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Entrenador de Microcontroladores

PICAXE Versin para puerto serial

Por Hugo G. Abalos

Este proyecto se realizo para tener un entrenador que nos permita hacer practicas y experimentos de una forma rpida y sencilla con los Microcontroladores Picaxe. El diseo del circuito del entrenador y programador de Microcontroladores Picaxe se basa en el Manual de uso, y el software Programming Editor de la pagina www.Picaxe.co.uk. Esta formado por un conjunto de circuitos, independientes entre si. Cada modulo tiene listas las conexiones a la fuente de alimentacin y a los diferentes elementos que lo componen, tiene unos terminales de conexin, donde, utilizando cable telefnico, se pueden llevar las seales de control de un bloque a otro. As que segn el circuito que se desea probar, se hace la configuracin necesaria. La fuente de alimentacin es muy simple. La tensin que viene del transformador se rectifica, se filtra y mediante el IC 7805 obtenemos los +5V (Vcc), que es la alimentacin que usan los dispositivos a programar. El LED Verde indica que el programador est alimentado. Las resistencias sirven para acoplar las seales del puerto serial a la seal del Microcontrolador. Las seales del puerto serial (DB25) utilizadas son 2, 3, y 7, que permiten interconectar el circuito con la PC. El pin 2 (Serial in) es el encargado de llevar los datos desde la PC hacia el Microcontrolador que se est programando. El pin 3 (Serial out) permite a la PC leer los datos enviados por el Microcontrolador desde el programador. En tanto el pin 7 (Gnd) es la masa. El microcontrolador Picaxe posee dentro de l un pequeo programa (firmware) para que su uso y programacin sea mucho ms fcil. Por medio de este programa interno, los Picaxe pueden programarse en BASIC y hasta en DIAGRAMA DE FLUJO, no precisan cargador externo y se los puede programar sin ser quitados del circuito donde estn funcionando. El microcontrolador Picaxe almacena sus programas en su memoria FLASH (no voltil). No es posible leer el cdigo de un programa grabado en el microcontroladador Picaxe, por lo tanto si desea guardar el cdigo de un programa para ser utilizado posteriormente deber guardar en el ordenador el cdigo del programa antes de grabarlo en el Picaxe. Cuando desee reprogramar el Picaxe, grabe un nuevo programa en el microcontrolador, esta accin borra el viejo programa almacenado en la memoria y almacena el nuevo programa en la memoria. La memoria slo permite el almacenamiento de un programa a la vez.

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El cable que conecta el entrenador y programador de microcontroladores Picaxe al ordenador, slo necesita ser conectado durante la programacin del

microcontrolador.

PICAXE: En este bloque hay un zcalo independiente para cada tamao de Microntrolador Picaxe, un pulsador (P1), para resetearlo, y tiene unos conectores que sirven para extender los pines del microcontrolador, de esta forma, las seales de entrada y salida se pueden llevar hasta los otros bloques del circuito. La conexin de la fuente de alimentacin, el circuito de reset y el cable de programacin, que se conecta a la PC donde se escribe el programa ya se encuentran instalados. El Jumper Pin 7, es usado unicamente por el microcontrolador Picaxe-08. Se lo coloca en la posicin Grab, para grabar el programa en el microcontrolador, y en la posicin Out, para probar el programa. DISPLAYS: EL sistema dispone de dos displays (D1,D2) de nodo comn, conectados sobre el mismo bus de datos y con los nodos manejados de forma independiente. Se emplea el decodificador SN74LS47 para la conversin de datos que entrega el microcontrolador (A, B, C, D). La habilitacin del display correspondiente se hace conectando un nivel lgico bajo en la base del transistor que maneja el nodo de dicho display. DIODOS LED: Este bloque tiene cuatro diodos LED (L1, L2, L3, L4). Para encenderlos se necesita un nivel lgico alto en su respectivo acceso. SALIDA CON RELE: Este bloque usa un rel para manejar cargas de potencia desde el microcontrolador. Para activarlo, se pone un nivel lgico alto en el pin R. PULSADORES: Este bloque consta de dos interruptores pulsadores normalmente abiertos (P1, P2), conectados a masa con resistencias de 10K. En los pines de conexin se tiene normalmente un nivel lgico bajo, pero cuando se oprimen los botones se obtiene un nivel lgico alto. DIPSWITCH: Este circuito tiene cuatro interruptores (S1, S2, S3, S4), los cuales se conectan a masa con resistencias de 10K. De esta forma en los pines de conexin del dipswitch se tiene un nivel lgico bajo si el interruptor esta abierto, pero cuando el interruptor se cierra, se obtiene un nivel lgico alto. TECLADO MATRICIAL: Este circuito tiene un teclado con una matriz de 3x4, con los caracteres desde 0 a 9, *, y #. Las columnas (C1, C2, C3) del teclado tienen conectadas unas resistencias de 2K7, que sirven para fijar un nivel lgico alto cuando no se esta oprimiendo niguna tecla. BUZZER: En este bloque se instalo un buzzer, porque el sistema Picaxe puede crear automticamente sonidos de diferentes frecuencias utilizando el comando sound. DISPOSITIVO DE SALIDA: Este bloque provee siete salidas (+5 Vcc o +12 Vcc) con una buena capacidad de corriente. Para amplificar la corriente que entrega el microcontrolador se utiliza el circuito integrado ULN2003 como driver de los transistores de salida. La habilitacin del transistor de salida correspondiente se hace conectando un nivel lgico alto en los pines de conexin (S1, S2, S3, S4, S5, S6, S7). El transistor de salida conmuta a masa, por lo tanto la carga hay que colocarla entre las salidas (1,2,3,4,5,6,7), y la alimentacin +5 Vcc, o +12 Vcc.

