Comunicacion Serial MATLAB-PIC

Sordo Castillo Fernando Ammisadday

Ingeniería Electrónica Electrónica

Objetivo Realizar una comunicación entre un MCU y el software MATLAB, logrando visualizar los datos enviados desde el MCU por medio del puerto serie. Materiales -Software de diseño electrónico ISIS Proteus -MATLAB -PIC16f877 -conector RS-232 -LCD 16 X 2

Introducción Dentro del trabajo de investigación pudimos observar la manera en la que funciona la comunicación serial, se observó la forma en que se comporta, los dispositivos que pueden ser utilizados, de igual manera se eligió el compilador donde programaremos en lenguaje C el microcontrolador. De igual manera se dio a conocer la importancia y una pequeña parte de la gran potencia que tiene el software MATLAB, MATLAB, especificando las sentencias que podremos utilizar para leer los datos desde el puerto serie: fopen fgets fclose serial(com,baudrate,”velocidad en baudios”);

Teniendo en claro estos conceptos, podemos proceder a realizar realizar la programación necesaria y proponer nuestro propio diseño para establecer la comunicación, apoyándonos de las hojas técnicas de cada uno de los dispositivos. Procedimiento Como primer paso, necesitamos proponer un circuito que nos permita visualizar los datos a través del puerto serie, como lo vamos a visuali zar en simulación el software ISIS nos permite ingresar y leer datos de forma serial con una herramienta llamada


Ingeniería Electrónica

Virtual Terminal , esto puede funcionar como interfaz gráfica para que el usuario ingrese lo que desea que aparezca en MATLAB. El dispositivo que voy a utilizar es un pic16f877, utilizaré cristal de cuazro a 4MHz, según la hoja de datos los pines 25 es TX y 26 RX, entonces debemos colocar ahi el conector RS-232, cabe mencionar que si el circuito fuese a conectarse de manera física debemos anteponer el MAX232, también es importante colocar el virtual terminal, el cual tomara la función de interfaz gráfica para ingresar los datos de forma serial optimizando el sistema.Para la visualización de los datos enviados, ocuparemos una pantalla LCD 16X2, estos son los componentes que componen el circuito propuesto, el siguiente paso es realizar la programación necesaria para que funcione.

Es indispensable la configuración del puerto antes de la programación, puesto que esto definirá el COM que ocupara y también la velocidad en baudios, para que esté completamente sincronizado.



Bien procedemos a la parte de programación del pic, apoyándonos en la librería UART realizamos una comunicación, antes que nada proponemos que es lo que haremos, primero declaramos las variables a utilizar, las cuales almacenaran el dato enviado, una más para el conteo de los datos que enviaremos, en este caso propongo que los datos entren de forma serial al puerto RX, por medio de una interfaz, al momento de que se ingresa un dato, este se visualiza en la pantall a LCD, al ver concluida la trama de 8 bits manda un mensaje de completo y la pantalla se borra dando un delay de 2 segundos, para que en MATLAB podamos abrir el pu erto y leerlo.



Para mayor entendimiento el código se muestra a continuación: // conexiones LCD sbit LCD_RS at RB4_bit; sbit LCD_EN at RB5_bit; sbit LCD_D4 at RB0_bit; sbit LCD_D5 at RB1_bit; sbit LCD_D6 at RB2_bit; sbit LCD_D7 at RB3_bit; sbit LCD_RS_Direction at TRISB4_bit; sbit LCD_EN_Direction at TRISB5_bit; sbit LCD_D4_Direction at TRISB0_bit; sbit LCD_D5_Direction at TRISB1_bit; sbit LCD_D6_Direction at TRISB2_bit; sbit LCD_D7_Direction at TRISB3_bit; // fin conexiones LCD void main() { char dato; //variable de tipo caracter int contador=0; // variable para el conteo, con inicio en 0 UART1_Init(9600); // inicia usart Lcd_Init(); // Inicializa LCD Lcd_Cmd(_LCD_CLEAR); // limpia display Lcd_Cmd(_LCD_CURSOR_OFF); // apaga cursor UART1_Write(13); UART1_Write(10); Lcd_out(2,1,"Ingrese datos"); // mensaje de inicio en LCD delay_ms(1500); //tiempo de espera Lcd_cmd(_lcd_clear ); // borra display while(1) //bucle infinito { if(UART1_Data_Ready()==1) //si lee un dato el uart entonces { dato = UART1_Read(); // dato toma el valor leido desde el teclado UART1_Write(dato); //enviamos de vuela el valor hacia matlab UART1_Write(13); //envia ASSci enter UART1_Write(10); //envia retroceso Lcd_chr_cp(dato); //imprimimos el dato ingresado contador++; //incrementa la variable contador if(contador==8){ //Detecta el ingreso de 8 caracteres (podemos agregar mas) Lcd_out(2,1,"Trama Completa"); //mensaje cuando se completa la trama,lista para ser leida contador=0; //reinicia el contador, Delay_ms(2000); //espera 2 segundos, Lcd_Cmd(_LCD_CLEAR); //y borra el LCD. } } } }

