diseÑo de un entrenador de microcontroladores pic para el laboratorio de microcontroladores del...

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UNIVERSIDAD SIMN BOLVAR Decanato de Estudios Profesionales

Coordinacin de Ingeniera Electrnica

DISEO DE UN ENTRENADOR DE MICROCONTROLADORES PIC PARA EL LABORATORIO DE MICROCONTROLADORES DEL

INSTITUTO UNIVERSITARIO JESS OBRERO

Por Marco Dujmovic

Informe Final Cursos en Cooperacin Tcnica y Desarrollo Social

Sartenejas, 11 de Diciembre de 2006

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Por Marco Dujmovic

Tutor Acadmico Mnica Parada


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Proyecto de grado presentado por Marco Dujmovic

Tutor acadmico: Mnica Parada

RESUMEN

Se presenta el diseo de un Sistema de Desarrollo para microcontroladores PIC de carcter didctico cuya funcin principal es facilitar el entrenamiento en el diseo de aplicaciones basadas en microcontroladores tanto a nivel de software como de hardware. Dispone de perifricos utilizados en aplicaciones reales, donde ninguno de ellos esta conectado de forma predeterminada a las lneas de E/S del microcontrolador. El Sistema diseado permite programar los microcontroladores de la familia 16FXXX. El entrenador permitir al estudiante contar con una herramienta sencilla, confiable, flexible y potente, a la vez que el docente podr evaluar de forma cmoda y rpida las aplicaciones desarrolladas en el laboratorio.

Palabras clave: Sistema, desarrollo, microcontroladores, didctico, modular, programar.


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Dedicado a las personas ms importantes en mi vida:

Mis padres: Eva Castellanos

Antonio Dujmovic Mi abuelo:

Marco Dujmovic Mi novia:

Mayra Ramrez

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Agradecimientos

A mi madre, por darme todo su amor sin pedir nada a cambio. Por estar ah cada vez que la necesito. Por ser esa luz especial en mi vida.

A mi padre, quien siempre desea lo mejor para m, quien siempre me ha enseado a hacer bien las cosas y que ha sido un apoyo constante en mi vida.

A Mayra, mi gran amor, quien ha estado conmigo en las buenas y las malas, siempre dispuesta a escucharme, a apoyarme, a rer conmigo, a llorar conmigo, a levantarme cada vez que tropiezo, a crecer juntos como persona.

A mis compaeros y amigos del Jess Obrero. Ustedes contribuyeron en mi formacin y siempre he recibido su cario y apoyo. Pero quiero hacer un reconocimiento especial a un grupo de personas que me han brindado un apoyo incondicional durante mis aos de estudio, siempre me orientaron por el camino correcto y me dijeron palabras sabias en mis momentos de dificultad. A ellos les debo mucho y sin su ayuda tal vez no hubiese terminado mis estudios:

Julio Hernndez Wilfredo Hernndez Mara del Pilar Loyo Ricardo Contreras Peer Reitmaier Manuel Aristorena

A Olivers, Eduardo, Marta y Yarilde, excelentes amigos, siempre pendientes de mi. Su apoyo persistente contribuy para que culminara esta meta.

Al los profesores Orlando Sucre, Mnica Parada y Juan Regidor, por toda la ayuda que me prestaron en los ltimos aos de mi carrera.

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ndice

Captulo I. 1 1.1 Introduccin 1 1.2 Justificacin 2

Captulo II. Marco Terico 4 2.1 Microcontrolador 4 2.1.1 Procesador 7 2.1.2 Almacenamiento y ejecucin del programa 8 2.1.3 Memoria de programa 10 2.1.4 Memoria de datos 11 2.1.5 Lneas de E/S para los controladores de perifricos 11 2.1.6 Recursos Auxiliares 12

2.2 La familia de los PIC como eleccin 12 2.3 Caractersticas relevantes 13 2.3.1 Las gamas de PIC 16

2.4 PROTEUS VSM 17 2.4.1 ISIS 18 2.4.2 ARES 20

2.5 La pantalla de cristal lquido de texto 22 2.5.1 Aspecto fsico 22 2.5.2 Representacin de Caracteres 22 2.5.3 Interfaz de la pantalla con el mundo exterior 24 2.5.4 El bus de datos 25 2.5.5 El bus de control 26

Captulo III. Marco Metodolgico 26 3.1 Objetivos 27 3.2 El entrenador 28 3.2.1 Fuente de alimentacin: +5V, +12V 31 3.2.2 Zcalo para el microcontrolador y cristal de 4MHz

para aplicaciones generales 33

3.2.3 Pantalla LCD de texto de 2x16 caracteres 34 3.2.4 Teclado matricial de 4x4 teclas de propsito general 35 3.2.5 Dos displays de 7 segmentos con drivers 37 3.2.6 Ocho salidas digitales monitoreadas mediante LEDs 38 3.2.7 Interfaz serial estndar RS232 con conector DB9

hembra y acceso para la gestin de las seales RX, TX.

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3.2.8 Mdulo salida de audio 40 3.2.9 Mdulo de dos rels con driver 41 3.2.10 Mdulo de 8 transistores de potencia 42 3.2.11 Mdulo emisor-detector de infrarrojo 44 3.2.12 16 entradas digitales formadas por 8 interruptores y

8 pulsadores activos por transicin 1-0-1 45

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3.2.13 Mdulo de entradas analgicas 46 3.2.14 Mdulo para el montaje sin soldadura 47 3.2.15 Programador de PICs serie 16 48 3.2.16 La placa de circuito impreso 49

Captulo IV 55 4.1 Maquetas 55 4.2 Prcticas de laboratorio 57

Captulo V 58 5.1 Conclusiones 58 5.2 Recomendaciones 60 5.3 Bibliografa 61

Anexos 62

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ndice de figuras

2.1 Estructura de buses de la arquitectura Von Neumann 6 2.2 Arquitectura Harvard 7 2.3 Diagrama en bloques de PIC16F84A, microcontrolador

ms popular de Microchip 14

2.4 Formato general para las instrucciones del PIC16F84A 15 2.5 Vista de la herramienta ISIS 19 2.6 Vista de la herramienta ARES 21 2.7 Vista de la pantalla de cristal lquido de texto 22 2.8 Matriz de representacin de caracteres 23 2.9 Lista de caracteres que imprime la pantalla de cristal

lquido de texto 23

2.10 Interfaz de pantalla de cristal lquido de texto con un sistema de control

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2.11 Conexin de la pantalla de cristal lquido de texto utilizando un bus de 8 bits y de 4 bits

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3.1 Vista completa del entrenador de PIC 31 3.2 Esquema elctrico de la fuente de alimentacin 32 3.3 Ubicacin en la placa de la fuente de alimentacin 32 3.4 Vista del zcalo para PIC 33 3.5 Esquema elctrico del zcalo para PIC 34 3.6 Esquema elctrico de la pantalla LCD de texto 34 3.7 Vista de la pantalla LCD de texto 35 3.8 Esquema elctrico del teclado matricial 36 3.9 Vista del teclado matricial y el buffer bidireccional 37 3.10 (a) Vista de los displays de 7 segmentos y sus drivers.

(b) Esquema elctrico 37

3.11 (a) Esquema elctrico de los LEDs. (b) Vista en la placa 38 3.12 Esquema elctrico del mdulo de comunicacin serial

RS232 39

3.13 Vista del mdulo de comunicacin serial 40 3.14 Vista del circuito amplificador de audio 40 3.15 Vista de las cornetas 41 3.16 Esquema elctrico del amplificador de audio 41 3.17 (a) Vista del mdulo de rels. (b) Esquema elctrico 42 3.18 Vista del mdulo de transistores de potencia 43 3.19 Esquema elctrico del mdulo de transistores de

potencia 43

3.20 Esquema elctrico del mdulo infrarrojo 44 3.21 Vista del mdulo infrarrojo en la placa 44 3.22 (a) Esquema elctrico del DIP-Switch.

(b) Esquema elctrico de los pulsadores. 45

3.23 (a) Vista del DIP-Switch. (b) Vista de los pulsadores 45

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3.24 Esquema elctrico del mdulo analgico 46 3.25 Esquema elctrico del conversor analgico-digital 46 3.26 (a) Vista del ADC. (b) Vista del mdulo analgico 47 3.27 Protoboard 47 3.28 Vista del programador JDM 48 3.29 Esquema elctrico del programador JDM 49 3.30 Circuito esquemtico en ISIS 50 3.31 Componente con modelo esquemtico y modelo PCB asociado

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3.32 Distribucin de los componentes en la placa 51 3.33 Ventana de configuracin del Auto Router 52 3.34 Ventana de edicin de las estrategias a usar para el Auto

Router 52

3.35 Vista de las pistas de la cara superior de la placa 53 3.36 Vista de las pistas de la cara inferior de la placa 53 3.37 Circuito impreso del Entrenador de Microcontroladores 54 4.1 Estructura interna del puente H BA6219B 55 4.2 Estructura mecnica del ratn utilizada 56 4.3 Acople del motor con el medidor de pulsos 56 4.4 Vista interna de los componentes de la incubadora 57

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CAPTULO I

1.1 Introduccin

Los dispositivos programables integrados, sean stos microcontroladores, microprocesadores, DSP, FPGA, etc., cobran cada vez ms importancia en todos los campos de la industria. Esta situacin tiene como consecuencia que en las instituciones educativas en donde se pretenda formar un joven tcnicamente competente en el rea de la electrnica, se hace sumamente necesario que su plan de estudios incluya asignaturas cuyos contenidos planteen el estudio sistemtico de estos dispositivos, principalmente de los microcontroladores, por su bajo costo y versatilidad. Para ello se hace necesario contar con laboratorios que permitan el entrenamiento adecuado de los estudiantes de una manera eficiente, econmica, verstil, fcil de evaluar y que vincule de manera directa no solo los contenidos tericos, sino las aplicaciones del mundo real.

