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Certifico que este trabaja ha

sido realizado en su, totalidad

por el Sr. Carlaí#-~5QfCaka M

I n g . B o rrv£?Y Lfe d e s m a G .

DIRECTOR DE TESIS

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DEDICATORIA

A mis padres

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; AGRADECIMIENTO

Dejo constancia de mi agradecimiento a. la ESCUELA

POLITÉCNICA NACIONAL, a los integrantes del Laboratorio

de Electrónica de Potencia, especialmente en la persona

del Sr. Ing. Bolívar Ledesma por su paciente

colaboración, asesoría y atención puesta en este

trabajo.

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CAPITULO I: GENERALIDADES

1.1 Introducción . . . . . . . . . . . . i

1.2 Los reguladores de voltaje intercambiadares de taps 1

1.2.1 Reguladores de voltajes manuales i

1.2.1.1 Cambio de taps por medio de switchs 2

1.2.2 Regulación automática de voltaje . . 5

1.2.2.1 Regulador de voltaje con control discontinuo

utilizando reles . 7

1.2.2.2 Regulador de voltaje automático con control discon-

tinuo utilizando SCRs en conexión antiparalela . . 7

1.3 Campodeaplicaciones 8

1.4 Análisis de la operación"del cambiador electrónica

de taps con triacs 10

CAPITULO II: REQUERIMIENTOS' Y DISERJO DEL SISTEMA

2.1 Requerimientos del sistema 14

2.2 Descripción general del sistema . 16

2.2.1 Diagramas de bloques del sistema 16

2.2.2 Descripción del sistema 18

2.3 Diseña del circuito de control 24

2.3.1 El microcantrolador 8748 . . . . . . . . 24

2.3.1.1 Sección aritmética 25

2.3.1.2 Memoria de pro grama 25

2 . 3-. 1 . 3 Entrada/salida 26V

2.3.1.4 Contador de programa " 26

2.3.1.5 Palabra de estado (PSW) 27

2.3.1.6 Interrupciones . . . 27

2.3.1.7 Timer \coun ter 28

2.3.1.8 Reset 28

2.3.2 El conversar análoga digital ADC0S04 29

2.3.3 Distribución de los recursos del microcontro1ador . 30

2.3.4 Diseño de la fuente de poder • 32

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2.3.5 Medición del val taje de.entrada 34

2.3.6 Medición del voltaje de salida 35

2.3.7 Generación de la señal de interrupción 3B

2.3.B Interfase para el activado de los triacs y la

señalización . 39

2.4 Diseño del circuito de adquisición de datos . . . . 41

2.5 • Diseño del circuito de potencia 42»•

2.6 Protecciones por hardware 44 >••

2.6.1 Fil tro "de en trada . 44 *•

2.6.2 Protección de los triacs contra dv/dt 49

2.6.3 Circuito auxiliar de protección • 50-^

CAPITULO III: DESARROLLO DEL SOFTWARE PARA LA OPERACIÓN DEL

SISTEMA

3.1 Introducción. 51

3.2 Diagramas de flujo 51

3.3 Recolección de datos 53

3'. 3.1 Medición del vol taje de entrada 53

3.3.2 Detección del ruido eléctrica en la línea 56

3.4 Activado de los triacs 58

3.4.1 Generación de la histéresis para la conexión de

los triacs 61

3. 5 Protecciones por software 67

3.5.1 Protección para sobrevaltaje y bajo voltaje . . . . 67

3.5.2 Protecciones contra interferencia en la linea . . . 67

3.5.3 Protección contra corrimiento excesivos de frecuencia 68</

3.5.4 Protecciones contra cortocircuitos . . . . ' . . . . 68

CAPITULO IV: RESULTADOS EXPERIMENTALES

4.1 Operación con carga

4.2 Operación con carga inductiva .

4.3 Pruebas de regulación de voltaje

4.4 Comportamiento dinámica . . . .

4.5 Rendimiento del equipa . , . . 82

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4.6 Operación de protecciones

4.7 Operación del equipo . .

83

CAPITULO V: ANÁLISIS DE LOS RESULTADOS OBTENIDOS

5.1 Análisis de los resultados experimental es

5.2 Análisis técnico económico del equipa .

5.3 Conclusiones

86

BB

90

ANEXO A: CARACTERÍSTICAS DE LOS ELEMENTOS UTILIZADOS

ANEXO B: LISTADO DEL PROGRAMA IMPLEMENTADO EN EL MICROCONTROLADOR

REFERENCIAS

BIBLIOGRAFÍA

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1.1 INTRODUCCIÓN

Con el desarrolla de la electrónica y de los sistemas digitales

Integrados a gran escala, la tendencia actual de la industria es

tratar que sus procesos sean automáticos. reemplazando los

anteriores equipos por sistemas electrónicos más versátiles,

seguros y de menor tamaño. Esta tendencia no es solo a nivel

Industrial, sino también a nivel doméstico, en donde se puede

facilitar la realización de actividades dando mayor comodidad al

usuario con equipos de bajo costo, entre las que se podría

mencionar los reguladores de voltaje.

Existe una gran variedad de reguladores de vol taj'e tanto de

corriente al terna como de corriente continua que útil izan

diferentes características del comportamiento del voltaj'e y la

corriente para su contro1, entre los que se encuentran los

reguladores de voltaj'e In tercambiadores de taps, variacs,

reguladores ferroresonantes, reguladores que útilIzan

servomecanismos, a más de una serie de reguladores que utilizan

semiconductores con diferentes conexiones de sus elementos.r

Cada técnica tiene sus ventaj'as y desventaj'as par la que san

utilizados dependiendo de la aplicación en dodnde se requieran.

1.2 LOS REGULADORES DE VOLTAJE INTERCAMBIADQRES DE TAPS.

1.2.1 Reguladores de voltaje manuales

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Son utilizados en muchas aplicaciones industriales en donde no

se necesita mucha presidan en el mantenimiento de un valor

constante en el voltaje de salida como es el caso de las

soldadoras y aplicaciones de galvanoplastia.

1.2.1.1 Cambio de taps por medio de switchs.

Se puede implementar un sistema como el de la figura No 1.1.

]¿ lOx B

i .¡ 1Bx •1 iax m

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GRUESO,31 ^ *

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\

BE MEDIO

FINO.1 B3 "

\

/

FIGURA 1.1 Intercambladormanual de taps

con el . cual se puede variar el voltaje de la salida al valor

deseado ya sea en pasos grandes o pequeños.

En la figura expuesta tenemos P"—1 pasos para variar el

voltaj'e, en donde P es el número de posiciones y n es el número

de switchs incorporados.

Cuando se utilizan para el cambio de taps se pueden dar dos

casos; Cambio de tap sin interrupción 9 con interrupción de la

corriente de carga. Para el caso de interrumpir la corriente,

durante el cambio de tap se producen arcos eléctricas en los

terminales de los interruptores produciendo asi su deteriora,

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razón por la cual este método se lo utiliza sólo en aparatos de

baja potencia.

Cuando el voltaje de salida no debe variar mayormente se

utiliza un transformador buck-booster como indica la figura No

1.2, de esta manera se podrá sumar o restar el voltaje Eb

dependiendo de la conexión del transformador Buck—booster sea

directa o inversa.

Cuando se trata de un autotransformador, se necesitará

interruptores más simples para lograr el mismo efecto que el casa

an terior, como se puede ver en la figura No 1.3. El voltaje de

salida £o será:

Eo=Ei + /- Eb

Y Eb dependerá de la posición del tap.

FIGURA 1.2 TransformadorIntercambiador de taps contransformador buck-booster.

En los reguladores de voltaje con taps, de tipo manual, no es

conveniente cortar la corriente de carga durante el cambio de tap

debido al arco que esta acción produce, por lo que se han ideado

los siguientes métodos para evitar este efecto negativa: En el

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FIGURA 1.3 Autotransformadorintercambiador de taps contransformador buck-bopster

primer método se utiliza una resistencia como indica la figura No

1.4.

FIGURA 1.4taps sincorriente

Intercambiador deinterrupción de

Cuando se decide un cambio de tap, por ejemplo a un voltaje de

salida menor, se desconecta S2 y se lo baja al inmediato

inferior. Durante este periodo la corriente de carga cruza por la

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FIGURA 1.5 Intercambiador detaps sin Interrupción decorriente

y una vez que S2 ya se conectó sólidamente SI se

abre y se lo conecta al mismo nivel que el tap S2, realizándose

la misma operación si se requiere subir el voltaje.

También para evitar el corte de energía a la carga en el cambio*

de tap se puede usar un reactor de tap central como Indica la

figura 1.5. Í;L)

1.2.2 REGULACIÓN AUTOMÁTICA DE VOLTAJE

Los reguladores de voltaje manuales presentan muchos problemas,

siendo uno de los mayares la necesidad de que una persona esté

continuamente cerca al aparato para aperar y corregir en ese

momento, con el alto costo que ésto representa. Por otro lado el

control manual no siempre es aplicable, ya sea por ,razones de

velocidad de respuesta, estabilidad etc. lo que no sucede cuando

el control es automático.

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En general existen dos tipos de control automático. El primero

conocido como control discontinuo, acción de dos posiciones o de

SI—NO, en el cual el elemento accionador tiene dos posiciones

fijas, que en muchas casas san sólo conectada y desconectada,

éste control es simple y muy económico y par esta razón

ampliamente utilizado en sistemas de control tanto industriales

como domésticos.

Sea la señal de salida del -control m(t) y la señal de error

actuante e(t). En un control de dos posiciones, la señal m(t)

permanece en un valor máximo o mínimo según la señal de error

actuante sea positiva o negativa, de modo que

m(t) = MI para e(t) > O

m( t). = M2 para e(t) < 0

Donde MI y M2 son constantes. Generalmente el valor mínimo M2

es o bien cero o -MI. Los controles de dos posiciones son

dispositivos generalmente eléctricos, donde habitualmente hay una

válvula accionada por un solenoide eléctrico. c->

t

-K>^

L*

Hl

**f

<•)

— » -^

l_

"^TMI -^

-?

Cb)

•TTWICL

e-«

•i

— >

FIGURA 1.6posiciones

Control de dos

En la figura No 1.6 a y b se presentan los diagramas de bloques

de controles de dos posiciones. El rango en que se -desplaza la

señal de error actuante antes que se produzca la conmutación se

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7

1 lama brecha diferencial, esta hace que la salida de control m(t)

mantenga su valor hasta que la señal de error actuante haya

pasado levemente el vaJ6.1* cero y normalmente se la crea para

evitar lo. acción exesiva del mecanismo SI—NO.

El segundo tipo de control, conocido como control continua,

consiste en sensar la variable que se desea controlar y

compararla con una referencia. El error es procesado utilizando

algún algoritmo continuo de control.

1.2.2.1 Regulador de voltaje con control discontinuo utilizando

relés.

Un tipo simple de regulador de voí*taje con control discontinuo

es el mostrado en la figura No 1.7. En este caso el cambia de tap

se lo hace en un autotransformador; además existen das relés que

son activados por transistores que están sensando el voltaje y

que se activan dependiendo del nivel de voltaje que nosotros

impangamos.>

Podemos regular el voltaje de salida Eo , ajustando el nivel de

voltaje de los potenciómetros Pl y P2, de ésta manera los relés

Reí y Re2 se encontrarán en una u otra posición dependiendo de

qué valor de voltaje de salida nosotros deseemos.

Se puede también a éste método incorporar un mayor número de

relés y transformadores buck—booster y de ésta manera mejorar la

regulación del voltaje de salida.

1.2.2.2 Regulador de voltaje automático con control discontinuo

utilizando SCRs en conexión antiparalela.

hste método, a diferencia del anterior utiliza SCRs en lugar de

relés, como se indica en la figura No 1.8. En el circuito se

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8

FIGURA 1.7 ' Intercambiadorautomático de taps uti 1izandorelés

muestran tres taps que pueden ser conectados a la carga a través

de tres interruptores formados por SCRs conectados en forma

antiparalela. Cuando el SCR1 y SCR2 son disparados, el tap 1 es

conectado a la carga, cosa similar sucede con las taps 2 y 3 que

pueden ser conectados a través del resto de SCRs que operan en el

En este esquema, cuando el par de SCRs que conectan un tap está

actuando, el resto deben estar apagados ya que de no ser así se

estaría produciendo un cortocircui to. Esta característica se debe

tomar muy en cuenta especialmente cuando la carga es inductiva.

Existe una gran variedad de conexiones en las que se pueden

utilizar los SCRs y ,triacs tanto en reguladores de voltaje

monofásicos y trifásicos.

1.3 CAMPO DE APLICACIONES

Los reguladores de voltaje son de gran aplicación en nuestro

medio, especialmente en aquellos lugares en donde por caída de

voltaje en las líneas de transmisión, el servicio eléctrica es

deficiente. Por otro lado, suele haber en.nuestras ciudades

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i ,.

VI

2^ ,• ''N

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H nU/N SCR2

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1 ,1U-N SCR4

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' \á ''J^ SCR6

!

<

RL,<i

/i

ii-> uV

1

\ /

FIGURA 1.8 Intercambiador detaps utilizando SCRs

grandes fábricas que producen un considerable descenso de voltaje

en horas pico de trabajo y una elevación del voltaje en el resto

de horas. Esta elevación se produce no solo por el hecho de que

sus máquinas dejan de funcionar, sino pqque en ciertas fábricas

los sistemas que utilizan para corregir el factor de potencia son

manuales y en ocasiones se olvidan de desconectarlos cuando ya no

hace falta, lo que produce una elevación de voltaje por causa de

los elementos capacitivos que lo componen.

Pueden darse casos también de fallas en las lineas, tales como:

salidas de servicio de una o más fases en la red

, distorsiones de voltaje en las 1íneas, variaciones de

la frecuencia y en singulares ocasiones problemas en las empresas

eléctricas o en las centrales que causen desequilibrios

eléctricos, los cuales pueden ser fatales para los elementos que

están conectados.

Por todas estas causas se justifica la utilización de un

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regulador de voltaje cuyas

equipo de estas fallas.

•ís ticas de diseño protejan al

1.4 ANÁLISIS DE LA OPERACIÓN DEL CAMBIADOR ELECTRÓNICO DE TAPS

CON TRIACS.

En vista que el regulador de voltaje a diseñarse va a ser

controlado con un microcontrolador, es importante tomar en cuenta

la cantidad de datos a recogerse, ya que, cuanto mayor sea el

número de datos, mayor será la presición al escoger el tap, y no

se dará el caso de que un pequeño cambio en el voltaje de entrada

genere cambias innecesarios en el voltaje de salida.

Será también necesario fijarse una referencia para iniciar la

recolección, y la más adecuada será al empezar cada ciclo del

voltaje de entrada. Por lo tanto coincidirán el ciclo del voltaje

de la red con el ciclo del programa del microcontrolador.

Producto de esto tendremos que los taps podrán cambiarse una sola

vez en un ciclo. Con estas características, es conveniente

utilizar triacs para el activada de las taps, ya que se podrá

realizar la recolección de datos en el primer cuarto de ciclo,

luego la operación necesaria para escoger qué triac se conectará

a la carga una vez que la corriente pase por cero y el triac

anterior se apague.

Dependiendo de la frecuencia del cristal y la velocidad con que

puedan ser convertidos los datos de análogos a digitales se

podrán incorporar cargas capacitivas con cierto limite al

regulador. Pero en el caso específico del regulador que se va a

construir, no se podrá conectar cargas capacitivas ya que con la

frecuencia de 8 MHz que tiene el cristal, se utilizará casi en la

totalidad el segundo cuarto de ciclo para operaciones de desición

de tap, y si la carga es capacitiva, la corriente ya habría

pasado por cero antes que el rnicrocontrolador decida el cambio de

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11

tap .

Con lo expuesto anteriormente, el regulador a construirse será

apto para cargas resistivas e inductivas exclusivamente.

Al operar con trlacs, para que exista un cambio de tap será

necesario buscar un mecanismo con el cual se detecte el momento

en que la corriente de carga se hace cero, y asegurarse de que el

triac que estaba conduciendo se apague para conectar el nuevo

triac escogido por el míerocontrolador.

El tiempo de cambio de los taps dependerá del tiempo que se

tarde en dete..ctar que la corriente de carga es verdaderamente

cero .

TRIftCl

•t Mv LVI ' *i y

£V N TRIAC2 ,

•t M|T u

3 N' fl TRTAC3

•t Hii

l

5

U_

FIGURA 1.9 Intercambiadortaps utilizando

de

Durante el cambio de taps, una vez que deja de haber señal de

gate.y la corriente de carga es cero, el voltaje en la carga es

cero, condición que es aprovechada por el microcontrolador

para recoger esta señal y por medio de programa conectar un nuevo

tap escogido, por lo tanto el tiempo para el cambio de tap,

dependerá también del programa implementado en el

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mícrocontrolador .

En la figura No 1.9 se puede observar el intercambiador de taps

por medio de triacs y en la figura No 1.1(3 se 'tienen las formas

de onda que se generan en el cambio de taps para carga

y para carga inductiva.

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FORMAS DE ONDA DE VOLTAJES' Y CORRIENTES EN LACONMUTACIÓN DE TAPS, PARA EL INTERCAMBI ADOR ELECTRÓNICODE TAPS CON -MICROCONTROLADOR.

CARSA RESISTIVA CARGA INDUCTIVA

V rastreo

**•

Vo

cambio dotap

FIGURA 1.10

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11

2.1 REQUERIMIENTOS DEL SISTEMA

El diseña de este regulador deberá tomar en cuenta las fallas

más comunes que se dan en nuestro medio, para tratar de evitarlas

o en caso contrario sacar al equipo de servicio. Para esto se han

planteado los siguientes requerimientos:

La patencia será de 1.5 «VA, ya que ésta será suficiente para

un equipa de computación de tipo personal o algún equipo digital

pequeño y su factor de potencia inductivo mínimo será de 0.8.

El regulador de vol taje a construirse cr35 deberá reducir las

fluctuaciones de hasta el 257. por debajo y el 157. por encima del

vol taje nominal a un valor dentro del +/- 57. del voltaje nominal ,

asegurando asi una protección completa incluso para los equipos

más sensibles.

Si el voltaje en la entrada supera los 138 voltios, el equipa

quedará fuera de servicia, señalizando esta condición, lo que

significa que el sistema se desconectará de la línea hasta que

sea reconectado nuevamente- y las condiciones de voltaje na

superen este límite.

Ir-'

Si el voltaje en la entrada es menor de 90 voltios, el equipo

quedará fuera d e " servicio acompañado de su respectiva

señalización.

Además, en estudios realizados, c *•5 se ha comprobado que la

mayor cantidad de problemas corresponden a disturbias de poca

duración denominada ruido eléctrico, razón por la cual se hace

necesaria que éste regulador pasea - un filtro de entrada y

elementos supresores de picos y sí a pesar de esta protección el

equipo detecta que existe un excesivo ruido en la línea al punto

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15

que exceda su capacidad de recorte y supresión, éste lo

desconectará y señalizará la correspondiente condición.

Idealmente, c* 5 se debería recibir energía eléctrica de

corriente alterna con forma de onda sinusoidal de voltaje y

frecuencia fijos. Desgraciadamente, en las zonas residenciales,

industriales y rurales, esto na se da, por lo que el regulador

deberá ser capaz de que a más de regular el voltaje, realice un

rastrea de la frecuencia y si detecta que esta se aleja un 57. c¿>>

de su valor nominal durante un cierto número de ciclos seguidos,

el equipo saldrá de servicio y señalizará la respectiva falla.

Necesitamos también asegurarnos que el regulador en lo posible

no introduzca ningún tipo de distorsión armónica por lo que

debemos utilizar elementos ' y una circuítería que nos aseguren

esta condición.

En vista del requerimiento" anterior, se usará un

autotransformador de 1.5 KVA y que tenga una buena regulación

para que los voltajes tanto en vacio como a plena carga no

difieran demasiado. Además se útil izarán triacs con .sus

respectivas protecciones en lugar de los tradicionales relés ya

que éstos nos ofrecen mejores condiciones de velocidad de

respuesta y no tienen"el problema de los arcos eléctricas que los

relés provocan al conectarse.

Con respecta al cambio de tap, el tiempo que el voltaje de

salida permanecerá en cero durante la transición, deberá ser

menor a medio ciclo de la red, o lo que es lo mismo, menor a

ms . en vista de que éste es el tiempo en que las memorias de

los circuitos digitales pueden

información.

con seguridad retener la

El equipo deberá tener protecciones contra sobrecargas y contra

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. rcui tos. La Implementación de estas protecciones será

software y/o por hardware.

por

El regulador deberá ser de fácil utilización y

señalización necesaria con indicadores luminosos

diferentes tipos de fallas..

tendrá la

para los

Para protección contra interferencias electromagnéticas, cargas

electrostáticas, en los equipos de computación se realiza lai

conexión a tierra razón por la cual los terminales de salida del

voltaje deberán ser tomacorríentes polarizados, esto es tendrán

fase, neutro y tierra.

El peso y tamaño del equipo deberán ser lo más reducidos

pasibles, en la medida que el autotransformador lo permita, para-

que no sean una molestia Junto al equipo que se va a proteger.

El equipo será compacto, de tipo modular, con tarjetas

impresas, de fácil armada, sin piezas móviles que obliguen, a un

continuo mantenimiento, además no deberá generar demasiado calor

ni ruido audible que pue.da malestar al usuario.

El casto del regulador, a construirse, deberá ser el más baj'o

posible de tal manera que su inversión na resulte alta en

comparación al costo del -equipo a protegerse. Además habrá que

asegurarse que los elementos que se•van a utilizar sean de fácil

adquisición en el mercada local para • que su construcción sea

rápida" y .par ende su costa disminuya.

2.2 DESCRIPCIÓN GENERAL DEL SISTEMA

2.2.1 Diagrama de bloques del sistema.

En el diagrama de bloques generalizado de la figura No 2.1 se

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17

pueden visual izar las diferentes etapas necesarias para lograr el

diseño del regulador de voltaje, las cuales realizan las

siguientes funciones:

La etapa de potencia estará conformada por un autotransformador

de varios taps , los cuales serán conectados a la carga por medio

de triacs. Estos a su vez estarán comandados por el circuito de

control.

Luego, se tiene el circuito de polarización el cual se

alimentará del voltaje de entrada. Por ésta razón el circuito de

polarización deberá tener una regulación de voltaje tal que ante

el amplio rango de variación del voltaje de entrada pueda

garantizar un voltaje constante a la salida, para que el circuito

de control pueda operar apropiadamente.

PQLPRIZftCION

' MEDICIÓN DELVOLTAJE DE ENTRADA

/\

N

h£DICVOLTAJE

ION DELDE SPODft

y

DCTECTOR DECRLCE POR CERO

FIGURA 2.1 Diagrama de bloques general del sistema

La regulación del voltaje de salida se lo realizará en base a

la medición del voltaje de entrada, por lo tanto hay que medir su

magnitud para que dependiendo de su valor se pueda mantener el

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IB

voltaje de salida dentro de los limites requeridos.

La medición del voltaje de salida será necesario para realizar

1 a conmutación de taps, ya .que su presencia detectará la conexión

o desconexión de los triacs que conectan la carga. Además este

voltaj'e -ayudará a detectar . f a 1 1 as de cortocircuito.

La detección de los cruces por cero en el voltaj'e de entrada

será la señal utilizada para empezar a medir el val taje dentro de

cada ciclo además que ayudará a medir la magnitud de la

frecuencia.

La unidad central de procesa, cuyas funciones serán: decidir el

tap en -base al voltaj'e de entrada, decidir cuando conectar un

nuevo tap en base al voltaj'e de salida, verificar la frecuencia,

verificar ruido eléctrico excesivo, verificar condiciones de

falla etc. estará constituido básicamente por un microcontrolador

que supervisará las diferentes etapas y comandará la interfase

para lograr el activado de la etapa de potencia y la

señalización-

2-2-2 Descripción del sistema.

El primer requisita que se debe cumplir, es la regulación de

voltaj'e, por lo tanto las curvas de respuesta de voltaj'e deberán

tener características tales que con el menor número de taps se

pueda cumplir con los requerimientos pedidos. En la figura No 2.2

se tienen las características de voltaje que pueden servir para

el propósito de donde se concluye que el número de taps

requeridos es cinco.

expuestas, el regulador tendrá la

de regulación de voltaj'e de la figura No

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19

160

110

13D

120

CARACTERÍSTICAS DE VOLTAJE

110

fOLUJI DI I1TULH.

FIGURA No 2.2 Característicasnecesarias para la regulación

de voltaje

C A R A C T E R Í S T I C A S DE VOLTAJE Yin

HaM

"

$

1

y///// /

/

^//

í

1//

y//

//

y|

/

vs V o u t .

