Manual de Usuario PIC School

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Ma nua l de Usua r io PIC School - slide pdf.c om

Laboratorio PIC’School Manual de usuario con tutorial y ejemplos para PIC16F876 / 18F4520 V 1.00 Enero 2006

INGENIERIA DE MICROSISTEMAS PROGRAMADOS S.L. C/ Alda. Mazarredo Nº 47 - 1º Dpto. 2 48009 BILBAO - BIZKAIA Tel/Fax: 94 4230651 email: [email protected] www.microcontroladores.com

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Laboratorio PIC’School; Manual de Usuario Indice general INDICE GENERAL

TEMA 1: EL HARDWARE 1.1 1.2 1.3

INTRODUCCION CARACTERISTICAS ARQUITECTURA DE PIC’SCHOOL

1-1 1-2 1-4

1.3.1 1.3.2 1.3.3 1.3.4 1.3.5 1.3.6 1.3.7 1.3.8 1.3.9 1.3.10 1.3.11 1.3.12 1.3.13 1.3.14

1-5 1-6 1-6 1-8 1-9 1-10 1-11 1-12 1-13 1-14 1-15 1-16 1-17 1-18

La fuente de alimentación El oscilador Los microcontroladores Entradas analógicas Entradas digitales El generador lógico El teclado Salidas digitales Salidas digitales de alta corriente Interfase serie RS-232 Interfase bus CAN Pantalla LCD Conectores para interfase RJ11 y USB Sección de grabación

TEMA 2: SOFTWARE DE GRABACION 2.1 2.2

2.3

2.4

INTRODUCCION EL SOFTWARE DE GRABACION WINPIC800

2-1 2-1

2.2.1

Instalación

2-1

2.2.2 2.2.3 2.2.4

Configuración del del software hardware Configuración Tareas mas comunes

2-3 2-5 2-5

EL SOFTWARE DE GRABACION ICPROG

2-6

2.3.1 2.3.2 2.3.3 2.3.4

2-6 2-9 2-9 2-11

Instalación Configuración del hardware Configuración del software Tareas mas comunes

EL DEPURADPR EN CIRCUITO ICD2

2-12

2.4.1 2.4.2 2.4.3

2-13 2-13 2-16

Instalación Configuración Tareas mas comunes

TEMA 3: TUTORIAL 3.1 3.2

INTRODUCCION TUTORIAL

3-1 3-3

3.2.1 3.2.2 3.2.3 3.2.4

Creación de un proyecto El programa fuente Construyendo el proyecto Preparando el hardware de la aplicación

3-4 3-8 3-9 3-10

3.2.5 3.2.6

Grabación del dispositivo Comprobando el funcionamiento de la aplicación

3-11 3-12

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Laboratorio PIC’School; Manual de Usuario Indice general 3.3

EJEMPLOS

3-13

3.3.1 3.3.2

Ejemplo 1: Simple manejo de las entradas y salidas Ejemplo 2: Función lógica NOT

3-13 3-13

3.3.3 3.3.4 3.3.5 3.3.6 3.3.7 3.3.8 3.3.9 3.3.10 3.3.11 3.3.12 3.3.13 3.3.14 3.3.15

Ejemplo 4: 3: Automatismo Decodificadorsecuencial combinacional Ejemplo Ejemplo 5: Automatismo secuencial Ejemplo 6: Automatismo secuencial Ejemplo 7: Automatismo secuencial Ejemplo 8: Juego de luces Ejemplo 9: La interrupción del TMR0 Ejemplo 10: La interrupción externa RB0/INT y el modo SLEEP Ejemplo 11: El display de 7 segmentos Ejemplo 12: Decodificador BCD a 7 segmentos Ejemplo 13: Contador decimal UP/DOWN Ejemplo 14: El TMR0 como contador de pulsos externos Ejemplo 15: La memoria EEPROM de datos, la máquina su turno

3-13 3-14 3-15 3-15 3-16 3-17 3-17 3-18 3-18 3-19 3-20 3-20 3-21

3.3.16 3.3.17 3.3.18 3.3.19 3.3.20 3.3.21 3.3.22 3.3.23 3.3.24 3.3.25 3.3.26 3.3.27 3.3.28

Ejemplo al la manejo deLCD la pantalla LCD Ejemplo 16: 17: Introducción Seguimos con pantalla Ejemplo 18: Visualizando mas mensajes Ejemplo 19: El teclado Ejemplo 20: El teclado y la pantalla LCD Ejemplo 21: Interrupción por cambio de estado Ejemplo 22: El TMR1 en modo temporizador, interrupción cada cierto tiempo Ejemplo 23: El TMR1 como contador de eventos externos Ejemplo 24: El TMR1 como divisor de frecuencia Ejemplo 25: Frecuencímetro Ejemplo 26: El TMR2, interrupción periódica Ejemplo 27: El TMR2, temporizaciones ajustables Ejemplo 28: Capturas con el módulo CCP1, midiendo pulsos

3-22 3-22 3-23 3-23 3-24 3-24 3-25 3-25 3-26 3-26 3-27 3-27 3-27

3.3.29 3.3.30 3.3.31 3.3.32 3.3.33 3.3.34 3.3.35 3.3.36 3.3.37 3.3.38 3.3.39

Ejemplo 29: Capturas con el módulo CCP1, midiendo la anchura de un pulso Ejemplo 30: Capturas con el módulo CCP1, midiendo el tiempo entre pulsos Ejemplo 31: Comparación con el módulo CCP1, contador de eventos ajustable Ejemplo 32: Modulación de anchura de pulsos (PWM) mediante el módulo CCP1 Ejemplo 33: PWM mediante el módulo CCP1, variando la anchura Ejemplo 34: El convertidor ADC Ejemplo 35: Modulación PWM mediante el convertidor ADC Ejemplo 36: El USART, transmitiendo caracteres Ejemplo 37: El USART, recepción/transmisión de caracteres Ejemplo 38: Transmitiendo mensajes con el USART Ejemplo 39: Entretenimiento, adivina el número

3-28 3-28 3-29 3-29 3-30 3-30 3-31 3-31 3-32 3-32 3-33

ANEXO 1: EL MODULO LCD AN1.1 INTRODUCCION AN1.2 CONEXIÓN CON PIC’SCHOOL AN1.3 JUEGO DE INSTRUCCIONES AN1.3.1 AN1.3.2 AN1.3.3 AN1.3.4 AN1.3.5 AN1.3.6 AN1.3.7 AN1.3.8 AN1.3.9 AN1.3.10

AN1-1 AN1-1 AN1-1

Clear Display Home Entry mode set Display ON/OFF Control Cursor or Display Shift Function Set Set the CG RAM address Set the DD RAM address Read Busy flag & address Write Data to CG or DD RAM

AN1-2 AN1-2 AN1-2 AN1-2 AN1-3 AN1-3 AN1-3 AN1-3 AN1-4 AN1-4


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Laboratorio PIC’School; Manual de Usuario Indice general AN1.3.11 AN1.3.12

Read data from CG o DD RAM Abreviaturas

AN1-4 AN1-5

AN1.4 JUEGO DE CARACTERES

AN1-6

AN1.5 CARACTERES AN1.6 SECUENCIA DEGRAFICOS INICIALIZACION AN1.7 DIAGRAMA DE TIEMPOS AN1.8 RUTINAS DE CONTROL

AN1-6 AN1-7 AN1-8 AN1-8

AN1.8.1 AN1.8.2 AN1.8.3 AN1.8.4 AN1.8.5 AN1.8.6 AN1.8.7

UP_LCD LCD_E LCD_BUSY LCD_REG LCD_DATO LCD_INI LCD_DELAY

AN1-9 AN1-10 AN1-10 AN1-11 AN1-11 AN1-11 AN1-12

AN1.9 DIMENSIONES DEL MODULO LCD ANEXO 2: RESUMEN DEL PIC16F876/877

AN1-12

AN2.1 AN2.2 AN2.3 AN2.4 AN2.5 AN2.6 AN2.7

AN2-1 AN2-1 AN2-2 AN2-4 AN2-5 AN2-7 AN2-9

INTRODUCCION CARACTERISTICAS GENERALES DESCRIPCION DE PINES ORGANIZACIÓN DE LA MEMORIA FLASH DE MEMORIA LA MEMORIA RAM DE DATOS CONDICIONES INICIALES EN EL RESET JUEGO DE ISTRUCCIONES

ANEXO 3: EXPERIMENTANDO CON LA GAMA ALTA PIC18FXXX AN3.1 AN3.2 AN3.3 AN3.4 AN3.5

INTRODUCCION EXPERIMENTO 1: El multiplicador de 8 x 8 EXPERIMENTO 2: Modulación de ancho de banda EXPERIMENTO 3: Visualización de dos canales analógicos mediante UART EL COMPILADOR C

AN3-1 AN3-1 AN3-3 AN3-4 AN3-5

BIBLIOGRAFIA 1.2.3.-

Microcontroladores PIC, La clave del diseño. Ed. Paraninfo Microcontroladores PIC, diseño práctico de aplicaciones. Primera parte. Ed. Mac Graw-Hill Microcontroladores PIC, diseño práctico de aplicaciones. Segunda parte. Ed. Mc Graw-Hill

4.5.6.5.6.7.-

Diseño prácticode con microcontroladores. Ed.Ingeniería Thomosonde Microsistemas Programados. Curso práctico Diseño con PIC, 1ª parte. Curso práctico de Diseño con PIC, 2ª parte. Ingeniería de Microsistemas Programados. MPASM User’s guide. Microchip MPLAB User’s guide. Microchip PIC16F87X Data Sheet. Microchip

DIRECCIONES DE INTERES Ingeniería de Microsistemas Programados S.L. www.microcontroladores.com Microchip. www.microchip.com Custom Computer Services inc. (compiladores C) www.ccsinfo.com Software de grabación WinPIC800. http://perso.wanadoo.es/siscobf/winpic800.htm Software de grabación IcProg. www.ic-prog.com


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Laboratorio PIC’School; Manual de Usuario TEMA 1: EL Hardware TEMA 1: EL HARDWARE 1.1 INTRODUCCION Bienvenido al fascinante mundo de los microcontroladores. Ingeniería de Microsistemas Programados S.L. se complace en poner en tus manos el laboratorio PIC’School, la herramienta definitiva para el aprendizaje y diseño de aplicaciones basadas en los populares microcontroladores PIC de Arizona Microchip. Figura 1-1.

PIC’School es un laboratorio de carácter didáctico y una evolución lógica de los populares y conocidos entrenadores Micro’PIC Trainer y PIC’Laboratory . Permite trabajar con los dispositivos PIC mas representativos de las familias 12F, 16F y 18F, pudiéndose desarrollar aplicaciones tanto a nivel de software como de hardware. Dispone de un amplio y representativo número de periféricos muy utilizados en las aplicaciones reales y un módulo board para el montaje sin soldadura que permite implementar el hardware necesario en un determinado proyecto.

Figura 1-1. El laboratorio PIC’School A diferencia de otros equipos similares, ninguno de los periféricos contenidos en el laboratorio PIC’School están conectados de forma predeterminada a las líneas de E/S del microcontrolador. Es el propio usuario quien, mediante un sencillo cableado sin soldadura, conecta y asocia los distintos periféricos a esas líneas de E/S según lo requiera la aplicación. Esto permite tener un contacto mas directo con el hardware y un mayor control del mismo. En Ingeniería de Microsistemas Programados S.L. somos conscientes de la necesidad de disponer de herramientas sencillas, flexibles, potentes y de bajo coste, que permitan desarrollar y evaluar de forma cómoda y rápida las aplicaciones desarrolladas por el usuario, y donde se puedan emplear y aprovechar al máximo los distintos recursos internos que poseen los microcontroladores PIC, desde la gama baja a la gama alta. Esta ha sido nuestra meta y objetivo final a la hora de presentar el laboratorio PIC’School.

1.2 CARACTERISTICAS A continuación se muestran las características mas relevantes del laboratorio PIC’School: ●

●

●

El laboratorio PIC’School se presenta totalmente montado y comprobado con un manual en castellano donde se incluye un tutorial, abundantes ejemplos de demostración y en un maletín de plástico para su fácil transporte y almacenamiento. También se incluye un CD-ROM con las diferentes herramientas de diseño así como los programas fuentes de todos los ejemplos propuestos en el manual. Es totalmente modular y con firme voluntad de expansión. A corto/medio plazo se irá ampliando con una serie de módulos de prácticas opcionales en donde se irán tratando diferentes temas relacionados con los microcontroladores: comunicaciones, Bluetooth, USB, CAN, R.F. control de motores, periféricos avanzados y un largo etcétera. En esos módulos también se irán proponiendo aplicaciones que permitan conocer las características de los PIC’s desde la sencilla familia 12FXXX hasta los potentes 18FXXXX. Cada módulo constará de un conjunto de prácticas y todos los componentes necesarios para implementarlas.

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Alimentación única mediante F.Alimentación externa (no incluida) de 9 a 15VDC con positivo al centro. El laboratorio incorpora los circuitos de filtrado, estabilización, piloto ON/OFF y bomba de carga para la grabación. Admite dispositivos PIC de 8, 18, 28 y 40 patillas de las familias 12FXXX, 16FXXX y 18FXXX. De serie se suministra con el PIC16F876A de 28 pines o similar. Oscilador integrado a cristal de cuarzo encapsulado en DIP8 para generar la frecuencia general de trabajo del sistema. El oscilador suministrado de serie es de 4MHz, se inserta sobre un zócalo de 8 pines y es fácilmente intercambiable por otros osciladores con otras frecuencias. Configuración mediante jumpers de las señales CLK/GP5, CLK/RA7, MCL/GP3, MCL/RA5 y MCL/RE3. Igualmente se puede configurar el tipo de reloj a emplear: Oscilador a cristal de cuarzo o red R-C (XT/RC). Es posible por tanto adaptarse a múltiples configuraciones según modelo de PIC. Tres modos de operación diferentes que se seleccionan fácilmente mediante un conmutador. El modo RUN se emplea el dispositivo está el programa de aplicación a ejecutar. Todas las líneas de E/Scuando están disponibles para el grabado control decon periféricos. El modo PC se emplea durante los ciclos de grabación del dispositivo. Esta grabación se realiza mediante el canal serie de un PC dotado del software de grabación correspondiente (WinPic 800, IcProg, etc..). Se suministra el cable de conexión con el PC. Finalmente el modo ICSP permite conectar el laboratorio PIC’School con otros grabadores externos dotados de las señales ICSP o bien con depuradores en circuito como el ICD2 de Microchip. De esta forma es posible la emulación/depuración/grabación del dispositivo contenido en el laboratorio.

●

●

●

●

●

●

●

Todos los puertos con las líneas de E/S del PIC son accesibles mediante bloques de conectores que permiten una rápida y sencilla conexión con los periféricos a controlar. No hay conexiones predeterminadas. Cualquier periférico se puede conectar a cualquier línea de E/S. Acceso a los periféricos mediante bloques de conectores que permiten realizar un rápida y fiable conexión con las líneas de E/S del PIC. Basta emplear cable rígido de conexiones de 0.6 mm de grosor. Interfase serie estándar RS232 con conector DB9 hembra y acceso para la gestión y control de las señales TxD, RxD, CTS y RTS. Interfase para redes CAN con conector DB9 macho y acceso para la gestión y control de las señales Vr, RxCAN, TxCAN y GND. 8 salidas digitales pilotadas mediante leds rojos de 3 mm. 4 salidas digitales de alta corriente mediante drivers de 4 canales a 0.6A cada uno. La tensión de salida de estos canales se selecciona mediante jumper y puede ser fija de +5Vcc o bien una tensión externa de referencia de hasta 36V. Tanto las salidas como la entrada de tensión externa son accesibles mediante bornas o clemas de paso 5.08 para la conexión de cargas elevadas (relés, motores DC, motores PAP, etc.)

●

Pantalla LCD de 2 x 16 caracteres con conectores que permiten hacer interfase a 4 u 8 bits.

●

Teclado matricial de 4 x 4 teclas de propósito general.

●

8 entradas digitales formadas por 4 interruptores y 4 pulsadores activos por transición 1-0-1.

●

2 entradas mediante potenciómetros que permiten evaluar y simular variables analógicas.

●

Generador lógico de onda cuadrada con frecuencia de salida ajustable de 1Hz, 10Hz, 100Hz y 1KHz y pilotada mediante leds.


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Laboratorio PIC’School; Manual de Usuario TEMA 1: EL Hardware ●

Conector de interfase RJ-11 de 6 hilos de propósito general para todo tipo de interfases externos (I2C, R2485, iButton, etc..)

●

●

●

●

Conector de interfase USB tipo B de propósito general para aplicaciones de comunicación USB. Módulo board de 550 contactos para el montaje sin soldadura de todo tipo de circuitos de adaptación, periféricos, etc.. Conector de expansión PIC-BUS 2 de 40 vías que transporta todas las señales del PIC y que permite la conexión de todo tipo de tarjetas y circuitos externos. Se incluye cable serie, cable de conexiones de 0.6 – 0.8mm y microcontrolador PIC16F876.


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Laboratorio PIC’School; Manual de Usuario TEMA 1: EL Hardware 1.3 ARQUITECTURA DE PIC’School En este apartado se hace un explicación exhaustiva del laboratorio PIC’School cuyas secciones se muestran en la figura 1-2. Mediante los correspondientes esquemas el usuario podrá comprender la conexión de los diferentes pueden periféricos disponibles como las consideraciones que seaplicaciones deben tenera sobre los mismos. Estas explicaciones servir de ayudaasí al usuario para realizar sus propias medida.

Figura 1-2. Secciones del PIC’School


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Laboratorio PIC’School; Manual de Usuario TEMA 1: EL Hardware 1.3.1 La fuente de alimentación Se encarga de obtener la tensión general de +5Vcc con la que se alimenta el laboratorio PIC’School. En la figura 1-3 se muestra su ubicación.

Figura 1-3. La fuente de alimentación El esquema eléctrico se muestra en la figura 1-4. A través del conector CN1 se aplica la tensión de 9 a 15VDC procedente de un alimentador estándar con el positivo al centro. El interruptor SW3 conecta el sistema. El diodo D1 evita la polarización inversa y con ello los daños que se pudieran ocasionar al equipo. El regulador U1 estabiliza la tensión a +5Vcc 1A máximo con la que trabaja el equipo. Dicha tensión, junto con GND están disponibles en el conector AP1 y AP2 respectivamente para alimentar a los circuitos y prototipos del usuario. En el conector AP3 está disponible también la tensión de entrada sin estabilizar +Vin para aquellos circuitos que la requieran. El diodo led D3 indica la presencia de tensión +5Vcc.

AP1

CN1

SW3 3 2 1

1

U1 UA7805/TO

D1 2

1

ON/OFF

1 2 3 4

IN

D N G

1N4007

OUT

3

+5Vcc AP2 R3 330

9-15VDC 2 C2 100n

+

F. DE ALIMENTACION

C28 100uF

+ 5 V c c

D3 Vcc ON

1 2 3 4

G N D

1 2

+ V n i

AP3

3 4

Figura 1-4. Esquema de la fuente de alimentación


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Laboratorio PIC’School; Manual de Usuario TEMA 1: EL Hardware 1.3.2 El oscilador Se encarga de generar la frecuencia principal de trabajo del microcontrolador. Su

OSCILADOR PRINCIPAL

+5Vcc

+5Vcc

R20 4K7

X1

esquemapor se muestra en la figura 1-5. X1Está formado el dispositivo integrado y la red RC formada por R20 y C1. Mediante el jumper JP2 se obtiene la señal de reloj CLKIN. Cerrando 1-2 dicha señal la proporciona el oscilador X1. Cerrando 2-3 la señal se obtiene de la red RC. El valor de estos componentes determina la frecuencia de la misma (consultar parámetros proporcionados por Microchip)

1 2

NC

VCC

GND

OUT

OSCILADOR

4 JP2 3 1

3

C1

2 22p

CLKIN

Figura 1-5. Circuito oscilador El dispositivo X1 contiene en su interior un oscilador preciso controlado por cuarzo y todo ello en una cápsula metálica en formato DIP8. Ver la figura 1-6. Este oscilador, también llamado “Canned Oscillator” , se puede adquirir en diferentes frecuencias según nuestras necesidades. Basta simplemente cambiar uno por otro para que nuestra aplicación se ejecute a mas o menos velocidad.

Figura 1-6. “Canned Oscillator” 1.3.3 Los microcontroladores

Es el sección mas importante del entrenador PIC’School y donde se inserta el dispositivo PIC con el que se va a trabajar. Básicamente consta de cuatro zócalos donde se pueden insertar los dispositivos de 8, 18, 28 y 40 patillas tal y como se muestra en la fotografía de la figura 1-7.

Figura 1-7. Los microcontroladores En la figura 1-8 se muestran los diferentes tipos de encapsulados que se admiten. Se debe tener en cuenta que Microchip diseña y comercializa de forma constante nuevos modelos y por ello, la figura muestra la distribución de patillas y señales que deben tener las cápsulas de 8, 18, 28 y 40 patillas, para ser compatibles a nivel de hardware con el laboratorio PIC’School. También se debe considerar que el software de grabación soporte un dispositivo determinado. Nosotros sugerimos el empleo de los programas de libre distribución como WinPIC800, IcProg y/o el MPLAB de Microchip. Este último debe ir acompañado del depurador en circuito ICD2. Estos programas se pueden actualizar periódicamente con nuevas versiones en las que se soportan nuevos dispositivos PIC. La figura 1-8 también muestra cómo algunas patillas pueden tener una doble función según el modelo de PIC que se trate. Normalmente dichas señales se pueden configurar en el propio PIC, durante el proceso de grabación y, mediante jumpers, se conectan al hardware según interese. Por ejemplo, en algunos dispositivos PIC de 18 pines, la patilla 16 se puede emplear como entrada de reloj (CLKIN) o como línea de E/S (RA7).


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Laboratorio PIC’School; Manual de Usuario TEMA 1: EL Hardware

1 CLKIN/GP5

VDD GP5 GP4 GP3

2 3 4

MCLR/GP3

MCLR/RA5 GND GP0 GP1 GP2

8 7 6 5

RB7/PGD

1 2 3 4 5 6 7 8 9

RB6/PGC

PIC8PINS

RA2 RA3 RA4 RA5 GND RB0 RB1 RB2 RB3

RA1 RA0 RA7 RA6 VDD RB7 RB6 RB5 RB4

18 17 16 15 14 13 12 11 10

CLKIN/RA7 CLKOUT/RA6 RB7/PGD RB6/PGC

PIC18PINES MCLR/RE3 MCLR/RE3

CLKIN/RA7 CLKOUT/RA6

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

RE3 RA0 RA1 RA2 RA3 RA4 RA5 GND

RB7 RB6 RB5 RB4 RB3 RB2 RB1 RB0

RA7 RA6 RC0 RC1 RC2 RC3

VDD GND RC 7 RC 6 RC 5 RC4

28 27 26 25 24 23 22 21 20 19 18 17 16 15

RB7/PGD RB6/PGC

CLKIN/RA7 CLKOUT/RA6

PIC28PINES

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

RE3 RA0 RA1 RA2 RA3 RA4 RA5 RE0 RE1 RE2 VDD

RB7 RB6 RB5 RB4 RB3 RB2 RB1 RB0 VDD GND RD7

GND RA7 RA6 RC0 RC1 RC2 RC3 RD0 RD1

RD6 RD5 RD4 RC7 RC6 RC5 RC4 RD3 RD2

40 39 38 37 36 35 34 33 32 31 30 29 28 27 26 25 24 23 22 21

RB7/PGD RB6/PGC

PIC40PINES

Figura 1-8. Distribución de señales según el tipo de encapsulado El esquema eléctrico de la figura 1-9 muestra las distintas conexiones así como los diferentes jumpers de configuración disponibles en el laboratorio PIC’School y que se resumen en la siguiente tabla:

CAPSULA 8 Pines

JUMPER JP3

POSICION 1-2 2-3

JP4

1-2 2-3

18 Pines

JP5

1-2 2-3

JP6

1-2 2-3

28/40 Pines

JP6

1-2 2-3

JP7

1-2 2-3

DESCRIPCION Por defecto CLKIN. Entrada de reloj externo que se obtiene desde el oscilador principal. GP5. Línea de E/S de propósito general si está disponible en el dispositivo. Por defecto PICMCLR. Entrada de reset externo. Imprescindible en los ciclos de lectura/grabación del dispositivo. GP3. Línea de E/S de propósito general si está disponible en el dispositivo. Por defecto PICMCLR. Entrada de reset externo. Imprescindible en los ciclos de lectura/grabación RA5. Línea de E/S de propósito general si está disponible en el dispositivo. Por defecto CLKIN. Entrada de reloj externo que se obtiene desde el oscilador principal. RA7. Línea de E/S de propósito general si está disponible en el dispositivo. Por defecto CLKIN. Entrada de reloj externo que se obtiene desde el oscilador principal. RA7. Línea de E/S de propósito general si está disponible en el dispositivo. Por defecto PICMCLR. Entrada de reset externo. Imprescindible en los ciclos de lectura/grabación del dispositivo. RE3. Línea de E/S de propósito general si está disponible en el dispositivo.


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Laboratorio PIC’School; Manual de Usuario TEMA 1: EL Hardware CLKIN

+5Vcc +5Vcc

C3 C4 100n JP3

100n

PIC1

1 2

1 2 3 4

GP4

VDD GP5 GP4 GP3

3

GND GP0 GP1 GP2

PIC2

8 7 6 5

PICDATA PICCLK GP2

1 2

PIC8PINES

GP5 2

3

3

GP3

1 2 3 4 5 6 7 8 9

RA2 RA3 RA4

1

JP5

RB0 RB1 RB2 RB3

JP4

RA2 RA3 RA4 RA5 GND RB0 RB1 RB2 RB3

RA1 RA0 RA7 RA6 VDD RB7 RB6 RB5 RB4

18 17 16 15 14 13 12 11 10

RA1 RA0

JP6 1 2

RA6 PICDATA PICCLK RB5 RB4

3

RA7

PIC18PINES RA5

PICMCLR

+5Vcc C6 100n

JP7 1

PIC3 2

3

RA0 RA1 RA2 RA3 RA4 RA5

RE3 RA6 RC0 RC1 RC2 RC3

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

PIC4

RE3 RA0 RA1 RA2 RA3 RA4 RA5 GND RA7 RA6 RC0 RC1 RC2 RC3

RB7 RB6 RB5 RB4 RB3 RB2 RB1 RB0 VDD GND RC7 RC6 RC5 RC4

28 27 26 25 24 23 22 21 20 19 18 17 16 15

PICDATA PICCLK RB5 RB4 RB3 RB2 RB1 RB0

RC7 RC6 RC5 RC4

RA0 RA1 RA2 RA3 RA4 RA5 RE0 RE1 RE2

RA6 RC0 RC1 RC2 RC3 RD0 RD1

PIC28PINES C5 100n

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

RE3 RA0 RA1 RA2 RA3 RA4 RA5 RE0 RE1 RE2 VDD GND RA7 RA6

RB7 RB6 RB5 RB4 RB3 RB2 RB1 RB0 VDD GND RD7 RD6 RD5 RD4

RC0 RC1 RC2 RC3 RD0 RD1

RC7 RC6 RC5 RC4 RD3 RD2

40 39 38 37 36 35 34 33 32 31 30 29 28 27 26 25 24 23 22 21

PICDATA PICCLK RB5 RB4 RB3 RB2 RB1 RB0

RD7 RD6 RD5 RD4 RC7 RC6 RC5 RC4 RD3 RD2

PIC40PINES

+5Vcc

Figura 1-9. Conexiones y jumpers de configuración 1.3.4 Entradas analógicas Están formadas por dos potenciómetros tal y como se muestra en la fotografía de la figura 1-10.

