APRENDA DESDE CERO COMUNICACIÓN SERIAL CON EL MICROCONTROLADOR ATMEGA48 Y LABVIEW
Por Arnoldo Ulises Villalobos Guerra Instituto Tecnológico Superior de Zamora Este tutorial está dedicado a la comunidad atmel con el objetivo de que usted se familiarize con el software LabVIEW software LabVIEW y realize la comunicación serial entre el microcontrolador ATMEGA48 y LabVIEW. Antes que nada si el lector está familiarizado con LabVIEW no es indispensable que lea este apartado puede saltarse al siguiente tema 1.2. y si usted ya ha hecho una comunicación serial de cualquier tipo entonces puede ir directamente al tema 1.3 Por otro lado, tratare de ser breve con el motivo de no hacer este tutorial muy extenso. 1.1 INTRODUCCIÓN A LabVIEW
LabVIEW de National Instruments , es un software de programación gráfica (programación G) y difiere de otros lenguajes de programación como C o Basic , en que éstos están basados en texto, mientras que G es una programación gráfica y es el corazón de LabVIEW . Los programas en G, o VIs (“Virtual Instruments”) constan de una interfaz interactiva de usuario (PANEL FRONTAL) y un diagrama de flujo de datos que hace las funciones de código fuente (DIAGRAMA DE BLOQUES). LabVIEW no
es gratuito pero existe una versión de evaluación que se puede bajar de la
siguiente pagina http://www.ni.com/trylabview/ Hay que recordar que este tutorial es para realizar una comunicación serial, por lo que es indispensable que que cuando comience a instalar LabVIEW indique que instale los drivers , pues al instalar los drivers instala los del puerto serie. Aun cuando su computadora no tenga puerto serial, es necesario indicarle que instale los drivers , de lo contario no se podrá lograr la comunicación serial utilizando USB. 1.1.1
PANEL FRONTAL Y DIAGRAMA DE BLOQUES
Una vez instalado Labview para hacer un programa nuevo sólo tiene que ejecutarlo y seleccionar Blank VI . Se abrirán dos ventanas: el Panel Frontal y el Diagrama de Bloques.
El panel frontal es la interfaz interactiva de usuario de un programa (VI), debido a que simula el panel de un instrumento físico. Es aquí en donde pondrá los controles y/o indicadores de su programa. Para colocar los controles o indicadores sólo es necesario colocar el puntero del
mouse dentro
del panel frontal y presionar el botón derecho del mouse y elegir el que quiera. Existen varios tipos de controles. Los hay booleanos, numéricos, matriciales, gráficos, etc. El diagrama de bloques es el código fuente del programa o VI. Es donde se realizan los programas dando solución gráfica a un determinado problema. Es pues, en éste donde hará los programas. En él se encuentran todas las funciones. Las hay numéricas, booleanas, de estructuras, de comparación, de tiempo, de arreglo, de cadena, etc.
Para sacar la ventana donde están las funciones sólo tiene que presionar el botón derecho del mouse y seleccionar lo que necesite.
Fig. 1 Paleta de Funciones.
1.1.2
MIS PRIMEROS PROGRAMAS
CONVERSI CONV ERSION ON DE °C °C A °F
OBJETIVO: Realizar un programa que convierta grados Celsius a grados Fahrenheit . Primero tiene que crear un control numérico en el panel frontal, éste control le servirá para introducir y modificar el valor que se desea convertir a grados Fahrenheit . Para crear el control en el panel frontal solo hay que hacer click derecho del mouse y seleccionar el control numérico que está en: numeric control>>numeric control . (ver figura 2).
Fig. 2 control numérico El control lo colocara en cualquier lugar de su panel frontal.
Al colocar un control o un indicador en el panel frontal crea al mismo tiempo un icono en el diagrama de bloques. Vaya el diagrama de bloques y observe el icono creado (ver figura 3). Un acceso rápido para cambiar de la ventana del panel frontal al diagrama de bloques y viceversa es el uso de Ctrl+E.
Fig. 3 control numérico en el diagrama de bloques.
Ahora bien, es necesario colocar un indicador numérico en el panel frontal para observar el resultado de la conversión. Entonces en el panel frontal seleccione el indicador numérico que está en: numeric indicators>>numeric indicators (ver fig. 4).
Fig. 4 indicador numérico.
Es recomendable poner los nombres de las variables correspondientes en el programa. Se puede hacer desde el panel frontal o desde el diagrama de bloques. Para ello solo tiene que hacer doble click en el nombre que quiera modificar y escribir el nuevo nombre (ver fig. 5) .