7i

//

BO loa nú

TOLTJJl 11 IITSiJA. (O

//

//

110

FIGURA 2.3 Regulación de voltaje

Con fines de construcción del regulador en el presente trabajo

se utilizará un au totransf ormador de cinco taps y la conexión de

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20

éstos a la carga se los realizará con

características de respuesta.

triacs j por sus buenas

El siguiente paso es seleccionar un mícrocontrol ador que pueda

manejar la información tanto del voltaje de entrada como de

salida, luego procesar la información y dependiendo de ésta

comandar los triacs para el activado de la carga o de la

señalización de fallas.

Dado que los voltajes tanto de entrada coma de salida son

analógicos y los datos que el microcontrolador puede recoger son

digitales será necesario utilizar un conversar analógico digital

que en primera instancia se ajuste a los valores TTL uti 1 izados

en el circuito y que su interfase sea fácil de realizar.

Para medir la magnitud del voltaje de entrada, se tomarán 30

muestras en el primer cuarta de ciclo y suponiendo un factor de

forma constante, la sumatoria de éstas corresponderán a un valor

de val taje RMS que el microcentrolador lo tomará como referencia

para la selección de taps.

La resolución que el conversor necesite dependerá del numera de

datos recogidas, de su sumatoria y del valor de la histéresis que

se le vaya a dar al voltaje de entrada, para el cambio de tap.

Observando los diferentes conversares análogo/digitales que

ofrece el mercado local, -se comprobó que los canversores de la

serie desde ADC0801 a ADC0805 ofrecen exelentes características

de compatibilidad en hardware además que su resolución es

suficiente para el propósito requerido}como lo demuestra el

siguiente ejemplo.

El peor de los casos se tendrá en la histéresis cuando " el

voltaje es el más bajo, esto es en 97.94 y 99.47 valtios.

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21

f igura__2 . 3 )

Para este caso se tiene:

Si 140 voltios corresponde a 255 (FFH) entonces 97.94 (V)

corresponderá a 178 (B2H) y 99.47 (V) a 181 (B5H).

Los limites con los que comparará" el microcontrol ador para

realizar un cambia de táp serán:

30178 sin 3J1-3487 , n =1 , 2 , . ,

30181 sin 3J2-3546 ,12 = 1 , 2 , ,

La diferencia de 59 unidades, en la práctica demostró que es

suficiente para la aplicación requerida.

En la figura No 2.4 se pueden observar en forma detallada los

elementos y las etapas necesarias para el diseño.

En la etapa de potencia se tiene un auto transformador can cinco

taps, cada uno con su correspondiente triac y sus protecciones,

los cuales se conectarán adecuadamente a la carga cuando el

microcon trol ador lo crea conveniente.

La unidad de control está constituida inicialmente por un

rectificador tipo puente que sirve tanto para la polarización

cuanta para obtener la señal de voltaje de entrada que pasará al

multiplexer analógico. La segunda señal que éste tomará es la del

voltaje de salida, estas dos señales acondicionadas y

mu 1 tiplexadas adecuadamente por el microcontrolador entrarán al

conversor análoga/digital.

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23

La señal que se tomará como referencia para el control, es el

voltaje de en trada, tomado a través de un rectificador de onda

completa, ya que de éste voltaje depende el voltaje de salida,

además tomando esta señal como muestra se logra detectar el ruido

eléctrico en la linea en caso de existir.

Al empezar el ciclo del voltaje de entrada, que será comunicada

por el generador de interrupciones o detectar de cruce por cero,

el microcantrolador ordena al multiplexer le envié la señal del

voltaje de entrada, la cual primero pasará por el conversar

análogo digital y durante el primer cuarto de cicla serán tomados

treinta datos y . cargadas en el microcontroladar par el bus de

datas. Una vez tomadas estas muestras y procesadas adecuadamente

en el micro controlador, éste seleccionará el tap que d'ebe

conectarse a la carga para que el voltaje de salida permanezca

dentro de los limites requeridas.

Una vez que ya se escogió el tap a ser conectado, quedan dos

posibilidades. La primera, si el tap escogido corresponde al

mismo anterior, no existirá ningún cambia y el microcontralador

esperará la señal de interrupción para empezar nuevamente el

ciclo. 'Para el segundo caso, si el nuevo tap corresponde a uno

diferente que el anterior, habrá que esperar que la corriente de

carga se haga cero, momento en el cual el primer triac se apagará

y podrá entrar el nuevo tap escogida por el microcontrolador para

conectarse a la carga y luego esperar la interrupción para

empezar un nuevo ciclo. Para esta operación se hace necesario el

ingresa del voltaje de salida al microcontralador, esto es: se

esperará que la corriente se haga cero, y el triac que estuvo

conduciendo se apague. En este instante ninguno de los triacs

conducen por lo que el voltaje de salida es igual a cera, acción

que será detectada por el microcontralador el cual inmediatamente

conectará el nuevo tap. Cualquiera de • los cinco taps estarán

conectados mientras el voltaje de entrada esté dentro de los

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24

limites impuestos. Si sale el voltaje de estos limites, el

microcontrolador señalizará • el evento y desconectará

indefinidamente los triacs.

Por Qltimo, en el circuito de control se tiene la señalización

de las respectivas fallas que estarán comandadas por el

microcontrolador, dependiendo de la falla que haya detectada.

2-3 DISECO DEL CIRCUITO DE CONTROL

Para empezar el diseño del circuito de control, primeramente se

debió escoger el rnicrocontrolador con el cual se podía trabajar,

ya que este es el que va a comandar prácticamente a todo el

sis tema.

Observando los diferentes microcontrol adores que ofrece el

mercado, se escogió el 8748 de la Intel, ya que. éste ofrece

exelentes características técnico-económicas . para la aplicación

en el regulador de voltaje que se va a construir.

2.3.1 El microcontrolador 8748

En la figura No 2.5 se puede observar la distribución de pines

del microcontrolador.

El microcontrolador 8748 fue introducido en 1976 y es el

miembro más representativo de la familia de controladores de 8

bi ts MCs-48; gracias al desarrollo de la tecnología HMOS, Se

tiene todo el micracontrolador en un solo circuito integrada tipo

Dip de 40 pines, cuyas características principales son.

-CPU de 8 bits

-Memoria interna: 1K de EPROM y 64 bytes de RAM

-Tiempos de ciclo de 1.36 useg. (cristal de 11 MHz)

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25

=£13;-22.

Jl-sr3E

?

7

U7

Xi

X2

RESETSS

TiINT.

Pi.0Pl.iPi.2P1.3Pi.4P1.5Pi.eP.l-7

EA

PROG

DB.0

DB.EDB.3

D6.5Da. 6DB.7

P2.0pa.iP2.2P2.3P2.4PE.BP2.BP2.7

PSENALE

_£S_

12T3~-4-O2_

it_£i_

~wp« —h.35 _

39-r ~

tinFIGURP 2.5 Distribución de pinesdel microcontrolador 8749

-Oscilador y circuito de control incorporados.

-27 lineas de entrada y salida programables.

-Un temporizador/contador de 8 bits

—96 instrucciones de .1 ó .2 ciclos de las cuales el 707. es de

1 byte.

-Aritmética binaria y BCD

-8 niveles de stack.

-Dos bancos de registros

-Posibilidad de ejecución del programa paso a paso.

2.3.1.1 Sección aritmética

Esta conformada por las siguientes partes:

-Unidad aritmética y lógica ALU

—Acumulador.

-Bandera de carry

-Decedificador de instrucciones.

2.3.1.2 Memoria de programa

La memoria interna de programa es tipa EPRQM y consiste en

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26

palabras de 8 bits direccionadas por el contador de programa.

existen 3 ^localidades de singular importancia.

-LOCALIDAD 00H: En esta localidad se encuentra la primera

instrucción que ejecuta el procesador cuando se real iza un reset.

-LOCALIDAD 03H : El procesador salta a esta localidad ( si la

interrupción está habilitada) cuando se activa la llamada de

interrupción externa.

-LOCALIDAD 07h: Una interrupción del Timer/Conter (si la

interrupción está habilitada) causa un salto a esta localidad.

Además tiene una memoria interna de datos de tipo RAM que está

organizada en 64 palabras de 8 bits, que pueden ser direccionadas

por los registros R0 y Rl.

2-3.1.3 Entrada/salida

El 8748 tiene 27 lineas las cuales pueden ser utilizadas para

funciones de entrada y salida, estas líneas son agrupadas en tres

puertos de B bits Pl , P2 , un Bus de datos y tres entradas

adicionales que de acuerdo a su estado lógico pueden alterar la

secuencia del programa mediante saltas condicionales.

A los puertas Pl y P2 se los denomina cuasídíreccionales debido

a su especial estructura. El bus de datos es también un registro

de 8 bits de entrada y salida o bidireccional.

2.3.1.4 contador de programa

Es un registro de 12 bits, organizado de la siguiente manera

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27

1 1 I 1 1 1 1 1 1 1 1All A10 A9 AS A7 A6 A5 A4 A3 A2 Al Ata

"Cuenta: 0000H - 03FFH

Los bits más significativos san utilizadas cuando se trabaj'a

con memoria externa.

2.3.1.5 Palabra de estado (PSW)

Es un registro de S bits que guarda la información de ciertas

parámetros del programa, su contenida es el siguiente.

I 1 I I 1 I I IICY IAC F0I BSI 1 IS2 151 S0

Se almacena en

en el stack.

Puntero del stack

CY: Carry

AC: Carry auxiliar

F0: Bandera 0

BS: Selección de banco de registro.

2-3.1.6 Interrupciones

Se tiene dos tipos de interrupciones: una externa que se activa

al existir un cero lógico en el pin 6 (INT) y otra que se produce

por el Timer/Counter cuando éste sobrepasa la capacidad de

conteo. Para su ejecución es necesaria habilitar las

interrupciones respectivas por software.

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28

2.3.1.7 TImer\Counter.

El microcantrolador 8748 posee un registro de 8 bits que puede

actuar como contador de eventos externos o generando tiempos de

retarda de gran precisión. En ambos casos la operación es la

misma, la diferencia está en la fuente del reloj para el canteo.

Cuando este registro supera su capacidad, setea la bandera TF y

produce un 1lamado de Interrupción ( Si está

habí1Itada).

El Temporizador utiliza 32 ciclos de máquina para Incrementar

su valor.

2.3.1.8 Reset

Es una entrada de gran importancia, ya que InicialIza el

procesador. Internamente existe una resistencia de pulí up, que

en combinación con un condensador genera un pulso de suficiente

longitud para que todo el circuito se resetee.

El reset realiza las siguientes funciones.

-Carga .el contador de programa con 00H

-Carga el puntera del Stack con 00H

-Selecciona el banco de registro cero

-Selecciona el banco de memoria cero

-Coloca el bus en alta impedancía (exepto cuando EA es 5 (v))

-Coloca Pl y P2 como entradas

-Deshabilita las Interrupciones.

-Detiene el Timer "• . .

—Barra las banderas F0 y F/l

-Deshabillta a T0 cama salida de reloj.

Para mayor Información y set de Instrucciones

anexo P)

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29

Además de todas las facilidades técnicas que presta el

microcontrolador 8748, es de fácil adquisición en el mercada

local a precias relativamente convenientes.

Otra de las circunstancias que llevó a- utilizar éste elementa

es la facilidad de conseguir.los simuladores correspondientes,los

cuales se encuentran implementados en un computador personal y en

general se cuenta-con las herramientas necesarias que fácil itan

el desarrollo de proyectas en base a éste rnicracon troladar.

2.3.2 El conversar análoga digital ADC0804

El conversar análogo/digital que "se ha escogido es el ADC0804,

cuya distribución de pines se la puede observar en la .figura No

2.6

FIGURA ' 2.¿> Distribución de pinesdel conversar Análoga/DigitalADC0804

Características:

-Es compatible con el microcontroladar 8748 y sus derivadas, na

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30

necesita ninguna interfase lógica y tiene un tiempo de acceso de

135 ns. -

-Tiene un voltaje de entrada análogo diferencial.

• -Los voltajes de entrada y salidas lógicas satisfacen los

niveles TTL

—Para, el voltaje de

voltios.

puede trabajar hasta con 2.5

— Tiene Incorporado un generador de reloj"

El voltaje de entrada análogo tiene un rango de 0 a 5 voltios.,

un voltaje de polarización de 5 voltios.

-El valor de refencia cero, es ajustable.

-La resolución es de 8 bits.

Esta resolución significa que el valor análogo más pequeño que

puede variar es de 5/2e (v) (19. 5 mv), para que el voltaje

digital varíe en la unidad.

-El error total es de 1 bit menos significativo .

—Tiempo de conversión de 100us

2.3.3 Distribución de los recursos del mlcrocontrolador.

Aprovechando que - el mlcrocontrolador tiene dos pórticos y un

bus de datos se realizará la distribución de la siguiente manera :

El bus de datos será el encargado de recibir los datos que se

obtengan del conversor análogo/digital, además se conectarán sus

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31

respectivas líneas de lectura y escritura. Esto se realiza por la

facilidad que prestan el microcontrolador y el conversar de

lograr una ínterfase directa y la lectura se lo realizará por

medio de software.

El pórtico uno.-se lo destinará para el activado de los triacs y

el pórtico dos activará las diferentes señales de falla cuando

éstas se presenten.

IWTR

COWERSORfl/D

WR RDy -v

*

T

\

•JERADOR DE

\

\T2F

bum d« pont .datO5 LfTO

UR up 8748

RDpont.

cfcm

PULSOS ENCRUCES PORCERO

SENOLXZfiCIONDE TOLLPS

FIGURA 2.7 Distribución de los recursosmicrocontrolador

del

Cabe también dar a conocer que un pin del pórtico dos se

destinará para la linea de selección del multiplexer análogo y -la

salida INTR del conversor entrará al mlcrocontrolador

conectándose al pin T0,. para verificar la finalización de la

conversión.

Por último, desde un generador de pulsos, que detectará los

cruces por cero del voltaje de en trada se conectará una linea al

pin' INT (Interrupción) para iniciallzar un nuevo ciclo de

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32

medición del voltaje.

En la figura 2.7 se puede observar la distribución de los

recursos del micrccontrolador.

2.3.4 Diseño de la "fuente de poder.

Para poder escoger la fuente de polarización, primeramente .se

debe rea.llzar un dimensionamiento aproximado de la corriente que

el circuito de control va a necesitar.

Refiriéndose a las especificaciones del anexo A, de los

diferentes elementos útilIzados, se puede dimensionar la fuente

de la siguiente manera:

Microcontrolador- 150 mfi.

Conversor A/D 30 mA

Multiplexeranálogo 10 mA

Comparador Lrl339 2mA

Amplificador LM324 10 mñ

Schmitt-Trgger MM74C14 60mA

Activado de triacs 50 mA

Señalización 20 mA

Estos valores son ref erenciales, razón por la. cual se debe

agregar un buen rango de seguridad.

En total suman 332 mA5 que con un buen margen, 500 mA serán

suficientes para "la ' capacidad de la fuente de polarización.

Observando las diferentes fuentes que ofrece el mercado, se ha

escogido el regulador Integrado ECG 960 cuyas especificaciones

son de 5 voltios y 1 A, que serán sobradamente suficientes para

comandar el circuito de control.

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33

Para los- cálculos del transformador y el filtro de la fuente se

han tornado las siguientes expresiones c °J ,cuyos parámetros

pueden vlsualisarse en la figura No 2.8

Vr-iPftl

Vout CDC>

FIGURA 2.8 Elementos del filto para la fuente

y 4 yrippleV

lac = 1.8 # DC current

En donde:

0.92 = Eficiencia tipies del regulador.

Vreg = mayor que 3 voltios

Vrect - 2*0.7 (rectificador tipo puente) = 1.4 Voltios

Vripple = Voltaje pico de rizado* = 0.75 Vpico (1.5 vpp) ' -

Vnom = Voltaje nominal de la red.= 120 V

Vlow iine = Voltaje más'bajo que puede tomar la linea = 90 V

Con los valores expuestos y para una corriente de 500 mA, el

-transformador a utilizarse será de 120 a 10. 5 vol tios y de una

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34

corriente RMS de 0,7 Amperios.

Dll

-pcii "Ti

Vcc

FIGURA 2.9 Fuente de poder.

El capacitor se calculará en base a la siguiente 'expresión: c^5

n - ^JtAj(./in-3O — —r—1-7- * D * _L U

En donde:

IL = Corriente continua de carga.. == 0.5 A

^ * = " pico -pico ó e rizado = -*- • V

Por lo tanto el valor del capacitor será de 2000 uF.

En la figura No 2.7 se puede observar el circuito de la

fuente trtil izada .

2.3.5 Medición del voltaje de entrada

Para obtener una señal proporcional al voltaj'e de entrada y• "*poder medirlpj se aprovecha el voltaje del rectificador, pero

para esto nos hace falta colocar el diodo DI, ya que de no ser

asi, lo que se obtendria seria el voltaje sobre el condensador

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35

CU, que ya no es sinusoidal. Dado que el limite de voltaje a

introducir en el conversor es 5 voltios, hace falta la presencia

de un potenciómetro que además d-e servir como divisor de voltaje

servirá para realizar la calibración del equipo, este será el

potenciómetro Pl. (figuraNo2.9)

El dimensionamiento del potenciómetro Pl se lo realizó

experimenta Imen te, para asegurarnos que el voltaj'e que entra al

mu 1tiplexer analógico sea lo más parecido al de salida y de ésta

manera asegurarnos la medición exacta.

El valor adecuado que se logró encontrar para el potenciómetro

fue de 5K. Además con este se logra calibrar el voltaje de

salida.

2.3.6 Medición del voltaj'e de salida.

Además de la señal del voltaj'e de entrada, necesitamos también

la señal del voltaje de salida para detectar el momento en que la

corriente de carga se hace cero, para lo cual utilizamos la

disposición circuital de la figura 2.10 que actúa como un

rectificador de onda completa.

En la figura No 2.10 se puede observar el circuito con el cual se

logra obtener la señal d.e voltaj'e de salida. En vista de que éste

voltaj'e es sinusoidal, habrán voltaj'es positivos y negativos por

lo que se han obtenida circuitos equivalentes en sus respectivos

casos.

En la figura 2.11 se observan los circuitos equivalentes

mencionados y en la figura 2.12 finalmente se tiene un

equivalente Thevenin de cada circuito.

El valor ¡ v"+! y ¡ V— ¡ se lo tomó como el pico máxima del voltaj'e

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36

R3S

R3i

V.C+/-O

Vo rastreo

FIGURA 2.10 circuito utilizadopara medir el voltaje de salida

de salida, esto es: 178 voltios o lo que es lo mismo

120*1,4142*1.05 voltios.

El objetiva es lograr que el volta'je de salida del amplificador

operacíonal sea menor que 5 voltios, pero su valor debe ser

fácilmente detectable, esto es: puede ser mayor que 1.5 voltios.

Los valores de las

propuesto son las siguientes.

para lograr el objetivo""

R32 = 2.7 K

R31 = 100 K

R33 = 1K

R35 = B.2K

R36 = 1.2K

Los valores obtenidos para V+ y V— son los siguientes

Veq+ = 3.06 V

Req+ = 2.52 K

Vo+ = 3.06 V

Veq- = 4.47 V

Req- = 1.56 K

Vo- = 2.1 V

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R32

37

R3J.

VC-tO

R32R36

R33

R35)

14?o

A3 LH324

R3i;

FIGURA 2.11 Equivalente del circuito para V+ y V-

R36

D

14r*»rr

FIGURA 2.12 Equivalente thevenin del circuito dela fig 2.10

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38

2-3.7 Generación de la señal de interrupción

FIGURA 2. 13 Generador de pulsos de interrupción

En vista que se necesita la interrupción al empezar cada cicla

del voltaje de la red, se aprovecha la señal del vol taje de

entrada del transformador de polarización , para en esta colocar

un detector de cruce por cero de la manera como se indica en la

figura Wo 2.13 (a), para lo que se ha utilizado el comparador

LM339. {anexo A)

El tiempo mínimo que debe durar el pulso de la interrupción es

de tres ciclos de máquina.

Tomando en cuenta que el cristal utilizado es de B MHz , el

tiempo mínimo que necesita la -interrupción es de 5, 62 us . En la

figura No 2. 13 (b) se tiene un circuito equivalente para calcular

el tiempo del pulso.

En la figura No 2.13 (a) se tiene que:

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39

VLDC= 15 V Val taje continuo de entrada a

polarización (aproximadamente 15 V)

la fuente de

Si: R24 = 10k

R25 - 12K

Req = R24//R25

VT+ = 3,6 V

t > 5.62 us

Voltaje de inversión del Schmltt-trigge¡

exp(-t/RC)

El inversor Schmltt-trigger generará un pulso de uno 1 ógico a

cero lógica sólo cuando el vol taje sobre Req sea mayor a VT**-, por

lo tanto se tiene:

t > ln(VLDC/VT+) * Req * C

Realizando las respectivas operaciones se 11ega a que:

C = C21 > 1.4 * 10- F

El condensador colocado en el diseño se de 0.02 uF.

2.3.8 Interfase para el activada de los triacs y la señalización.

Como se puede observar en la figura No 2.14, el pórtico uno

comanda el activado de los triacs. Se ha diseñado de tal rr.anera

que cualquiera de los triacs se activen cuando el pórtico uno

coloca un cero lógica en su salida, para evitar que al ser

reseteado el microcontrolador se activen todos los triacs a la

vez y se produzca un cortocircuito.

Por la razón expuesta anteriormente, se ha colocado como

Interfase para el activado, primero Inversores Schmltt- Trigger

(MM74C14), que son compatibles con los voltajes TTL del

míe rocont rol ador y luego drlvers (ULN2003) ,'que son capaces de

manejar más de 50 mA que necesita la compuerta del triac para su

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40

INVERSORES DRIVERSm74Ci4 ULNaees

B EVcc

FISURA 2.14 Interfase para el activado de los triacs yseñalización

activado. (Anexo A)

Vcc = Rt*Ig + Vg

Vcc = 5 (v)

Rt = Resistencia de gate

Ig . = 50 mA (Corriente de gate)

Vg = 0,6 (v) (Voltage entre Al y gate cuando el triac conduce)

Rt = 88 Ohmios.

Por lo tanto se colocará una resistencia Rt igual a 91 Gnmios.

Para disminuir la sensibilidad en el disparo de los triacs, se

ha colocado las resistencias Rs, de ésta manera se evita que por

ruido eléctrico los triacs se disparen equivocadamente.

Rs » Rt por lo tanto Rs = 1K

El circuito de señalización está compuesto por 4 leds de color

verde que indican las diferentes fallas mientras que un quinto

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led de color rojo señaliza el encendido del regulador. Además,

como se puede obsevar en la figura No 2.14, los leds de

señalización son activados por el pórtico dos y como interfase

utilizan transistores PNP (ECG 126A).

2.4 DISECO DEL CIRCUITO DE ADQUISICIÓN DE DATOS

En la figura No 2.15 se puede observar la forma como están

conectados el microcontrolador con el conversor análogo digital,

y la forma de recoger un dato es la siguiente: Una vez que la

6

: 7

_i9

—3-9

'. —

!>CLK£§

ni?ftSND INTK

ADoaeCM?

1PA514

ü

1?3

>S-

_2£_

1213

• Í4

11181S

21

£?23243B36

-&

^ 10

-*

PROG XI

UD . /* -Lri 1

re . W r 1 . WPP 1 P1 1

P2.3 Fi.3

P2.6 P1.6Kc. i r r 1 . r

ÍS^

PS£N

-2-

3

1 4? 5

¿25i 6

27

s23u^_3132g?^4

7

FIGURA 2.15 Adquisición de datos del conversor A/Dal microcontrolador.

señal cíe- interrupción entra al microcon tro lado r, éste envía una

señal por un pin del pórtico dos para que se seleccione el

voltaje de entrada para la medición. Luego por medio de software

se envia una señal para que empiece la conversión (MOVX @R,A),

esto es: la salida WR experimenterá un pulso de uno lógico a cero

lógico., como indica la figura No 2.16, una vez que se termina la

conversión se hace presente un pulso de INTR que es detectado por

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42

FISURA 2-16 Diagrama de tiemposde la recolección de datos

el mIcroeontrolador por medio del pin T0, seguidamente en el

programa se ejecuta la Instrucción MOVX^A,@R la cual provoca un

pulso a RD y el dato se recoge. Esto quiere decir que la

conversión empieza con WR {r/!Ov'X_@R , A ) , termina con la señal de

INTR y luego se recoge con el pulso de RD (MOVX^A3@R).

2.5 DISECO DEL CIRCUITO DE POTENCIA

El circuito de potencia estará conformado por el

autotransformador, los triacs que conectan a la carga y por las

respectivas protecciones.

Como los req'uerimientos lo exigen, el autotransformador será de

1.5 KVA y la corriente que circulará será la siguiente:

S= 1500 VA /

V« 120 V

por lo tanto:

S = V * I

I = 12.5 A

Dado que en el mercado local no se encuentran Interruptores

termomagnéticos de éste valor, se deberá colocar una de 15

amperios para poder utilizar toda la potencia del regulador.

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43

lea

170

Í60

1GD

140

430

130

ÜD

100 <

90 .

