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6.3 Diseño y aplicación de interfaces

En general se utiliza este tipo de lenguaje para programar controladores (drivers). Ventajas: Mayor adaptación al equipo. Posibilidad de obtener la máxima velocidad con mínimo uso de memoria. Inconvenientes: Imposibilidad de escribir código independiente de la máquina. Mayor dificultad en la programación y en la comprensión de los programas. El programador debe conocer más de un centenar de instrucciones. Es necesario conocer en detalle la arquitectura de la máquina. Aplicación: Actualmente la tecnología y el trabajo humano está íntimamente relacionada con las computadoras; como lo es el diseño gráfico, la redacción, el control de instrumentos y maquinaria, las comunicaciones, etc. Dependiendo de la aplicación dada a una computadora son las interfaces que se le instalan. Como en diseño gráfico, los periféricos necesarios son la cámara digital, impresora, mouse, tableta digitalizadora; entre otros. El desarrollo de la computadora va ligado al de sus periféricos. Para toda aplic...
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6.2 Módulos de adquisición de datos

La adquisición de datos o adquisición de señales, consiste en la toma de muestras del mundo real (sistema analógico) para generar datos que puedan ser manipulados por un ordenador u otras electrónicas (sistema digital). Consiste, en tomar un conjunto de señales físicas, convertirlas en tensiones eléctricas y digitalizarlas de manera que se puedan procesar en una computadora o PAC. Se requiere una etapa de acondicionamiento, que adecua la señal a niveles compatibles con el elemento que hace la transformación a señal digital. El elemento que hace dicha transformación es el módulo de digitalización o tarjeta de Adquisición de Datos (DAQ). ¿Cómo se adquieren los datos? La adquisición de datos se inicia con el fenómeno físico o la propiedad física de un objeto (objeto de la investigación) que se desea medir. Esta propiedad física o fenómeno podría ser el cambio de temperatura o la temperatura de una habitación, la intensidad o intensidad del cambio de una fuente de luz, la presión dentr...
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6.1 Conceptos básicos y clasificación

 Interfaz: dispositivo electrónico que se conecta entre el PC y los elementos a ser controlados (actuadores, interruptores, pulsadores, relés, circuitos, motores, etc.). Su misión es garantizar el correcto aislamiento eléctrico entre los puertos del PC y los dispositivos externos.  Bus: Normalmente se refiere al conjunto de señales con las que se comunica el microprocesador con el entorno: memoria o periféricos (a través de las interfaces).  Las funciones más importantes de un interfaz son: Interpretar las órdenes que recibe de la CPU y transmitirlas al periférico. Controlar las transferencias de datos entre la CPU y el periférico (convertir formatos, adaptar velocidades,..). Informar a la CPU del estado del periférico. Detección de errores (defectos mecánicos o eléctricos en el funcionamiento del dispositivo. Ejemplos: atasco de papel, cambio de un bit, etc.). Los interfaces también se denominan controladores, interfaces o tarjetas de E/S
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UNIDAD V. INTERFACES

Conexión e interacción entre hardware, software y el usuario. El diseño y construcción de interfaces constituye una parte principal del trabajo de los ingenieros, programadores y consultores. Los usuarios “conversan” con el software. El software “conversa” con el hardware y otro software. El hardware “conversa” con otro hardware. Todo este “diálogo” no es más que el uso de interfaces. Las interfaces deben diseñarse, desarrollarse, probarse y rediseñarse; y con cada encarnación nace una nueva especificación que puede convertirse en un estándar más, de hecho o regulado
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5.7 Comunicación

Un conversor ADC puede convertir un voltaje en un numero binario digital. Los conversores A/D son utilizados en cualquier lugar donde sea necesario procesar una señal, almacenarla o transportarla en forma digital. La resolución del conversor indica el número de valores discretos que se pueden obtener dependiendo del rango del voltaje de entrada. Usualmente es expresado en bits. Los microcontroladores típicamente traen incorporador conversores de 8, 10, 12 o 16 bits. Por ejemplo un ADC que codifica una señal análoga de 256 valores discretos (0..255) tiene una resolución de 8 bits, ya que 2^8 = 256. La resolución también puede ser definida en términos eléctricos, y expresada en volts.  La resolución de un ADC es igual al mayor voltaje que se pueda medir dividido por el número de valores discretos, por ejemplo:  Para un rango de medida entre 0 y 10 volts Resolución del ADC = 12 bits: 2^12 = 4096 niveles de cuantización resolución del ADC en volts: (10-0)/4096 = 0.00244 vol...
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5.6 Aplicaciones de buses

Bus de Direcciones: Este es un bus unidireccional debido a que la información fluye es una sola dirección, de la CPU a la memoria ó a los elementos de entrada y salida. La CPU sola puede colocar niveles lógicos en las n líneas de dirección, con la cual se genera 2n posibles direcciones diferentes. Cada una de estas direcciones corresponde a una localidad de la memoria ó dispositivo de E / S. Los microprocesadores 8086 y 8088 usados en los primeros computadores personales (PC) podían direccionar hasta 1 megabyte de memoria (1.048.576 bytes). Es necesario contar con 20 líneas de dirección. Para poder manejar más de 1 megabyte de memoria , en los computadores AT (con procesadores 80286) se utilizó un bus de direcciones de 24 bits, permitiendo así direccionar hasta 16 MB de memoria RAM (16.777.216 bytes). En la actualidad los procesadores 80386DX pueden direccionar directamente 4 gigabytes de memoria principal y el procesador 80486DX hasta 64 GB.  Bus de Datos: Este es un bus bidirec...
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5.5 Manejo del bus

Selección del Bus  Con el objetivo de solucionar los problemas antes mencionados y de poder reusar nuestros diseños así como también usar diseños realizados por otros grupos adoptamos el estándar de interconexión Wishbone. Bus de expansión En una primera aproximación creamos un bus de expansión específicamente creado para el microcontrolador. Esto tiene importantes desventajas, entre ellas:  − Para conectar periféricos creados por otros grupos de trabajo es necesario adaptarlos a la señalización del bus en cuestión.  − Periféricos diseñados para ese bus no servían para ser usados en otros diseños con buses de otro tamaño. Por ejemplo: no servían para un bus de 16 o 32 bits sin ser adaptados.
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