Aprendiendo a Programar. Microcontroladores PIC en. Lenguaje C Con CCS

7/25/2019 Aprendiendo a Programar. Microcontroladores PIC en. Lenguaje C Con CCS

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Aprendiendo a programar

Microcontroladores PIC en

Lenguaje C con CCS

Los compiladores de lenguaje C hoy son ampliamente utilizados para la creacin

de programas con microcontroladores PIC. El compilador que mejor soluciona las

necesidades del programador enmascarando el hardware y simplificando la

implementacin de una aplicacin es el fabricado por la compaa CCS.

Por Andrs Ral Bruno Saravia

Entrega N 1.

Hasta hace unos 5 aos los programas se seguan escribiendo en lenguaje Assembler,

pero gracias a que los compiladores de lenguaje C se mejoraron, en cuanto a su relacinde compresin, y los microcontroladores ampliaron su capacidad de memoria, hoy en

da prcticamente el 99% de las aplicaciones para microcontroladores se realiza en

lenguaje C (tambin existe el compilador para lenguaje BASIC y PASCAL, sin

embargo los compiladores de lenguaje C son los mas usados por sus prestaciones).

Hoy cuando tenemos que sentarnos a trabajar con un microcontrolador el desarrollador

se encuentra ante una gran oferta de compiladores en el mercado, y surge la pregunta:

Cul elijo?

Sin duda alguna el compilador mas completo para microcontroladores PIC es eldesarrollado por la firma CCS inc.(Custom Computer Services. Inc),el cual es muy

popular en Amrica Latina por la gran documentacin que existe sobre el mismo.

En esta seccin aportaremos nuestro granito de arena, ensendoles a trabajar con el

mismo en el Entorno de Desarrollo Integrado (IDE) de Microchip MPLAB.


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Aprendiendo a crear nuestro Primer Proyecto.

Como creemos que la enseanza es un proceso dinmico, progresivo y divertido,

utilizaremos la metodologa de ir introduciendo conceptos en la medida que los

necesitamos y sobre la marcha.

Nuestro primer paso ser aprender a crear un proyecto en MPLAB IDEpara el

Toolsuite (herramienta de compilacin) CCS.

Antes que nada debemos tener Instalado el MPLABel cual lo podemos descargar

gratuitamente desde la propia compaa Microchip: www.microchip.com/mplab

Atencin: Al momento de escribir esta primer nota, el MPLABX versin 1.00

No Betatiene problemas el editor del mismo indicando las funciones embebidas

como NO DECLARADAS, por tanto aconsejamos por ahora no instalar dicho

entorno hasta que el problema no sea subsanado, por tal motivo recomendamos

descargar:

La versin corriente de MPLAB 8.83

Una vez descargado el MPLAB IDE 8.83o similar, instalarlo en modo CUSTOM

y habilitar el toolsuite del compilador CCS.

En la siguiente figura podemos apreciar la habilitacin referida en el prrafo anterior:

Una vez finalizada la instalacin tenemos que instalar el compilador CCS.
http://www.microchip.com/mplabhttp://www.microchip.com/mplab


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Puede bajarse desde la misma WEB de la compaa CCS: http://www.ccsinfo.com/

Una versin demo limitada o recurrir a las versiones del compilador CCS que se

comparten en TARINGA: www.taringa.net,en este caso una vez instalado el

compilador debemos copiar los archivos .CRGque vienen en la versin

compartiday que debern pegarse dentro de la carpeta que genera el compilador alinstalarse y que se llama PICC.

El sistema operatvo Windowsnos advierte que esos archivos ya existeny si queremos

reemplazarlos, a lo cual accederemos con la opcin aceptar.

Para aquellos que van a optar por las versiones compartidas de Taringa, busquen una

de las ultimas versiones, por ejemplo la 4.114 o la 4.124. No aconsejamos anteriores

por los problema que tienen cada una y que han ido solucionados en estas.

Ahora que ya tenemos el MPLAB IDE, y el compilador instalados, realizaremos

nuestro primer proyecto:

Disparemos el MPLAB y vayamos a la solapa PROJECT:

Hagamos click con el Mouse sobre el item PROJECT WIZARDy se desplegar la

ventana de bienbenida:
http://www.ccsinfo.com/http://www.taringa.net/http://www.taringa.net/http://www.taringa.net/http://www.ccsinfo.com/


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Ahora pulsamos en botn[Siguiente]y aparecer la siguiente ventana para que

seleccionemos el microcontrolador con el cual vamos a trabajar:

Nosotros seleccionamos el PIC16F887, pero usted puede seleccionar el que tenga.

Nuevamente luego de pulsar el botn[Siguiente]le aparecer la siguiente ventana

donde cargaremos el Toolsuite, es decir la herramienta o conjunto de herramientas

de programacin. Nosotros seleccionaremos el Toolsuite de CCS, para lo cual

deber usted accionar el botn del control desplegable y picar con el Mouse sobre

el compilador CCS:


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Algunas veces, segn la versin de Windowsinstalada, Windowsno encuentra la

ruta de acceso al compilador, lo cual genera que el toolsuite seleccionado aparezca

con una cruz roja por delante, lo que se puede corregir simplemente buscando el

archivo del compilador manualmente mediante el botn [Browse]

El tercer paso es seleccionar la carpeta donde almacenaremos nuestro proyecto y

le ponemos un nombre al mismo. Nosotros creamos en el escritorio (desktop) una

carpeta MPLAB_CCSpara almacenar en ella los proyectos que haremos. Dentro de

dicha carpeta creamos una capeta llamada ProyectoInicial.