CULLCTiaiSTICiS 1Z TOlTIJt Tl« T» Tont

100 110 HO

TDLTjUl JI IfTEUA (T)

FIGURA 2.17 Carac-autotransformador

de voltaje del

12t

12B

121

123

123

121

120

119

11B

117

116

míiíJÍ3

11J

Jtl

Í1D •

IOS

10B

107 •106 >

SCSPDI9TJL >t

/

FIGURA i.. IBregul ador .

Respuesta de val taje teórica del

Los "triacs escogidos para el efecto son los TIC246D (anexo_A)

que soportan una corriente RMS de 16 Amperios y un voltaje pico

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44

repetitivo de 400 V.

En vista de las exigencias expuestas, el autotransfarmador

útil izado tiene las características de voltaje de la Figura No

2.17.

Con las características de voltaje de este autotransformador se

puede cumplir de una forma bastante aproximada las condiciones

requeridas como indica la figura No 2.18

Además en las figuras 2.19 y 2.20 se pueden observar los

circuitos tanto de control como de potencia, del regulador de

voltaje en su integridad.

2.6 PROTECCIONES POR HARDWARE

Como ya se expuso anteriormente, el equipo estará protegido

para sobrecorrientes con un interruptor termomagnético el cual

servirá también para efectuar el encendido y apagado del equipo,

además de los circuitos que se detallan a continuación.

2.6.1 Filtro de entrada.

Como ya se habló en el Ítem 2.1 de este capítulo, la presencia

de un filtro de entrada es de gran importancia para la protección

contra los transitorios de voltaje que son muy

frecuentes.

Los elementos más afectados son los semiconductores, ya que la

presencia de transitorios puede causar su mal funcionamiento.

La frecuencia de resonancia de estos

desde 5KHz a 500KHz, pero una

pueden variar

de resonancia de 50 KHz

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es un valor muy real y típico en sistemas de alimentación

residencial e industrial. C;LC33.

El filtro de entrada implementado en este diseño es el de la

figura 2.21.

Para el cálculo de los elementos del filtro se tienen las

siguientes expresiones. C:L:L)

Wn = I/(LC )*••"= (2.6.1)

Wn = 2 * ir * fn (2.6.2)

T ] = R / ( 2 * W n * L ) (2.6.3)

Ó VO sin ( Wnt VI -Ti2 + 2 $ ) exp C -TJF>2£ ) ]

(2 .6 .5 )

( 2 . 6 . 6 }

1

-V[ Fu exp ( [ --3 arcsiri í]] [ -ó í -T]

— exp [ C Ji-aresin T ] ) ( - )]*100

Siendo :

Wn = frecuencia angular de resonancia,

fn = Frecuencia de resonancia.

T] = Factor, de amortiguamiento.

V/p7. = Porcentaj-e de sobreimpulso del voltaje aplicado.

Si: C ="0.1 tif y fn - 50 KHz

Aplicando la ecuación 2.6.1 y tomando en cuenta que la

frecuencia de resonancia debe ser menor o igual a 50 KHz se tiene

que el valor mínimo de L deberá ser de 0.1 mH.

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48

La inductancia L se la construyó y su valor fue de 0,3 mH.

La frecuencia de resonancia con los valores finales de los

elementos son las siguientes.

Wn - 182574 rad/seg.

fn =29 KHz

De la ecuación 2.6.5.

T] = 0,265 para que el valor de (dVo/dt )max sea el menor

posible. Por lo tanto R = 27 ohmios.

Además en la entrada se colocó un varistor {ZNR 14K361 3N) cuyo

voltaje de recorte es de 230 voltios, el cual no afectará al

valor máximo de voltaje que es 140*1.4142 (198 v1) y solo

recortará ciertos transitorios de voltaje que sobrepasen los

230 V (Anexo ñ).

FIGURA 2.21 Filtro de entrada.

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49

2.6.2 Protección de los triac contra dV/dt.

Cuando el- equipo opera .con carga inductiva, los triacs

experimentan un cambio brusco de voltaje en el cambio de tap,

razón por la cual se colocan redes R-C (Snubbers), para limitar

este efecto y de esta manera evitar que los triacs se disparen

desordenadamente.

El circuito equivalente que se tendrá en este caso es el de la

figura No 2.22 y tomando el valor de la inductancia de entrada

(0.3 mH) para los cálculos se tendrán los siguientes resultados.

Vi

FIGURA 2.22 Circuito equivalentepara calcula el dV/dt

Si, C =0.1 u F , R = 47 omhios y aplicando las expresiones

2.6.5 y 2.6.6 se tendrá:

(dvYdt)max = 0,9 * V / (LC)3-'32

(dv/dt)max =. 0.194*V (v/us)

y Vp7. = 307.

Tomando en cuenta que el valor de V será siempre menor que

140*1.4142 C V) , estos valores estarán dentro de los limites de

seguridad que muestra las características del triac (Anexo A).

Los valores comerciales más aproximados que se encontraron

fueron de:

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C = 0.1 uf y R = 47 ohmios.

2.6.3 Circuito auxiliar de protección -

Experimentalmente 5e comprobó que si el voltaje de polarización

es menor a 4.5 voltios, los pórticos del microcontrolador se

colocan en cero lógico lo que puede producir un cortocircuito a

los triacs, razón por la cual se colocó un relé como indica la

figura No 2,23 para que en caso que el voltaje baje a estos

valores peligrosos, desconecte todo el circuito de control

evitando cualquier disparo inadecuado de los triacs.

FIGURA 2.23 Circuito auxiliar de protección

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III

3.1 Introducción.

En este capítulo se tratará 'el mecanismo con que opera el

mícrocontrolador para la medición del voltaje eficaz, la forma en

que recoge los datos, como operan las protecciones de

sobrevoltaje, bajo voltaje, distorsión en la linea , corrimientos

de frecuencia, protección para cortocircuito y básicamente como

se decide el tap que debe conectar la carga.

Se verán los algoritmos y criterios que se toman para decidir

1 a existencia de cualquiera de estas fallas. Además un breve

análisis sobre el número de datos que se recogen, intervalos de

recolección, como incide este valor en la medición del voltaje y

para que se recogen datos del voltaje de entrada y de salida.

3.2 DIAGRAMAS DE FLUJO GENERALES

• Como se puede observar en el diagrama de flujo de la figura

3.1, el programa empieza esperando la interrupción, que se dará

al principia de cada ciclo de la red, para luego inicializar el

timer que está destinado a la medición de la frecuencia.

Una vez que la interrupción se hace presente, el

microcontrolador empieza a recoger un cierto número de datos

desde el conversor análogo/digital y los almacena en su memoria

RAM, para luego con estos valores realizar la medición del

voltaje de entrada y la decisión del tap correspondiente, o su

respectiva salida de servicio por sobrevoltaje o por bajo

voltaje. Además, obtenidos los datos del voltaje de entrada se

realizará la comprobación de distorsión en la linea.

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INICIA ELCICLO COH Lfi^INTERRUPCIÓN

INICIALI2A ELI l f lER P A R A f iEDIR

Lfi FRECUENCIA

h E D I C I O N D E LÜ O L I A J E DE

E K T K A D A

VERIFICA DISTORSIÓNEN LA LINEA V ENCASO DE EXISTIRSACA AL EQUIPODE SERVICIO

VERIFICA QUE ELVOLTAJE DE ENTRADAESTE DENTRO DE LOS

LlhITES ESTABLECIDOS,CASO CONTRARÍO SACA

fiL EQUIPO DESERVICIO

DECIDE EL TfiPOUE DEBE

CONECTARSE

«IDE LA FRECUENCIAV SI SU UftLOR ESTA

FUERA DEL RfiNGOESTABLECIDO

SACA ftL EQUIPO DESERVICIO

VERIFICA LAEXISTENCIA DECORTOCIRCUITOV ESPERA LA

INTERRUPCIÓN PARAREINICIAR EL

CICLO

FIGURA 3.1 'DIAGRAflA DE FLUJOG E N E R A L Da F U N C I O N A K I E N I O DEL P R O G R A M A

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53

La medición de la frecuencia se lo realizaré con la ayuda del

timer incorporado en el mlcrocontrolador, el cual se encargará, de

medir el tiempo de cada ciclo y luego comparar con un valor

establecido, para poder decidir si el equipo sigue funcionando o

sale de servicio por corrimiento de frecuencia.

Por último, aprovechando que el microcontrolador tiene acceso

a la información tanto del voltaje de entrada cuanto del voltaje

de salida, se toman datos de este último y se comprueba la

existencia de un cortocircuito o sobrecarga para desconectar al

equipo y evitar daños mayares. Una explicación más ampliada de

cada, una de estas acciones se lo realizaré en los numerales

posteriores.

Luego de este proceso se esperaré la señal de interrupción y

se empezaré nuevamente el ciclo.

3.3 RECOLECCIÓN DE DATOS.

3.3.1 Medición del voltaj'e de entrada.

Para calcular el valor del voltaj'e eficaz de entrada se

considera las siguientes relaciones que se presentan en la onda

sinusoida1.

Vef = Voltaj'e eficaz de la onda sinusoidal.

Vef 1 = Voltaj'e eficaz de un rectificador de onda completa.

Vmedio^ voltaje medio de un rectificador de onda completa.

. Vef=Vef l=CTt/24"2)Vmedia.

Vef=kl Vmedio

Además, se tiene:

Vmeüion

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54

Lo cual se puede observar en la figura No 3.2

N

0

e

T !

1

1 1

i

i i

1 ZMJTJÍO CC DRTOS

DCLfl

1 '

1

t

*•

rr-i nRECOdOOS E>J i/X Ceu FEHICOOFICCIÓN 6E>«

FIGURA 3.2

Finalmente se tiene que:

VBf =

Por lo tanto si se obtiene la suma de los valores del voltaje

de entrada en cada uno de los puntos, de cero a n , se obtendrá

también un valor proporcional al voltaje eficaz.

El número de datas a recogerse es muy importante para la

precisión en la medición del vol taje , ya que mientras mayor sea

el número de datos recogidos más exacta será la medición.

El principal limitante para aumentar este número de datos, es

la frecuencia con que opera el conversor ADC0804, ya que tomando

un valor limite superior de frecuencia de IMHz (Anexo A), se

logró recoger 30 datos a intervalos iguales en los 4.16 ms

correspondientes a la cuarta parte del período, los cuales

servirán para realizar la medición del voltaje eficaz.

Tomando en cuenta que el voltaje analógico máximo que puede

ser considerado en la entrada del conversor es de 5 voltios y que

a su vez corresponde a un valor digital de 0FFH ( 255decimal ) ,

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N O

HABILITO TirtER/COUNTER PARA

CONTROL DELA FRECUENCIA

COLOCO ELNUMERO DE DATOS

ft RECOGERSE

ENVIÓ SEHALPfiRA COhENZAK LA

CONVERSIÓN

SI

RECOJO EL DfiTO

ALÍ1ACENO EL DfiTO

EN rtEhQRlA

SI/ FINALIZOi K-ÍT1ECOLECCION DE

D A T O S ?

FIGURA 3.3 RECOLECCIÓN DE DfiTOS EH ttEflORIA RAfl

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56

resulta que los treinta datos anteriormente discutidos son

suficientes para mantener una precisión satisfactoria. Esto es :

se realizará la sumatoría de los treinta datos recogidos y su

resultado se'lo hará corresponder a un valor de voltaje eficaz.

El diagrama de flujo correspondiente al Inicio del programa y

a la recolección de los datos en la memoria RAM se lo puede

observar en la figura No 3.3.

3.3.2 Detección de ruido eléctrico en la linea,

Para considerar ruido o Interferencia de voltaje en la

entrada, primeramente refiérase a la figura No 3.4, que

corresponde a los datos que el micracontrolador tomaria, si no

existiese ninguna interferencia. En ésta se observa que la

función es creciente en este Intervalo, por lo tanto se tiene

que :

Si, dato i - dato ( 1-1 ) = A d n = 30

A d deberá ser mayor que cero y menor que un cierto valor k,

que puede ser variado, dependiendo del grado de ruido que se

quiera que detecte el equipo.

Una forma de onda con Interferencia se puede observar en la

figura No 3.5, aqui se puede ver que existe dos Ad menor que cero

y otros muy grandes, los cuales serán considerados como

d;

Para que el equipo salga de operación por interferencia en la

1inea, deberá detectar un cierto número establecido de

distorsiones en un ciclo y que esto se repita un cierto número

determinado de ciclos seguidos, si esto no sucede, el programa

borraré el contador de perturbaciones y el equipo seguirá

funcionando normalmente.

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57

VOLTAJE DE ENTKADA SIK DISTORSIÓN

IIBZBO Jt JilTOE

FIGURA - 3.4distorsión.

Forma de onda del voltaje sin

VOLTAJE DE EKTRDA COK D I S T O R S I Ó N

d

o

u

9

u

u i -

° O.E.-

t

B"1

¿

i

S/^

/

^

V SfXX

e ii itJIBtCO >Z DITOS

\»X

^e-1Ar 1i

ID 11

R

/\

18

FIGURA 3.5 Forma de onda del voltaje condistorsión.

Para disminuir el tiempo que toma las subrutina en realizar

operaciones como resta de 16 bits, los datos que se van a restar

para verificar la interferencia, se los ha dividido para dos, ya

que de ésta manera se podrá realizar la resta de dos números de

ocho bits con signo que toma un tiempo mucho menor en realizarse,

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58

por lo tanto el valor máximo de Ad también se dividirá para. dos.

Con el fin de relacionar la parte teórica expuesta en este

Ítem con la parte del software del anexo B3 se expondrán las

diferentes etiquetas utilizadas en la búsqueda de la

interferencia en la línea.

NTOTDAT-- (1EH) Número total de datos a recogerse.

STARSTOR.- (20H) Localidad de memoria RAM en donde se almacena

el primer dato recogido.

HABVIN.- (0EH) Valor en el cual debe estar el pórtico dos para

que habilite el voltaje de salida en el muítiplexer.

NQ_DVDT.— (1BH) Localidad en que se almacena el número de

veces en que existe interferencia en un ciclo.

MAXDVDT.- (05H) Número máximo de distorsiones que puede haber

dentro de un ciclo.

TOLER_2.- (0BH) Este valor multiplicado por dos corresponderá

a la tolerancia dentro de la cual debe estar Ad para que no sea

marcado como interferencia.

En la figura No 3.6, se puede observar el diagrama de flujo,

de como se determina la interferencia en la línea y la suma de

los datos.

3.4 ACTIVADO DE LOS TRIACS-

El activado de los triacs se lo realiza en base a la sumatoria

de los treinta datos recogidos, este valor podrá ubicarse en uno

de los intervalos que se muestra en la figura No_3.7 y el

microcontrolador será el encargado de decidir que tap conecta a

la carga .

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COMPARO DATOS

K v N-

DATOÍS MENOR QUE

DATO N-í?

SECUMPLE ESTA

NO / CONDICIÓNNUMERO DETERMINADO

PE CICLOSSEGUIDOS?

INCREMENTO CONTADOR DE RUIDOEN LA LINEA

LAIFEREHCIñ

£S «fiVOR QUEEL LIMITE

SALE DE SERUICIOPOR RUIDOEN LA LINEA

INTERFERENCIAS

SECOMPARARONTODOS LOSDATOS?

INCREMENTO CONTADOR DE NUMERO

DE DATOS

REALI20 SUMATORIftDE DATOS

FIGURfi 3.6 DIAGRAMA DE FLUJO PARACALCULAR LA DISTORSIÓN EN LA LINEA

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S U M A T O K I f i DE DfiTOS CON

SUS RESFECTIUOS LIMITES

VALOR H A X i n O DE LA Süílft DE DATOS

LIÍ16

L I M 5 U

L I H 5 D

I N T E R V A L O f t TAPi

Ll fHU

LIH3U

L I H 3 D

I N T E R V A L O B T TAP1 V TAP2

I N T E R V A L O C T A P 2

I N T E R V A L O D T TfiP2 y T A P 3T Tfif

I N T E R V A L O E TAP3

L I H 2 U

LI t t2D

L l h í

I N T E R V A L O F T Tf tP3 y T ñ P 4

I N T E R V A L O G

I N T E R V A L O H T TAP4 V TAP5

INTERVALO I IftPS

UALOR tílNiriO DE LA SUHA DE D A T O S

F I G U R A 3 . 7 I N T E R V A L O S D E A C T I V A D O D E L O S T R I f t C S

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61La forma en que se realiza esta conexión es la siguiente: Si

la sumatoria de los datos supera el límite LIM6, el

microcontrolador pondrá en uno lógico el pórtico uno y

desactivaré los triacs, sacando al equipo de operación y

señalizando el evento.

Otra alternativa se tiene cuando la sumatoria de datos, está

entre los límites LIMÓ y LIM1, en este caso la forma en que se

conectan los triacs es la siguiente: el valor de la sumatoria

obtenido se irá comparando con cada uno de los límites, en forma

descendente y secuencial, empezando por LIM&, como en este caso

el valor de LIM6 es mayor que la sumatoria, pasará a compararse

con el siguiente límite, hasta encontrar el primer límite que sea

menor que la sumatoria, cuando esto sucede el microcontrolador

tiene la información necesaria para conectar a la carga el tap

que corresponde.

Si el intervalo escogido corresponde a un solo tap, su triac

correspondiente conectará a la carga, pero en el caso de que el

intervalo corresponda a dos taps, como en el caso del intervalo B

de la figura 3.7, para conectar uno de los dos taps, primeramente

deberá informarse cual fue el tap que estuvo conectado

anteriormente y conectar el mas cercano a éste.

La secuencia en que los triacs se conectan una vez que se

obtuvo la sumatoria, se puede observar en los diagramas de flujo

de las figuras 3.8, 3.9, 3.10, 3.11, y 3.12.

Además si la sumatoria es menor que el límite LIM1, el sistema

quedará fuera de servicio señalizando su respectiva falla, de bajo

vol taj'e.

3.4-.1 Generación de la histéresis para la conexión de los

Con el fin de que un pequeño cambio en el voltaj'e de entrada,

no varíe el voltaj'e de salida en forma muy repetitiva, se ha

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DE UñTOSES ÍÍAVORQUE LIÍ16?

SALE DE S E R V I C I OPOR SOBREUOLTñJE

DEATQS ESIfi

EH INTERVALOft ?

C O L O C O If tPi

EN «EÍ10RIAESTUVO EH TAFi?

COLOCO BAHDERñPARA NO CAMBIAR

TAP

COLOCO TAP2

EH «EÍ10RIAESTUUO EH TAPi? E S T U V O EH TAP2?EH INTERVALO

COLOCO BANDERAPARA NO CAfIBIAR

TAP

FIGURA 3.8 C O L O C A C I Ó N DE TAPS

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SALIDA 2

COLOCO TAP2

EN hEKORIA

COLOCO BANDERAPARA HO CAhBIAR

TñP

COLOCO BANDERAPARA HO CAHBIAR

DE TftP

S ¡ |'• y

COLOCO TAP2

EH flEflQRIA

COLOCO

EH ílEflO

SALIDA 23

SUíifi DEATOS' ESTfi \SI

EH IHKBWftLO

SUfifi DEA T O S ESTA

EH IHIESUALOE 1

COLOCO TAP3

EH «EhORIA

FIGURA 3.9 COLOCACIÓN DE TAPS

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N O I

C O L O C O B A N D E R AP A R A HO C A f I B I A R

DE T A F

s' v

COLOCO TAP3

EH «EHORIft

C O L O C O

EH hEflG

0SALIDA 34

SUttfi DEA T O S ESTñ

EH INTS.UAÍOG ?

COLOCO TAP3

EH HEdORIA

C O L O C O B A H D E R AP f i R A H O C A f í B l f t R

T A P

Uflfi DEA T O S ESTfi \SI

EH INTERVALOD ?

COLOCO BAHDERAPftRA NO CAMBIAR

DE TAP

F I G U R A 3.10 C O L O C A C I Ó N D E Tf tPS

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SUHft DEATQS ESTñ

EN I N I E R U f i L OI ? S$l

COLOCO TAP5

EH riEHQRIAE S T U V O EN TfiP5?

C O L O C O B f t H D E R AP A R A HO C ñ H B I f i R

TAP

SALE DE SERl i ICIO

POR BAJO U O L T A J E

F I G U R A 3.11 C O L O C A C I Ó N DE TAPS

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RETIRfi SEÑAL

DE GfiTE A TRIfiCSACTUALIZO

REGISTROS

TRIfiCANTERIORAPAGADO

ACTIDA TRIñCESCOGIDO V ACTUfiLIZA REGISTROS

LAFRECUENCIA

ESTA DENTRO DELIIÍIIES?

LLEGOAL LIMITE

E DISTORSIONESSEGUIDAS?

VOLTAJEDE SALIDAES IGUALA CERO? SALE DE SERVICIO

POR DISTORSIÓN DEFRECUENCIA

LLEGO NSIINTERRUPCIÓN?

DETECTA CORTO-CIRCUITO V SALEDE SERVICIOHO

FIGURA 3.12 PERMUTACIÓN DE TRIAOS V «EDICIÓN DE FRECUEHCIA

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67

generado una histéresis, la cual se explica en el siguiente

ejemplo: Si el tap3 esté conectado, para que un aumento del

voltaje de entrada pueda activar el tap2, la suma.toría de los

datos debe superar el limite LIM4U y para regresar al tap3, este

valor debe ser menor que el limite LIM4D, de tal manera que para

que exista una variación de tap, debe haber un rango de variación

mínima de voltaj'e en la entrada.

3. 5 PROTECCIONES POR SOFTWARE.

Como ya se explicó anteriormante, se puede generar la mayoría

de protecciones por medio de software, como son: desactivado del

sistema por sobreval taje, por bajo val taje 5 por excesivo ruido en

la línea, por corrimiento excesivo de la frecuencia y por

detección de cortocircuito en la salida de voltaje del regulador.

3.5.1 Protección para sobrevoltaje y baja voltaje.

En la mayoría de equipos vienen especificadas un rango de

voltaje para su funcionamiento, fuera del cual pueden sufrir

averías y hasta daños irreparables, razón por la cua] es

preferible sacar al equipo de servicio, antes que trabajar con

condiciones fuera de las especificados.

Este regulador está diseñado de tal manera, que el voltaje de

salida se mantenga dentro de 120 ( v*) -f/- 57., valor especificado

para la mayoría de equipos utilizados en nuestro medio y en caso

de que salga de estos límiteSj el equipa saldrá de operación.

3.5.2 Protección contra en la línea.

Pueden darse casos- en que un equipo de uso delica.do esté

funcionando junto a elementos que generen ruido en las líneas

eléctricas, lo que puede provocar que este equipo no funcione de

manera correcta. Un ejemplo muy común es el caso de computadores

utilizados en fábricas o sectores industriales, la. maquinaria

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68

utilizada en ésta puede causar daños

provocando serios danos económicos.

en la información,

El regulador diseñado, no corrige esta interferencia,

la detecta y en caso de ser considerada dañina para el

protegido, desconecta los triacs y lo deja fuera de

pero si

equipo

El nivel de ruido eléctrico o perturbaciones que el regulador

puede tolerar dependerá exclusivamente de constantes del

programa, por lo tanto con un simple variar de limites, se podrá

variar la sensibilidad al ruido en el regulador, dependiendo del

tipo de equipos que se van a utilizar.

3. 5.3 Protección contra corrimiento excesivos de frecuencia.

De Igual manera que para la falla de interferencia en la

línea, este regulador no corrige la frecuencia, pero sí la mide y

en caso que su valor se aleja en un 57. de los ¿>0 Hz , durante 4

ciclos seguidos, el regulador desconectará la carga.

Para la generación de esta protección, se utilizó el timer que

viene incorporado en el microcontrol ador. Además se consideró,

cuatro ciclos seguidos de distorsión de frecuencia, para sacar al

equipo de servicio, porque se considero este valor ya no como

producto de algún transitorio sino de una falla propia de

corrimiento de frecuencia.

3.5.4 Proteción contra

Lo que se realiza en este caso, es detectar la señal de

voltaje de salida después de la respectiva comprobación de

frecuencia, con la seguridad de que en este lapso de tiempo el

voltaje de salida no debe ser cero, hasta que llegue la

interrupción, en caso contrarío se tratará de un cortocircuito y

proseguirá seguidamente a desactivar todos los

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69

Esta protección será también de gran utilidad, cuando una de

los triacs se averien, ya que al ser seleccionado éste para

conectarse a la carga, el voltaje de salida será cero y por ende

detectado por el mlcrocontrolador , el cual lo desconectará

Indefinidamente, evitando asi que exista algún intervalo en el

cual la carga se desconecte a pesar de estar dentro de los

limites de control.

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Antes de exponer los resultados experimentales que se

obtuvieron en las diferentes pruebas, es importante describir

como se encuentra compuesto físicamente el equipo para poder

identificar las diferentes partes que lo constituyen.

El equipo está montado en una caja modular de fácil armada,

cuyas dimensiones son:

Ancho '20 cm.

