Curso de Microcontroladores Pic18f4550

Curso de microcontroladores PIC18F4550 Bootloader CCS y Proteus

Ing. Braulio Elías Chi Salavarría Instituto Tecnológico de Lerma

Ing. Braulio Elías Chi Salavarría


INTRODUCCIÓN En este curso, se enfocara a desarrollar aplicaciones para resolver problemas reales, con un alto grado de eficiencia y complejidad, sin dejar de ser fácil de aprender por el alumno, dando como resultado, prácticas y material realmente importante para incursionar en el diseño y desarrollo de aplicaciones avanzadas con tecnología de última generación.


La tecnología….. La tecnología avanza día con día, surgiendo nuevas necesidades, cada vez mas especificas y complejas, esto requiere cierto nivel de conocimiento mayor que el de hace años, dejando los sistemas de aprendizaje convencionales obsoletos, para la solución de problemas que enfrenta la sociedad tecnológica. Es por esto que nuevas herramientas surgen para tratar de resolver esas necesidades, mejorando en eficiencia y complejidad. Es por esto, que los estudiantes necesitan conocer cuáles son estas nuevas herramientas de desarrollo, llámese, compiladores de lenguaje de alto nivel, nuevas familias de microcontroladores, con sistemas embebidos tales como: Ethernet, USB, CAN, PWM, USART, etc. Haciendo de estos pequeños controladores, poderosas soluciones.


CAPITULO 1 INTRODUCCION A LOS MICROCONTROLADORES

Ing. Braulio Elías Chi Salavarría Definición de microcontroladores

Un microcontrolador es un circuito integrado o chip que incluye en su interior las tres unidades funcionales de una computadora: CPU, Memoria y Unidades de E/S, es decir, se trata de un computador completo en un solo circuito integrado. Dando una explicación más sencilla, es una microcomputadora con la cual disponemos de todo, en pequeñas cantidades, para hacer uso en aplicaciones que requieran automatización, sin la necesidad de tener toda una computadora funcionando. Aplicaciones Son diseñados para disminuir el costo económico y el consumo de energía de un sistema en particular. Por eso el tamaño de la CPU, la cantidad de memoria y los periféricos incluidos dependerán de la aplicación. El control de un electrodoméstico sencillo como una batidora, utilizará un procesador muy pequeño (4 u 8 bit) por que sustituirá a un autómata finito. En cambio un reproductor de música y/o vídeo digital (mp3 o mp4) requerirá de un procesador de 32 bit o de 64 bit y de uno o más Códec de señal digital (audio y/o vídeo). El control de un sistema de frenos ABS (Antilock Brake System) se basa normalmente en un microcontrolador de 16 bit, al igual que el sistema de control electrónico del motor en un automóvil. Los microcontroladores representan la inmensa mayoría de los chips de computadoras vendidos, sobre un 50% son controladores "simples" y el restante corresponde a DSPs más especializados. Mientras se pueden tener uno o dos microprocesadores de propósito general en casa, usted tiene distribuidos seguramente entre los electrodomésticos de su hogar una o dos docenas de microcontroladores. Pueden encontrarse en casi cualquier dispositivo electrónico como automóviles, lavadoras, hornos microondas, teléfonos, etc. Esquema de microcontrolador

Esquema microcontrolador


Algunas familias de microcontroladores

Clasificación Actualmente existen más familias de microcontroladores, y más marcas, hasta ahora, la tendencia es emigrar a 32 bits en la industria, como son los microcontroladores con arquitectura ARM.

Familia PIC18F4550

Las mejoras que podemos ver en esta familia de microcontroladores de 8 bits de la compañía Microchip, son los siguientes: Set de instrucciones extendidas, para optimizar la compilación en lenguaje C Consumo de corriente mínimo, gracias a su tecnología Nano Watt Mayores opciones embebidas en esta familia, como pueden ser: USB UART I2C CAN Convertidores A/D PLL integrado PWM (modulación por ancho de pulso) Mayor numero de contadores (timer)

Ing. Braulio Elías Chi Salavarría El microcontrolador que vamos a utilizar es el PIC18F4550, en el cual podemos ver sus principales características: Ideal para bajo consume (nanoWatt) y conectividad de las aplicaciones que se benefician de la disponibilidad de tres puertos serie: FS-USB (12 Mbit / s), I ² C ™ y SPI ™ (hasta 10Mbit / s) y uno asincrónico (LIN) de puerto serial (EUSART). Grandes cantidades de memoria RAM, de memoria FLASH y mejora de la memoria del programa lo hacen ideal para el control y aplicaciones de monitoreo periódico que requieren una relación con un ordenador personal a través de datos USB para cargar / descargar y / o actualizaciones de firmware. Parameter Name Program Memory Type Program Memory Size (Kbytes) RAM Data EEPROM (bytes) I/O Características Full Speed USB 2.0 (12Mbit/s) interface 1K byte Dual Port RAM + 1K byte GP RAM Full Speed Transceiver 16 Endpoints (IN/OUT) Internal Pull Up resistors (D+/D-) 48 MHz performance (12 MIPS)

Value Flash 32 2,048 256 24

Figura Microcontrolador 18F4550


CAPITULO 2 LENGUAJE DE PROGRAMACION C ORIENTADO A SISTEMAS EMBEBIDOS

Ing. Braulio Elías Chi Salavarría Introducción a lenguaje C

Si queremos realizar la programación de los microcontroladores PIC en un lenguaje como el C, es preciso utilizar un compilador de C. Dicho compilador nos genera ficheros en formato Intel-hexadecimal, que es el necesario para programar (utilizando un programador de PIC) un microcontrolador de 6, 8, 18 ó 40 patillas. El compilador de C que vamos a utilizar es el PCW de la casa CCS Inc. A su vez, el compilador lo integraremos en un entorno de desarrollo integrado (IDE) que nos va a permitir desarrollar todas y cada una de las fases que se compone un proyecto, desde la edición hasta la compilación pasando por la depuración de errores. La última fase, a excepción de la depuración y retoques hardware finales, será programar el PIC. Al igual que el compilador de Turbo C, éste "traduce" el código C del archivo fuente (.C) a lenguaje máquina para los microcontroladores PIC, generando así un archivo en formato hexadecimal (.HEX). Además de éste, también genera otros seis ficheros. Operandos Operadores de asignación Una expresión de asignación tradicional es de la forma expr1 = expr1 operador expr2, es decir, i = i + 5. Esta expresión se puede representar por otra forma más corta: expr1 operador= expr2 siguiendo con el mismo ejemplo i += 5. Es en las expresiones complejas, y no en una tan simple como la del ejemplo, donde se puede apreciar la conveniencia de usar esta notación. La siguiente tabla resume los operadores de asignación compuesta y su significado. Operador Descripción += Asignación de suma -= Asignación de resta *= Asignación de multiplicación /= Asignación de división %= Asignación de resto de división <<= Asignación de desplazamiento a la izquierda >>= Asignación de desplazamiento a la derecha &= Asignación de AND de bits |= Asignación de OR de bits ^^= Asignación de OR exclusivo de bits ~= Asignación de negación de bits Operadores aritméticos