Una de las principales ventajas de los sistemas programables es su flexibilidad, lo que permite actualizar el funcionamiento de un sistema tan slo mediante la modificacin del programa sin tener que volver a disear el hardware. Es aqu donde los microcontroladores cobran cada vez ms importancia, porque representan una solucin asequible frente a un problema de envergadura.

Debido a que la programacin de los microcontroladores puede llegar a ser muy compleja, es importante, cuando se est aprendiendo a programar, disponer de un sistema de desarrollo confiable, de manera de poder descartar errores de montaje o de diseo. Por estas razones se consider la posibilidad de disear un sistema de desarrollo para Microcontroladores PIC de Microchip, de manera que se simplifique el estudio de la asignatura

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Microcontroladores para los estudiantes de TSU en Electrnica del Quinto Semestre en el Instituto Universitario Jess Obrero.

1.2 Justificacin

El Instituto Universitario Jess Obrero de Fe y Alegra, es una institucin de educacin superior de servicio pblico y gestin privada, sin fines de lucro, cuya accin se dirige a estudiantes de sectores de escasos recursos para potenciar su desarrollo personal y participacin social.

La sede principal est ubicada en Los Flores de Catia, y tambin tiene presencia en Barquisimeto, Guasdualito, Maracaibo y Petare. Una de las carreras que ofrece es la de Tcnico Superior en Electrnica, pero en ninguna de las sedes se cuenta con un equipamiento adecuado en los laboratorios para la enseanza en el rea de microcontroladores, a pesar de que la asignatura est contemplada en el plan de estudios, especficamente en el quinto semestre. El desarrollo de los proyectos se hace en ProtoBoard y con los escasos recursos con los que cuentan los estudiantes.

Es por ello que surge la necesidad de crear un laboratorio de microcontroladores que permita incrementar el nivel de aprendizaje de la asignatura y minimizar el gasto que hacen los estudiantes.

Al hacer un estudio de mercado sobre los entrenadores disponibles, es notorio el hecho de conseguirlos slo en tiendas fuera de Venezuela. Son concebidos para un modelo de microcontrolador en particular con aplicaciones limitadas. Por esta razn se decide disear un sistema de desarrollo de microcontroladores PIC didctico, adaptado a los requerimientos de la asignatura, con componentes de fcil adquisicin en el

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pas y que represente una herramienta importante tanto para el docente como para el estudiante.

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CAPTULO II

Marco Terico

2.1 Microcontrolador

Un microcontrolador (o MCU) es un circuito integrado comnmente utilizado para controlar dispositivos. La necesidad de optimizar costos en aplicaciones de control basadas en microprocesadores y poner a disposicin del diseador un dispositivo que sea autosuficiente en lo relativo a manejo de E/S y memoria para datos y programa, tuvo como respuesta la aparicin de los microcontroladores. Un microcontrolador tpico contiene toda la memoria e interfaces necesarias para una aplicacin sencilla, mientras que un microprocesador de propsito general requiere circuitos integrados adicionales que proporcionen estas funciones. Un microcontrolador comnmente incluye los siguientes componentes:

Unidad central de procesamiento o CPU, en un rango que se extiende de procesadores pequeos y simples de 4 bits a procesadores sofisticados de 32 o 64-bits

Interfaces de la entrada-salida tales como puertos seriales, paralelos, usb, etc.

Perifricos tales como temporizadores, circuitos de perro guardin y conversores D/A y A/D

Memoria voltil para el almacenamiento de datos. ROM, EPROM, EEPROM o memoria tipo FLASH para almacenar el programa y algunos datos, si es el caso.

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El nmero de productos que funcionan en base a uno o varios microcontroladores aumenta de forma exponencial. Ofrecen una solucin prctica a muchos problemas de diversos campos: Casi todos los perifricos de un computador personal (ratn, teclado, impresora, etc.) son regulados por el programa de un microcontrolador. Los electrodomsticos de lnea blanca (lavadoras, hornos, etc.) y de lnea marrn (televisores, videos, aparatos de msica, etc.) incorporan numerosos microcontroladores. Igualmente, los sistemas de supervisin, vigilancia y alarma en los edificios utilizan estos chips para optimizar el rendimiento de ascensores, calefaccin, alarmas de incendio, robo, etc.

Para interconectar los componentes de un microcontrolador existen estructuras de interconexin llamadas buses. Un bus es un camino de comunicacin entre dos o ms dispositivos. Una caracterstica clave de un bus es que se trata de un medio de transmisin compartido. Al bus se conectan varios dispositivos y cualquier seal transmitida por uno de esos dispositivos est disponible para que los otros dispositivos conectados al bus puedan acceder a ella. Si dos o ms dispositivos transmiten durante el mismo periodo de tiempo, sus seales pueden solaparse y distorsionarse. Consiguientemente, solo un dispositivo puede transmitir con xito en un momento dado.

Los computadores poseen distintos tipos de buses que proporcionan comunicacin entre sus componentes a distintos niveles de la jerarqua del sistema. El bus que conecta los principales componentes del computador (procesador, memoria y E/S) se denomina bus del sistema (system bus).

El bus del sistema est constituido, usualmente, por entre 50 y 100 lneas. A cada lnea se le asigna un significado o una funcin particular. Aunque existen diseos de buses muy diversos, se pueden clasificar en tres

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grupos funcionales, bus de datos, de direcciones y de control. La Figura 2.1 muestra la estructura de buses de un sistema tpico.

Figura 2.1 Estructura de buses de la arquitectura Von Neumann

Bus de datos. Se emplea para transferir datos. El nmero de lneas de este bus suele ser igual a la longitud de palabra del dispositivo.

Bus de direcciones. Permite direccionar el espacio de memoria. El nmero de lneas en el bus de direcciones determina el nmero de posiciones de memoria que el procesador puede especificar. Un bus de direcciones de 8 lneas sera capaz de posicionar slo 28 (256) direcciones.

Bus de control. Permite transferir seales de control.

Por ejemplo, si el procesador necesitara almacenar una palabra de datos en una ubicacin de memoria particular, colocara los datos en el bus de datos, la direccin en la que se van a almacenar los datos en el bus de direcciones y diversas seales de control para sincronizar la operacin de almacenamiento en el bus de control.

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2.1.1 Procesador.

Es el elemento ms importante del microcontrolador tanto a nivel hardware como software. Se encarga de direccionar la memoria de instrucciones, recibir el cdigo de operacin (opcode) de la instruccin en curso, su decodificacin y la ejecucin de la operacin aritmtica o lgica que implica la instruccin, as como la bsqueda de los operandos y el almacenamiento del resultado.

La necesidad de mejorar el rendimiento en el procesamiento de las instrucciones ha desembocado en el empleo generalizado de procesadores de arquitectura Harvard, frente a los tradicionales que seguan la arquitectura de Von Neumann (Figura 2.1). Esta ltima se caracteriza porque la CPU se conecta a una memoria nica donde coexisten datos e instrucciones a travs de un sistema de buses. En la arquitectura Harvard son independientes la memoria de instrucciones y la memoria de datos y cada una dispone de su propio sistema de buses para el acceso. (Figura 2.2).

Figura 2.2 Arquitectura Harvard.

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2.1.2 Almacenamiento y ejecucin del programa.

Un programa es una lista de instrucciones al procesador. Todos los microprocesadores y microcontroladores tienen un conjunto de instrucciones que pueden ejecutar.

Un conjunto de instrucciones tpico de un microcontrolador incluir instrucciones para: transferir informacin entre registros y memoria; realizar operaciones aritmticas y lgicas; efectuar comparaciones y pruebas sobre el contenido de sus registros de memoria; controlar la secuencia de ejecucin de programas.

Por lo general la operacin que una instruccin ha de ejecutar est definida por un cdigo de operacin, (en microcontroladores sencillos generalmente de un solo byte) conocido tambin como opcode. Algunas instrucciones requieren adems del opcode informacin extra (operandos). Por ejemplo, una instruccin para almacenar el contenido de un registro en una posicin de memoria, necesitar incluir la direccin de memoria de destino.

La unidad de control y decodificacin de instrucciones es el corazn del procesador. Es la encargada de extraer de forma secuencial las instrucciones de la memoria y luego ejecutarlas.

Unido a la unidad de control se encuentra un generador de reloj, que utiliza un oscilador para producir una seal de reloj muy precisa. (En el caso de los microcontroladores PIC, cada instruccin tarda cuatro ciclos de reloj, por lo que es normal suponer que la velocidad real de trabajo del dispositivo es la velocidad del reloj entre cuatro, de manera de suponer que cada

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instruccin tarda un solo ciclo de reloj. Es importante indicar que las instrucciones de salto tardan el doble del tiempo.)

El funcionamiento de la unidad de control y decodificacin de instrucciones se puede modelar como la alternancia de dos etapas (ambas pueden durar varios ciclos de reloj):

Etapa de bsqueda de instrucciones. En esta etapa se transfiere la direccin de la siguiente instruccin al bus de direcciones, se enva una orden de lectura a los dispositivos de memoria a travs del bus de control, se lee la informacin del bus de datos.

Etapa de ejecucin de instrucciones. En l se ejecuta la instruccin.

Cuando la ejecucin est completa, la mquina comienza automticamente el ciclo de bsqueda de la siguiente instruccin del programa. La ejecucin de un programa es por tanto, una secuencia continua de ciclos de bsqueda y ejecucin. (En algunas arquitecturas, como la de los PIC de Microchip, el ciclo de bsqueda de la siguiente instruccin puede hacerse en paralelo mientras se ejecuta la instruccin actual).