Figura 1-10. Las entradas analógicas

El esquema eléctrico se muestra en la figura 1-11. Las líneas de los potenciómetros son directamente accesibles desde el bloque de conexión AP16 correspondiente y se les puede conectar cualquier tipo de circuito eléctrico analógico.


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Laboratorio PIC’School; Manual de Usuario TEMA 1: EL Hardware P1 10K

P2 10K

3

1

3

2

1 2

R7 470

R8 470

Figura 1-11. Conexiones de las entradas analógicas

1 2 3 4 5 6 7 8 AP16 ENTRADAS ANALOGICAS

ENTRADAS ANALOGICAS

1.3.5 Entradas digitales

Se muestran en la fotografía de la figura 1-12 y están formadas por 4 interruptores deslizantes y otros tantos pulsadores.

Figura 1-12. Entradas digitales

La figura 1-13 muestra el esquema eléctrico de estas ocho entradas cuyas señales están disponibles en el bloque de abiertos conexiones AP18. Las proporcionan señales E0-E3 proceden cuatroa interruptores deslizantes. Cuando estos están (hacia arriba) nivel lógico de “1” los gracias las resistencias Pull-Up de RP2. Cuando cualquiera de ellos se cierra (hacia abajo) se conecta directamente con la señal GND por lo que proporcionan nivel “0”. Por otra parte los cuatro pulsadores en situación de reposo permanecen abiertos generando nivel lógico “1” gracias a las resistencias Pull-Up contenidas en RP3. Cuando se accionan se cierra circuito con GND y se genera nivel “0”.


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RP3

RP2

10K

10K

1 2 3 4 5

4 5 3 2 1

+5VCC

E 7

+5VCC

E 6

E 5

E 4

E 3

E 2

1

1

R15 470

E 0

1

1

R16 470

E 1

R14 470

2

2

2

2

R13 470

R12 470

R11 470

R10 470

R9 470

E E E E E E E E 7 6 5 4 3 2 1 0 AP18

1 2 3 4 5 6 7 8

ENTRADAS DIGITALES

ENTRADAS DIGI TALES

Figura 1-13. Esquema de las entradas digitales. 1.3.6 El generador lógico Se muestra en la figura 1-14 y está basado en el dispositivo SYM10AA. Es capaz de generar ondas cuadradas simétricas a frecuencias de 1Hz, 10Hz, 100Hz y 1KHz. Está especialmente indicado para aplicaciones de control de tiempos y también para evaluar y ensayar con los módulos de captura y comparación (CCP) contenidos en ciertos modelos de dispositivos PIC.

Figura 1-14. El generador lógico El esquema eléctrico de dicho generador es el que proporciona su propio fabricante y se muestra en la figura 1-15. Puede servir como base para múltiples aplicaciones.


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FREQ.SELEC.

SW2 R17 +5VCC R23

U6 4

+5VCC

470

SEL

1Hz

10K

10Hz 1

VDD

100Hz

C22 100n

1KHz 8

GND SYM-10

Figura 1-15. Esquema del generador lógico GENERADOR LÓGICO

OUT

2

D5

7

D6 D7 D8

6 5 3

AP8

4 3 2 1 FREQ. OUT

La señal de salida se obtiene mediante el bloque de conexiones AP8. Por defecto la frecuencia de salida es siempre de 1Hz. Mediante el pulsador SW2 se va seleccionando secuencialmente la frecuencia a 10Hz, 100Hz, 1KHz y vuelta a empezar con 1Hz. Los leds D5-D8 monitorizan la frecuencia de salida en todo momento.

1.3.7 El teclado Tal y como se muestra en la figura 1-16, el laboratorio PIC’School va provisto de una teclado matricial de 4 x 4 teclas. Se trata del periférico de entrada por excelencia que va a permitir introducir todo tipo de datos para su posterior procesamiento.

El control del mismo va a suponer el tener que aprender y utilizar una serie de técnicas y conceptos que se emplean en las mas diversas aplicaciones. Manejar conceptos tales como “barrido del teclado ”, “tecla pulsada ”, “rebotes ”, “interrupción con cada pulsación ”, “wake up con cada pulsación ”, etc.. darán al usuario la posibilidad de acometer ambiciosos proyectos de carácter profesional.

Figura 1-16. El Teclado

Un dato relevante a tener en cuenta es que a pesar de disponer de 16 teclas, tan solo son necesarias 8 líneas de E/S del microcontrolador para su total control. Ello es debido a su distribución matricial. La figura 1-17 muestra el teclado asociado al bloque de conexiones AP21. En dicha figura también se puede apreciar la relación entre fila-columna y la tecla asociada. Así pues la tecla 1 está asociada con la fila 0 (F0) y la columna 0 (C0). En la laboratorio PIC’School las 8 líneas del teclado se puede conectar a cualquier puerta del PIC, pero se sugiere conectarlo a las líneas de la puerta B (como se muestra en la figura anterior). Esto es porque la mencionada puerta tiene, en la mayoría de los dispositivos PIC, un par de características muy interesantes para el control de un teclado: resistencias pull-up internas para las líneas de entrada y posibilidad de interrupción cuando cualquiera de esas líneas de entrada cambie de estado.


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Laboratorio PIC’School; Manual de Usuario TEMA 1: EL Hardware Figura 1-17. Esquema de conexiones del teclado

TECLADO 4 X 4 SW5

Vamos a analizar las conexiones mostradas en la figura 117. Las cuatro filas F0-F3 se conectan a RB4-RB7 y las cuatro columnas C0C3 se conectan con las líneas RB0RB3. La intersección fila-columna da lugar a una tecla en concreto. Es decir, si se pulsa por ejemplo la tecla 4, supone unir eléctricamente la fila F1 con la columna C0, que es tanto como decir que las líneas RB0 y RB5 del PIC se han unido.

F3 F2 F1 F0 C3 C2 C1 C0


AP21

8 7 6 5 4 3 2 1 TECLADO

8 7 6 5 4 3 2 1

1

2

3

A

F0

4

5

6

B

F1

7

8

9

C

F2

*

0

#

D

F3

C0

C1

C2

C3

TECLADO 4 X 4

La rutina software encargada de explorar el teclado tiene que determinar qué tecla se ha pulsado. Para ello, por ejemplo, se configura las líneas RB0-RB3 (las columnas) como salidas y RB4-RN7 (las filas) como entradas. Secuencialmente se van activando cada una de las columnas al tiempo que se lee el estado de las filas. Cuando se detecta que una fila está activa es porque se pulso una tecla. Basta conocer qué columna se activó en ese momento para sacar la relación fila-columna que define a cada tecla. Esta tarea, conocida como “barrido de teclado ”, ha de repetirse de forma constante y periódica. De esta manera y, a la velocidad de trabajo del PIC, será posible detectar una pulsación en cualquier momento. Haciendo uso de algunas de las prestaciones que ofrecen los dispositivos PIC en la puerta B, es posible desarrollar rutinas mas sofisticadas y eficaces. Efectivamente, programando los registros oportunos de un PIC podemos hacer que las entradas RB4-RB7 (las filas) se conecten a las resistencias pull-up internas que hacen que esas líneas, en estado de reposo, estén a nivel “1”. Por otra parte también podemos habilitar la interrupción por cambio de estado de cualquiera de las entradas de la puerta B. En este momento las salidas RB0-RB3 (columnas) se ponen a nivel “0” y esta situación de reposo se mantiene mientras no se pulse ninguna tecla. El microcontrolador puede dedicarse a otras tareas o quedarse en standby reduciendo el consumo hasta que ocurra un suceso como puede ser la pulsación de cualquier tecla. Efectivamente, puesto que RB0-RB3 (columnas) están a “0” y RB4-RB7 (filas) están a “1” gracias a las resistencias pull-Up internas, cuando se pulse cualquier tecla se produce una interrupción por cambio de estado en cualquiera de las líneas RB4-RB7 (filas). Esa interrupción provoca la inmediata atención del microcontrolador que pasa a ejecutar la rutina que se encargará de averiguar qué tecla se pulso.

1.3.8 Salidas digitales Están formadas por 8 diodos led (S0-S7) que sirven para monitorizar el nivel lógico de las líneas a las que están conectados. Ver la figura 1-18.

Figura 1-18. Salidas digitales


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Laboratorio PIC’School; Manual de Usuario TEMA 1: EL Hardware En el laboratorio PIC’School los leds son accesibles mediante el conector AP17 tal y como se muestra en el esquema de la figura 1-19, y se

RP1 SIL 330

pueden del conectar individualmente Estas a cualquiera las líneas microcontrolador. líneasdeson capaces de suministrar del orden de 25mA por lo que no es necesario ningún circuito adicional de amplificación excepto las resistencias de absorción contenidas en el pack RP1. Un nivel lógico “1” por cualquiera de esas líneas provoca el encendido del led correspondiente. Un nivel “0” lo apaga. Es una forma muy simple y económica de reflejar el estado binario de las líneas de salida, donde cada led simula la carga que se desea controlar.

1 2 3 4 5 6 7 8 9

S7

S6

S5

S4

S3

S2

S1

S0

S S S S S S S S 7 6 5 4 3 2 1 0

Figura 1-19. Esquema de las salidas digitales

1 2 3 4 5 6 7 8

SALIDAS DIGITALES

AP17 SALIDAS DIGITALES

1.3.9 Salidas digitales de alta corriente El laboratorio PIC’School dispone de un driver de 4 canales formado por el dispositivo L293D y capaz de proporcionar salidas de alta corriente. Ver la fotografía de la figura 1-20.

Figura 1-20. Las salidas de alta corriente

En la figura 1-21 se puede apreciar el esquema eléctrico. El dispositivo integrado L293D dispone de 4 canales amplificadores o drivers capaces de proporcionar salidas de hasta 0.6 A a 36V cada uno, a partir de señales TTL de baja corriente.

Mediante el conector AP6 se conectan las señales E1-E4 a amplificar y que proceden de sendas salidas del microcontrolador. El conector CN7 está formado por un conjunto de bornas o clemas donde se obtienen las salidas S1-S4 debidamente amplificadas y se realizan las conexiones con las cargas a controlar.


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Laboratorio PIC’School; Manual de Usuario TEMA 1: EL Hardware Mediante el jumper JP8 se selecciona la tensión de salida para las cargas. En la posición 1-2 (por defecto) dicha tensión es de +5Vcc. En la cargas posición la externamente tensión que alimenta a las se 2-3 aplica a través de la borna +VM. Mediante estas salidas de alta corriente el laboratorio PIC’School puede controlar cargas de consumo elevado como pueden ser lámparas incandescentes, relés, motores DC, motores paso a paso, etc..

SALIDAS DEL DRIVER CN7 G N D

S 4

S 3

S 2

S 1 3

4 1 1 1 6 3

13 12 5

Cabe indicar que el dispositivo L293D integra en su interior sendos diodos para la absorción de corrientes inversas provocadas

+ V M

4

4 T U O

GND

3 T U O

2 T U O

1 T U O VDD

GND

U5

GND

L293D

GND

por cargas inductivas.

2 1 N N E E 9 1

VCC

JP8

2

1 8

16

4 3 2 1 N I N N N I I I

+5VCC C21 100n

5 1 0 1 7 2

+5VCC E E E E 4 3 2 1

Figura 1-21. Esquema de las salidas de alta corriente.

1 2 3 4

AMPLIFICADOR DE 4 CANALES

AP6 ENTRADAS AL DRIVER

1.3.10 Interfase serie RS-232 Su ubicación dentro del laboratorio se muestra en la figura 1-22. Consiste en el clásico interfase serie que permite adaptar los niveles lógicos del microcontrolador a niveles RS-232.

Figura 1-22. Canal serie RS-232

Según el esquema eléctrico mostrado en la figura 1-23 el interfase está formado por el popular adaptador de niveles MAX232. Mediante el conector AP5 disponemos de las señales de transmisión y recepción (TxD y RxD) así como las de control de flujo CTS y RTS. Estas señales proceden del microcontrolador. El conector CN5 es un conector DB9 hembra estándar, que permite realizar la conexión con el periférico serie. Mediante un led bicolor (D17/D18) se monitoriza todo tipo de transmisión y/o recepción.

Este interfase permite realizar todo tipo de comunicaciones serie entre el laboratorio PIC’School y cualquier otro equipo mediante el protocolo estándar RS-232. La velocidad de transferencia irá en función del tipo de microcontrolador empleado y su velocidad de trabajo. Se recuerda que algunos dispositivos PIC incorporan en su interior una UART completa que se encarga de realizar la mayor parte de los procedimientos propios de la comunicación según los protocolos tanto RS-232 como RS-485. En este último caso basta con montar el sencillo circuito de adaptación correspondiente, sobre el módulo board de montaje sin soldadura con que cuenta PIC’School.


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Laboratorio PIC’School; Manual de Usuario TEMA 1: EL Hardware CN5 5 9 4 8 3 7 2 6 1

MAX232 U4 RTS RxD CTS TxD

12 9 11 10 1 3

C17 100n

2

C15 100n

T1OUT T2OUT T1IN T2IN

R1IN R2IN R1OUT R2OUT

C1+ C1-

C2+ C2-

V+

V-

13 8 14 7

RTS TxD CTS RxD

4 5 C18 100n

6

D N G

c c V 6 1

C16 100n

5 1

D17 ROJO (Tx)

D18 VERDE (Rx)

C19

T R C R x x T T D D S S

+5VCC R5 330

100n AP5

INTERFACE R S-232

CANAL SERIE RS-232

4 3 2 1 +5VCC

CANAL SERIE

Figura 1-23. Esquema eléctrico del interfase RS-232 1.3.11 Interfase bus CAN Se muestra en la figura 1-24 y está compuesto del dispositivo adaptador MCP2551 que convierte las señales lógicas según las especificaciones del bus CAN.

Figura 1-24. Interfase CAN

El bus CAN permite crear una red con una transferencia de datos muy robusta y fiable entre el microcontrolador principal (host) y todo tipo de dispositivos o nodos CAN conectados entre sí mediante 2 hilos. Este protocolo es muy empleado por la industria del automóvil y algunos dispositivos PIC incorporan mediante hardware interno todos los mecanismos necesarios para su implementación. En la figura 1-25 se muestra el esquema eléctrico de este interfase incorporado en el laboratorio PIC’School. Por el conector AP10 se proporcionan, procedentes del microcontrolador, las señales RxCAN, TxCAN que van a parar al circuito de adaptación MCP2551. Las señales de salida CANH y CANL se obtienen por el conector CN6 (DB9 macho) y de aquí van a parar a los diferentes nodos de la red. El circuito de adaptación es capaz de conectar con hasta 112 nodos. Mediante el jumper JP1 se habilita o no la resistencia Terminal R2 según qué lugar ocupe nuestro laboratorio en la red (por defecto habilitada).


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Laboratorio PIC’School; Manual de Usuario TEMA 1: EL Hardware CN6

CAN

INTERFACE CA N

5 9 4 8 3 7 2 6 1

R2

120

1 JP1 8

R1

7

S R

10 U7 MCP2551

D x T 1

6

H N A C

L N A VCC C

D x R

F E GND R V

T R x x V C C A A R N N E F 4 3 2 1

2

4

3

+5VCC C24 100n

2

5

AP10 INTERFACE CAN

Figura 1-25. Esquema del interfase CAN 1.3.12 Pantalla LCD Se trata de uno de los periféricos mas versátiles e interesantes que dispone el laboratorio PIC’School. Se muestra en la figura 1-26 y es capaz de visualizar dos líneas de 16 caracteres alfanuméricos cada una.

Figura 1-26. La pantalla LCD

Este potente periférico de salida va a permitir representar cualquier tipo de mensaje compuesto de letras, números y símbolos produciendo además diferentes efectos de visualización como desplazamientos a izquierda y derecha, parpadeos, scrolls, etc. La transferencia de información entre la pantalla LCD y el microcontrolador se realiza en paralelo en grupos de 4 u 8 bits de datos y se conecta con las líneas de E/S mediante el conector AP20. El esquema eléctrico se muestra en la figura 1-27. Existe además otro conector, el AP9, donde se conectan las señales que controlan el flujo y tipo de información que se transfiere. Con la señal RS se determina si la pantalla recibe el código ASCII del carácter a visualizar (nivel “1”) o bien un código de instrucción (nivel “0”). Mediante la señal RW el microcontrolador informa a la pantalla LCD si se va a leer o escribir sobre la misma. Finalmente, con la señal E, se habilita o no a esa pantalla. Cuando esta señal vale “0” la pantalla queda desconectada, las líneas de datos quedan en alta impedancia. Cuando vale “1” , la pantalla queda habilitada para recibir o mandar datos.


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Laboratorio PIC’School; Manual de Usuario TEMA 1: EL Hardware La resistencia R19 permite ajustar el contraste del LCD. Con el valor de 4K7 se consigue un contraste medio aceptable. Su valor se puede modificar.

U8 LCD

INTERFACE LCD

LCD HD44780 compatible C D W S C L C N - + 7 6 5 4 3 2 1 0 L L D D D D D D D D E R R V V G 6 5 4 3 2 1 0 1 1 1 1 1 1 1 9 8 7 6 5 4

Figura 1-27. Conexiones de la pantalla LCD

L L L L L L L L 7 6 5 4 3 2 1 0

AP20 DATOS

C23

3 2 1

100n

R19 4K7 E RR W S

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

GND AP9 CONTROL

+5VCC

1.3.13 Conectores para interfase RJ11 y USB Son simples conectores de propósito general y que se muestran en la fotografía de la figura 1-28.

Figura 1-28. Conectores RJ11 y USB

Las conexiones se muestran en la figura 1-29. Permiten conectar dispositivos externos con el microcontrolador y/o el hardware contenidos en el laboratorio PIC’School.

Las señales del conector RJ11 están disponibles en el bloque de conexiones AP19. Este conector se puede emplear para conectar el laboratorio PIC’School con dispositivos I2C, RS-485, iButton, y un largo etc.. Por su parte el conector USB es del tipo B y sus señales están disponibles en el bloque de conexiones AP7. Mediante este conector es posible realizar un interfase estándar con los múltiples dispositivos USB existentes en el mercado. El jumper JP9 permite que la alimentación del bus USB se obtenga desde los +5Vcc del propio Laboratorio (posición 1-2), la suministre el usuario (posición 2-3) o bien el bus USB no se alimenta desde el laboratorio PIC’School (JP9 abierto). Se recuerda que algunos dispositivos PIC integran en su interior el hardware necesario para implementar el protocolo USB, y disponen de las señales D+ y D- que se conectarán directamente con el bloque de conexiones AP7.


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2 1 3 4

1

3

2

5

4

3 CONECTOR USB TIPO B

6

2

1

+5VCC

CONECTOR RJ11-6 CN3 RJ11-6

4

CN9 USB TIPO B 1 2 3 4 C20 100n

6 5 4 3 2 1

+5VCC

1

2 3

JP9 6 5 4 3 2 1

INTERFACE RJ11

AP19

8 7 6 5 4 3 2 1

INTERFACE USB

AP7 INTERFACE USB

INTERFACE RJ11

U V D - + D G N S D B 1 2 3 4

Figura 1-29. Conexiones de los conectores RJ11 y USB 1.3.14 Sección de grabación Se muestra en la fotografía de la figura 1-30 y se encarga, mediante el software oportuno, de realizar los ciclos de lectura/grabación del dispositivo PIC contenido en el laboratorio.

Figura 1-30. La sección de grabación

El esquema por bloques de la figura 1-31 trata de sintetizar el funcionamiento del circuito de grabación que dispone el laboratorio PIC’School.


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Laboratorio PIC’School; Manual de Usuario TEMA 1: EL Hardware Todos los dispositivos PIC disponen de 3 señales para la lectura/grabación de la memoria de programa, la memoria EEPROM para datos y la memoria de configuración. La señal PICDATA permite datos de formalaserie entre el PIC y el transferir hardwarelosde grabación, señaly síncrona PICCLK transporta la señal de reloj para el sincronismo de los datos y la señal PICMCLR, que inicia los ciclos de lectura/grabación y aplica la tensión Vpp necesaria. Estas tres señales son además compartidas y empleadas como líneas de E/S de propósito general una vez que el PIC ha sido grabado. Estas tres señales se conectan con tres fuentes diferentes según el modo de operación seleccionado mediante el conmutador SW4.

Figura 1-31. Esquema por bloques del circuito de grabación El modo RUN se emplea cuando el dispositivo está grabado. Las tres señales del PIC anteriormente mencionadas se consideran líneas de E/S de propósito general y están disponibles a través de los bloques de conexión correspondientes, para ser utilizadas por los periféricos de la aplicación. En el modo ICSP el laboratorio queda configurado para que el PIC actual en él insertado se pueda leer/grabar a través de las señales que se aplican mediante el conector RJ11 (ICSP- In Circuit Serial Programing). Estas señales a su vez las debe proporcionar un grabador externo dotado de su correspondiente software de grabación. Se puede emplear el módulo ICD2 de Microchip junto con el entorno integrado de desarrollo MPLAB, que se puede obtener de forma gratuita desde www.microchip.com. El módulo ICD2 además de grabar dispositivos es capaz de realizar depuración en circuito en tiempo real, con ciertos modelos de dispositivos PIC. En el modo PC la lectura/grabación del PIC se realiza a través de las señales del canal serie de un PC dotado del correspondiente software de grabación. Un diodo led, el Vpp ON, indica transferencia de datos entre el PC y el laboratorio. Entre los múltiples tipos de software existentes, nosotros hemos elegido el WinPIC800 y el IcProg, con los que hemos obtenido excelentes resultados. Ambos programas se pueden descargar y actualizar de forma gratuita en las direcciones http://perso.wanadoo.es/siscobf/winpic800.htm y en www.ic-prog.com. Se reitera una vez mas que, aunque un software de grabación determinado grabe múltiples dispositivos y de diferentes familias, es necesario que también haya compatibilidad a nivel de hardware. Esta compatibilidad viene dada fundamentalmente por la distribución de patillas del dispositivo en cuestión, tal y como se explicó en el apartado 1.3.3. En el laboratorio PIC’School se admiten todos los dispositivos PIC’s de 8, 18, 28 y 40 patillas distribuidas como se menciona en dicho apartado y que también sean soportados por el software de grabación empleado.


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Laboratorio PIC’School; Manual de Usuario TEMA 2: Software de grabación TEMA 2: Software de grabación 2.1 INTRODUCCION Este tema está dedicado a comentar las características mas relevantes de diferente software de grabación de distribución gratuita y que puede emplearse desde el PC para la lectura/grabación de dispositivos PIC en el laboratorio PIC’School. Por los buenos resultados obtenidos, vamos a referirnos al WinPIC800, el IcProg y el MPLAB. No tratamos de reemplazar el manual de usuario de dichos programas, simplemente queremos proporcionar un resumen de las operaciones básicas de los mismos. Se recomienda que sea el usuario quien se descargue y obtenga los correspondientes manuales, si los hubiera, de cada software así como las actualizaciones mas recientes.

2.2 EL SOFTWARE DE GRABACION WINPIC800 Se trata de un software de libre distribución desarrollado por Sisco Benach que se puede descargar desde el sitio http://perso.wanadoo.es/siscobf/winpic800.htm Es conveniente hacerlo de forma periódica con objeto de obtener la última versión disponible. Se descarga un fichero ZIP que contiene el archivo ejecutable, archivos de configuración, lenguajes, etc.. Se aconseja descomprimirlo todo sobre una misma carpeta (p.e. WinPic800) y crear un acceso directo al ejecutable. El programa WINPIC800 es un proyecto abierto sujeto a constantes ampliaciones y mejoras, que se adapta a diferentes tipos de grabadores. En la opción “Acerca de..” del menú de Ayuda hay un enlace directo al foro Todo PIC donde gran cantidad de usuarios y entusiastas exponen sus dudas tanto de hardware como de software, comentarios, posibles mejoras, bugs, soluciones, etc.. De esta forma el programa se encuentra en permanente evolución. En Ingeniería de Microsistemas Programados S.L., aunque no proporcionamos su soporte técnico, hemos analizado WinPic800 con el PIC laboratorio PIC’School. Tras chequear y comprobar su funcionamiento con el unsoftware buen número de dispositivos de las familias 12FXXX, 16FXXX y 18FXXXX, podemos afirmar que hemos obtenido unos muy buenos resultados. Aunque poco a poco se le van añadiendo nuevos idiomas, el programa se presenta totalmente en castellano, es muy intuitivo, rápido en la grabación y eficaz en sus posibilidades.

2.2.1 Instalación WinPic800 se presenta en un único fichero ZIP. Para la instalación debe descomprimirse sobre una carpeta (p.e. WinPic800) donde se ubicarán todos los archivos y carpetas. Basta con hacer un acceso directo al fichero ejecutable para acceder con rapidez a las diferentes funciones del software. Laencuentran figura 2-1 las muestra la pantalla detrabajo, trabajoopciones del software de grabación WinPic800, en versión 3.56.c, donde se diferentes áreas de y menús.

1.- Opciones del menú principal Archivo: Se seleccionan las distintas opciones que permiten abrir, guardar, cerrar, etc. los archivos de trabajo que contienen el contenido HEX a grabar en el dispositivo PIC. Edición : Se puede editar y llenar las áreas de memoria del PIC o buffers, con diferentes contenidos. Dispositivo: Se seleccionan los distintos comandos a ejecutar sobre el PIC: leer, borrar, grabar, verificar, etc. La mayor parte de estos comandos se pueden ejecutar mediante los botones de la barra de comandos. Configuración : Se selecciona el tipo de hardware grabador que el software debe controlar. También se seleccionan diferentes opciones de control.


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Laboratorio PIC’School; Manual de Usuario TEMA 2: Software de grabación Idiomas : Se selecciona el lenguaje empleado por el software WinPic800. Ayuda: Se obtiene información adicional del software.

Figura 2-1. Pantalla de trabajo del software WinPic800 2.-

Selección de dispositivo Mediante estas dos persianas se puede seleccionar el tipo de dispositivo a grabar así como el modelo.

3.-

Barra de comandos Mediante el empleo de estos botones se puede ejecutar de una forma rápida y fácil la mayor parte de los comandos contenidos en los menús Archivo y Dispositivo : Abrir fichero , Actualizar , Guardar fichero , Leer PIC , Grabar PIC , Verificar PIC , Borrar PIC , configurar hardware y software .

4.-

Selección del Buffer o área de memoria Mediante estas tres pestañas, el usuario puede conmutar entre cualquiera de las tres áreas de memoria o buffers de que constan los dispositivos PIC.

Código: Representa a la memoria OTP/EEPROM/FLASH de programa. Sobre este buffer se visualiza el contenido de la memoria de programa del PIC recién leído o bien el contenido que se desea grabar sobre ese PIC y que procede de un archivo *.HEX recién abierto. El contenido se representa en código hexadecimal y ASCII y puede ser de 12, 14 o 16 bits por cada posición. El tamaño de este buffer varía en función del modelo de PIC seleccionado.


