Pratica 1 - Sistemas Microprocessados

UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARÁ
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA EM TELEINFORMÁTICA
DISCIPLINA: LABORATÓRIO DE SISTEMAS MICROPROCESSADOS
PROFESSOR: Emerson Beserra
PRÁTICA 1 – INSTRUMENTAÇÃO
1. INTRODUÇÃO
A utilização correta de instrumentos de medição e aferição é essencial em
um projeto de hardware. Através desses instrumentos é que se torna possível uma
rápida detecção de erros no projeto.
Dentre esses instrumentos podemos citar o osciloscópio como a principal
ferramenta na tarefa de depuração de circuitos elétricos/eletrônicos, logo se faz
necessário que o projetista possua certa familiaridade com o manuseio do
osciloscópio antes de iniciar a montagem do seu projeto.
Nesta prática iremos utilizar o osciloscópio para realizarmos diversas
medições, como medições de tensão, tempo e detecção de eventos.
1.1. Osciloscópio
O osciloscópio disponível em nosso laboratório é fabricado pela Tektronix e
pertence à série TDS2000B.
A sequência de imagens a seguir está em português, infelizmente os
osciloscópios do laboratório possuem suas indicações em inglês.
Segue uma breve descrição do osciloscópio e suas funcionalidades
básicas.
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osciloscópio
1) Porta USB – Permite que uma forma de onda visualizada seja salva em um
flash drive.
2) Compensação de ponta – Permite que um teste rápido da ponta de prova
seja realizado .
3) Conectores de entrada
4) Botões de opção – Permite acesso as funções do menu escolhido, não
possuem uma função fixa.
5) Botão giratório – Possui múltiplas funções, dependendo do menu
escolhido.
6) Botões de Menu – Ativam uma determinada função do osciloscópio,
permitindo tanto sua visualização quanto o seu ajuste.
Uma vez que algum menu seja selecionado, as opções de sub-menu irão
aparecer a direita do display, alinhadas aos botões de opção, onde cada
botão de opção irá indicar um sub-menu selecionável. Segue uma rápida de
definição da função de cada menu:
I.
Escala Automática – Quando ativado permite a visualização do sinal
através da configuração automática dos parâmetros verticais e
horizontais mesmo quando ocorrem grandes variações físicas.
II.
Menu Ref. – Exibe formas de onda de referencia armazenadas na
memória do osciloscópio, permitindo comparações entre o sinal atual
e um sinal previamente conhecido.
III.
Gravar/Restaurar – Permite que uma forma de onda, ou configuração
do osciloscópio seja salva.
IV.
Utilitário – Agrupa funções de uso geral, como ajuste de hora do
osciloscópio e autocalibração.
V.
Medidas – Esta é uma das principais funções de um osciloscópio
digital e irá nos auxiliar muito, pois permite com que até cinco
medições automáticas sejam visualizadas ao mesmo tempo dentre
onze tipos de medidas disponíveis. Podemos citar como exemplo, a
medida instantânea da frequência, amplitude máxima e largura de
pulso do sinal.
VI.
Cursores – Permite com que seja conhecido o valor de amplitude ou
tempo em qualquer ponto do sinal, bem como a diferença entre dois
pontos do sinal.
VII.
Aquisição – Através deste menu podemos definir a forma como a
aquisição do sinal será feita, podendo optar-se entre as opções que
minimizam o efeito do ruído no sinal, ou pela detecção de picos,
tornando mais fácil a visualização de glitches.
VIII.
Display – Permite escolher como as formas de onda serão
visualizadas e quanto tempo um sinal medido irá permanecer visível.
IX.
Ajuda – Exibe o menu de ajuda!
X.
Conf. Padrão – Apaga todas as configurações previamente salvas e
retorna o osciloscópio para a configuração default de fábrica.
XI.
AUTOSET – Realiza a calibração automática do osciloscópio e
apresenta uma exibição útil do sinal e algumas medições.
XII.
Seq. Única – Permite com que após a condição de trigger seja
satisfeita, o osciloscópio pare com a aquisição de sinais, permitindo
assim com que uma ocorrência seja “capturada” no instante que ela
ocorrer. Muito útil para a detecção de condições anormais do
circuito.
XIII.
Run/Stop – Para/Reinicia a aquisição de sinais.
7) Controles Verticais – Permitem o posicionamento de uma forma de onda
verticalmente e seleciona o fator de divisão da escala volts/div, além destas
funções permite que operações matemáticas sejam realizadas nos sinais
de entrada de cada canal.
controles verticais de um osciloscópio de quatro canais
O botão de menu de cada canal permite o ajuste das propriedades de cada
canal, como atenuação e tipo de acoplamento.
8) Controles Horizontais – Ajustam a posição horizontal de todas as formas
de onda e a resolução da base de tempo. Alterar a escala horizontal faz
com que as formas de onda se expandam ou se contraiam em relação ao
centro da tela.
9) Controles de Trigger – Determina quando e como o osciloscópio começa
a adquirir os dados e exibir a forma de onda. Somente através do ajuste
correto do trigger é que podemos visualizar a forma de onda corretamente.
O nível do trigger é que irá determinar em que ponto cada onda será
amostrada, permitindo assim que possa ocorrer uma correta visualização
da forma de onda escolhida. A escolha do tipo errado de trigger fará com
que a forma de onda permaneça não-estacionária no display.
O tipo de trigger, como borda ou pulso, por exemplo, irá indicar o evento
que irá acionar a aquisição do sinal e o nível indica em que nível de tensão
a amostra irá ocorrer.
1.2. Circuito 1 – Multivibrador Astável
Multivibrador Astável
O circuito acima é um multivibrador astável, esse circuito irá gerar um
trem de pulsos constante, onde o período no qual a forma de onda vai
permanecer em “alto” e “baixo” são definidos por:
 Talto = 0,693*(R1 + R2)*C1
 Tbaixo = 0,693*R1*C1
1.3. Circuito 2 – Multivibrador Monoestável
Multivibrador Monoestável
O circuito acima é um multivibrador monoestável, esse circuito irá
gerar um pulso positivo na saída toda vez que o botão for pressionado, o
tempo no qual a saída permanece ativa, é dado por:
 Talto = 1,1*R3*C2
2. Prática
 Monte o circuito 1 no protoboard;
 Calcule os períodos de acordo com as fórmulas dadas;
 Meça a forma de onda obtida na saída do circuito (será necessário o
ajuste do trigger);
 Verifique se existem diferenças entre os valores calculados e os
obtidos;
 Monte o circuito 2 no protoboard;
 Calcule o período de acordo com a fórmula dada;
 Meça a forma de onda obtida na saída do circuito;
 Meça o período entre o acionamento do botão e a resposta do
circuito na saída (ajuste o trigger do osciloscópio para a função Seq.
Única);
 Verifique se existe diferença entre o valor calculado e o obtido;
3. Observações
O relatório deve conter as medidas exatas obtidas a partir das formas de
onda analisadas.
Para a análise dos parâmetros de tempo devem ser utilizadas as funções
de Medidas e Cursores do osciloscópio.
O relatório deve seguir o modelo apresentado no site da disciplina,
contendo a descrição da prática, objetivos, desenvolvimento e a devida conclusão.