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ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA Voltímetro incorporado en PIC12F675. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.
Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / Tecnología de medición En este dispositivo, el autor utilizó un método original para controlar un indicador LED de cuatro dígitos y siete elementos con señales de solo cuatro pines del microcontrolador. El programa del microcontrolador prevé la calibración automática del voltímetro. La conexión tradicional de un indicador digital LED con un microcontrolador a través de un convertidor serie a paralelo 74HC595 requiere el uso de tres salidas del microcontrolador para controlar el convertidor de código y una salida más para cada dígito del indicador. Por lo tanto, un indicador de cuatro dígitos requiere siete pines. Esto hace que sea imposible usar dichos indicadores con microcontroladores de bajo rendimiento, por ejemplo, con el PIC12F675, que tiene solo seis pines (sin contar los pines de alimentación). Propongo combinar el control del convertidor de código y los bits indicadores usando solo cuatro salidas del microcontrolador. Al mismo tiempo, el algoritmo integrado en el programa garantizará que el indicador no afecte el trabajo con el convertidor y la iluminación parásita de los elementos indicadores. Como de costumbre, la información se muestra en el indicador poco a poco sobre las solicitudes de interrupción del temporizador del microcontrolador, siguiendo con un período de 2 ms. El procedimiento para la tramitación de cada solicitud consta de cinco etapas. En la primera etapa, establece un nivel bajo en el pin 10 del chip 74HC595, reiniciando así su registro de desplazamiento. Esta etapa es la única en la que fluye una corriente parásita a través de los elementos indicadores, pero dado que la duración de sus pulsos es de solo 1 μs con un período de repetición de 2000 μs, el resplandor parásito es imperceptible incluso en la oscuridad. En la segunda etapa, la diferencia de nivel ascendente en el pin 12 del chip 74HC595 reescribe el contenido cero del registro de desplazamiento en el registro de espera. Esto apaga completamente el indicador. En la tercera etapa, la información se carga en el registro de desplazamiento del microcircuito 74HC595 con un código serial generado por el microcontrolador en el pin 14 del microcircuito. Su pin 11 recibe pulsos de reloj. En la cuarta etapa, con una diferencia de nivel creciente en el pin 12 del microcircuito 74HC595, la información de su registro de desplazamiento ingresa al registro de almacenamiento y, debido a los altos niveles en los cátodos, las descargas del indicador permanecen apagadas. En la quinta etapa, en el cátodo común de la descarga, para el cual está prevista la salida del código paralelo a las salidas del microcircuito 74HC595, el programa establece un nivel bajo, encendiendo sus elementos de acuerdo con este código. Esto completa el procesamiento de la interrupción y el estado del indicador establecido permanece sin cambios hasta la próxima interrupción. Para controlar un indicador de ocho dígitos, se requieren ocho salidas de microcontrolador. En este caso, las señales de las cuatro salidas adicionales simplemente controlan los niveles en los cátodos de las descargas. Cabe señalar que en este caso es posible utilizar indicadores con cátodos comunes y ánodos comunes, elementos de conexión o descargas a las salidas del convertidor de código, respectivamente. Por las razones expuestas a continuación, es preferible organizar la indicación dinámica elemento a elemento en el primer caso y bit a bit en el segundo. Ahora hablemos de un voltímetro que usa el principio descrito. Principales características técnicas
El circuito del voltímetro se muestra en la fig. 1. Utiliza indicación dinámica elemento por elemento. En cada momento, se establece un nivel alto en los ánodos de un grupo de elementos del mismo nombre de todos los bits del indicador HG1. En los terminales de cátodo común de las descargas en las que deben brillar estos elementos, se establece un nivel bajo, de lo contrario es alto. Tenga en cuenta que los elementos del mismo nombre se pueden incluir simultáneamente en todas las categorías, pero solo se incluye un elemento en cada categoría en este momento. Por eso se optó por conectar los ánodos de los elementos a las salidas del microcircuito DD2, cuya capacidad de carga es superior a las salidas del microcontrolador.