Ing. Braulio Elías Chi Salavarría Los operadores aritméticos se usan para realizar operaciones matemáticas. Se listan en la siguiente tabla: Operador Descripción Ejemplo + Suma (enteros o reales) resul = var1 + var2 - Resta (enteros o reales) resul = var1 - var2 * Multiplicación (enteros o reales) resul = var1 * var2 / División (enteros o reales) resul = var1 / var2 - Cambio de signo en enteros o reales -var1 % Módulo; resto de una división entera rango = n [A1]% 256 Operadores relacionales Su misión es comparar dos operandos y dar un resultado entero: 1 (verdadero); 0 (falso). La siguiente tabla ilustra estos operadores: Operadores lógicos Al igual que los operadores relacionales, éstos devuelven 1 (verdadero), 0 (falso) tras la evaluación de sus operandos. La tabla siguiente ilustra estos operadores. Operador Descripción ! NO lógico && Y lógico || O lógico Operadores de manejo de bits Estos operadores permiten actuar sobre los operandos a nivel de bits y sólo pueden ser de tipo entero (incluyendo el tipo char). Son los que siguen: Operador Descripción ~ Negación de bits (complemento a 1) & Y de bits (AND) ^^ O exclusivo de bits (EXOR) | O de bits (OR) Operador Descripción < Menor que > Mayor que <= Menor o igual que >= Mayor o igual que == Igual a ¡= Distinto de

Ing. Braulio Elías Chi Salavarría Librerías Incorporadas

#USE DELAY (CLOCK=frecuencia) Esta directiva indica al compilador la frecuencia del procesador, en ciclos por segundo, a la vez que habilita el uso de las funciones DELAY_MS() y DELAY_US(). Opcionalmente podemos usar la función restart_WDT() para que el compilador reinicie el WDT durante el retardo. Ejemplos: #use delay (clock=20000000) #use delay (clock=32000, RESTART_WDT) #USE FAST_IO (puerto) Esta directiva afecta al código que el compilador generará para las instrucciones de entrada y salida. Este método rápido de hacer I/O ocasiona que el compilador realice I/O sin programar el registro de dirección. El puerto puede ser A-G. Ejemplo: #use fast_io(A) #USE FIXED_IO (puerto_OUTPUTS=pin_x#, pin_x#...) Esta directiva afecta al código que el compilador generará para las instrucciones de entrada y salida. El método fijo de hacer I/O causará que el compilador genere código para hacer que un pin de I/O sea entrada o salida cada vez que se utiliza. Esto ahorra el byte de RAM usado en I/O normal. Ejemplo: #use fixed_io(a_outputs=PIN_A2 ,PIN_A3) #USE RS232 (BAUD=baudios, XMIT=pin, RCV=pin...) Esta directiva le dice al compilador la velocidad en baudios y los pines utilizados para la I/O serie. Esta directiva tiene efecto hasta que se encuentra otra directiva RS232. La directiva #USE DELAY debe aparecer antes de utilizar #USE RS232. Esta directiva habilita el uso de funciones tales como GETCH, PUTCHAR y PRINTF. Si la I/O no es estándar es preciso poner las directivas FIXED_IO o FAST_IO delante de #USE RS232 OPCIONES: RESTART_WDT Hace que GETC() ponga a cero el WDT mientras espera un carácter. INVERT Invierte la polaridad de los pines serie (normalmente no es necesario con el convertidor de nivel, como el MAX232). No puede usarse con el SCI interno. PARITY=X Donde X es N, E, u O. BITS =X Donde X es 5-9 (no puede usarse 5-7 con el SCI). FLOAT_HIGH Se utiliza para las salidas de colecctor abierto. ERRORS Indica al compilador que guarde los errores recibidos en la variable RS232_ERRORS para restablecerlos cuando se producen. BRGH1OK

Ing. Braulio Elías Chi Salavarría Permite velocidades de transmisión bajas en chips (uC's, memorias, etc) que tienen problemas de transmisión. Cuando utilizamos dispositivos con SCI y se especifican los pines SCI, entonces se usará el SCI. Si no se puede alcanzar una tasa de baudios dentro del 3% del valor deseado utilizando la frecuencia de reloj actual, se generará un error. ENABLE=pin El pin especificado estará a nivel alto durante la transmisión. FORCE_SW Usa una UART software en lugar del hardware aun cuando se especifican los pines del hardware. La definición de RS232_ERRORS es como sigue: Sin UART: El bit 7 es el 9º bit para el modo de datos de 9 bit. El bit 6 a nivel alto indica un fallo en el modo flotante alto. Con UART: Usado sólo para conseguir: Copia del registro RCSTA, excepto: que el bit 0 se usa para indicar un error de paridad. Ejemplo: #use rs232(baud=9600, xmit=PIN_A2,rcv=PIN_A3) · #USE STANDARD_IO (puerto) Esta directiva afecta al código que el compilador genera para las instrucciones de entrada y salida. El método standar de hacer I/O causará que el compilador genere código para hacer que un pin de I/O sea entrada o salida cada vez que se utiliza. En los procesadores de la serie 5X esto necesita un byte de RAM para cada puerto establecido como I/O estandar. Ejemplo: #use standard_io(A) Funciones de I/O discreta INPUT(pin) Devuelve el estado '0' o '1' de la patilla indicada en pin. El método de acceso de I/O depende de la última directiva #USE *_IO utilizada. El valor de retorno es un entero corto. Ejemplo: while ( !input(PIN_B1) ); Nota: El argumento para las funciones de entrada y salida es una dirección de bit. Por ejemplo, para el bit 3º del port A (byte 5 de los SFR) tendría un valor dirección de 5*8+3=43. Esto se puede definir como sigue: #define pin3_portA 43. Los pines o patillas de los dispositivos están definidos como PIN_XX en los archivos de cabecera *.H. Éstos, se pueden modificar para que los nombres de los pines sean más significativos para un proyecto determinado. OUTPUT_BIT(pin, value) Esta función saca el bit dado en value(0 o 1) por la patilla de I/O especificada en pin. El modo de establecer la dirección del registro, está determinada por la última directiva

Ing. Braulio Elías Chi Salavarría #USE *_IO. Ejemplo: output_bit( PIN_B0, 0); // es lo mismo que output_low(pin_B0); output_bit( PIN_B0,input( PIN_B1 ) ); // pone B0 igual que B1 output_bit( PIN_B0, shift_left(&data, 1, input(PIN_B1))); // saca por B0 el MSB de 'data' y al mismo tiempo // desplaza el nivel en B1 al LSB de data. OUTPUT_FLOAT(pin) Esta función pone la patilla especificada como pin en el modo de entrada. Esto permitirá que la patilla esté flotante para representar un nivel alto en una conexión de tipo colector abierto. Ejemplo: // guardamos la lectura del port A en dato if( (dato & 0x80)==0 ) // comprobamos si es '1' el MSB output_low(pin_A0); // si es '1' ponemos a cero el pin A0 else output_float(pin_A0); // de lo contrario, ponemos el pin A0 a uno OUTPUT_HIGH(pin) Pone a 'uno' el pin indicado. El método de acceso de I/O depende de la última directiva #USE *_IO utilizada. Ejemplo: output_high(PIN_A0); OUTPUT_LOW(pin) Pone a 'cero' el pin indicado. El método de acceso de I/O depende de la última directiva #USE *_IO. Ejemplo: output_low(PIN_A0); PORT_B_PULLUPS(flag) Esta función activa/desactiva las resistencias pullups en las entradas del puerto B. Flag puede ser TRUE (activa) o FALSE (desactiva). Ejemplo: port_b_pullups(FALSE); SET_TRIS_A(value) SET_TRIS_B(value) SET_TRIS_C(value) SET_TRIS_D(value) SET_TRIS_E(value) Estas funciones permiten escribir directamente los registros tri-estado para la configuración de los puertos. Esto debe usarse con FAST_IO() y cuando se accede a los puertos de I/O como si fueran memoria, igual que cuando se utiliza una directiva #BYTE. Cada bit de value representa una patilla. Un '1' indica que la patilla es de entrada y un '0' que es de salida. Ejemplo:

Ing. Braulio Elías Chi Salavarría SET_TRIS_B( 0x0F ); // pone B0, B1, B2 y B3 como entradas; B4, B5, B6 y B7 // como salidas, en un PIC 16c84 Funciones de retardos

DELAY_CYCLES(count) Esta función realiza retardos según el número de ciclos de instrucción especificado en count; los valores posibles van desde 1 a 255. Un ciclo de instrucción es igual a cuatro periodos de reloj. Ejemplo: delay_cycles( 3 ); // retardo de 3ciclos instrucción; es igual que un NOP DELAY_MS(time) Esta función realiza retardos del valor especificado en time. Dicho valor de tiempo es en milisegundos y el rango es 0-65535. Para obtener retardos más largos así como retardos 'variables' es preciso hacer llamadas a una función separada; véase el ejemplo siguiente. Es preciso utilizar la directiva #use delay(clock=frecuencia) antes de la llamada a esta función, para que el compilador sepa la frecuencia de reloj. Ejemplos: #use delay (clock=4000000) // reloj de 4MHz delay_ms( 2 ); // retardo de 2ms void retardo_segundos(int n) { // retardo de 'n' segundos; 0 <= n => 255 for (; n!=0; n--) delay_ms( 1000 ); // 1 segundo } DELAY_US(time) Esta función realiza retardos del valor especificado en time. Dicho valor es en microsegundos y el rango va desde 0 a 65535. Es necesario utilizar la directiva #use delay antes de la llamada a esta función para que el compilador sepa la frecuencia de reloj. Ejemplos: #use delay(clock=20000000) delay_us(50); int espera = 10; delay_us(espera); Pasos para hacer un programa en C Edición de un programa en C Para crear un programa hay que seguir los pasos siguientes: 1. Especificaciones del programa (qué tiene que hacer) 2. Hacer organigrama 3. Escribir el código fuente (conocer el lenguaje)

Ing. Braulio Elías Chi Salavarría 4. Compilar + Enlazar (Link) 5. Depurar errores, si los hay Análisis de un problema sencillo Como ejemplo orientativo, se hace a continuación el desarrollo de un programa sencillo. Se trata de obtener la nota media de un alumno durante un trimestre. El análisis de esta tarea, que la hemos llamado MEDIA, puede dar el siguiente procedimiento: 1. leer NOMBRE 2. leer NOTA 3. si no hay mas notas, ir al punto 5 4. ir al punto 2 5. calcular la MEDIA 6. imprimir NOMBRE 7. imprimir MEDIA 2.6.3 Diagrama de flujo del ejemplo “media”

Diagrama de Flujo

Ing. Braulio Elías Chi Salavarría Estructura de un programa en C De forma generalizada, la estructura de un programa en C tiene el siguiente aspecto: declaraciones globales prototipos de funciones main() { variables locales; bloque de sentencias; llamadas a las funciones; } función_1() { variables locales a 17unción_1; bloque de sentencias; llamada a otra/s funciones; } función_n() { … }


CAPITULO 3 INSTRUCCIONES PARA LA PROGRAMACIÓN DE MICROCONTROLADOR

Ing. Braulio Elías Chi Salavarría Instrucciones de instalación

Circuito que se montará para la programación del circuito

Fig. Esquema de programación 3.2 Programación de PIC18F4550

Para empezar a programar nuestro microcontrolador daremos los pasos muy sencillos de cómo hacerlo a continuación Primer paso Abrir nuestro plantilla general que se encuentra en la carpeta de programas, con el nombre de “forma_general” en formato .txt y copiar el texto, abrir nuestro programa compilador CCS.


Y seleccionamos NEW-Source File, nos aparecerá la opción de crear nuestro proyecto, y guardarlo en la carpeta que deseemos, aquí podemos escoger la ubicación que queramos, como consejo, guardar nuestro archivo en una carpeta exclusiva para nuestro programa, ya que se crearán muchos archivos al compilar el programa, es solo cuestión de orden.

Una vez creado el proyecto, pegamos el contenido que copiamos anteriormente (sin modificar nada) y pegamos en el compilador Finalmente cerramos nuestra “forma_general” y nos disponemos a modificar el programa en nuestro compilador.

Ing. Braulio Elías Chi Salavarría Segundo paso Cuando nuestro programa está bien terminado, y simulado previamente, nos disponemos a programar físicamente nuestro microcontrolador de una manera muy sencilla y rápida. Una vez compilado nuestro programa, se creará un archivo “programa.hex” el cual es el que necesitamos para poder cargarlo al microcontrolador.

Instalación de Driver para Bootloader USB (Windows vista y 7) Cuando instalemos el microcontrolador, nos dirá Windows que no reconoce el dispositivo, y no puede instalar el driver, esto lo haremos manualmente, de la siguiente forma: Primero seleccionamos EquipoPropiedades

Ing. Braulio Elías Chi Salavarría Ahora seleccionamos Administrador de dispositivos.

Veremos un dispositivo desconocido conectado al puerto USB, seleccionamos botón secundario sobre el dispositivo y seleccionamos propiedades.

Ing. Braulio Elías Chi Salavarría Para instalar el driver, necesitamos seleccionar Actualizar Controlador

Nos aparecerá una ventana, debemos seleccionar Buscar software manualmente.

Ing. Braulio Elías Chi Salavarría Seleccionamos Examinar, donde buscaremos la carpeta del curso, dentro de la carpeta seleccionamos Usb ToolsMCHPUSB Custom Driver

Ing. Braulio Elías Chi Salavarría Programación de microcontrolador con PDFSUSB Ventana de software para programar microcontrolador

Identificación del software de control. Conectamos el PIC vía USB, y abrimos el programa “PDFSUSB”, y buscamos la opción PICDEM FS USB.

Ing. Braulio Elías Chi Salavarría Desde aquí, ya podemos leer el dispositivo, borrarlos, leer el programa compilado previamente. Aquí podemos ver, como se leyó, borró y guardó el programa directamente desde USB, muy fácil y rápido.

Al cargar el programa con la opción Load Hex File, nos saldrá una ventana como esta

Seleccionamos la opción No, para no grabar sobre nuestro programa especial. Y para grabarlo finalmente, seleccionamos Program Device.


CAPITULO 4 PRACTICAS DE LABORATORIO

Ing. Braulio Elías Chi Salavarría Guía de Prácticas

Practica #1 Encendido de un led (parpadeo) Practica #2 Manejo de un puerto como salida, y como entrada Practica #3 Secuencia de leds con condiciones Practica #4 Display de 7 segmentos Practica #5 Motor paso a paso Practica #6 Motor CD con puente h Practica #7 ADC Practica #8 Interrupción timer Practica #9 PWM (modulación por ancho de pulso) Practica #10 Manejo de LCD 16x2 Practica #11 LM35 (temperatura) Practica #12 Puerto Serial RS232 Practica #13 EEPROM externa protocolo I2C Practica #14 Frecuencímetro


Ejercicio #1

Encender un led Objetivo En esta práctica podremos comenzar a familiarizarnos con los entornos del compilador, programador, simulación y finalmente programación física y montaje de nuestro microcontrolador.