El procesador de muchos microcontroladores modernos responde a la arquitectura RISC (Reduced Instruction Set Computer; Computadores de Juego de Instrucciones Reducido). An cuando existen diferentes aproximaciones a la arquitectura RISC, existen ciertas caractersticas comunes a todas ellas:

Una instruccin por ciclo Operaciones Registro a Registro Modos de direccionamiento sencillos Formatos de instruccin sencillos

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2.1.3 Memoria de programa.

El microcontrolador est diseado para que en su memoria de programa se almacenen la secuencia de instrucciones a ejecutar. Segn sean las necesidades del usuario, se encuentran versiones de microcontroladores con posibilidad de grabar y borrar muchas veces la memoria programa, de manera de poder actualizar el cdigo con una nueva versin o sencillamente usar el microcontrolador en una aplicacin diferente; igualmente se consiguen versiones que se graban una sola vez, normalmente usadas en aplicaciones para reproduccin en serie. Como el programa a ejecutar siempre es el mismo, se graba en una memoria no voltil.

Son posibles cinco tipos de memoria:

ROM (Read Only Memory) de mscara. Esta memoria se graba durante el proceso de fabricacin. Los altos costos de diseo slo aconsejan usarla cuando se precisan series grandes.

PROM (Programable Read Only Memory). Este tipo de memoria slo se puede grabar una vez por parte del usuario. Su bajo precio y la sencillez de la grabacin aconsejan este tipo de memoria para prototipos finales y series de produccin cortas.

EPROM (Erasable Programable Read Only Memory). Es una memoria de slo lectura programable elctricamente y borrable ptimamente. En la superficie de la cpsula del microcontrolador existe una ventana de cristal por la que se puede someter al chip a rayos ultravioletas para producir el borrado de la memoria y emplearla nuevamente. Su precio unitario es elevado.

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EEPROM (Electrically Erasable Programable Read Only Memory). La grabacin es similar a la EPROM y OTP, pero el borrado es mucho ms sencillo al poderse ejecutar elctricamente. Aunque una EEPROM puede ser leda un nmero ilimitado de veces, slo puede ser borrada y reprogramada entre 100.000 y 1.000.000 de veces.

FLASH. Se trata de una memoria no voltil de bajo consumo que se puede escribir y borrar elctricamente al igual que la EEPROM, es ms econmica y slo puede ser borrada y reprogramada entre 10.000 y 200.000 veces. El borrado slo es posible de bloques completos y no se puede realizar de posiciones concretas. Por sus mejores prestaciones est sustituyendo a la memoria EPROM para contener instrucciones.

2.1.4 Memoria de datos.

Los datos que manejan los programas varan continuamente y eso exige que la memoria que los contiene deba ser de lectura y escritura. La memoria RAM esttica (SRAM) es la ms apropiada aunque sea no voltil. Hay microcontroladores que poseen como memoria de datos una memoria de escritura y lectura no voltil del tipo EEPROM. De esta forma, un corte en el suministro de la alimentacin no ocasiona la prdida de la informacin.

2.1.5 Lneas de E/S para los controladores de perifricos.

A excepcin de los pines destinados a recibir la alimentacin, el cristal que regula la frecuencia de operacin y el reset, los pines restantes de un microcontrolador sirven para la comunicacin con los perifricos externos.

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2.1.6 Recursos auxiliares.

Segn las aplicaciones cada modelo de microcontrolador incorpora una diversidad de complementos que refuerzan la potencia del dispositivo. Entre los ms comunes se encuentran:

Mdulo de reloj, encargado de generar los impulsos que sincronizan el funcionamiento de todo el sistema.

Temporizadores, orientados a controlar tiempos. Perro guardin (watchdog), destinado a provocar el reinicio del

microcontrolador cuando el programa se queda bloqueado. Conversores A/D y D/A para poder recibir y enviar seales analgicas. Estado de reposo, en el que el consumo de energa se reduce al

mnimo.

2.2 La familia de los PIC como eleccin.

Dentro de la amplia gama de microcontroladores que se encuentran en el mercado, la familia de los PIC es la ms solicitada por los diseadores. Las razones de peso de la excelente acogida que tienen los PIC son los siguientes:

Sencillez de manejo: Tienen un juego de instrucciones reducido; 35 en la gama media.

Disponibilidad de informacin de calidad, fcil de conseguir y econmica.

Precio: Su costo es comparativamente inferior al de sus competidores. Poseen una elevada velocidad de funcionamiento. Buen promedio de

parmetros: velocidad, consumo, tamao, alimentacin, etc.

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Herramientas de desarrollo sencillas y de bajo costo. Muchas herramientas software se pueden descargar libremente a travs de Internet desde Microchip (http://www.microchip.com).

Existe una gran variedad de herramientas hardware que permiten grabar, depurar, borrar y comprobar el comportamiento de los PIC.

Diseo rpido. La gran variedad de modelos de PIC permite elegir el que mejor

responde a los requerimientos de la aplicacin.

Una de las razones del xito de los PIC se basa en su utilizacin. Cuando se aprende a manejar uno de ellos, conociendo su arquitectura y su repertorio de instrucciones, es muy fcil emplear otro modelo, debido a que su arquitectura bsica es similar en todos los modelos. Cuando se trabaja con PICs de la misma familia, el repertorio de instrucciones de un PIC modesto est contenido en uno de mejores prestaciones.

2.3 Caractersticas relevantes.

Arquitectura. La arquitectura del procesador sigue el modelo Harvard. En esta arquitectura, la CPU se conecta de forma independiente y con buses distintos con la memoria de instrucciones y con la de datos. La arquitectura Harvard permite a la CPU acceder simultneamente a las dos memorias. Adems, propicia numerosas ventajas al funcionamiento del sistema como se ir describiendo.

Segmentacin. Se aplica la tcnica de segmentacin (pipeline) en la ejecucin de las instrucciones. La segmentacin permite al procesador realizar al mismo tiempo la ejecucin de una instruccin y la bsqueda del cdigo de la siguiente. De esta forma se puede ejecutar cada instruccin en un ciclo (un ciclo de instruccin equivale a cuatro ciclos

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de reloj). Las instrucciones de salto ocupan dos ciclos. Las instrucciones de decisin, en caso de que se cumpla la condicin la instruccin durar dos ciclos de reloj. Si no se cumple durar una sola.

Figura 2.3 Diagrama en bloques de PIC16F84A, microcontrolador ms popular de Microchip.

Formato de las instrucciones. El formato de todas las instrucciones es de la misma longitud. Todas las instrucciones de los microcontroladores de la gama baja tienen una longitud de 12 bits. Las de la gama media tienen 14 bits y ms las de la gama alta. Esta caracterstica es muy ventajosa en la optimizacin de la memoria de instrucciones y facilita enormemente la construccin de ensambladores y compiladores.

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Figura 2.4 Formato general para las instrucciones del PIC16F84A.

Procesador RISC. Los modelos de la gama baja disponen de un repertorio de 33 instrucciones, 35 los de la gama media y casi 60 los de la alta. Cualquier instruccin puede manejar cualquier elemento de la arquitectura como fuente o como destino. Adicionalmente todos los componentes del sistema (puertas de E/S, temporizadores, posiciones de memoria, etc.) estn implementados fsicamente como registros.

Diversidad de modelos de microcontroladores con prestaciones y recursos diferentes.

Herramientas de soporte econmicas. Microchip pone a disposicin de los usuarios numerosas herramientas para desarrollar hardware y software, muchas de ellas gratuitas. Sin embargo, dada su popularidad, personas que se dedican a la programacin de estos

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dispositivos colocan de manera gratuita en Internet esquemas, cdigos, programadores, foros, entre otros.

La arquitectura Harvard y la tcnica de segmentacin son los principales recursos en los que se apoya el elevado rendimiento que caracteriza estos dispositivos programables.

2.3.1 Las gamas de PIC

Una de las labores ms importantes del ingeniero electrnico en el rea de diseo de sistemas embebidos es la eleccin del dispositivo que mejor satisfaga las necesidades del proyecto con el mnimo presupuesto.

Para resolver aplicaciones sencillas se precisan pocos recursos, en cambio, las aplicaciones grandes requieren numerosos y potentes. Siguiendo esta filosofa Microchip construye diversos modelos de microcontroladores orientados a cubrir, de forma ptima, las necesidades de cada proyecto. As, hay disponibles microcontroladores sencillos y baratos para atender las aplicaciones simples y otros complejos y ms costosos para las de mucha envergadura.

PIC12XXX gama baja( 8-pin, palabra de programa de 12 bits/14 bits): o Bajo consumo. o Memoria de datos EEPROM.

PIC16X5X, gama baja o clsica ( palabra de programa de 12 bits): o Encapsulados de 14, 18, 20 y 28 pines. o ptimo para aplicaciones que trabajan con bateras (bajo

consumo). PIC16XXX, gama media (palabra de programa de 14 bits).

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o Convertidores A/D y puerto serie. o Encapsulados desde 18 a 68 pines.

PIC17XXX, gama alta (palabra de programa de 16 bits). o Arquitectura abierta, memoria ampliable.

PIC18XXX, gama alta (palabra de programa de 16 bits). o Conjunto de instrucciones mejorado. o Deteccin de bajo voltaje programable (PLVD).

2.4 PROTEUS VSM

PROTEUS es un entorno integrado de desarrollo para la realizacin completa de proyectos de construccin de equipos electrnicos en todas sus etapas: diseo, simulacin, depuracin y construccin. El software se compone de cuatro elementos integrados entre s:

ISIS, la herramienta para la elaboracin de esquemas electrnicos, que incorpora una librera de dispositivos digitales y analgicos.

