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FAMILIA MICROCONTROLADORES

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FAMILIA MICROCONTROLADORES

  1. 1. Microcontroladores Pic
  2. 2. Importancia de los microcontroladores PIC <ul><li>Microchip produce y se preocupa por el cumplimiento de las normas ecológicas y ofrece una gran gama de productos, numerosa y libre de plomo. </li></ul><ul><li>La gran diversidad de modelos de microcontroladores permite al diseñador encontrar el micro que contenga todos los recursos y capacidades de memoria y así satisfaga todas las necesidades que tiene el comprador </li></ul>
  3. 3. <ul><li>La tecnología en la fabricación de los micros ha ido cambiando con el pasar de los años mudando de las 0.7 micras, en el 98, a las 0.22 micras en el 2006 </li></ul><ul><li>La reducción como hecho del cambio que ha venido dándose en el microcontrolador es notoria debido a la reducción de voltaje de alimentación que ha pasado de los 2 y 5.5 V, para funcionar con 5V, a un margen entre 2 y 3.6 V, siendo el nominal 3.3V aunque las E/S trabajan normalmente con 5V. </li></ul>
  4. 4. <ul><li>La gran ventaja del microcontrolador es la posibilidad de “Migrabilidad” , que comprende la posibilidad de cambiar del modelo MCU y pasar a otros modelos mas potentes con mas capacidades de memoria y periféricos manteniendo la compatibilidad de software y repertorio de instrucciones, herramientas de desarrollo y compatibilidad de periféricos </li></ul>
  5. 6. Clasificación de los PIC
  6. 7. <ul><li>Los microcontroladores se caracterizan por su arquitectura Harvard con memorias de programa y de datos independientes, lo que permite accesibilidad simultanea y la diversidad en la longitud de las posiciones y tamaño de ambas memorias. </li></ul>
  7. 8. <ul><li>Los microcontroladores PIC de 8 bits se clasifican en 3 grandes gamas: </li></ul><ul><li>La gama Base: los modelos de esta gama se caracterizan por responder a un juego de 33 instrucciones maquina de 12 bits de longitud cada una y disponen de una Pila de solo dos niveles de profundidad. Al ser reducido el numero de recursos internos se limita su campo de aplicación. </li></ul><ul><li>Se compone de 14 modelos, de los cuales 6 están encapsulados solo con 6 patitas por lo que reciben el nombre de Enanos. </li></ul>
  8. 10. <ul><li>Para favorecer la migrabilidad en el hardware y permitir la transición a modelos PIC mas potentes y con mas patitas, se mantiene la distribución de funciones asignadas a las mismas, de manera que los cambios de conexionado y trazado de pistas sea mínimo </li></ul>
  9. 11. <ul><li>2. La gama Media: Los micros de esta gama responden a un repertorio de 35 instrucciones con un formato de 14 bits de longitud, pila de 8 niveles de profundidad y con un vector de interrupción. </li></ul><ul><li>la gama media puede clasificarse en las subfamilias: </li></ul><ul><li>2.1.Gama media estandar(PIC16C7X) </li></ul><ul><li>2.2.Gama media con comparador analogico(PIC16C62X/64X/66X) </li></ul><ul><li>2.3 Gama media con módulo de captura (CCP), modulación de anchura de impulsos (PWM) y puerta </li></ul><ul><li>serie (PIC16C6X); </li></ul><ul><li>2.4. Gama media con CAD de 8 bits (PIC16C7X); </li></ul><ul><li>2.5Gama media con CAD de precisión (PIC14000); </li></ul><ul><li>2.6 Gama media con memoria Flash y EEPROM (PIC16F87X y PIC16X8X); </li></ul><ul><li>2.7.Gama media con driver LCD (PIC16C92X). </li></ul>
  10. 12. <ul><li>Principales características de la Gama media </li></ul>
  11. 14. <ul><li>3.La Gama Mejorada: dispone de 77 instrucciones de repertoriode 16 bits de longitud cada una, una Pila con 31 niveles de profundidad y 2 vectores de interrupción. </li></ul><ul><li>Los modelos de los PIC que responden a esta arquitectura responden a la nomenclatura PIC18Xxxx. </li></ul><ul><li>Entre las aportaciones más representativas destacan: </li></ul><ul><li>3.1 Un espacio de direccionamiento para la memoria de programa que permite alcanzar los 2 MB, y 4 KB para la memoria de datos. </li></ul><ul><li>3.2 Inclusión de la tecnología FLASH para la memoria de código. </li></ul><ul><li>3.3 Potente juego de 77 instrucciones de 16 bits cada una. Permiten realizar una multiplicación 8 x 8 en un ciclo de instrucción, mover información entre las memorias y modificar el valor de un bit en un registro o en una línea de E/S. </li></ul><ul><li>3.4 Orientación a la programación en lenguaje C con la incorporación de compiladores muy eficientes para este lenguaje </li></ul><ul><li>3.5 Nuevas herramientas para la emulación </li></ul>