Fig. Conexión practica 1 proteus ESQUEMATICO PRIMERA PRÁCTICA Hacemos el paso 1 de el capitulo “programación de PIC” y nos disponemos a hacer nuestro primer programa:


Este es un programa muy sencillo, en el cual, encenderemos un led durante un segundo, y se apagará un segundo también, en nuestro programa tenemos el tiempo de 1 segundo o mejor dicho 1000 milisegundos= 1000*Exp -3; con esta sencilla conversión podremos darnos cuenta de que si ponemos DELAY_MS(2000) serán 2 segundos y así sucesivamente. Con la opción “enciende(A0);” ponemos a “1” lógico el pin A0 del puerto A, como vemos en esta imagen: enciende(A0); delay_ms(1000); apaga(A0); delay_ms(1000);


Practica #2

Manejo de un puerto de entrada y salida Objetivo Manejar un puerto completo del microcontrolador, así como el manejo de entrada de datos, por medio de un pulsador, haremos una introducción a nuevas instrucciones al compilador para poder testear el puerto A como entrada.

Fig. Esquema practica 2

Esquemático de la práctica

Ing. Braulio Elías Chi Salavarría Código del programa if(entrada(A0)){ enciende(B7); }else{ Enapaga(B7); este programa agregamos una condición if, asi ya podemos tomar decisiones dependiendo de las condiciones creados por nuestras entradas. } Con la condición if(entrada(A0)) preguntamos si el pin A0 se encuentra a 1, si esta condición es verdadera, entonces enciendo B7, de lo contrario mantenemos apagado el pin (A0);


Practica #3

Secuencia de leds (con condiciones) Objetivo Dar nuevas condiciones a nuestros programas, para manejar una secuencia de nuestro puerto B acondicionado por nuestro puerto A como entrada.

Secuencia de leds (con condiciones) En esta práctica pondremos a prueba todas las prácticas anteriores En este programa, vemos una nueva instrucción “output_b(0x01)” en esta instrucción le decimos al microcontrolador que utilice todo su puerto como salida, y como en este ejemplo, despliegue un 0x00, y así sucesivamente.

if(entrada(A0)){ output_b(0x01); delay_ms(1000); output_b(0x02); delay_ms(1000); output_b(0x04); delay_ms(1000); output_b(0x08); delay_ms(1000); }else{ output_b(0x08); delay_ms(1000); output_b(0x04); delay_ms(1000); output_b(0x02); delay_ms(1000); output_b(0x01); delay_ms(1000); }


Practica #4

Display de 7 segmentos Objetivo En esta práctica haremos una secuencia de todo nuestro puerto, específicamente el puerto B, que se comprende de 8 entradas o salidas, en este ejemplo lo tomaremos como salidas, formando una palabra de 8 bits (binario). En el cual manejaremos un display de 7 segmentos. Para nuestro montaje físico, solo utilizaremos 7 bits. Así como también manejar tiempos de reloj para poder hacer una secuencia de datos paso a paso. El visualizador de siete segmentos (llamado también display) es una forma de representar números en equipos electrónicos. Está compuesto de siete segmentos que se pueden encender o apagar individualmente. Cada segmento tiene la forma de una pequeña línea.

Para saber los valores que debemos desplegar en el display de 7 segmentos: Número a b c d e f g Valor hexadecimal 1 X X 0x60 2 X X X X X 0xd9 3 X X X X X 0xf1 4 X X X X 0x63 5 X X X X X 0xb3 6 X X X X X X 0xb7 7 X X X 0xe0 8 X X X X X X X 0xf7 9 X X X X X 0xe3 0 X X X X X X 0xf6

Ing. Braulio Elías Chi Salavarría En la tabla de arriba, podemos ver los valores que necesitamos tener en las salidas del puerto que activará el display de 7 segmentos. La posición en la cual se conectarán será la siguiente: PIN D0 = g PIN D1 = f PIN D2 = e PIN D4 = d PIN D5 = c PIN D6 = b PIN D7 = a Para poder hacer un pequeño contador de 0 a 3 lo realizamos de la siguiente forma: for(;;){ output_d(0xf6); delay_ms(500); output_d(0x60); delay_ms(500); output_d(0xd9); delay_ms(500); output_d(0xf1); delay_ms(500); }


Practica #5

Motores paso a paso Objetivo: La siguiente práctica mostrará el conexionado básico para usar un motor a pasos unipolar. Agregando a nuestro circuito de prueba un driver ULN2803 al puerto M y un motor a pasos unipolar a la salida del driver podremos crear un programa que genere uno de los 3 tipos de movimientos generalizados para este tipo de motores. Introducción: Los motores paso a paso son ideales para la construcción de mecanismos en donde se requieren movimientos muy precisos. La característica principal de estos motores es el hecho de poder moverlos un paso a la vez por cada pulso que se le aplique. Este paso puede variar desde 90° hasta pequeños movimientos de tan solo 1.8°, es decir, que se necesitarán 4 pasos en el primer caso (90°) y 200 para el segundo caso (1.8°), para completar un giro completo de 360°. Estos motores poseen la habilidad de poder quedar enclavados en una posición o bien totalmente libres. Si una o más de sus bobinas están energizadas, el motor estará enclavado en la posición correspondiente y por el contrario quedará completamente libre si no circula corriente por ninguna de sus bobinas. Secuencias para manejar motores paso a paso Unipolares Existen tres secuencias posibles para este tipo de motores, las cuales se detallan a continuación. Todas las secuencias comienzan nuevamente por el paso 1 una vez alcanzado el paso final (4 u 8). Para revertir el sentido de giro, simplemente se deben ejecutar las secuencias en modo inverso. Secuencia Normal: Esta es la secuencia más usada y la que generalmente recomienda el fabricante. Con esta secuencia el motor avanza un paso por vez y debido a que siempre hay al menos dos bobinas activadas, se obtiene un alto torque de paso y de retención.

PASO

Bobina A

Bobina B

Bobina C

Bobina D

1

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ON

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OFF

2

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ON

ON

OFF


3

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4

ON

OFF

OFF

ON

Fig. Secuencia normal Secuencia del tipo wave drive: En esta secuencia se activa solo una bobina a la vez. En algunos motores esto brinda un funcionamiento más suave. La contrapartida es que al estar solo una bobina activada, el torque de paso y retención es menor.

PASO

Bobina A

Bobina B

Bobina C

Bobina D

1

ON

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2

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ON

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OFF

3

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OFF

ON

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4

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OFF

OFF

ON

Fig. secuencia del tipo wave drive Secuencia del tipo medio paso: En esta secuencia se activan las bobinas de tal forma de brindar un movimiento igual a la mitad del paso real. Para ello se activan primero 2 bobinas y luego solo 1 y así sucesivamente. Como vemos en la tabla la secuencia completa consta de 8 movimientos en lugar de 4. PASO

Bobina A

Bobina B

Bobina C

Bobina D


1

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OFF

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2

ON

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3

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ON

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OFF

4

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ON

ON

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5

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ON

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6

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ON

ON

7

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OFF

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ON

8

ON

OFF

OFF

ON

Fig. Secuencia del tipo medio paso Como comentario final, cabe destacar que debido a que los motores paso a paso son dispositivos mecánicos y como tal deben vencer ciertas inercias, el tiempo de duración y la frecuencia de los pulsos aplicados es un punto muy importante a tener en cuenta.

