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SISTEMAS
DIGITALES II
EJERCICIOS TEMA 3
Departamento de Sistemas Electrónicos y de Control
2005-2006
1

EJERCICIOS TEMA 3
DE SISTEMAS DIGITALES II
EJERCICIO 1)
NOTA: Se supone que la frecuencia del reloj del sistema es de 11MHz
a) Emplear el Timer 2 para generar una onda cuadrada de frecuencia 1Hz y con un
50% de ciclo de trabajo.
b) En caso de que se realice alguna aproximación indicar la frecuencia exacta que se
genera.
c) Calcular la frecuencia máxima y mínima que se podría generar.
EJERCICIO 2)
NOTA: Se supone que la frecuencia del reloj del sistema es de 11MHz
a) Calcular el rango en el que se pueden generar interrupciones periódicas empleando
el overflow del Timer 2
b) Realizar la programación del Timer para generar una interrupción cada milisegundo.
EJERCICIO 3)
NOTA: Se supone que la frecuencia del reloj del sistema es de 11MHz.
a) Realizar la programación del Timer para generar a través de algún pin del
microcontrolador una señal periódica de 1KHz y un ciclo de trabajo del 20%.
b) Indique los elementos que condicionarían el cálculo del periodo mínimo
c) Indique los elementos que condicionarían el cálculo del ciclo de trabajo máximo
EJERCICIO 4)
NOTA: Se supone que la frecuencia del reloj del sistema es de 11MHz.
a) Calcule la duración de un pulso externo del que no se conoce a priori su rango
de variación.
b) Indique los elementos que condicionarían el cálculo de la anchura mínima y de
la distancia mínima entre pulsos.
3

EJERCICIO 5)
El diagrama de bloques de la figura muestra un teclado hexadecimal que se ha
conectado al puerto 1 de un sistema basado en el microcontrolador 80c552 funcionando
a una frecuencia de 12 Mhz. El teclado está dispuesto en forma de matriz de modo que
con 2N líneas digitales pueden leerse N 2 teclas, siendo N el tamaño del lado de la matriz
(N=4 en este caso). El funcionamiento de dicho teclado es el siguiente:
- Las columnas de la matriz del teclado están conectadas a las líneas P1[0..3] del
puerto 1 configuradas como salidas.
- Las filas de la matriz del teclado están conectadas a las líneas P1[4..7] del
mismo puerto configuradas como entradas. Por estas líneas se lee el teclado.
Si no hay ninguna tecla pulsada, se leerá un nivel alto en las cuatro debido a
las resistencias de pull-up.
P1_0
Vcc
P1_1
Vcc
P1_2
R
Vcc
P1_3
0 1 2 3
R
Vcc
P1_4
P1_5
P1_6
P1_7
4 5 6 7
8 9 A B
C D E F
R
R
- Cuando no hay ninguna tecla pulsada, las filas, P1[4..7], no están unidas a las
columnas, P1[0..3].
- El funcionamiento de este teclado se basa en que al pulsar una tecla se
establece la conexión entre la fila y la columna correspondientes. Por ejemplo,
mientras se mantenga pulsada la tecla 5, la línea P1_2 y la P1_5 permanecen
cortocircuitadas.
- Si se escribe un cero en una columna y se ha pulsado una tecla de esa columna,
dicho cero se leerá por alguna de las filas. Conociendo en qué columna se
escribió el cero y por qué fila se ha leído, se puede identificar la tecla pulsada.
- Por tanto, para detectar si se ha pulsado alguna tecla y cuál de ellas, el
algoritmo necesario es el siguiente: escribir un cero en una de las columnas y
leer las filas; si ninguna es cero, no hay tecla pulsada o no pertenece a esa
columna; entonces, se escribe el cero en la siguiente columna, volviendo a leer
las filas y así sucesivamente hasta haber escrito el cero en todas las columnas.
Se pretende diseñar el sistema para que se comporte del siguiente modo:
4

- Se realizará una lectura del teclado, de acuerdo al algoritmo anteriormente
descrito, una vez cada 1/10 de segundo, para ver si hay alguna tecla pulsada.