  12. 16. <ul><li>Microcontroladores PIC de 16BITS </li></ul><ul><li>Son mas potentes que los de 8 bits, y para entenderlos se ha diseñado nuevos dispositivos que manejan el modo nativo datos de 16 bits existen dos gamas de micros de 16 BITS: </li></ul><ul><li>MCU: tienen una nomenclatura genérica PIC24F que se fabrica con tecnología de 0.25 micras, y que alcanza un rendimiento de 16MIPS a 32 MHz. </li></ul><ul><li>Poseen una arquitectura Harvard modificada con un bus de datos de 16 bits e instrucciones de 24 bits. </li></ul>
  13. 17. <ul><li>Tiene una alimentación del núcleo de 2.5 V, aunque las líneas de E/S se alimentan con 3.3V y pueden funcionar con niveles de TTL de 5V. </li></ul><ul><li>La otra familia MCU sigue la nomenclatura PIC 24H y tienen un rendimiento de 40MIPS, disponiendo de una memoria Flash de hasta 256KB y una RAM de hasta 16KB.Ademas estos poseen un controlador DMA de 8 canales. </li></ul>
  14. 18. <ul><li>DSC: Estos microcontroladores añaden las prestaciones de los MCU , los recursos y software propios de los DSP (Procesadores Digitales de Señales) lo que es optimo para el procesamiento digital de señales, Constan de las familias dspic30f y la dspic33f, ambos compatibles por tener el mismo repertorio de instrucciones, distribución de patillaje y herramientas de desarrollo.Sin embargo los dspic33f se distinguen por: </li></ul><ul><li>1. Se alimentan con 3.3 V aunque las E/S pueden trabajar con niveles TTL. </li></ul><ul><li>2.Incorpora un controlador DMA de 8 canales. </li></ul><ul><li>3.Aumenta el numero de interrupciones y excepciones. </li></ul><ul><li>4.Alcanza un rendimiento de 40MIPS. </li></ul><ul><li>5.Posee un interfaz para CODEC. </li></ul><ul><li>6.Hay modelos con 256KB de memoria FLASH y 30 KB de RAM. </li></ul>
  15. 19. <ul><li>La principales aplicaciones son adecuadas en voz y audio, seguridad,electromedicina,modem,etc. </li></ul>
  16. 21. <ul><li>Programación de PIC </li></ul>
  17. 22. Programar PIC es fácil <ul><li>Recordando el viejo PIC16F84 </li></ul><ul><li>La programación de los nuevos PIC hace mas sencilla la realización de ciertas tareas en muchos casos. </li></ul><ul><li>Enunciado </li></ul><ul><li>Si tenemos trabajando un PIC a 4MHz , el cual tiene conectado 2 interruptores en las líneas de la puerta A y 2 leds en las líneas de la puerta B. </li></ul><ul><li>El programa debe mostrar cuando el valor lógico que introducimos en ambos interruptores es cero. </li></ul>
  18. 23. <ul><li>Esquema eléctrico </li></ul><ul><li>Tras entender lo que se pide debemos especificar el esquema eléctrico del circuito para ver como están conectados los periféricos. </li></ul>
  19. 24. <ul><li>Organigrama </li></ul><ul><li>Otra practica recomendable antes de empezar a programar es el plasmar un organigrama la forma de resolver un problema. </li></ul>
  20. 25. <ul><li>Programa comentado </li></ul><ul><li>Una vez dados los pasos previos estamos en disposición de comenzar la programación. </li></ul><ul><li>Con lo cual vamos a seguir unas reglas básicas a la hora de escribir los programas que, aunque no son obligadas facilitan la lectura y comprensión de la misma. </li></ul><ul><li>1. Tanto las directivas como la etiquetas se escribirán con mayúsculas y las instrucciones van en minúsculas. </li></ul><ul><li>2.Las instrucciones deben tabularse respecto a la etiquetas. </li></ul><ul><li>3.Se pondrán comentarios que aclaren el contenido de instrucciones y rutinas. </li></ul>
  21. 26. <ul><li>Y para probar la solución del problema para ver si se comporta como esta previsto. </li></ul><ul><li>Los pasos a realizar serán: </li></ul><ul><li>1. Llamar a un editor de textos cualquiera y copiar el programa. Garbarlo sin formato con extensión <<ASM>> </li></ul><ul><li>2. Ensamblarlo con el MPASM .Corregir errores si estos existirían volviendo al paso 1. </li></ul><ul><li>3. Grabar el microcontrolador usando por ejemplo un modulo de entrenamiento </li></ul><ul><li>4. Probar la solución utilizando los periféricos contenidos en el modulo de entrenamiento </li></ul>
  22. 28. <ul><li>Grabación y prueba de un programa en el MicroPIC </li></ul>
  23. 29. <ul><li>Diseñar con PIC es fácil </li></ul><ul><li>Debido a que los PICs nos sirven para hacer un sin numero de aplicaciones comerciales y su aprendizaje es muy didáctico y sencillo, existen ciertas aplicaciones muy comunes para las cuales el PIC se busca sea mas útil y cómodo de usar. </li></ul>