Ing. Braulio Elías Chi Salavarría En tal sentido el motor debe alcanzar el paso antes que la próxima secuencia de pulsos comience. Si la frecuencia de pulsos es muy elevada, el motor puede reaccionar en alguna de las siguientes formas: Puede que no realice ningún movimiento en absoluto. Puede comenzar a vibrar pero sin llegar a girar. Puede girar erráticamente. O puede llegar a girar en sentido opuesto. Para obtener un arranque suave y preciso, es recomendable comenzar con una frecuencia de pulso baja y gradualmente ir aumentándola hasta la velocidad deseada sin superar la máxima tolerada. El giro en reversa debería también ser realizado previamente bajando la velocidad de giro y luego cambiar el sentido de rotación. Una referencia importante: Cuando se trabaja con motores P-P usados o bien nuevos, pero de los cuales no tenemos hojas de datos. Es posible averiguar la distribución de los cables a los bobinados y el cable común en un motor de paso unipolar de 5 o 6 cables siguiendo las instrucciones que se detallan a continuación:

Fig. Tipo de motores P.P. 1. Aislando el cable(s) común que va a la fuente de alimentación: Como se aprecia en las figuras anteriores, en el caso de motores con 6 cables, estos poseen dos cables comunes, pero generalmente poseen el mismo color, por lo que lo mejor es unirlos antes de comenzar las pruebas. Usando un tester para chequear la resistencia entre pares de cables, el cable común será el único que tenga la mitad del valor de la resistencia entre ella y el resto de los cables. Esto es debido a que el cable común tiene una bobina entre ella y cualquier otro cable, mientras que cada uno de los otros cables tiene dos bobinas entre ellos. De ahí la mitad de la resistencia medida en el cable común. 2. Identificando los cables de las bobinas (A, B, C y D): aplicar un voltaje al cable común (generalmente 12 volts, pero puede ser más o menos) y manteniendo uno de los otros cables a masa (GND) mientras vamos poniendo a masa cada uno de los demás cables de forma alternada y observando los resultados. El proceso se puede apreciar en el siguiente cuadro:


Seleccionar un cable y conectarlo a masa. Ese será llamado cable A.

Manteniendo el cable A conectado a masa, probar cuál de los tres cables restantes provoca un paso en sentido antihorario al ser conectado también a masa. Ese será el cable B. Manteniendo el cable A conectado a masa, probar cuál de los dos cables restantes provoca un paso en sentido horario al ser conectado a masa. Ese será el cable D. El último cable debería ser el cable C. Para comprobarlo, basta con conectarlo a masa, lo que no debería generar movimiento alguno debido a que es la bobina opuesta a la A. Fig. Funcionamiento de motores P.P. Nota: La nomenclatura de los cables (A, B, C, D) es totalmente arbitraria. Identificando los cables en Motores P-P Bipolares: Para el caso de motores paso a paso bipolares (generalmente de 4 cables de salida), la identificación es más sencilla. Simplemente tomando un tester en modo ohmetro (para medir resistencias), podemos hallar los pares de cables que corresponden a cada bobina, debido a que entre ellos deberá haber continuidad (en realidad una resistencia muy baja). Luego solo deberemos averiguar la polaridad de la misma, la cual se obtiene fácilmente probando. Es decir, si conectado de una manera no funciona, simplemente damos vuelta los cables de una de las bobinas y entonces ya debería funcionar correctamente. Si el sentido de giro es inverso a lo esperado, simplemente se deben invertir las conexiones de ambas bobinas y el H-Bridge. Para recordar Un motor de paso con 5 cables es casi seguro de 4 fases y unipolar. Un motor de paso con 6 cables también puede ser de 4 fases y unipolar, pero con 2 cables comunes para alimentación. Pueden ser del mismo color. Un motor de pasos con solo 4 cables es comúnmente bipolar. Esquemático  Unipolar: Estos motores suelen tener 6 o 5 cables de salida, dependiendo de su conexionado interno (ver figura 2). Este tipo se caracteriza por ser más simple de controlar. En la figura 4 podemos apreciar un ejemplo de conexionado para controlar un motor paso a paso unipolar mediante el uso de un ULN2803, el cual es una array de 8 transistores tipo Darlington capaces de manejar cargas

Ing. Braulio Elías Chi Salavarría de hasta 500mA. Las entradas de activación (Activa A, B , C y D) pueden ser directamente activadas por un microcontrolador.

Conexión ULN2803 0

U1 2 3 4 5 6 7 10

0

U2

+88.8

10 18 17 16 15 14 13 12 11

COM 1C 2C 3C 4C 5C 6C 7C 8C

1B 2B 3B 4B 5B 6B 7B 8B

1 2 3 4 5 6 7 8

21 22 23 24 25 26 27 28

RA0/AN0 RC0/T1OSO/T1CKI RA1/AN1 RC1/T1OSI/CCP2/UOE RA2/AN2/VREF-/CVREF RC2/CCP1 RA3/AN3/VREF+ RC4/D-/VM RA4/T0CKI/C1OUT/RCV RC5/D+/VP RA5/AN4/SS/LVDIN/C2OUT RC6/TX/CK RA6/OSC2/CLKO RC7/RX/DT/SDO RB0/AN12/INT0/FLT0/SDI/SDA RB1/AN10/INT1/SCK/SCL RB2/AN8/INT2/VMO RB3/AN9/CCP2/VPO RB4/AN11/KBI0/CSSPP RB5/KBI1/PGM RB6/KBI2/PGC RB7/KBI3/PGD PIC18F2550

ULN2803

Conexión practica 5 Código void secuencia(){ output_b(0xFE); delay_ms(500); output_b(0xFD); delay_ms(500); output_b(0xFB); delay_ms(500); output_b(0xF7); delay_ms(500); } void secuencia2(){ output_b(0xF7); delay_ms(500); output_b(0xFB);

OSC1/CLKI VUSB RE3/MCLR/VPP

11 12 13 15 16 17 18

9 14 1

Ing. Braulio Elías Chi Salavarría delay_ms(500); output_b(0xFD); delay_ms(500); output_b(0xFE); delay_ms(500); } Estas son funciones que vamos a llamar dentro de nuestro menú principal, para que no tengamos que poner todo, cuando queramos hacer la misma acción. Programa principal ///////////·······poner programa desde aqui········//////////// if(entrada(A0)){ secuencia(); } if(entrada(A1)){ secuencia2(); } //////////··········fin de programa···········///////


Practica #6

Motor CD con puente H Objetivo Conocer el funcionamiento de un Motor CD y dar una explicación de cómo poner a funcionarlo en ambas direcciones con una lógica de control avanzada, en la cual será controlada por variables la dirección de un motor mediante un puente H.

Introducción Un Puente H o Puente en H es un circuito electrónico que permite a un motor eléctrico DC girar en ambos sentidos, avance y retroceso. Son ampliamente usados en robótica y como convertidores de potencia. Los puentes H están disponibles como circuitos integrados, pero también pueden construirse a partir de componentes discretos.

