF;• P3SEL=0x00;• P3DIR = 0x01;• while(1){;}}• #pragma vector=COMPARATORA_VECTOR• __interrupt void comparador(void){• if(P3OUT!=0)P3OUT=0x00;• else P3OUT=0x01;}
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Registro CAPD
• Los pines de los puertos I/O del microcontrolador tienen características de puertas digitales CMOS.
• Por lo tanto una tensión análoga de entrada podría producir una corriente parásita en la puerta digital.
• Deshabilitando el buffer del puerto 2 entrada se elimina la corriente parásita de la compuerta lógica y reduce el consumo de potencia del microcontrolador.
• Para habilitar el buffer se configura el bit CAPDx del pin correspondiente del puerto 2 del Registro CAPD. Ej. CAPD = CAPD3;
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Registros
El comparador se configura en base a tres registros:
Los registros son de lectura y escritura, y son reseteados al encendido del microcontrolador.
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Registro de Control 1, CACTL1
CAEX Bit 7 Intercambia las entradas del comparador e invierte la salida del mismo.
CARSEL Bit 6 Selecciona el terminal al cual aplicar VCAREF.
CAREFx Bit 5-4 Selecciona tres de los posibles voltajes de referencia.
00: sin referencia. 01: 0,25*Vcc.
10: 0,5*Vcc. 11: Voltaje de diodo ~0,55 [V]
CAON Bit 3 Enciende el comparador y habilita o deshabilita el circuito de referencia. 0 off, 1 on
CAIES Bit 2 Selecciona el canto para la interrupción. 0 subida, 1 bajada.
CAIE Bit 1 Habilita la interrupción por el comparador.
CAIFG Bit 0 Flag de interrupción. 0: Sin interrupción pendiente
1: Interrupción pendiente.
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Registro de Control 2, CACTL2
P2CA1 Bit3 Selecciona la función del pin CA1. 0: Pin no conectado.
1: Pin conectado.
P2CA0 Bit2 Selecciona la función del pin CA0. 0: Pin no conectado.
1: Pin conectado.
CAF Bit 1 Filtro de salida. 0: Salida sin filtro.
1: Salida con filtro.
CAOUT Bit 0 Refleja la salida del comparador.
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Registro deshabilitador de puertos, CAPD
CAPDx Bit
7-0
Estos bits deshabilitan individualmente los buffers de los pines de entrada correspondiente al puerto, en este caso el Puerto 2.
CAPD0 deshabilita P2.0, CAPD1 deshabilita P2.1… etc.
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