Altura 17 cm.

profundidad 40 cm.

En su interior se encuentran distribuidos los diferentes

campanentes; como son:

Un autotransfarmador, utilizado en la sección de potencia , del\l se han utilizado 5 taps, los cuales se conectar, a la carga

en el momento apropiado. Además, el autotransformador es el que

mayor volumen ocupa y prácticamente de éste dependerá el tamaño

del regulador.

Para la polarización del circuito de control se ha utilizado un

transformador de 110 a 12 voltios, el cual se encuentra bajo la

tarjeta de potencia.

Además se tienen tres tarjetas impresas: una de control

dispuesta en forma horizontal , que se la puede identificar por

la presencia del microcontrolador que es el circuito integrado de

mayor tamaño. La tarjeta de potencia en donde se encuentran

alojados los triacs, también se encuentra en posición horizontal,

y está alojada sobre un perfil de aluminio que a su vez sirve

como disipador de calor. Por último se tiene la tarjeta de

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71señalización, en la cual se han colocado los led que señalizan

las diferentes fallas y está situado en forma vertical sobre la

tapa frontal.

La-s tres tarjetas estén interconectadas por cintas conductoras

con terminales desmontables como se puede observar en la

fotografía No 4,1. Todos los circuitos integrados se los han

dispuesto en zócalos, para, que además de ser el equipo modular,

sea de fácil armado.

En la parte posterior del equipo se tiene únicamente un

tomacorriente que corresponde a la salida de voltaje del

regulador. En la parte frontal se puede observar los diferentes

leds de señalización y ei breaker que sirve para el encendido y

protección de sobrecorriente tal como se puede observar en la

fotografía 4.2.

4.1 Operación con carga resistiva.

En vista de que los triacs realizan el papel de interruptores

para conectar los diferentes taps a la carga, las formas de onda

del voltaje de salida serán prácticamente las mismas que las de

la salida del .autotransf ormador, por lo tanto se mencionaré el

funcionamiento sólo en la conmutación de los taps. Como ya se

esperaba, el voltaje de salida en el cambio de tap permanecerá en

cero un determinado tiempo, luego que la onda de voltaje pase por

cero, ya que en este instante la corriente también es cero y los

triacs permanecerán apagados. El tiempo que se demora en

conectarse nuevamente a la carga., es el tiempo que toma el,

microcontrolador en detectar que el triac que conducía

anteriormente se apagó y que está listo para conectarse el nuevo

tap escogido.

Como- se puede observar en la figura No 4.3, correspondiente a

la forma de onda de voltaje de salida en el cambio de tap para

carga resistiva, el tiempo que tarda el regulador en realizar el

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FIGURA 4,1

FIGURA 4.2

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FIGURA 4.3 Voltaje de salida en el cambia detap con carga resistiva.Escala vertical: 50 voltios/div.Escala horizontal: 5 ms/div

FIGURA 4.4 Voltaje' de salida en el cambio detap con carga inductiva.Escala vertical: 50 voltios/div.Escala horizontal: 5 ms/div

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73

cambio de taps es de 0,6 ms que corresponde al tiempo máximo de

desconexión de la carga y tomando en cuenta que esta acción se la

realiza cuando el valor de voltaje es cero, cualquier efecto

negativo que pueda causar en los aparatos protegidos es

Insignificante.

4 -2 Operación con carga inductiva

En este caso, la diferencia que existe con la operación

anterior, es que el cambio de tap ya no se realiza en el cruce

por cero del voltaje, sino en el cruce por cero de la corriente

de carga, razón por la cual, el cambio de tap dependerá del

factor de potencia que tenga la carga.

En la figura No 4.4 se puede observar la forma de onda de

voí taje para carga Inductiva con un factor de potencia de 0,8 y

el tiempo de desconexión de la carga es de 1.4 ms.

4.3 Pruebas de regulación de voltaje.

R E S P U E S T A

ize ~

~

¿

•a

3

£

,

/

//

//

/

DE V O L T A J E EK V A C I O

,"/

f

f

i

/

/

/

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/

ec 100

Tolt*)i

P r

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/f

i

/

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/

}1

/*

A

P

i

/ytí

y/

//

/

i

11D 140

a» «»tr«ut (Ti

FIGURA 4.5 Respuesta del val taje de salida ante lavariación del voltaje de entrada, (en vacío)

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74

Una de las características Importantes de los transformadores,

es su alto rendimiento y por ende su buena regulación de voltaje

y con mayor razón en los autotransf ormadores , que para una misma

potencia, la cantidad de hierro y cobre son menores que en los

transformadores, estas características mejoran más todavía su

regulación. Por lo tanto, las variaciones de voltaje de vacío a

plena carga son relativamente pequeñas como se puede observar en

las figuras 4.5 y 4.6, que corresponden al valor del voltaj'e de

salida ante la variación del voltaj'e de entrada tanto con carga

como en vacío. SI se toma la variación porcentual máxima. del

voltaje de salida que en este caso corresponde a 100 V del

vol taje de entrada se tendrá :

°/ A V- en vacíoVo

plena carga

plena carga

SI: Vin = 100 V

Vo vacio = 119 V

Vo plena carga = 118 V

Por lo tanto se tiene una máxima

0,85_7.

variación de voltaje del

BESPÜETA DE V O L T A J E A PLENA C A R G A

~

-

/

1/

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//

/

/

/

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1

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1

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Tnlt*,]* íe ••

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//

1

1

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/

//

//'

no notr»a» f r j

FIGURA 4.6 Respuesta del voltaje de salida avariaciones del voltaje de entrada (a plena carga)

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75

4-4 Comportamiento dinámico.

En este ítem se expondrán los resultados de las diferentes

pruebas realizadas en el regulador, que son las siguientes:

I nielalmente en las figuras 4.3 y 4.4 se expusieron los

resultados .del voltaje de salida en la conmutación de taps, tanto

con carga resistiva cuanto con carga Inductiva, obteniéndose

tiempos máximos de desconexión de la carga de 0,6 y 1.4 ms

respectivamente.

En las figura No 4.7 se tiene la forma de onda del voltaje de

saüida ante una conexión brusca de carga resistiva. En este caso

la disminución del vol taj'e ha producido un cambio de tap para

compensar el voltaje de salida, mientras que en la figura 4.B se

tiene la respuesta de voltaj'e ante una desconexión de carga. Las

figuras 4.9 y 4.10 también corresponde a una conexión y

desconexión brusca de carga solo que en estos casos no se ha

producido el cambio de tap.

La respuesta de voltaj'e ante una variación brusca de carga

Inductiva se puede observar en las figuras 4.11 y 4.12, en este

caso ya se observan ciertos transitorios que son producto

justamente de la conexión de carga inductiva.

En las figuras 4.13 y 4.14 se tienen las formas de onda del

voltaje de salida y la corriente de carga ante un cambio súbito

de carga Inductiva tanto en la conexión como en la desconexión.

En éstas se pueden observar el cambio del valar de la corriente

en los instantes previstos.

En la figura 4.15 se tienen las formas de onda del voltaje de

la red y el voltaje de salida en-el encendido del regulador y por

último? la figura No 4.16 corresponde al voltaje de salida del

regulador al encenderse el equipo con carga nomi-nal e inductiva.

En en esta figura se observa que una vez encendido el equipo,

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FIGURA 4.7 Forma de onda del voltaje desalida ante una variación brusca de cargaresistiva.Escala vertical: 50 voltios/divEscala horizontal: 10 ms/div

FIGURA 4-8salida ante

Forma de onda del voltaje deuna desconexión brusca de carga

Escala vertical: 50 voltios/divEscala horizontal: 10 ms/div

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FIGURA 4.9sa1 ida anteresistiva.Escala vertical:

Forma de andauna variación

del voltaje debrusca de carga

50 voltios/div

.FIGURA 4.10 Forma de ondasalida ante una desconexiónresistivaEscala vertical: 50 voltios/divEscala horizontal: 10 ms/dív

del voltaje debrusca de carga

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FIGURA 4.11 Formasalida ante unainductivaEscala vertical: 50 voltios/divEscala horizontal: 10 ms/div

de onda del voltaje deconexión brusca de carga

FIGURA 4.12s.alida ante

Forma de onda del voltaje deuna desconexión brusca de carga

inductivaEscala vertical: 50 voltios/divEscala horizontal: 10 ms/div

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FIGURA 4.13 (1) Voltajecorriente de salida en lacarga inductiva x

Escala vertical: 50 voltios/divEscala horizontal: 5 ms/div

de salida y (2)conexión brusca de

FIGURA 4.14 (1) Voltajecorriente de salida en lade carga inductivaEscala vertical: 50 voltios/divEscala horizontal: 5 ms/div

de salidadesconexión

y (2)brusca

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FIGURA 4.15 (1) Voltaje de entrada y (2)voltaje de salida en en el encendido.Escala vertical: 50 voltios/divEscala horizontal: 5 ms/div

FISURA 4.16 Voltaje de salida.encendida.•Escala vertical: 50 voltios/divEscala horizontal: 20 ms/div

en

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81

éste va a conectar directamente el tap que corresponde a un

voltaje de salida de 120 V +/- 57.. Además, se puede observar unos

transitorios antes de la conexión del respectivo tap, provocados

por el acoplamiento que se da entre la entrada y la carga a

través de las redes R-C o Snubbers colocados en paralela a cada

triac.

El tiempo de respuesta del regulador dependerá del punto en

donde se produzca el cambio de voltaje de entrada. Esto es: si se

considera la figura No 4.17, la recolección de datos se efectuará

en el intervalo BC y las operaciones para la decisión de tap se

realizará en el intervalo CD} por lo tanto, si la carga es

resistiva el tiempo máximo para el cambio de tap será de medio

ciclo de la red (intervalo BD) si la variación del voltaj'e se

produj'o en el punto B y el tiempo máximo de respuesta será de un

ciclo en el caso de que el cambio de voltaj'e se produzca en A .

FIGURA 4.17regulador

Tiempo de respuesta del

Para el caso de una carga inductiva el comportamiento será el

mismo j solo que en éste caso se debe aumentar el intervalo DE. En

resumen, el tiempo máximo de respuesta del regulador será de un

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82

ciclo más el tiempo correspondiente al ángulo del factor de

potencia de la carga. Asi, considerando un factor de potencia de

0,8 inductivo por ejemplo, el máximo tiempo de respuesta será de

IB . 3 ms .

4.5 Rendimiento del equipo

El rendimiento del regulador se lo evaluará con la potencia

activa y con la potencia aparente al 10 y al 100X de. la carga.

y° *i nn v s n = % ^i n n- *-lUU y ... So []s--__ - *J_UUOJ.J1

En donde:

T]p= Rendimiento en términos de potencia activa .

T}»= Rendimiento en términos de potencia aparente.

Po= Potencia activa de salida.

Pin— Potencia activa de entrada.

So= Potencia aparente de salida.

SIn= Potencia aparente de entrada.

Los datos tomados con el 107. de carga son los siguientes

PIn= 286 Wátlos Po=242 Watlo.s

SIn= 336 VA. So=262 VA.

Por lo tanto:

.6%

Y los datos tomados al 100"/. de la carga son :

Pin= 1003 Wátlos Po= 930 Wátlos

SIn= 1160 VA So= 1082 VA

Por lo que:

% T I Í D O % = 9 3 , 3% . y. % r}slDO *=92 . 7%

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83

4.6 Operación de protecciones.

Los limites en los cuales están actuando las

sacando al equipo de operación son las siguientes.

Sobrevoltaje 140 (V)

Bajo voltaje BB (V)

Frecuencia superior 63 (Hz)

frecuencia inferior • 57 (HZ)

La protección por software para cortocircuito, se lo puede

comprobar -desconectando uno de los taps y variando el voltaj'e de

entrada para obligarlo al voltaj'e de salida pasar por este tap,

una vez que el microcon trol ador detecta el voltaj'e de salida

igual a cero, saca al equipo de servicio.

Para verificar la protección contra exceso de ruido eléctrico o

interferencia se debe introducir algún elemento que provoque gran

cantidad de ruido eléctrico y así comprobar el activado de la

protección. En las figuras 4.18 y 4.19 se pueden observar las

formas de onda del voltaje de sal ida para funcionamiento normal y

para salida del equipa par distorsión

4.7 Operación del equipo.

El regulador, una vez conectado a la red se encenderá al

activar el breaker. Sólo para el encendido, el voltaj'e de salida

deberá superar los 92 voltios para que el regulador empieze a

funcionar ya que de no ser así , el- relé que conecta al circuito

de control no se activará y el equipo, aunque la señal de

encendido este prendida no funcionará. Una vez que el equipo está

funcionando el vol ta.j'e deberá baj'ar de 88 voltios para salir de

operación.

Para la instalación del equipo, se debe disponer de un

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FIGURA 4.19 Voltaje de salida sinEscala vertical: 50 voltios/divEscala horizontal: 20 ms/div

distorsión

FIGURA 4.19 Distorsión delsalida de operación del equipo.Escala vertical: 50 voltios/divEscala horizontal: 20 ms/div

voltaje para

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tomacorriente polarizado.

aLa instalación del equipo se lo debe hacer con conexión

tierra. Esto será importante ya que el regulador está diseñado

especialmente para protección de equipos delicados, como son 1 os

equipos de computación.

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5.1 Análisis de los resultados experimentales.

En esta sección se presenta el análisis de los resultados

experimentales obtenidos en base a los objetivos planteados al

iniciar este trabajo de tesis.

Al examinar el equipo en lo referente al voltaje de salida, se

puede observar que el valor mínimo es de 113 voltios y el máximo-

valor que toma es de 125 voltíos. Considerando que el voltaje

nominal de salida es 120 voltíos, estos valores finales se pueden

expresar en forma porcentual teniendo que el regulador entrega un

vol taje de 120 vol tíos -f-4.27. y -67. . SI bien es cierto que no

están estrictamente dentro del rango previsto por la falta de

preslclón en los voltajes de los taps , pero si están dentro de

los lixnites de seguridad de la mayoría de aparatas que se van a

proteger. Además este rango de valores puede ser variado

dependiendo de la. posición que tome el potenciómetro de control,

ajustándose a cualquier valor específico de voltaje que se

necesite.

Los rangos de voltaje en la entrada, para la histéresls, son

suficientes para evitar cambios muy frecuentes de taps, evitando

así que se produzcan variaciones bruscas de voltaje en la salida

ante pequeñas variaciones de voltaje en la entrada.

Los valares extremas en el voltaje de entrada se han fijado en

88 y 140 voltios. Por razones de seguridad de los equipos

protegidos, pues fuera de estos rangas, el voltaje de salida

puede salir del rango de regulación previsto y resultar

perjudicial para la carga.

La respuesta de voltaje, en vacío y a plena carga difiere en un

0,857., lo cual coincide con el hecho de la buena regulación de

voltaj'e en los autotransformadores, por lo tanto los límites

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87

extremos del voltaje de salida no varían sustanciaImente.

Considerando que un equipo de computación puede soportar hasta

medio ciclo de red sin energía para no perder su Información, los

tiempos de conmutación que toman los trlacs, son bastante buenos,

pues estos se encuentran en el orden de un décimo del ciclo de la

red, lo cual garantiza que la conmutación de los taps no tendrá

repercusiones negativas en los equipos protegidos. Estos tiempos

pueden mejorarse, disminuyendo el número de muestras tomadas del

voltaje de salida en el cambio de tap, pero por razones de

seguridad se han tomado estos valores.

Los límites de frecuencia se han logrado colocar

aproximadamente dentro de lo previsto. . Esto además de ser una

protección, asegura que no existan errores en la lectura de

voltaje de entrada, ya que el número de datos tomados y los

posteriores cálculos se los a realizado para una frecuencia de 60

Hz .

En la práctica, no se puede hablar de que el regulador

Introduzca algún tipo de distorsión en el voltaje, pues los

triacs lo único que realizan es una función de Interruptores y

por lo tanto el voltaje de salida del regulador será el mismo que

el del voltaje de entrada siempre y cuando el autatransformador

esté correctamente diseñado y construido para no introducir

ninguna distorsión.

Cuando existe excesivo ruido eléctrico o Interferencia en el

voltaje de línea, éste efecto también se transmite al voltaje de

salida por lo que sería conveniente que el regulador tenga

filtros de salida para mejorar la señal. Desgraciadamente estos

resultan ser muy grandes considerando la. frecuencia a la que se

producen. Por lo tanto, la forma en que el regulador protege a 1

carga al detectar esta situación es sacando de operación al

a

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88

equipo.

5.2 ANÁLISIS TÉCNICO ECONÓMICO DEL EQUIPO

El equipo construido ha sido diseñado con elementos digitales y

analógicos. El circuito de control al estar formado por el

microcontrolador, es en su mayaría digital con niveles de voltaje

TTL. En esta tarjeta se encuentra el microcontrolador que es el

elemento relativamente más caro del circuito, pero que tiene la

ventaja de que se encuentra fácilmente en el mercado local.

Además se tiene la tarjeta de señalización que solo contiene

leds y transistores y por último se tiene la tarjeta de potencia

en la cual únicamente se encuentran los triacs y sus protecciones

además de los terminales que vienen del autotransformador.

El siguiente cuadro sumariza los elementos, la cantidad de

ellos que se utilizaron, su costo unitario, su valor total y

finalmente el costo global de todo el equipo en sucres, basada en

costos en el mercado local.

Cabe señalar que los precios de los distintos elementos que

forman este trabajo están referidos a Marzo de 1791 y a su

correspondiente cambio del valor del dolar. El costo global del

equipo está por debajo de los reguladores de voltaje comerciales

que utilizan tecnologías similares, por lo tanto podría resultar

rentable la manufactura de este equipo.

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TABLA

ELEMENTO

Auto transformador

Conector tipa ojo

Terminal de conexión

Condensador (0.1 uF, 600 V

Varistor (ERZC140K361 )

Transformador (110/12 v )

Tubo aislante

Postes de sujeción

Bakelita con fotograbado

Breaker

Alambre para conexión

Cable efe 3 hilos

Enchufe polarizado

Tomacorriente polarizado

Caj' a metal ica

Tornillos

TRiacs (TIC 246D)

Conector para cable plano

Cable plano

Mi c r acón t rol ador ( 8748 )

Canversor A/D (ADC0S04)

Puente rectificador

Comparador ( LM339 )

Fuente de '5 V ( ECG 960)

Condensador (2000 uF )

Potenciómetro

Diodos

Inverso.r (I1M74C14)

Condensador de cerámica

Operación al (LH324)

DE LOS ELEMENTOS

V/UNIT CANT.

60.000 l

250 8

1.000 1

) 480 6

600 1

8.000 1

750 1 m.

410 8

7.000 3

3.800 1

180 2 m.

2.000 1.5 m.

1.500 1

1.650 1

8.000 1

7 20

1.900 5

891 4

1 .200 0.6 m.

10.000 1

7.000 1

500 1

410 1

1.200 2

650 1

500 1

90 4

400 1

120 5

580 1

V/TOTAL

60. 000

2.00(3

1 . 000

2.880

600

8.000

750

3.280

21.000

3.800

360

3.000

1. 500

1 .650

8.000

140 '

9. 500

3. 564

720

10.000

7.000

500

410

1 .200

650

500

360

400

600

580

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90

Transistor PNP ( ECG 12ÓA)

Multiplexer análogo (CD4053)

Cristal (8 MhZ )

Driver ( ULN2003 )

Resistencias

Leds

Otros

Zócalo para los integrados

310

3. 500

1.200

1.500

40

120

800

4

1

1

1

20

6

6

1

3

1

1

1

5

4

.5-3

. 523

" ~~> "7,

- ~ C 2

.-zzzT " "7.

. 2 C C

. E Z C

TOTAL 172.=Z-

5.3

Una vez terminado este trabaJo y en vista de los re

obtenidos se puede concluir lo siguiente:

s _ 1 t ados

Se ha logrado construir un regulador de voltaje que en -_=-stro

medio es de gran utilidadj con los elementos necesarias para

protegen a equipos delicados de las diferentes anomalías ~~ que

adolece nuestro sistema de electrificación.

En una, gran mayoría se han logrado cumplir los

que se plantearon al iniciar este trabajo. Por lo tanto s

concluir que su funcionamiento es satisfactorio.

La utilización de triacs para la conexión con la. carga ~.acen

que el equipo tenga buenas características de respuesta y

funcionamiento mej'orando la calidad del regulador.

En la construcción de este equipo ha quedado al descubieric las

bondades que muestran los microcontroladores en combinacic~ con

los conversores análogo digitales ya que como ésta pueder -.aber

infinidad de aplicaciones en las que pueden ser utilizados

rtemente -

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91

Las características dinámicas del prototipo se las puede

calificar como buenas, ya que sus tiempos de conmutación son

relativamente pequeños y los efectos ante variaciones bruscas de

carga no son dañinas para el equipo.

La utilización de elementos digitales en la tarjeta de control

permiten una reducción en el espacio físico, lográndose así un

equi po compacto, de fácil construcción y de menor precio.

La Implementación de programas en assembler para el

funcionamiento del microcontrolador permite fácilmente variar los

límites para el control de la frecuencia, voltaje, sensibilidad

ante el ruido eléctrico solo con variar ciertos parámetros en el

prog rama.

Una de las grandes ventajas que tiene el hardware de control

Implementado es la de poder manejar a autotransforrnadores de

mayor o menor potencia, ésto es: con el mismo hardware se pueden

construir reguladores de diferen tes* capacidades solo con variar

la capacidad de los elementas de potencia.

En ca.so de falla en el hardware del equipo, su reparación no

resulta difícil ya que todos los circuitos integrados están

montados sobre sócalos y pueden ser fácilmente cambiados, por

otro lado, el resto de circuitos Implementados son de -fácil

-comprensión y están constituidos por elementos conocidos.

En el mercado nacional se encuentran reguladores de voltaje de

una variedad de precios y tecnologías. Comparando precios con los

reguladores de características parecidas al construido se puede

notar las ventajas económicas que éste nos brinda, además si se

piensa en una construcción en cantidades mayores, su precio

podría bajar notablemente.

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92

Dado que el regulador de voltaje está constituido con elementos

de alta tecnología electrónica como es el microcontrolador y por

sus características de funcionamiento demostradas, se puede

concluir que éste equipo puede competir por su calidad y precio

con los reguladores importados.

Los resultados que ha arrojado el regulador de voltaje

construido, son satisfactorios considerando que se trata de un

protoTÍpo, por lo que se debería incentivar la continuación de

ésta línea tecnológica para la implementacion de reguladores de

val taje.

Uno de los aspectos más importantes al realizar el diseño y

construcción de éste regulador de voltaje, es el de impulsar de

alguna manera la. tecnología nacional, pudiéndose colocar en el

mercado un equipo de buena calidad, de un precio moderado y que

SE AJUSTE A LAB NECESIDADES DE NUESTRO PAÍS.

Una de las limitaciones con el software desarrolado para el

equipo es la incapacidad de poder de-tectar si la forma de onda de

la red es sinusoidal o si existe distorsión, dejando pasar a ésta

señal a la carga y pudiendo tenerse errores en la medición del

voltaje de entrada.

Al existir cualquier variación en la frecuencia, la presición

del equipo va a variar, ya que todos los cálculos y límites están

realizados para una forma de onda sinusoidal y de 60 Hz.

Una recomendación importante que se debe hacer en la

construcción del autotransformador es en lo referente a la

exactitud en el cálculo de los voltajes de los taps del

auto transformador ya que de ésto dependerá la presición del

regulado'r.

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93

Las desventajas que tiene el regulador al ser contruido con un

autotransformador es la falta de aislamiento eléctrica lo que en

ocasiones puede resultar perjudicial para el equipo protegido por

lo que seria ideal reemplazarlo por un transformador de

aislamiento construido con blindaj'e a tierra el cual brinda una

atenuación al ruido eléctrico y transitorios en modo común que se

puedan originar en la red.