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Laboratorio PIC’School; Manual de Usuario TEMA 2: Software de grabación Datos: Representa a la memoria EEPROM de datos. Sobre este buffer se visualiza el contenido de la memoria EEPROM de datos del PIC recién leído o bien el contenido que se desea grabar sobre ese PIC y que procede de un archivo *.HEX recién abierto. El contenido se representa en código hexadecimal y ASCII con 8 bits. El tamaño de este buffer varía en función del modelo de PIC seleccionado y puede quedar deshabilitado si dicho modelo no dispone internamente de memoria EEPROM para datos. Config.: Representa a la memoria de configuración. Sobre este buffer se almacena y visualiza el contenido de la memoria de configuración del PIC recién leído o bien la configuración que se desea grabar sobre ese PIC y que procede de un archivo *.HEX recién abierto. La representación de este buffer se realiza en modo binario de forma que se puedan activar/desactivar individualmente los distintos bits de las distintas palabras de configuración. El número de bits representados varía en función del modelo de PIC.

5.-

Botones de edición Este conjunto de botones permiten de una forma fácil y rápida realizar tareas propias de edición del área o buffer de memoria seleccionado: Copiar, Pegar, Cortar, Llenar buffer, Marcar, Buscar y Buscar

siguiente.

6.-

Areas de memoria o buffers Esta es la zona de la pantalla de trabajo donde se visualizan y/o modifican los contenidos del área de memoria seleccionada. En el área de programa o código la visualización se representa en formato hexadecimal y ASCII con 12, 14 o 16 bits, según el modelo de PIC seleccionado. El área de datos se representa siempre en formato de 8 bits en hexadecimal y ASCII y sólo es visible si el modelo de PIC dispone realmente de memoria EEPROM para los datos. El contenido de cualquier posición de cualquiera de estas dos áreas se puede modificar a nivel individual. Basta con hacer click en la posición deseada y teclear el nuevo valor en hex. o en ASCII. También se pueden modificar a nivel de bloque mediante las opciones de llenado de Buffer, donde se pide una dirección inicial, otra final y el valor a almacenar. Por su parte el área de configuración representa los contenidos a nivel binario, donde es posible activar o desactivar individualmente cada uno de los bits de acuerdo a la configuración deseada.

7.-

Botones de verificación Permite leer el valor ID del dispositivo, visualizar una imagen de cómo se debe insertar el PIC en el zócalo según el tipo de grabador empleado (si la imagen está disponible), verificar el hardware del grabador, e identificar el modelo de PIC.

2.2.2 Configuración del hardware Una de las características mas notables del software WinPic800 es su flexibilidad a la hora de poder controlar el hardware de casi cualquier tipo de grabador, p.e. el laboratorio PIC’School. Ello es posible gracias a su flexible sistema de configuración. Para grabar la mayor parte de dispositivos PIC se emplean básicamente 5 señales:

VDD

Alimentación de +5V

GND

Tierra o 0V

MCLR/Vpp

Señal de Reset por donde además se aplica la tensión VPP de grabación.

PGD

Señal de E/S por donde, de forma síncrona, se transfieren al PIC los distintos comandos y datos para su lectura (DataOut) y/o grabación (DataIn).


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Señal de reloj para sincronizar los comandos y datos que se aplican al PIC durante la lectura o grabación. Estas señales las debe generar el propio software de grabación y aplicarlas al circuito grabador que

contiene el PIC a grabar. El WinPic800 puede generar esas señales travésello delse canal paralelo del PC, del canal serie o, mediante el interface apropiado, a través de un puerto USB.aTodo puede configurar mediante la opción “Configuración/Hardware ” del menú principal. Incluso, es posible configurar y determinar la asociación y polarización entre las señales anteriores de grabación y las señales que ofrecen los canales serie/paralelo del PC, de forma que se pueda adaptar a la mayoría de grabadores disponibles. La figura 2-2 muestra la configuración necesaria para controlar el circuito de grabación del laboratorio PIC’School con el software WinPic800.

Figura 2-2. Configuración de WinPic800 para adaptarlo PIC’School A la vista de la figura se puede deducir la configuración necesaria. En primer lugar se empleará el canal serie COMx como interfase con el PC. La señal de salida de datos a grabar (PGD = Data) está asociada con el bit DTR del canal serie. La señal de entrada de datos leídos (PGD = DataIn) se asocia al bit CTS. La señal síncrona de reloj (PGC = Clock) queda asociada con el bit RTS. Estas tres señales son empleadas de forma invertida por el hardware de grabación de PIC’School, por lo que el software WinPic800 también las debe invertir. Para ello están activadas las casillas correspondientes. Por último, la señal de grabación (MCLR/Vpp) queda asociada con el bit TXD del canal serie del PC. Habilitando o no las casillas apropiadas en la columna Test, se pueden activar o desactivar individualmente las señales asociadas a modo de comprobación. Los indicadores luminosos de la columna Estado nos indican el estado actual de dichas señales. Deshabilitando el Bloqueo de configuración se puede hacer cualquier cambio sobre las señales mencionadas y ajustarlas a las necesidades del hardware según el grabador disponible. Una vez configurado el sistema, puede generarse un fichero de configuración para usos posteriores. Para ello se dispone de tres botones: “Guardar”, “Guardar Como”, y “Eliminar”. Se pide el nombre del fichero, que suele coincidir con el nombregrabadores. del grabador (p.e. PIC’School) y queda registrado en una lista de ficheros con la configuración de otros tantos


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Laboratorio PIC’School; Manual de Usuario TEMA 2: Software de grabación 2.2.3 Configuración del Software Existen unas opciones de configuración a nivel de software que el usuario puede habilitar o no según preferencias. Estas se muestran en la figura 2-3.

Figura 2-3. Opciones de configuración software

Programar. Permite activar o no las opciones de “Verificar tras la programación” y “Avisar antes de borrar y programar”. En el primer caso, al activarse, se fuerza a que el software verifique de forma automática el contenido del PIC recién grabado, comparándolo con el contenido actual de los distintos buffer o áreas de memoria.

Dispositivo. Permite activar o no las opciones de “Usar autoselección del dispositivo” y “ Detectar y autoseleccionar el dispositivo al entrar”. En el primer caso WinPic800 trata de averiguar el modelo de PIC sobre el que se va a actuar. Esta detección se basa en que los modelos de PIC mas recientes integran un código de identificación. El modelo detectado pasa automáticamente a ser el seleccionado. Activando la segunda opción se trata de detectar el PIC nada mas ejecutar WinPic800.

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Hay que indicar que no todos los modelos de PIC integran el código de identificación. En estos casos se indicara que se trata de un modelo desconocido y habrá que seleccionarlo manualmente.

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.HEX. Permite, si se activa, actualizar los archivos *.HEX antes de la grabación por si se hubiera realizado alguna modificación de los buffers de memoria y ajustar los ficheros *.HEX si se trata de dispositivos de la familia 18FXXX.

2.2.4 Tareas mas comunes Básicamente se ejecutan mediante los distintos botones disponibles sin necesidad de navegar entre los distintos menús. Ver la figura 2-4.

Figura 2-4. Botones de las tareas mas comunes 1.- Abrir: Accede al clásico navegador de windows que permite seleccionar el archivo que se desea abrir. Dicho archivo debe tener la extensión *.HEX y se obtiene como consecuencia de ensamblar/compilar el programa del usuario. Su contenido se almacena en los distintos buffer de memoria de WinPic800 para la posterior grabación del PIC. Este botón también permite acceder de forma rápida a los archivos *.HEX recientemente abiertos. 2.- Actualizar Archivo: Este comando permite restaurar los distintos buffer de memoria de WinPic800 después de haber sufrido cualquier tipo de modificación, con el contenido del archivo *.HEX actual.


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Guardar: Guarda el contenido de los buffer de memoria de WinPic800 sobre el archivo *.HEX actualmente abierto.

contenido deloslas tres áreas de buffer memoria que componen un PIC (código, datos y 4.- Leer Todo: Lee configuración) y lo el deposita sobre correspondientes de WinPic800.

5.- Programar Todo: Graba sobre las tres áreas de memoria que componen un PIC, el contenido de los correspondientes buffer de WinPic800. 6.- Verificar Todo: Compara el contenido de las tres áreas de memoria del PIC con el contenido de los tres buffer de memoria de WinPic800, comprobando si hay igualdad o, en su caso, indicando las diferencias existentes 7.- Borrar todo: Borra el contenido de las tres áreas de memoria del PIC, dejándolas en los valores originales de fábrica. Este comando sólo es operativo en los dispositivos con memoria EEPROM/FLASH. Los dispositivos con memoria OTP no pueden ser borrados. 8.- Test Hardware: Realiza una comprobación del hardware del grabador en uso (PIC’School). 9.- Detectar PIC: Trata de averiguar el modelo de PIC que está instalado en el grabador y lo selecciona como modelo actual si esta opción está activada en “ Configuración / Software”. No todos los modelos de PIC integran su propia identificación. En este caso la detección resulta imposible. 2.3 EL SOFTWARE DE GRABACION ICPROG Se trata de otro programa de libre distribución, multi-lenguaje y apto para un gran número de grabadores entre los que se encuentra el laboratorio PIC’School. Desarrollado por Bonny Gijzen se puede descargar desde el sitio www.ic-prog.com. Se recomienda visitar periódicamente esa dirección con objeto de obtener las versiones mas actualizadas. En Ingeniería de Microsistemas Programados S.L., aunque no proporcionamos su soporte técnico, hemos analizado el software IcProg con el PIC’School. Tras chequear y comprobar su funcionamiento con un buen número de dispositivos PIC de las familias 16FXXX y 18FXXXX, podemos afirmar que hemos obtenido unos buenos resultados.

2.3.1 Instalación La instalación de IcProg requiere descargarse desde www.ic-prog.com tres ficheros ZIP comprimidos. El fichero Icprogxxxx.ZIP contiene el ejecutable, donde xxxx representa la versión del mismo. El fichero Icprog_driver.ZIP contiene los drivers necesarios para ejecutar IcProg desde windows NT/2000/XP. Finalmente el fichero help_spanish.ZIP contiene la ayuda en castellano del programa. Se deben descomprimir los tres ficheros sobre un mismo directorio o carpeta, obteniéndose así tres archivos: el ejecutable icprogxxxx.EXE , el driver para NT/2000/XP icprog.SYS y el archivo de ayuda icprog.CHM. Este último dispone de una traducción al castellano de la ayuda y está realizada por Carlos Chueke. Por último se puede hacer un acceso directo al fichero ejecutable para una rápida ejecución. La figura 2-5 muestra la pantalla de trabajo del IcProg con las diferentes áreas y opciones disponibles en la versión 1.05D.


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Figura 2-5. Pantalla de trabajo del software IcProg 1.- Opciones del menú principal Archivo: Presenta las clásicas opciones relacionadas con el control y manejo de archivos. Abrir archivo permite leer el contenido de un archivo *.HEX y almacenarlo en los buffer de memoria. Guardar archivo almacena el contenido actual del buffer seleccionado sobre un archivo *.HEX. Abrir archivo de datos. Archivos recientes permite seleccionar entre los archivos recién utilizados. Imprimir realiza una copia impresa del contenido actual del buffer de memoria seleccionado. Cerrar finaliza la sesión de trabajo con IcProg. Edición: Dispone de una serie de opciones que permiten editar tanto el buffer de memoria de programa como el de datos. Llenar buffer llena todo el buffer de programa con el valor indicado. Llenar intervalo buffer permite llenar un rango de posiciones o área del buffer de programa con el valor indicado. Copiar del buffer copia en el porta papeles el contenido del área del buffer seleccionado. Pegar del buffer copia sobre el buffer el contenido del porta papeles. Llenar buffer de datos, Llenar intervalo de datos, Copiar del buffer y Pegar al buffer , son opciones idénticas a las anteriores, pero relativas al buffer de datos. Buffer: Se entiende como buffer activo actual el que va a ser utilizado para la transferencia de información con el PIC a leer/grabar. Mediante las opciones aquí disponibles es posible seleccionar uno de entre los 5 posibles buffer como buffer actual. También es posible comparar el contenido del buffer activo actual con el contenido de cualquiera de los otros cuatro buffer. Ajustes: Con sus diferentes opciones se ajustan una serie de valores por defecto. Dispositivo permite elegir el tipo de dispositivo con el que se va a trabajar (4-Wire, I2C, PIC, SX, etc..) y el modelo. Dispositivos recientes permite seleccionar de forma rápida los modelos mas utilizados. Tipo de hardware selecciona el modelo de grabador que se emplea. Prueba de hardware realiza un test del grabador empleado, permitiendo activar/desactivar individualmente las señales de grabación. Opciones permite seleccionar diferentes parámetros de trabajo: confirmaciones, avisos, lenguajes, programación, etc..).


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Laboratorio PIC’School; Manual de Usuario TEMA 2: Software de grabación Comando: Mediante sus diferentes opciones se ejecutan las tareas propias de cualquier grabador. Leer todo lee el contenido del PIC y lo deposita en el buffer activo. Programar todo graba el contenido del buffer activo sobre las distintas áreas de memoria del PIC (programa, datos y configuración). Programar bits de configuración permite modificar únicamente la palabra de configuración. Borrar todo borra el área de código, de datos que y configuración del las PIC. comprueba de que el PIC borrado. Verificar blanco Verificar comprueba el contenido de distintas áreas de memoria de PIC coincida conesté el contenido del buffer activo.

Ver: Selecciona diferentes formas de visualización. Ensamblador visualiza el área de programa en forma de nemónicos, con las instrucciones y los operandos sitas en el buffer activo. Hexadecimal visualiza el contenido del área de código y de datos del buffer activo en formato hexadecimal. Posición de dispositivo presenta una imagen de cómo se debe insertar el dispositivo en el zócalo del grabador. Esta imagen es orientativa y no tiene porqué coincidir con el modelo de grabador, por lo que se recomienda leer el manual correspondiente. Información dispositivo presenta un breve resumen de las características mas relevantes del dispositivo seleccionado. Refrescar actualiza el buffer activo. Ayuda: Presenta las opciones de ayuda que explican el manejo del software IcProg. 2.- Selección de dispositivo Mediante esta persiana despegable se selecciona el modelo del dispositivo a leer/grabar.

3.- Barra de comandos Mediante el empleo de estos botones se puede ejecutar de una forma rápida y fácil la mayor parte de los comandos mas utilizados: Abrir fichero, Guardar fichero, Leer PIC, Grabar PIC, Verificar PIC, Borrar PIC, Test de Hardware , etc..

4.- Palabra de configuración En esta área queda reflejado el estado de la palabra de configuración del PIC recién leído o bien el valor de configuración que se desea grabar en ese dispositivo. El aspecto de la palabra de configuración puede variar de un modelo otro en función de las características del PIC. En general se pueden activar o desactivar de forma individual los distintos bits que permiten configurar el PIC de una determinada manera.

5.- Area de código Representa a la memoria OTP/EEPROM/FLASH de programa. Sobre este buffer se visualiza el contenido de la memoria de programa del PIC recién leído o bien el contenido que se desea grabar sobre ese PIC y que procede de un archivo *.HEX recién abierto. El contenido se puede visualizar en código hexadecimal y ASCII y puede ser de 12, 14 o 16 bits por cada posición. El tamaño de este buffer varía en función del modelo de PIC seleccionado. También puede ser visualizado en formato nemotécnico representando las instrucciones y sus operadores. Para modificar el contenido de cualquier posición, basta con situar el cursor en la misma y teclear el nuevo valor. Esto se puede hacer tanto en hexadecimal como en ASCII.

6.- Area de datos Representa a la memoria EEPROM de datos. Sobre este buffer se visualiza el contenido de la memoria EEPROM de datos del PIC recién leído o bien el contenido que se desea grabar sobre ese PIC y que procede de un archivo *.HEX recién abierto. El contenido se representa en código hexadecimal y ASCII con 8 bits. El tamaño de este buffer varía en función del modelo de PIC seleccionado y puede quedar deshabilitado si el modelo seleccionado no dispone internamente de memoria EEPROM para datos. Para modificar el contenido de cualquier posición, basta con situar el cursor en la misma y teclear el nuevo valor. Esto se puede hacer tanto en hexadecimal como en ASCII.


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Laboratorio PIC’School; Manual de Usuario TEMA 2: Software de grabación 7.- Pestañas de selección El IcProg dispone de 5 buffer diferentes que representan la memoria de programa y la de datos. Mediante cualquiera de estas pestañas se selecciona el buffer deseado. Disponer de varios buffer permite*.HEX acceder rápidamente a información que proviene, p.e. de un PIC recién leído por un lado y de un fichero recién abierto por otro.

2.3.2 Configuración del Hardware IcProg es un software que se adapta a numerosos grabadores comerciales o que tengan un hardware compatible. Mediante la opción “ Tipo de Hardware ” del menú “Ajustes ” es posible configurar IcProg al tipo de grabador disponible. En la figura 2-6 se muestra la configuración necesaria para adaptarlo con el circuito de grabación de PIC’School que nos ocupa.

Figura 2-6. Configuración de IcProg para adaptarlo a PIC’School

Mediante el menú despegable se selecciona el modelo JDM. Se trata de un programador estándar que se gobierna desde el canal serie, al igual que el nuestro laboratorio PIC’School. Para una correcta adaptación con éste, es necesario activar la inversión de las señales Data Out, Data In y Clock, tal y como se muestra en la imagen. El botón deslizante permite ajustar entre 1 y 40 el retardo en las transiciones de las líneas de I/O. Un valor de orientación suele estar comprendido entre 1 y 25. Todo ello depende de la velocidad del ordenador donde se pruebas ejecuta IcProg. A mayor velocidad un le corresponde mayor retardo ycon viceversa, pero se aconseja hacer las oportunas para conseguir compromiso un entre la grabación éxito del dispositivo y el menor retardo posible.

2.3.3 Configuración del software Los usuarios de Windows NT, W2000 y WXP deben guardar en la misma carpeta que IcProg, el driver icprog.sys . Sobre el icono que representa el archivo ejecutable icprogxxxx.exe se hace doble click con el botón derecho y se selecciona la opción Propiedades. Debe aparecer una ventana como la mostrada en la figura 2-7. Seleccionamos la pestaña Compatibilidad y se configuran las opciones mostradas en la figura. Se pulsa Aplicar y seguido Aceptar. Ahora se puede ejecutar el programa icprogxxxx.exe . Puede que aparezcan algunos mensajes de error que deben ser ignorados.


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Figura 2-7. Propiedades de IcProg para ejecutarlo desde WNT, W2000 y WXP

Finalmente, desde “Opciones ” del menú “ Ajuste ” se activa la pestaña “Miscelánea ” y se realizan los ajustes mostrados en la figura 2-8, consistentes en habilitar el driver para NT/2000/XP.

Figura 2-8. Habilitando el driver para NT/2000/XP

Mediante la opción Prueba de Hardware del menú Ajustes es posible comprobar el correcto funcionamiento tanto de PIC’School como la comunicación con IcProg. La Figura 2-9 muestra una ventana en la que es posible activar/desactivar individualmente cada una de las señales empleadas en la grabación de un dispositivo PIC.


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Figura 2-9. Comprobando el hardware

Con Opciones menú Ajustes también puede serie 2-10. de configuraciones que permiten personalizar el entorno del de trabajo con IcProg, tal yse como se acceder muestra aenuna la figura

Figura 2-10. Personalizando el software IcProg

2.3.4 Tareas mas comunes Básicamente se ejecutan mediante los distintos botones de la barra de comandos. Son las mostradas en la figura 2-11.

Figura 2-11. Botones con las tareas mas comunes


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Laboratorio PIC’School; Manual de Usuario TEMA 2: Software de grabación 1.-

Abrir: Presenta el oportuno navegador que permite buscar y seleccionar el archivo *.HEX que se desea leer y depositar en el buffer activo. Este archivo *.HEX es el que se obtiene como consecuencia de ensamblar y/o compilar un programa fuente de aplicación.

2.3.-

Guardar como: Permite almacenar el contenido del buffer actual, sobre un archivo *.HEX. Configurar el hardware: Activa la ventana de configuración, la mostrada en la figura 2-6, para realizar cualquier tipo de ajuste relativo a la configuración y tipo de grabador.

4.-

Opciones: Abre la pantalla de opciones que permiten el ajuste de diferentes parámetros de trabajo del software IcProg. Es la misma que la mostrada en la figura 2-8.

5.-

Leer Todo: Lee el contenido de las diferentes áreas de memoria del PIC (programa, datos y configuración) y lo deposita sobre el buffer activo.

6.-

Programar Todo: Graba sobre las diferentes áreas de memoria del PIC (programa, datos y configuración) el contenido actual del buffer activo.

7.-

Borrar Todo: Borra el contenido de las diferentes áreas de memoria del Pic (programa, datos y configuración), dejándolo en blanco.

8.-

Verificar: Compara el contenido de las diferentes áreas de memoria del PIC (programa, datos y configuración) con el contenido del buffer activado. Genera un informe con la 1ª posición cuyo contenido no coincida con el del buffer.

9.-

Asistente Smartcard: Presenta una pantalla para la gestión de tarjetas de memoria tipo SmartCard. No es útil con PIC’School.

10.-

Vista ensamblador: Cambia la visualización del área de datos presentando las instrucciones mediante nemónicos. Sólo es válido con los dispositivos PIC de 12 y 14 bits de la familia 12XXXX y 16XXXX.

11.-

Vista hexadecimal. Visualiza el área de programa y de datos en formato hexadecimal.

2.4 EL DEPURADOR EN CIRCUITO ICD2 Se trata de una herramienta semi profesional que tiene dos finalidades. Por un lado es un depurador en circuito que facilita la depuración y puesta a punto del programa de aplicación, haciendo que el dispositivo PIC pueda ejecutar dicho programa paso a paso, con puntos de ruptura, tiempo real, etc. Por otro lado el ICD2 incluye el hardware y firmware necesario para realizar las tareas propias de grabación. Esto es lo que nos interesa bajo el punto de vista del laboratorio PIC’School y a lo que nos vamos a referir en este tema. El ICD2 es un producto original de Microchip y se controla desde el conocido software MPLAB IDE (entorno integrado de desarrollo) que se puede descargar de forma gratuita desde www.microchip.com. Es conveniente visitar esta página de forma periódica para descargar las versiones mas actuales de dicho software. Las imágenes y comentarios del presente texto son relativos a la versión 7.30. La figura 2-12 muestra la conexión entre el módulo ICD2 y el laboratorio PIC’School. Basta emplear el cable RJ11 que se suministra con el ICD2 para conectar ambos equipos a través de los correspondientes conectores. Una vez realizada la instalación, PIC’School será capaz de grabar todos los dispositivos PIC de la familia 12Fxxx, 16Fxxx y 18Fxxx que soporta el propio ICD2 y será quién, bajo el control del software MPLAB IDE, suministre las señales necesarias para la grabación: Vcc, GND, Vpp, PGC y PGD.


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Figura 2-12. Conexión de PIC’School con el módulo ICD2 2.4.1 Instalación Desde www.microchip.com se debe bajar la versión mas actualizada del MPLAB IDE que consistirá en un fichero *.ZIP. También se puede descargar el manual de usuario completo (en inglés). Una vez descomprimido se ejecuta la instalación, debiéndose seguir los pasos que se van indicando a lo largo del proceso. En dicho proceso también se orienta cómo instalar los drivers necesarios para el control del módulo ICD2. Este se puede conectar a un puerto serie o a un puerto USB. Se recomienda leer atentamente tanto el manual de usuario como toda información referente a la instalación y empleo que acompaña al software MPLAB IDE.

2.4.2 Configuración Aparte de todas las posibilidades que ofrece MPLAB IDE una vez debidamente instalado, debemos configurar el ICD2 como grabador por defecto. Esto se hace mediante la opción Programmer/Select Programmer/MPLABICD2 , tal y como se muestra en la figura 2-13.


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Figura 2-13. Selección del ICD2 como grabador por defecto

Mediante Programmer/Settings se activa una ventana similar a la de la figura 2-14 en la que se deben ajustar diferentes parámetros de configuración del ICD2. 1.-

Status: Visualizar el estado de la conexión entre el MPLAB IDE y el módulo ICD2.

2.-

Comunication: Permite establecer el puerto de comunicaciones empleado por ICD2. Este puede ser el USB o bien un canal serie, el COM1 o COM2, en cuyo caso se deben fijar los baudios de la comunicación.

3.-

Limitations: Presenta un pequeño informe de las restricciones que tiene el ICD2 respecto al modelo de PIC seleccionado.

4.-

Power: Con esta opción se determina si el ICD2 se encargará de alimentar al circuito externo, en este caso el PIC’School. Se recomienda tener desactivada esta opción.

5.-

Program: Permite seleccionar qué rangos y áreas de memoria van a ser tratados en los distintos procesos de lectura/grabación del PIC seleccionado.

6.-

Versions: Genera un informe sobre la versión del MPLAB ICD2, tipo de firmware, versión del mismo, etc..

7.-

Warnings: Permite habilitar o no la visualización de los diferentes tipos de avisos que se pueden generar durante una sesión de trabajo con ICD2.

Figura 2-14. Ajustes de configuración para el ICD2


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Laboratorio PIC’School; Manual de Usuario TEMA 2: Software de grabación Mediante las opciones del menú Configure , que se muestran en la figura 2-15, se puede seleccionar el tipo de dispositivo así como su palabra de configuración.

Figura 2-15 Selección de dispositivo

1.-

Select Device: Permite seleccionar el tipo de dispositivo a emplear. Mediante una ventana como la mostrada en la figura 2-16, se informa de qué herramientas y grabadores son soportados según el PIC seleccionado. Las herramientas iluminadas en verde indican que son totalmente operativas con el modelo seleccionado. Las que están marcadas en amarillo indican que son soportadas pero en fase beta de pruebas. Finalmente, aquellas herramientas iluminadas en rojo indican que no están disponibles para el modelo de PIC seleccionado.

Figura 2-16. Selección de dispositivo

2.-

Configuration bits: Abre una ventana en la que se debe seleccionar los diferentes parámetros de configuración del PIC: tipo de oscilador, protección de código, activación del WDT, etc..

3.-

ID Memory: Permite introducir el valor de identificación del dispositivo


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Laboratorio PIC’School; Manual de Usuario TEMA 2: Software de grabación 2.4.3 Tareas mas comunes Se realizan con las distintas opciones disponibles en el menú Programmer , y son las mostradas en la figura 2-17.

Figura 2-17. Desde el menú Programmer se pueden seleccionar las tareas mas comunes para la lectura/grabación del dispositivo PIC seleccionado

1.-

Program: Graba el contenido del buffer de MPLAB sobre las distintas áreas de memoria del PIC.

2.-

Read: Lee las distintas áreas de memoria del PIC y lo deposita sobre el buffer de MPLAB.

3.-

Compara el contenidonodecoincidan. la memoria del PIC con el del buffer, generando un informe de aquellas Verify: posiciones cuyos contenidos

4.-

Erase Part: Borra todo el contenido del PIC.

5.-

Blank Check: Comprueba que las distintas áreas de memoria del PIC estén borradas, generando un informe de las posiciones que no estén.

6.-

Connect: Establece la comunicación entre el software MPLAB y el módulo ICD2 al que a su vez está conectado el laboratorio PIC’School, con el PIC a leer/grabar. Es posible que, según el modelo de PIC elegido, sea necesario actualizar el firmware interno del ICD2 con una versión que acepte a dicho modelo. Esto es un proceso automático y transparente. Cuando la actualización se haya llevado a cabo, el ICD2 será operativo con dicho modelo.

