MSP430: LM35 + 7Seg

Esta entrada pretende ser una demostración de como un microcontrolador puede controlar y representar la temperatura obtenida por el sensor LM35, tal y como se describió en el anterior capítulo: MSP430: LM35 DZ.

Vamos a trabajar sobre la placa MSP430 Launchpad y volvemos a emplear el microcontrolador MSP430G2452.

Como viene siendo habitual, vamos a emplear un programa sencillo, donde lo que predomine sean los conceptos del manejo y manipulación del dato recogido por el sensor LM35 y en este caso, además, se va a exponer de una manera clara como trabajar con el módulo WatchDog pero en su versión de timer (temporizador).

El material que vamos a necesitar y su función es la que se muestra a continuación:

· MSP430 Launchpad: Evidentemente, nuestra placa de desarrollo con el microcontrolador MSP430G2452.
· LM35: Dispositivo de temperatura.
· Display de 7 Segmentos: Para este caso, emplearemos un módulo (de reloj) de 4 displays de 7 segmentos de cátodo común de la empresa Vishay, cuya referencia y hoja de características es: TDCY1060M.
· Decodificador BCD a 7-Seg: Usaremos un decodificador que controle displays de 7 segmentos de cátodo común, en este caso, hemos elegido el siguiente: MC14511B (este tipo de integrados lo podemos encontrar en el catálogo de varios fabricantes: Motorola, ON Semiconductor, etc).
· Transistores y Resistores: Transistores del tipo NPN para elevar la intensidad que circula por el display de 7 Segmentos.

El funcionamiento es simple, realizaremos un programa donde obtengamos la temperatura del sensor LM35 por la patita P1.5 y que estará conectada al módulo interno ADC 10-bit para realizar la conversión necesaria. Una vez obtenida, la manipularemos para representarla por los displays.

Pero como suele pasar con este tipo de sensores analógicos, el ruido será un acompañante habitual, es por ello que realizaremos un filtro digital que consiste en obtener un número de muestras en un tiempo determinado para posteriormente, realizar su media y éste, será el valor que mostremos por los displays. De esta forma, reduciremos la incidencia del ruido.

Para una explicación más detallada, se recomienda que se lean los comentarios del programa que está más abajo para disposición del usuario su descarga.

El código del programa principal, es el siguiente:

/*----------------------------------------------------------------------
     AqueronteBlog@gmail.com            
                                                      
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    http://unbarquero.blogspot.com/           
                                                       
Se permite cualquier modificación del archivo siempre y cuando
se mantenga la autoría del autor.                          
                                                      
----------------------------------------------------------------------
                                                       
Filename:      main.c                              
Date:          01-October-12                                
File Version:  vs0.0                                     
Compiler:      IAR 5.50.1 [Kickstart]   

Author:        Manuel Caballero                           
Company:       Hades                          
                       
----------------------------------------------------------------------
                                                      
Notes:         En este programa vamos a mostrar como trabajar con el 
               dispositivo de temperatura LM35, mostrando la temperatura
               ambiente por displays de 7 segmentos mediante un decodificador
               BCD a 7 segmentos. Aparte, el programa sirve de ejemplo para
               ver como se usa el WatchDog en su configuración como timer.

               Se implementará un filtro digital, realizando una lectura total
               de 35 mediciones y promediando su valor.


               La lectura de las 35 mediciones y por ende, la actualización de 
               la temperatura a mostrar por los displays se realizarán
               cada ~1.49 segundos.
*/

#include "io430.h"
#include "variables.h"
#include "funciones.c"

void main( void )
{  
   unsigned char i = 0;       // Variable que controla que display mostrar
  
   WDTCTL = WDTPW + WDTHOLD;  // Stop watchdog timer
   
   conf_CLK ();                                                     
   conf_ADC10 ();             // Configura módulo ADC 10-bit
   conf_IO ();                // Configura Entradas/Salidas
   conf_TimerA ();            // Configura Timer A
  
   __enable_interrupt();      // Interrupt enable
   conf_WDT ();               // Configura WatchDog
  
  
   ADC10CTL0 |= ENC + ADC10SC; // Sampling and conversion start
  
   do{
   // Bucle for para la representación y control de los 4 dígitos de 7Seg.
     for (i = 0; i < 4; i++)
     {    
      while (TA0CTL_bit.TAIFG == 0);
      P1OUT = (num >> (12 - 4*i)) & (BIT0 + BIT1 + BIT2 + BIT3 + BIT4);
    
      if (i == 2)               // Encender o Apagar pto. decimal
        P1OUT |= BIT4;
      else
        P1OUT &= ~BIT4;
    
      P2OUT = BIT2 << i;        // Cambia de display
      TA0CTL_bit.TAIFG = 0;     // Reset flag TAIFG
    
      if (CalcTempFlag == 1)    // ¿Nueva temperatura? Calcúlala.
      {      
        num = INT_To_BCD ((int)(temp/TempCont));
      
        temp = 0;               // Reset de ...
        CalcTempFlag = 0;
        TempCont = 0;           // ... variables.
      }
     } 
   }while(1);
}

/*
· ADC10 interrupt service routine

· Description:  Se produce una interrupción cada ~42.67 ms, donde en la variable
                temp, vamos obteniendo el valor acumulado de la lectura, ya
                acondicionada para su posterior tratamiento, del LM35.
                Daremos orden de actualizar el dato mostrado por displays cada
                0.4267·35 ~ 1.493 segundos, mediante el flag CalcTempFlag.
*/  
#pragma vector=ADC10_VECTOR
__interrupt void ADC10_ISR (void)
{  
   WDTCTL = WDTPW + WDTHOLD;   // Stop watchdog timer
  
   if (TempCont == 35)    // 35 Muestras de temperatura                           
   {
     CalcTempFlag = 1;
   }
   else
   {
     temp += ADC10MEM*2.444;  // ~ ((ADC10MEM*2500)/1023);
     TempCont++;
   }
  
   conf_WDT ();
}

/*
· Watchdog Timer interrupt service routine

· Description:  Se produce una interrupción cada ~42.67 ms donde se activa y da
                permiso para una lectura y conversión del módulo ADC10.
*/ 
#pragma vector=WDT_VECTOR
__interrupt void watchdog_timer(void)
{  
   ADC10CTL0 |= ENC + ADC10SC;   // Sampling and conversion start 
}

Un vídeo que demuestra lo explicado anteriormente se presenta a continuación:

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Os pongo a vuestra disposición el programa en lenguaje C (IAR y MSPGCC) para que lo podáis descargar y probar:

MSP430: LM35 + 7 Segmentos
Compilador IAR	Compilador MSPGCC
C	C
MSP430: LM35 + 7Seg MSP430: LM35 + 7Seg MSP430: LM35 + 7Seg	MSP430: LM35 + 7Seg MSP430: LM35 + 7Seg MSP430: LM35 + 7Seg

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Como se ha podido ver en el transcurso de esta entrada, controlar y representar a posterior, información de dispositivos analógicos suele ser una tarea idónea para un microcontrolador.