- Si se detecta alguna tecla pulsada, el teclado dejará de leerse durante 1/2
segundo para no leer dos veces la misma pulsación de tecla 1 .
- El código correspondiente a la tecla pulsada debe enviarse a un terminal a
través de un puerto serie RS-232. El terminal funciona a 9600 bps, con paridad
par y 1 bit de parada.
- En los tiempos libres en que no se lee el teclado, la CPU debe poder realizar
otras tareas que en este problema quedan sin especificar.
a) Describa cualitativamente cómo resolver la aplicación indicando qué recursos del
80C552 va a utilizar y en qué modo van a funcionar.
b) Escriba el código C necesario para la inicialización de los recursos empleados,
comentándolo brevemente. Tenga en cuenta que, independientemente de si su respuesta
al apartado anterior soluciona correctamente la aplicación o no, en este apartado debe
demostrar que sabe configurar el 80C552 de acuerdo a su respuesta anterior.
c) Dibuje los organigramas de las rutinas de atención a interrupción que utilice.
d) Escriba el código de las siguientes funciones:
d1) Función que permite rastrear el teclado mediante el procedimiento
anteriormente descrito. No tendrá parámetros de entrada y devolverá en un
entero el valor ASCII de la tecla pulsada.
d2) Función que permita calcular la paridad par de un dato de 8 bits, que tendrá
como parámetro de entrada.
EJERCICIO 6)
Utilizando un sistema digital basado en el 80c552 con una frecuencia de reloj de 12
MHz. se pretende realizar la temporización para el funcionamiento de un semáforo, que
cumpla las siguientes especificaciones:
• Para suministrar luz a cada una de las lentes del semáforo el sistema deberá
activar (a 1 lógico) una línea diferente denominada: R, A, V.
• El funcionamiento deberá seguir la siguiente secuencia repetitiva de
funcionamiento:
1.- Semáforo en rojo durante 3 minutos.
2.- Semáforo en verde durante 5 minutos.
3.- Semáforo en ámbar durante 10 segundos.
4.- Volver a paso 1.
1 Existen procedimientos más robustos, sin embargo el aquí propuesto resulta más sencillo.
5

• El semáforo contará con un pulsador para peatones cuya activación hará que, si
el semáforo se encuentra en verde, el tiempo que resta de funcionamiento en este color
no sea superior a 30 segundos.
a) Describir detalladamente los elementos del microcontrolador utilizados para el
correcto funcionamiento del sistema: modo de trabajo, función desarrollada, si se
emplea su interrupción, etc.
b) Realice los organigramas del programa principal y de todas las subrutinas de atención
a las interrupciones que utilice, explicando el significado de todas las variables que
utilice en los mismos.
EJERCICIO 7)
Se pretende realizar parte de un sistema de adquisición de datos y control, con las
siguientes características:
• se deberán leer tres canales analógicos (C1, C2 y C3), cuyo rango de
tensiones varía entre 0 y 5 voltios.
• la tensión de referencia será Vcc = 5V
• se dispone de una única memoria RAM externa de datos de 4 Kbytes, en la
parte más alta del mapa de memoria.
El funcionamiento del sistema debe ser el siguiente:
• el canal analógico C1 debe leerse cada 5 ms. Los 8 bits de mayor peso de
dicha lectura deben almacenarse continuamente en un buffer circular
direccionado por el puntero bcircular
• el canal C2 debe leerse cada 20 ms.
• si la tensión leída en el canal C2 es superior a 1.4 voltios el sistema deberá
realizar las siguientes tareas:
⇒ leer el canal C3 y guardar su valor real (en voltios) en la variable
alarma de tipo int.
⇒ llamar a la función procesar_alarma()
⇒ colocar el puntero del buffer circular al comienzo del mismo
• el sistema debe ser diseñado de manera que se libere el máximo tiempo
posible de CPU para poder realizar otras tareas
a) Indique qué recursos del 80c552 (f = 12 Mhz.) utilizará y describa brevemente cómo
van a funcionar.
b) Realice el organigrama del programa principal y el de las rutinas de atención a las
interrupciones que haya utilizado.
c) Escriba el código en C (comentado) correspondiente al programa principal. Este
código debe incluir las instrucciones necesarias para la inicialización de los periféricos
utilizados.