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JLO

3 SO~1

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1 ege rpeciíicalioh as low as|2;mV max for olí fouf .' Thest v/üfe' d:iignod ippc¡(jctl|y :o

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j thc pt'vvef lupply voltccje. Tfiesc comparstors elsol-l ha[e a {jniqúc ¡charactéMstíc' ín that the ihp.ut,[ cofrirnoirmodc ¡voltage! rangb íncludes 'ground,•ti-en tho'tigh oper^lcd írpm'a'single power supply,'voliagE. | 'l| _ - , %

Appiícalion ereas ínclude Ifmií comparatois,.[|mpleanslog lo digital conyerters; pulse, iquarewavt andtime delay generaiors; wide range VCO; MOS clock

timen; muIíivibfElori ond high voliaijp digital logic

' gales. Tht LM139 series v/ai deslgned lo dírcctly;iriterfece -with TTL and CMOS. \Vhcn operau'd¡from both plus -and mitiu: power lupplici, thcywlll dircclly inlcríace with MOS logic- whcre theIQW, powei drain of the LM339 ís 6 dístincí advsn-logií oyer standard comparstors. ¡

i * High precisión comparstors j

i • íptdycefJ Vos cirifi oviii température

Features i» V/ide linglc supply voltagc langc or dual sup-

P'ies. j : :

LM 139 series, ! 2 Vop to35 VQC or'

LMiaOAscrk-s, UvJ7901 il VDC lo ¿10 VQG

LM3302 2 VDC 10 28 VDC

or il VpC to ±14 VpC• Vefy low supply curient draín [0.8 mA) —

intícf)'"ncl(;n( o( supply voltaje (2 niVV/compara-

tor ai -*5 VDC'

• Low inpui biaiing current 25 nA

• Lov/ mpui ofíiei curft-ni 15 nAand Dtíiti vohage ¿3 mV

» Inpul comnion-fiiode vohage rango incJudes gnd

tt Difítí final ínput vDhüfjf range cqual lo ihepower lupply voítage

« Low outfnii 250 mV al 4 mAlatursiion volingc

« Outpjí voltñrjL' conipaiible wiili TTL, D7L,ECL. í/'OS and CMOS logic sysie/m

Schematic and Connectton Diagrams

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Ord.f Uumbvt LM129J, LM13SAJ,LM239J, LM239AJ, L/.1323J,

LM339AJ, LM290IJ or LM3302JSR« N'S Pecf-.ogt JKA

. Typical Applications {v^-5.0- ' - ' i i • ,' E I : ; .

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Semiconductor

MM54C14/MM74C14 Hex Schmitt Trigger

general descripticn

The MM54C14/MM74C14' Hex Schmitt Trígger Is a

monolithíc complcrnentary MOS (CMOS) _iniegrated' circuit constructed !with. iN and P-channel enhancement-transístDrs^yThe-pQshive'.and.negative going threshold/vohages, V.T+ and VT_/,sho\ !DVY variation with respect•to lempcraturc {iyp 0.0005V/°C ai Vcc = 10V), andhystereih/Vf^—V-jL>'0.2 Vcc ¡i guaranteed. '

••--' -\: ; ' •

A'l-inputs-are proiected from da'mage due to stMic. discherge by diodc- clamps to Vcc and GND,

"features

» Wíde supply voltage range.

• High noise immuníiy

• Low powerTTL compatibilíty

• Hysleresis

connectíon diagram

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0.4 Vrc lyp

0-2 Vcc guar.imeed

absolute mn

Voltnge BE A-~y PmOperaling T«r7ip<tnu. MMMC1*

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de electrícal

PARAME

CMOS TO CMO

VT, pcc.;-vt Goíi

Hyucreí i (VT+ -

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THE SINGLE COMPONEN! MCS®-48 SYSTEM

1.0 INTRODUCTJON

Sections'2 through 5 describe ín dclail ihc fuñe-tional ch arad cris ti es of rhe S74SH and S749K EPROM,SQ4SAH/S049AH/S050AH ROM, and S035AHL/8039AHL/8040-AHL CPU only single componen! micro-compuiers. Unless olhcru'i.sc noied. dctails within ¡hesescctions apply to-all versión*. This chapier is Jimited 10ihose funciions useful in singlc-chíp implcrncntatíons ofihe MCS1-48. The Chapier on the'Expanded MCS^-48.Sysicm discusscs lunri ions whích allow e.xpansion ofprogrsm memory, data memory, and ínput owpw capa-bílity. _

2.0 ARCHITECTURE . - ' • ='

The foilou'íng scctions breaí: the MCS-4S Family inlofunctíonal bíocks and describe each In detall. The follou--ing dcscnptíon u'ül use the 8048AH as the rcpresenialive

_prpdua for the family. See Figure 1. , • ..

2.1 Arí thmetlc Section . J.

Thi ariíhmetic scciion of the processor contains the basícdata manipularon funclions of the 8048AH and can bedivided into the following blocks; . . . . ; , ,

-i • Aríthmelic Logíc .Unit (ALU) ' ..

,\ Accumiilator

'; ;".--ícii; >-!:;•-"* •Carry -Rag • •

Instmctíon Decoder

n data stored -m the accumulaior is-.;• .;corabirféf! ín the ALU with da'ta from another sourcc on^ithe-truenia] bus fsych as a regisiér or i/o pon) and ihe";• Resalí is 3íored in ihe accurnuiator or another rcgister,

- i .Thc folio^ving-ismorc detaílcd descrípíion of the functiono/cücii blocfc, • . . -. ,

". - ._ iINSTRUCT10N DECODER . ;

The opcration code fop code) ponion of each program¡nsiructton h storcd En ihe Instruction Decodcr and con-.,verted to-ouiputs which conirol the function of each ofthe bloclis of the'An'thmctic Seciion. These lines controlihc source of data and thc destination register ¿s well asthe function perfomied in the ALU.

ARJTHMETIC LOGIC UNIT

Add With or Wiihout CarryAND, OR, Exclusive ORIncrcmcnl'Dccrcmcn!Bít ComplcmcntRotaic Lcft, RightSu-ap Nibbles ' '. •BCD E>cc¡maJ Adjust. ' ;

íf the opcration pcrformcd by the ALU rtrsults in a valúerepresentcd by more than 8 biis (ovcrfiow of most sig-nifican! bit), a Carry FJag is sel ¡n the Progtam StatusWord. . ,

ACCUMULATOR

The accumulator is the single most importan! data registerin the processor, bcing one of the sourccs of Ínput td theALU and oftcn ihc desnnation of the rcsuh of opcratior.spcrformcd ín 'the ALU. Data lo and from I/O ports andtncmor>' also corma]ly passcs through the accumulator.

i...; 2.2 Program Memoryi

Rcsidcnt program memory consists of 1024,2048, or¿09ówords eight bits wíde which are addrcssed by the programcountcr. In the 87-íSH and the ÍJ749H ibis memow is uscr

IlT.programmable and erasable HPROM; in the 8*048AH'SW9AH/S050AK the memon' is ROM which is ma^kprogrammable at the factozy/Thc 8035AHU8039AHL'SC^lOAHL has no interna] prosram memory and ¡s used

-with externa! memory devices. Program code is com-—•plctcly ¡ntcrchangeabJc among the varíous versions. To

' access the upfx:r 2K of program mcmory in the S050.AH.and othcr MCS-4S dívicei, a select memor>' bank and aJUMP or CALI, tnstructíon musí be cxecuicd to cross the2K boundarj'. . . „

There are three locaüons in Pmaram Memon* of spccia!~ importance as shown ¡n Figure 2,

. LOCATÍONO. . Activaring the Rescí Une of the processor causes ihc first

J instructíon to be fetched from localíon 0.

"LOCAT10N3• Activatíng the Interrupi input Une of thc processbr (if..¡memipt is enablcd) causeí a jump to iubroutine ai lo-. catión 3.

~ LOCATION7 ","""' ' ' ' '-LA. timer/countcr intemJpt resulung from timcr counter—overfiuw (if cnable'd) causes a jump.to subrnuline at loca-- •- tion 7. - - - ' .

IThe .ALU accepts 8-bii data u-ords frorn oncortwb sourccs.»nd generales an S-bil rcsuh under control of the Instruc-iion Decoder. The ALU can, perform the foHov-'ingfuñe üo ns: r

'Therefore. the first ínstructíon to be execuicd after íni-tialization is storcd in location 0. thc (irsi u-ord of zr,extcmal intcrrupi servicc subruutine is storcd in Jocaiion3, and the first word of a linicr/countcr sen'ícc routinei

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THE'SINGLE COMPONEN! MCS®-48 SYS!EM

1.0 INTRODUCTiON

Sections'2 through 5 descnbe in dciail the func-üonal chajucicristics of the S74SH and 8749H EPROM,8048AH/8049AH/8050AH ROM, and B035AHL/8039AHL/S040-AHL CPU only single componen! micro-computers. Unlcss-othcrwise noted, deíails within thesesections apply lo-all vcrstons. Thís chaptcr is limitcd tothose functions usefuf ¡n sínglc-chip implcmcntaiions ofthe MCSM8. The Chapíer on the'Expanded MCS'--4SSystem discusses funrtions whích alio»1 expansión ofprogram memory, data mcmory, and input output capa-.bility. _ -

2 . 0 ARCHiTECTURE - . - ' - : •

Ths. foIJowíng scctions break the MCS-4S Family intofunctional blocks and describe caen in detall. Thc follov.--íng description will use the S048AH as thc rcpreseniaüvc_product for the faraíly. See Figure 1. , ,

2.1 Arithmetic Sectlon _ _1*.

Thc arithmetic secijon of the processor contaíns thc basic.data manípulatioh functions of the 8G48AH and can bedivided into the following blocks:

Arithmetic Logic -Unít (ALU)

Accumiilator

ínstruction Decoder

daia stored in the accumulator is¡n thc ALU with data from another sourcc on

as a reeistér or I/o pon) and theis s;ored in llie accumuiator or another register.

. • ' •The folJoH'ing-ismorc detailed descnpíionof the functionof each block. - • . _ " , ' - -•;

'. " , 'ÍNSTRUCTION DECODER . ' • ' . ' .

The operaron code (op code) portion of cach program¡nstruction is stored in thc Instrucíion Dccodcr and con-. .verted to -outputs which control Ihe function oí each ofthe blocks of the Arithmetic Sectíon. These Unes controlihe wurcc-of data and thí destinaiíon register as ^'ell asThe fundían perforrned in the ALU.

AWTHMETIC LOGIC UNIT

" Thc ALU accepts 8-bu data u-ords from onc or t\\-b sources.«nd generales an 8-bit rcsuh under control of the Instníc-

.iíon Dccoder. The ALU can pcrfórm thc followíngfunctions:

I-

-•• Add With or Without Carry • . :

• AND, OR, Exclusive OR•• Incrcment/Dccrcment• Bit Complement• Rotate Left, Right• S\vap Nibbles ' "_ -• BCD DccimaJ Adjust . - .

If the operatíon pcrformcd by the ALU results in a vaíúercpresentcd by more than 8 bits (overflow of most 5Íg-niflcant bit), a Cairy Flag is sel in thc Program StatusWord. . . _ . -

ACCUMULATOR ' :'

Thc accumulator ís the single most important data register¡n the proccssor, being onc of thc sources of input to ihcALU and often thc dcsnnation of the rcsuít of opcrationsperformed in 'the ALU. Data to and from I/O ports and

; mcmory also normally passes through the accumulator.

_; 2.2 Program Memoryi

Resident program mernoryconsists of 1024,2048, or¿09ó.words cight bits wide u-hich are addrcssed by the programcounter. In the 8748H and the S749H this memory ís uscr

'ü.programmable and erasable EPROM; in thc 8048AH'8049AH/8050AH the memor)' is ROM u-hich is. maskprogrammable ai the faetón'.- The 8035AHU8039AHUSCfíOAHL has no internal proeram memory and Ís uscdwíth externa! memory devices. Program code Ís com-"pletely interchangeablc among the various versions. To

1 access the upper 2K of program mcmory ¡n 'he S050AK.and other MC5-48 devices, a jelect memoiy bank and aJUMP or CALI, ínstructíon musí be execuied to cross thc2K boundary. . .

There are three locations in Program Memory of spccial' ímportance as shown in Figure 2.

, LOCATIONO• Activatíng the Rcset line of the proccssor causes the first'-, Ínstruction to be fetcbcd from Iccatíon 0.

"' LOCATION 3 'Activating the Interrupt input line of thc processor (if

. _¡merrupt Ís enabicd) causes a jump to-subroutíne at lo-cation 3. . '-

"LOCATION 7 ";."."." " "; ' ' -—^.A ümer/counter intemJpí resulting from. tímcr counter—overflow (if cnablcd) causes a jump.lo subroutine at loca--• tmn 7. -_ • _ ___^ ___.

1' 'Therefore, the fírst ínstruction to be cxecutcd after íni-tialization is stored in locaíion O, thc rirst word of anextemal interrupl scrvicc subruutine is stored in location

. 3. and the first word of a tímcr/counier sen'ice routincs

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SINGLE COMPONEN! MCS-S-M8 SYSTEM

is storcd Ín location 7. Program memory can be used tostore consUnts as v/cll as program instruclions. Instruc-tions such as MOVP and MOVP3 allow easy access todata "lookup" ubjes.

X

Ro

O--

X.U

o

HIP

B0

49

AH

U

O

HV

flfOB

d

X

o

2ÍKB2W7

1024

1023

65

*

2

D

ADD

^^r -^\5 | J

3ESS

^

•— . ^_ '

-

-

3¡2¡l|0

t SEL MB1

j SELMBO

• i.

LOCATIOH 7 —

PROGRAM HERE

LOCATION 3 —EXTERN AL

-INTERRUPTVECTOBSPROGRAM HERE

-RESET VECTORSPROGRAM HERE

-rcgisicrs in place of kxrations 0-7 and are thcn dircctlyüldrcssable. Tty* sccond bank of working registcrs maybe used as an extensión of thc tirsi bank or rcserved foruse during interrupt scrvjcc subroulínes allowíng thc rcg-Utcrs oí Bank O used tn the main program lo be msianlly^"savcd" by a Bank Swhch. Note that if this sccond bankís not used, locations 24-31 are srill addressablc as gcncraipurpose RAM. Sínce ihe two RAM pointer Regi.stcrs ROand Rl are a pan of the uorking rcgistcr array. hank

..ju-itching effectívely créales two more poinler rcgistcrs, (RO/and Rl/) which can be uwd with RO and Ri lo casíly

acccss up to four sepárate working "¿reas in RAM at onctime. RAM locations (8-23) also serve a dual roic in iha tihcy contaín the program counter stack as cxplíiined inSccüon 2.6. These locations are addrcsscd by ihc Siacl:Poinier during subromine calis as we!l as by RAM PoinicrRegistcrs RO and Rl. If thc ievel of subroutinc ncsting isless than 8, all stack regisiers are not requircd and can beuscd as general purpose RAM locations. Each Ievel ofsubroutine nesting not used provides the uscr with iv.oadditional RAM iocations.

¡ Figure 2. Program Memory Map

• • • /2.3 Daía Memory .

Residen! data memory is organizad as 64, 128, or256 by8-bits wide Ín the 804SAH, 8049AH and 8050AH. A!llocaiíons are indirectly addressable throut-h eithcr of twoRAM Poinier Registcrs which reside at address O and 1of the register array. In addirion, as shown Ín Figure 3,the firsi S localions (0-7) of the array are desígnated asworking regístcrs and are dircctly addressable by severalinstructions. Since these regísters are more easily ad-dressed, ihey are usually used to store frequcntly accessedintermedíate results. Thc DJNZ instiuction makcs ver>*cfficient use of thc workíng rcgísters as program loopcounicrs by aílowing thc programmcr to dccrcniem andtest the register in'a single instruction. .

By cxecutíng a Register Bank Swiich instruction (SELRBJ RAM locations 24-31 are designatcd a| the working

1

(127)

«255))

/ 32í 31

' -2423

67

• -

USER RAM32 • 8(M • 6)

((224 « B)} :

BANK 1WOHKING

REGISTERSe • eRl "

RO'

B LEVEL STACKOR

USER RAM

16 - fl

BANKOWORKING

REGISTERS' ' 8 • B

R1

• -RO

" I

DIRECTLYAODRESSABLEWHEN 8AHK 1IS SELECTED

1

AODRESSEDIH DIRECTLYTHROUGMRl OR RO

(RD'OR Rl

"" I

DIRECTLYADDRESSABLEWHEN BANK oIS SELECTED

!

1

IN ADDITIOK RO OR Rl (RO" OR RV)WAV BE USE.D TO AODRESS256 ( ) BO-19AH, S7*'»H,WORDS OP EXTERNAL RAM. {( )] B05QAH

Figure 3. Data Memory Map

1-3

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SINGLE COMPONENT MCS«-48 SYSTEM

OKL.ANL

"OH

MAX

-500

'OH -300

i. A) -20QJ

-100

MIN

"OL

BUS.P1.P2

0 1 2 3 * 5

LOWIMPEDANCEPULLUP HIGH IMPEDANCE PULLUP

OV 2V «V

VOL !-

LOW IMPEDANCE PULLDOWS

Th**e gr»ptii «f% ioi lolorm«lion»I purpo*« orüy *nd »it nol gutr«ntr«d mlnlmUmi W máximums.

Figure 4. "Quasi-bldirectlonal" Port Structure

2.4 Input/Outpi

The S04SAH has 27ouipui functions. Thilincs cach u-hich serrectionai pons and 3gram sequences u-inslructions. " -

PORTS1 AND 2

Ports I and 2 are e;characierísiics. Datalaichcd and remains iports (hese lines ¡irépreseni unlil read hy :TTL compaiible and ^load. •

The Unes of ports I ¡because of a special oeach une lo serve £Sthough outpuis ar:the circuii confiauntiíously pulkd up to ^rclaiively high ímped;

This puilup ís sufñc-e. a TTL hieh leve! yet c

¿ate thus ailov-'ing theand output. To provic"I" ü"ansiEíon a re]switched ín momentariever a "i" Ís wñuento the Une a lou- ¡rrppuüup and provides T.the pulldown trsnsisiomust firsi be u-rinen icinpiu. Reseí iniíializíjsstate.

Ii is important to note twrite operatíoas. ^"hípon. modífies the data"writes" the data bacsentially an OUTL ínstpu]!-up momenLarily af(rom a "I." Tnis spíthat have input5 and o:pon. See aJso section íchapter.

BUS

Bus is also an S-bil po:with associated inpui ¡tional feature Ís not n

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SINGLE COMPONENT MCS^-48 SYSTEM

TYFICAL

ULLDOWN

2.4Jnput/Output

Thc 8Q4BAH has 27 lines which can be uscd for input oroutpui funclions. These lincs are grouped as 3 pom uf 8líncs each which serve as eíther inpuis, oulputs or bidi-rectional pons and 3 "test" inpuis which can alicr pro-gram scqucnces whcn tested by condit íonal jumpínstruclions. • . - ' i

PORTS 1 AND 2 '~

Pons 1 and 2. are each 8 bits wide'and have idéntica!charactcristícs. Data written lo thcsc porjs is staticajlylaichcd and rcmains unchanecd u n t i l rewrittcn. As ínputports thcse lines are non-!atchlng, i.e., inputs musí bepresent unlil read by an input in.síruction. Inputs a/e fully7TL compatible and outputs will dríve one standard TTLload. : ' • - \• \ •<

\Thc lincs of pons 1 and 2 are called quasi-bidireciional• because of a spccial output circuit stmcture which allowseach Une 10 serve as an input, and output. or both evenihough oulputs are stalically, latched. Figure 4 showsthc circuil configuraron in detall. Each líne ¡s continu-ously pullcd up to V^c through a resistí ve devíce ofrelatively high impedance. . - • • ,

Thís pullup ís sufficient 10 providc trie source current fora TTL high leve! yet can be pullcd low by a standard TTL

, gale thus allowing the same pin to be used for boih inputand output. To provide fa.st switching times ¡n a "O" to"1" transition a relatíveJy low impedance device isswitchcd in mornen tarily í— J/5 of a machine cyclc) when-ever a "1" Ís writien to the Une. When a "O" is writtento thc Une a low impedance device overcomes ihc lightpullup and provides TTL :urrent sinking capability. Sincethe pulldown transistor is a low impedance device a " 1"must firsí be written lo any line which is to be used as aniiipul. Reseí ínínalízes a!I lines to ihehigh impedance "1"state. ' •

It Ís imponani to note that thc ORL and the ANL are read/wrile opcrations. When execuied. rhe /¿C "reads" iheport, modifics thc dala accordjng 10 the instructíon. then"writes" the data back to tlic pon. The "writing" (es-sentially an OUTL insuuction) cnables the low ímpcdar'cepull-up momentarily again evcn If the data was unchaneedírom a "1." This specifically applies to configuraiionsthat nave inputs and outputs mixed togeiher on the sameport. See also section 8 ín ihe Expanded MCS-48 Systemchapter. ., . • • . = • . . . -

BUS/ ' - ' •" - '•• -f"" - : ; ;

Bus is also an 8-bit pon which ¡s a truc bidirectional ponwíth assocíated ¡nput and output strobes. If the bidirec-tional feature is not needed, Bus can serve as either a

«aiically latched output pon or rion-Iaichinp input pon.Input and output lincs on ihis pon cannot be mixcdhowcver. - - --• .. - - , .

Asasta i ic pon, data Ís wrilicn and latchcd usinc thc Ot_*TLinstnjctíon and ¡npuned using thc INS instojction. TheIN'S and OUTL ¡nst£uct¡ons genérale pulses on ihe cor-responding RO and WR output strobc lincs; hov-evcr, inthe static pon modc they are generally not uscd. As abidirectiona! pon the MOVX insiructions are used to readand U'ríle tjie pon. A writc to thc pon gencratci a pulseon ihe WR omput Une and output data is vaüd at thctrailing_ed_ue of WR, A read of the pon generales a pulseon the RD ouiput une and inpui dala must be valid ai thetrailing edgc of RD. When not bcing written or read. theBUS Unes are ¡n a high impedance siate. See also sections7. and S ¡n the Expanded MCS--JS System chapier.

. 2.5 Test and INT InputsThrec pins serve as inputs and are íestablc with thc con-ditional jump ¡nstruction. The.se are TO. TI, and INT.Thesc pins allow inputs to cause program branchcí wi thouithe necessity to load an íhput pon into thc accuniulator.The TO, T) , and INT pins nave oiher possible functiónsas wdl. See the pin description ¡n Scctíon 3,

2.6 Program Counter and StackThc Program Counter is an indcpendent counter v-'hilc theProgram Counter Stack is implcniented suing pairs oí reg-ís ters Ín the Data Memory Array. On!y 10, 11. or 12 bitsof thc Program Counter are used to address the 102-1.2048, or 4096 words of on-board program memt'O' OI' l^s

8048AH. 8CM9AH,orS050AH, while the mostsignilicantbits can be used for externa! Program Memory t'etches.See Figure í. The Program Coun'.er is initialized tozero by actívaüng the Reset l ine.

A2

Con»*n!lonil Progrem Counler• Counti OOOH lo 7FFH• Ov»rtlowi 7FFH lo OOOH

• • Figure 5. Program Counter

An ínterrupt or CALL to a subroutine causes the conterasof thc program counter to bestorcd in one of thc Ü repisterpairs of thc Program Counter -Stack as shown Ín FiEure6. The pair to be used ís dctermincd by a 3-bit Stack:Pointer'.which is pan of the Program Status Word (PSW).

1-5

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SINGLE COMPONEN! MCS<»-48 SYSTEM

POINTER

111

110

101

100

011

010

001

.*..

i

l

- • • • 11

1

• tt

PSV,' ' PCS-ll

SCd_7 ' PC0-3

MSB LE

R23

72

21

20'

19

IB

17

16

ns

14

13

12

11

10

9

fB

Figure 6: Program Counter Slack

Data RAM locaücns. 8-23 irc availablc as siack regístcrsand are used to Kftrc the Propram Counter and 4 bits ofPS\ as shown» Figure 6. The Stack Poinicr.whenínitialh.cd to OOO^jints to RAM localions 8 and 9. Thcfirsi subrouiinc^np or intcrrupt results in ihe programcoumcr conicnis Srcing trajisfcired to locaiions S and 9 ofihc RAM array.Thc stack pointcr is then incrementcd byone to point in3bcalions 10 and 11 in anücipatíon ofanoihcr CALU Kcsting of subroutincs uíhun subrouunescan continué upio 8 limes wíthout overfiov.-ing thc stack.If overflow dncv. occur the deepesl addres.s stored (loca-UQns 8 and 9)^Ü£ be overv,-rincn and lost since ihc stackpoinicr overflottifrom 1U to 000. It also underflows from000 to 111. . . . .

Thc cnd of a srbroutine, which is signallcd by a rctuminstnjctíon (RET or RETR), causes thc Siack Poínier tobe dccrrmeniccand ihc contcnts of vhc rcsulung rcgistcrpair lo be trate^crred lo the. Program Countcr.

2.7 Program Status Word

An ít-bil slatiH^ord which can be loadcd 10 and from thcaccumulator udsts callcd thc Program Status Word(PSW). Figure 7 shows the Information avaílable in

thc word. Thc Propram Status Word is actually a collccñonof ílip-flopshhroughout ihc machine which can be read orwritlcn as > wholc. Thc ability to wrilc lo PSW allowsfor casv rcs\oraiíon of machine status aficr a powcr downscquence. '

SAVED IN STACK.

i

CY

MSB

1

AC FO

i

BS 1

CY CARRY

STACK PDIHTERi

< i

52 S-\Q

LSB

AC AUXILIAR* CARRYfO FLAG üBS REG1STER BANK SELECT

Figure 7. Program Status Word (PSW)

Thc upper four bits of PSW are slored in thc PiogramCountcr Slack wiih ever\ cali to subroutine or intemiptvector and are. oplionally resiorcd upon rernm wíih thtRETR instructíon. Thc RET rcturn instructíon'docs notupdate PSW.

