Diseño de un sistema de adquisición de datos utilizando el protocolo usb en un microcontrolador AVR
Existen diversas tecnologías de comunicación con una computadora para la adquisición de datos, entre los más comunes se encuentran: PCI, USB, Ethernet, Firewire, puerto serial, etc. Dentro de ellos, el USB destaca por su configuración automática, bajo costo y facilidad de uso. A pesar de existir var...
| Autor Principal: | Nole Calle, Richard Armando |
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| Formato: | Tesis de Licenciatura |
| Idioma: | Español |
| Publicado: |
Pontificia Universidad Católica del Perú
2014
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| Materias: | |
| Acceso en línea: |
http://tesis.pucp.edu.pe/repositorio/handle/123456789/5377 |
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| Sumario: |
Existen diversas tecnologías de comunicación con una computadora para la
adquisición de datos, entre los más comunes se encuentran: PCI, USB,
Ethernet, Firewire, puerto serial, etc. Dentro de ellos, el USB destaca por su
configuración automática, bajo costo y facilidad de uso. A pesar de existir
varios sistemas de adquisición de datos en el mercado, su uso se ve restringido
debido a sus altos costos y por poder usarlo sólo con las aplicaciones y drivers
del proveedor.
En el presente trabajo se diseña un sistema de adquisición de datos con
interface USB utilizando un microcontrolador Atmel de la familia AVR XMEGA,
buscando en todo momento obtener la máxima tasa de transferencia posible.
Para ello se desarrolla una aplicación en el microcontrolador que permita leer
datos adquiridos de cuatro canales del ADC del microcontrolador. Asimismo, se
desarrolla una clase USB propietaria que define cómo se van a trasferir los
datos, qué tipo de transferencias USB se van a usar y cuál va a ser su máxima
tasa de transferencia posible. En el lado de la computadora, se desarrolla una
aplicación en lenguaje C que permita a la computadora poder comunicarse con
el microcontrolador a través del bus USB.
Para el desarrollo del firmware del microcontrolador se tomó como base el
framework USB que provee Atmel (ASF 3.1.3, Atmel Software Framework), y
posteriormente fue implementado en la tarjeta de evaluación XMEGA – A3BU
XPLAINED con una frecuencia de CPU de 32MHz. Se obtuvo que en promedio
se puede transmitir datos a 8.46Mbps usando un alto nivel de optimización del
compilador. Se concluye que si se quiere obtener mejores tasas de
transferencia se debe mejorar una serie de factores como: MIPS del
microcontrolador y optimización del framework USB de Atmel.
Finalmente, se recomienda portar este trabajo a microcontroladores que
soporten el modo “Alta Velocidad” (del inglés High Speed) del USB 2.0, cuya
velocidad por bit es de 480Mbps, así como desarrollar las etapas de
preprocesamiento de las señales: amplificación, filtrado, e aislamiento de las
señales que se quieran enviar por la interfaz USB. |
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