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EJERCICIO 8)
En un sistema digital basado en el 80C552 que trabaja con un reloj de frecuencia 120
KHz. se necesita realizar la medida del desfase entre dos señales digitales de periodo
200 ms e igual ciclo de trabajo. Dicho valor debe guardarse, expresado en radianes, en
la variable: float desfase.
Indique, justificadamente, que elementos del microcontrolador usaría, con qué valores
deben trabajar dichos elementos y realice en código C (comentando las instrucciones)
toda la programación necesaria (iniciación de periféricos y rutina/s de interrupción/es de
los mismos) para esta aplicación.
EJERCICIO 9)
Se quiere realizar un sistema basado en el microcontrolador 87C552 trabajando a una
frecuencia de reloj de 11.0592 MHz. para el control de una cinta transportadora de
paquetes en una oficina Postal (Figura 1).
scan
detector
cinta A
zona de pesado
cinta B
camino A
paquete
camino B
brazo móvil
Vista superior
Vista frontal
Figura 1.- Vista superior y frontal de la cinta transportadora
7

Dicha cinta está dividida en dos partes:
Cinta A.- Se mueve a través del control de un motor por PWM (activo desde el
encendido del sistema) y en este tramo se encuentra:
● Un scan para detección de objetos peligrosos, que funciona de forma continua
y cuando escanea un paquete manda al sistema de control, por conexión serie
RS-232, la siguiente información:
- si el escaneo del paquete es normal el código: 0x77.
- si en el escaneo se detecta un paquete peligroso el código:
0xAA.
Si se detecta un objeto peligroso, nuestro sistema debe parar las cintas A y
B hasta un nuevo Reset del sistema y encender un diodo led de alarma
controlado por una línea digital (1 encendido, 0 apagado).
● Una banda de pesado de los paquetes, que cuenta con:
- detector de paquetes, genera un pulso a nivel alto.
- una báscula analógica capaz de pesar hasta 30 Kg. según
curva de la figura 4.
Cuando el detector de paquetes se activa, el sistema de control
debe parar la cinta A durante 30 segundos para dar tiempo a que la zona
de pesado actúe correctamente, después de este tiempo podrá leerse la
báscula analógica.
Cinta B.- Se mueve a través del control de un motor por PWM, con las mismas
características que la cinta A pero a doble velocidad que ésta. En este tramo se
encuentra:
● Un brazo móvil que habilita dos caminos diferentes para los paquetes en
función de su peso:
- si Peso paquete < 10 Kg. Camino A
- si Peso paquete ≥ 10 Kg. Camino B
Este brazo móvil se controla a través de un contactor cuya entrada es una
señal digital C1 (C1 = 1 ⇒ camino A, C1 = 0 ⇒ camino B).
Además el sistema debe contar el número de paquetes que pasan por él y si no
pasa un paquete en 5 minutos, parar la cinta B y encender un led indicativo de reposo
(activo con un nivel alto) hasta que se detecte un nuevo paquete en la cinta A.
A) Consideraciones generales:
A1) Indique los diferentes elementos que debe usar del microcontrolador para el
correcto funcionamiento del sistema. Explique claramente el uso de cada uno de ellos,
indicando cuando se activan y desactivan y, en el caso de los periféricos, si funcionan
por interrupción o no.
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A2) Realice, aprovechando la figura 2, el conexionado necesario entre el
microcontrolador y las diferentes señales de la cinta transportadora, para el correcto
funcionamiento del sistema.