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El software utilizado para el entrenador y grabador de Picaxe es el Programming Editor 4.1 (Se lo puede bajar de www.picaxe.co.uk ), que es freeware. Para instalar el Programming Editor, bastar con descomprimir el archivo picaxe.zip, en cualquier carpeta (Por ejemplo, C:\PICAXE). Una vez hecho esto ejecutar el EXE con doble click y establecer la configuracin.

Una vez instalado el Programming Editor , en la barra de herramienta seleccionamos Ver, y en el men desplegable elegimos Options, en la seccin

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Language elegimos Espaol. En la seccin Puerto Serie indicar el puerto Serial al cual est conectado (por Ej, Com 2). MUY IMPORTANTE: Deberemos indicar correctamente el puerto COM al que vamos a conectar el cable. Ten en cuenta que si indicamos COM1 en Programming Editor y conectamos el cable al COM2 no funcionar. En algunos ordenadores con mdem interno, puede darse el caso que est ocupando el COM1, y los puertos libres del ordenador sean el COM2 y el COM3.

Uso del DIAGRAMA de FLUJOS En la barra de herramienta del Programming Editor , seleccionamos Ver, y en el desplegable elegimos Opciones, en el cual seleccionamos Modo, donde tildamos el tipo de microncontrolador Picaxe que vamos a usar, por ejemplo PICAXE-18A. En el men Archivo seleccionamos Nuevo, y en el desplegable elegimos Nuevo Organigrama. Aparecer una ventana de trabajo donde realizaremos el diagrama de flujo de nuestro programa. Existen bloques prediseados que nos ayudan en el manejo de los estados de entrada / salida de los terminales del microcontrolador, elegimos los necesarios. Cuando ya tenemos los bloques que necesitamos para ingresar o sacar datos del microcontrolador Picaxe, unimos los bloques para que realicen el algoritmo necesario para nuestro programa. Como el software de los microcontroladores Picaxe tiene la posibilidad de simular el programa, entonces vamos a ver si el programa realizado funciona. Seleccionamos el recuadro que tiene el dibujo de una punta de flecha y aparecern 2 ventanas, que indican el estado lgico de las entradas y salidas del microcontrolador.

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Una vez que simulamos nuestro programa y vemos que se cumplen las condiciones de los algoritmos planeados, podemos convertir nuestro diagrama de flujo a instrucciones de BASIC. En la barra de herramientas seleccionamos Organigrama, y en el men desplegable elegimos Convertir el Organigrama a Basic. Para grabar el programa realizado al microcontrolador, seleccionamos Ejecutar del men Picaxe ( pulsamos F5). Con ello comenzar la grabacin. Uso de Programacin en BASIC En la barra de herramienta del Programming Editor , seleccionamos Ver, y en el desplegable elegimos Opciones, en el cual seleccionamos Modo, donde tildamos el tipo de microncontrolador Picaxe que vamos a usar, por ejemplo PICAXE-18. Comenzamos a escribir el programa, Las etiquetas (main:) pueden ser cualquier palabra (con la excepcin de palabras claves como por ejemplo switch ) pero DEBEN empezar con una letra. Cuando la etiqueta es definida por primera vez debe llevar al final el smbolo de dos puntos (:). Esto indica al ordenador que la palabra es una nueva etiqueta. Algunas versiones antiguas de lenguaje BASIC utilizan nmeros de lnea en vez de etiquetas para trabajar con los comandos goto. Desafortunadamente, este sistema puede ser muy inconveniente ya que si el programa es modificado posteriormente agregando o eliminando lneas, todos los nmeros de lnea posteriores deben ser modificados. El sistema de etiquetas utilizado en la mayor parte de las versiones modernas de lenguaje BASIC supera este problema automticamente. El Picaxe tiene 14 variables de 1 byte para uso general, nombradas de b0 a b13, en la memoria RAM del chip Picaxe. Estas variables pueden ser renombradas usando el comando symbol con el fin de hacerlas ms fcil de

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recordar. El sistema Picaxe puede crear automticamente sonidos de diferentes frecuencias utilizando el comando sound. El valor de una entrada analgica puede ser fcilmente copiado dentro de una variable utilizando el comando readadc, El valor de la variable (0 a 160). La utilizacin del cdigo binario permite controlar las ocho salidas al mismo tiempo, en vez de slo utilizar los comandos high y low. Por ejemplo, el nmero binario %11001000 pone a los bits 7,6,3 en high (1) y al resto en low (0). El smbolo % indica al ordenador que est trabajando en sistema binario y no en decimal. Algunos comandos bsicos:

Output high, low, toggle, pulsout, let pins =

Input if...then, pulsin, button

ADC readadc

RAM peek, poke

Sound sound

Serial serin, serout

Program Flow goto, gosub, return, branch

Loops for...next

Mathematics let (+, -, *, **, /, //, max, min, &, |, ^, &/, |/, ^/ )

Variables if...then, random, lookdown, lookup

Data memory eeprom, write, read

Delays pause, wait, nap, sleep, end

Miscellaneous symbol, debug

Interrupt setint

Servo Control servo

Infrared infrain

Temperature readtemp

1-wire Serial No readowsn

Keyboard keyin, keyled

Para grabar el programa realizado al microcontrolador, seleccionamos Ejecutar del men Picaxe ( pulsamos F5). Con ello comenzar la grabacin. Placas del Entrenador de Picaxe Se lo realizo en dos placas, una para los zcalos y los bloques de circuitos, y otra para la fuente de alimentacin. El conexionado de los cables y los puentes necesarios en la placa de los zcalos se realizan del lado del cobre, para tener una buena terminacin.

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HGA hugerar@hotmail.com

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