Funcionamiento puente H Estructura de un puente H (marcado en rojo)

Puente H Los 2 estados básicos del circuito. El término "puente H" proviene de la típica representación gráfica del circuito. Un puente H se construye con 4 interruptores (mecánicos o mediante transistores). Cuando los interruptores S1 y S4 (ver primera figura) están cerrados (y S2 y S3 abiertos) se aplica una tensión positiva en el motor, haciéndolo girar en un sentido. Abriendo los interruptores S1 y S4 (y cerrando S2 y S3), el voltaje se invierte, permitiendo el giro en sentido inverso del motor. Con la nomenclatura que estamos usando, los interruptores S1 y S2 nunca podrán estar cerrados al mismo tiempo, porque esto cortocircuitaría la fuente de tensión. Lo mismo sucede con S3 y S4. Como hemos dicho el puente H se usa para invertir el giro de un motor, pero también puede usarse para frenarlo (de manera brusca), al hacer un corto entre las bornas del motor, o incluso puede usarse para permitir que el motor frene bajo su propia inercia,

Ing. Braulio Elías Chi Salavarría cuando desconectamos el motor de la fuente que lo alimenta. En el siguiente cuadro se resumen las diferentes acciones. S1 S2 S3 S4 Resultado 1 0 0 1 El motor gira en avance 0 1 1 0 El motor gira en retroceso 0 0 0 0 El motor se detiene bajo su inercia 0 1 0 1 El motor frena (fast-stop) Integrado L293D Este integrado, es un puente H en el cual, ya no tenemos que hacer todo ese arreglo de transistores y diodos, esto nos facilita a la hora de armar nuestro circuito, evitando errores de cableado.

L293D L293 Diagrama interno de nuestro integrado, en el cual vemos diferentes tipos de aplicaciones.

Ing. Braulio Elías Chi Salavarría Diagrama a bloques L293 Tabla de verdad de nuestro integrado

Tabla de verdad L293 Esquemático

0 U1

0 8 3 6

11 14

OUT1 VS OUT2

OUT3 OUT4 GND

U2

16 VSS

GND

IN1 IN2 EN1

EN2 IN3 IN4

2 7 1

9 10 15

L293D

2 3 4 5 6 7 10 21 22 23 24 25 26 27 28

RA0/AN0 RC0/T1OSO/T1CKI RA1/AN1 RC1/T1OSI/CCP2/UOE RA2/AN2/VREF-/CVREF RC2/CCP1 RA3/AN3/VREF+ RC4/D-/VM RA4/T0CKI/C1OUT/RCV RC5/D+/VP RA5/AN4/SS/LVDIN/C2OUT RC6/TX/CK RA6/OSC2/CLKO RC7/RX/DT/SDO RB0/AN12/INT0/FLT0/SDI/SDA RB1/AN10/INT1/SCK/SCL RB2/AN8/INT2/VMO RB3/AN9/CCP2/VPO RB4/AN11/KBI0/CSSPP RB5/KBI1/PGM RB6/KBI2/PGC RB7/KBI3/PGD

OSC1/CLKI VUSB RE3/MCLR/VPP

PIC18F2550

Código Declaramos una variable en el lugar donde nos indica que podemos hacerlo int entradas=0; Y en nuestro programa principal ponemos esto: ///////////·······poner programa desde aqui········//////////// entradas=PORTA(); if (entradas==0x00){ enciende(B0); enciende(B5); enciende(B1); apaga(B2);

11 12 13 15 16 17 18

9 14 1

Ing. Braulio Elías Chi Salavarría enciende(B6); apaga(B7); } if (entradas==0x01){ enciende(B0); apaga(B5); enciende(B1); apaga(B2); enciende(B6); apaga(B7); } if (entradas==0x02){ apaga(B0); enciende(B5); enciende(B1); apaga(B2); enciende(B6); apaga(B7); } if(entradas==0x03){ enciende(B0); enciende(B5); enciende(B2); enciende(B7); apaga(B1); apaga(B6); } //////////··········fin de programa···········/////// Como podemos ver, en nuestro programa, tenemos que habilitar nuestro driver, y hacer una combinación de bits de habilitación para poder ir en la dirección que deseemos ya sea adelante o atrás.


Practica #7

ADC Convertidor analógico digital Objetivo Enseñar el funcionamiento de sensores, los cuales son una parte importante en el funcionamiento de un sistema automatizado, y como adaptar estas señales a un microcontrolador. Introducción El CNY70 es un sensor óptico reflexivo que tiene una construcción compacta dónde el emisor de luz y el receptor se colocan en la misma dirección para detectar la presencia de un objeto utilizando la reflexión del infrarrojo sobre el objeto. La longitud de onda de trabajo es 950nm. El detector consiste en un fototransistor.

CNY70 ¿Cómo configurar nuestro sensor?


Fig. Conexión CNY70 Valores analógicos y digitales Los sensores trabajan con señales eléctricas, pero no todos son con señales digitales o discretas, esto porque su señal es analógica. Nuestro microcontrolador cuenta con entradas analógicas digitales, esto que quiere decir, que podemos convertir esas señales analógicas a digitales en forma de un valor discreto, en esto caso, la hoja de datos nos dice que tenemos hasta 11 canales A/D repartidos en el puerto A y B con una precisión de 10 bits. ¿10 bits? Si queremos convertir 10 bits a un valor decimal, solo tendríamos que hacer la siguiente conversión: 2 = 1024 Tenemos que un voltaje de 5 volts dividido entre 1024 unidades sería que cada aumento de .00488 volts o 4.88 mili volts, es una cantidad bastante buena y tendríamos bastante precisión a la hora de medir un sensor. La fórmula para saber el voltaje adquirido es la siguiente: ∗5 = 1024 Para que nuestro microcontrolador pueda leer valores analógicos cambiamos la siguiente configuración en nuestra “forma_general”. setup_adc_ports(AN0_TO_AN1); setup_adc(ADC_CLOCK_DIV_64); Seleccionamos una división de 64 debido a que trabajamos a una frecuencia de 48MHz en el CPU, la tabla del ADC nos dice que:


Que para una frecuencia de 48MHz seleccionemos una división de 64. Declaramos una variable int valor=0x00; Declaramos una función para leer nuestro valor analógico void toma_adc(void){ set_adc_channel(0); delay_ms(1); valor=read_adc(); } Y en nuestro programa principal ponemos un valor a partir del cual, pondremos un valor que cuando llegue, se encenderá nuestro led en el puerto B0. ///////////·······poner programa desde aqui········//////////// toma_adc(); if (valor>100){ enciende(B0); }else{ apaga(B0); } //////////··········fin de programa···········///////


Practica #8

Interrupción de Timer0 Objetivo Conocer el funcionamiento de las interrupciones de los temporizadores del microcontrolador, así como la configuración de las mismas. Introducción La interrupción RTCC se produce cada vez que el contador TIMER0 pasa de FFh a 00h. El timer0 está compuesto por 8 bits, es por esto que solo es de 00h a FFh. El TIMER0 hace un cómputo completo de 00h a FFh cada 512 µS, sin embargo este tiempo puede ser cambiado mediante un preescaler o sea un divisor, ajustable. Los tiempos generados para cada configuración son : :2 -> 512 µS al mínimo preescaler posible. :4 -> 1.0 mS :8 -> 2.0 mS :16 -> 4.0 mS :32 -> 8.1 mS :64 -> 16.3 mS :128 -> 33.3 mS :256 -> 66.6 mS al máximo preescaler posible. El Template que propongo usa un Preescaler de 128 para producir una interrupción RTCC cada 33.3 mS y así cada 30 veces que se produce cambio de estado la variable Flag, o sea 33.3 x 30 = 999 mS. Para declarar una interrupción necesitamos declarar la interrupción de la siguiente forma #int_timer0 void int_tiempo0(void){ } Como se puede observar la directiva #int_timer0 declaramos que es una interrupción de tipo timer, y debajo de esta directiva tenemos que poner la función que queremos que haga cuando detecte esta interrupción. Interrupción timer para nuestro ejemplo        

