Conversão Analógica/Digital

Um conversor analógico digital ou simplesmente ADC ou A/D tem como função converter níveis de tensão analógica (0 V a 5 V, por exemplo) para um valor digital que o represente. Quanto maior a quantidade de bits usada na conversão, melhor será a aproximação representativa do valor analógico nesse caso, diz-se: melhor será sua resolução. Por exemplo, para converter uma tensão analógica que varia de 0 V  a 5 V usando 8 bits teremos 256 valores digitais. Usando 10 bits, teremos 1024 valores digitais para representar tensões na mesma faixa de 0 V a 5 V. Ou seja, no segundo caso, a resolução usada, de 10 bits, é bem melhor que a usada na primeira (de 8 bits). A faixa de valores digitais, representativos da faixa analógica, variará de 0 a 2ⁿ – 1 (onde n é a quantidade de bits ou a resolução usada na conversão).

No caso do PIC 16F877, o conversor pode utilizar qualquer uma dessas duas resoluções, 8 ou 10 bits. Essa definição é programável pelo usuário.

Uma particularidade do conversor A/D presente no 16F877 é a quantidade de entradas analógicas disponíveis: no caso 8. Como só existe um conversor A/D, apenas uma entrada analógica pode ser amostrada por vez. Em regime, todas podem ser amostradas (uma por vez) e convertidas no seu equivalente digital.

No processo de conversão, uma entrada analógica é amostrada durante um tempo preestabelecido, tempo esse necessário para que um capacitor interno possa receber como carga final, o valor da tensão lida. Durante a carga do capacitor, um contador é disparado e conta até a carga do capacitor chegar ao valor da tensão presente na entrada analógica, momento em que o valor do contador, representativo da tensão analógica lida, é armazenado ou transferido para outros registros envolvidos na conversão. Após esse processo de transferência, o capacitor passa por uma fase de descarga, o contador é zerado e pode-se iniciar outra amostra de tensão numa das 8 entradas analógicas (inclusive da mesma anteriormente lida, se assim for desejável).

Os tempos envolvidos numa conversão A/D dependem de vários fatores e são bem definidos pelo fabricante. Para se ter uma boa conversão, cabe ao projetista cumprir as determinações expostas nas folhas de especificação do PIC usado. Como diz o poeta, cada caso é um caso.

Diretamente associados ao conversor A/D, têm-se quatro registradores: o ADRESH e o ADRESL, que armazenam o resultado da conversão, e o ADCON0 e ADCON1, que controlam o processo de conversão.

Numa conversão A/D, algumas escolhas importantes devem preceder o processo de conversão como, por exemplo, que pinos serão usados como entradas analógicas, qual a fonte de clock para o contador usado pelo conversor e até mesmo que tensões de referência serão usadas durante a conversão.

Após essa pequena análise dos módulos periféricos do PIC, deu para perceber que utilizar qualquer um deles envolve especial atenção. O ideal, e é o que faremos, é deixar que maiores detalhes e procedimentos sejam trabalhados nas aplicações práticas. O assunto, logicamente, não se esgota por aqui, se desejar, você pode adquirir muitas outras informações adicionais através de pesquisas no Google ou em documentos fornecidos pelo fabricante no site <http://www.microchip.com>. Faça uma pesquisa no Google usando as palavras chaves “microprocessadores PIC”. Navegue por alguns. Procure relacionar com as informações fornecidas neste texto.

Para concluir esta aula, já que falamos por várias vezes em interrupção de programa, vamos ver como elas se processam e quais os registros envolvidos em suas configurações e uso.