El siguiente paso a realizar es la lectura desde MATLAB, pero necesitamos realizar un paso intermedio para poder establecer la comunicación entre los 2 software, puesto que la comunicación serial es por cableado entre dos dispositivos, en este caso PIC-PC, como es simulación debemos hacer una comunicación virt ual creando de igual maneras puertos COM virtuales por medio de un software(Virtual Serial Port Emulator), el proceso es el siguiente: -Abrir el programa -Dar clic en el botón crear



-Elegir el nombre del puerto que deseemos y dar finalizar para que se inicie la emulación del puerto.

Con esto ya quedan creados los puertos, entonces el paso final es la visualización en MATLAB, el código es realmente sencillo, debemos de declarar una variable que tomara el valor de lo que existe en el puerto COM, también debemos asignar la velocidad del mismo, procurando que este sincronizado con el conector del PIC, después abrimos el puerto con fopen(), para finalizar leyendo los datos con fgets(). El código es el siguiente para que este más claro, al mismo tiempo que tenemos el programa debemos iniciar la simulación en Proteus, debido a que la lectura es en tiempo real, necesitamos corroborar que los datos sean recibidos, lo que indica que el circuito y el código son correctos.

>> >> >> >>

s=serial('COM2','BaudRate',9600); fopen(s) fgets(s) fclose(s)

Por ultimo visualizamos el comportamiento del sistema propuesto. -

Iniciamos la simulación en Proteus y observamos los datos de entrada



También se encuentra el virtual terminal que es nuestra pequeña interfaz gráfica. -

Ingresamos los datos en la virtual terminal, podemos observar que lo que escribamos en nuestra pequeña interfaz se visualizan en la pantalla LCD, al momento de llenar la trama de 8 bits manda el me nsaje de “Trama completa” comienza el retardo y es momento de leer en MATLAB, la pantalla se borra y puedes comenzar a ingresar datos nuevamente.


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Abrimos MATLAB, ingresamos el código porpuesto con anterioridad y visualizamos que es lo que entra por el puerto COM2.

La respuesta en MATLAB es la misma que estamos enviando desde el microcontrolador, podemos verificarlo en comparación con los datos que aparecen la LCD, lo último que hacemos es cerrar el puerto con fclose(), o bien podemos dejarlo abierto si es que queremos observar que es lo que está pasando. Con esto comprobamos que la comunicación serial está hecha de buena manera y el circuito propuesto funciona correctamente, si deseamos podemos gráficar los datos que obtuvimos, quedando de la siguiente forma



Conclusiones Después de las pruebas realizadas observamos la funcionalidad del circuito, aunque es importante mencionar que al momento de obtener los daos tenemos un tiempo de retardo para que aparezcan en el área de trabajo de MATLAB, aunque los datos enviados desde el PIC son los mismos que se están recibiendo desde el otro lado de la comunicación, sería interesante agregar una forma para leer archivos analógicos, solo debemos utilizar el ADC y enviar los parámetros de forma serial, pero como primer paso, logramos realizar una comunicación correcta permitiéndonos buscar mayores aplicaciones con el software tan poderoso que es MATLAB. Referencias bibliográficas

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Juan Ricardo Clavijo Mendoza, Diseño

y simulación de sistemas

microcontrolados en lenguaje C, 2011.

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https://plus.google.com/u/1/+EmbeddedLaboratory_India http://cens.ioc.ee/local/man/matlab/techdoc/ref/fopen.html

Comunicacion Serial MATLAB-PIC

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