Comparador A

Integrantes

Álvaro BravoDomingo DevottoNelson Figueroa

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.

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.

Conexiones

• NO es posible utilizar el comparador en la tarjeta de desarrollo, ya que los pines están ocupados con el LCD.

Comparador

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.

Switches Análogos de Entrada

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 -.

Filtro de Salida

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.

• 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

Filtro de Salida• Salida sin filtro:

• 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

• Salida con filtro:Filtro de Salida

Generador de Voltaje de Referencia

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.

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• }

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

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

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.

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;}

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;

Registros

El comparador se configura en base a tres registros:

Los registros son de lectura y escritura, y son reseteados al encendido del microcontrolador.

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.

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.

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.

Consultas