7.-

Download ICD2 Operating System: Actualiza el firmware interno del ICD2 para adaptarlo al modelo de PIC seleccionado. Normalmente dicho firmware lo proporciona directamente el propio MPLAB.


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Laboratorio PIC’School; Manual de Usuario TEMA 3: Tutorial TEMA 3: Tutorial 3.1 INTRODUCCION En este tema vamos a tratar de describir las tareas y herramientas necesarias para desarrollar el software de una determinada aplicación. También vamos a proponer una serie de ejemplos básicos con programas de carácter didáctico que se grabarán y ejecutarán sobre el dispositivo PIC 16F876 que incorpora de serie el laboratorio PIC’School. El organigrama mostrado en la figura 3-1 trata de resumir los pasos necesarios.

Figura 3-1. Esquema básico de trabajo

1º

El primer paso para el diseño del software de una aplicación es editar el programa fuente. Para ello se puede emplear cualquier editor de textos típico y que sea capaz de guardar ficheros de texto tipo ASCII como pueden ser el WordPad o el Bloc de notas incluidos en Windows, el Microsoft Word, etc.. Se escribe el programa fuente siguiendo la sintaxis propia del lenguaje de programación que estemos empleando: Ensamblador, C, BASIC, etc.. La extensión del archivo que contiene el programa fuente suele indicar el tipo de lenguaje para el que está escrito (*.ASM, *.C, *.BAS, etc..).

2º

Ensamblar y/o compilar consiste en traducir el programa fuente escrito mediante el editor de textos, en su equivalente en código máquina o hexadecimal. Para ello existen diferentes herramientas según el tipo de lenguaje empleado. Las herramientas para traducir código ensamblador suelen ser gratuitas y están disponibles en la web del fabricante. En el caso de Microchip existen versiones para MS-DOS (MPASM) para Windows (MPASMWIN) o la versión integrada en el conocido entorno de desarrollo MPLAB de este mismo fabricante. Las herramientas compiladoras para C, BASIC o cualquier otro tipo de lenguaje, suelen tener un determinado coste. De todas formas es posible encontrar en la red versiones “shareware” de las mismas, versiones “demo” e incluso versiones para su evaluación.

3º

En el proceso de traducción se pueden producir errores. Estos errores son de tipo sintáctico. Es decir, la herramienta empleada para la traducción ha encontrado alguna incongruencia en el


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Laboratorio PIC’School; Manual de Usuario TEMA 3: Tutorial programa fuente, instrucciones desconocidas, parámetros incorrectos, etc. Es algo así como si se detectaran faltas de ortografía. En este caso el proceso se detiene y se debe volver al editor del programa fuente (punto 1º) para corregir los errores encontrados. Cuando un está correctamente los ensambladores compiladores generan unaprograma serie de fuente archivos. Uno de ellos, el escrito, más importante, contiene ely/o resultado de la traducción, es decir el código máquina o hexadecimal. La extensión de este archivo es *.HEX. El resto de archivos suelen ser archivos auxiliares y contienen información de la traducción, listados, información para simulación, etc.. Suelen ser necesarios y empleados por las herramientas de depuración, emulación y/o simulación. 4º

Obtenido el fichero ejecutable *.HEX debemos ahora verificar su funcionamiento. Para ello todos los fabricantes disponen de una serie de herramientas hardware/software que permiten comprobar el correcto funcionamiento del programa de aplicación recién obtenido y, en su defecto, facilitar la localización del/los fallo/s. La herramienta mas profesional y de mayor coste es la conocida como “Emulador”. Está formado por un hardware y un software especial que permiten análisis en real del resultado de la ejecución. El emulador se conecta físicamente en elunhardware de tiempo la aplicación sustituyendo a todos los efectos, sin ningún tipo de restricción, al microcontrolador que en dicho hardware debiera estar insertado. Mediante el software de emulación adecuado el emulador ejecuta el programa de aplicación como si del propio microcontrolador se tratara, controlando en tiempo real a todos los periféricos existentes. Es posible detener la ejecución en un momento determinado (breakpoint), ejecutar paso a paso todas las instrucciones, visualizar/modificar los registros internos, analizar tiempos de ejecución, registrar sucesos o eventos externos y un largo etcétera. En el caso de los PIC’s, Microchip dispone de sendos emuladores como el IC2000 y el IC4000 cuyo control se realiza mediante el conocido entorno integrado MPLAB. También existen varios fabricantes o terceras partes que comercializan este tipo de herramientas para estos microcontroladores. En un término medio y a un coste bastante asequible nos encontramos con los “Depuradores en Circuito” (ICD). Algunos microcontroladores, como es el caso de algunos dispositivos PIC, incorporan en su interior mecanismos de depuración integrados. Basta un sencillo hardware externo llamado ICD para comunicar dichos mecanismos con el software de depuración. Gracias al ICD el programa de aplicación del usuario se graba físicamente sobre el propio microcontrolador que se le supone insertado en el hardware final. Este programa se ejecuta por tanto en tiempo real gestionando así todos los periféricos que hubiera en dicho hardware. El ICD también permite el empleo de puntos de parada (breakpoints), ejecución paso a paso, visualización/modificación de registros, etc.. Puesto que el ICD es una herramienta de bajo coste, también tiene una serie de limitaciones o restricciones. Dado que se emplean algunos recursos del propio microcontrolador, estos no están disponibles para el usuario. Consume parte del área de programa, algunas líneas de E/S y, cada vez que se modifique el programa de aplicación, es necesario volver a regrabarlo sobre el microcontrolador con el desgaste que esto supone. En ningún caso se puede por tanto comparar un “Depurador” con un “Emulador”. Microchip dispone del depurador ICD2 que también se controla mediante el software de depuración MPLAB. Por último nos encontramos con las herramientas de simulación. Es la solución menos profesional pero la mayor parte de fabricantes la distribuyen de forma gratuita a sus usuarios. Se trata de un software que se ejecuta en el PC y trata de “simular” el comportamiento del microcontrolador cuando éste ejecuta el programa de aplicación. Naturalmente esta ejecución NO se realiza en tiempo real ni tampoco podemos “conectar” periféricos reales al PC. El ya mencionado entorno de desarrollo MPLAB de microchip también tiene la posibilidad de hacer simulación de los diferentes dispositivos PIC existentes. Es una solución bastante válida a nivel didáctico en ciclos formativos y, sobre todo, es gratuita.


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Laboratorio PIC’School; Manual de Usuario TEMA 3: Tutorial 5º

6º

Sea cual sea la herramienta de “emulación/depuración/simulación” seleccionada, el objetivo final es siempre localizar posibles fallos en el programa de aplicación y corregirlos. La corrección de esos fallos implica volver al punto 1º para editar y corregir el programa fuente y ensamblarlo nuevamente. El proceso finaliza cuando dicho programa cumpla todas las expectativas. Grabar el dispositivo. Efectivamente, una vez que se ha obtenido un programa funcional y ejecutable (*.HEX) se procede a grabarlo en la memoria interna del microcontrolador. Para ello se recurre a un grabador dotado del software de grabación oportuno. Por supuesto que el entorno de desarrollo MPLAB también tiene la posibilidad de grabar dispositivos. Concretamente permite la conexión con varios equipos de grabación diseñados y comercializados por Microchip: PICSTART Plus, MPLAB ICD2, MPLAB PM3, PROMATE II y PICkit 1.

7º

El último paso consiste en hacer las pruebas finales y definitivas. El microcontrolador recién grabado se inserta en el hardware final de la aplicación donde se verifica el correcto funcionamiento de todo el conjunto hardware/software.

El laboratorio PIC’School es una potente y autónoma herramienta hardware para el desarrollo de aplicaciones basadas en microcontroladores PIC. Admite los dispositivos mas representativos, posee un buen número de periféricos con un flexible sistema para su interconexión, dispone de un área para el montaje rápido sin soldaduras y es capaz de grabar el dispositivo PIC insertado en su correspondiente zócalo. Con PIC’School es posible hacer emulación si se dispone de la herramienta correspondiente, el emulador. También admite la conexión con el depurador en circuito ICD2 (se vende por separado), lo que facilita la depuración y puesta en marcha del programa así como su grabación. Finalmente, como PIC’School posee de su propio sistema de grabación, basta con disponer de un software de simulación y otro de grabación para el desarrollo de la aplicación. Es la opción mas económica y en la que se va a basar el presente tutorial.

3.2 TUTORIAL En Ingeniería de Microsistemas Programados S.L hemos optado por el empleo del software MPLAB para el desarrollo del presente tutorial, por ser un Entorno Integrado de Desarrollo (IDE) muy completo: ● ●

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Es totalmente gratuito y desde www.microchip.com se pueden obtener las diferentes actualizaciones. Permite realizar todas las tareas necesarias en un proyecto: editar el programa fuente, ensamblar y/o compilar (si se dispone del compilador) el programa fuente, simular el funcionamiento del programa ejecutable, etc.. Si se dispone de las herramientas hardware correspondientes también es posible emular, depurar y grabar el dispositivo. Como software de grabación vamos a emplear el WinPIC800 por los siguientes motivos:

● ● ● ●

Es de libre distribución y desde http://perso.wanadoo.es/siscobf/winpic800.htm se pueden obtener las distintas actualizaciones. Está en constante evolución y cuenta con un interesante foro. Se adapta perfectamente al hardware de grabación contenido en el laboratorio PIC’School. Admite los dispositivos PIC mas relevantes.

Se supone que ambos programas están debidamente instalados siguiendo las instrucciones de instalación. También se sugiere crear una carpeta llamada “Ejemplos para PIC’School” y copiar en ella todos los programas fuente *.ASM de ejemplo contenidos en el CD-ROM que viene con el equipo.


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Laboratorio PIC’School; Manual de Usuario TEMA 3: Tutorial 3.2.1. Creación de un proyecto Cuando se está en fase de desarrollo de un programa de aplicación, se genera una abundante información relacionada con el mismo que se aglutina en torno a lo que se llama un “Proyecto”. Un proyecto no es mas que un fichero en el que queda reflejado una importante serie de datos relacionados con esa aplicación: ● Tipo de procesador empleado. ● Lenguaje de programación. ● Nombre del fichero que contiene el programa fuente. ● Ficheros que se obtienen tras el ensamblado y/o compilación: ejecutables (*.HEX), listados (*.LST), errores (*.ERR), información de simulación, etc.. ● Entorno de trabajo ● Parámetros de configuración, etc... De esta forma, cuando se retoma el trabajo de un día para otro, basta con abrir simplemente el proyecto en cuestión. Automáticamente y de forma rápida y cómoda aparece el entorno de trabajo tal y como se dejó. El entorno desarrollo MPLAB dispone de un cómodo gestor proyectos que, tal y como se muestra en la figura 3-2, se de inicia mediante la opción “Project/Project Wizard ” delde menú principal.

Figura 3-2. Iniciando el gestor de proyectos Este gestor nos va guiando a definir el proyecto que se puede resumir en los siguientes pasos: 1º

Definir el tipo de microcontrolador que se va a emplear en la aplicación. Ver la figura 3-3.


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Laboratorio PIC’School; Manual de Usuario TEMA 3: Tutorial

Aparece una lista despegable con todos los dispositivos admitidos en la versión actual de MPLAB. Estamos empleando la versión 7.30 y el dispositivo seleccionado es el PIC16F876A que es el que incorpora de serie el laboratorio PIC’School . Se pulsa el botón “Siguiente ” para seguir con el proceso.

Figura 3-3. Selección del dispositivo

2º

Se selecciona la herramienta software que se va a emplear en el proceso de ensamblado y/o compilación para obtener el programa ejecutable (*.HEX) a partir del programa fuente (*. ASM, *.C, etc.). Ver la figura 3-4.

Mediante la persiana denominada “Active Toolsuite ” se selecciona una de esas herramientas. En la actualidad, MPLAB se puede integrar con herramientas propias de Microchip o de terceras fuentes. Para ello se deben seguir las instrucciones de instalación propias de cada una de ellas. En el caso que nos ocupa seleccionamos “Microchip MPASM Toolsuite ” que es el ensamblador que se suministra gratuitamente y se instala junto con el propio MPLAB. Esta herramienta consta del ensamblador (mpasmwin.exe) propiamente dicho, el enlazador o lincador (mplink.exe) y librerías (mplib.exe). Con el botón “Browse...” se puede seleccionar el lugar o ruta donde se encuentran cada uno de estos ficheros, que por defecto es la mostrada en la figura.

Figura 3-4. Seleccionando la herramienta de ensamblado/compilación 3º

Dar nombre al proyecto e indicar la carpeta donde ha de guardarse, tal y como se muestra en la figura 3-5.


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Laboratorio PIC’School; Manual de Usuario TEMA 3: Tutorial En este caso el proyecto se denomina “Ejem_1” y se guardará en la carpeta “Ejemplos para PIC’School ” de la unidad F:\ (o cualquier otra unidad disponible). Esta carpeta es la que se sugirió crear anteriormente para guardar en ella todos los programas fuentes de ejemplo (*.ASM) que se suministran en el CD-ROM.

Figura 3-5. Asignando nombre al proyecto

4º

Asignar el programa fuente asociado al proyecto. Ver la figura 3-6. En el caso que nos ocupa los programas de ejemplo ya están editados y almacenados en la carpeta “ F:\Ejemplos para PIC’School ” procedentes del CD-ROM. De esta manera evitamos tener que teclearlos. En otros casos habría que editarlos mediante el editor de textos que dispone el propio MPLAB.

La carpeta “F:\Ejemplos para PIC’School ” es la que se eligió para almacenar el proyecto “Ejem_1” y en ella se encuentran todos los ficheros con los programas fuente *.ASM propuestos como ejemplos. Seleccionamos el fichero “Ejem_1.asm ” y se pulsa el botón “ Add ”. Al proyecto Ejem_1 le hemos asignado el programa fuente Ejem_1.asm Conviene indicar que un proyecto puede tener asignado mas de un programa fuente.

Figura 3-6. Asignación del programa fuente

Por último el gestor de proyectos presenta una ventana resumen como la mostrada en la figura 3-7 donde se resume el proyecto.


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Se indica tipo de dispositivo empleado, herramienta de ensamblado/compilación y carpeta y nombre del fichero que contiene el proyecto. Cuando se pulsa Finalizar se visualiza la ventana principal de MPLAB que muestra el área de trabajo y una pequeña ventana que resumen al proyecto Ejem_1.mcp y los ficheros asociados.

Figura 3-7. Sumario del proyecto Ejem_1.mcp También podemos configurar el área de trabajo de MPLAB a nuestro gusto, visualizando las ventanas que nos interesen, su tamaño, posición, etc.. Por ejemplo y, como referencia, podemos abrir el programa fuente para tenerlo a la vista. Se emplea la opción “File/Open “del menú principal y se busca y selecciona el fichero Ejem_1.asm. Mediante la opción “View ” se pueden abrir ventanas que representan la memoria RAM del dispositivo (File Registers), sus registros internos (Special Function Registers), la memoria EEPROM de datos (si la hubiera), etc.. Mediante “ Configure/Configuration Bits ” se pueden visualiza y ajustar los bits de configuración del dispositivo. La figura 3-8 puede servir como muestra del área de trabajo configurada a gusto del usuario.

Figura 3-8. Configurando el área de trabajo


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Laboratorio PIC’School; Manual de Usuario TEMA 3: Tutorial Se puede seleccionar el tipo de herramienta para realizar la puesta a punto del programa. En la figura 3-9MPLAB se ha seleccionado el simulador SIM, pero se hubiera podido seleccionar el emulador MPLAB ICE 2000 o el depurador en circuito MPLAB ICD 2 si estuvieran disponibles.

Figura 3-9. Selección del simulador

Todos estos ajustes y configuraciones también forman parte del proyecto. Mediante las diferentes opciones del menú “Project ” se puede salvar un proyecto, recuperarlo, iniciar uno nuevo, etc. En la dirección www.microchip.com está disponible el manual de usuario completo del entorno de desarrollo MPLAB, en el que se explica todas las funciones y prestaciones del programa. En la red es posible encontrar herramientas equivalentes a MPLAB, aunque nosotros recomendamos su empleo por ser un producto original fabricado por el propio Microchip. Su aprendizaje puede resultar un poco costoso, pero es una herramienta potente, actualizada y que permite cubrir diferentes etapas desde la simulación hasta la emulación en tiempo real.

3.2.2 El programa fuente Todos los programas fuente los suministramos en el CD-ROM para que el usuario no pierda tiempo en su edición. Por supuesto que pueden ser modificados y adaptados a sus necesidades. Es mas, animamos a que así sea ya que con somos muy de en que forma de aprender a programar es “enredando” y experimentando ellos. Deconscientes todas formas la la redúnica se pueden encontrar innumerables páginas y foros que ofrecen programas de demostración. En nuestra página www.microcontroladores.com tenemos gran cantidad de ejemplos que, aunque no estén expresamente pensados para el laboratorio PIC’School, se pueden adaptar fácilmente. También existe abundante literatura en castellano destinada a conocer el mundo de los PIC’s y su programación. En www.microchip.com se puede descargar el manual completo del ensamblador MPASM donde se explica todas sus instrucciones y directivas. En este tutorial hemos empezado con un proyecto llamado Ejem_1 al que se le ha asignado un programa fuente llamado Ejem_1.ASM y cuyo listado se muestra a continuación. Puede servir como ejemplo de referencia para analizar el aspecto de un programa fuente en ensamblador. No pretendemos desde aquí a enseñar a programar PIC’s. Como ya se mencionó anteriormente existe abundante material escrito sobre el tema. En todo programa fuente se permite la inclusión de comentarios que facilitan la compresión del mismo añadiendo todo tipo de explicaciones tanto en la cabecera del programa como en las instrucciones que lo forman. En el caso del ensamblador todo comentario debe empezar con “ ;”. La directiva “List” informa al ensamblador del tipo de dispositivo para el que debe realizar la traducción. Por su parte la directiva “include” permite añadir ficheros previamente editados. Normalmente el contenido de estos ficheros puede ser empleado por múltiples programas sin necesidad de tener que editarlos cada vez. En el ejemplo se incluye el fichero P16F876A.INC que contiene la declaración de bits y etiquetas de ese dispositivo. Estas declaraciones son siempre iguales por lo que no es necesario escribirlas cada vez que se necesiten. Se hace un fichero con ellas y luego se “incrusta” en todos los programas fuente que las necesite. La directiva “__config” permite establecer cómo han de quedar los bits de configuración del dispositivo a la hora de grabarlo. Esta información queda registrada en el fichero *.HEX y es empleada por el software de grabación. En el ejemplo que nos ocupa se ha seleccionado una configuración de Protección de código y datos=OFF, LVP=OFF, WDT=OFF y OSC=XT.


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EJEMPLO 1 Autor: Mikel Etxebarria

;; (c) Microsystems Engineering (Bilbao) ;Leer el estado de 6 interruptores/pulsadores del entrenador conectados a RA5-RA0 y reflejar el nivel ;lógico de los mismos sobre los leds conectaqdos a RB5-RB0 List p=16F876A include "P16F876A.INC"

;Tipo de procesador ;Definiciones de registros internos

;Ajusta los valores de la palabra de configuración durante el ensamblaje: ;Protección de código y datos=OFF, LVP=OFF, WDT=OFF y OSC=XT __config _CP_OFF&_CPD_OFF&_LVP_OFF&_WDT_OFF&_XT_OSC ;Estos y otros valores se pueden modificar según las necesidades

Inicio

Loop

org

0x00

goto org

Inicio 0x05

;Vector de reset

clrf bsf clrf movlw movwf movlw movwf bcf

PORTB STATUS,RP0 TRISB 0x06 ADCON1 b'00111111' TRISA STATUS,RP0

;Borra los latch de salida ;Selecciona banco 1 ;Puerta B se configura como salida

movf movwf goto

PORTA,W PORTB Loop

;Leer las entradas RA0-RA5 ;Reflejar en las salidas ;Bucle sin fin

end

;Puerta A digital ;Puerta A se configura como entrada ;Selecciona banco 0

;Fin del programa fuente

El programa comienza en la dirección 0x0000 destinada al vector de Reset. Todos los programas deben comenzar configurando las líneas de E/S del PIC determinado quiénes son entradas y quiénes salidas. En el ejemplo la puerta A se configura como entradas digitales y la B se configura como salida. El cuerpo principal del ejemplo comienza en la dirección indicada por la etiqueta Loop. De una forma constante se procede a leer el estado de las entradas para reflejarlo sobre las salidas. Las entradas se supone conectadas a unos interruptores y las salidas a unos indicadores tipo led, periféricos contenidos en el laboratorio PIC’School. Por último la directiva end se pone al final del programa fuente y su empleo es obligatorio. Le informa al ensamblador el final del mismo.

3.2.3 Construyendo el proyecto Básicamente consiste en ensamblar/compilar el programa fuente (*.ASM) para obtener el programa en código máquina (*.HEX). Recordemos que nuestro proyecto “Ejem_1.mcp” está compuesto del programa fuente “Ejem_1.asm”. Como ya se ha explicado anteriormente, tras el ensamblado se obtiene una serie de ficheros como es el ejecutable “Ejem_1.hex”, de listado “Ejem_1.lst”, de errores “Ejem_1.err”, de simulación “Ejem_1.cod”, etc.. La figura 3-10 muestra alguna de las opciones del menú “ Project ”, entre las que se encuentra la opción “Buid Al l” (ctrl.+F10) que es la que emplearemos para proceder a ensamblar.


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Figura 3-10. Ensamblando el proyecto 3.2.4 Preparando el hardware de la aplicación El programa de este ejemplo de aplicación consiste en leer el estado de 6 interruptores de entrada conectados a las líneas RA0-RA5 de la puerta A y reflejarlo en otras tantas salidas conectadas a las líneas RB0RB5 de la puerta B. La figura 3-11 muestra el esquema de conexiones de los interruptores de entrada y los leds de salida del laboratorio PIC’School conectados a las líneas de las Puertas A y B respectivamente. AP17 1 2 3 4 5 6 7 8

AP18

S5 S4 S3 S2 S1 S0

RB5 RB4 RB3 RB2 RB1 RB0

E5 E4 E3 E2 E1 E0


SALIDAS DIGITALES

1 2 3 4 5 6 7 8 ENTRADAS DIGITALES

Figura 3-11. Conexiones eléctricas de los interruptores y leds en PIC’School

Las entradas están disponibles a través del bloque de conexiones AP17 y están representadas como E0E7. Las cuatro primeras se corresponden con los interruptores E0-E3 y las cuatro últimas con los pulsadores E4E7. En este ejemplo sólo se conectan las entradas E0-E5 con las líneas RA0-RA5 del microcontrolador. Las conexiones con los leds de salida se realizan a través del bloque de conexiones AP18 y están representados como S0-S7. En este ejemplo de aplicación únicamente se emplean los leds S0-S5 que se conectan con las líneas de salida RB0-RB5 del PIC. Todas las conexiones se pueden realizar mediante cable rígido de conexiones de 0.6 a 0.8 mm de grosor tal y como se muestra en la fotografía de la figura 3-12.


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Figura 3-12. Conexiones realizadas sobre PIC’School

3.2.5 Grabación del dispositivo Obtenido tras el ensamblado el fichero ejecutable Ejem_1.hex y habiendo preparado el hardware en PIC’School con las conexiones necesarias, lo único que queda por hacer es grabar el dispositivo. Esto se puede realizar desde el mismo entorno de desarrollo MPLAB, si dispusieramos de cualquiera de los grabadores soportados, por ejemplo el ICD2. Sin embargo el laboratorio PIC’School incorpora su propio grabador por lo que no es necesario de ningún equipo adicional. Basta con ejecutar el software de grabación apropiado. Nosotros hemos optado por emplear el WinPIC800 o el IcProg que se comentaron en el tema anterior. Suponiendo que se disponga del WinPic800 debidamente instalado y configurado, basta con ejecutarlo y seguir los siguientes pasos: 1º

Conectar la alimentación del laboratorio PIC’School.

2º

El conmutador del grabador debe estar en la posición “PC”

3º

Conectar el cable de comunicaciones entre el laboratorio y el PC.

4º

Pulsar el botón de detectar PIC. Se debe selecciona el 16F876A de forma automática.

5º

Abrir el fichero Ejem_1.hex recién obtenido. La figura 3-13 muestra el área de trabajo con el contenido en hexadecimal de la memoria de programa procedente del fichero abierto y que será grabado físicamente sobre el PIC. Igualmente se puede mostrar la palabra de configuración con los ajustes que se realizaron en el programa fuente Ejem_1.asm mediante la directiva “__config”, almacenados también en el fichero Ejem_1.hex.


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Figura 3-13. El programa ejecutable 6º

Se sugiere borrar el PIC mediante el botón correspondiente.

7º

Grabar el contenido actual del buffer de WinPic800 sobre el PIC.

3.2.6 Comprobando el funcionamiento de la aplicación El dispositivo PIC16F876 ya está grabado, vamos a verificar el correcto funcionamiento de la aplicación: 1º

Colocar el conmutador del grabador del laboratorio PIC’School en la posición RUN

2º

Comprobar que cualquier actuación sobre los interruptores/pulsadores de entrada queda inmediatamente reflejado sobre los leds de salida. Recordar que los pulsadores están normalmente, en situación de reposo, a nivel “1”. Cuando se accionan generan nivel lógico “0”.

Es el momento de experimentar con el programa Ejem_1.asm para modificarlo como queramos y repetir todos los pasos expuestos en el presente tutorial. También es el momento de ir revisando los diferentes ejemplos propuestos a continuación y cuyos programas fuentes se suministran en el CD-ROM.


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Laboratorio PIC’School; Manual de Usuario TEMA 3: Tutorial 3.3 EJEMPLOS Por fin ha llegado el momento de ir probando con el resto de ejemplos que se suministran en el CDROM. Además de aprender ciertas técnicas y “trucos” de programación con los ejercicios propuestos, también nos las vamos a familiarizar del laboratorio PIC’School, periféricos, las conexiones de los mismos con líneas de E/S del con PIC el asímanejo como con los recursos internos delsus microcontrolador.

3.3.1 Ejemplo 1: Simple manejo de las entradas y salidas Es el ejemplo contenido en el archivo Ejem_1.asm y que se empleo en el tutorial del apartado anterior.

3.3.2 Ejemplo 2: Función lógica NOT Enunciado Leer el estado de un interruptor conectado a RA0 y visualizarlo sobre un led conectado a RB0. En RB1 se conecta otro led que visualiza el complemento de RA0.

Requisitos Realizar las conexiones mostradas en el esquema de la figura 3-14 en las que RA0 se conecta con el interruptor E0, RB0 se conecta con el led S0 y RB1 se conecta con el led S1. AP17 1 2 3 4 5 6 7 8

AP18

S1 S0

RB1 RB0

E0

RA0

SALIDAS DIGITALES


Figura 3-14. Conexiones a realizar con el ejemplo 2 Comentarios Este ejemplo contenido en el fichero Ejem_2.asm realiza un sencillo tratamiento con el valor de la señal de entrada.