Thc PSW b'H dtfiniüons are as follows:

Bus 0-Z: Stack Pointcr bits (S0, S,, Sj) • • '

BU 3: Not uscd ("1" leve] when read) " •

Bit 4: Working Rcgistcr Bank Swiich Bit (BS)0 = Bank O ' ' - •1 = Bank 1 ' -'

BU 5: Flag O bU ÍFG) uscr conlrollcd fiag which canbe comphmcnted or clearcd, and lested withthe condiiional jump instructíon JFO. •

BU 6: Auxíliary Carey (AC) carry bU generatcd byan ADD instruciion and used by ihe decimaladjusl inslnjclion DA A.

BU 7: Carry (CY) cam1 fiag which índicalcs ihat thcprevious operaüon has resultcd in overflow ofthc accumulator.

2.8 CondHional Branch Logic

Thc conditional brunch logic v-'Hhm Ihc proccsssor cnablesscvcral condítions intemal and cxiema.1 to the processor10 be tcstcd by ihe users program. By using the condiñonaljump ínsiruciion the condilions that are )íí,led in Tablc1 can effcct a chango in ihc scquence of thc programcxecutíon. •

- 1-6

De vi ce Tes1

AocumulalorAccumulator BiCijry FlagUser Rags i,FO,Tirncr OverílauTest Inpuls ITOIniemjpt Input

2.9 Interrupt

An imcrrupt scqtIcvel inpuí lo ihcactive lew ;o allsources at the i:logic of thc 801!instruciion cyclísubrmuine" tu 1all cyclcs oí" thecycle insiniciforcyck only. I NTcyclcs 10 er.suriCALL 10 subióStatus word arethis opcraiion sarid Sisck. Pro]aii uncondiiion;dsewherc ¡n picrvice subrowand Resiorc Susis sincle levelfunhcr imcmifRETR rccnabl.thc beginninií cThis seqúensegeneraled by igenerated inteat thc same tiiSee thc follov.of timcr inlencan be crcaieloading f7^counO, and c"O" trznsitio:vector to loe;

IKTERRUP'

Thc interrupProgram CoiInlerrupis ar-

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• SINGLE COMPONEN! MCS®-48 SYSTEM

bruaJIy acoUeciion|¡ch can'Aeread or

¡o PSW alJowsier a powcr down

Table 1

btc POINTER

brd (PSW)- { .

d in ihe Proí:ramutinc or imerrupt

In rerum with theItructíon does not

adj " '

ch Bil f3Si

\d fiaa whí-:h canand tcsieii with

fon JFO.

|bil ge^sraled bybv the decimal

Indicaíes ihat therd ín ovcrfluw of

locesssorcnabieslio íhe procejsior|g iheconditional

usted in Tablefjf J,'JU£üim

Device Testable

AccumulatorAccumulator BitCarry RagUser Rags (FO, Fl)Tímer Overflow FlagTest Inputs (TO, TI)Inlemjpt Input (INT)

Jump Condilions(Jump On)

AI I zeros. —0

—. • —

00

not a!lzeros

I11

. 11

"2.9 Interrupt .. •'- '

An Ínterrupl sequencc Ís initíated by applying'a low "O"leve! úiput lo the INT pin. Interrupt is Icveloríggered andactive low to allow "\VIRE ORing" of severa! intcmiptsources ai the Ínput pin. Figure 8 shows the interruptlogic of the S048AH. The Interrupt line ís sampled everyinstruclion cycle and whcn delccied causes a "cali losubroutine" al location 3 in program mcmory as soon asal] cyclcs of íhe currcnt instruction are complete. On 2-cycle instructions thc iníerrupt line Ís sarnplcd on the 2ndcycle onlyl INT musí be held low for al least 3 machinecycles to ensure propcr mtcrr-pt operaiions. As in anyCALL to subrouiine, íhe Program Counier and ProgramStatus word are saved in the stack. For a descriptíon of

• thís operatíon see íhe previous seciion, Program Counierand Slack. Program Memory localion 3 usually conlainsan unconditional jump lo an interrupt servicc subrouiine'elscwhere in program mcmory. The end of an iníerruptscrvice subroutine is sjgnaüed by íhe executíon of a Retumand Rcstore Status instruction RETR. The ínlerrupt sysiemís single level Ín thnt once an inlemipt is detccted allfurthcrinlerrupl requests are ignored until c;cecuiion of an

• RETR-rcenablcs ihc Ínterrupl input logíc. This occurs aithc bsginningofthcsecond cycle of the RETR insiruciion.This scquence holds truc also for an interne! jmcrrupigencrated by tímer overflow. If an interna! timer/coumer

.generaíed inlerrupi and an extemal inlerrup! are detecledat thc same lime, íhe externa] soutce wiü be recognized.Sce the following Timcr/Countcr section for a-dcscriptionof timer Ínterrupl. If needcd, a second externo! ¡n'.errupi

_ can be crcated by enabling the tímer/counler Ínterrupl,loading FFH ín íhe Counter (ones kss than terminal

. count), and enabling the evcnt counier mode. A "I" to"O" cransition on the TI input will thcn cause an .Ínterruplvector to location 7.

INTERRUPT TIMING .'" /

Thc inlerrupt input may be enablcd or disabled undcrProgram Control using-the EN I and DIS I insiructions.Inierrupts are disabled by Reset and remain so until en-

abled by the users program. An interrupi rcqucst musí beremoved before the RETR instruction is c.\ccuted u ponrclürn from thc scrvícc rouiine oihcnvisc íhe processorwill re-enter the scrvice routinc immcdtately. Many pc-ripheral deviccs prevcnt thís situaiion by icscttinp theírínícrrupt request line whencvcr íhe processor acces^cs(Rcads or V/ritcs) thc períphcraK data buffcr rcgístcr. ífthc íntcrrupting device docs nut rcquire acccss by thcprocessor, one output une of íhe 8ÍKSAH may be dcs-

. ignated as an "ínierrupl acknowlcdcc" which is ac ti valed (

by the service subroutine to resel the iníerrupt rcqucit.ThcINTpin may also be tesied using the condiiionaljumpmstructíon JNI. This inslruciion may be used to deleci thcprcsence of a pending Ínlerrupt bcfore inlcrrupts are en-fibled, If inierrupi is lefí disabled. 1NT may be uscd asanothcr test Ínput like TO and Ti.

2.10 Tlmer/Counter

The 8048AH contains 2 countcr to aid íhe uscr in countingextenial evcnts and gcnerating accurate time delays with-oui placing a burden on tHe proccssor for ihcsc functions.

• In borh modes thc counier opcralíon is the same, the onlydiffcrence being the source of thc input to íhe counter.The ümer/event counter Ís shown in Figure 9.

iCOUNTER . . .

The 8-bÍt binary counier is presettable and readable with• two MOV insiructions which transfer the contents of íhei'TumuIator to the counier and vice versa. The counierconient may be affecied by Reset and should be initializcdby software. The counicr is stopped by a Rcsct or STOPTCNT instruclion and remains sioppcd un t i l staned as atimer by a START T instruclion cr as an evcnt counterby a START CNT instruction. Once started thc counierwill íncremenl ic this máximum count f r r ) and overtioy.tozerocont inuingi tscouniunt i i stoppcd by aSTOPTCKTinstruction or Reset.

Tíie incrcmcnt from máximum count to zero (ovcrflow)rcsults in the sctting of an overflow flag ñip-flop and inthe gcneration of an intcrrupt rcquest. Thc siatc of theovcrflow fiag is testable with thc condilional jump instruc-tion JTF. The fíag is reset by cxccutíng a JTF or by Reset.

' The"ih[crrupt rcquest is siored in a laich and thcn ORedwíth the externa! inlerrupt ínput INT. Thc timer inlerruptmay be enabled ordísabled indcpendentlv ofcx tc rna l Ín-terrupl by the EN TC.NTl and DIS TCNTl inítructions.If enablcd, the counter ovcrflow wi l l cause a subrouiinecal! to location 7 whercthc timer or counier scrvice rouimcmay be stored.

If tímer and externa! interrupts occur simuilancously, theexterna] source will be rccognized and the Cal! will tx: to'

1-7

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r '.lü'iáf T--'*" •••J'-'tf'-'- =-'— /"^ ;.,'».. . .

SINGLE COMPONEN! MCS^-48 SYSTEM

I "

JTF—--- £XECUT£D.

RESET

TIMEROVERFLOW

TIMER INTRECOGNCED —EXECUTED f~

|P.ESET— '

EN TCKTIEXECUTED

DISTCN71.EXECUTED

RESET f~

«N

ALELASTCYCLE,OP IHST.

ENlEXEC

OÍS]EXECUTED

RESET

3>—

o—

x> —

L

~T~^

TIMERFLAG

/ • i ' .- r".

CONDITIONAL */'>'• ' ' '••' ' /'JUMP LOGIC

INTERRUPT i.CALL •'

~ — !CLR EXTSRNAL .

^ TtJTPuntinT

S Q

' TIMEROVERFUOW

FF

R

S Q

TIMERINT

ENABLE

R Q

D

INTFF

QCLK9-L;

JTED*

INTENABLE

R

Tx

'

J

RECOGNIZEO

TIMER -O= _ INTERR1IPT

CLK U HECOGHUED

1 1

* ' • — — í— ~ *

~J J) S 0 * • •

IHTERRUPT!N

PROGRESSFF

4 iír,RESET

1RETR •EXECUTED

i. WHEN!NTERRUPT IN PROGRESS FUP-FLOP is SETALL FURTHER INTERRUPTS ARE LOCKED OUT ' -INDEPENDEN! OF STATE OF EITHER INTERRUPTENABUEFLIP-FLOP.

2. WHILET1MERINTERRUPTS ARE DISABLED TIMER 'OVERFLOW I/lWILLKOT STORE AMY OVERFLOW ' ' .THATOCCURS.TIMEftFLAGV;|LLBESET,HOWEVER.

:\-

Figure 6. Interrupt Logic

1-8

C -

locatíon 3. ímain pendirimm -diateiy

• rouíine. Theto location

• TCNT1 'insl •

AS AN £V

Executíon oinput pin to

•'The T! inpi¡aier MCS-4!Ó\ transiticTI musí be:ÍL won't becounter maj

. cycles (everthere is nohígh for at I

t AS A TIME

Eexcution odock lo theintemal clocdock throuduring thc íéremenos thdejays fromihe counter;counts mayfiows in a r

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SINGLE COMPONEN! MCSS-48 SYSTEM

EXTERNALtíJTERRUPT

TIMERIfíTERRUPT

IRECOGNIZED

ÍSET

IIPT

I.IERiw

IE VER.

LOAD OR READ

CLEARED ON START TIMER

JUf.'.P ONTJMER FLAG

TI

-

EDGE -DETECTOR

ENABLE-iNT

\e 9, Timer/Event Counter

locaiion 3. Since thé tímcr ¡nlerrupt is laichcd it wil! rc-main pcnding un t i l the cxicnial device is serviced andimmedialcly be rccognízcd ttpon'rcturn from the serviceroutínc. Thc pcnding timer íntcrrupt ¡s rcset by the Cali

' to location 7 or may be removed by executing a DiSTCNTI ínstruction.

AS AN EVENT COUNTER .

Exccutíon of a START CNT ¡nstruction connects thc TIinpul pin to íhc counter Ünput and enables the counter.The TI inpul is sampled at thc .bcgmninc of staie 3 or inlaler MCS-48 dcvíces in state time 4. Subscquem high tolow transitions on TI \vi]l cause :he counter to incrcmcnt.T) musí be held low for ai least 1 machine cycie to ¡nsurcit won't be mísscd. The máximum rale at which ihecounter muy be íncremented is once per rhree instruciioncycles fevcry 5.7 /asee whcn using an 8 MH? cn'stal) —-thcre ib no mínimum /requency. (TJ input musí rerriain

' high for at Icast J/5 machine cyclc after each transitíon.

AS A TIMER

Ecxcutíon o fa START T instruciion connects an íntcrnalclock lo thc counter inpul and enables íhc countcr. Thc/internal clock is den ved bypassingthe basic machine cyclcclocí: through a -f 32 prescalcr. Thc prcscaler is resctduring thc START T ínsíruction. The resulting clock in-cremenls thc counter evcrv 32 machine cycles. Variousdelays from ! lo 256 counts can be nbtaincd by presettingthc counlcr and delectíng ovcrllow. Times íongcr than 256counts may be achieved by accumulming múlt iple over-flows in a rcgister under software control, For time res-

olution less than I couní an externa! clock can be appliedto thc TI input and the cyuntcr opcrated in the evcmcounier modc. ALE dívidcd by 3 or more can serve asthis extrrna! clock, Vcry small delays or "fine tuning"of larger delays can be easily accomplished by softwaredelay Icops.

Often a serial liní: ¡s dcsirable in an MCS-48 famíly mem-bcr. Table 2 lists the ümer counts and cycles neededfor a spcci'fic baud rate given a crysial frequency.

2.11 Clock and Timing Circults

Timing gencration for íhe.804SAH is complete!}- selfcon-taincd wi;h thc cxeception ofa frcqucncy referencc whichcanbeXTAL. cc.'amic resonalor, or ex terna! clock source.The Clock and Timing circuiíry can be divided into thcfollowing functíonal blocks.

OSCILLATOR ' ft ;

"Ti.e ón-board oscilíator is a high güín parallel resonant• circuí!.wiih a frcquency nmge of I tu I ! MHz, The X Iexlernal pin is thc input lo the anipíiíier siagc while X2is íhe outpjt. A crysta! or ceraniíc riisónaior conneciedbclween XI and X2 provides íhc fccdhack and phasc shiftrequired for oscillation. If an accuratc frcquency relerenceis not required, ceramic resonator may be used in placeof the crystal,

For accurate clocking, a cn'stal shuuld be u.sed. An ex-temally generatcd clock may al.sc he applitíd 10 XI-X2as the frcquency source. Scc the data .-.heet for moreinformation. . . . .

1-9

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SINGLE COMPONENT MCSS-48 SYSTEM

Table 2. Baud Rate Genenatlon

- - Frequency -(MHz)

4' 6

6! 11 '

BaudRale

•--v-110

300

1200

1800

2400

4800

4 MHzTimer Counts -f

Instr. Cycles

75 + 24 Cycles.01% Error

27 + 24 Cycies.1% Error

6 -r 30 Cycles.1% Error

4 - 20 Cycles. .1% Error

3 - 1 5 Cycles.1% Error

1 - 23 Cycles1 .0% Error

- - Tcy

3.75 /is2.50¿iS ,.1.8BfiS '""

; 1 .36/iS

• |6 MHzTimer Counls +

Insír. Cycles

113 -r 20 Cycles.01% Error

41 -r 21 Cycles.03% Error

10 + 13 Cycles.1% Error

6 + 30 Cycles,1% Error

5 4 - 6 Cycles.4% Error

2 -f 19 Cycles,4% Error

TOPrr{1/57cy)

750ns '500ns !375ns ;275ns ,'

8 MHz / .Timer Counts +

Instr. Cyclps •

151 -f 3 CJ'cles.01% Error

55 -f 13 Cycles.01% Error

12 -r 27 Cycles.06% Error

9 + 7 Cycíes.17% Error

. 6 -r 24 Cycles.29% Error

3 - 1 4 Cycles,74% Error '

Timer Prescaler(32 Tcy)

120ftsBOns

6Q.2MS43.5^5

•11 MHzTimer Counts +

Instr. Cycles

208 + 28 Cycles,01% Error

76 + i e Cycles.04% Error

19 + 4 Cycies.12% Error

12 + 24 Cycles.12% Error

9 + 18 Cycles.1 2% Error

4 + 25 Cycles.12% Error

STATE COUMTER i

Thc output of the oscíllator is divíded by 3 in rhe SiaicCountcr fo créate a clock which defines ihe state times ofthc machine (CLKl. CLK can be made avaílable on (hecxternal pin TO by exccuting an ENTO CLK instruclion.The ouipul of ,CLK on TO is disabled by Reset of iheprocessor.

CYCLE COUNTER

CLK is thcn dívidcd by 5 ín the Cycle Coumer 10 pro-vidc a clocl; which defines a machine cycie consísiíngof 5 machine statcs as shown in Figure 10. Figure 11shows ihe difiere ni inlernai operations as divjded íntothe machine staies. This clock is callcd Address LatchEnabk- (ALE) bccausc of i i s function in MCS-48 sys-tcms wiih e.xicrnal nicmory. It is provided continuous-ly on ihc ALE ouipui pin.

2.12 Reset' • • ;i

The rcset ínput providcs a mcans for inítialization fortheprocessor. This Schmitt-trigger input has an internal pult-up devjce v-'hich in combinalion wilh an externa! 1 ¡j. fdcapacilor provides an internal rcset pulse of sufficicntIcngih 10 pusransec ati circuiín'ís rcset. as shownin Figure12. If thc rcscí pulséis gcncrated cxtcrnally the RESETpin musí be hcld lov,- for ai Icast 10 milliseconds afier the

power supply is \vilhin toIerance.Only 5 machine cycles(6.8 /as t¿ 11 MHz) are required if powcr is alrcady onand the oscillator has siabílized. ALE and PSEN (if EA= 1) are active whj le in Reset.

/ -.- Resei performs thc following functíons;

1) Sets program counter to zero.

2) Sets stack pointer to zero. • _

3) Sclects regíster bank 0.

4) Selecls mcmor}' bank 0.

5} Sets BUS to high ¡mpcdance state (except %vhenEA = 5V).

6) Sets Ports 1 and 2 to input mode.

7} Disabies intcmipis (tímer and externa]).

8) Stops timer.

9) Clears timer flag. . •

lOJClearsFOandFl.

11) Disables clocV output from TO. •

1-10

pp

TATE TIME:

«I

(02)"TO -,

ALEPSEN- -

RD, WR,

PROG -

2.13 Slngli

This feature,user with a desiepped ihrou,Whíle sloppecfetched is a va

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SINGLE COMPONENT MCS«-48 SYSTEM

120;isBO/iS

60.2;¿s.43.5¿is "

11 MHzimer-Counls •+' Insfj Cycles

38 -f- 28 Cycles.01% Error

6 - 1 6 Cycles.04% Error

19 «r 4 Cacles.12% Error

2 -;- 24 Cycles.12% Error

-r 18 Cycles.12% Error

•r.25 Cycies.'12% Error

ily 5 machine cyclcswer ii already on

.E aad PSEN (¡f EA™

le (excepi when

c.

iterna!).

CLOCK^OUTPUT

' ". . ' ".

~T COUNTER

:': •'- . _3¿1AGRAMOF«

|/

^— TóJUMP OH ^ _^X

TEST M O R O -^S^^^RESET

INPUT

3>j.ec(3.67 MHi)

^ ^

COUNTER [733 KHi) \^_ . i.ie ,rlt.r

KBAH CLOCK UTILITIES

5 ;' S5 S1 52

s: DECODE• INC. PC

53 S< S5 SI1

EXECUT10N INPUT

OUTPUTADDRESS

! ' . . i' - ~v. - . ' - IHSTRUCTION CYCLE

. . ' • ' . ' ' • (1 BYTE, 2 CYCLEINSTRUC7ION ONLY)í - _

. . t "-

STATE TIJ/E: . -- •

52 j S3 S4 j SS SI I 52 S3

•{02)-To-| r-, j-, pi ' n n n54 ¡ S5 51 [ 52 - S3 54 _ 55 S1 } S2

•EXTERHAL KODE .._.-.„-,., I. .- .. .-"IFEHABLED

...| - - • 6W6AH/E/

• i

049A.H TIMING '

: \ . Figure 10. MCS'-48 Tlrning Generalion and Cycle Timíng

2.13 SIngle-Step " /

This feature, as pictured in Figure 13, provides theuser with a debug capability in thai thi: proccssor can hesteppcd through the program one instruction al a lime.V/hiíe $topped, the address of ihc next inatruction io befetched is availafale concurremly on BUS and the lower

halíof Pon. 2. The u^cr can [he. re Core foüüw the programthrough cach of the instructuin siepi. A tiniinv: diajiram.shpwing the interaction bciw-ccn uutpui ALH and inputSS, ¡s shown. The Bb'S buficr cnnitrnts are lo.si dunngsingle siep; however. 3 laich muy he adJcd tu rtieü^bli.-.}!the losi I/O capahility if necdcd. Dala ii valid ai the ¡cadmgcdgc of ALH.

1-11

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rSINGLE COMPONEN! MCS3-48 SYSTEM

CY

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Figure 11. 8048AH/B049AH Inslruction Timing Diagram

1-12

TIMING

The SOÍSAH opo

1) llie proces_sorIcvel on SS.

2) The processorfeícli poníon cinbuuciian is ¡mand is rcceivisiopping.

3) The processor.state by raisintmaininined indíion EO be fe tehalf of porr 2.

4j SS is then raisesiopped modc rThe cxil from sing ALE low.

'.5) To stop the prcbe brüuchi low¡s lefi high the

A diagram íbr imjtheS7-J8HÍS5howprcsct and clear isSS ¡s hdd hígh bypreccdcnce over tiprese i ¡s removed ¡

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SINGLE COMPONENT MCS¿-48 SYSTEM

o-O

02

CC-JD<

-u i e/3 » •

EXTERNAL RESET

POWER OH RESET

Figure 12.

T1MING

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LJ ^ • \íl 3. j.-¿i rr •* '

i^g^ íí\ , LJ EE : w s |

' V > l

I*. * ^^

"u I

The 804SAH íiperates ín a single-slep modc as foílows:

}) Thc processor is requeílcd lo stop by appíyíng a lowÍ leve! on SS.

"2) TTic processor responds by slopprng during che addrcss1 fetch portion of the nexl-instruciion. If a double cycle' instruclion is in progress whcn the single sicp com-

mand is rcceived, both cy_cl«_will be complctcd bcíore•' —:" ^toppíng^ ""

*3) Thc processor acknowlcdges ií has enicrcd the V jippodj state by raising ALE high. In ihis siale íwhich can be: maínuincd indefinitely) íhü addressof the ncxt insiruc-

. ./3i- tion lo be fett:hed is presen! on BUS and the lovvcrO' halfofpon 2.

¡4) SS ís then raiscd hígh lo bring thc processor oui of the; siopped mode allowing it ío fctch thc next instructiun.í Thc exít from stop is indicated by thc processor bn'ng-"

_'•' iiig ALE(low.

:5) To stop (he pro-cessor al the ne,xi ínstruction SS musí[ be brouj;ht low agaín soon al'ier ALE goes low. If SS

*"* is.lcft hígh the processor rcmains ín a "Run" niode.

A díagram for implemeniing the siniílc-5iep fiinciinn ofihe S7-18H is shown in Figure 13. D-iype flíp-flop withprescl and clear ís used to genérate SS. In the run modeSS is hcld hígh by keeping thc flip-flop presct (prcstri has

jprcccdcnce o ver the clear inpul). To cn[er_s!ncle stcp.is removed allowing ALE lo bring SS low vía thc

"clcar inpul. ALE s'hóuld be buffercd since thc clcar inputof ají SN7474 is the equivalen! of 3 TTL kwds. Thcprocessor Ís now in the stopped itate. Thc nc.xt ínsiructinnis iníiíated by clockíng a "I" inin Ihc flíp-flop. Thi1; "I"wil! not appcaron SS unless ALHJ^high rcmovinu clcarfrom Ihc flip-flop. ín response to SS puing hiul i thc pro-ccssor bcgjns an Ínstruction feích which bririps ALE lowrcsctting SS through the clcar inpul and causing thc pro-cessor ío again cnicr the siopped stale.

2.14 Power Down Mode(B048AH, 8049AH, 8050ÁH,8039AHL, 8035AHL, B040AHL)

Extra circuítry has bcen added ío ihc S048AH/8049AH/8050AH ROM versión lo aliow powcr to be removed fromall bul thc data RAM array for low rxiwer stíindby opcr-au'on. ín thc power down mude ihc comems of data RAMcan be maintaincd while dr^wing lypically 10% lo 15%of normal operaling power rcquiremcnls.

V^ scn-cs as the 5V supply pin for ihc bulk of circuíirywhile ihe VDP pín supplies only thu RAM array. Jn normaloperaiion boíh pins are a 5V wh i l e ¡n .siandby, Vcc í.s alpTjund and VDD is maíntained al ii.s slandby^value.^ Ap-píying Rcsct to the processor through the RESET pir.inhibíts any access ío the RAM by the processor andgiiarantecs that RAM cannoi be inadvenenify altcred asDOÍ'-:T is removed from V^.

A typical power down scquencc (Figure J4) occurs asfollows:

¡J Irnmíncnt power supply fsilurc Ís detcctcd by uscr de-fined circuÍL^)'. Sígnal musí be taríy enough lo alluwS048AH to save all necessary dala before Vcc fal lsbclow normal operaling limits.

