Este documento describe el conversor analógico-digital (A/D) de 10 bits y 8 canales que incluye el microcontrolador PIC16F87XA. Explica que este conversor convierte señales analógicas en valores digitales para su procesamiento por una computadora. Detalla los registros de control del conversor A/D, el proceso de conversión, y los pasos requeridos para realizar una conversión, como configurar los puertos, seleccionar el canal y la frecuencia, iniciar la conversión, y leer el resultado digital.

1. CIRCUITOS DIGITALES II
CONVERSOR A/D
ING. FERNANDO APARICIO URBANO MOLANO

2. CONVERSOR ANÁLOGO DIGITAL A/D DEL PIC16F87XACONVERSOR ANÁLOGO DIGITAL A/D DEL PIC16F87XA
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3. INTRODUCCIÓNINTRODUCCIÓN
Las señales analógicas abundan en nuestro en
torno. Para su estudio y análisis detallada, requiere
de su procesamiento en el computador, por tanto
se necesitan dispositivos capaces de transformar o
traducir dichas señales en digitales, para que
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puedan ser enviadas, por diversos medios (serial,
Flash, etc) al computador.

4. Los sistemas de adquisición y conversión de datos,
como su nombre lo indica, adquieren señales
análogas de una o más fuentes y las convierten en
una secuencia de datos o códigos digitales, cada
uno de los cuales representa el valor particular de
esas señales en un instante dado.
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esas señales en un instante dado.

5. CONVERSOR A/DCONVERSOR A/D
Conversor A/D de 10 bits de resolución y 8 canales.
La resolución que tiene cada bit procedente de la conversión tiene un
valor que es función de la tensión de referencia Vref, de acuerdo con
la fórmula siguiente:
Por ejemplo, si Vref+ = 5 VDC y Vref- está referenciado a tierra, la
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Por ejemplo, si Vref+ = 5 VDC y Vref- está referenciado a tierra, la
resolución es de 4.882 mV/bit. Por lo tanto, a la entrada analógica de 0 V
le corresponde una digital 00 0000 0000 y para 5 V, de 11 1111 1111. La
tensión de referencia determina los límites máximo y mínimo de la
tensión analógica que se puede convertir.

6. La entrada analógica carga un condensador de muestreo y
retención, cuya salida de éste, es la entrada al conversor, que
genera un resultado digital de éste nivel analógico vía
aproximaciones sucesivas.
El conversor A/D es el único dispositivo que puede funcionar en
modo Reposo (sleep), para ello el reloj del conversor deberá
conectarse al oscilador RC interno.
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7. REGISTROS DE TRABAJOREGISTROS DE TRABAJO
El módulo A/D tiene cuatro registros:
1.ADRESH: parte alta del resultado de la
conversión.
2.ADRESL: parte baja del resultado de la
conversión.
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conversión.
3.ADCON0: Registro de Control 0.
4.ADCON1: Registro de Control 1.

8. Registro ADCON0
Los bits ADCON<7:6> sirven para seleccionar la
frecuencia de reloj que se emplea en la conversión
(figura 1).
Se designa como TAD el tiempo que dura la
conversión de cada bit y en el caso de trabajar con
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conversión de cada bit y en el caso de trabajar con
valores digitales de 10 bits, se requiere un tiempo
mínimo de 12*TAD. El valor de TAD se selecciona por
software mediante los bits (ADCS1:ADCS0) y no
debe ser inferior a 1.6 microsegundos

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10. Figura 1. T vs Frecuencia de operación
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Figura 1. TAD vs Frecuencia de operación
máxima del dispositivo

11. Los bits 3, 4 y 5 son los de selección del canal
analógico.
El bit 2 (ver figura 1) es el bit de estado de la
conversión. Ajustándolo a 1 se inicia la
conversión y mientras éste en 1 está realizándose
la conversión y el resultado se guarda en los
registros ADRESH:L.
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registros ADRESH:L.
El bit ADON sirve para activar el conversor
ajustándolo a 1 y para inhibir su funcionamiento,
se coloca a 0.

12. REGISTRO ADCON1REGISTRO ADCON1
El bit de mayor peso (ADFM) selecciona el formato
del resultado de la conversión. Si vale 1 (derecha),
el resultado está justificado en el registro ADRESH,
que tiene sus 6 bits de más peso a 0; mientras que
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que tiene sus 6 bits de más peso a 0; mientras que
si vale 0 (izquierda) la justificación se realiza sobre
el registro ADRESL, que tiene sus 6 bits de menos
peso a 0.

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14. Bit 6 ADCS2: Bit de selección del reloj de la
Conversión A/D (Los bits del ADCON1 están en el
área sombreada y en negrilla)
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15. Bit 3-0 PCFG3:PCFG0: Bits de control de configuración del Puerto A/D
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16. PASOS PARA REALIZAR UNA CONVERSION A/DPASOS PARA REALIZAR UNA CONVERSION A/D
1. Configurar el módulo A/D:
• Configurar los pines que actuarán como entradas analógicas, las que
trabajan como E/S digitales y las usadas para la tensión de referencia
(ADCON1).
• Seleccionar el reloj de la conversión (ADCON0).
• Seleccionar el canal de entrada A/D (ADCON0).
• Activar el módulo A/D (ADCON0).
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2. Activar, si se desea, la interrupción escribiendo sobre PIE1 y PIR1
• Borrar el señalizador ADIF.
• Poner a 1 el bit ADIE.
• Poner a 1 todos los bits habilitadores GIE y PEIE

17. 3. Tiempo de espera para que transcurra el tiempo de
adquisición.
• Colocar en 1 el bit GO/DONE# (ADCON0)
5. Tiempo de espera para completar la conversión A/D que puede
detectarse.
• Por la exploración del bit GO/DONE#, que al completarse la
4. Inicio de la conversión.
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• Por la exploración del bit GO/DONE#, que al completarse la
conversión se convierte a 0.
• Esperando a que se produzca la interrupción si se ha
programado, al finalizar la conversión.
• Aunque no se permita la interrupción, el señalizador ADIF
se pondrá a 1 al finalizar la conversión.

18. 6.Leer el resultado en los 10 bits válidos de
ADRESH:ADRESL y borrar el flag ADIF.
7.Para una nueva conversión regresar al paso 1 o
al 2. El tiempo de conversión por bit está
definido por TAD. Se exige esperar un mínimo
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definido por TAD. Se exige esperar un mínimo
de 2TAD para reiniciar una nueva conversión.