3.3.3 Ejemplo 3: Decodificador combinacional Enunciado El presente ejemplo propone generar unas señales de salida sobre RB0-RB7 en función de dos señales de entrada que se aplican por RA0 y RA1, según la siguiente tabla de la verdad. Se trata de una clásica aplicación combinacional.

ENTRADAS RA1 RA0 0 0 0 1 1 0 1 1

RB7 1 0 0 1

RB6 0 1 0 1

RB5 1 0 0 1

SALIDAS RB4 RB3 0 1 1 0 0 1 1 0

RB2 0 1 1 0

RB1 1 0 1 0

RB0 0 1 1 0


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Laboratorio PIC’School; Manual de Usuario TEMA 3: Tutorial Requisitos Las líneas de entrada RA0 y RA1 se conectan con los interruptores E0 y E1 respectivamente. Las líneas RB0RB7 se conectan con los leds S0-S7. Ver el esquema de la figura 3-15. AP17

AP18 S7 S6 S5 S4 S3 S2 S1 S0

1 2 3 4 5 6 7 8


RA1 RA0

E1 E0

SALIDAS DIGITALES

1 2 3 4 5 6 7 8 ENTRADAS DIGI TALES

Figura 3-15. Conexiones del ejemplo 3 Comentarios El programa contenido en el fichero Ejem_3.asm muestra el empleo de las máscaras que permiten filtrar una información de entrada de varios bits y procesar sólo los que interese.

3.3.4 Ejemplo 4: Automatismo secuencial, simulando una maniobra de torneado Enunciado Se trata de simular una sencilla maniobra para el torneado de una pieza. La activación/desactivación de un cilindro simula el arrastre de la pieza a tornear. Esta pasa por distintos sensores a lo largo del recorrido provocando que el motor del torno se active o no. El funcionamiento se resume a continuación: 1º

La secuencia se inicia al pulsar "I" (RA0) que activa el cilindro "V" (RB0).

2º

Este en su avance empuja la pieza a tornear y acciona el sensor "b" (RA2) activando el relé del motor "M" (RB1). Comienza el torneado. Durante el avance se alcanza el sensor "c" (RA3) que desactiva el cilindro "V" (RB0) iniciándose el retroceso del mismo. Al volver a pasar por "b" (RA2), se desconecta "M" (RB1). Cuando se alcanza el final de carrera "a" (RA1) se activa una señal acústica "A" (RB2) para que el operario retire la pieza, coloque otra nueva y, se inicie un nuevo ciclo, al pulsar "I" (RA0).

3º 4º 5º

Requisitos El pulsador “I” E4 se conecta con RA0 e inicia la secuencia. Los pulsadores E6 y E7 simulan los sensores “b” y “c” respectivamente y se conectan con las entradas RA2 y RA3. El pulsador E5 representa al final de carrera “a” y se conecta con RA1. Por su parte el led S0 se conecta con RB0 y representa al cilindro “V” mientras que el led S1 se conecta con RB1 y representa al motor “M”. El esquema de conexiones se resume en la figura 3-16. AP17

AP18 1 2 3 4 5 6 7 8

RA3 RA2 RA1 RA0 S1 (M) S0 (V)

E7 E6 E5 E4

(c) (b) (a) (I)

RB1 RB0

1 2 3 4 5 6 7 8

Figura 3-16. Conexiones del ejemplo 4

SALIDAS DIGITALES ENTRADAS DIGI TALES

Comentarios Programa contenido en el fichero Ejem_4.asm y que consiste en un conjunto de instrucciones que siguen fielmente la secuencia de funcionamiento de la máquina simulada. Se recuerda por otra parte que los pulsadores empleados en la simulación son activos por nivel ”0” cada vez que se accionan.


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Laboratorio PIC’School; Manual de Usuario TEMA 3: Tutorial 3.3.5 Ejemplo 5: Automatismo secuencial, simulando una maniobra de taladrado Enunciado Se trata movimientos de controlar de el cabezal de unsegún taladrola para la perforación distintos aproximación siguiente secuencia:de una pieza. Dicho cabezal es sometido a 1º 2º 3º 4º

Al accionar el pulsador "I" (RA0) el cabezal realiza un descenso rápido de aproximación, activando el motor de bajada rápida "BR"(RB3). Al llegar al sensor "b" (RA2), se activa el relé "M" (RB1) que hace girar el motor de la broca y se realiza un descenso lento para el taladrado de la pieza "BL" (RB4). Cuando se activa el sensor "c" (RA3) se considera que la pieza está taladrada. Se inicia una subida rápida del cabezal "SR" (RB0) al tiempo que el relé "M" (RB1) de giro sigue activado. Cuando se alcanza el final de carrera "a" (RA1), se detiene la subida rápida "SR"(RB0), el relé de giro "M" (RB1) y se activa una señal acústica "A" (RB2) de aviso. El ciclo comienza con una nueva pulsación de "I" (RA0).

Requisitos El pulsador de entrada E4 “I” se conecta con RA0 e inicia la secuencia. Los pulsadores E6 y E7 simulan los sensores “b” y “c” y se conectan con las señales RA2 y RA3 respectivamente. El final de carrera “a” se simula con el pulsador E5 y se conecta con la entrada RA1. Los leds de salida S0-S4 se conectan con las líneas RB0RB4. Respectivamente simulan las señales que controlan la subida rápida del cabezal (SR), el motor (M), la señal de aviso (A), la bajada rápida del cabezal (BR) y la bajada lenta (BL). Seguir el esquema de conexiones de la figura 3-17. AP17 1 2 3 4 5 6

7 8


AP18

S4 (BL) S3 (BR) S2 (A) S1 (M) S0 (SR)

SALIDAS DIGITALES

RB4 RB3 RB2 RB1 RB0

RA3 RA2 RA1 RA0

E7 E6 E5 E4

(c) (b) (a) (I)

1 2 3 4 5 6 7 8

ENTRADAS DI GITALES

Comentarios Este ejemplo está contenido en el archivo Ejem_5.asm y, al igual que el anterior, consiste en un conjunto de instrucciones que siguen fielmente la secuencia de funcionamiento de la máquina simulada. Se recuerda por otra parte que los pulsadores empleados en la simulación son activos por nivel ”0” cada vez que se accionan.

3.3.6 Ejemplo 6: Automatismo, máquina de envasar Enunciado Dos cintas transportadoras transportan piezas y envases respectivamente. Cuando se detecta un envase debidamente posicionado comienzan a entrar piezas. Cuando un embase se llena con 10 piezas, se retira y se reemplaza por otro en su lugar. La secuencia de funcionamiento es la siguiente: 1º

4º

Dos relés "M1" (RB0) y "M2" (RB1) gobiernan dos motores que arrastran dos cintas transportadoras. "M1" (RB0) transporta piezas y "M2" (RB1) embalajes. Un sensor "DP" (RA1) detecta el paso de piezas y, otro "DE" (RA2), detecta el correcto posicionamiento de un envase. Al detectarse el paso de 10 piezas, el envase se considera lleno, se activa una señal acústica "A" (RB2) y, la cinta que transporta embalajes, se desplaza hasta situar un nuevo envase vacío. En este momento se desactiva la señal acústica "A" (RB2) y nuevamente avanza la cinta de piezas

5º

repitiéndose así el ciclo. Un interruptor "I" (RA0) activa o no a todo el sistema.

2º 3º


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Laboratorio PIC’School; Manual de Usuario TEMA 3: Tutorial Requisitos Mediante el interruptor E0 (I) conectado a RA0 se inicia el funcionamiento de la máquina. El interruptor E1 (DE) se conecta a la línea RA1 y simula el detector de embalaje posicionado. El pulsador E4 (DP) simula el detector de paso de piezas. Se conecta a RA2. Por su parte los leds S0-S2 se conectan con(M2) las líneas respectivamente simulan las salidas de avance de piezas (M1), avance de embalaje y señalRB0-RB2 acústica que (A). Todo ello queda reflejado en el esquema de conexiones mostrado en la figura 3-18. AP17

AP18

1 2 3 4 5 6 7 8

RA1 S2 (A) S1 (M2) S0 (M1)

RB2 RB1 RB0

RA2 RA0

SALIDAS DIGITALES

1 2 3 4 5 6 7 8

E4 (DP) E1 (DE) E0 (I)

Figura 3-18. Esquema del ejemplo 6

ENTRADAS DI GITALES

Comentarios Este ejemplo trata de mostrar el empleo de variables sobre la memoria RAM del microcontrolador y también la forma de contar pulsos en ciertas señales de entrada. El pulsador E4 es el encargado de simular el paso de piezas y genera un pulso con transición 1-0-1 en cada una.

3.3.7 Ejemplo 7: Máquina de envasar, versión mejorada Enunciado Dos cintas transportadoras transportan piezas y envases respectivamente. Cuando se detecta un envase debidamente posicionado comienzan a entrar piezas. Cuando un embase se llena con 10 piezas, se retira y se reemplaza por otro en su lugar. La secuencia de funcionamiento es la siguiente: 1º 2º 3º 4º 5º

Dos relés "M1" (RB0) y "M2" (RB1) gobiernan dos motores que arrastran dos cintas transportadoras. "M1" (RB0) transporta piezas y "M2" (RB1) embalajes. Un sensor "DP" (RA1) detecta el paso de piezas y, otro "DE" (RA2), detecta el correcto posicionamiento de un envase. Al detectarse el paso de 10 piezas, el envase se considera lleno, se activa una señal acústica "A" (RB2) y, la cinta que transporta embalajes, se desplaza hasta situar un nuevo envase vacío. En este momento se desactiva la señal acústica "A" (RB2) y nuevamente avanza la cinta de piezas repitiéndose así el ciclo. Un interruptor "I" (RA0) activa o no a todo el sistema.

Requisitos Mediante el interruptor E0 (I) conectado a RA0 se inicia el funcionamiento de la máquina. El interruptor E1 (DE) se conecta a la línea RA1 y simula el detector de embalaje posicionado. El pulsador E4 (DP) simula el detector de paso de piezas. Se conecta a RA2. Por su parte los leds S0-S2 se conectan con las líneas RB0-RB2 que respectivamente simulan las salidas de avance de piezas (M1), avance de embalaje (M2) y señal acústica (A). Todo ello queda reflejado en el esquema de conexiones mostrado en la figura 3-19. AP17 1 2 3 4 5 6 7 8

AP18

RA1 S2 (A) S1 (M2) S0 (M1)

RB2 RB1 RB0

RA2 RA0

SALIDAS DIGITALES

E4 (DP) E1 (DE) E0 (I)

1 2 3 4 5 6 7 8


ENTRADAS DIGI TALES


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Laboratorio PIC’School; Manual de Usuario TEMA 3: Tutorial Comentarios En el ejemplo anterior se pudo comprobar claramente que el nº de piezas a envasar era incorrecto. No es que el programa estuviera mal diseñado, sino que el pulsador que simula el paso de piezas provoca un desagradable efecto rebote. accionamiento del pulsador puede variaselectromecánicos. señales que, porEs supuesto son detectadas porUn el PIC. Estos rebotes se producen en suponer todos losgenerar dispositivos posible que este efecto se haya notado también en el interruptor que detecta el posicionamiento de embalajes. Para evitarlo se intercala una temporización al detectar un cambio de estado o accionamiento. De esta forma esperamos que las láminas metálicas de los contactos se estabilicen. En el ejemplo se hace uso de una rutina de temporización de propósito general. Esta produce un tiempo de espera de 10mS. Se emplea por 1ª vez el TMR0 en el modo temporizador y asociado al preescaler de 256. Si el microcontrolador trabaja a una velocidad de 4MHz, el ciclo máquina es de 1µS. Con un preesacler de 256 el TMR0 evoluciona cada evento de 256 µS (256 * 1). La temporización termina cuando el TMR0 cuenta 39 eventos de 256µS (256 * 39 = 10000µS = 10mS).

3.3.8 Ejemplo 8: Juego de luces Enunciado Se va a realizar un juego de luces con unos leds conectados a las líneas de la Puerta B. Se iluminarán de forma secuencial de izda. a dcha. y viceversa en función del valor de la entrada RA0. El intervalo en que cada led permanece encendido es de 0.25s (250 mS)

Requisitos Conectar los leds S0-S7 a las líneas RB0-RB7 de salida. El interruptor E0 se conecta con la entrada RA0. Todo ello se muestra en la figura 3-20. AP17


1 2 3 4 5 6 7 8

AP18 S7 S6 S5 S4 S3 S2 S1 S0

SALIDAS DIGITALES


RA0

E0


Comentarios Se emplea una rutina de temporización basada en los mismos principios que la empleada en el ejemplo anterior. Sin embargo la máxima temporización que el TMR0 de un PIC trabajando a 4MHz y con un preescaler de 256 es de unos 65mS (256 * 256 *1). Este valor es bastante inferior al que se desea (250mS). Por ello se opta por mantener al TMR0 haciendo una temporización de 10mS que se repetirá 25 veces para conseguir el total deseado (25 * 10mS = 250mS = 0.25s).

3.3.9 Ejemplo 9: La interrupción del TMR0 Enunciado Se pretende demostrar el funcionamiento de la interrupción provocada por el rebasamiento del TMR0. El programa lee constantemente el estado de dos entradas y lo visualiza sobre sendas salidas. Al mismo tiempo el un led de salida genera una intermitencia constante de 0.5 seg.


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Laboratorio PIC’School; Manual de Usuario TEMA 3: Tutorial Requisitos A la vista del esquema de la figura 3-21 conectar los interruptores E0 y E1 con las

AP17

líneas de entradacon RA0 RA1. Los leds S0S1 se conectan lasyseñales RB0 y RB1 y visualizarán de forma constante el estado de esas entradas. El led S7 se conecta a la salida RB7 y estará constantemente parpadeando cada 0.5 s.

3 4 5 6 7 8

1 2

AP18 S7

RB7

S1 S0

RB1 RB0

SALIDAS DIGITALES

1 2

RA1 RA0

E1 E0

3 4 5 6 7 8 ENTRADAS DIGITALES

Figura 3-21. Esquema para el ejemplo 9 Comentarios El ejemplo nos introduce en el mundo de las interrupciones, en este caso la que produce el TMR0 cada 10mS. En este momento el PIC salta a la dirección del vector de interrupción (0x0004) y, desde aquí, se ejecuta el programa correspondiente. En este dicho consiste en determinar si han transcurridode50tratamiento interrupciones (tiempo total 0.5s.) paracaso hacer que programa RB7 cambie de estado. No obstante las entradas RA0 y RA1 no dejan en ningún momento de ser reflejadas sobre las salidas RB0 y RB1.

3.3.10 Ejemplo 10: La interrupción externa RB0/INT y el modo sleep Enunciado El programa activa las salidas RB1-RB7 durante 1 segundo. Cada vez que se produzca la interrupción externa RB0/INT.

Requisitos AP17 1 2 3 4 5 6 7 8

Los leds de salida S1-S7 se conectan con las líneas RB1-RB7. La línea RB0 se conecta con el pulsador entrada E4. Ver el esquema de la figura 3-22.

AP18 S7 S6 S5 S4 S3 S2 S1

RB7 RB6 RB5 RB4 RB3 RB2 RB1

RB0

SALIDAS DIGITALES

E4

1 2 3 4 5 6 7 8


ENTRADAS DIGI TALES

Comentarios Cada vez que se acciona el pulsador E4 se provoca una interrupción externa por flanco descendente en la patilla RB0/INT configurada como entrada. El programa de tratamiento ilumina los leds de salida durante 1 seg. y los vuelve a apagar, retornando al programa principal. Este simplemente consiste en mantener al PIC en el modo SLEEP de bajo consumo de forma constante que sólo “despierta” cundo se produzca la mencionada interrupción.

3.3.11 Ejemplo 11: El display de 7 segmentos Enunciado El programa presenta sobre un display de 7 nsegmentos el estado lógico presente en la entrada RA0, visualizando “1” o “0” según corresponda. Con la entrada RA1 se activa o no el punto decimal del display.

Requisitos


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Laboratorio PIC’School; Manual de Usuario TEMA 3: Tutorial Para realizar este ejemplo es necesario disponer de un display de 7 segmentos y un conjunto o pack de 8 resistencias absorción de 330Ω. El display empleado es del tipo cátodo común y modelo SC43-11HWA. Las líneas RB0-RB7 actúan como salidas y se conectan a las resistencias de absorción. Estas a su vez se conectan con los segmentos del display según el esquema de la figura 3-23.

dp

1 13 10 8 7 2 11 9

cc

14

a b c d e f g

Figura 3-23. Esquema de montaje del ejemplo 11

1 2 3 4 5 6 7 8

AP18 16 15 14 13 12 11 10 9

8 x 330


RA1 RA0

E1 E0

1 2 3 4 5 6 7 8

ENTRADAS DI GITALES

SC43-11HWA

Los interruptores E0 y E1 se conectan con las señales RA0-RA1 respectivamente, que serán configuradas como entradas. Todo el montaje se realiza sobre el módulo board para el montaje sin soldaduras que dispone el laboratorio PIC’School, tal y como se aprecia en la fotografía de la figura 3-24. En Ingeniería de Microsistemas Programados pensamos que tan importante como el desarrollo del software es el desarrollo del hardware. Este ejemplo y en otros nos brinda esta oportunidad.

Figura 3-24. Montaje práctico del ejemplo 11

Comentarios El ejemplo es una simple muestra de cómo visualiza dos números (0 y 1) sobre un display de 7 segmentos montado en el área de montaje sin soldaduras que dispone el laboratorio PIC’School. Sobre la puerta B de salida se saca el código de 7 segmentos del dígito a visualiza.

3.3.12 Ejemplo 12: Decodificador BC-7 segmentos Enunciado Mediante 4 señales de entrada se introduce el código BCD (desde 0 hasta F) del dígito a visualizar sobre el display de 7 segmentos.

Requisitos Mediante los interruptores de entrada E0-E3 conectados a las líneas RA0-RA3 se aplica el código BCD del dígito a visualizar. Las líneas RB0-RB7 se conectan con las resistencias de absorción y estas a su vez se conectan con los segmentos del display. Todo ello se muestra en el esquema de la figura 3-25 que es muy similar al del ejemplo anterior.


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Laboratorio PIC’School; Manual de Usuario TEMA 3: Tutorial AP18 1 13 10 8

1 2 3 4

16 15 14 13

dp

7 2 11 9

5 6 7 8

12 11 10 9

cc

14

a b c d e f g



8 x 330

RA3 RA2 RA1 RA0

E3 E2 E1 E0

1 2 3 4 5 6 7 8

ENTRADAS DI GITALES

SC43-11HWA

Comentarios Este ejemplo pretende introducirnos al manejo de tablas con datos constantes. Efectivamente, la tabla contiene los 16 códigos de 7 segmentos de otros tantos dígitos a visualizar. Mediante la suma del PC con un desplazamiento, se selecciona cualquiera de los elementos de esa tabla, en este ejemplo el del código 7 segmentos.

3.3.13 Contador decimal UP/DOWN Enunciado Se trata de realizar un contador ascendente/descendente (UP/DOWN). Los pulsos a contar se aplican por RA0 y deben estar libres del efecto rebote. Medianta la entrada RA1 se selecciona si la cuenta es ascendente o descendente.

Requisitos AP18

dp

1 13 10 8 7 2 11 9

cc

14

a b c d e f g

1 2 3 4 5 6 7 8

16 15 14 13 12 11 10 9


1 E4

RA0

E0

RA1

8 x 330

2 3 4 5 6 7 8

ENTRADAS DIGITALES

SC43-11HWA

El pulsador E4 se conecta con la línea RA0 y el interruptor E0 con la línea RA1. Las líneas RB0-RB7 se conectan con las resistencias de absorción y estas a su vez se conectan con los segmentos del display. Todo ello se muestra en el esquema de la figura 3-26 que es bastante similar al de ejemplos anteriores.

Figura 3-26. Esquema del ejemplo 13 Comentarios Este ejemplo es una aplicación práctica que consiste en realizar una década contadora. La cuenta es en decimal de 0 a 9 y puede ser ascendente o descendente.

3.3.14 Ejemplo 14: El TMR0 como contador de pulsos externos Enunciado Procedente del generador lógico del entrenador se aplican pulsos por RA4/T0CKI para que el TMR0 los vaya contando y visualizando sobre el display. Cuando lleguen 6 pulsos el display activa todos sus segmentos durante 1 seg. luego se apagan y el sistema queda detenido hasta provocar un RESET manualmente mediante el pulsador. Comienza un nuevo ciclo.

Requisitos


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dp

1 13 10 8 7 2 11 9

cc

14

a b c d e f g

1 2 3 4 5 6 7 8

16 15 14 13 12 11 10 9

RB0 RB1 RB2 RB3

AP8 1 2

RA4/T0CKI

RB4 RB5 RB6 RB7

3 4 FREQ. OUT

8 x 330

SC43-11HWA

La salida del generador se conecta con la línea RA4/T0CKI. Las líneas RB0-RB7 se conectan con las resistencias absorción ycon estaslos a su vez sedeconectan segmentos del display. Todo ello se muestra en el esquema de la figura 3-27 que es bastante similar al de ejemplos anteriores.

Figura 3-27. Conexiones del ejemplo 14 Comentarios En este ejemplo se demuestra que el TMR0 puede actuar como contador de eventos o pulsos externos que se introducen por la línea RA4/T0CKI y, si procede, provocar interrupción al finalizar la cuenta. También muestra cómo se puede modificar dinámicamente el registro apropiado. OPTION para el TMR0 actúevez como o temporizador según se necesite y con el preescaler Porhacer últimoque resaltar que cada quecontador finaliza la secuencia el microcontrolador queda en standby de bajo consumo gracias a la instrucción SLEEP. En este ejemplo “despierta” al provocar un RESET manual. La velocidad del contaje se puede variar modificando la frecuencia que suministra el generador lógico y que se selecciona mediante el pulsador “Frec.Sel.” entre 1Hz y 1KHz.

3.3.15 Ejemplo 15: La memoria EEPRON de datos, la máquina “Su Turno” Enunciado Se trata de emular el funcionamiento de la típica máquina “Su Turno” habitual en muchos comercios de venta al público. Sobre el display se visualiza el turno actual. Este se incrementa con cada pulso aplicado por RA0. En la memoria EEPROM de datos del PIC se almacena el turno en curso de forma que, ante un fallo de alimentación, se reanude la cuenta desde donde se quedó.

Requisitos El pulsador E4 se conecta con la entrada RA0 y hace evolucionar al turno siguiente. Las líneas RB0RB7 se conectan con las resistencias de absorción y estas a su vez se conectan con los segmentos del display. Todo ello

AP18 a b c d e f g dp

1 13 10 8 7 2 11 9

1 2 3 4 5 6 7 8

16 15 14 13 12 11 10 9


RA0

E4

1 2 3 4 5 6 7 8

14

se muestra en el esquema de la figura 3-28 que es bastante similar al de ejemplos anteriores.

cc

8 x 330

ENTRADAS DIGITALES

SC43-11HWA

Figura 3-28. Esquema del ejemplo 15 Comentarios El ejemplo pretende ilustrar la forma de grabar y recuperar datos no volátiles sobre la memoria EEPROM de datos del PIC. Las aplicaciones de este tipo de memoria son numerosas (códigos de acceso, agenda no volátil, etc..)


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Laboratorio PIC’School; Manual de Usuario TEMA 3: Tutorial 3.3.16 Ejemplo 16: Introducción al manejo de la pantalla LCD Enunciado Se trata deelhacer una“Hola”. introducción al manejo de la pantalla LCD del laboratorio PIC’School, donde quedará visualizado mensaje

Requisitos AP9 CONTROL RS R/W E

RA1 RA2 RA3

L0 L1 L2 L3 L4 L5


L6 L7

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

Las líneas de la RB0-RB7 se conectan con las líneas de datos L0-L7 de la pantalla. Las señales RA1, RA2 y RA3 se conectan con las señales RS, R/W y E respectivamente. Estas conexiones se muestran en el esquema de la figura 3-29.

Figura 3-29. Conexiones con la pantalla LCD

AP20 DATOS

Comentarios El programa hace uso de las rutinas para el manejo de la pantalla LCD y están contenidas en el archivo LCD_CXX.INC. Dichas rutinas son de propósito general y se pueden emplear en cualquier aplicación que requiera el empleo de una pantalla. Se pueden incluir en cualquier programa fuente mediante el simple empleo de la directiva INCLUDE. Es un buen método para incluir rutinas de propósito general desde otros ficheros sin tenerlas que escribir en cada uno de los programas fuentes en que sean necesarias. La imagen de la figura 3-30 muestra una fotografía del montaje propuesto y que servirá para sucesivos ejemplos.

Figura 3-30. Montaje del ejemplo 16 3.3.17 Ejemplo 17: Seguimos con la pantalla LCD Enunciado Se trata de visualizar diferentes mensajes contenidos en tablas previamente definidas por el usuario. En el presente ejemplo se visualizan los mensajes “Hola” y “Adios”.

Requisitos Los mismos que en el ejemplo anterior


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Laboratorio PIC’School; Manual de Usuario TEMA 3: Tutorial Comentarios Mostrar una forma cómoda y versátil para visualiza cualquier tipo de mensaje de cualquier tamaño. Los mensajes se definen en tablas como si de datos constantes se tratara. La instrucción RETW devuelve en cada momento una el carácter visualizar. Todo mensaje con un código deque fin de mensaje (0x00). Se ha diseñado rutina a llamada “Mensaje” que lee finaliza y visualiza todos los especial caracteres forman el mensaje hasta llegar al carácter final (0x00). Antes de llamar a esta rutina en el programa principal, se debe indicar el inicio de cada mensaje individual que se desea visualizar.

3.3.18 Ejemplo 18: Visualizando mas mensajes Enunciado Al igual que el ejemplo anterior, se trata de visualizar diferentes mensajes contenidos en tablas previamente definidas por el usuario en el programa fuente


Comentarios El ejemplo es similar al anterior en cuanto a que se trata de visualizar diferentes textos previamente definidos en tablas. La diferencia está precisamente en la forma de definir estas tablas. Efectivamente, mediante la directiva DT del ensamblador es posible definir tablas de datos expresados en ASCII, cadenas de caracteres, hexadecimal, etc. Durante el proceso de ensamblado se generan tantas instrucciones RETLW como datos haya. Es una forma mucho mas cómoda y fácil de incluir en nuestros programas tablas de datos constantes.

3.3.19 Ejemplo 19: El teclado Enunciado Se trata de una primera toma de contacto con el manejo del teclado del laboratorio PIC’School. En el ejemplo se trata de explorar el teclado y visualiza sobre los leds conectados a RB0-RB3 el código BCD de la tecla pulsada durante 2 segundos.

Requisitos Realizar las conexiones de la figura 3-31. Las líneas RB0RB3 se conectan con los leds S0-S3 y con las líneas C0-C3 del teclado (las columnas). Las líneas RB4-RB7 se conectan con las líneas F0-F3 (las filas).


F F F F C C C C 3 2 1 0 3 2 1 0

S S S S 3 2 1 0

8 7 6 5 4 3 2 1

8 7 6 5 4 3 2 1

AP21 TECLADO

Figura 3-31. Conexión del telado para el ejemplo 18

AP17 SALIDAS DIGITALES

Comentarios Las rutinas para el manejo del teclado se encuentran en el archivo TECLADO.INC. Mediante la directiva INCLUDE del ensamblador se deben incluir en los programas fuente del usuario que necesiten hacer uso de ellas. Analizando dicho fichero se puede la puerta B se configura dinámicamente y al final queda como estaba antes de llamar a la rutina Key_Scan.