Fig. 5 Variables correspondientes.
Para modificar el tamaño, tipo y estilo de letra se selecciona el texto y se modifica en la pestaña “Application Font ”. Vaya al diagrama de bloques para hacer el programa. Se sabe que °F = ((9/5)°C) +32. Para realizar esta fórmula haga uso de las funciones numéricas de suma y de multiplicación, que se encuentran en: Programming>>numeric>>
Fig. 6 Funciones numéricas. Cuando se acerque con el puntero del mouse a una entrada o salida de cualquier icono (función) el puntero cambia a un carrete de hilo, éste sirve para hacer las conexiones entre iconos. Haga las siguientes conexiones como se muestra en la figura 7.
Fig. 7 conexiones entre iconos. Acerque el puntero del mouse a la entrada de la función de multiplicación que no está conectada (hasta que aparezca el carrete de hilo) y de click al botón derecho del mouse . Cree una constante (ver fig. 8). Lo mismo haga con la entrada de la función suma que no está conectada.
Fig. 8 Crear constante. Cambie las constantes de cero por 1,8(1.8) y 32 como aparece en la figura 9. Recuerde que la formula es °F = ((9/5)°C) +32, pero 9/5=1.8 (ó 1,8 depende la configuración de idioma).
Fig. 9 Conversión terminada.
Está terminado el programa, sólo falta correrlo, vaya al panel frontal, introduzca un valor en el control y de click en “run ”. Al correr el programa en “run ” sólo hará la conversión y se detendrá. Para que continuamente esté convirtiendo valores hay que hacer click en “Run Continuously ” Si quiere detener el programa haga click en “Stop ”. Mientras esté corriendo el programa de forma continua y se desee convertir un nuevo valor, sólo introdúzcalo y presione Enter o introdúzcalo y de click en icono de la “palomita”
Fig. 10 Corriendo el programa Modificara el programa con el fin de familiarizarse un poco más con LabVIEW . Recuerde que no se pretende en este tutorial que usted sea un experto solo que tenga las bases para hacer la transmisión serial. En el Panel Frontal vaya a Numeric control>>Vertical Pointer Slider . Ahora coloque un indicador de termómetro, éste se encuentra en: Numeric indicators>>Thermometer . Ver fig. Siguiente. .
Fig. 11 Control deslizante e indicador tipo termómetro. Seleccione el control numérico (el que está arriba del control deslizante en la figura anterior) y presione la tecla suprimir para eliminarlo. Vaya al Diagrama de bloques y observará que se crearon los iconos (funciones) correspondientes al control deslizante y al indicador tipo termómetro, también se observa que hay conexión nula. Esto es porque eliminó el control numérico. Las conexiones nulas o quebradas se generan cuando se elimina un control, indicador o función previamente conectados. En algunas ocasiones al querer unir (hilar) las funciones (iconos) en el programa, no es posible debido a la incompatibilidad de tipo de datos y entonces también se ganarán las conexiones nulas o rotas. Para quitar o limpiar la conexiones nulas utilice CTRL+B.
Realice las conexiones como se muestran en la figura siguiente.
Fig. 12 Conexiones del control deslizante e indicador tipo termómetro. En el panel frontal corra el programa de forma continua ( Run Continuously) y deslice el puntero del control deslizante. Se puede cambiar los rangos tanto del control deslizante como del indicador tipo termómetro (el programa no debe de estar corriendo), sólo haga doble click en el valor extremo (superior o inferior) que quiera modificar e introduzca el nuevo valor y presione Enter o en su defecto haga click en el icono de la “palomita”. Observe en la figura siguiente como he modificado los rangos.
Fig. 13 Modificación de rangos. Un programa se puede hacer de varias maneras obteniendo el mismo resultado. Se explicará otra manera de hacer éste programa con el propósito de comprender la estructura “fórmula”. Esta estructura de fórmula sirve para escribir una o varias fórmulas. Se usa cuando es más fácil escribirla(s) que hacerla(s) por medio de “funciones numéricas”. (Generalmente cuando hay muchas variables o es muy grande la expresión matemática). Diríjase al Diagrama de Bloques y elimine las funciones numéricas (Ver fig. 14).
Fig. 14 Eliminación de las funciones numéricas. Seleccione la estructura de fórmula que está en Programming>>Structures>>Formula node . Una vez colocada la estructura “Formula node ” en el Diagrama de Bloques haga click derecho del mouse sobre el marco del lado izquierdo y seleccione “add input ”, y a continuación escriba