P0.0/AD0
P0.1/AD1
P0.2/AD2
P0.3/AD3
P0.4/AD4
P0.5/AD5
P0.6/AD6
P0.7/AD7
P1.0/CT0I
P1.1/CT1I
P1.2/CT2I
P1.3/CT3I
P1.4/T2
P1.5/RT2
P1.6/SCL
P1.7/SDA
P4.0/CMSR0
P4.1/CMSR1
P4.2/CMSR2
P4.3/CMSR3
P4.4/CMSR4
P4.5/CMSR5
P4.6/CMT0
P4.7/CMT1
P5.0/ADC0
P5.1/ADC1
P5.2/ADC2
P5.3/ADC3
P5.4/ADC4
P5.5/ADC5
P5.6/ADC6
P5.7/ADC7
P2.0/A8
P2.1/A9
P2.2/A10
P2.3/A11
P2.4/A12
P2.5/A13
P2.6/A14
P2.7/A15
P3.0/RxD
P3.1/TxD
P3.2/INT0
P3.3/INT1
P3.4/T0
P3.5/T1
P3.6/WR
P3.7/RD
STADC
PWM0
PWM1
EW
AVref-
AVref+
EA/VPP
PSEN
ALE/PROG
RST
XTAL1
XTAL2
87C552
V CC
OUT
XTAL
11.0592 MHz.
Figura 2
B) teniendo en cuenta los siguientes datos:
- La cinta A debe de desplazarse a una velocidad de 32 mts/minuto y la B al
doble.Los rodillos que mueven ambas cintas tienen un diámetro de 20/π
centímetros.
- La respuesta del motor para diferentes ciclos de trabajo para una señal de
frecuencia 2KHz es la que se referencia en la figura 3
Revol/minuto
400
300
200
100
20
40 60 80
Ciclo PWM
Figura 3.- Respuesta de los motores que mueven las cintas para
diferentes ciclos de trabajo de la señal PWM.
9

- Los parámetros para las comunicaciones serie serán: 9600 baudios, 8 bits de
datos, un bit de parada y sin bit de paridad.
- La respuesta de la bascula analógica es la representada en la figura 4
V SAL (voltios)
5
4
3
2
1
10 20 30
Kg
Figura 4.- Curva de comportamiento de la báscula electrónica
B1) Indique cómo se va a programar cada uno de los periféricos en el programa
principal y realice la codificación en lenguaje C de esta programación. Comente cada
una de líneas del programa que emplee.
B2) Indique las funciones que debe realizar cada rutina de interrupción que halla
propuesto. Realice el ordinograma explicativo de las mismas y explique la función de
cada bloque que en ellas figuren.
B3) Indique los valores y formulas que emplearía para el calculo del peso del paquete
en formato digital.
EJERCICIO 10)
En el control de velocidad de un motor de corriente continua se utiliza un
microcontrolador 87C552, tal y como se muestra en la figura 1.
15V
87C552
PULSOS
SENSOR
DE GIRO
MOTOR
DE CC
PWM
Interfaz
de Potencia
Figura 1. Control de un motor de Corriente Continua con 87C552
10

El motor lleva alojado en su eje un sensor de giro que produce un pulso por cada vuelta;
la señal producida por dicho sensor (PULSOS) se conecta a una entrada de reloj de un
timer del microcontrolador.
Una de las salidas PWM del 87C552 se conecta a una etapa de potencia que genera una
tensión continua de excitación del motor, proporcional al ciclo de trabajo de la señal
PWM.
El reloj del microcontrolador es de 12 MHz.
El programa principal que ejecuta el dicho microcontrolador es:
void main(void)
{
unsigned char vueltas, PWM;
}
PWMP = 22;
PWM0 = 90;
TMOD = 0x05;
TH0 = 0x00;
TL0 = 0x00;
TR0 = 1;
while(1)
{
Retardo();
vueltas = TL0;
TL0 = 0;
if (vueltas < 52) PWM = PWM + 10;
else if (vueltas > 56) PWM = PWM - 10;
PWM0 = 255 - PWM;
}
A) Explique el programa anterior indicando claramente los dispositivos del 87C552 que
se utilizan y la configuración que se establece en los mismos. Complete la figura 1
indicando el pin del microcontrolador que debe estar conectado a la señal PULSOS y el
pin que genera la señal PWM.
B) Dibuje sobre la siguiente gráfica al menos dos periodos de la señal PWM que genera
el microcontrolador mientras se ejecuta por primera vez la función Retardo().
Indique claramente los instantes de tiempos significativos suponiendo que en t = 0 el
contador del generador de PWM tiene el valor 0.