2) r'ower fail sígnal is uscd to ínlenupi processor andvector it lo a powcr fail scrvice routine,

3) Power fail rouíinesavcs all imporíant data and machinestatus in the internal dala-RAM array...Rouiine may -

' ""áTso iñitiate transfer of bachup supply lo trie Vü() pinand indícate lo cxlemal circuiín* thai power fail ruutine

• is complete.

4) Resct is applícd to guarantec data wili nol be alteredas the power supply falls out uf límils. Rcset musí behcld low unlil V^ is at ground Itvel.

Recovcry from the Powcr Down nnxle can occur as anyothcr power-on sequence with an cxtcmal capacitor onihc Rcsct inpui providing ihc n cecear}' dclay. Uec theprevious section on Rcset.

1-13

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. A.^ 'giMá^.vJ..- L;.'_-*¿

i •V. -í

jj

SINGLE COMPONEN! MCS&-48 SYS!Eri'

1/27*00 . .

SINGLE STEP CIRCUIT

ALE

53 | W | SS | SI | S2 1 S3

S1NGLESTEPTIMING

Figure 13. Single Step Operaüoa

POWER• SUPPLY

POWERSUPPUY

RESETj""

Figure

2.15 Exterru

Nonaally ihe ñ¡(SOSOAH) :,vord;f(«cbed from intehou-ever aljowsproeram membr)to rcference exteiplains hou- accaccoraplished.

The Ext'emal Ac<and debug bccausapplications proe,of hís choice —. ¡ditíon, thc date sior>' can be read e;A "I" leve! on íFor proper operaiEA inpui is chan£

' 2.16 Sync Mo

TheS048AH, SG4SYNC mode. Thc

• design of múltiple"• signer lo forcé thet• The SYNC mode

equipmcni (ATE); nizing bcr«.-ern thc

SYNC rnode is crVoltage Icvétorf -f-is rais£ií:tr^-volt¡TO nust fe hhft fe

• 1-14

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L

SÍNGLE COMPONEN! MCS£-48 SYSTEM

ALE

POWERSUPPLV PROCESSOfl

1NTERRUPTED

POWERSUPPLYPAILSIGNAL

NORMALPOWER DN5EOUENCEFOUOWS

DATA SAVE ACCESS TOBOUTWE DATA RAMEXECUTED ÍNHI8ITED

Figure 14, Power Down Sequence

2.15 External Access Mode

Nonnally ihc first JK (S04SAH), 2K (SO-J9AH). or 4K(8050AH) words of program mcmory are amomaiicállyfeíchcd from ínternal ROM or KPROM. The EA input pin

• howcvcr zllows the user lo effectively disable iniemaíprogram memory by forcíng a¡J program mempry fetcheslo reference externa! niemory. The follou-ing chapter ex-plaíns how access to cxiernal program mcmory ¡saccomplishcd.

TTic Externa! Access mode ís ven- useñíi ín system (C5tand debug bccausc ¡l allüws thc uscr to disable hís interna!appíicaiions program and substítutc an externa] programof his choíce — a díagnosiíc ruutíne for ínstance, (n ad-

-diiíon, thc da!c sheet shows how intc-rnal program mem-ory can be read extemaííy, independen! of the processor.A "I" Icvel on EA Ir.'aíatcs thtí cxiemal accesss mode.For proper operaiíon. Reset ¿hould be appííed while tíieEA inpui is changi-'d.

2.16 Sync Mode

The 804SAH, 8CM9AH, S050AH has incorpora:^ a newSYNC mode, The Sync mode Ís provided to case thedesign of múltiple controller circuils by aííou-ing the de-íigner lo forcé the device inio known phase and Mate time.The SYNC mode may a!so be utilízed by automatic íesiequipmenl (ATHJ for quick, casy, and effícíenl synchro-BÍzing betu-cen the tester and rheDUT (device underie^tj.

SYNC mcxJc is enabled when SS' pin is ratsed to híiih*otuge leve! of -f 12 volts, To begin synchronizaiion. fl'Oicralsed to 5 voíis al leasi four docks cyclci afier SS'.10"must be hígh for ai least four XI dock cycles lo fully

rcset ihc prescaler and time state gcnerators. TO may thcnbe broughf dow/n wjth the rising CÍÍL-C of X I . Two clockcycles íalcr. u-jth the rising edge oí XI. the dcvice enícrüínto Time Stale 1, Phase ), SS' ís 1/icn brought dowfí ín5 volts 4 docks iaier aflcr TO. RESfTT ¡s allowed to gohigh 5 tCY (75 docks) íaler for normal cxccution of codi:.See Figure J5,

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SINGLE COMPONENT MCS¿-48 SYSTEM

svTD OV-

5V

ALE

íl ES ET OV-

SYHCMODETIMING

Figure 15. Sync Mode Timlng

PROGRAMPROM

ITTTr .

XTAL-1 -

RESCI — -0

SINGLE STtP — -C

EXTERNO.U EX

TEST-jV *"

IHTERRUPT — —'

,

BUSV^

B046AH8EW9AHB050AH

"

/• X PORT

\ v/ *1

S ' V t-/' . '\T«. r__±__y -2

>— REAO

>— WRITEPROGRtM

•J~w STORE ENABUE~ ADDRESS

LATCH ENABLE

3.0 PIN DESCRIPTION .

The MCS-48 proccssors are packaccd in -VQ pin Dual In-Líne Packaccs (DIP's). Tablc 3 ís a summary of thcfunciions of cach pin. Figure 16 is the logic symbolfor the 804BAH product family. \Vherc it cxisis, ihc scc-ond parapraph describes each pín's funcñon ¡n an cx-panded MCS-JS ¿ys,iem. Unlcss oiherv.-ise specífied. cachínpui is TTL compatible and cach oulput will drivc onestandard TTL load.

Figure 15. BO¿8AH and 8049AH Logic Symbol

1-16

Deslgnatloi

PROG

PIO-PI7(Pon I)

P20-P27(Pon 2)

DO-D7 '(BUS)

TO

TI '

TÑT

"RD

RESET

WR

ALE

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SINGLE COMPONEN! MCS»-4B SYSTEM

Tabíe 3. Pin Descriplion

[ 40,pin Dual In-njíia-y of the

¡Se logíc 5>T7iboIl i t exisiSí the sec-InctUm fíi an ex-Iscspecified, caenlut V.-ÜI drive one

i i• i

De«lgnatlon

PROG- '

PIO-PI7.(Pon í)

P20-P27(Port 2)

DO-D7(BUS)

TO •

ti ':

ÍÑT

_RD~

RESET

WR .

ALE

PinMumber*

20. .

• 26 '

40

25

27-34

21-2435-38

12-19

39

6

Functíon

Circuit GND polenüal .. - - .- 'T"-t,

Programjníngpowcr-supply; 21V during program for the 8748H/8749H; + 5V duringoperarían for both ROM and EPROM. Low power Mandby pin in S04SAH and8049AH/S050AH ROM versíons.

Maín powcr supply; +5V during operation and during 874íiH ünd 87-19IÍ pro-grammíng.

Program pulse; - t - l S V i n p u t pin duríng 8748H/8749H programmíng. O u t p u i s t r o b cfor 8243 1/Oexpandcr.

8-bii quasi-bídircciiona] pon. (Inicrnal Pullup •* 50KÍ1)

S-bit quasí-bidircciiona! pon. (Interna! Pullup ** 50K.Í1)

P20-P23 coTTtain thc fourhígh ordcr program counlcr bits du r ingan c.xiernal pro-gram memory fctch and serve as a á-bil Í / O c.xpander bus for Ü243.

Truc bidí rcc i íonal port which can bcwritien or rcadsynchronously using ¡he RD.WR. strobes. Thc pon can also bcstaticallv laichcd.

r ' i . '.Contains the 8 lo u- ordcr program countcr bits during an cxtcrnal program_mcm-ory fctch, and receívcs thc addrcssed instruaion undcr thc coni rol of PSíiN. Alsocontains the address and data during an externa! RAM dala store instruction,under control of ALE, RÜ. and WR. . . _ ; .j

T'nput pin tcstable using thc condítional iransfer ins t ruc t ions JTO and JKTO. TOcan be dcsignated as a clock ou tpu t using E.N'TO CLK instruction. TO is also usedduring programming and sync modc.

Input pin tesiable using tnc JTJ. and J.VTI ínsiructions. Can be dcsignated thecvcnt counter input using túeVfRT CísT instrucdon. (Scc Scction 2.10).

n tc r rup i i n p u t . Iní t ía tcs an ín ter rupt if in tc r rupt ¡s enabled. I n i c r r u p t is disabledafter a reset, (Acii\-e lo\\') •

In t c r rup t musí rema in low for a t leasi 3 machine cyclcs to endure proper opeíalion.

Ouíput strobe act ivated dur ing 3 BUS read. Can be used lo cnablc data onio thcBUS frorn an external dcvice. (Acmé Jow)

Used as a Read birobe to Externa! Data Memory.

[nput \vhich ¡s used to initiaJizc the proccssor. Also used during EPROM programmingand verificatión, (Active lowj (Interna! pullup * SOK fi)

Output sirobe dur ing a BUS u-rhe. (Active low) Used as writc strobe to externa!data memory. . * • . .1.

Addrcs5""l.arch"Enable. Thís'sTgna! occurs once during cach cycle and í¿ rrscful asa dock output.

Thc ncga t ¡ve ed ge of/, LE st robes address ínto ex terna! data and program memory.

mÍH3

,rO

1-17

J-'-

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lí.

£I? **H fs

SINGLE COMPONENT MCS=£-48 SYSTEM

Table 3. Pin Descrlptlon (Conllnued)

Deílgr.ollon

PSEN

ss"

XTALI

XTAL2

PinNumber' Functlon

Program Siorc Enablc .Thisoutpul occursonly duringafcichto externa! programmcmory. (Active )ow) '

; iSinplcslcp inpul can bcused ia-jonjunctíon vvuh A LE to "single si ep" thc proccssorihrough cach insiructíon. (Aclivc low) ( I n v e r n a l pullujj =* 300K.il) + I2V forsyncmodcs (Scc 2.16), • i -.

Extcrnal Access i n p u t which forccs a!l program mcmory fctchcs to refcrencc ex-icrnal mcmory, U s e f u l t o r c m u l a t i o n and dcbug, and'csscntial for tcs l ingand pro-gram vcrif icat ion. (Act ive high) - r | 2V for SÜ4SAhj;8049AH;S050AH programverif¡catión and + 18V for K74KH /K749H program ycríficaiion {Interna! pullup "*lOMf lon 8W8AH/B049AHí8Ü3SAHL1S039AHUS050AH(804QAHl.)

One sidc of crystal i npu t for inlcrnal oscillaior, Also ínput for cxlernal sourcc.

Oihcr sidc of crystal;cxlernal sourcc inpul.

•Unlcss oihcrwiicitaicd, inpuls do noi havc imcrnal p u l l u p rcsisiors. ÜfHKAH. 874UH. KQ49AH. B050AH, S040AHL

4.0 PROGRAMM1NG, VERIFYING ANDERASINGEPROM

The interna! Program Mcmory of the 8748H and the8749H may be crascd and reprogrammtd by ihe user ascxplaJned in the following scctíons. Scc also the 874SHand S749H data shecis. i

4.1 Programming/Verlficatlon

In brief, ihc programming proccss conststs of: acüvatingthe program mode, applying -an address, latching ihc ad-drcss, applying data, and applying a programmíng pulse.This programmíng algorithm appiíes vo both ihc S74SHand 8749H. Each word is programmed complelelv bcforcmoving on to ihc nexl and is foliowed by a vcñficaiíonsiep. The following is a list of ihc pins used for program-ming and a dcscsription of theír funcüons:

Pin FundíanXTAL 1 Ctock Input (3 10 4 MHz)Rcsct Iraualization and Address LalchingTesl O Seleclion of Program (OV) or Verify

(5V) ModeEA AoivHtion of ProgramA'exify ModesBUS Ad'drcss and Data Input DaU Output

During VerifyP2CK1 Ad'drcss Inpul for 8748HP20-2 Addrtss Input for 8749HVpo Programming Power SupplyPROG Program Pulse Input -P10-P11 Tíeíl to ground (S749H only)

B74BH AND 8749H ERASURECHARACTER1ST1CS

The crasurc characierislíes of the 8748H and S749H are,such that erasure begiris to occur when exposcd to iighvwith wavelengths shoner man approxvmately 4000 Angs-troms (A). Ii should be noied that sunlight and cenaint)-pes of fluorescem' lamps have v,-avelengths in the3000-4000A rangc. Dala cho\ ihat consíant exposurc torcx^m Icvel fíuoresccnt lighting could erase the typical874SH and 8749H in approximaiely 3 ycars while ii \vould

. take approximately 1 week to cause erasure when exposedlo direct sunlight. If the 8748H or 8749H is lo be exposedto these lypes of lighting conditions for extended períodsof time, opaque labcls should be placed over ihc 8748Hwindow lo prevcnt íinínlentíonal erasure.

When erased, biis of the 8748H and 8749H Program Mcm-ory are in thc logic "O" stale.

The recómmendcd erasure procedure for the 8748H and8749H is exposure to shonwave ultraviolet light whichhas a wavelength of 2537 Angstroms (A). Thc intcgraicddose (i.e., UV intcnsity X exposure time) for erasureshould be a mínimum of 15W-sec/cm2. Thc crasurc timewith this dosage is approxímaiely 15 to 20 minutes usingan ultraviolet lamp with a 1200Q/iW/cm7 power rating.The 8748H and 8749H should be placed within one inchfrom ihc lamp tubcs during crasurc, Somc. lamps have afiltcr ín their mbcs and this ftlter should be removed bcíbreerasure.

VI8

VERIFY MO

EA

•TO. „

RESÉ?

NOTES:1. PROCi

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1 * SINGLE COMPONENTMCS-48 SYSTEM

1

1

Hcrnalprogram

H'thcproccssorM-M2V forsync

H> reference ex-Msi¡n£.andpro-H)AH$rogramMrnal puilup *•=•VHL)

Hrna! sourcc.

m-.ui.

M artí 8749H anMexposed to lighBiely/4000 AngsHíchi ajid certaírHelengihs ¡n thtMfant;exposure teMíasele typicaH-swffileit woulcHe wheneíposecHis lo bsexposecHxtcndcd pcriod•over the 874 Sh

H Program Mem

líhe 874 8H anH)3cí light whícíH The JnlcgratcíHnc) for erasunHhe crasure tím•! minuics usinV pov.'er rstingB iihín onc incH:. lamps havcB^movcd be fon

• * ;

t

JJ

'

iii.

s -J . :

COMB1NATION PROGRAM/VERIFY MODE (EPROMj OHLY)

1BV /EA /

«V /

T0 \, • —

RESET \ /

1 ,

\ ADDRESS \/ DATA T O B E \7 j~' \(o-7) VALID/\PROGRAMMED VALID/

Y

\•- — too— i

/ \ BATA~\X "TAD DR\/~^\__^y\VAUD/~ \J /\^P« ADMSETSS X ADDBESStWO, VALIÓ- ) ^g^

tvoowr ! ! r-'voDH ¡.21. ' j . Jjr"1*1" — '™" /^^>ow-¡ — J j — -r

PROG , I / Y' í

-0

VERIFV HOD£ (ROM/EPROM)

/i u, v^ . \T \ \

wo

\

-.

/, \

DRn HR7 \ -/ APDRESS V DATA OUT V -/ HSXT V «EXT DATA \/ j- -^ (0-7JVAÜD f\D / \S /\T VALID/

'p2fl-P22 A ADDRESS (B-1D) VALID V • NEXT ADDRESS VALia

NOTES:1. PROG MUST FLOAT IF EA l£ LOVV [I.E.. * 1BV).

' TDOW EPROM ONLY. ;

Figure 17, ProgramA'erify Sequence for S749H/8748H' "

í 1t . . ' i

í

1-19

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;v~.-. .-_--4^^¿¿S¿^¿B J.Tt,f ihhifrrfoffnr V~' '" te&f^&rt&^ '&Zteú&b.

LOo03OOQ

o-ooOOQ

oCOoOO

oODOOO

ocoOoO

NationalSemiconductor

ADC08G1, ADC08Q2, ADC0803, ADCÚ804, ADC0805 8-B¡tCompatible A / D Converters : . • - . - • *

General DescriptionThe ADCOBOX ADC0802, ADC0803, ADCOB04 andADC0805 are CMOS 8-bit successive approximation AJOconverters whích. use a differentíal polen tí ometricladder—similar to the 256R pr.oduc.tj. These convertersare designed to allow operaiíon wíth the NSC800 andINS8080A deriwative control bus, snd TR¡.STATE©-oufpin latches dírectly drive the data bus. These A/Dsappear like mcmcry locations or I/O ports TO ihe micro-prcKiessor and no Ínterfacing logre is nttded.

A new differennal analog voltage input allows increasingthe common-mode rejeciion and ofísetting the analogzero ínput voliaoe valué. In additíon, the vollage reler-ence input can be adjusted lo allow encoding any smalleranalog voltage span 10 the full 8 bits oí resoluiion, /

Features• Compatible with 8D30 ¡iP derívaiives—no ¡nter-

f acing logíc r»íeded — access time — 135 ns

• . Easy interfate to 3!! mrcroprocessors, or opérate!"stand alone"

Differential znaiog voltage ¡nputs

Logic ínpúts and outputs meet both MUS and T^Lvoltag> level specificatíons

Works wiih 2.5V (LM336) voltage reference

. On-chio clock generator

OV to 5V analog ínput voltage range with single 5Vsupply .

No zero adjust requíred

0.3" standard width 20-pÍn DIP package

Opérales ratiometrícally or v/Íth 5 VDC, 2.5 VQQ.or analog span edjusted voltage reference

Key SpeciíicationsResolution

Total error

Conversión time

8 bits

±1/1 LSB.±i;2 LSB Hnd±l LSB

lOOpí

Typícal Applications

W

8080 Interfsce

VI*H

v.,,1-1

» c>-ami»DJ _|_

}iti«ciio» —

ER^tMl VtCIMC*llON llUClUDf! FULLSCAIC ItRO f HBOR. A*E> «O*>' IIWEARITYI

r*«T *>Lf"Wt

tpcueoí*fX^«57*r-cw>o3*DCt*Oi .ir-CfWj

FUIL1CALÍ

-• t J LSfc

I1/7LS8

Vn^/j-jw-DVcx;

na L»

ti LE»

VHf f 7 • WD COUNECThOf

II LEB

Crs- *0 liiOíiiat". oí H»lilm*I S*m>C5^ouclí' CcXP

osolute MaKÍmum Ratiní

!.«^Vol»Be(Vcc) (Woie3)

• i>5*,051= Control InputfitOlíie; Input end Qutputt —0,3

«9r Temperature Range

,ty Diisipsiion al T;\ 25"C

•-•Temperoture (Soldtring. 10 leconds)

.ectrical Charactéristics-f lollovving specificMions appíy for \l Adjusted Etrcr

(Note 8|

XDCOB02. .

Total Unadjuiied Eiror

(Nole 8)

ÍDC0803:

Towl Adjusted Error

INotE fl)

JlDCOBW:

Toial Unadjuited Enoc

(Note 8)

ADC0805:

Total Unad¡uited Enor -

[N'olc B]

VREF/2 Inpul Reiiíta-<ie (Pin 9]

fcnalog Input Vollage Range

DCComrnon'Mode Erior

towtt Supply Sensitv/iiy

*C Ei'ectrical Characteris'. íollowíng specificatíons apply for V

PARAMETER

Cont'Eriion Time

Conversión Time

Dock Frequency

dock Duty Cycle

Com-enion Raie In Fres-Runí

Mode

V/ÍdíhoíWR Input (Surt Pul

Widrh)

ACCRII Time (Delay itom

Filting Edge oí RD lo OJtpul

Dita Víüd)

TRI-STATE Conirol (0:1 ay-

from Riting Ed^e oí RD to

Hi-2 State)

Deliy- from F»!!ir>9-Edoí

oíWR ot ff5 to RewiotíÑT

Input Cap>c¡:»r>ct oí Logic

Conlfol Inpuu

TBI-STATEOutpot

Capaciunce (Data Buiíen)

B-23

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Ixto D, D toA1••••3058-Bit^P1111

-

•-? inputs• mee%ooth MOS and T^L

Ivoll

age leference

iltace range '•vith single 5V

, DIP packagc

v v/ith 5 VQC, 2.5 VDc..tage reíerence

,

8 bits

LSEL£1/2 LSB and ±1 LS3~

Ifit

1

-

,ct

SI

100^5

.ÍDUCIR

1 (il fttSDtUT'n*1'

JUmí,"*111"

SlESICIJCfC'.l

* 1

^nlDJU^umi'0"

n LSB.

¿sotute Máximum Ratings (Notes 1 and 2) Operating Ratings (Notes i and 21

;rYVoll»oe |Vcc' íNole 3)

,«* . . - i

-

6.5V Tempentur» R*nge T^iN<TA<TMAx

ADCO901^32LD -55°C¿ TA <.+12SaC_rí¿CoorroI Inputs ' . ' ' -0.3V to -H8V ADC0801/02/D3/0-Í LCD -40°C < TA < +856C

uOiDcr inpíit and Outpuu -0.3V to (Vcc + 0.3 V) . ADC0801/02/03/05LCN -flO°C < TA < -tB5"C

,y;Tw'pf''ature Range " —65

• TfuweraiiiriT (Solderjnc, lO.tecondi

Tieclrical Characteristics

D to +Í50°C ADC0804LCN ' " D"C< TA < t70'C

875 mVV fí*nge of Vcc 4,5 VDC to 6.3 VDC

3OO°C

^ loOowing specífications appiy for Vcc * 5 VDC. "^MIN TA < TMAX a"d fcLK " ^40 VHz unless otherwise speciíied.

- PARAMETER

ADCO801:

Toial Adjuned Error

.IMoicB)

MXJOBOT. . _ _ -

Tou> Unadjuitcd Error

(Note 8)

*DCOS03:

Total Adjuiled Erro(

tKote 8)

W)C08W:

Tbí**. Unadj'imed Error

(Note 6}

AnoHOS-'jj 7utat Unadjusted Eiror

i («t*t 8)

1 '/H£F/2 Itiput Besistance [Pin 9)

AnXog Inpui Voltage Rangc

DC Common-Modc Error

ípwtrSopply Scniitívily

CONDITIOfJS

Wth Full-Scale Adj.

(S*e S*ct¡<xi 2.5.2)

VREj:/2- 2.500 VDC

V/ith Full-Sc»le Ad¡.

|S« Síction 2.5.2)

1

VREF

2 - 2.500 VDC

[

7-No Conn«tJDn

.ADCD80 1/0 2/03/05

ADCOBOí (Note 9)

(Note 4) U(*-)or V¡-)

Orer An*!og Inpot Voljatjí

Range

VCC" 5 VQC -10^ °'er

Alfotved V|fg(+) and V)fj(-)

Vottage R*nor (Note*)

0 Bectrícal Characierístics

MIN

-

2.5

1.0

Gnd-0.05

TYP

B.O

1.3

±1/16

±1/16

MAX

±1/4

11/2

íl/2

±1

1

±1

V CC +0.05

±1/3

±1/8

-

UWITS

LSB

LSB

LSB

• LSB

LSB

vnkn

VDCLSB

LSB

rfoiiowíngspecificaiions appiy [or VCG = 5 VDC a'ld TA. - 25° C unless otherwise specified.

IPARAMETER

Convef líon Time,

Conversión TííTie

ClocV. Frtquency

Clock Duty Cycle

Convenion Rite In Frce-flunning

Mode .

\)L " Vildih of WR Inpot (Start Pulie

Width)

i- AccesiTíme (Delay íiom

Fallíng Edg« of RD lo Outpui

' ' Data Vítid)

m TRI-STATE Control {De »V

irom RJsino Edoe ot RD to

f HI.ZS«w)~

'

.— .JLJ .11 • J.<Ulj:»?- •

j¡ Delay ífom Fallins Erffle

oí Wñ or fiÜJ TO Heiet oí TÑTH

t Input Capscilance ot Loy C

Control Inputt

TRI-STATEOutput

"(j pací une e (D«d Buíferí

.

COKDIT1ONS MJN

/ *CL^ ~ ° kHl (Noie 6) 103Ii iN'ote 5, 6) I 66

. Vcc- 5V. (Note 5) 1 100-

.' (Note 5} - '40

INTRtiedtoWR witri

ra-OVDC.fCLK-_640kF(z

CS-OVD C(Nole7) 100

CL- lOOpF . ' . ~

--"* *

CL-IO'PF.RL- t*(S« TRl-STATE T«t ' ' ~ '

' Ciículu) - .

. • • ! , • ,

.• 1 .-.. • • • . : .

..

„ \ . '• \P MAX

11-4

73

640 1460

60

8770

"

135 200

125 200

300 flSO

5 7.5

E 7.5

UNITS

P'-

'/'CLK

•V.HZ

*fonw/i

n[

ns

ni

pF

pF

Ooocoo_JL

> -

Ooo -00oJ°J>OOocooco

>• OOocoo-£>OOoCoOtn

-

i yL5J

' r • -•-...