#int_timer0 void int_tiempo0(void){ ++contRTCC; if(contRTCC==30){ contRTCC=0; if (val==1){ val=0; }else{ val=1; }


} } Lo que realizara esta función es cambiar los estados de de las banderas, para que se apague y prenda A0, asi de esta manera nos evitamos utilizar un retardo y nuestro programa sigue realizando sus funciones sin tener que parar y quedar en reposo. En nuestro programa principal tenemos if(val==1){ output_high(pin_a0); }else{ output_low(pin_a0); } En el esquemático de nuestra práctica únicamente pondremos un led en el puerto A0 y veremos cómo parpadea, cabe mencionar que hay herramientas fáciles de utilizar para poder calcular los retardos que deseemos. Como puede ser RRPic timer calculator Como podemos observar en la siguiente figura


Practica #9

PWM (modulación por ancho de pulso) Objetivo Aprender la teoría de funcionamiento así como utilizar nuestro PWM embebido a nuestro microcontrolador y como integrarlo a diferentes aplicaciones. Introducción La modulación por ancho de pulsos (o PWM, de pulse-width modulation en inglés) de una señal o fuente de energía es una técnica en la que se modifica el ciclo de trabajo de una señal periódica (por ejemplo sinusoidal o cuadrada) ya sea para transmitir información a través de un canal de comunicaciones o control de la cantidad de energía que se envía a una carga.

El ciclo de trabajo de una señal periódica es el ancho relativo de su parte positiva en relación al período. Matemáticamente:

D es el ciclo de trabajo τ es el tiempo en que la función es positiva (ancho del pulso) T es el período de la función La construcción típica de un circuito PWM se lleva a cabo mediante un comparador con dos entradas y una salida. Una de las entradas se conecta a un oscilador de onda triangular, mientras que la otra queda disponible para la señal moduladora. En la salida la frecuencia es generalmente igual a la de la señal triangular y el ciclo de trabajo esta en función de la portadora. La principal desventaja que presentan los circuitos PWM es la posibilidad de que haya interferencias generadas por radiofrecuencia. Estas pueden minimizarse ubicando el controlador cerca de la carga y realizando un filtrado de la fuente de alimentación.


Esquemático a realizar

En esta práctica lo que haremos es configurar nuestro modulo PWM embebido a nuestro microcontrolador, y variar la anchura de pulso dependiendo de nuestra entrada de nuestro ADC en el canal A0. Para empezar debemos de poner en nuestra forma general, los siguientes comandos e instrucciones Configuraremos nuestro timer 2, que es el que nos da la frecuencia continua del PWM, así que pondremos lo siguiente setup_timer_2(T2_DIV_BY_4, 0xc0, 2); A continuación configuraremos nuestro modulo CCP como PWM setup_ccp1(CCP_PWM); y utilizaremos el ejemplo de la practica #7 para configurar nuestro ADC y tomar los valores de este. En nuestro programa principal pondremos toma_adc(); set_pwm1_duty (valor);

Ing. Braulio Elías Chi Salavarría if (valor>100){ enciende(B0); }else{ apaga(B0); } Y con esto tendremos una lectura parecida a esta en nuestro osciloscopio virtual

El cual variara el ancho de pulso, pero nunca la frecuencia.


Practica #10 LCD 16x2

Conocer el funcionamiento de un lcd 16x2 y las funciones necesarias para su aplicación en proyectos.

Introducción Para que podamos visualizar los resultados obtenidos de nuestros procesos o monitoreo, una forma muy profesional de visualizarlos es utilizando una pantalla LCD 16x2 que es una excelente opción debido a su bajo consumo y bajo precio en comparación con otras opciones.

Como podemos observar el diagrama a bloques de nuestra practica En esta práctica lo que haremos es visualizar el contenido en nuestro canal ADC y desplegarlo por la pantalla.

Para poder llamar a esta librería, es importante mencionar que no se encuentra en las librerías de CCS, sino que hay que instalarla en la carpeta de drivers en donde se guardo CCS. Aquí tienen los pasos:


A continuación configuraremos nuestro canal ADC y nuestro driver para poder configurar nuestro LCD. Antes de empezar, es importante decir que debemos quitar los #define para el puerto B y poner: #define LCD_DB4 PIN_B3 #define LCD_DB5 PIN_B5 #define LCD_DB6 PIN_B6 #define LCD_DB7 PIN_B7 // #define LCD_RS PIN_B0 #define LCD_RW PIN_B1 #define LCD_E PIN_B2 Y ponemos al principio la inclusión del archivo #include Para renombrar los pines del puerto B con respecto a nuestra librería flex_lcd.c que se encuentra en la carpeta. Inicializamos nuestra función lcd lcd_init(); lcd_gotoxy(1,1); /////con este comando, le decimos en que fila y que columna queremos colocar nuestro mensaje printf(lcd_putc,"PRACTICA 11");///imprimimos mensaje en la pantalla delay_ms(1500); lcd_putc('\f');///////borramos el mensaje lcd_gotoxy(1,1); printf(lcd_putc,"EJEMPLO LCD");


Código para nuestro menú principal toma_adc(); lcd_gotoxy(1,1); printf(lcd_putc,"VALOR ADC:%Lu",valor); if (valor>1000){ ////esta funcion se utiliza para cuando es mayor a 1000 y se tiene que borrar flag_mayor=1; ////el ultimo cero, para que quede igual, y no salga flotando } if ((flag_mayor==1)&&(valor<1000)){ lcd_putc('\f'); flag_mayor=0; } //////////··········fin de programa···········/////// }


Practica #11

LM35 (sensor de temperatura) Objetivo Conocer el funcionamiento de un sensor de temperatura LM35, características técnicas y programación de lectura de datos. Introducción El LM35 es un sensor de temperatura con una precisión calibrada de 1ºC. Puede medir temperaturas en el rango que abarca desde -55º a + 150ºC. La salida es muy lineal y cada grado centígrado equivale a 10 mV en la salida.

Sus características más relevantes son: Precisión de ~1,5ºC (peor caso), 0.5ºC garantizados a 25ºC. No linealidad de ~0,5ºC (peor caso). Baja corriente de alimentación (60uA). Amplio rango de funcionamiento (desde -55º a + 150ºC). Bajo costo. Baja impedancia de salida. Su tensión de salida es proporcional a la temperatura, en la escala Celsius. No necesita calibración externa y es de bajo costo. Funciona en el rango de alimentación comprendido entre 4 y 30 voltios. Como ventaja adicional, el LM35 no requiere de circuitos adicionales para su calibración externa cuando se desea obtener una precisión del orden de ±0.25 ºC a temperatura ambiente, y ±0.75 ºC en un rango de temperatura desde 55 a 150 ºC. La baja impedancia de salida, su salida lineal y su precisa calibración inherente hace posible una fácil instalación en un circuito de control. Debido a su baja corriente de alimentación (60uA), se produce un efecto de autocalentamiento reducido, menos de 0.1 ºC en situación de aire estacionario.