11

5V
t
B) Si la función Retardo()se ejecuta en 2 segundos y la variable vueltas tiene
un valor de 54, ¿cuál es la velocidad de giro del motor, expresada en r.p.m.
(revoluciones por minuto)?
EJERCICIO 11)
El sistema basado en microcontrolador 87C552 mostrado en la figura 1 está diseñado
para tomar muestras de las señales Vtem y Vhum, y establecer una comunicación serie
EIA232.
5V
Vhum
Vtem
2.5V
P5.2/ADC2
AVref+
AVref-
AVDD
P3.0/RxD
P5.3/ADC3 MAX 232
P3.1/TxD
1
6
2
7
3
8
4
9
5
J1
CONN-D9
11,0592MHz
XTAL1
XTAL2
87C552
AVSS
Figura 1. Sistema basado en 87C552
La señal Vtem proviene de un sensor de temperatura ambiente y proporciona valores
entre 0 voltios (para una temperatura de -20ºC) a 2,5 voltios (para una temperatura de
60ºC); teniendo una variación lineal entre ambos valores.
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La señal Vhum proviene de un sensor de humedad relativa y proporciona valores entre 0
voltios (para una humedad de 0%) a 2,5 voltios (para el 100% de humedad relativa);
teniendo una variación lineal entre ambos valores.
El funcionamiento del sistema debe cumplir las siguientes especificaciones:
1. Cada minuto de debe enviar por la línea serie un mensaje con la hora, la
temperatura y la humedad relativa actuales
2. Los valores de temperatura y de humedad se calcularán como números enteros y
se enviarán por la línea serie descompuestos en dígitos decimales y expresados
en ASCII
3. Cada mensaje tendrá 15 caracteres (numerados de 0 a 14) con el siguiente
formato:
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
H H : m m hum hum hum sig tem tem NULL
El último carácter es NULL (código ASCCI 00h) y se utiliza para indicar el final del
mensaje; este carácter también será transmitido por la línea serie.
Por ejemplo: si a las 12:34 se mide una humedad relativa del 56% y una temperatura
de +7ºC, el mensaje a enviar será el siguiente
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
1 2 : 3 4 0 5 6 + 0 7 NULL
4. La comunicación serie se establecerá a 2400 baudios, con 8 bits de datos, 1 de
parada y sin paridad.
A) Calcule los siguientes tiempos:
Tiempo que tarda el ADC en realizar una conversión =
Tiempo de transmisión de un carácter por la línea serie EIA232 =
Tiempo de transmisión del mensaje completo por la línea serie EIA232 =
Se toman las siguientes decisiones de funcionamiento del sistema:
1. Se utilizará el Timer 0 para generar interrupciones periódicas que permitan
medir el tiempo (calculando horas, minutos y segundos)
2. Para manejar el conversor ADC no se utilizarán las interrupciones de dicho
dispositivo
3. El envío por la línea serie de cada mensaje se realizará por interrupciones;
enviando un carácter en cada interrupción y dejando el transmisor deshabilitado
después de enviar el carácter NULL de final del mensaje
4. El contador de segundos se utilizará como base de tiempos para iniciar todas las
tareas que deben realizarse cada minuto; cuando dicho contador alcanza
determinados valores se realizan las acciones indicadas en la tabla siguiente:
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Segundo
Tareas
57 Inicio conversión Temperatura
58 Lectura ADC (Temperatura)
Inicio conversión Humedad Relativa
59 Lectura ADC (Humedad Relativa)
La estructura del programa en lenguaje C que ejecutará el microcontrolador es:
bit tic_minuto;
unsigned char segundo, minuto, hora, i;
int temperatura_ADC, humedad_relativa_ADC;
char mensaje[14]= “hh:mm HHH sTT /0”;
void Atención_T0(void) interrupt 1
{
/* Bloque B: atención a las interrupciones del Timer 0
*/
}
void Atención_SCI(void) interrupt 4
{
/* Bloque C: atención a las interrupciones UART */
}
void main (void)
{
tic_minuto = 0;
/* Bloque A: inicialización del sistema */
}
while (1)
{
if (tic_minuto)
{
tic_minuto = 0;
Construir_Mensaje();
S0BUF = mensaje[0];
i = 0;
}
}
Los resultados de las conversiones, leídos del ADC, se almacenarán en las variables
temperatura_ADC y humedad_relativa_ADC; la función
Construir_Mensaje() será la encargada de traducir dichos valores a ºC y % de
humedad relativa, extraer los dígitos decimales de los mismos, expresarlos en código
ASCII y construir el array mensaje[]. La variable i indicará la posición del carácter
que se está transmitiendo por la línea serie.