  24. 32. <ul><li>ENTRADAS DIGITALES </li></ul><ul><li>Están formadas por 5 interruptores (SW2-SW6) conectados a las líneas RAO-RA4 de la puerta </li></ul><ul><li>A, capaces de introducir niveles lógicos «1» y «0» por las mismas. Dichas líneas pueden </li></ul><ul><li>para actuar de diferentes formas. Así, RAO-RA3 puede actuar, además, como entradas </li></ul><ul><li>analógicas y RA4 como entrada exterior de pulsos de reloj para el TMRO (TOCKI). </li></ul><ul><li>Estas líneas tienen asociados unos jumpers con los que se selecciona el tipo de entrada que </li></ul><ul><li>se les va a aplicar. Los jumpers J8(0)-J8(3) seleccionan individualmente si por RAO-RA3 se </li></ul><ul><li>van a introducir entradas digitales con los interruptores SW2-SW5, entradas analógicas con </li></ul><ul><li>los potenciómetros P2-P5 o, simplemente, si estas líneas van a quedar desconectadas tanto de </li></ul><ul><li>los interruptores como de los potenciómetros y poder así usarse con otros periféricos distintos. </li></ul><ul><li>Con el jumper J9 se selecciona si RA4 actúa como entrada digital procedente del interruptor </li></ul><ul><li>SW6, entrada de señal de reloj para el TMRO (TOCKI), que se aplica desde el exterior mediante </li></ul><ul><li>el conector J2(1), o simplemente, si esta línea va a quedar desconectada y libre, poder </li></ul><ul><li>usarla con otro periférico distinto. </li></ul><ul><li>ENTRADAS ANALÓGICAS </li></ul><ul><li>Están formadas por 4 resistencias variables o potenciómetros (P2-P5), que se alimentan con </li></ul><ul><li>l a tensión general de +5 V. Según se mueva el eje de cualquiera de estos potenciómetros, se obtiene </li></ul><ul><li>una tensión variable entre 0 y 5 V por los terminales centrales (cursores) de los mismos. </li></ul><ul><li>La tensión variable presente en cualquiera de los 4 cursores de los potenciómetros P2-P5 </li></ul><ul><li>va a parar a los jumpers J8(0)-J8(3), respectivamente. Si cualquiera de ellos está en la posición </li></ul><ul><li>«analógico», la línea correspondiente (RAO-RA3) recibirá dicha tensión para su posteriorprocesamiento. </li></ul><ul><li>Conviene recordar que aunque a nivel de hardware una o más líneas se configuren com </li></ul><ul><li>entradas analógicas o digitales mediante los jumpers J8(0)-J8(3), el sofware de control del PIC </li></ul><ul><li>debe ir acorde con las mismas, programando adecuadamente las características de dichas líneas </li></ul><ul><li>de entrada. </li></ul><ul><li>SALIDAS DIGITALES </li></ul><ul><li>Están conectadas a la puerta B y consisten, por una parte, en una barra de diodos leds luminosos </li></ul><ul><li>(D8) que representan el estado lógico de las señales RBO-RB7, y por otra, un display alfanumérico </li></ul><ul><li>de 7 segmentos. </li></ul>
  25. 33. <ul><li>SALIDAS DIGITALES </li></ul><ul><li>Están conectadas a la puerta B y consisten, por una parte, en una barra de diodos leds luminosos </li></ul><ul><li>(D8) que representan el estado lógico de las señales RBO-RB7, y por otra, un display alfanumérico </li></ul><ul><li>de 7 segmentos. </li></ul><ul><li>EL MÓDULO LCD </li></ul><ul><li>Se trata de un módulo de visualización alfanumérico de cristal líquido, capaz de presentar 21íneas </li></ul><ul><li>con 16 caracteres cada una </li></ul><ul><li>Aplicándole los códigos necesarios se puede provocar diferentes efectos de visualización </li></ul><ul><li>como parpadeo, scroll, activación de un cursor, etc. Incluso es posible la generación de nuevos </li></ul><ul><li>caracteres definidos por el usuario. </li></ul><ul><li>Las 8 líneas de datos DO-D7 están conectadas con las 8 líneas de la puerta B (RBO-RB7). </li></ul><ul><li>Esta puerta, a veces, actúa como salida del PIC y entrada hacia el módulo. Por ella se leaplican </li></ul><ul><li>los diferentes códigos de control para realizar diferentes efectos de visualización, así </li></ul><ul><li>como los códigos ASCII de los caracteres a visualizar. En otras ocasiones la Puerta B debe </li></ul><ul><li>actuar como entrada hacia el PIC, ya que a su través el módulo LCD devuelve códigos indicando </li></ul><ul><li>su estado interno, el contenido del buffer de memoria interna, etc. </li></ul><ul><li>El módulo está conectado a las líneas RAO, RA1 y RA2 de la puerta A del PIC. Estas líneas </li></ul><ul><li>actúan como salida y se emplean para enviar las siguientes señales de control al módulo: </li></ul>
  26. 35. <ul><li>EL CIRCUITO GRABADOR </li></ul>
  27. 36. <ul><li>Bibliografia: </li></ul><ul><li>ANGULO USATEGUI, Familia de microcontroladores 2ª y 3ª edicion CAPITULO 1-APENDICE C </li></ul>

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