ARES, la herramienta para la elaboracin de placas de circuito impreso que permite posicionar los elementos y generar las pistas de forma automtica, permitiendo el uso de hasta 16 capas. Con ARES el trabajo duro de la realizacin de placas electrnicas recae sobre el PC en lugar del diseador.

PROSPICE, la herramienta de simulacin de circuitos segn el estndar industrial SPICE3F5.

VSM (Virtual System Modelling), la herramienta que permite incluir en la simulacin de circuitos el comportamiento completo de los microcontroladores ms conocidos del mercado. PROTEUS es capaz

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de leer los ficheros con el cdigo ensamblado para los microprocesadores de las familias PIC, AVR, 8051, HC11, ARM/LPC200 y BASIC STAMP y simular su comportamiento. Incluso puede ver su propio cdigo interactuar en tiempo real con su propio hardware pudiendo usar modelos de perifricos animados tales como displays LED o LCD, teclados, terminales RS232, simuladores de protocolos I2C, etc.

2.4.1 ISIS

Es la herramienta utilizada para dibujar los esquemas electrnicos. El uso de herramientas de software para la simulacin de fenmenos fsicos es una prctica habitual en el mundo de la ingeniera. El conocimiento del funcionamiento de un diseo antes de montarlo en la realidad es el gran aporte de las computadoras. Todos estos paquetes de software estn basados en modelos matemticos, siendo la tarea del hombre decidir si los datos introducidos y los resultados obtenidos son satisfactorios o no.

La misin de un simulador de circuitos electrnicos es reproducir de la manera ms exacta posible el comportamiento de un determinado circuito electrnico, sin necesidad de construirlo fsicamente, con el consiguiente ahorro de dinero y tiempo. En el caso de la simulacin del comportamiento de un circuito electrnico con Proteus, los pasos a seguir son los siguientes:

En primer lugar se dibuja el esquema electrnico del circuito a simular. Para que la simulacin resulte cierta, se debe contar con el correspondiente modelo Spice de todos los componentes utilizados. Un modelo Spice no es ms que un fichero que contiene la informacin necesaria para que el

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simulador pueda reproducir el comportamiento de dicho componente. Proteus suministra una amplia librera de dispositivos con su correspondiente modelo Spice. Proteus permite la creacin por parte del usuario de nuevos componentes con modelo Spice no incluidos en sus libreras estndar, pero es preciso disponer del modelo.

Figura 2.5. Vista de la herramienta ISIS.

En segundo lugar se debe colocar en el esquema electrnico aquellos generadores de seal que se definan como entradas del circuito. En tercer lugar es necesario colocar tantas puntas de prueba como el usuario considere necesarias para conocer las seales resultantes de las salidas del circuito.

Proteus permite la utilizacin de herramientas grficas para facilitar la generacin de las seales y la visualizacin de los datos resultantes.

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En cuarto y ltimo lugar, una vez dibujado el esquema electrnico con los correspondientes generadores y sondas, se procede a la simulacin del circuito mediante el panel de control de animacin.

2.4.2 ARES

ARES es la herramienta de Proteus dedicada al diseo de placas de circuito impreso (PCB). Est plenamente integrada con la herramienta ISIS.

Una vez diseado en ISIS el esquema electrnico, se genera automticamente el listado de las redes (NETLIST). Una red es un grupo de pines interconectados entre s y el listado de las redes es una lista con todas las redes que forman el diseo. ARES es capaz de recibir ste el listado de las redes para disear, a partir de l, la placa de circuito impreso. De esta forma se garantiza que la placa tendr unidos entre s los pines de forma idntica a como se definieron en el esquema electrnico.

Cualquier modificacin que se realice en el esquema, podr ser reenviado desde ISIS a ARES donde aparecern resaltados los cambios que se hayan producido. De esta forma la modificacin y rediseo de la placa se realizar de forma mucho ms simple y segura.

ARES incorpora un trazador automtico de pistas basado en rejilla. Su potencia, rapidez y flexibilidad permite generar todas las rutas de la placa de circuito impreso con pistas de cualquier grosor, utilizando vas de cualquier ancho.

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La seleccin del rango del tamao de la rejilla utilizada permite al usuario alcanzar un compromiso entre la densidad de pistas y la velocidad de ejecucin de la herramienta de trazado automtico.

Adems de poder imprimir el resultado final del trabajo utilizando las impresoras definidas en Windows, ARES dispone de un driver HPGL para ploters de plumilla.

Figura 2.6 Vista de la herramienta ARES

Se puede generar ficheros de salida cumpliendo el estndar GERBER en su versin clsica RS274D y la ms nueva RS274X. Adems tambin se pueden generar ficheros en formato ASCII con listados de componentes y sus posiciones y orientaciones para ser utilizados en maquinaria de posicionamiento de componentes con destino a su soldadura. Incluye un

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visor de ficheros GERBER, para poder comprobar que los ficheros generados con este formato contienen la informacin esperada.

2.5 La pantalla de cristal lquido de texto

2.5.1 Aspecto fsico

La pantalla de cristal lquido de texto tiene un aspecto fsico como el mostrado en la figura 2.7. Est constituida por un circuito impreso en el que estn integrados los controladores de la pantalla y la pantalla en s, rodeada por una estructura metlica que lo protege. En total se pueden visualizar 2 lneas de 16 caracteres cada una. A pesar de que la pantalla slo permite mostrar 16 caracteres por lnea, puede almacenar en total 40 por lnea. Es el usuario el que especifica cul de los 16 caracteres son los que se van a visualizar.

Figura 2.7 Vista de la pantalla de cristal lquido de texto.

2.5.2 Representacin de Caracteres.

La pantalla de cristal lquido de texto dispone de una matriz de 5x8 puntos para representar cada carcter. En total se pueden representar 256 caracteres diferentes, de los cuales 240 caracteres estn grabados dentro

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del la pantalla y representan las letras maysculas, minsculas, signos de puntuacin, nmeros, entre otros. Existen 8 caracteres que pueden ser definidos por el usuario. En la figura 2.8 se muestra grficamente cmo es la matriz de representacin de los caracteres. Se ha dibujado el carcter A y un carcter definido por el usuario.

Figura 2.8 Matriz de representacin de caracteres.

Figura 2.9 Lista de caracteres que imprime la pantalla de cristal lquido de texto.

En la figura 2.9 se muestran los caracteres ms importantes que es capaz de mostrar la pantalla. Todos los cdigos estn en hexadecimal. No se han representado los caracteres correspondientes a los cdigos desde el $80 hasta el $FF, que corresponden a smbolos poco usados. Los cdigos

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comprendidos entre el 0 y el 7 estn reservados para que el usuario los defina.

2.5.3 Interfaz de la pantalla con el mundo exterior

En la figura 2.10 aparecen un esquema de conexionamiento con las seales de control y datos de una pantalla de texto. Los datos se transmiten por un bus de datos de 8 bits de anchura (La pantalla ofrece la posibilidad de trabajar con este bus multiplexado en dos grupos de 4 bits, pero esto se ver ms adelante). Para el control de la pantalla son necesarios 3 bits: una seal de enable (E), una para indicar lectura/escritura (R/W) y otra para seleccionar uno de los dos registros internos (RS). Por ello, en el caso peor, el sistema de control del display necesitar utilizar 8+3=11 bits.

Figura 2.10 Interfaz de pantalla de cristal lquido de texto con un sistema de control

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2.5.4 El bus de datos

El bus de datos de la pantalla se puede configurar para funcionar de dos formas diferentes. Bien como un bus de 8 bits o bien como un bus multiplexado de 4 bits. El utilizar el bus multiplexado de 4 bits es una opcin muy til para ahorrar bits en el sistema de control. En vez de destinar 11 lneas de E/S para la comunicacin con la pantalla, se utilizan 7. Se ahorran lneas de E/S pero se gana en complejidad del programa que controla la pantalla de cristal lquido, que tiene que multiplexar y demultiplexar los datos. Al utilizar un bus de 8 bits hacemos que el controlador sea ms sencillo pero se utilizan 4 bits adicionales. En la figura 2.11 aparecen representados los dos tipos de buses. Cuando se utiliza un bus de 4 bits slo se utilizan los pines D4-D7 del display dejndose D0-D3 al aire. La transferencia de la informacin se realiza de la siguiente manera: primero los 4 bits ms significativos y luego los 4 menos significativos.

Figura 2.11 Conexin de la pantalla de cristal lquido de texto utilizando un bus de 8 bits y de 4 bits

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2.5.5 El bus de control

El bus de control est formado por 3 seales: RS, R/W y E. La seal E es la seal de validacin de los datos. Cuando no se utiliza el display esta seal debe permanecer a 0. Slo en las transferencias de informacin (lecturas o escrituras) es cuando se pone a nivel 1 para validar los datos, pasando despus de un tiempo a nivel 0. La seal R/W permite seleccionar si la operacin que se va a realizar sobre el display es una lectura o una escritura. Cuando R/W=1 se realizan lecturas y cuando R/W=0 escrituras. Lo normal siempre es realizar escrituras, no obstante, el display ofrece la posibilidad de poder leer los contenidos de la memoria, as como leer el estado interno del display (ocupado o disponible) y el contador de direcciones. Con RS (Register Select) se selecciona el registro interno del display sobre el que se va a leer/escribir. La pantalla de cristal lquido de texto dispone de dos registros internos: Registro de control y registro de datos. Ambos registros son de lectura y escritura. RS=0 selecciona el registro de control. RS=1 el registro de datos.