14

En los siguientes apartados se pretende completar los bloques A, B y C del
programa para lograr que se cumplan las especificaciones de funcionamiento.
B) Escriba las instrucciones a incluir en el “Bloque A” del programa anterior para
configurar los timers 0 y 1, así como el dispositivo de comunicaciones serie. Incluya los
cálculos realizados y comente las sentencias de lenguaje C.
C) Escriba las instrucciones a incluir en el “Bloque B” para atender las interrupciones
del timer 0; incluyendo las declaraciones de variables locales que necesite. Incluya
comentarios para aclarar las tareas que realiza la función.
D) Escriba las instrucciones a incluir en el “Bloque C” para atender las interrupciones
de transmisión en la UART. Indique claramente como se inicia el envío de un mensaje y
cómo se detecta el final del envío de dicho mensaje.
E) Escriba la función Construir_Mensaje(), que construya el mensaje[] que
se enviará por la línea serie a partir de los valores almacenados en las variables: hora,
minuto, temperatura_ADC y humedad_relativa_ADC. Incluya comentarios
para aclarar las instrucciones.
EJERCICIO 12)
Se desea realizar un sistema de adquisición de datos utilizando para ello un 80C552 de
Philips funcionando a una frecuencia de 11,059 MHz. El sistema está compuesto por un
sensor de temperatura, un sensor de presión y un sensor de humedad, dispuestos como
se muestra en la figura.
80C552
ADC0
Vtemp
Sensor de Temperatura
UART
ADC1
Vpres
Sensor de Presión
ADC2
Vhum
Sensor de Humedad
15

Como puede observarse, los sensores y acondicionadores respectivos para medir los tres
parámetros físicos se encuentran de manera externa al microcontrolador, ofreciendo
unas señales en tensión caracterizadas como se muestra en la tabla siguiente.
Señal Rango Tensión
Vtemp 0 – 100 ºC 0 – 1 V
Vpres 900 – 1100 mb 0 – 2 V
Vhum 0 – 100 % 0 – 1 V
El sistema ha de cumplir las siguientes especificaciones:
• Estará conectado a un PC por medio de una conexión serie asíncrona, con los
siguientes parámetros en la comunicación: 19200 baudios, 8 bits de datos, un bit de
parada, un bit de arranque y sin bit paridad. Será desde el ordenador desde donde se
dará la orden de adquisición mediante el envío de carácter “S” a través del puerto
serie hacia el 80C552.
• Una vez realizada la conversión de los tres parámetros, el 80C552 enviará al PC, a
través del puerto serie, los valores numéricos (no es necesario transformar el valor a
una cadena de caracteres) relativos a los tres parámetros adquiridos (en su unidad
correspondiente, no en tensión).
• Las conversiones analógico-digital se deben realizar con la mayor precisión posible
que permita el microcontrolador.
Teniendo en cuenta todo lo expuesto responda a las cuestiones que se plantean.
a) ¿Qué tensión de referencia elegiría para el ADC? ¿dónde la conectaría?
b) Teniendo en cuenta que la gestión del puerto serie se realizará con interrupciones.
¿Qué registros de la UART y del Timer 1 del 80C552 programaría y qué valores
pondría? Justifique adecuadamente su respuesta comentado el código.
c) Suponga que una vez recibida la orden de comienzo de adquisición enviada por el
PC, se lanza la conversión consecutiva de los tres parámetros a medir y que su
gestión se realiza por “sondeo”. Desarrolle y comente, en lenguaje C, el código
necesario para declarar las variables, realizar las conversiones, leer los datos del
ADC y transformarlos a las unidades físicas correspondientes.