Para la configuración de nuestro sensor de temperatura utilizaremos el siguiente esquema:

Ajustamos para que nuestra ganancia para cada grado de aumento sea de .20mv de voltaje. Para este ejemplo, no utilizaremos este circuito, aunque se recomienda utilizarlo para cuando la precisión es muy importante, exponemos el código: Declaramos variables: int16 temp=0; float tempreal=0; Declaramos nuestra función: void toma_adc(void){ set_adc_channel(0); delay_ms(1); temp=read_adc(); } Y en nuestro menú principal: toma_adc(); tempreal=temp/2; lcd_gotoxy(1,1);

Ing. Braulio Elías Chi Salavarría printf(lcd_putc,"VALOR ADC:%f",tempreal); Con la pequeña conversión de división, podemos obtener el cálculo correcto de temperatura.


Practica #12

Protocolo Serial RS232 Objetivo Aprender a utilizar el puerto serial y la comunicación con la PC, así como el uso de interrupción RDA, e interfaz que se necesita para la conexión.

Introducción RS-232 (también conocido como Electronic Industries Alliance RS-232C) es una interfaz que designa una norma para el intercambio serie de datos binarios entre un DTE (Equipo terminal de datos) y un DCE (Data Communication Equipment, Equipo de Comunicación de datos), aunque existen otras situaciones en las que también se utiliza la interfaz RS-232.

Conector RS-232 (DE-9 hembra). En particular, existen ocasiones en que interesa conectar otro tipo de equipamientos, como pueden ser computadores. Evidentemente, en el caso de interconexión entre los mismos, se requerirá la conexión de un DTE (Data Terminal Equipment) con otro DTE. El RS-232 consiste en un conector tipo DB-25 (de 25 pines), aunque es normal encontrar la versión de 9 pines (DE-9), más barato e incluso más extendido para cierto tipo de periféricos (como el ratón serie del PC). El conector DB9 es

Ing. Braulio Elías Chi Salavarría Número de clavija 1 2 3 4 5 6 7 8 9

Nombre CD: Detector de transmisión RXD: Recibir datos TXD: Transmitir datos DTR: Terminal de datos lista GND: Señal de tierra DSR: Ajuste de datos listo RTS: Permiso para transmitir CTS: Listo para enviar RI: Indicador de llamada Protección

Diagrama

PROGRAMA Declaramos la directiva para nuestra interrupción RDA, y nuestra función que hara un eco a lo que escribamos, y activara una bandera para que cuando detecte el carácter ‘T’ imprima la temperatura. #int_rda void serial_isr() { Keypress=0x00; if(kbhit()){ Keypress=getc(); if(Keypress!=0x00){

Ing. Braulio Elías Chi Salavarría putchar(keypress); flag_print=1; } } }

Y en nuestro programa principal tenemos if (flag_print==1){ if(Keypress=='T'){ printf("VALOR ADC:%f\r",tempreal); } flag_print=0; }

Asi es que sin importar que carácter le pongamos, no va a responder, solo con el carácter T.


Practica #13

Memoria EEPROM 24C02 (protocolo I2C) Objetivo Aprender el protocolo I2C y aplicar las librerías para la memoria eeprom 24c02 I²C es un bus de comunicaciones en serie. Su nombre viene de Inter-Integrated Circuit (Circuitos Inter-Integrados). La versión 1.0 data del año 1992 y la versión 2.1 del año 2000, su diseñador es Philips. La velocidad es de 100Kbits por segundo en el modo estándar, aunque también permite velocidades de 3.4 Mbit/s. Es un bus muy usado en la industria, principalmente para comunicar microcontroladores y sus periféricos en sistemas integrados (Embedded Systems) y generalizando más para comunicar circuitos integrados entre sí que normalmente residen en un mismo circuito impreso. La principal característica de I²C es que utiliza dos líneas para transmitir la información: una para los datos y por otra la señal de reloj. También es necesaria una tercera línea, pero esta sólo es la referencia (masa). Como suelen comunicarse circuitos en una misma placa que comparten una misma masa esta tercera línea no suele ser necesaria. Las líneas se llaman: * SDA: datos * SCL: reloj * GND: masa Las dos primeras líneas son drenador abierto, por lo que necesitan resistencias de pullup. Los dispositivos conectados al bus I²C tienen una dirección única para cada uno. También pueden ser maestros o esclavos. El dispositivo maestro inicia la transferencia de datos y además genera la señal de reloj, pero no es necesario que el maestro sea siempre el mismo dispositivo, esta característica se la pueden ir pasando los dispositivos que tengan esa capacidad. Esta característica hace que al bus I²C se le denomine bus multimaestro.

Ing. Braulio Elías Chi Salavarría La siguiente practica nos enseñara como utilizar la memoria EEPROM externa 24C02, estaremos monitoreando un sensor LM35 y el valor calculado se guardará en la memoria EEPROM, el tiempo será determinado por la interrupción del timer 0.

La memoria eeprom cuenta con 2Kb de memoria, suficiente para 2000 muestras de 8 bits. Aquí vemos sus características técnicas:

Pueden ponerse más de una memoria en serie, hasta 4 memorias, y estas se controlan mediante las líneas A0,A1,A2 de la memoria. Para poder llamar a la librería, necesitamos incluir el archivo 2402.c el cual nos da las funciones que veremos a continuación:

Ing. Braulio Elías Chi Salavarría ///////////·······poner programa desde aqui········//////////// if(flag_timer){ flag_timer=0; output_toggle(C0); temp=valor/2; puntero++; if(puntero>254)puntero=0; toma_adc(); write_ext_eeprom(puntero,temp); } //////////··········fin de programa···········/////// En donde primero necesitamos llamar a la función init_ext_eeprom(); antes de llamar a cualquier otra función de la librería. Es importante mencionar que el protocolo I2C funciona con resistencias pull up. En la simulación podemos ver como se guardan los datos en la memoria externa.


Practica #14

Frecuencimetro (Interrupción Externa) Objetivo: Conocer el funcionamiento de una interrupción Externa y sus aplicaciones reales en proyectos avanzados. Introducción Las interrupciones externas nos sirven para poder testear un entrada, sin tener que estarlo haciendo todo el tiempo, solo cuando detecta un cambio lógico en su entrada, así podemos realizar diversas funciones en nuestro programa, haciendo más eficiente nuestro código.

Aquí podemos ver el diagrama lógico de todas las interrupciones soportados por nuestro microcontrolador. Programa Nuestro programa capturara una señal desde nuestra interrupción externa, la cual se incrementará hasta que la interrupción del timer0 llegue a aproximadamente 1

Ing. Braulio Elías Chi Salavarría segundo, debemos saber que no es del todo exacto debido a que la interrupción del timer0 no llega a 1 segundo exacto para tener un periodo de muestro exacto.

#int_ext void isr_ext(){ contador++; } #int_timer0 void isr_timer0(){ set_timer0(93); tick++; if(tick>600){ tick=0; frecuencia=contador; contador=0; } } Ahora en nuestro programa for(;;) solo imprimiremos la frecuencia en nuestro LCD: lcd_gotoxy(1,2); printf(lcd_putc,"Frec= %Lu",frecuencia);


REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS Y VIRTUALES http://www.elrincondelc.com/cursoc/cursoc7.html http://www.todorobot.com.ar/informacion/tutorial%20stepper/stepper-tutorial.htm http://www.terra.es/personal/fremiro/Archivos/CNY70%20web.pdf http://www.picmania.net

Curso de Microcontroladores Pic18f4550

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