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CAPTULO III

3. Marco Metodolgico

3.1 Objetivos

El objetivo general de este proyecto de pasanta es disear el equipamiento de un Laboratorio Didctico de Microcontroladores para el Instituto Universitario Jess Obrero, para atender a los estudiantes del Quinto semestre de la carrera de TSU en Electrnica de todas las sedes de esta Institucin.

Para tal fin, se plantean los siguientes objetivos especficos:

Desarrollar y probar un prototipo de entrenador, ensamblarlo en una tarjeta de circuito impreso, de manera de reproducirlo en serie.

Desarrollar un programador para los microcontroladores Microchip PIC 16F84A y 16F877 y ensamblarlo en una tarjeta de circuito impreso, de manera de reproducirlo en serie.

Disear un conjunto de maquetas didcticas que permitan desarrollar diferentes programas por los estudiantes.

Verificar el buen funcionamiento de cada una de las maquetas y del entrenador generando el cdigo correspondiente.

Disear prcticas de laboratorio que den uso de la infraestructura aqu diseada.

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3.2 El Entrenador

Un entrenador en una tarjeta de circuito impreso que posee circuitos pre-ensamblados que se pueden conectar a un microcontrolador para que ste los controle. De esta manera se logra el aprendizaje rpido y eficaz del dispositivo sin perder tiempo en el diseo y ensamblaje del hardware a manejar.

Un entrenador de Microcontroladores debe cumplir con una serie de caractersticas para que sea robusto:

Modular. De esta manera se pueden realizar distintos montajes interconectando mdulos. Por ello es importante que los mdulos sean sencillos y compatibles entre s y compatibles con las salidas y entradas del microcontrolador.

Soportar una gama de microcontroladores. Los entrenadores que venden tanto en Internet como en los comercios, se caracterizan por estar diseados para un modelo de microcontrolador en particular, lo cual obliga al estudiante a estar limitado a las bondades de un solo integrado.

Programar el microcontrolador. El entrenador debe disponer de un programador a fin de simplificar las tareas del estudiante en el Laboratorio.

Contar con una fuente de alimentacin. Al incorporar la fuente de alimentacin es posible trabajar en un rea que solo disponga de computadoras.

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Todos estos factores se tomaron en cuenta al momento de hacer el diseo del entrenador, y adicionalmente fue importante que sus componentes se pudieran adquirir en Venezuela en tiendas del ramo. ste ltimo punto represent un esfuerzo significativo, puesto que fue necesario hacer una investigacin previa de los componentes disponibles en el mercado para luego estudiar sus caractersticas y seleccionar los que se usaran en el diseo.

Un elemento importante en la seleccin de los componentes estuvo determinado por la existencia de los mismos en la base de datos del simulador de circuitos electrnicos Proteus VSM 6.7, puesto que el simulador fue pieza clave para la simulacin de los circuitos y en la fabricacin de la tarjeta de circuito impreso. Proteus dispone de una herramienta para crear componentes, pero hay que disponer del modelo Spice del dispositivo. No se dispona de tal informacin.

Adicionalmente, Proteus dispone de otra herramienta para asociar un encapsulado a cualquier dispositivo de la librera, pero se depende de la lista de encapsulados que trae el programa. En caso de que el programa no disponga del encapsulado requerido es imposible (al menos con la versin y la licencia disponible) crear el encapsulado.

Se esperaba que el entrenador dispusiera de varios mdulos, a objeto de poder combinarlos para lograr diferentes montajes con aplicaciones lo ms realistas posible. Por ello se hizo una lista con los mdulos que componen el sistema:

Fuente de alimentacin: +5V, +12V Zcalo para el microcontrolador. Cristal de 4MHz para aplicaciones generales.

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

Teclado matricial de 4 x 4 teclas de propsito general. 2 display de 7 segmentos, con sus respectivos drivers. 8 salidas digitales pilotadas mediante LEDs. Interfase serie estndar RS232 con conector DB9 hembra y acceso

para la gestin y control de las seales TxD, RxD. Mdulo speaker. Mdulo de dos rels con driver. Mdulo de 8 transistores de potencia. Mdulo emisor-detector de infrarrojo. 16 entradas digitales formadas por 8 interruptores y 8 pulsadores

activos por transicin 1-0-1. 2 entradas mediante potencimetros que permiten evaluar y simular

variables analgicas. Mdulo board para el montaje sin soldadura. Programador de PIC serie 16FXXX

Una vez definidos los mdulos, se procedi a realizar el diseo de cada uno; simular en Proteus VSM 6.7 en la medida de lo posible, y para todos los casos, realizar el montaje en protoboard, de manera de descartar al mximo posibles errores de diseo.

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Figura 3.1 Vista completa del entrenador de PIC.

3.2.1 Fuente de alimentacin: +5V, +12V

Como se mencion anteriormente, se consider incluir una fuente de alimentacin en la placa, debido a que las computadoras con las cuales cuentan los estudiantes del IUJO se encuentran en lo que se llama Laboratorio de Simulaciones, rea aislada de los cuatro Laboratorios de Electrnica, los cuales cuentan con osciloscopios, fuentes de alimentacin y generadores de seales, pero no disponen de PCs. En la actualidad los estudiantes deben escribir el cdigo y programar el PIC en un saln y hacer el montaje en otro. La intencin de incluir la fuente en el entrenador es que

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puedan hacer ambas cosas en un mismo lugar. De esta forma se simplifica la labor del estudiante y del docente.

Figura 3.2 Esquema elctrico de la fuente de alimentacin.

Para este mdulo se us un transformador de 120 VRMS a 15 VRMS, un puente de diodos y dos reguladores integrados: el 7805 y el 7812. Cada regulador est en capacidad de entregar 1A, corriente suficiente para alimentar todos los componentes de la placa.

Figura 3.3 Ubicacin en la placa de la fuente de alimentacin.

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3.2.2 Zcalo para el microcontrolador y cristal de 4MHz para aplicaciones generales.

Para colocar el microcontrolador fueron incluidas en la placa dos bases de 40 pines, a fin de poder conectar microcontroladores de todos los encapsulados posibles (40, 28 y 18 pines). La idea original era colocar una base Cero Fuerza, pero no se encontr a la venta en las tiendas del ramo.

Figura 3.4 Vista del zcalo para PIC.

De manera de no limitar la capacidad del entrenador, el cristal de 4MHz, la polarizacin y el Master Clear no estn fsicamente conectados a ningn pin del zcalo, el usuario debe conectarlos por medio de cables a los pines correspondientes una vez est colocado el PIC en el mdulo. Es importante que los cables que llevan el cristal al PIC sean lo ms cortos posible de manera que la oscilacin se produzca efectivamente. Se recomienda escribir un cdigo sencillo que encienda y apague un LED para verificar que se produce la oscilacin de manera apropiada.

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Figura 3.5 Esquema elctrico del zcalo para PIC.

3.2.3 Pantalla LCD de texto de 2 x 16 caracteres.

Uno de los atractivos principales del mdulo, es contar con una pantalla LCD de texto, la cual es controlada por el microcontrolador, a objeto de poder utilizarlas en mens, o como elemento indicador de estados de procesos. Conociendo el set o conjunto de instrucciones de la pantalla, es relativamente simple poder escribir en ella usando un puerto del microcontrolador.

Figura 3.6 Esquema elctrico de la pantalla LCD de texto.

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La pantalla utilizada en este caso es una pantalla de 16 caracteres por 2 columnas (16x2), una de las ms populares en el mercado y muy sencilla de utilizar, tiene tres pines de control: RW (Seal de lectura/escritura), E (Seal de activacin del mdulo LCD) y RS (Seleccin del registro de control/registro de datos). Adicionalmente tiene 8 pines de entrada/salida de datos, los cuales son usados para escribir o leer de la pantalla. Este tipo de pantalla tiene la opcin de poder enviarle datos usando cuatro u ocho bits del puerto de datos.

Figura 3.7 Vista de la pantalla LCD de texto.

3.2.4 Teclado matricial de 4 x 4 teclas de propsito general.

El teclado matricial es un dispositivo de entrada de datos que consta de 16 teclas o pulsadores, dispuestos e interconectados en filas y columnas. Se decidi realizar el teclado con pulsadores individuales en lugar de usar un teclado comercial, debido a que al momento de sustituir el teclado por otro, las probabilidades de conseguirlo con el mismo tipo de conector es poco probable. Las filas y columnas estn conectadas a una resistencia de pull up, de manera de hacer un barrido de ceros para poder identificar cul fue la tecla presionada.

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Figura 3.8 Esquema elctrico del teclado matricial.

Cuando se quiere escribir en una pantalla LCD y leer un teclado matricial usando un PIC pequeo como el 16F84, hay que acoplar ambos dispositivos en el mismo puerto. Por ello es necesario independizarlos, de modo que el PIC pueda manejar las seales con coherencia. Por ello se incorpor al diseo el 74LS245, el cual es un buffer bidireccional con selector externo, permitiendo que el usuario pueda conectar el teclado al puerto solo cuando ste va a ser usado.

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Figura 3.9 Vista del teclado matricial y el buffer bidireccional.

3.2.5 Dos displays de 7 segmentos con drivers.

Se trata de un conjunto de 2 displays de 7 segmentos cada uno. Este tipo de perifrico es clsico en cualquier aplicacin digital. Manejndolos adecuadamente pueden representar todo tipo de informacin numrica e incluso ciertos smbolos y signos. Se decidi incorporar un driver a cada display de manera de minimizar el nmero de pines para controlarlo y proteger los puertos del microcontrolador. El usuario debe enviar al puerto el nmero a desplegar en formato BCD.

(a) (b) Figura 3.10 (a) Vista de los displays de 7 segmentos y sus drivers. (b) Esquema

elctrico.