NOTA: A la hora de declarar el tipo de variables que va a emplear recuerde que las
conversiones deben realizarse con la mayor precisión posible
d) Considerando que la gestión del puerto serie (tanto para el envío como para la
recepción) se lleva a cabo por medio de interrupciones. Realice un “organigrama”
de la secuencia del programa de atención a las interrupciones de la UART del
80C552. Tenga en cuenta que mientras se está realizando el envío de los parámetros
solicitados, deberá estar inhabilitada la recepción de nuevos comandos desde el PC.
NOTA: Independientemente del tipo de variable utilizada en el apartado anterior,
suponga que los tres valores numéricos a enviar se encuentran de manera
consecutiva a partir de la dirección externa 1000h del mapa de datos y que ocupan
12 bytes.
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EJERCICIO 13)
Se dispone de un sistema basado en 80C552 en el que tan solo se emplea la memoria
interna tanto de datos como de programa. Con este dispositivo se implementa un
sistema de recepción de datos serie y almacenamiento para su posterior volcado a través
de un puerto paralelo.
Los datos se reciben asíncronamente a una velocidad de 9600 baudios y con paridad
par. El microprocesador debe almacenar estos datos en un array de 50 bytes que se debe
ubicar a partir de la dirección 0x0180 de la memoria de datos. Una vez que se reciban
los 50 datos estos deben enviarse a través del puerto 0, uno detrás de otro. Terminado el
proceso de envío hay que volver a almacenar nuevamente a partir de la dirección
anteriormente indicada.
Finalmente debe tenerse en cuenta que es necesario comprobar la paridad de los datos
recibidos descartando aquellos en los que sea incorrecta y que mientras que transmiten
los datos paralelo no es posible recibir nuevos datos por la línea serie.
Codifique el programa que realice esta funcionalidad comentando adecuadamente
aquellas líneas de código que considere necesarias.
EJERCICIO 14)
Se desea desarrollar el software de un sistema basado en 80C552 utilizado para medir la
velocidad de circulación de vehículos por una vía de un solo carril y sentido único, así como el
número de vehículos que circulan por la vía cada minuto.
Para ello se coloca un sistema de 2 sensores en forma de dos bandas sobre el asfalto, con una
distancia de 10cm entre ellas. A estos sensores se les denomina Sensor1 y Sensor2. Estos
sensores generan un pulso cuando las ruedas pasan por encima de la banda, como se indica en la
figura.
Sensor1
10 ms
Sensor2
10 ms
Para la realización de este ejercicio considere que:
• el rango de velocidad se encuentra entre 20Km/h y 200Km/h,
• el reloj del microcontrolador es de 24MHz.
17

Nota: En todos los apartados en los que escriba código, éste deberá ir suficientemente
comentado.
Apartado A) Medida de la velocidad.
En este apartado nos vamos a centrar en la medida de la velocidad del vehículo, dejando a un
lado de momento la cuenta del número de vehículos que circulan por la vía. Por motivos de
simplicidad del software a realizar, efectúe la medida de la velocidad cada vez que las ruedas
pasan por encima de los sensores, no es necesario diferenciar entre las ruedas traseras y
delanteras.
A.1.) Indique el conexionado que piensa realizar entre las salidas del sistema de sensores
y los pines correspondientes del microcontrolador.
A.2.) Realice los cálculos necesarios e justifique el modo en que va a realizar la medida.
Indique justificadamente los periféricos del microcontrolador que piensa emplear
para resolver esta parte del problema, y el modo en el que los configurará.
A.3.) Realice el programa principal en C que permita configurar los periféricos
empleados para resolver esta parte del problema, así como la definición de las
variables que se utilicen en el programa.
A.4.) Escriba el código en C de las rutinas de atención a las interrupciones que desea
emplear comentando el código empleado. Como resultado de la rutina se debe
almacenar en la variable global velocidad (que deberá definir en el sitio adecuado)
el cálculo que de la misma se realice expresado en Km/h.
A.5.) Indique la velocidad mínima que se podría medir empleando el método propuesto.
Apartado B) Medida del número de vehículos por minuto que circulan por la vía.