Con un período de interrupción de 2 ms, la frecuencia de actualización de la imagen en el indicador es de 64 Hz y su parpadeo es imperceptible a la vista. El método seleccionado de indicación dinámica también hizo posible reducir a la mitad el número de resistencias (R4-R7) que limitan la corriente a través de los indicadores LED. El microcontrolador PIC12F675-I/P (DD1) permanece desocupado en la indicación dinámica de las líneas I/O GP0 y GP3. El primero se usa como entrada ADC, el voltaje medido se alimenta a través del divisor R1R2. En la línea GP3, en ausencia del puente S1, gracias a la resistencia R3, se establece un nivel lógico alto, que sirve como señal que pone el voltímetro en modo de calibración. Si el puente está instalado, el nivel en este pin es bajo y el voltímetro funciona normalmente. Cuando encienda por primera vez el voltímetro con el puente faltante S1, el indicador HG1 mostrará Sin embargo, 80 V es un voltaje bastante grande y no se descartan las dificultades para obtenerlo. En este caso, durante la indicación del valor de la tensión de referencia, el dispositivo debe apagarse y encenderse nuevamente. El indicador mostrará Después de la calibración, apague el voltímetro y finalmente instale el puente S1, de lo contrario tendrá que repetir todo la próxima vez que lo encienda. El voltímetro también puede funcionar sin calibración si el puente S1 ya está instalado cuando se enciende por primera vez. En este caso, utiliza el coeficiente escrito en el programa, pero el error puede superar el 10%. Esto será advertido por el punto incluido en el dígito más a la derecha del indicador. La conversión de analógico a digital se realiza en el modo de "reposo" del microcontrolador para reducir la interferencia de sus nodos operativos. De este estado, sale automáticamente al final de la conversión. El dispositivo se alimenta con una tensión de 5 V, obtenida mediante un regulador de tensión integrado DA1. Puede usar el estabilizador 78L05 en lugar del indicado en el diagrama solo como último recurso, ya que la estabilidad de su voltaje de salida es mucho peor. Sin degradar los parámetros, puede utilizar el estabilizador LP2951. El diodo Zener VD1 para un voltaje de 5,6 V, junto con el diodo protector interno del microcontrolador, protege a este último de daños cuando el voltaje medido excede el valor permitido. Sin un limitador, el voltaje de suministro del microcontrolador en esta situación puede aumentar críticamente. El dispositivo está ensamblado en una placa de circuito impreso de 40x36 mm hecha de fibra de vidrio de lámina de un solo lado de 1,5 mm de espesor, que se muestra en la fig. 2. La mayoría de las resistencias y condensadores son de tamaño 0805 para montaje en superficie. La resistencia R1 para un funcionamiento fiable a alto voltaje se utiliza con una potencia de salida de 0,5 W. El condensador C1 se puede instalar tanto en cerámica como en salida de óxido, para lo cual la placa tiene un asiento marcado como C1'. El indicador FYQ-3641AHR-11 se puede reemplazar por otro de la serie 3641A o una serie 3631A de tres dígitos sin necesidad de volver a trabajar el tablero. Una fotografía de la placa ensamblada del dispositivo se muestra en la fig. 3.
El programa del microcontrolador está escrito en lenguaje C en el entorno de desarrollo MikroC. El archivo PCB en formato Sprint Layout 5.0 y el programa del microcontrolador se pueden descargar desde ftp://ftp.radio.ru/pub/2016/04/voltmeter.zip. Autor: B. Balaev
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con un letrero parpadeante en el extremo derecho. En este estado, se debe aplicar un voltaje lo más cercano posible a 80 V a la entrada del dispositivo, controlándolo con un voltímetro ejemplar. Con una conexión a corto plazo de las almohadillas de contacto previstas para el puente S1, el dispositivo calculará y recordará el factor de calibración y lo utilizará en el futuro.
, y en el siguiente apagado y encendido - 
, 
, otra vez 
y más en un círculo. La calibración debe realizarse al voltaje más alto disponible de estos valores. Cuanto mayor sea el voltaje de referencia, más precisa será la calibración. Si en el momento de la calibración el voltaje de entrada difiere demasiado del voltaje de referencia, el coeficiente no se calculará y el indicador mostrará 
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