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Laboratorio PIC’School; Manual de Usuario TEMA 3: Tutorial 3.3.20 Ejemplo 20: El teclado y la pantalla LCD Enunciado Se trata de combinar el funcionamiento de estos dos periféricos. Sobre la pantalla LCD se visualiza la tecla pulsada.

Requisitos Realizar las conexiones mostradas en la figura 3-32. Se puede observar que las líneas RB0-RB7 se emplean tanto para gestionar el teclado (C0-C3 y F0F7) como para la transferencia de datos con la pantalla LCD (L0-L7). Las señales RA1, RA2 y RA3 se emplean como señales de control RS, R/W y E de la pantalla. Figura 3-32. Ejemplo 20


RA3 RA2

F F F F C C C C 3 2 1 0 3 2 1 0

L L L L L L L L 7 6 5 4 3 2 1 0

8 7 6 5 4 3 2 1

8 7 6 5 4 3 2 1

AP21 TECLADO

AP20 DATOS LCD

R E / WR S

RA1

4 3 2 1

AP9

CONTROL LCD

Comentarios El ejemplo trata de mostrar cómo configurando las puertas en cada momento, el PIC puede gobernar en una misma aplicación periféricos tan dispares como son un teclado y una pantalla LCD. En la fotografía de la figura 3-33 se muestra el montaje práctico y la ejecución del programa.

Figura 3-33. Montaje práctico del ejemplo 20

3.3.21 Ejemplo 21: Interrupción por cambio de estado Enunciado Se trata de un ejemplo similar al anterior en cuanto a que sobre la pantalla LCD se visualiza la tecla pulsada. La diferencia consiste en que la exploración del teclado sólo se realiza cuando se detecte una interrupción por cambio de estado en las líneas RB4-RB7 como consecuencia de pulsar cualquier tecla.


Comentarios El programa principal se mantiene detenido en el modo SLEEP de bajo consumo. Cuando se pulsa cualquier tecla se produce una interrupción que “despierta” al PIC. El programa de tratamiento correspondiente se encarga de determinar qué tecla se pulsó para, posteriormente, visualizarla sobre el LCD. Se trata de una muy interesante aplicación. En el ejemplo anterior el PIC estaba en ejecución constante esoperando que se pulse una tecla. En este ejemplo el PIC se mantiene en standby y sólo reacciona cuando tiene lugar una pulsación.


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Laboratorio PIC’School; Manual de Usuario TEMA 3: Tutorial 3.3.22 Ejemplo 22: El TMR1 en modo temporizador, interrupción cada cierto tiempo Enunciado Se trata de aque el TMR1 provoque eluna interrupción cada 0.1”.producidas. Un contador binario reflejado mediante leds conectados la puerta B, representa número de interrupciones

Requisitos AP17 1 2 3 4 5 6 7 8

S7 S6 S5 S4 S3 S2 S1 S0

SALIDAS DIGITALES


Conectar los leds S0-S7 a las líneas RB0-RB7 de la puerta B, tal y como se muestra en el esquema de la figura 3-34.

Figura 3-34. Conexiones del ejemplo 22.

Comentarios El ejemplo pretende introducirnos al manejo del TMR1. Se trata de un contador ascendente de 16 bits con un preescaler de hasta 8. Se programa para que actúe en el modo temporizador y provoque una interrupción cada 0.1”. El número de interrupciones producidas se verá reflejado en formato binario sobre los leds de salida.

3.3.23 Ejemplo 23: El TMR1 como contador de eventos externos Enunciado Mediante el generador de onda cuadrada del laboratorio PIC’School se aplican pulsos por la línea RC0/T1CKI. La pantalla LCD visualiza en binario el número de pulsos que entran al TMR1.

Requisitos Las líneas RB0-RB7 se conectan con las líneas de datos L0-L7 del LCD. Las señales RS, R/W y E se conectan con RA1-RA3 respectivamente. La salida del generador se conecta con la señal RC0/T1CKI de entrada de pulso para el TMR1 y también con el led S0 que pilota dicha salida. Ver el esquema de la figura 3-35.

Figura 3-35. Conexiones para el ejemplo 23

AP9 CONTROL RA1 RA2 RA3 RB0 RB1 RB2 RB3 RB4 RB5 RB6 RB7

RS R/ W E L0 L1 L2 L3 L4 L5 L6 L7

1 2 3 4 1 2 3 4 5 6 7 8 AP20 DATOS

AP8 FREQ. OUT 1 2 3 4

RC0/T1CKI

S0

1 2 3 4 5 6 7 8

AP17 SALIDAS DIGITALE

Comentarios Al igual que le TMR0, el TMR1 también puede contar pulsos con flanco ascendente de entrada que se aplican por la patilla RC0/T1CKI. El generador que dispone el laboratorio PIC’Scholl se encarga de suministrar los pulsos a contar. Se recomienda variar la frecuencia de dicho generador (entre 1Hz y 1KHz) para apreciar la variación que se produce en el contaje y apreciar cómo las evoluciones del contador se realizan en el flanco ascendente de la señal.


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Laboratorio PIC’School; Manual de Usuario TEMA 3: Tutorial 3.3.24 Ejemplo 24: El TMR1 como divisor de frecuencia Enunciado El TMR1 cuenta el número de pulsos externos quese le provoca entran por que hace se establece la línea variable “Valor_N” del programa. Cuando finaliza la cuenta unaRC0/T1CKI interrupcióny que bascularen a la de salida RB0. La frecuencia en esta línea de salida será la del generador externo dividida entre 2 * Valor_N.

Requisitos AP8 FREQ. OUT RC0/T1CKI

1 2 3 4

Realizar las conexiones mostradas en la figura 3-36. La salida del generador se conecta con RC0/T1CKI y la línea RB0 con el led de salida S0

AP17 1 2 3 4 5 6 7 8

S0

RB0


SALIDAS DIGITALES

Comentarios Este sencillo ejemplo nos muestra la capacidad que tiene TMR1 de provocar interrupción cuando trabaja en el modo contador de eventos externos. Un detalle importante es que el PIC puede estar en el modo SLEEP de bajo consumo. Efectivamente, como el TMR1 está trabajando como contador de eventos externos, no necesita de la frecuencia generel del reloj del sistema y, puede provocar interrupción, al llegar a 0. Se sugiere modificar el programa modificando el valor de la variable Valor_N con objeto de obtener otras divisiones de frecuencia así como variar la frecuencia de entrada procedente del generador, entre 1Hz y 1 KHz.

3.3.25 Ejemplo 25: Frecuencímetro Enunciado El ejemplo propone realizar un frecuencímetro en base al número de pulsos que entran al TMR1 en el modo contador contador de eventos externos. La frecuencia obtenida se visualiza sobre la pantalla LCD.

Requisitos AP9 CONTROL

Conectar la pantalla LCD como se muestra en el esquema de la figura 3-37, como se venido realizando hasta ahora. La salida del generador lógico se conecta con la señal RC0/T1CKI.

RA1 RA2 RA3

Figura 3-37. Montaje del frecuencímetro


RB0 RB1

RS R/W E L0 L1 L2 L3 L4 L5 L6 L7

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

AP8 FREQ. OUT RC0/T1CKI

1 2 3 4

AP20 DATOS

Comentarios Este es un buen ejemplo de trabajo conjunto entre el TMR0 y el TMR1. El TMR1 se configura para trabajar como contador de pulsos externos. Por su parte el TMR0 provoca una interrupción cada 10mS. Cuando se han producido 100 interrupciones habrá transcurrido 1 segundo, en este momento el TMR1 deja de contar. En otras palabras, el TMR1 cuenta los pulsos que le entran durante un intervalo de 1 segundo. El resultado de la cuenta representa por tanto los ciclos/segundo (Hz) de la señal de entrada y se visualiza en el LCD. Posteriormente se inicia una nueva medida.


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Laboratorio PIC’School; Manual de Usuario TEMA 3: Tutorial 3.3.26 Ejemplo 26: El TMR2, interrupción periódica Enunciado Mediante elaempleo del conectados la puerta B. TMR2 se trata de hacer un segundero que se visualiza en binario sobre unos leds

Requisitos Realizar las conexiones mostradas en el esquema de la figura 3-38. Simplemente se conectan los leds S0-S7 con las líneas RB0-RB7.

AP17 1 2 3 4 5 6 7 8

S7 S6 S5 S4 S3 S2 S1 S0



SALIDAS DIGITALES

Comentarios

Se pretende mostrar el empleo del TMR2. Para ello se provoca una interrupción fija cada 10mS que se repite 100 veces para obtener el tiempo total deseado (1 seg.) Una diferencia importante de este timer frente a los anteriores es que posee un registro de periodos que permite la recarga automática del TMR2 cada vez que finaliza la cuenta. Este registro determina por la tanto la temporización a realizar en cada caso.

3.3.27 Ejemplo 27: El TMR2, temporizaciones ajustables Enunciado Se trata de obtener por la salida RB0

una frecuencia variable en función de los interruptores de entrada

conectados a RA0-RA5. Para ello se emplea el TMR2 modificando dinámicamente su registro de periodos.

Requisitos Tal y como se muestra en el esquema de la figura 339 los cuatro interruptores E0-E3 y los dos pulsadores E4 y E5 se conectan con las líneas de entrada RA0-RA5. Pos su parte la señal RB0 actúa como salida y se conecta con el led E0. Figura 3-39. Conexiones del ejemplo 27

AP17 1 2 3 4 5 6 7 8

AP18

S0

SALIDAS DIGITALES

RB0


E5 E4 E3 E2 E1 E0

1 2 3 4 5 6 7 8

ENTRADAS DIGI TALES

Comentarios El programa lee el valor binario que introducen los interruptores E0-E3 y los pulsadores E4 y E5, lo multiplica por 4 y lo almacena en el registro de periodos. De esta forma se consigue variar la temporización. El TMR2 evoluciona hasta alcanzar el valor del registro de periodos, momento en que pasa a 0 y se reanuda una nueva cuenta. Si ese valor varía, también lo hará la cuenta. La salida RB0 cambia de estado cuando se hayan producido 10 interrupciones (1 µS * (valor RA0-RA5 *4) * Valor del Preescaler * Valor del Postcaler *10)

3.3.28 Ejemplo 28: Capturas con el módulo CCP, midiendo periodos Enunciado Se trata de experimentar con el modulo CCP1. Para ello se propone un programa que mide el tiempo que transcurre entre dos flancos ascendentes de la señal aplicada por RC2/CCP1. Se obtiene así el periodo de esa señal que será visualizado en la pantalla LCD.


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Laboratorio PIC’School; Manual de Usuario TEMA 3: Tutorial Requisitos La pantalla LCD se conecta como se ha venido haciendo hasta ahora. Las líneas de datos L0-L7 se

AP9 CONTROL RA1 RA2 RA3

RS R/W E


L0 L1 L2 L3 L4 L5 L6 L7

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

AP8 FREQ. OUT RC0/T1CKI

1 2 3 4

conectan con RB0-RB7. control RS, R/W y E se conectan con Las RA1,líneas RA2 ydeRA3. Por otra parte la señal que proporciona el generador del laboratorio se conecta con la entrada RC2/CCP1. Todo ello se muestra en el esquema de la figura 3-40.

Figura 3-40. El ejemplo 28

AP20 DATOS

Comentarios En este ejemplo se pretende mostrar el funcionamiento del módulo CCP1 en el modo de captura. El TMR1 evoluciona a una frecuencia conocida. Se captura el valor que adquiere el TMR1 entre dos flancos ascendentes de la señal de entrada y que suministra el generador del laboratorio PIC’School. Ese valor capturado representa el periodo de la señal. Trabajando a 4MHz y con un preescaler de 1:8, el TMR1 evoluciona cada 8µS. El valor mínimo que puede adquirir el TMR1 es de 1 lo que supone un periodo de 8µS y una frecuencia de 125Kz. El valor máximo que puede adquirir el TMR1 es de 65535, lo que supone un periodo de 0.524 seg. y una frecuencia de 2Hz. La lectura que se visualiza sobre el LCD representa el contaje realizado por el TMR1 entre un flanco ascendente y el siguiente. Esta lectura se debe multiplicar por 8 µS (cada evolución del TMR1) para obtener el periodo final.

3.3.29 Ejemplo 29: Capturas con el módulo CCP1, midiendo la anchura de un pulso Enunciado Se pretende medir el tiempo transcurrido entre el flanco ascendente y el descendente de la señal de entrada que suministra el generador del laboratorio. Con ello se obtiene la duración del pulso de esa señal de entrada.

Requisitos Los mismos que en el ejemplo anterior.

Comentarios El ejemplo es similar al anterior. Se trata de conocer la evolución del TMR1 entre un flanco ascendente y otro descendente. Si conocemos que el TMR1 evoluciona cada 8 µS trabajando a una velocidad de 4MHz con un preescaler de 1:8, multiplicamos este valor por el valor actual del TMR1 y que aparece en el LCD. Se obtiene así la duración de la anchura del pulso.

3.3.30 Ejemplo 30: Capturas con el módulo CCP1, midiendo el tiempo entre un pulso y el siguiente Enunciado Se trata de medir el tiempo que transcurre entre un pulso y el siguiente en la señal de entrada aplicada por RC2/CCP1.

Requisitos Los mismos que en los ejemplos anteriores


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Laboratorio PIC’School; Manual de Usuario TEMA 3: Tutorial Comentarios Este es el último ejemplo dedicado al módulo CCP1 en su modo de captura. En esta ocasión se mide el tiempo que transcurre entre el flanco descendente de un pulso y el ascendente del siguiente. Con ello conocemos el lapsus depor tiempo pulsos. Se que el TMR1 evoluciona cada 8 µS, por lo que la lectura indicada el LCDentre debedos multiplicarse porrecuerda dicho valor.

3.3.31 Ejemplo 31: Comparación con el módulo CCP1, contador de eventos ajustable Enunciado El TMR1 cuenta tantos pulsos externos como indique el valor que se introduce desde los interruptores conectados en RA0-RA5, Cuando se alcanza el valor fijado la salida RB0 cambia de estado.

Requisitos AP8 FREQ. OUT 1 2 3 4

RC0/T1CKI AP17 1 2 3 4 5 6 7 8

S0

Conectar las entradas E0-E5 con las líneas

RB0


RA0-RA5, la salida del generador delRB0 laboratorio con la entrada RC0/T1CKI y la línea con la salida E0. Todo ello se muestra en el esquema de la figura 3-41.

AP18

E5 E4 E3 E2 E1 E0

1 2 3 4 5 6 7 8

Figura 3-41. Conexiones del ejemplo 31 SALIDAS DIGITALES

ENTRADAS DIGI TALES

Comentarios El modo de comparación de un módulo CCP consiste en dejar que el TMR1 evolucione hasta llegar al valor prefijado en los registros CCPR1H y CCPR1L. En el presente ejemplo estos registros se cargar con el valor binario que se introducen mediante las entradas E0-E5. Cuando el TMR1 alcanza ese valor se provoca una interrupción cuyo tratamiento reinicia del al TMR1 y hace cambiar el estado lógico de la salida S0 conectado a RB0. El TMR1 actúa como contador de eventos externos sensibles al flanco ascendente de la señal que suministra el generador lógico del laboratorio PIC’School. La salida del generador también se puede conectar a uno de los leds de salida para poder apreciar las transiciones de la señal. Se recomienda seleccionar una baja frecuencia.

3.3.32 Ejemplo 32: Modulación de anchura de pulsos (PWM) mediante el módulo CCP1 Enunciado Obtener por la salida RC2/CCP1 una señal modulada en anchura. El periodo de esta señal se determina mediante la constante periodo y la anchura del pulso o “Duty Cycle” mediante la constante “Duty”.

Requisitos La salida del módulo CCP1 se realiza por la línea RC2/CCP1 y por ella se obtiene la señal modulada en anchura. Se recomienda emplear un osciloscopio para poderla visualizar.

Comentarios La modulación de anchura de pulsos consiste en obtener una señal de salida ajustable tanto en periodo como en la anchura del pulso. Se emplea el TMR2 y su registro de periodos PR2 así como el registro CCP1RL en caso de emplear el módulo CCP1. Cuando el TMR2 alcanza el valor de PR2 (periodo de la señal), la salida RC2/CCP1 cambia de estado y pasa a nivel “1”. El TMR2 inicia una nueva cuenta. Cuando se alcanza el valor fijado en el


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Laboratorio PIC’School; Manual de Usuario TEMA 3: Tutorial registro CCPR1L (anchura del pulso) la salida RC2/CCP1 vuelve a cambiar de estado pasando ahora a nivel “0” El TMR2 se inicia nuevamente y el ciclo se repite. Variando los valores de PR2 y CCPR1L se puede modificar la señal de salida tanto en periodo como en anchura. En el ejemplo emplea TMR2 conelun preescaler lo que a 4MHz 1µS. Conocido este se dato es fácileldeterminar valor que hay1:1 quepor cargar en trabajando PR2 y CCPR1L paraevoluciona obtener elcada periodo y la anchura. Para comprobar el funcionamiento del presente ejemplo se recomienda el empleo de un osciloscopio que visualice la señal presente en RC2/CCP1 y permita constatar los resultados. También hay que destacar que el funcionamiento del módulo PWM es totalmente independientemente del programa en ejecución. Efectivamente, una vez programado el módulo CCP1 y el TMR2, la señal de salida se obtiene de forma automática sin que el programa de aplicación tenga que intevenir a no ser que sea para modificar los valores de PR2 y/o de CCPR1L.

3.3.33 Ejemplo 33: PWM mediante el módulo CCP1, variando la anchura Enunciado Se trata de un ejemplo similar al anterior. La diferencia consiste en que la anchura del pulso se modifica dinámicamente en función del valor binario que se introduce por RA0-RA5.

Requisitos AP18

E5 E4 E3 E2 E1 E0


Los interruptores E0-E5 se conectan con las señales RA0-RA5 de entrada, tal y como se muestra en el esquema de la figura 3-42.

1 2 3 4 5 6 7 8

ENTRADAS DIGITALES

Figura 3-42. Esquema de montaje para el ejemplo 33

Comentarios El ejemplo nos muestra la posibilidad de variar la anchura del pulso de salida de acuerdo a parámetros externos como puede ser el valor binario que se introduce por las líneas RA0-RA5, conectadas a sendos interruptores/pulsadores. A una frecuencia de 4MHz y con un preescaler de 1:16, el TMR2 evolucionada cada 16 µS. El registro de periodos PR2 se carga con el valor 200 por lo que el periodo de la señal de salida es de 3200µS (200 * 16). El registro CCPR1L se carga con el valor binario procedente de las entradas RA0-RA5 y puede oscilar entre 0 y 63. De esta manera la anchura del pulso oscila entre 0 y 512µS (64 * 16). Se recomienda emplear un osciloscopio conectado a la salida RC2/CCP1 para comprobar el correcto funcionamiento de la aplicación. También se recuerda que los pulsadores E4 y E5 conectados en RA4 y RA5, cuando están en reposo proporcionan nivel lógico “1”. Tenerlo en cuenta a la hora de introducir el valor binario de entrada.

3.3.34 Ejemplo 34: El convertidor ADC Enunciado Se trata de obtener el valor analógico que se introduce por la entrada RA0. El resultado de la conversión se visualiza en binario sobre la pantalla LCD.


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Laboratorio PIC’School; Manual de Usuario TEMA 3: Tutorial Requisitos Se conecta la pantalla LCD como se ha venido haciendo en ejemplos anteriores,sees decir, con las las señales RB0-RB7 conectan líneas de datos L0-L7 y las señales RA1RA3 se conectan con las líneas de control RS, R/W y E respectivamente. Por su parte el cursor del potenciómetro P1 se conecta con la línea RA0 y los extremos de dicho potenciómetro se conectan con GND y +5Vcc. Todo ello se muestra en el esquema de conexiones de la figura 3-43.

P1 10K

AP9 CONTROL RA1 RA2 RA3 RB0 RB1 RB2 RB3 RB4 RB5 RB6 RB7

1 2 3 4

RS R/W E L0 L1 L2 L3 L4 L5 L6 L7

1 2 3 4 5 6 7 8

P2 10K

3

1

3

1

2

2

R7 470

R8 470

ENTRADAS ANALOGICAS

AP20 DATOS

AP16

1

2

3

4

5 6

7

8

+5Vcc RA0

Figura 3-43. Conexiones para el ejemplo 34 Comentarios En este ejemplo se pretende introducir al manejo del módulo conversor ADC que integran algunos dispositivos PIC. En el caso del PIC16F876A se trata de un conversor de 10 bits. Trabajando con una tensión de referencia de +5Vcc, se dispone de una resolución de 4.8mV/Bit. El resultado binario de la conversión se visualiza sobre la pantalla LCD. Moviendo el potenciómetro P1 se aprecian claramente las variaciones en la medida visualizada en la pantalla.

3.3.35 Ejemplo 35: Modulación PWM mediante el convertidor ADC Enunciado Se trata de modular la anchura del pulso de la señal de salida que proporciona el módulo CCP1 sobre la línea RC2/CCP1, en función de la señal analógica introducida por RA0/AN0 previa conversión.

Requisitos Conectar el potenciómetro P1 del laboratorio PIC’School tal y como se hizo el ejemplo anterior.

Comentarios En este ejemplo se muestra el empleo combinado del convertidor ACD con el módulo CCP1 en el modo PWM. El convertidor ADC obtiene un valor binario en función de una tensión analógica de entrada (potenciómetro). Este valor se emplea para ajustar el registro CCPR1L y regular así la anchura del pulso de la señal de salida. Con un osciloscopio conectado en la línea RC2/CCP1 se puede apreciar claramente la variación de la anchura del pulso según se varía la posición del eje del potenciómetro.

3.3.36 Ejemplo 36: El USART, Transmitiendo caracteres Enunciado Emplear el módulo USAR disponible en algunos dispositivos PIC, para transmitir el carácter “A” a intervalos regulares de 1 segundo.


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Laboratorio PIC’School; Manual de Usuario TEMA 3: Tutorial Requisitos Conectar la línea RC6/Tx con la señal TxD y la línea RC7/Rx con la señal RxD. Ambas señales se encuentran en el conector AP5 de la sección de Interfase RS-

RxD TxD

RC7 RC6

232 del laboratorio PIC’School. Ver la figura 3-44.

Figura 3-44. Ejemplo 36

AP5

1 2 3 4

CANAL SERIE

Comentarios Este ejemplo muestra lo sencillo que resulta realizar la transmisión serie de cualquier carácter o byte. Emplea el USART que integran los PIC de la serie 16F87X entre otros. La recepción se puede realizar sobre un PC dotado de un software estándar de comunicaciones como puede ser el “Hyper Terminal” que viene incorporado en todas las versiones de Windows. Hay que configurarlo para realizar una comunicación a 9600 baudios, 8 bits por carácter y sin paridad. Se puede emplear un cable serie DB9 macho-hembra pin a pin que se conecta entre el conector de interfase RS-232 del laboratorio y el canal libre del PC.

3.3.37 Ejemplo 37: EL USART, recepción/transmisión de caracteres Enunciado En este ejemplo se realiza transmisión y recepción mediante el USAR. El programa espera que se reciba un carácter o byte. Este se visualiza en binario sobre unos leds conectados a las líneas RB0-RB7. Acto seguido el mismo carácter recibido se retransmite a modo de eco.

Requisitos AP17 1 2

S7 S6 S5

RB7 RB6

3 4 5 6 7 8

S4 S3 S2 S1 S0


1 RxD TxD

RC7 RC6 AP5

2 3 4

Conectar las líneas RC6/Tx con la señal TxD y la línea RC7/Rx con la señal RxD del laboratorio. Igualmente se conectan los leds de salida S0-S7 con las líneas RB0-RB7 tal y como se muestra en la figura 3-45.

CANAL SERIE

Figura 3-45. Conexiones para el ejemplo 37 SALIDAS DIGITALES

Comentarios En este ejemplo se propone el empleo de una interrupción que se provoca cada vez que se recibe un byte. El programa de tratamiento lo visualiza sobre los leds de salida y lo retransmite. Tanto la transmisión como la recepción se puede realizar sobre un PC dotado de un software estándar de comunicaciones como puede ser el “Hyper Terminal” que viene incorporado en todas las versiones de Windows. Hay que configurarlo para realizar una comunicación a 9600 baudios, 8 bits por carácter y sin paridad. Se puede emplear un cable serie DB9 macho-hembra pin a pin que se conecta entre el conector de interfase RS-232 del laboratorio y el canal libre del PC.

3.3.38 Ejemplo 38: Transmitiendo mensaje con el USART Enunciado Transmitir una serie de mensajes formados por varios caracteres a través del USART.

Requisitos Se realizan las mismas conexiones que las empleadas en el ejemplo 36. La línea RC6/Tx se conecta con la señal TxD y la línea RC7/Rx con la señal RxD. Ambas señales se encuentran en el conector AP5 de la sección de Interfase RS-232 del laboratorio PIC’School.


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Laboratorio PIC’School; Manual de Usuario TEMA 3: Tutorial Comentarios Este ejemplo se puede considerar similar al ejemplo 18. Consiste en transmitir una serie de cadenas de caracteres a través del USART. La recepción se puede realizar sobre un PC dotado de un software estándar de comunicaciones comopara puede ser eluna “Hyper Terminal” aque viene incorporado en todas lasyversiones de Se Windows. Hay que configurarlo realizar comunicación 9600 baudios, 8 bits por carácter sin paridad. puede emplear un cable serie DB9 macho-hembra pin a pin que se conecta entre el conector de interfase RS-232 del laboratorio y el canal libre del PC.

3.3.39 Ejemplo 3-39: Ejemplo 39: Adivina el número Enunciado Se trata de un ejemplo de entretenimiento en el que se manejan el teclado y la pantalla LCD. Consisten en adivinar un número comprendido entre 00 y 99 y dispone de una serie de intentos para hacerlo

Requisitos Se realizan las conexiones mostradas en el esquema de la figura 3-46 y que ya se ha empleado en otras ocasiones. RB7 RB6 RB5 RB4 RB3 RB2 RB1 RB0

RA3 RA2

F F F F C C C C 3 2 1 0 3 2 1 0

L L L L L L L L 7 6 5 4 3 2 1 0

8 7 6 5 4 3 2 1

8 7 6 5 4 3 2 1

AP21 TECLADO

AP20 DATOS LCD

RA1

R E / WR S 4 3 2 1

AP9

Figura 3-46. Conexionado para el ejemplo 39

CONTROL LCD

Comentarios Es un simple ejemplo de divertimento en el que se conjuga el manejo de la pantalla LCD y el teclado. Se emplean una serie de rutinas de propósito general que pueden ser empleadas en múltiples ocasiones.


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Laboratorio PIC’School; Manual de Usuario ANEXO 1: La pantalla LCD ANEXO 1: El módulo LCD

AN1.1 INTRODUCCIÓN El presente anexo está destinado a realizar una breve descripción del funcionamiento del módulo LCD incluido en el laboratorio PIC’School. Se trata de un módulo compatible con el controlador HD44780 capaz de representar 2 líneas de 16 caracteres cada una. En las direcciones www.wintek.com.tw y en www.powertip.com.tw se puede localizar la información técnica que proporcionan estos fabricantes. A través de 4 u 8 líneas de datos se le envía el carácter ASCII que se desea visualizar así como ciertos códigos de instrucción que permiten realizar diferentes efectos de visualización. Igualmente mediante estas líneas de datos el módulo puede devolver información de su estado interno. Con otras tres señales adicionales se controla el flujo de información entre el módulo LCD y microcontrolador que lo gobierna. A continuación se presenta la descripción de señales empleadas por el módulo LCD así como el número de patilla a la que corresponden.