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I

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Anexo B, Pag . 1

*************************************************LISTADO DEL PROGRAMA PARA EL REGULADOR DE VOLTAJE

' *************************************************0000 CPU "804B.TBL"0000 HOF "INT8"0000 ' ORG 0000H

• . '************ETIQUETAS*************

Iíti•a I

0014001500040038005B004400FE00FD00FB00F700FE00FD00FB00F700EF00180019001A000A001B001C001D

0008000500FF001E0020001600030088001300A00011006000110040001000BA000F0009000F

LOCFREC:VALTIMER:REPFREC:STARF:MAXTIMER:niNTIMER:OUT_DVDT:LOW_VOLT:OVER_VOL:OUT__FREC :OUT5:OUT4:OUT3:OUT2:OUT1:SDAT0:SDAT1:DATQN_1 :ZESPVOUT:NO_DVDT:SDAT0N_1 :SDAT1N_1:OUTPTN:TOLER_2:NNAXDVDT:HABVIN:HABVOUT:NTGTDAT:STARSTOR:LOCDVDT:REPDVDT:LIM60:LIM61-:LIF15U0:LIM5U1:LIM5D0rLIM5D1:LIM4U0:LIM4U1:LIM4D0:LIM4D1:Lin3U0:LIM3U1:

EQUEQUEQU

. EQUEQUEQUEQUEQUEQUEQUEQUEQUEQUEQUEQUEQUEQUEQUEQUEQUEQU •EQUEQUEQUEQUEQUEQUEQUEQUEQUEQUEQUEQUEQUEQUEQUEQUEQUEQUEQUEQUEQUEQU

14H15H4H3BH5BH44H0FEH0FDH0FBH0F7H0FEH0FDH0FBH0F7H0EFH18H19H1AH0AH1BH1CH1DH1EH08H-05H -0EFH0FFH1EH20H16H3H88H13H0A0H11H60H11H40H10H8AH0FH09H0FH

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Anexo B. Paq.2

0080000E0010000E007A000D0011000B

00000000000100010003000300100010001000120014001500170018

001A001C001E001F001F0021002300230025002600260028002S0029002A002B002D002D002E003000320034003600380039003A

05

0410

B908B11819B100937463

B82023EF3A

B9FFBB1E

B9FF91

3626

Bl

©5BB1B3000B:AIDB820B921Fl77537 F

LIM3D0:LIM3D1:LIM2U0:LIM2U1:LIM2D0:LIM2D1:LIM10:LIM11:

EQUEQUEQUEQUEQUEQUEQUEQU

******PROGRAMA PRINC

INICIO:

LOOP:

RESTAUR:MOV

EMPEZAR:

AEAIN:

LAZO:

INDAT:

TESTDVDT:

CICLO:

EN

JMPORGJMPORG

RlMOVINCMOVRETRCALL

MOVMOVOUTL

MOVMOV

MOVMOVX

JT0

MOVXMOVINCDJNZ

CLRMOVMOVMOVMOVMOVMOVRRANL

80H0EH10H0EH7AH0DH11H0BH

IPAL********

I

LOOP3H10H10H

; Permite el regreso,#08H ;del contador de@R1 , #18H ; programa a unaRl ; dirección especificada@R1,#00H

STARFREC

R0,#STARSTORA , tfHABVINP2,A

;Empleza la recolecciónR1,#0FFH ;de los datosR3,#NTQTDAT

Rl,t0FFH@R1 , A

LAZO

A , @R1@R0,AR0R3,AGAIN

^Realiza laF0 ; comprobación de laR0,#NO_DVDT; distorsión en la@R0,#00H jlineaR2,#NTOTDAT-1R0 , STARSTORRl ,#STARSTOR+1A,@R1 ;Resta los datosA ;(n+l) — n, ambosA.#7FH ,-dlvldidos por

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Anexo B . . . Pag,3

003C AD003D F0003E 77003F 537F0041 54470043 F70044 F6500046 670047 BD0B0049 5447004B F7004C F650004E 045F00500050 B81B0052 100053 F00054 AD0055 23050057 54470059-F7005A F65F005C BA01005E 95005F005F F90060 190061 A80062 EA380064 B'66D0066 BB16006B 2300006A A0006B 0479006D BB16006F 100070 F00071 BD030073 54470075 96790077 745A00790079 BE00007B BD00007D B920007F BB1E0081 Fl00B2 6E ,0083 AE0084 270085 7D0086 AD

INCREMEN

FINCICLO;

JMDVDT;

SUMDATOS

REPSUM:

MOVMOVRRANLCALLRLCJCRRCMOVCALLRLCJCJMP

MOVINCMOVMOVMOVCALLRLCJCMOVCPL

MOVINCMOVDJNZJF0MOVMOVMOVJMPMOVINCMOVMOVCALLJNZCALL

MOVMOVMOVMOVMOVADDMOVCLRADDCMOV

R5,AA,@R0AA,#7FHSUBS8BZAINCREMENA

; dos y comprueban;si están en el rango; especificado

R5,#TQLER_2SUBSBB2AINCREMENFINCICLO

;Si encuentra unR0,#NQ_DVDT;dato fuera de@R0A,(¿R0R5?A

; límite, incrementa;el contador dentro; del ciclo

A,#NMAXDVDTSUBSSBZA

FINCICLOR2,#01HF0

íA,R1 ;Rl ;R0, A ;R2,CICLD ;JMDVDT ;R0,#LQCDVDT'A,^00H@R0,ASUMDATOSR03#LOCDVDT@R0A,@R0R5,^REPDVDTSUBS8BZSUMDATOSOUTDVDT

R6,#00HR5,^00H

-

Si detectadistorsión en todoel ciclo, incrementael contador de númerode ciclos seguidoscon distorsión

;Realiza la suma dejdatos recogidos en un; ciclo

R1,#STARSTORR3,#NTOTDATA5@R1A,R6R6,ñAA,R5R5,A

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Anexo B. Pag. 4

0087 190(388 EB8100SA B91B008G FE008D Al008E 19008F FD0090 Al0091 2400010001000100 A50101 B9180103 Fl0104 AE0105 190106 Fl0107 AF0108 23E1010A E3010B AC010C 23E2010E E3010F AD0110 540B0112 FD0113 F70114 E6180116 24200118 2'3FB011A 3A01IB B9FF011D011D 15011E 241D01200120 23E30122 E30123 AC0124 23E40126 E30127 AD0128 5.40B012A FD012B F7012C F634012E 544B0130 76FA0132 24DC01340134 23E50136 E3

TAPS:

OVERVOLT:

LAZ02:

TAP1:

TAP12:

INCDJNZMOVMOVMOVINCMOVMOVJMPORG

CLRMOVMOVMOVINCMOVMOVMOVMOVP3MOVMOVMOVP3MOVCALLMOVRLCJNCJMPMOVOUTLORL

DISJMP

MOVMOVP3MOVMOVMOVP3MOVCALLMOVRLCJCCALLJF1JMP

MOVMOVP3

RlR3,REPSUMR1,#SDAT0A,R6@R1.,ARlA,R5ORÍ, ATAPS100H

¡Empieza la selecciónFl ;del tap, dependiendoR1,#SDAT0 ;de la suma de los datosA, @RiR6,ARlA,@R1R7,AA , #0E1HA,@AR4, AA,#0E2HA, @AR5, ASUBS16BA,R5AOVERVOLTTAP1A,#QVER_VOL ^Salida porP2, A ; sobrevol tajeP1,#0FFH

ILAZ02

A,4í:0E3HA,@AR4,AA 9 #0E4HA,@AR5, ASUBS16BA,R5ATAP12SALIDA1NOCAMBIACAMBIAR

A,#0E5HA,@A

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Anexo B, Pag . 5

0137 AC0138 23E6013A E3013B AD013C 540B013E FD013F F70140 F6480142 545A0144 7'ÓFA0146 24DC0148014B 23E7014A E3014E AC014C 23E8014E E3014F AD0150 540B0152 FD0153 F70154 F65C0156 54700158 76FA015A 24DC015C

015C 23E9015E E3015F AC0160 23EA0162 E3 .0163 ftD0164 540B0166 FD0167 F70168 F670016A 548E016C 76FA016E 24DC01700170 23EB0172 E30173 AC0174 23EC0176 E30177 AD0178 540B017A FD017B F7017C F684017E 54B40180 76FA

TAP2:

TAP23:

TAP3:

MOVMOVMOVP3MOVCALLMOVRLCJCCALLJF1JMP

MOVMOVP3MOVMOVMOVP3MOVCALLMOVRLCJCCALLJF1JMP

MOVMOVP3MOVMOVMOVP3MOVCALLMOVRLCJCCALLJF1JMP

MOV , -MOVP3MOVMOVMOVP3MOVCALLMOVRLCJCCALLJF1

R43AA,#0E6HA , @AR5,ASUBS16BA,R5ATAP2SALIDA12NOCAMBIACAMBIAR

A,#0E7HA , @AR4, AA, #0EBHA,@AR5,ASUBS16BA,R5ATAP23SALIDA2NOCAMBIACAMBIAR

A,#¡3E9HA, @AR4, AA5#0EAHA5@AR5,ASUBS16BA,R5ATAP3SALIDA23NOCAMBIACAMBIAR

A,#0EBHA,@AR4, AA ,4ti3ECHA ,@AR5,ASUBS16BA?R5ATAP34SALIDA3NOCAMBIA

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0182 24DC01840184 23ED0186 E30187 fiC0188 23EE018A E3018B AD018C 540B018E FD018F F70190 F6980192 74000194 76FA0196 24DC01980198 23EF019A E3019B AC019C 23F0019E E3019F AD01A0 540B01A2 FD01A3 F7 -01A4 F6AC01A6 742601A8 76FA0ÍAA 24DC01AC01AC 23F101AE E301AF AC0ÍB0 23F201B2 E301B3 AD01B4 540B01B6 FD01B7 F701B8 F6C001BA 743501BC 76FA01BE 24DC01C001C0 23F301C2 E301C3 ftC01C4 23F401C6 E301C7 AD01C8 540B01CA FD

TAP34;

TAP4:

TAP45:

TAP5:

Anexo

JMP

MOVMOVP3MOVMOVMOVP3MOVCALLMOVRLCJCCALLJF1JMP

MOVMOVP3MOVMOVMOVP3MOVCALLMOVRLCJCCALLJF1JMP

MOVMOVP3MOVMOV .MOVP3MOVCALLMOVRLCJCCALLJF1JMP

MOVMOVP3MOVMOVMOVP3MOVCALLMOV

B. . . Pag ,6

CAMBIAR

A,#0EDHA,@AR4, AA,#0EEHA,@AR5, ASUBS16BA,R5 "ATAP4SALIDA34NOCAMBIACAMBIAR

A,#0EFHA,@AR4, AA,#0F0HA,@AR5,ASUBS16BA,R5ATAP455ALIDA4NOCAMBIACAMBIAR

A,#0F1HA,@AR4, AA,^0F2HA,@AR5,ASUB516BA,R5ATAP5SALIDA45NOCAMBIACAMBIAR

A5=S0F3HA,@AR4, AA,#0F4HA, ©AR5,ASUBS16BA,R5

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Anexo B. . . Pag.7

01CB F701CC F6D401CE 744B01D0 76FA01D2 24DC01D4 23FD01D6 3A

01D7 B9FF01D9 15

01DA 24D901DC01DC 15

01DD 543201DF 23FF01E1 3701E2 23FF01E4 3A01E5

01E5 S80A01E701E7 B9FF01E9 23FF01EB 9101EC01EC 36EC01EE01EE Bl01EF 96E501F1 E3E701F3 B91E01F5 Fl01F6 39

01F7 0501F8 047601FA01FA 543201FC 0501FD 64-76

01FF01FF AE0200 BF000202 B91A0204 Fl0205 AC0206 BD000208 FE0209 Al020A 83

LOWVDLT;

LAZD1:

CAMBIAR:

RECVOUT:

RECVOUTI:

LAZ2:

INGDAT:

NOCAMBIA:

RLCJCCALLJF1JMPMOVOUTLDRLDISJhP

DISCALLNOVOUTLMOVOUTL

MOV

MOVMOVMOVX

JT0

MOVXJNZDJNZMOVMOVOUTLENJMP

CALLENJMP

ALOWVOLTSALIDASNOCAMBIACAMBIARA,#LOW_VOLT ,-SaIida porP2, A ; bajo vol tajeP1,#0FFHILAZ01

. Prepara alI jmlcrocontroladorACTUAL I Z ; para cambio de tapA,#0FFHP1,AA,^HABVOUTP2,A

R0,ttZESPVOUT

R1,#0FFHA,tt0FFH@R1, A

LAZ2; Maestreo del vol taje

A , @R1 >de salida paraRECVOUT ,-verificar el apagadoR0?RECVOUT1 ;del triacR1,#OUTPTNA, ORÍP1,AITESTFREC

jContinua el tapACTUALIZ ,-anteriorITESTFREC

;*******SUBRUTINAS UTILIZADAS*********

SUBRUTINAS:PREPSB16: MOV

MOVMOVMOVMOVMOVMOVMOVRET

R6,AR7,#0HR1,#DATON_1A,@R1R4, AR5,#00HA,R6

;Prepara registros;para la;de dos números;de 16 bits

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Anexo B... Pag.8

020B FC020C 37020D 0301020F AC0210 FD0211 370212 13000214 AD0215 FE0216 6C0217 AC0218 FF0219 7D021A AD021B 83021C B91B021E Fl021F AC0220 190221 Fl0222 AD0223 190224 Fl0225 6.C0226 &C0227 "Z70228 7'D0229 AD022A B918022C FC022D Al022E 19022F FD0230 Al.0231 830232 391B0234 Fl0235 AE0236 B1000238 190239 Fl023A AF023B 3100023D B91D023F 210240 C90241 FE0242 210243 e90244 B1000246 83

5UBS16B: MOVCPLADDMOVMOVCPLADDCMOVMOV.ADDMOVMOVADDCMOVRET

BUMDAT: MOVMOVMOVINCMOVMOV .INCMOVADDMOVCLRADDCMOVMOVMOVMOVINCMOVMOVRET

ACTUALIZ : MOVMOVMOVMOVINCMOVMOVMOVMOVXCHDECMOVXCHDECMOVRET

A,R4AA,#01HR4,AA,R5AA,#0HR5,AA,R6A,R4R4, AA,R7A?R5R5,A

R1,#SDAT0A , @R1R4,ARlA,@R1R5, ARlA,@R1A,R4R4, AAA,R5R5,AR1,#SDAT0A,R4(¿Rl ,ARlA,R5<§R1 ,A

R1,#SDAT0A,@R1R6, AORÍ ,#00HRlAf @R1R7,A@R1 ,#00HR1,^SDAT1N_1A, ORÍRlA,R6A, @R1Rl@Rl,tt00H

de dos; números de 16 bits

;Suma los datos;recogidos

;Actúa 1ización dejdatos para empezar¡nuevo ciclo

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Anexo B Pag.9

024702480249024A024B024D024F02500252025402560258025802590259025A025C025E025F02610263026502660268026A026C026E026E026F026F027002720274027502770279027B027D027D027E027E027F0281028202830284028502860288028902BA02BB

37176D83BDEFB91EFl5447C658B1EF4459

B5

83BDEFB91EFl5447C66EBDF7Fl5447C66EB1F7446F

B5

83BDF7B91EFl5447C67DB1F7447E

B5

SUBS8BZ

SALIDA1

UBIC1:

SALIR1

CPLINCADDRETMOVMOVMOVCALLJZMOVJMP

CPL

AAA?R5

;; Sustracción de dos¡números de 8 bits

R5,#OUT1 ;Prepara el pórticoRl,#QUTPTN ; uno para conectarA Í3R 1 • -i- =3 n 1H , uní , i_ap iSUBSSBZUBIC1

SALIR1

Fl

SALIDA12:

UBIC12:

SALIR12:

SALIDA2:

UBIC2:

SALIR2;

PREPSDAT:

RETMOVMOVMOVCALLJZMOVMOVCALLJZMOVJMP

CPL

RETMOVMOVMOVCALLJZMOVJMP

CPL

RETMOVMOVMOVINCMOVMOVMOVMOVMOVINCMOV

' R5,#OUT1Ri,#OUTPTNA,@R1SUBS8BZUBIC12R5,#OUT2A,@R1SUBS8BZUBIC12@R1,#OUT2SALIR12

Fl

R5,#QUT2R1,^OUTPTNA ,@R1SUBSSBZUBIC2@Rl,ttOUT2SALIR2

Fi

Ri,4tSDAT0N_lA.2R1R6,ARlA, ORÍR7,ARl,ttSDAT0A,@R1R4,ARlA5@Ri

;Prepara pórtico;uno para conectar; tap -1 o 2

¡Prepara pórtico;uno para conectar;tap 2

;P re para registros; para suma de dos; números de 16 bits

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Anexo E... Paq.10

02BC AD028D 83028E BDF70270 B91E0292 Fl0293 54470295 C6B20297 BDFB0299 Fl029A 5447029C C6B2029E 547F02A0 540B02A2 FD02A3 F702A4 E6AC02A6 B91E02A8 B1FB02AA 44B302AC02AC B91E02AE B1F702B0 44B302B202B2 B502B3'02B3 8302B4 BDFB02B6 B91E02BB Fl02B9 544702BB C6C102BD BJLFB02BF 44C2'02C102C1 B502C202C2 8302C3 0400030003000300 BDFB0302 B'91E0304 Fl0305 54470307 C6240309 BDFD030B Fl030C 5447

SALIDA23:

UBITAP2:

UBIC23:

SALIR23:

SALIDA3:

UBIC3:

SALIR3:

PAG3:SALIDA34:

MOVRETMOVMOVMOVCALLJZMOVMOVCALLJZCALLCALLMOVRLCJNCMOVMOVJMP

MOVMOVJMP

CPL

RETMOVMOVMOVCALLJZMOVJMP

CPL

RETJMPORG

MOVMOVMOVCALLJZMOVMOVCALL

JZCALL

R5,A

R5,#QUT2R1,#OUTPTNA, @R1SUBS8BZUBIC23R5,#OUT3A,@R1 -SUBSBBZUBIC23PREPSDATSUBS16BA,R5AUBITAP2R1,#OUTPTN@R1,#GUT3SALIR23

Rl ,#QUTPTN@R1 , #QUT2SALIR23

Fl

R5,#QUT3R1,#OUTPTNA, ORÍSUBSBBZUBIC3@R1,#OUT3SALIR3

Fl

PAG3300H

R5 ,#OUT3R1,#OUTPTNA5@R1SUBSBBZUBIC34R5,#OUT4A,@R1SUBSBBZ

UBIC34PREPSDAT

; Prepara pórticojuno para conectar;tap 2 o 3

; Prepara pórtico;uno para conectar; tap 3

jPrepara pórticojuno para conectar; tap 3 o 4

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Anexo B... Pag.11

ft-

03120314031503160318031A031C031E031E03200322032403240325032503260328032A032B032D032F03310333033303340334033503370339033A033C033E0340034103430345034703490349034A034A034B034D034F03500352035403560358035803590359

540BFDF7E61EB91EB1FD6425

B91EB1FB6425

B5

83BDFDB91EFl5447C633B1FD6434

B5

63BDFDB91EFl5447C649BOFEFl5447C649B1FD64-4A

B5

B3BDFEB91EFl5447C658BIFE6459

3,5

83

UBITAP3:

UBIC34:

SALIR34:

SALIDA4:

UBIC4:

SALIR4:

SALIDA45:

UBIC45:

SALIR45:

SALIDAS:

UBIC5:

SALIR5:

CALLMOVRLCJNCMOVMOVJMP

MOVMOVJMP

CPL

RETMOVMOVMOVCALLJZMOVJMP

CPL

RETMOVMOVMOVCALLJZMOVMOVCALLJZMOVJMP

CPL

RETMOVMOVMOVCALLJZMOVJMP

CPL

RET

SUB516BA,R5AUBITAP3R1,#OUTPTN@R1,#OUT4SALIR34

Rl ,#OUTPTN@R1 ,#QUT3SALIR34

Fl

R5,#OUT4R1,#OUTPTNA j @R1SUBSBBZUBIC4@R1,#OUT4SALIR4

Fl

R5 ,#OUT4R1,#QUTPTNA,@R1SUBSBBZUBIC45R5,^OUT5A,@R1SUBSBBZUBIC45@R1,^OUT4SALIR45

Fl

R5,#DUT5Rl ,^OUTPTNA,@R1SUBSBBZUBIC5@R1 ?ttOUT5SALIR5

Fl

;Prepara pórtico;uno para conectar;tap 4

;Prepara pórtico;uno para conectar;tap 4 o 5

;Prepara pórtico;uno para conectar; tap 5

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Anexo B... Pag.12

035A035A035C035D035F035F036003620363036403650367036B036A036B036C036D036D036F0370037203730375

23FE3AB9FF

15Ó45FS36542BB15A02338625583

23F7

••89 FF156473B3

OUTDVDT:

LAZODVDT:

STARFREC:

OUTFREC:

LAZOFREC:

MOVDUTLORL

DISJMPRETSTOPMOVMOVMOVMOVMOVSTRTRET

MOVOUTLORLDISJMPRET

A,4tOUT_DVDTP2, APl,#0FFH

;Salida de operación;por distorsión en: la linea

LAZODVDT

TCNT ;Inicializa elA,T ;temporizadorR0,#VALTIMER; para el rastreo de@R0,A ;la frecuenciaA,#STARFT,AT

;Salida de operaciónA,#OUT_FREC ;por corrimiento deP2jA ;frecuenciaP1,#0FFHILAZOFREC

#***RE6RESA A PROGRAMA PRINCIPAL*****

037603760378037A037B037D037E038003810383038503860388038A038C03BE038E039003910393039403960398039A039A039C

BD5BB815F05447.F7FÓ8EFÍ33D-445447F7E68EB814S00064 9 A

BS1410BD04F0.5447969A746D

TESTFREC:

INCR:

SHORTCIR;

; Comprobación deMOVMOVMOVCALLRLCJCMOVMOVCALLRLCJNCMOVMOVOMP

MOVINCMOVMOVCALLJNZCALL

MOVOUTL

R5,#MAXTIMERR0?#VALTIMERA,@R0SUBS8BZAINCRA,@R0R5,#MINTIMERSUBS8BZAINCR

R0,#LOCFREC@R0, #00HSHORTCIR

RE^LOCFREC@R0R5,#REPFRECA,@R0SUBS8BZSHDRTCIROUTFREC

A,#HABVQUT ;P2, A

j Comprobación deto

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Anexo B... Pag.13

039D039F039F03A103A203A403A403A503A703A903AB03AC03AD03AF03B103B203B403B5

i

BA0C

B9FF9136A2

81C6ABBA0C649FCAFAC6B1649F1523FF3964B5

SALTAR:

LAZ:INDEXT:

PREGZ:

OUTSHCIR:

OUTSHC:

MOV

MOVMOVXJT0

MOVXJZMOVJMPDECMOVJZJMPDISMOVOUTLJMP

R2,#0CH

R1,#0FFH@R1 j ALAZ

ñ,@RlPREGZR2,#0CHSALTARR2A,R2OUTSHCIRSALTARIA,#0FFHP1,AOUTSHC

; Ingreso de datos d(jvoltaje de salida

03E103E1 8803E2 1303E3 A003E4 1103E5 6003E6 1103E7 4003E8 1003E9 8A03EA 0F03EB 0903EC 0F03ED 8003EE 0E03EF 1003F0 0E03F1 7A03F2 0D03F3 1103F4 0B0000

##*#LIMITES PARA EL ACTIVADO DE LOS TRIACS******

FUERA:

ORGDFBDFBDFBDFBDFBDFBDFBDFBDFBDFBDFBDFBDFBDFBDFBDFBDFBDFBDFBDFBEND

3E1HLIM60LIM61LIM5U0LIM5U1LIM5D0LIM5D1LIM4U0LIM4U1LIM4D0LIM4D1LIM3U0LIM3U1LIM3D0LIM3D1LIM2U0LIM2U1LIM2D.0LIM2D1LIM10LIM11

;Limites utilizados;para variación de;taps

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REFERENCIAS

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[23 OGATA KATSUHIKO, "Ingeniería de Control Moderna", Prentice

Hill, pp 166 - 168, 1974

[33 TOPAZ , "Productos de Acondicionamiento de la En erg ¿a

Eléctrica", Guia de selección, pp 5

[43 ,[53', [73 ALVARADO DANILD, "Protección para Computadores

Personales", Rev , Computación, pp 39 - 42, Sep-Oct.

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[8], [93 NATIONAL SEMICONDUCTOR,, "Voltage Regulator Handbook",

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[103 LEDESMA BOLÍVAR, "Protección de los Semiconductores de

Potencia", pp 9 - 11, 1989.

[113 Í1ULLARD, "Power Engineering Using Thyristor", Volumen 13

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I s l a n d Communi ty Co l l ege .