TERCER EXAMEN DE MICROCONTROLADORES

PARTE I

EXAMEN TEÓRICO (50%)

1. (10 puntos) ¿Cuál es la importancia de las interrupciones en un microcontrolador? Explique cómo opera una

interrupción en un microcontrolador PIC16.

2. (30 puntos) En una aplicación se requiere desarrollar un sistema para monitorear constantemente la corriente

entregada a una carga DC. Para el desarrollo de esta aplicación usted cuenta con un sensor de corriente de efecto

Hall, el cual genera un voltaje analógico proporcional a la corriente medida. En la Figura 1 se muestra la relación

voltaje-corriente para dicho sensor. Se desea medir el valor de la corriente en el rango de 0A-20A con una resolución

de 20mA, utilizando el conversor A/D de un microcontrolador.

a. ¿Cuantos bits requiere el conversor A/D para cumplir con las especificaciones planteadas? Justifique su

respuesta.

b. Si el conversor A/D tiene un Vref(+)=3.3V y Vref(-)=0V. ¿será necesaria una etapa AFE?, Justifique su

respuesta.

c. Teniendo en cuenta su respuesta en el numeral b, calcule el valor binario entregado por el conversor A/D si

el sensor entrega un voltaje de 50mV. Justifique se respuesta.

Figura 1. Relación voltaje-corriente de un sensor de corriente de efecto hall.

3. (10 puntos) Un microcontrolador PIC16F887 esta alimentado con 5 V. Su ADC está conectado al voltaje de

alimentación del microcontrolador y a tierra.

a. Cuál es la resolución del ADC. Y cuál es el valor digital de salida cuando en uno de sus canales de entrada

se ingresa 1.50V, 2.50V y 3.30V. Justifique se respuesta.

b. Repita el punto (a) si el valor de referencia cambia por un valor externo de 4.096V

4. (30 puntos) Un sensor de Temperatura LM35 está conectado a una entrada analógica del microcontrolador

PIC16F887. El ADC opera con un voltaje de referencia de 5 V. (Asuma que existe una etapa AFE cuyas

características deben ser especificadas por usted)

a. La temperatura medida es visualizada en una pantalla LCD 2X16, mostrando valores en el rango 00.0ºC a

99.9ºC. Describa la forma como se deben manipular los datos obtenidos del ADC para lograr dicha

visualización, empleando únicamente aritmética en punto fijo. Justifique se respuesta.

b. Para cierto valor de temperatura, en la salida del ADC se lee”1010011101”. ¿Cuál es la temperatura

equivalente para dicha lectura? Justifique se respuesta.

5. (10 puntos) Configure los registros necesarios del módulo EUSART (PIC16f887), der manera que se pueda realizar

una comunicación serial asíncrona full-duplex a 115200 Baudios, si la frecuencia del oscilador es FOSC=6MHz.

(configure únicamente los bits necesarios, aquellos que no se utilicen marcarlos con una X indicando que no

importa). Justifique se respuesta.

6. (10 puntos) Configure los registros necesarios en el PIC16F887 para realizar una conversión A/D justificada a la

izquierda, empleando como entrada analógica el canal número 2. Tenga en cuenta que se emplea un reloj de 20MHz,

adicionalmente se debe generar una interrupción cada vez que el conversor A/D finaliza una conversión. El módulo

ADC emplea un Vref(+)=4, Vref(-)=0.5V.

PARTE II

EXAMEN PRÁCTICO (50%)

Utilizando la tarjeta de desarrollo preparada para el examen resuelva el siguiente problema práctico planteado.

1. (100 puntos) Diseñe una punta de prueba para identificar los niveles lógicos propios de las tecnologías TTL y CMOS

con una alimentación de 5V. El sistema debe funcionar de la siguiente manera.

a. En una pantalla LCD 2X16 se debe visualizar la configuración y la medición que se está realizando. En la

primeria línea debe aparecer un mensaje que diga “LOGIC PROBE” y en la segunda línea debe aparecer la

configuración establecida y el resultado de la medición. Por ejemplo, si el sistema está configurado para

tecnología TTL y se detecta un nivel lógico bajo, deberá aparecer “TTL: L”. Bajo=L, Indeterminado=I,

Alto=H.

b. La configuración del equipo se podrá cambiar de dos formas: empleando un teclado 4X4, y utilizando una

ventana terminal en un computador. La ventana terminal se comunicará de forma serial con el sistema. La

configuración de debe realizar de la siguiente manera: si se desea medir tecnología TTL se debe escribir

TTL seguido de la tecla enter, si se desea medir tecnología CMOS, se debe escribir CMOS seguido de la

tecla enter. La medición hecha por el sistema se debe visualizar en el computador como se muestra en la

figura 2. Tenga en cuenta que se debe usar la escala completa del ADC. para TTL con 0 voltios de entrada

el ADC debe entregar “0000000000” y para 5 Voltios “111111111”. Para CMOS con 0 voltios de entrada

el ADC debe entregar “0000000000” y para 2.5 Voltios “111111111”.

Figura 2. Visualización de la medición de una punta lógica en una ventana terminal en el computador.

NIVEL LOGICO TTL CMOS

BAJO 0-0.8V 0-0.7V

INDETERMINADO 0.8-2V 0.7-1.7V

ALTO 2V-5V 1.7-2.5