PIN Nº 1 2 3

SIMBOLO DESCRIPCION Patilla de tierra de alimentación Vss Patilla de alimentación de +5V Vdd Vee Patilla de contraste del cristal líquido. Normalmente se conecta a un potenciómetro a través

4

RS

del cual se aplica una tensión variable entre 0 y +5V que permite regular el contraste de la pantalla. También se puede emplear una resistencia para obtener un contraste fijo. Selecciona entre el registro de control y el registro de datos:

R/W

RS=0 Selección del registro de control RS=1 Selección del registro de datos Señal de lectura/escritura:

E

R/W=0 El Módulo LCD es escrito R/W=0 El Módulo LCD es leído Señal de activación del módulo LCD:

5

6

7-14

D0-D7

E=0 Módulo desconectado E=1 Modulo habilitado Bus de datos bi-direccional. A través de estas líneas se realiza la transferencia de información entre el módulo LCD y el microcontrolador que lo gestiona.

AN1-2 CONEXIÓN CON PIC’School El interface entre este módulo LCD y el laboratorio se realiza mediante los bloques de conexiones correspondientes: AP20 para las líneas de datos y AP9 para las líneas de control de flujo.

AN1.3 JUEGO DE INSTRUCCIONES A continuación se presentan los diferentes códigos de control o instrucciones que admite el módulo LCD. Gracias a ellos es posible configurar diferentes opciones de trabajo de la pantalla y conseguir diferentes efectos de visualización. Consisten en diferentes códigos que se introducen a través del bus de datos del módulo LCD conectado a una puerta bidereccional del PIC. Se indica también el nivel lógico que deben tener las líneas de control RS y R/W, suponiendo que la señal de habilitación E está permanentemente activada.

AN1-1 http://slide pdf.c om/re a de r/full/ma nua l-de -usua r io-pic -school

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Laboratorio PIC’School; Manual de Usuario ANEXO 1: La pantalla LCD AN1.3.1 CLEAR DISPLAY Borra la pantalla LCD y la RAM de datos (DD RAM), colocando el cursor en la primera posición (dirección 0). Pone el bit I/D a "1" por defecto. Código:

RS R/W DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0 0

0

0

0

0

0

0

0

0

1

Tiempo de ejecución: 1.64 mS AN1.3.2 HOME Coloca el cursor en la posición de inicio de la pantalla (dirección 0) y hace que el display comience a desplazarse desde la posición original. El contenido de la memoria RAM de datos de visualización (DD RAM) permanecen invariables. La dirección de la memoria RAM de datos para la visualización (DD RAM) es puesta a 0.

Código: RS R/W DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0 0

0

0

0

0

0

0

0

1

X

Tiempo de ejecución: 1.64 mS AN1.3.3 ENTRY MODE SET Establece la dirección de movimiento del cursor y establece si la visualización se va desplazando a la siguiente posición de la pantalla o no. Estas operaciones se ejecutan durante la lectura o escritura de la DD RAM o CG RAM. Para visualizar normalmente poner el bit S a "0".


0

0

0

0

0

0

1

I/D

S

Tiempo de ejecución: 40 μS AN1.3.4 DISPLAY ON/OFF CONTROL Activa o desactiva poniendo en ON/OFF tanto al display (D) como al cursor (C) y se establece si este último debe o no parpadear (B).


0

0

0

0

0

1

D

C

B

Tiempo de ejecución: 40 μS


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Laboratorio PIC’School; Manual de Usuario ANEXO 1: La pantalla LCD AN1.3.5 CURSOR OR DISPLAY SHIFT Mueve el cursor y desplaza el display sin cambiar el contenido de la memoria de datos de visualización DD RAM.


0

0

0

0

1

S/C

R/L

X

X

Tiempo de ejecución: 40 μS AN1.3.6 FUNCTION SET Establece el tamaño del interfase con el bus de datos en 4 u 8 bits (DL). También determina el número de líneas del display (N) y tipo de carácter (F).

Código:

RS R/W DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0 0

0

0

0

1

DL

N

F

X

X

Tiempo de ejecución: 40 μS AN1.3.7 SET THE CG RAM ADDRESS El módulo LCD además de tener definidos todo el conjunto de caracteres ASCII, permite al usuario definir hasta 8 caracteres gráficos. La composición de estos caracteres se va guardando en una memoria llamada CG RAM con capacidad para 64 bytes. Cada carácter gráfico definido por el usuario se compone de 8 bytes que se almacenan en sucesivas posiciones de la CG RAM. Mediante esta instrucción se establece la dirección de la memoria CG RAM a partir de la cual se irán almacenando los bytes que definen un carácter gráfico. Ejecutado este comando todos los datos que se escriban o se lean posteriormente, lo hacen desde esta memoria CG RAM.

Código: RS 0

R/W DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0 0

0

1

Dirección de la CG RAM

Tiempo de ejecución: 40 μS AN1.3.8 SET THE DD RAM ADDRESS

Los caracteres o datos que se van visualizando, se van almacenando previamente en una memoria llamada DD RAM para de aquí pasar a la pantalla. Mediante esta instrucción se establece la dirección de memoria DD RAM a partir de la cual se irán almacenado los datos a visualizar. Ejecutado este comando, todos los datos que se escriban o lean posteriormente los hacen desde esta memoria DD RAM. Las direcciones de la 0x80h a la 0x8Fh corresponden con los 16 caracteres del primer renglón y de la 0xC0h a la 0xCFh con los 16 caracteres del segundo renglón, en el modelo de pantalla empleada por el laboratorio.

Código: RS 0


1

Dirección de la DD RAM



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Laboratorio PIC’School; Manual de Usuario ANEXO 1: La pantalla LCD AN1.3.9 READ BUSY FLAG & ADDRESS Cuando el módulo LCD está realizando cualquiera de las anteriores instrucciones, se consume un cierto tiempo de ejecución en elestá que ocupado. no se le debe mandar ninguna otra. Para ello dispone de un flag llamado BUSY (BF) que indica que el módulo Este instrucción de lectura informa del estado de dicho flag además de proporcionar el valor del contador de direcciones de la CG RAM o de la DD RAM según la última que se haya empleado.

Código: RS 0


BF

Dirección de la CG RAM o de la DD RAM

Tiempo de ejecución: 40 μS AN1.3.10 WRITE DATA TO GG OR DD RAM Mediante este comando se escribe en la memoria DD RAM los datos que se quieren presentar en pantalla y que corresponden a los diferentes códigos ASCII de los caracteres a visualizar. Igualmente también es posible escribir en la memoria CG RAM los diferentes bytes que permiten confeccionar caracteres gráficos a gusto del usuario. El escribir en uno u otro tipo de memoria depende de si se ha empleado previamente la instrucción de direccionamiento DD RAM o la de direccionamiento CG RAM.

Código: RS 1

R/W DB7 Código DB6 ASCII DB5 oDB4 DB3 DB2gráfico DB1 DB0 0 byte del carácter

Tiempo de ejecución: 40 μS AN1.3.11 READ DATA FROM CG OR DD RAM Mediante este comando se lee, desde la memoria DD RAM, los datos que haya almacenados y que serán los códigos ASCII de los caracteres visualizados. Igualmente se lee, de la memoria CG RAM, los diferentes bytes con los que se ha confeccionado un determinado carácter gráfico. El leer de uno u otro tipo de memoria depende de si se ha empleado previamente la instrucción de direccionamiento de la DD RAM o la de direccionamiento CG RAM.

Código: RS 1


Código ASCII o byte del carácter gráfico



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Laboratorio PIC’School; Manual de Usuario ANEXO 1: La pantalla LCD AN1.3.12 ABREVIATURAS Se listan a continuación las abreviaturas empleadas en los códigos anteriores y su significado:

ABREVIATURA VALOR S I/D S/C R/L BF DL N F B C D X

1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 1 1

DESCRIPCION Desplaza la visualización cada vez que se escribe un carácter Modo normal Incremento del cursor Decremento del cursor Desplaza el display Desplaza el cursor Desplazamiento a la derecha Desplazamiento a la izquierda Módulo LCD ocupado Módulo LCD disponible Interfase con bus de datos de 8 bits Interfase con bus de datos de 4 bits Pantalla LCD de dos o mas líneas Pantalla LCD de una línea Tamaño de carácter de 5 x 10 puntos Tamaño de carácter de 5 x 7 puntos Parpadeo del cursor en ON Cursor ON Display ON Indeterminado


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Laboratorio PIC’School; Manual de Usuario ANEXO 1: La pantalla LCD AN1.4 JUEGO DE CARACTERES DEFINIDOS La figura AN1-1 muestra el juego de caracteres que admite el presente módulo LCD y que están establecidos por el fabricante. Una memoria ROM interna contiene la definición de cada uno de ellos.

Figura AN1-1. Juego de caracteres AN1.5 CARACTERES GRÁFICOS El usuario puede definir hasta 8 caracteres de 5 x 7 puntos o 4 de 5 x 10. Se seleccionan y visualizan enviando a la DD RAM cualquier valor entre 00 y 07 ó 08 y 0Fh como si de un código ASCII se tratara.


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Laboratorio PIC’School; Manual de Usuario ANEXO 1: La pantalla LCD Los caracteres gráficos se definen introduciendo en sucesivas direcciones de la CG RAM unos bytes cuyos patrones binarios definen el carácter tal y como se muestra en la figura AN-2. La CG RAM es una memoria de 64 posiciones en total. Un carácter de 5 x 7 puntos necesita de 8 octetos en la CG RAMaunque para ser definido. Seno admiten 8 caracteres en total. carácter de 5 xde 10este puntos posiciones las 5 últimas se empleen. Se admiten por Un tanto 4 caracteres tipo.necesita un total de 16 En el ejemplo de la figura AN1-2, para definir la “R” en 5 x 7 puntos se introducen 8 octetos en las 8 primeras posiciones ( 0 a la 7) de la CG RAM. Cada bit de cada uno de esos octetos que valga nivel "1" implica que su correspondiente pixel en el LCD se active. Como es el primer conjunto de 8 bytes es decir, el primer carácter de la CG RAM, este se visualizará enviando el código 00 a la DD RAM, como si fuera cualquier otro código ASCII. También se muestra la generación del carácter “P” pero con un formato de 5 x 10 puntos.

Figura AN1-2. Generando caracteres gráficos AN1.6 SECUENCIA DE INICIALIZACIÓN El módulo LCD ejecuta automáticamente una secuencia de inicio interna en el instante de aplicarle la tensión de alimentación, si se cumplen los requisitos que indica el fabricante. Estos consisten básicamente en que dicha tensión pase de a 4.5V ende ununa tiempo comprendido 0.1 y 10mS. Igualmente el tiempo de desconexión ser al menos de0.2 1mS antes nueva conexión. entre La secuencia de inicio que realiza la electrónica internadebe del módulo LCD se puede resumir en los pasos siguientes:

1.-

CLEAR DESPLAY El flag BUSY se mantiene a “1” (ocupado) durante 15mS hasta que finaliza todo el proceso de inicialización.

2.-

FUNCTION SET Se elige por defecto el tamaño del bus de datos a 8 bits (DL=1) y el número de renglones del display en 1 (N=0).

3.-

DISPLAY ON/OFF CONTROL


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Laboratorio PIC’School; Manual de Usuario ANEXO 1: La pantalla LCD Se selecciona por defecto el dysplay en OFF (D=0), el cursor en OFF (C=0) y el parapadeo del mismo en OFF (B=0).

4.-

ENTRY MODE SET Se elige por defecto el incremento del cursor (I/D=1) y el modo normal del display (S=0). Se selecciona la primera posición de la DDRAM.

Si no se satisfacen las condiciones de alimentación, la secuencia de inicialización habría que realizarla por software, donde las instrucciones que aplica el usuario podrían ser las expuestas anteriormente o cualquier otra según sus propias necesidades. Es importante realizar una temporización de unos 15 mS tras enviar la primera instrucción al módulo LCD para la completa reinicialización interna del mismo.

AN1.7 DIAGRAMA DE TIEMPOS figura AN1-3 el módulo. diagramaEs y tabla de que tiempos para distintos controladores que pueden La ir integrados enmuestra el propio posible estos tiempos se dispositivos vean modificados por lasLCD distintas versiones que van apareciendo en el mercado.

Figura AN1-3. Diagramas de tiempos AN1-8 RUTINAS DE CONTROL En este apartado se presentan una serie de rutinas escritas en el ensamblador MPASM de MICROCHIP con objeto de proporcionar al usuario una idea de cómo gestionar las diferentes actividades a realizar con el módulo LCD. Están diseñadas para los PIC 16F876 a 4 MHz de velocidad como el que viene incorporado de serie en el laboratorio PIC’School.


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Laboratorio PIC’School; Manual de Usuario ANEXO 1: La pantalla LCD Las rutinas emplean dos posiciones de memoria RAM para manejar sus propios datos variables. El inicio de esas posiciones ha de ser declarado por el usuario en su programa fuente mediante el empleo de la directiva:

Lcd_var

equ

0xdd

;Inicio de variables de las rutinas

;LCD a partir de la posición 0xdd Esas rutinas están incluidas en el fichero LCD_CXX.INC. Dicho fichero ha de ser incluido en el programa fuente de aplicación del usuario mediante el empleo de la directiva: include

“LCD_CXX.INC”

Al principio de las rutinas se realizan una serie de definiciones previas de las líneas de E/S como las que se muestran a continuación. Estas definiciones sirven para una determinada conexión entre las señales que controlan la pantalla y el PIC, aunque pueden ser modificadas para otros casos. En los ejemplos propuestos se supone que las 8 líneas de la puerta B están conectadas con las líneas de datos del módulo LCD. La línea RA1 está conectada con la señal RS, RA2 con R/W y la línea RA3 con la señal E.

#define ENABLE #define DISABLE #define LEER #define ESCRIBIR #define OFF_COMANDO #define ON_COMANDO CBLOCK

bsf PORTA,3 bcf PORTA,3 bsf PORTA,2 bcf PORTA,2 bcf PORTA,1 bsf PORTA,1

;Activa señal E ;Desactiva señal E ;Pone LCD en Modo RD ;Pone LCD en Modo WR ;Desactiva RS (modo comando) ;Activa RS (modo dato

Lcd_var

;Inicio de las variables. Será la primera ;dirección libre disponible

Lcd_Temp_1 Lcd_Temp_2 ENDC

Una vez definidas las posiciones que emplean las variables de las rutinas, así como incluido el fichero que las contiene, el usuario podrá hacer uso de ellas tantas veces como sea necesario. Se facilita de forma notable el escribir programas destinados a la visualización mediante pantalla LCD.

AN1.8.1 UP_LCD Genera la secuencia de inicio de las líneas de E/S del PIC para su conexión con la pantalla

;************************************************************************* ;UP_LCD: Configuración PIC para el LCD. ; UP_LCD bsf STATUS,RP0 ;Banco 1 clrf PORTB ;RB <0-7> salidas digitales movlw b'11110001' movwf PORTA ;Puerta A salidas bcf STATUS,RP0 ;Banco 0 OFF_COMANDO ;RS=0 DISABLE ;E=0 return


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Laboratorio PIC’School; Manual de Usuario ANEXO 1: La pantalla LCD AN1.8.2 LCD_E Genera un pulso por la señal E (RA2 en el ejemplo) para activar al módulo LCD. Entre un pulso y el siguiente se genera una temporización de unos 40 μS a una frecuencia de trabajo de 4MHz. Esta rutina quizá deba modificarse en futuras versiones de los módulos LCD, según características del fabricante.

;************************************************************************** ;LCD_E: Pulso de Enable. En los nuevos LCD's esta señal debe estar a "0" unos 40uS ;antes de volver a ponerse a "1". ; LCD_E ENABLE ;Activa E nop DISABLE ;Desactiva E movlw .14 ;Este valor aumenta si se trabaja a frecuencias superiores a 4MHz movwf Lcd_Temp_1 LCD_E_1 decfsz Lcd_Temp_1,F ;Pierde unos 40 uS para la constante de tiempo Tc goto LCD_E_1 return

;de los nuevos módulos LCD de winteck

AN1.8.3 LCD_BUSY Chequea el estado del flag Busy del LCD y espera a que finalice cualquier instrucción previa antes de retornar. Con esta rutina se garantiza que al módulo LCD no se le manda otro comando hasta que finaliza la ejecución del anterior.

;************************************************************************** ;LCD_BUSY: Lectura del Flag Busy y la dirección. ; LCD_BUSY LEER ;Pone el LCD en Modo RD bsf STATUS,RP0 movlw H'FF' movwf PORTB ;Puerta B como entrada bcf STATUS,RP0 ;Selecciona el banco 0 ENABLE ;Activa el LCD nop LCD_BUSY_1 btfsc PORTB,7 ;Chequea bit de Busy goto LCD_BUSY_1 DISABLE ;Desactiva LCD bsf STATUS,RP0 clrf PORTB ;Puerta B salida bcf STATUS,RP0 ESCRIBIR ;Pone LCD en modo WR return


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Laboratorio PIC’School; Manual de Usuario ANEXO 1: La pantalla LCD AN1.8.4 LCD_REG Deposita el código de instrucción contenido en el registro W sobre la puerta B. Espera que el LCD ejecute la última operación y genera el pulso de activación en la señal E, enviando dicho código a la pantalla.

;************************************************************************** ;LCD_REG: Escritura de comandos en el LCD. Envía el comando presente en el W LCD_REG

OFF_COMANDO movwf PORTB call LCD_BUSY goto LCD_E

;Desactiva RS (modo comando) ;Código de comando. ;LCD libre?. ;SI.Genera pulso de E.

AN1.8.5 LCD_DATO Deposita el código ASCII del carácter a visualizar presente en el registro W, sobre la puerta B. Espera a que el LCD ejecute la última operación y genera el pulso de activación en la señal E. El carácter enviado se visualiza sobre la posición actual del cursor.

;************************************************************************** ;LCD_DATO: Escritura de datos en DDRAM o CGRAM. Envía el dato presente en el W ; LCD_DATO OFF_COMANDO ;Desactiva RS (modo comando) movwf PORTB ;Valor ASCII a sacar por portb call LCD_BUSY ;Espera a que se libere el LCD ON_COMANDO ;Activa RS (modo dato). goto LCD_E ;Genera pulso de E

AN1.8.6 LCD_INI Realiza la inicialización del módulo LCD según los tiempos marcados por el fabricante (15 mS). En este ejemplo la pantalla queda inicializada con un interfase de 8 bits de bus de datos, 2 líneas de visualización y caracteres de 5 x 7 puntos.

;*************************************************************************** ;LCD_INI: inicialización del LCD enviando el comando "Function Set" 3 veces consecutivas ;con un intervalo de unos 5 mS. El LCD queda borrado y el cursor en la primera posición LCD_INI

movlw call call movlw call call movlw call call movlw call return

b'00111000' LCD_REG ;Código de instrucción LCD_DELAY ;Temporiza b'00111000' LCD_REG ;Código de instrucción LCD_DELAY ;Temporiza b'00111000' LCD_REG ;Código de instrucción LCD_DELAY ;Temporiza b'00000001' ;Borra LCD y Home. LCD_REG


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Laboratorio PIC’School; Manual de Usuario ANEXO 1: La pantalla LCD AN1.8.7 LCD_DELAY Genera una temporización de 5 mS de propósito general. Se emplean para ellos las variables LCD_Temp_1 y LCD_Temp_2.

;***************************************************************************** ;LCD_DELAY: Rutina de temporización de unos 5 mS a trabajando a 4MHz. Se emplean las variables ;Lcd_Temp_1 y LCD_Temp_2 en lugar del TMR0. Este queda libre para las aplicaciones del usuario LCD_DELAY:

LCD_DELAY_1:

clrwdt movlw movwf clrf decfsz goto decfsz

.7 Lcd_Temp_1 Lcd_Temp_2 Lcd_Temp_2,F LCD_DELAY_1 Lcd_Temp_1,

goto LCD_DELAY_1 return

AN1.9 DIMENSIONES DEL MÓDULO LCD En la figura AN1-4 se muestra las dimensiones mecánicas del módulo LCD así como el esquema por bloques del mismo. Hay que destacar que la patilla Nº 1 es la primera empezando por la izquierda.

Figura AN1-4. Dimensiones mecánicas y diagrama por bloques de la pantalla LCD de 2 x 16


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Laboratorio PIC’School; Manual de Usuario ANEXO 2: Resumen del PIC16F876/877 ANEXO 2: Resumen del PIC16F876/877 AN2.1 INTRODUCCION El presente anexo está destinado a hacer un breve resumen de las características generales del dispositivo PIC16F876, el que viene de serie con el laboratorio PIC’School, así como del PIC16F877, idéntico al anterior pero con más líneas de E/S. Para mas información se recomienda acudir a la página www.microchip.com donde podemos encontrar los data sheets completos con todos los detalles técnicos de todos los modelos de PIC, notas de aplicación, actualizaciones de las diferentes herramientas software, etc.

AN2.2 CARACTERISTICAS GENERALES A continuación se detallan las características más relevantes que definen la CPU y periféricos que incluye el dispositivo PIC16F876/F877 • • •

• • • • • •

• • •

• • • • • • • • •

CPU con arquitectura RISC (juego de instrucciones reducido) Juego de 35 instrucciones de un único word de 14 bits cada una de ellas. Todas las instrucciones se ejecutan en un único ciclo de instrucción excepto los saltos que necesitan dos. Un ciclo de instrucción necesita a su vez de cuatro ciclos de reloj. Trabajando a 4MHz una instrucción se ejecuta en 1µS. Memoria FLASH de programa de 8K word de 14 bits, 368 bytes de memoria RAM para datos variables y 256 bytes de memoria EEPROM para datos no volátiles. Capacidad de interrupción que puede ser provocada por 14 fuentes o eventos distintos. Stack autónomo y transparente de 8 niveles Modos de direccionamiento directo, indirecto y relativo. Circuito Power-On Reset (POR) integrado. Automáticamente genera la señal de arranque cuando la tensión de alimentación alcanza un determinado valor. Temporizadores Power-up Timer (PWRT) y Oscillator Start-up Timer (OST) que retrasan el arranque, en espera de la total estabilización tanto de la tensión de alimentación como de la frecuencia de trabajo del oscilador. Temporizador WDT o “Perro guardián” capaz de provocar un arranque automático en determinadas ocasiones. Modo de trabajo en standby que reduce el consumo así como velocidades del oscilador seleccionables. Tensión de alimentación de 2 a 5.5V con un bajo consumo: < 2 mA a 5V y 4MHz; 20μA a 3V y 32KHz;< 1 μA en el modo de espera o stanby. Corriente de salida de hasta 25 mA por pin Temporizador/contador de 8 bits con preescaler (TMR0) Temporizador/contador de 16 bits con preescaler (TMR1) Temporizador/contador de 8 bits con registro de periodos, prescaler y postcaler (TMR2) Dos módulos CCP independientes para la captura, comparación y modulación de anchura de pulsos (PWM). Convertidor analógico/digital con resolución de 10 bits y hasta 8 canales de entrada. 2 Puerta serie síncrona (SSP) con modalidad de bus SPI (modo master) y bus I C (Master/Slave). Receptor/Transmisor universal síncrono/asíncrono (USART). Puerto paralelo esclavo (PSP) de 8 bits para transferencias en paralelo con señales de control del tipo read (RD), write (WR) y slección (CS). Sólo está disponible en el modelo PIC16F877.


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Laboratorio PIC’School; Manual de Usuario ANEXO 2: Resumen del PIC16F876/877 AN2.3 DESCRIPCION DE PINES La figura AN2-1 presenta la distribución de patillas para el modelo PIC16F876 de 28 pines y el PIC16F877 de 40. A continuación se presenta una tabla que resume brevemente la finalidad de cada una de ellas.

Figura AN2-1. Diagrama de conexiones del PIC16F876/877 NOMBRE

TIPO DESCRIPCION I Entrada para el cristal del oscilador/entrada de oscilador externo.

OSC1/CLKIN OSC2/CLKOUT MCLR/Vpp/THV

O I/P

Salida del cristal del yoscilador. el modode RC este sale ¼ de la frecuencia de OSC1 denota laEn ejecución unpor ciclo de pin instrucción Entrada de reset activa por nivel bajo. Por esta patilla también se introduce la tensión Vpp de grabación y la tensión de test THV

PUERTA A: 6 líneas RA0/AN0

I/O

Entrada/salida digital RA0 o entrada analógica del canal 0 AN0

RA1/AN1

I/O

Entrada/salida digital RA1 o entrada analógica del canal 1 AN1

RA2/AN2/VREF-

I/O

Entrada/salida digital RA2, entrada analógica AN2 o entrada – de tensión de referencia VREF-

RA3/AN3/VREF+

I/O

Entrada/salida digital RA3, entrada analógica AN3 o entrada + de tensión de referencia VREF+

RA4/T0CKI

I/O

Entrada/salida digital en colector abierto RA4. Entrada de reloj para el TMR0 en modo contador

RA5/SS/AN4

I/O

Entrada/salida digital RA5 o entrada analógica AN4. También actúa como señal SS de selección de esclavo para el módulo SSP.


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Laboratorio PIC’School; Manual de Usuario ANEXO 2: Resumen del PIC16F876/877 NOMBRE

TIPO

DESCRIPCION PUERTA B: 8 líneas

RB0/INT

I/O

Entrada/salida digital RB0 o entrada de interrupción externa INT

RB1

I/O

Entrada/salida digital

RB2

I/O

Entrada/salida digital RB2

RB3/PGM

I/O

Entrada/salida digital RB3. Entrada en baja tensión de programación PGM

RB4

I/O

Entrada/salida digital RB4. Produce interrupción por cambio de estado

RB5

I/O

Entrada/salida digital RB5. Produce interrupción por cambio de estado

RB6 RB7

I/O I/O

Entrada/salida digital RB6. Produce interrupción por cambio de estado Entrada/salida digital RB7. Produce interrupción por cambio de estado

PUERTA C: 8 líneas RC0/T1OSO/T1CKI

I/O

Entrada/salida digital RC0, salida T1OSO de oscilador del TMR1 o entrada T1CKI de reloj para el TMR1

RC1/T1OSI/CCP2

I/O

Entrada/salida digital RC1, entrada de oscilador del TMR1 o E/S del módulo CCP2

RC2/CCP1 RC3/SCK/SCL

I/O I/O

Entrada/salida digital RC2 o E/S del módulo CCP1

RC4/SDI/SDA

I/O

Entrada/salida digital RC4, entrada SDI de datos para el bus SPI o E/S SDA 2 de datos para el bus I C.