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3.2.6 Ocho salidas digitales monitoreadas mediante LEDs.

Un conjunto formado por 8 diodos LED ser el encargado de representar palabras binarias o estados lgicos que se obtienen como resultado de un determinado proceso. Los LEDs son perifricos de salida simples y econmicos que permiten visualizar un determinado estado lgico, pudiendo emular el encendido o apagado de perifricos ms complejos como son motores, rels, electrovlvulas, otros. Lo importante es controlar su activacin o desactivacin en funcin de determinados procesos o algoritmos.

Para proteger al microcontrolador, los LEDs estn dispuestos para ser encendidos con 0, de manera que sea la fuente la que entregue la corriente y no el PIC.

(a) (b) Figura 3.11 (a) Esquema elctrico de los LEDs. (b) Vista en la placa.

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3.2.7 Interfaz serial estndar RS232 con conector DB9 hembra y acceso para la gestin y control de las seales RX,TX.

El MAX232 soluciona la conexin necesaria para lograr comunicacin entre el puerto serie de una PC y cualquier otro circuito con funcionamiento en base a seales de nivel TTL/CMOS.

El circuito integrado posee dos conversores de nivel TTL a RS232 y otros dos que, a la inversa, convierten de RS232 a TTL. Estos conversores son suficientes para manejar las cuatro seales ms utilizadas del puerto serie del PC, que son TX, RX, RTS y CTS.

TX es la seal de transmisin de datos, RX es la de recepcin, y RTS y CTS se utilizan para establecer el protocolo para el envo y recepcin de los datos.

Para el caso de este diseo, no se consideraron las conexiones de RTS y CTS, puesto que se pretende usar el protocolo RS-232 en su forma bsica.

Figura 3.12 Esquema elctrico del mdulo de comunicacin serial RS232.

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Figura 3.13 Vista del mdulo de comunicacin serial.

3.2.8 Mdulo salida de audio.

En muchas aplicaciones es necesario generar un tono, una seal de alarma, o sencillamente, el cdigo del microcontrolador puede estar escrito para generar una meloda. El integrado TDA2822M es un amplificador de audio, de 1W de potencia mxima, que trabaja con una sola fuente y permite escuchar los tonos generados con el microcontrolador con un volumen razonable sin molestar a los grupos vecinos. Posee dos entradas independientes, y dos salidas independientes, permitindole al usuario total libertad en el diseo. Se decidi no incorporar un filtro para aislar al tono, porque se considera que esta aplicacin puede formar parte de una prctica en particular, la cual puede ser montada en el protoboard.

Figura 3.14 Vista del circuito amplificador de audio.

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Figura 3.15 Vista de los altavoces.

Figura 3.16 Esquema elctrico del amplificador de audio.

3.2.9 Mdulo de dos rels con driver.

La gran ventaja de los rels es el completo aislamiento elctrico entre la corriente de accionamiento (la que circula por la bobina del electroimn) y los circuitos controlados por los contactos, lo que hace que se puedan manejar altos voltajes o elevadas potencias con pequeas tensiones de control. De esta forma el PIC puede encender elementos que trabajen con corriente alterna, tales como ventiladores, bombillos, resistencias, otros.

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Cada rel cuenta con un interruptor del tipo SPDT (Simple Polo - Doble Tiro), el cual permite que el usuario pueda emplearlo como normalmente abierto o normalmente cerrado segn sea la necesidad.

Los rels tienen un voltaje de encendido de 12V. Por eso cada uno tiene un transistor configurado como switch que permite el encendido del mismo. Adicionalmente, se colocaron LEDs que indican cundo se encienden los rels. Dos diodos de potencia se encargan de descargar la corriente de la bobina de los rels.

(a) (b) Figura 3.17. (a) Vista del mdulo de rels. (b) Esquema elctrico.

3.2.10 Mdulo de 8 transistores de potencia.

El entrenador contiene 8 transistores NPN de potencia, los cuales estn dispuestos como conmutador digital, de manera que al colocarle un 0 en la base el transistor entra en la regin de corte y con un 1 se coloca en la regin de saturacin. Para darle mayor versatilidad al mdulo, por medio de

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un conmutador se puede cambiar el voltaje de polarizacin de los transistores de 5V a 12V.

Figura 3.18 Vista del mdulo de transistores de potencia.

Figura 3.19 Esquema elctrico del mdulo de transistores de potencia.

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3.2.11 Mdulo emisor-detector de infrarrojo.

En muchas aplicaciones se necesita utilizar interruptores pticos, bien sea para contar o para activar o desactivar acciones. En este caso se utiliz un encapsulado emisor-detector de infrarrojo, el cual es compatible con los niveles de voltaje TTL. Dado que Proteus VSM 6.7 no posee en su librera el encapsulado, los conectores J36 y J35 representan los puntos de conexin.

Figura 3.20 Esquema elctrico del mdulo infrarrojo.

Figura 3.21 Vista del mdulo infrarrojo en la placa.

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3.2.12 16 entradas digitales formadas por 8 interruptores y 8 pulsadores activos por transicin 1-0-1.

La mejor forma de introducir datos o simular eventos para hacer pruebas al software sin necesidad de acoplar al PIC circuitos complejos es a travs de interruptores o de pulsadores. Los montajes no tienen ninguna proteccin antirrebotes, de manera que el estudiante tenga que hacer las consideraciones respectivas para suprimir este problema.

(a) (b) Figura 3.22 (a) Esquema elctrico del DIP-Switch.

(b) Esquema elctrico de los pulsadores.

(a) (b) Figura 3.23 (a) Vista del DIP-Switch.

(b) Vista de los pulsadores.

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3.2.13 Mdulo de entradas analgicas.

Con objeto de poder experimentar con el convertidor AD que integran algunos microcontroladores, se dispone de dos generadores de tensin variable que permiten el estudio, diseo y comprobacin de aplicaciones relacionadas con medidas y procesos de variables analgicas. El circuito es bastante sencillo, y consta de dos potencimetros dispuestos como divisor de tensin, cuyas salidas estn acopladas a un buffer que permite un acople de impedancias con el PIC. Dado que el encapsulado del chip utilizado (LM324) posee 4 operacionales, se habilitaron dos como buffer para que sean utilizados libremente por el usuario.

Figura 3.24 Esquema elctrico del mdulo analgico.

Figura 3.25 Esquema elctrico del conversor analgico-digital.

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(a) (b) Figura 3.26 (a) Vista del ADC. (b) Vista del mdulo analgico.

En caso de que el microcontrolador no disponga de un ADC, el entrenador tiene a disposicin del usuario el ADC0808, el cual tiene una salida digital de 8 bits, compatible con cualquier microcontrolador.

3.2.14 Mdulo para el montaje sin soldadura

El entrenador incluye circuitos bsicos que combinados permiten emular procesos reales. Si embargo, se anex un protoboard, que permite el crecimiento del mdulo para aplicaciones particulares.

Figura 3.27 Protoboard.

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3.2.15 Programador de PICs serie 16

Disponer de un programador original en cada mesn de laboratorio para que los estudiantes trabajen de manera cmoda es prcticamente imposible debido a los costos que esto implicara. Igualmente es poco probable que un estudiante cuente con los recursos econmicos para poder comprar su propio programador profesional.

Muchas personas se han dedicado a construir programadores que les permitan grabar los PICs sin necesidad de tener que gastar los cientos de dlares que cuesta un programador original. Segn cada diseo, estos programadores presentan ventajas o desventajas entre s. Se decidi incorporar al entrenador una variante de los programadores JDM, cuya ventaja principal es que programa una buena gama de PICs de la serie 16, utilizando un programa que se descarga de forma gratuita en la WEB llamado IC-PROG. La programacin puede resultar algo lenta, pero la simpleza del circuito y la variedad de microcontroladores que permite programar compensa la velocidad de programacin.

Figura 3.28 Vista del programador JDM.

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Figura 3.29 Esquema elctrico del programador JDM.

3.2.16 La placa de circuito impreso.

Una vez verificado que todo el circuito funcion tanto en el simulador Proteus VSM 6.7 como en el protoboard, se procedi al diseo de la placa de circuito impreso. Proteus contiene una herramienta llamada ARES, la cual se encarga de crear el circuito impreso utilizando como referencia el circuito esquemtico dibujado en ISIS.

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Figura 3.30 Circuito esquemtico en ISIS.

El circuito dibujado en ISIS debe poseer un modelo PCB asociado a cada componente, de manera que la herramienta ARES pueda construir el circuito PCB. Los componentes utilizados en este proyecto existen en la base de datos de Proteus, sin embargo, algunos componentes no traen asociado un modelo PCB. Fue necesario asociar el modelo utilizando la herramienta Packaging Tool.

Figura 3.31 Componente con modelo esquemtico y modelo PCB asociado.

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Dado que el diseo se efectu con fines netamente educativos, fue necesario ubicar los componentes dentro de la placa, de manera que cada mdulo conforme un grupo, tal que se puedan ubicar a simple vista. Esto simplifica las labores de interconexin de los mdulos.

Figura 3.32 Distribucin de los componentes en la placa.

Una vez colocados los componentes en el lugar apropiado, es necesario configurar el ISIS, de modo que pueda hacer automticamente las conexiones utilizando las dos caras de la placa. La rejilla y el tamao de las lneas de interconexin se colocaron pequeas (tamao 20 segn la escala del software), de manera que el programa pueda pasar pistas entre los pines de los componentes. Una vez configurado, ISIS se tarda cerca de una hora en terminar su labor, puesto que el algoritmo busca siempre la mejor ruta posible y la optimiza.

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Figura 3.33 Ventana de configuracin del Auto Router. En esta ventana se configura el ancho de la rejilla.