Considere que todos los vehículos que circulan por la vía tienen dos ejes. Es decir, el cálculo del
número de vehículos se realizará dividiendo por dos el número de veces que se ha activado uno
de los sensores. Almacene el resultado de esta medida en una variable global denominada
número_de_coches.
NOTA: Para realizar la medida de cada minuto debe emplear la mayor resolución posible no
pudiéndose utilizar un retardo software.
B.1.)
B.2.)
Indique justificadamente los periféricos del microcontrolador que piensa emplear
para resolver esta parte del problema, y el modo en el que los configurará.
Indique qué cambios es necesario realizar en el código desarrollado en el apartado
A, tanto en el programa principal como en las interrupciones, para incluir esta
nueva capacidad al sistema. Escriba el código en C de las rutinas de atención a las
interrupciones adicionales que desee emplear en esta parte del problema.
EJERCICIO 15)
Se desea realizar un sistema de control y adquisición de datos utilizando para ello un 80C552 de
Philips funcionando a una frecuencia de 11,059 MHz. El sistema está compuesto por tres
sensores de tres magnitudes físicas dispuestos como se muestra en la figura 1.
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Figura 1
Dichos sensores ofrecen, según se muestra en la tabla 1, tensiones de acuerdo a las
correspondientes leyes de variación:
Señal Variación Tensión
Vx Vx=2X 0 – 4 V
Vy Vy=Y/3 0 – 3 V
Vz Vz=Z+1 1 – 2 V
Tabla 1
siendo X,Y y Z las variables físicas que el sistema ha de medir y almacenar con la mayor
precisión posible para que otros procesos se encarguen de tratarlas.
Adicionalmente el sistema en función de las magnitudes leídas se encargará de generar
simultáneamente 3 señales PWM con las características que se ofrecen en la tabla 2:
Señal Frecuencia Ciclo de trabajo
PWM0 500 Hz. X/Xmax ·100
PWM1 500 Hz. Y/Ymax ·100
PWM2 14 Hz. Z/Zmax ·100
Tabla 2
La aplicación que se debe construir, una vez decidida la forma y utilización de los recursos del
microcontrolador, ha de cumplir las siguientes especificaciones:
• El sistema muestreará cada segundo las tres tensiones de los sensores y en función
del valor de cada una de las variables físicas generará las señales según la tabla 2.
Dicho segundo no se puede temporizar por software y para su generación se
utilizará el Timer 0 con interrupciones.
• Las conversiones analógico-digital se deben realizar con la mayor precisión posible
que permita el microcontrolador.
• El programa principal, en el que se invocan las funciones a desarrollar, es:
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unsigned char tic_1s;
void main (void)
{
tic_1s = 0;
IniciaRecursos();
while (1)
{
if (tic_1s)
{
LeerVariables();
GuardarVariables();
GenerarPWM0();
GenerarPWM1();
GenerarPWM2();
tic_1s = 0;
}
}
}
Teniendo en cuenta todo lo expuesto responda a las cuestiones que se plantean.
Nota: En todos los apartados en los que escriba código, éste deberá ir suficientemente
comentado.
a) Indique qué recursos del microcontrolador va a utilizar para cada una de los cometidos
propuestos, teniendo en cuenta que el sistema sólo utilizará una interrupción, la
correspondiente al Timer 0, que se encarga de temporizar un segundo y que la
frecuencia del PWM2 es de 14 Hz. aproximadamente.
b) Dibuje sobre la figura 2 las conexiones necesarias para poder conseguir el sistema
propuesto en la figura 1 y justifique como conectará la tensión de referencia.
Figura 2
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c) Escriba el código en lenguaje C de la función IniciaRecursos() que permita la
inicialización de los recursos empleados añadiendo comentarios que clarifiquen su
compresión y justificando los valores que utiliza para cada uno de los registros.
d) Escriba el código en lenguaje C de la rutina de atención a la interrupción del Timer_0.
e) Escriba el código en lenguaje C para realizar la conversión de las tensiones de los
sensores. La función LeerVariables()actualizará las tres variables globales tipo float X,
Y y Z correspondientes a las magnitudes físicas buscadas.
f) Escriba el contenido de la función GenerarPWM0().
g) Escriba el contenido de la función GenerarPWM2().
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