RC5/SDO

I/O

Entrada/salida digital RC5 o salida SDO de datos para el bus SPI

RC6/TX/CK

I/O

Entrada/salida digital RC6, transmisor Tx del USART en modo asíncrono o reloj del USART en modo síncrono

RC7/RX/DT

I/O

Entrada/salida digital RC7, recepciónRx del USART en modo asíncrono o línea de datos del USAR en modo síncrono

2

Entrada/salida digital RC3 o E/S de reloj para los modos SPI (SCK) e I C (SCL) de la puerta serie síncrona (SSP)


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Laboratorio PIC’School; Manual de Usuario ANEXO 2: Resumen del PIC16F876/877 NOMBRE

TIPO

DESCRIPCION PUERTA D: 8 líneas, sólo en el PIC16F877

RD0/PSP0 RD1/PSP1 RD2/PSP2 RD3/PSP3 RD4/PSP4 RD5/PSP5 RD6/PSP6 RD7/PSP7

I/O I/O I/O I/O I/O I/O I/O I/O

Entrada/salida Entrada/salida Entrada/salida Entrada/salida Entrada/salida Entrada/salida Entrada/salida Entrada/salida

digital RD0 digital RD1 digital RD2 digital RD3 digital RD4 digital RD5 digital RD6 digital RD7

o o o o o o o o

línea línea línea línea línea línea línea línea

PSP0 PSP1 PSP2 PSP3 PSP4 PSP5 PSP6 PSP7

del puerto del puerto del puerto del puerto del puerto del puerto del puerto del puerto

esclavo esclavo esclavo esclavo esclavo esclavo esclavo esclavo

paralelo paralelo paralelo paralelo paralelo paralelo paralelo paralelo

PUERTA E: 3 líneas, sólo en el PIC16F877

RE0/RD/AN5

I/O

Entrada/salida digitalAN5 RE0, línea RD de control de lectura del puerto paralelo o entrada analógica

RE1/WR/AN6

I/O

Entrada/salida digital RE1, línea WR de control de escritura sobre el puerto paralelo o entrada analógica AN6

RE2/CS/AN6

I/O

Entrada/salida digital RE2, línea CS de selección del puerto paralelo o entrada analógica AN7

Vss Vdd

P P

Entrada de alimentación de tierra o GND Entrada de alimentación de tensión positiva de +2 a +5.5Vcc

AN2.4 ORGANIZACIÓN DE LA MEMORIA FLASH DE PROGRAMA Los dispositivos PIC16F876/877 disponen de un total de 8K word de memoria de programa organizada en cuatro bancos de 2K cada uno, tal y como se muestra en la figura AN2-2. Cabe destacar que en la arquitectura de los PIC las instrucciones son de tamaño fijo y ocupan un único word de 14 bits. Cuando se dice que la memoria de programa es de 8K word es que admite realmente 8K de instrucciones. El contador de programa (PC) es de 13 bits por lo que puede direccionar toda la memoria. En el caso de ejecutar instrucciones de tipo CALL o, bien cuando se produce una interrupción, el PC se guarda en la pila o memoria de stack. Cuando se ejecutan instrucciones de retorno como RETURN, RETFIE o RETLW le valor del PC se restaura desde dicho stack. El stack es una memoria tipo LIFO de 8 niveles y 13 bits por nivel. Esto permite anidar hasta un máximo de 8 subrutinas y/o interrupciones. La posición 0x0000 es la posición conocida como vector de RESET. Cada vez que se produce esta situación el PC se carga con el valor 0x0000 con lo que empieza la ejecución del programa a partir de esa dirección. Lo normal es que en esta dirección el usuario coloque una instrucción del tipo GOTO xxxx que envíe al PC al inicio del programa de aplicación.

Figura AN2-2. Mapa de memoria de programa para PIC16F876/877


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Laboratorio PIC’School; Manual de Usuario ANEXO 2: Resumen del PIC16F876/877 Otra posición destacable es la 0x0004, conocida como vector de interrupción. Sea cual fuere la fuente de interrupción que se haya producido, el PC se carga con 0x0004. En esta dirección el usuario coloca otra instrucción del tipo GOTO xxxx que envía al PC al inicio del programa de tratamiento de la interrupción. Desde el vector depara RESET (0x0000) al vector de interrupción (0x0004) hay un rango de 4 posiciones que el usuario puede emplear introducir instrucciones fundamentales que permitan habilitar o no interrupciones, iniciar el PCLATH, el STATUS, etc..

AN2.5 LA MEMORIA RAM DE DATOS La memoria de RAM de datos está organizada en 4 bancos de 128 registros de 8 bits cada uno. Algunos de esos registros los emplea el propio microcontrolador como registros de estado y control de periféricos. Reciben el nombre de SFR (Special Function Registers). Otros registros no están implementados y, finalmente, hay algunos que están duplicados en los distintos bancos. En definitiva al usuario le quedan libres a su disposición un total de 368 registros donde poder almacenar otros tantos bytes de datos. Se tratan de registros tipo RAM que se pueden leer o escribir tantas veces sea necesario. La información contenida en ellos es volátil y desaparece cada vez que falte la tensión de alimentación. En la figura AN2-3 se muestra la distribución de los distintos registros sobre los diferentes bancos. También se indica la dirección y el nombre que tienen asignados. Posteriormente se hará una breve descripción de la misión de los registros especiales SFR. Para conocer más acerca de los mismos, se recomienda acudir a www.microchip.com donde se proporciona una explicación detallada de cada uno de ellos.

Figura AN2-3. Detalle de la memoria RAM de datos

Se puede apreciar que ciertamente algunos registros SFR están repetidos en los 4 bancos. Dichos registros son considerados esenciales y pueden ser empleados en cualquier momento sin necesidad de tener que andar cambiando de banco.


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Laboratorio PIC’School; Manual de Usuario ANEXO 2: Resumen del PIC16F876/877 A continuación se presenta una breve descripción de los mismos

REGISTRO INDF

PCL TMR0 OPTION_REG STATUS FSR PORTA TRISA PORTB TRISB PORTC TRISC PORTD TRISD PORTE TRISE PCLATH INTCON PIR1 PIE1 PIR2 PIE2 PCON TMR1L TMR1H T1CON TMR2 PR2 T2CON SSPBUF SSPCON SSPCON2 SSPADD SSPSTAT CCPR1L CCPR1H CCP1CON RCSTA TXSTA TXREG RCREG SPBRG CCPR2L CCPR2H CCP2CON ADRESH ADRESL ADCON0

DESCRIPCION Registro ficticio empleado en los direccionamientos indirectos Representa la parte baja del contador Registro contador/temporizador TMR0de programa o PC Registro de opciones del TMR0, WDT, RB Pull_Up,etc Contiene información del estado interno de la CPU Contiene el índice que apunta a la dirección que se va a emplear en los direccionamientos indirectos Sus 6 bits de menos peso permiten acceder directamente a las 6 líneas de la puerta A Con sus 6 bits de menos peso se establece qué líneas de la puerta A actúan como entradas o salidas Accede directamente a las 8 líneas de la puerta B Determina qué líneas de la puerta B actúan como entradas o como salidas Accede directamente a las 8 líneas de la puerta C Determina qué líneas de la puerta C actúan como entradas o como salidas Accede directamente a las 8 líneas de la puerta D. Sólo está disponible en el PIC16F877 Determina qué líneas de la puerta D actúan como entradas o como salidas. Sólo está disponible en el PIC16F877 Accede directamente a las tres líneas de la puerta D. Sólo está disponible en el PIC16F877 Determina qué líneas de la puerta D actúan como entradas o como salidas. Sólo está disponible en el PIC16F877 Representa los bits de más peso del PC. Se emplea para seleccionar los distintos bancos de la memoria de programa cuando va a realizarse algún tipo de salto Registro para el control de las interrupciones básicas habilitándolas o no Registro de estado de las interrupciones de los periféricos. Indica si se ha producido o no alguna Registro para la habilitación o no de las interrupciones de los periféricos Registro de estado de las interrupciones de periféricos (cont.) Registro para la habilitación o no de las interrupciones de los periféricos (cont.) Registro de control de POR y BOR Parte baja de los 16 bits del TMR1 Parte alta de los 16 bits del TMR1 Registro de control para el TMR1 Registro del contador /temporizador TMR2 Registro de periodos del TMR2 Registro de control del TMR2 Buffer de transmisión/recepción del módulo SSP Registro de control del módulo SSP Registro auxiliar de control del módulo SSP Registro de direcciones del módulo SSP Registro de estado del módulo SSP Registro parte baja de los 16 bits del módulo CCP1 Registro parte alta de los 16 bits del módulo CCP1 Registro de con control del módulo CCP1 Registro de estado del receptor de la USART Registro de estado del transmisor de la USART Registro transmisor del USART Registro receptor del USART Registro generador de baudios Registro parte baja de los 16 bits del módulo CCP2 Registro parte alta de los 16 bits del módulo CCP2 Registro de con control del módulo CCP2 Parte alta del resultado de la conversión A/D Parte baja del resultado de la conversión A/D Registro de control del convertidor A/D


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Laboratorio PIC’School; Manual de Usuario ANEXO 2: Resumen del PIC16F876/877 ADCON1 EEDATA EEADR EEDATH

Registro auxiliar de control del convertidor A/D Parte baja del registro de datos para la memoria FLASH o EEPROM de programa o datos Parte baja del registro de direcciones de la memoria FLASH o EEPROM de programa o datos Parte alta del registro de datos para la memoria FLASH de programa

EEADRH EECON1 EECON2

Parta alta del registro de direcciones para la memoria FLASH de programa Registro de control para el acceso a memoria FLASH o EEPROM Registro auxiliar de control para el acceso a la memoria FLASH o EEPROM

AN2.6 CONDICIONES INICIALES EN EL RESET A modo de resumen se presentan a continuación una serie de tablas que resumen el estado interno que adquieren los registros internos, en determinadas ocasiones. Así, en la tabla de la figura AN2-4, se muestran ciertos bits del registro de estado y su significado.

Figura AN2-4. Bits del registro de estado En la tabla de la figura AN2-5 se muestra el valor adquirido por ciertos registros tras la condición de RESET.

Figura AN2-5. Valores adquiridos por ciertos registros tras el RESET Finalmente, en la tablas de las figuras AN2-6 y AN2-7 se muestra el valor que adquieren todos los registros internos del PIC según se produzcan diferentes situaciones.


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Laboratorio PIC’School; Manual de Usuario ANEXO 2: Resumen del PIC16F876/877

Leyenda: u = no varía; x = desconocido; - = bit no implementado, se lee como “0”; q = depende de la condición Figura AN2-6. Los registros internos tras el RESET


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Laboratorio PIC’School; Manual de Usuario ANEXO 2: Resumen del PIC16F876/877

Leyenda: u = no varía; x = desconocido; - = bit no implementado, se lee como “0”; q = depende de la condición Figura AN2-7.Los registros internos tras el RESET. Continuación AN2-7 JUEGO DE INSTRUCCIONES La tabla de la figura AN2-8 proporciona un resumen del juego de instrucciones de los PIC16F876 y PIC16F877 soportados, entre otros, por el laboratorio PIC’School. La columna de la izquierda representa las abreviaturas o nemónicos de las distintas instrucciones así como los operandos las mismas. Los operandos f representan la datos dirección del registro fuente sobre el que sede desea actuar. Cualquiera de lasrepresentados direcciones de con la memoria RAM de se considera un registro. El operando d se emplea para establecer el destino del resultado obtenido al ejecutar la instrucción. Si d vale “0” el destino es el registro W o acumulador. En caso de que d =1 se emplea como dirección de destino la misma que la que se empleó como fuente. El operando b lo emplean las instrucciones orientadas a la manipulación de bits. Este operando representa a cualquier bit de cualquier registro sobre el cual se desea actuar. Finalmente, el operando K representa el valor constante de 8 bits con el que se va a realizar una determinada operación. Lo emplea las instrucciones de direccionamiento inmediato. La 2ª columna de la tabla hace una breve descripción de la función que realiza cada una de las instrucciones disponibles. La siguiente columna expresa el número de ciclos máquina que consume cada una de las instrucciones. Se puede apreciar que todas consumen 1 ciclo excepto aquellas instrucciones que implique algún tipo de salto, Estas consumen 2 ciclos. Recordamos que un ciclo máquina equivalen a cuatro ciclos del reloj principal del sistema. Así, si el PIC trabaja a 4 MHz, el ciclo de reloj es de 250nS y el ciclo máquina o ciclo de instrucción es de 1µS. La 4ª columna expresa los 14 bits del código de operación de cada una de las instrucciones. Todas las instrucciones se definen siempre con una única palabra de 14 bits. En los mismos 14 bits están incluidos los operandos f , d , b y K de las instrucciones que lo precisen.


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Laboratorio PIC’School; Manual de Usuario ANEXO 2: Resumen del PIC16F876/877 La penúltima columna indica qué bits del registro STATUS se puede ver modificados como consecuencia de ejecutar las distintas instrucciones. Es una información que se debe tener muy en cuenta. La última columna añade una serie de notas que se indican a continuación: 1.-

Cuando se modifica cualquiera de los registros asociados a las puertas de E/S, la modificación afecta directamente a las patillas de E/S de dichas puertas.

2.-

Cuando la ejecución de estas instrucciones afecten al TMR0, el preescaler se borra si es que está asignado al propio TMR0.

3.-

Cualquier instrucción que implique modificar el contenido actual del PC, se considera una instrucción de salto. Consume dos ciclos de instrucción.

Figura AN2-8. Resumen del juego de instrucciones


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Laboratorio PIC’School; Manual de Usuario ANEXO 3: Experimentando con la gama alta ANEXO 3: Experimentando con la gama alta PIC18FXXX AN3.1 INTRODUCCION En este anexo se han incluido tres experimentos implementados con un dispositivo de la gama alta PIC18FXXX. Dentro de esta gama hemos seleccionado, para realizar los experimentos propuestos, el microcontrolador PIC18F4520 uno de los microcontroladores que más recursos incorporan y que con mayor facilidad se consigue en el mercado debido a su masivo empleo en todo tipo de aplicaciones. La finalidad de estos experimentos no es otra que el de hacer una muy sencilla introducción a los dispositivos PIC18FXXX de la gama alta. No se pretende en ningún caso que sean un tutorial ni tampoco se pretende aprovechar todos los recursos ni prestaciones que proporcionan estos potentes microcontroladores. Para todo esto sería necesario diseñar todo un módulo de prácticas expresamente pensadas para los PIC18FXXX en las que se expongan claramente todas sus posibilidades. No es este el objetivo del presente anexo ni mucho menos del manual de PIC’School que tienes en tus manos. Simplemente se trata de resaltar las posibilidades del laboratorio PIC’SChool tanto en su empleo con micros de gama media PIC16FXXX como con dispositivos de gama alta PIC18FXXX. Las características mas relevantes del microcontrolador PIC18F4520 son las siguientes: Memoria de Programa Memoria de Datos Memoria de Datos EEPROM Fuentes de Interrupción Puertos de E/S Temporizadores Módulos Captura/Comparación Comunicación Serie Comunicación Paralelo Convertidores ADC

16384 Words 1536 bytes 256 bytes 19 A(8), B(8), C(8), D(8) y E(3) 4 1 estándar y 1 ampliado MSSP y USART (mejorado) PSP 13 x 10 bits

AN3.2 EXPERIMENTO 1: El multiplicador de 8 x 8 bits Este sencillo experimento tiene como misión, familiarizarse con algunas de las instrucciones y registros de los microcontroladores PIC de la gama alta. Simplemente va a realizar la multiplicación de los 4 bits de más peso del puerto C por los 4 bits de menos peso del mismo puerto mostrando el resultado por el puerto B. Dado que ambos operandos cuentan sólo con 4 bits, el valor máximo de la multiplicación será 00001111 * 00001111 = 00000000 11000001. Así, aunque el multiplicador de 8 bits incluido en estos dispositivos almacena el resultado de la multiplicación en dos registros de 8 bits PRODH y PRODL, sólo deberemos utilizar el de menos peso PRODL para monitorizar el resultado. Para montar este experimento en el laboratorio PIC School, conectaremos los cuatro interruptores E3-E0 a las cuatro líneas de menos peso del puerto C (RC3-RC0) y los cuatro pulsadores E7-E4, a las cuatro líneas de más peso del puerto C (RC7-RC4). Teniendo en cuenta que los pulsadores del PIC School están conectados de tal forma que en reposo generan un nivel 1, mientras que cuando son pulsados conmutan a nivel 0, realizaremos el complemento de los niveles obtenidos en estas 4 líneas antes de realizar la multiplicación. Por su parte los leds de salida S7-S0 se conectan con las líneas RB7 – RB0 de la puerta B. Estas conexiones se resumen en el esquema de la figura AN3-1. Figura AN3-1. Conexiones para implementar el experimento 1.


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Laboratorio PIC’School; Manual de Usuario ANEXO 3: Experimentando con la gama alta Es necesario configurar todas las líneas del puerto B como salidas y todas las líneas del puerto C como entradas. El programa fuente quedaría de la siguiente forma: list p=18c452 #include OP1 OP2

equ equ org goto

0x000 0x001

00000h Inicio

org 00020h Inicio clrf LATB clrf LATC clrf TRISB movlw 0xff movwf TRISC Bucle movf PORTC,W movwf OP2 andlw 0x0f movwf OP1 movlw 0xf0 andwf OP2,F movlw 0xf0 xorwf OP2,F swapf OP2,F movf OP1,W mulwf OP2 movff PRODL,PORTB goto

; Vector de Reset

; Borrado de posibles Latchs del puerto B ; Borrado de posibles Latchs del puerto C ; Todo el puerto B salidas ; Todo el puerto C entradas ; Se almacena la lectura del puerto C en w ; OP2 <- Los 8 bits leídos ; los 4 bits de más peso de w a 0 ; OP1 <- primer operando ; Se elimina la parte baja de la lectura

; Se complementan lo 4 bits de más peso ; Se intercambian los nibbles ; Se realiza la multiplicación ; Se muestra el producto en puerto B

Bucle end

La fotografía de la figura AN3-2 muestra el montaje práctico del experimento propuesto.

Figura AN3-2. Fotografía de montaje del Experimento 1

AN3.3 EXPERIMENTO 2: Modulación Ancho de Banda (PWM) controlado por potenciómetro En este experimento vamos a controlar un canal PWM estándar mediante un potenciómetro, mientras se visualizan contar los 10 bits conversor ADC en el LCD. ParaPWM, comprobar el funcionamiento del necesario con del un osciloscopio conectado al canal o en su defecto conectar unprograma periférico,será como por ejemplo un motor, que nos permita ver el funcionamiento de este recurso.


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Laboratorio PIC’School; Manual de Usuario ANEXO 3: Experimentando con la gama alta El esquema de conexionado se muestra en la figura AN3-3, sabiendo además que la salida RC1, deberá conectarse a la sonda del osciloscopio. Las líneas seRW conectan a las señales deRD1-RD3 control RS, yE respectivamente. Las líneas de la puerta B RB0-RB7 se conectan con las señales de datos L0-L7 del LCD. Por otra parte se emplea el potenciómetro P1 para generar una tensión analógica variable que se aplica por RA0 para su posterior conversión.

Figura AN3-3. Esquema eléctrico del experimento 2. Es necesario configurar el módulo CCP para realizar funciones de modulado de ancho de banda, lo cual se lleva a cabo en la rutina Inicio_PWM. Dado que sólo vamos a utilizar una salida PWM utilizamos el módulo CCP estándar, es decir el CCP2. Además como el ciclo activo del periodo PWM viene marcado por la lectura de un canal analógico es necesario realizar la configuración del mismo por medio de la rutina Inicio_ADC. Solo AN0 actúa como analógico y como tensión de referencia utilizamos los 5 Vcc con los que se alimenta el microcontrolador. Una vez configurados todos los recursos, se procede a la lectura del canal analógico, volcando los 10 bits en los que convierte la entrada, en los 10 que controlan los ciclos del periodo PWM. Además se visualiza la lectura del canal AN0 en la pantalla LCD por medio de la rutina LCD_AD. A continuación se muestra parte del código fuente de la rutina principal. El código completo se encuentra en la carpeta de ejemplos del CDROM. Principal bsf btfss goto movff btfsc bsf btfss bcf btfsc bsf btfss bcf call

ADCON0, GO ; PIR1,ADIF ; Principal ADRESH,CCPR2L ADRESL,7 CCP2CON,5 ; ADRESL,7 CCP2CON,5 ADRESL,6 ; CCP2CON,4 ADRESL,6 CCP2CON,4 ; LCD_AD ;

bcf

PIR1, ADIF

goto

Principal

Comienzo conversión A-D Mientras no finalice conversión, espera ; los 8 bits MSB del ADC a los 8 de PWM Bit de menos peso ADC a PWM

bit de peso 2 de ADC a PWM (total 10 bits)

Mostramos en el LCD el resultado del ADC

; Se borra el flag del ADC para la próxima ; conversión ; Vuelta al bucle

AN3.4 EXPERIMENTO 3: Visualización de dos canales analógicos a través del USART. A través de este experimento vamos a visualizar el valor digitalizado de dos entradas analógicas en el PC a través de un programa Terminal. Utilizaremos como entradas analógicas las líneas AN0 y AN1 del puerto A, utilizando como tensión de referencia la alimentación de 5Vcc aplicada al PIC. Cada vez que pulsemos uno de los dos pulsadores conectados a las líneas RC0 y RC1 del puerto C se enviarán al PC, por medio del USART, los diez bits en los que el convertidor ADC ha digitalizado la entrada AN0 en caso de activar el pulsador conectado a RC0 o AN1 si el pulsado es el cableado a RC1.


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Laboratorio PIC’School; Manual de Usuario ANEXO 3: Experimentando con la gama alta Aquellos lectores que no dispongan de un programa Terminal propio, pueden utilizar el hiperteminal® incluido en todas las versiones de Windows® . Recuerde que hemos configurado el USART con una velocidad de 9600 baudios, 8 bits de datos y uno de parada luego la ventana de configuración del programa deberá quedar tal y como se indica en la figura AN3-4.

Figura AN3-4. Configuración del programa hiperterminal de Windows

El esquema de conexión den el laboratorio PIC School se muestra en la figura AN3-5. Los cursores de los potenciómetros P1 y P2 se conectan con las entradas analógicas asociadas a RA0(AN0) y RA1(AN1). Los interruptores E0 y E1 se conectan con las señales RC0 y RC1. Finalmente las señales del UART RC6 y RC7 se conectan con las señales TxD y RxD del canal serie.

Figura AN3-5. Esquemas de conexiones del experimento 3

A la hora de realizar el programa comenzaremos configurando los recursos utilizados. Con este propósito la rutina Inicio_UART configura las líneas RC7/Rx y RC6/Tx como entrada y salida respectivamente, además habilita el USART para que se establezca una comunicación asíncrona con el PC a 9600 baudios, con 8 bits de datos y uno de parada. A su vez, la rutina Inicio_ADC configura las líneas RA0/AN0 y RA1/AN1 como analógicas manteniendo el resto del puerto A como líneas digitales. Por último la rutina Inicio_TMR0 configura el Timer0 con 8 bits como temporizador y le asocia el prescaller que divide la frecuencia interna del PIC entre 256. Una vez realizadas las tareas de configuración, el programa comienza testeando la activación de los dos pulsadores conectados a las líneas de menos peso del Puerto C. Téngase en cuenta que los pulsadores del PIC


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Laboratorio PIC’School; Manual de Usuario ANEXO 3: Experimentando con la gama alta School aportan un 1 en reposo y un 0 cuando son pulsados. En el momento en que se detecta la pulsación en uno de ellos, y tras esperar 10 ms para eliminar los posibles rebotes que se puedan generar se activa el canal analógico correspondiente y se procede con la conversión analógica-digital. Posteriormente se lanza por el USART los 10 bits en los que ha resultado la conversión. La rutina principal del programa sería la siguiente. En la carpeta de ejemplos del CDROM está disponible el programa fuente completo.

Evalua_Pulsadores ; Se compueba si las líneas RC0 o RC1 están btfss PORTC,0 ; activadas. Mientras por ambas líneas llegue call Pulsador_0 ; un 1 se permanece en el bucle. Al detectar btfss PORTC,1 ; un 0 en una de ellas se llama a la rutina call Pulsador_1 ; Pulsador_0 o Pulsador_1. goto Evalua_Pulsadores Pulsador_0 call Espera_10_ms btfss PORTC,0 goto Pulsador_0 call Espera_10_ms call Lectura_AN0 call Visualiza return

; ; ; ; ; ;

Espera 10 ms para eliminar posibles rebotes Se ha soltado ya el pulsador? No, pues espera Elimina los rebotes generados al soltar Realiza la lectura de la línea AN0 Muestra la conversión A-D por el USART

Pulsador_1 call Espera_10_ms btfss PORTC,1 goto Pulsador_1 call Espera_10_ms call Lectura_AN1 call Visualiza return

; ; ; ; ; ;

Espera 10 ms para eliminar posibles rebotes Se ha soltado ya el pulsador? No, pues espera Elimina los rebotes generados al soltar Realiza la lectura de la línea AN0 Muestra la conversión A-D por el USART

AN3.5 EL COMPILADOR C Para la realización de este último experimento vamos a emplear uno de los compiladores de C para microcontroladores PIC más empleados: El compilador PCWH de la empresa “ccs ”. Entre las principales ventajas de este compilador destacan las siguientes:

Compatibilidad . Es el único compilador compatible con todas las gamas y modelos de microcontroladores PIC, permitiendo siempre, la utilización del microcontrolador más adecuado a cada proyecto.

Precio . Es uno de los compiladores más económicos permitiendo además la adquisición por separado de cada una de las gamas de microcontroladores PIC. Facilidad de uso . Gracias al enorme número de funciones preconstruidas que incluye, capaces de controlar a cada uno de los recursos incluidos en los microcontroladores, es sin duda el compilador de alto nivel más potente y sencillo de utilizar no exigiendo grandes conocimientos de programación a alto o bajo nivel.

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Existe una versión de evaluación que permite, durante 30 días, desarrollar aplicaciones basadas únicamente en el microcontrolador PIC 18F4520. Esta versión se puede descargar desde la página http://www.ccsinfo.com .


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Laboratorio PIC’School; Manual de Usuario ANEXO 3: Experimentando con la gama alta A continuación indicamos el código fuente, programado en lenguaje C, para el desarrollo del experimento 3 que anteriormente se desarrolló en ensamblador. #include <18F4520.h> #fuses XT,NOWDT,NOPROTECT,NOLVP #use delay(clock=4000000) #use rs232(baud=9600, xmit=PIN_C6, rcv=PIN_C7)

main()

{

int res; set_tris_c(b’10111111’); setup_port_A(ALL_ANALOG); setup_adc( ADC_CLOCK_INTERNAL);

While (TRUE) { if (input(PIN_C0)==0) // { delay_ms(10); // while (input(PIN_C0) == {} delay_ms(10); // set_adc_channel(0); res = read_adc(); printf("AN0:\%un",res); } if (input(PIN_C1)==0) { delay_ms(10); while (input(PIN_C1) ==

//Configuración Puerto C //Configuración Puerto A

Si RC0 es un 0 (Pulsador activo) Espera 0) // // Espera

10 ms. Mientras esté pulsado no hacer nada 10ms

//Lectura de Puerto AN0 //Muestra resultado por USART

0)

{} delay_ms(10); set_adc_channel(1); res = read_adc(); printf("AN1:\%un",res); } } }

A través de este código esperamos que el lector se pueda hacer una idea de las ventajas que implica la utilización de este tipo de herramientas. En su contra debemos advertir que la optimización del código generado mediante cualquier compilador de alto nivel es muy inferior a la obtenida mediante lenguaje ensamblador.


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Manual de Usuario PIC School

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