Figura 3.34 Ventana de edicin de las estrategias a usar para el Auto Router. En esta ventana se configura el ancho de la pista y el nmero de caras a utilizar.

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Figura 3.35 Vista de las pistas de la cara superior de la placa.

Figura 3.36 Vista de las pistas de la cara inferior de la placa.

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Puesto que se desea hacer varias copias de la misma placa, se decidi hacer la baquelita en una empresa especializada. En este caso Intermarcica de Venezuela, ubicada en Las Minas de Baruta. Para verificar que todos los componentes tenan el modelo PCB correcto, y que una vez terminada la placa no se tendra problemas a la hora de introducirlos en su lugar, se decidi imprimir una copia a tamao real en papel y pegarlo en un anime. De esta forma era posible clavar todos los componentes en su posicin en el papel y verificar que el tamao era el mismo.

Figura 3.37 Circuito impreso del Entrenador de Microcontroladores.

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CAPTULO IV

4.1 Maquetas

Se armaron dos maquetas sencillas para complementar el entrenador. La primera corresponde con un motor DC al que se le puede controlar la velocidad y el sentido de giro por medio de un PWM. Para ello se utiliz un motor DC de 12V, el cual se alimenta desde el puente H integrado BA6219B (Figura 4.1). Este puente permite ser manejado por un microcontrolador, y se encarga de manejar la corriente del motor sin afectar al circuito de control.

Figura 4.1 Estructura interna del puente H BA6219B

Para medir la velocidad de giro del motor, se utiliz parte de la estructura interna de un ratn de computadora, especficamente los que usan bolita. Estos ratones poseen una rueda dentada que se encuentra entre un emisor y un receptor de infrarrojo (Figura 4.2). De esta manera, es posible contar pulsos cada vez que la rueda se mueve. Para acoplar este mecanismo al motor se utiliz una cinta de goma como las que traen las caseteras. Un par de poleas garantizan la relacin 1:1 en el numero de vueltas. (Figura 4.3).

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Figura 4.2 Estructura mecnica del ratn utilizada

Figura 4.3 Acople del motor con el medidor de pulsos.

La segunda maqueta consiste en una incubadora, donde se genera calor por medio de un bombillo incandescente de 40W a una cava de anime (Figura 4.4). Por medio de un termistor en serie con una resistencia se puede medir la temperatura para poder controlarla y un ventilador se encarga de acelerar el proceso de calentado o enfriado segn sea el caso. La intensin es que el estudiante use el ADC del entrenador o el del PIC para poder controlar la temperatura. Adicionalmente ser necesario que caracterice el termistor para poder realizar una medicin correcta.

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Figura 4.4 Vista interna de los componentes de la incubadora.

4.2 Prcticas de laboratorio

Con el fin de relacionar los distintos mdulos del Sistema de Desarrollo de Microcontroladores y las dos maquetas, se crearon seis prcticas de laboratorio, las cuales llevan al estudiante a comprender el funcionamiento interno del microcontrolador PIC, desde los conceptos bsicos hasta aplicaciones de nivel medio.

Con las prcticas se busca que el estudiante domine tanto la arquitectura del microcontrolador como los simuladores MPLAB y POTEUS VSM, logrndose un dominio total de la asignatura.

Es importante destacar que las prcticas estn abiertas a pruebas y posibles modificaciones. El lector las encontrar en el anexo de este libro.

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CAPTULO V

5.1 Conclusiones

Se logr, de una manera significativa, generar herramientas que permiten reforzar el aprendizaje en la asignatura Microcontroladores, correspondiente al quinto semestre de la Carrera de Electrnica en el Instituto Universitario Jess Obrero.

Se contribuy en la implementacin y dotacin del laboratorio de Microcontroladores. Para ello se disearon y ensamblaron los siguientes prototipos:

Programador de microcontroladores PIC Entrenador de microcontroladores PIC Maqueta para control de velocidad de motor DC Maqueta para control de temperatura (incubadora)

El programador de microcontroladores PIC representa un ahorro significativo en materia de dotacin para la institucin y a la vez permite que cada grupo de laboratorio pueda grabar su dispositivo tantas veces como lo desee sin abandonar su puesto de trabajo.

El entrenador de microcontroladores PIC incrementa el nivel de aprendizaje en el laboratorio y logra un mayor aprovechamiento del tiempo eficaz que el estudiante emplea en las actividades desarrolladas dentro de este lugar de trabajo. Adicionalmente representa una disminucin importante en gastos para los estudiantes, dado que el hardware que se acopla al PIC esta incluido en el entrenador.

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La maqueta para el control de velocidad de motor DC es una herramienta importante en el dominio del concepto de PWM y su empleo con microcontroladores.

La maqueta de control de temperatura es una herramienta pensada para el manejo de convertidores analgico-digital, a la vez que permite controlar por medio del microcontrolador elementos de potencia, como lo son el bombillo y el ventilador.

Se elaboraron seis prcticas didcticas que permiten el empleo de todos los prototipos antes sealados, garantizando, al final del curso, un alto grado de madurez en torno al tema por parte del estudiante.

Se efectu un estudio de mercado a nivel nacional que permite la fcil adquisicin de todos los componentes a incorporar en el diseo. Permitiendo que la produccin en serie del prototipo no se limite por los trmites administrativos asociados al control de cambio existente.

Se logr un dominio sustancial de la herramienta de simulacin y diseo Proteus VSM, mediante la cual se realiz el diseo del circuito impreso del entrenador.

Un aspecto importante en el diseo es que la aplicacin final ser con fines educativos. Por esta razn es necesario poder identificar con claridad los componentes de cada mdulo del entrenador, y poder tener acceso a variables especficas de cada uno de manera sencilla.

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5.2 Recomendaciones

El prototipo fue instalado en una caja plstica que no cumpli con las expectativas de durabilidad. Se recomienda para la produccin en serie instalar las rplicas en una caja de madera, de manera de garantizar la durabilidad de la tarjeta.

Reconsiderar en el diseo una mejor ubicacin para los reguladores de tensin, de manera de poder acoplarles un disipador de potencia.

Incluir una memoria I2C en la tarjeta de desarrollo.

Evaluar las prcticas de laboratorio de manera de optimizarlas y que las mismas cubran de manera efectiva los contenidos de la asignatura.

Estudiar la posibilidad de modificar el diseo del programador de microcontroladores de manera que el mismo tome la tensin de programacin de la fuente DC de la tarjeta y no utilice la tensin del puerto serial de la computadora para programar el dispositivo.

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5.3 Bibliografa

Microchip Technology Inc. (2006). [Pgina web en lnea]. Disponible: http://www.microchip.com/

Labcenter Electronics. (2006). [Pgina web en lnea]. Disponible: http://www.labcenter.co.uk/

IC-Prog Prototype Programmer. (2006). [Pgina web en lnea]. Disponible: http://www.ic-prog.com/

Olimex. (2006). [Pgina web en lnea]. Disponible: http://www.olimex.com/

Wikipedia, the free enciclopedia. (2006). [Pgina web en lnea]. Disponible: http://en.wikipedia.org/wiki/Microcontroller

Stallings, William. Organizacin y Arquitectura de Computadores, Quinta edicin, Editorial Prentice Hall, 2000.

71

ANEXOS

72

Departamento de Electrnica y Electrotecnia Microcontroladores

Prctica 01 Primeras experiencias con un microcontrolador.

Objetivos:

Manejar los comandos bsicos del set de instrucciones del PIC 16F84A.

Manejar el simulador MPLAB Manejar el simulador PROTEUS Utilizar conocimientos previos de digitales.

Prelaboratorio:

1. Tenga a mano el manual del PIC 16F84A y su respectivo set de instrucciones.

2. El puerto A del PIC 16F84A tiene 5 pines de entrada/salida y el puerto B tiene 8 pines de entrada/salida. Para este caso, tome en cuanta que debe configurar el puerto B como entrada y el puerto A como salida.

3. Observe el circuito de la figura 1. En el puerto B se introducen dos nmeros simultneamente en cdigo BCD. La parte alta del puerto B es el dgito ms significativo y la parte baja el menos significativo. Escriba un programa que sume ambos nmeros y presente el resultado tambin en cdigo BCD.. Dado que el resultado ms grande que tendremos a la salida ser el numero 18, el bit ms significativo del puerto A lo utilizar para encender el uno en el display que representa el digito ms significativo a la salida. Cuando la suma sea menor a 10, este display debe mostrar un cero.

4. Lea los manuales de MPLAB y de PROTEUS VSM suministrados por el profesor.

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Figura 1. Esquema del montaje.

5. Simule el circuito completo en PROTEUS VSM.

Laboratorio:

1. Escriba el cdigo de su programa en MPLAB. Pregunte a su profesor la forma correcta de crear un proyecto y de compilar el programa, y verifique que el mismo no genere errores.

2. Corra el cdigo en el MPLAB y verifique que el mismo hace lo que se le pidi.

3. Dibuje el circuito en PROTEUS VSM, configure el PIC para que ejecute el cdigo que escribi en MPLAB. Simule y verifique que el programa se comporta de manera apropiada al acoplarle el circuito.

4. Conecte el programador JDM de su entrenador al puerto serial del computador. Utilizando IC-PROG grabe en su PIC el archivo con extensin .HEX que gener el MPLAB. En caso de alguna duda pregunte a su profesor la manera de hacerlo.

5. Busque en el manual la forma de colocar el oscilador al PIC. El programador trae un cristal ya acoplado, el cual debe de conectar en los pines apropiados del PIC. Una vez acoplado, debe asegurarse de que el PIC est oscilando antes de continuar. Monitoree la oscilacin con su osciloscopio.

6. Configure el hardware que utilizar en el entrenador. Si posee alguna duda verifique en el manual del entrenador la configuracin preestablecida de las conexiones.

7. Anote sus observaciones y sus conclusiones.

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Prctica 02 Manejo de retardos.

Objetivos:


Manejar el simulador MPLAB. Manejar el simulador PRTEUS VSM Realizar retardos a travs de ciclos repetitivos y a travs de

interrupciones por software.

Prelaboratorio:


7. Verifique en el entrenador la frecuencia de oscilacin del cristal. Es importante para poder obtener el tiempo de un ciclo de reloj.

8. Una vez obtenido el tiempo de un ciclo de reloj, realice un programa de retardo para un tiempo de 500mSeg.

9. Observe el circuito de la figura 1. Tiene un arreglo de LEDs en el puerto B del PIC. La intencin es que usted realice una secuencia de encendido y apagado de los LEDs. Este debe ser agradable a la vista. Por ejemplo puede encender un LED, luego apagarlo y encender el que est a su derecha. As hasta llegar al final y luego devolverse. Use su creatividad.

10. Escriba el cdigo en MPLAB. No agregue aun la frecuencia de retardo. Verifique que la compilacin no genere errores. Luego, simule el circuito en PROTEUS VSM. Cuando la secuencia sea de su agrado pase al punto siguiente.

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Figura 1. Arreglo de LEDs para secuencia luminosa.

11. Si usa la frecuencia de operacin del PIC, sus ojos no podrn apreciar la secuencia. Para ello usted deber modificar el programa para que use el retardo que dise en el apartado 3.

12. En caso de que el profesor as lo exija, repita los apartados 3 y 6, de manera que los retardos sean generadas por interrupciones por software.

Laboratorio:

1. Conecte el PIC con el oscilador. Verifique que oscila. Es importante que oscile para poder continuar con la prctica.

2. Para verificar que el programa de retardo de 500mSeg. funciona correctamente, realice un programa que coloque un 1 en RB0, active la secuencia de retardo, coloque un 0 en RB0, active la secuencia de retardo y repita nuevamente el ciclo de manera permanente. Monitoree RB0 con su osciloscopio y constate que cada 500mSeg. se produce un cambio de nivel.

3. Una vez verificado el retardo, grabe el programa que escribi en el apartado 6 del Prelaboratorio. Conecte el arreglo de LEDs que tiene su entrenador a la salida del PIC.

4. Disfrute de la secuencia luminosa que usted dise.

5. Anote sus observaciones y conclusiones.

6. En caso de que el profesor as lo exija, repita los apartados 2, 3, 4 y 5, de manera que los retardos sean generadas por interrupciones por software.

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Prctica 03 Cronmetro Digital.

Objetivos:


Manejar el simulador MPLAB. Realizar retardos a travs de ciclos repetitivos y a travs de

interrupciones por software.

Prelaboratorio:


14. Revise en el manual del entrenador la configuracin de los displays de 7 segmentos.

15. Para que los estudiantes puedan distribuir mejor su tiempo en los exmenes, se desea implementar un cronmetro digital que permita contar de forma regresiva hasta cuatro horas, pudindose observar en todo momento el tiempo restante. La forma como se desea implementar el circuito se muestra en la figura 1.

Figura 1. Esquema de montaje.

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16. El principio de operacin es el siguiente: El cronmetro contar de forma regresiva un mnimo de una hora y un mximo de cuatro. El DIP-Switch servir para configurar las horas de conteo. Estas se introducirn de forma binaria segn la tabla 1. Los LEDs servirn para indicar cuantas horas quedan, y los displays para indicar los minutos restantes. Por lo tanto, si hay dos LEDs encendidos y los display indican el nmero 26, se entiende que faltan 2 horas y 26 minutos para la finalizacin del examen.

Valor binario Tiempo en horas 00 No se usa 01 1 10 2 11 3

Tabla 1. Equivalencia en tiempo del valor de la entrada binaria.

17. Escriba este programa y simlelo en la computadora. Verifique su funcionamiento.

Laboratorio:

1. Monte en su entrenador el circuito del cronmetro. Grabe en el PIC su programa y verifique que el PIC oscila.

2. Como el programa no contempla un botn de Inicio, el pin de Reset del PIC tomar este papel. Al configurar la cantidad de horas que durar el examen se deber presionar el botn de reset para que empiece el conteo real.

3. Verifique que su circuito se comporta de la manera deseada.


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Prctica 04 Control de la velocidad de un motor DC usando PWM.

Objetivos:


Manejar el simulador MPLAB. Manejar el simulador PRTEUS VSM. Generar modulacin por ancho de pulso a travs de software.

Prelaboratorio:


19. Verifique en el entrenador la frecuencia de oscilacin del cristal. Es importante para poder obtener el tiempo de un ciclo de reloj. Si lo desea puede usar un cristal diferente, pero debe verificar que valor de capacitor debe acoplar.

20. Llegue a un acuerdo con su profesor sobre la frecuencia de operacin del PWM.

21. Busque el manual del puente H para motor DC (BA6219B) que est en la maqueta. Lea las caractersticas del mismo. El montaje predeterminado en la maqueta es el que se muestra en la figura 1.

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Figura 1. Circuito para el puente H.

22. Para hacer el control del motor se medir el valor de una seal analgica usando en ADC0808 incorporado en el entrenador. Busque el manual del fabricante y verifique su funcionamiento. La salida del ADC se acoplar al puerto B del PIC. Dos pines del puerto A sern las salidas de PWM que se acoplarn al puente H. Todo esto se ilustra en la figura 2.

Figura 2. Esquema del circuito de control.

23. Escriba el cdigo correspondiente y simlelo en PROTEUS VSM. Defina con su profesor la forma de hacer control, si se desea inversin de giro, que el motor se detenga completamente, etc. Tome en cuenta que el puente H no aparece en la base de datos del simulador. Puede sustituirlo por un puente H discreto con transistores. En la base de datos del simulador existe un motor animado, el cual le servir para comprobar el funcionamiento.

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Laboratorio:


8. Monte en el entrenador el circuito de control. Verifique su funcionamiento antes de conectar el motor. Monitoree las salidas con el osciloscopio.

9. Verifique el funcionamiento del puente H y del motor alimentando el puente con la fuente DC. NOTA: Nunca alimente al motor con la fuente del entrenador, use la fuente del laboratorio. Si tiene dudas pregunte a su profesor.

10. Conecte el motor al entrenador. Llame al profesor para que revise su montaje antes de encender. Una vez revisado encienda y verifique funcionamiento el funcionamiento de su programa


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Prctica 05 Control de temperatura de una incubadora.

Objetivos:


Manejar el simulador MPLAB. Manejar el simulador PRTEUS VSM. Controlar la temperatura de un sistema cerrado usando un termistor

como elemento sensor. Caracterizar el termistor.

Prelaboratorio:



26. La maqueta tiene un bombillo de 40W AC, un ventilador de 12V DC, y un termistor en serie con una resistencia de 100W, el cual ser polarizado con 5V. El termistor no posee identificacin, por lo que usted debe caracterizarlo. Para ello usted dispone de una zonda trmica que se puede acoplar a los multmetros digitales que estn en el laboratorio. Al colocar la escala en temperatura, podr medir la temperatura en C. Con un segundo multmetro colocado en la escala de Voltios mida el voltaje en el termistor mientras el bombillo aumenta la temperatura interna de la cava.

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27. Una vez caracterizado el termistor, defina con su profesor el rango de deseado para la temperatura interna de la cava (TMIN - TMAX). Escriba un cdigo con las siguientes caractersticas:

a. Mientras la temperatura sea menor a TMIN, debe encender el ventilador y el bombillo.

b. Mientras la temperatura este dentro del rango deseado, slo debe permanecer encendido el bombillo.

c. Cuando la temperatura exceda TMAX debe apagar el bombillo y encender el ventilador.

28. Para que el PIC pueda monitorear al termistor usar nuevamente al ADC0808. Utilice el puerto A para controlar a los dispositivos. Escriba el cdigo correspondiente.

29. Simule el cdigo el PROTEUS VSM. Para emular el termistor use un potencimetro.

Laboratorio:


13. Monte el circuito en el entrenador. Use los rels para encender tanto el bombillo como el ventilador. Llame al profesor para que revise su montaje antes de energizar.

14. Con el multmetro en la escala de temperatura, verifique que su circuito funciona de la manera deseada.


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Prctica 06 Uso de la pantalla LCD de texto.

Objetivos:


Manejar el simulador MPLAB. Manejar el simulador PRTEUS VSM. Aprender a escribir en una pantalla LCD de texto. Usar libreras para escribir programas.

Prelaboratorio:



32. El profesor le suministrar una librera para escribir en la pantalla y un manual para comprender el funcionamiento de la LCD.

33. Escriba un cdigo que muestre un mensaje de una palabra de 16 caracteres en una sola lnea.

34. Escriba un cdigo que muestre un mensaje que ocupe dos lneas.

35. Escriba un cdigo que muestre un mensaje que ocupe una lnea que parpadee.

36. Escriba un mensaje que muestre un mensaje que supere los 16 caracteres y que desplace por la pantalla para poder leerlo.

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37. Pruebe cada uno de los montajes en PROTEUS VSM.

Laboratorio:


17. Monte el circuito en el entrenador. La pantalla LCD esta polarizada. Verifique dos veces el montaje antes de polarizar. Este dispositivo es muy delicado y cualquier error en el montaje puede daarla.

18. Ejecute cada uno de los cdigos en el entrenador.


diseÑo de un entrenador de microcontroladores pic para el laboratorio de microcontroladores del...

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