De esta forma la ruta total es:

C:\Users\andres\Desktop\MPLAB_CCS\ProyectoInicial\ProyectoInicial


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Ahora pulsamos nuevamente el botn [Siguiente]y se desplegar la ventana del

cuarto paso mediante la cual podemos adjuntar a nuestro proyecto archivos pre-

armados, lo cual es muy til para ahorrar tiempo de escritura de cdigo, sin embargo

en nuestro primer proyecto no utilizaremos esta opcin, por lo cual pasaremos la

misma por alto :

y pulsaremos siguiente, lo cual nos llevar al final de la creacin de nuestro

proyecto con el mtodo asistido (WIZARD)que tiene el MPLAB


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En esta ltima pantalla se nos indica un resumen de cmo se crear el proyecto. Si

uno lo desea puede volver hacia atrs para modificar algn paso. Si todo esta

correcto podemos pulsar simplemente el botn de [finalizar].

Y volveremos al espacio de trabajo principal con la ventana del worksapce (espacio

de trabajo) ya desplegada con las carpetas que forman parte del proyecto:

De esta forma ya hemos creado nuestro primer proyecto al cual le insertaremos

nuestro primer programa en la prxima entrega.

Continuar ....


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Lenguaje C con CCS

Los compiladores de lenguaje C hoy son ampliamente utilizados para la creacinde programas con microcontroladores PIC. El compilador que mejor soluciona lasnecesidades del programador enmascarando el hardware y simplificando laimplementacin de una aplicacin es el fabricado por la compaa CCS.


Entrega N 2.

En nuestra entrega anterior aprendimos a crear un proyecto dentro del MPLABpara escribir nuestro primer cdigo en lenguaje C, hoy crearemos nuestro primercdigo y aprenderemos la funcin que cumplen sus elementos principales .

Creando Nuestro Primer CdigoYa que hemos aprendido a crear nuestro primer proyecto, escribiremos nuestro primercdigo, el cual adicionaremos a nuestro proyecto. Para ello nos moveremos con elMouse hasta el cono de New File y haremos clic sobre el mismo:


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Y se desplegar una nueva ventana en la cual escribiremos el cdigo de nuestroprograma.Por ser este nuestro primer programa, simplemente haremos titilar un LED con untiempo de flashing de 500ms. La idea es introducirnos de a poco, y muchas veces querercomenzar con un cdigo demasiado elaborado es complejo.

#include#use delay(osc=4000000)

//configura fusibles de configuracin#fuses XT //Oscilador a cristal standar#fuses NOWDT //sin WatchDog Timer#fuses NOPROTECT //sin proteccion de memoria de programa#fuses NOPUT //sin PowerUp Timer#fuses NOBROWNOUT //sin brownout#fuses NOLVP //sin programacin en baja tensin

//rutina principal

void main(void){ //abrimos la funcin principalSetup_adc_ports(NO_ANALOGS);//configuramos los puertos digitales

while(1) //creamos un bucle infinito{ //abrimos el bucle

output_high(PIN_B0); //prendemos RB0delay_ms(500); //esperamos 500 msoutput_low(PIN_B0); //borramos RB0delay_ms(500); //esperamos 500 ms

} //cerramos el bucle} //cerramos la funcin principal

Este cdigo lo hemos escrito en lo que se conoce en la jerga tcnica como codigo en Cnativo ya que usamos las funciones de control de entrada / salida de CCSEl cdigo inicia siempre en lo que se conoce como cabecera, es decir el principio.En esta cabecera encontraremos instrucciones dirigidas al compilador y no almicrocontrolador, dichas instrucciones se denominan directivas.Las directivas sediferencian de las instrucciones en que:

Siempre se encuentran en la cabecera del programa Todas comienzan con el smbolo del numeral #

En nuestro caso estas son las directivas:

#include#use delay(crystal=4000000)

//configura fusibles de configuracin#fuses XT //Oscilador a cristal standar#fuses NOWDT //sin WatchDog Timer#fuses NOPROTECT //sin proteccion de memoria de programa#fuses NOPUT //sin PowerUp Timer#fuses NOBROWNOUT //sin brownout#fuses NOLVP //sin programacin en baja tensin

La directiva : #include nos permite decirle al compilador para que

microcontrolador hemos escrito el cdigo.


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Seguidamente con la directiva #use delay(crystal=4000000) le indicamos a quefrecuencia esta funcionando nuestro oscilador.

El orden de las directivas es crucial ya que siempre primero debemos indicarle alcompilador cual es el PIC que estamos usando y luego cual es la frecuencia del

oscilador. Posteriormente podemos agregar el resto de directivas. Si esto no serespeta podemos tener errores en el proceso de compilacin sobre todo cuandousamos alguna funcin propia del compilador (llamadas funciones embebidas)para manejar algn perifrico, y que la misma necesita saber la frecuencia deloscilador.

La directiva puede tener distintas formas ya que amolda la configuracin interna a lafrecuencia que le indicamos. As esta directiva nos permite activar multiplicadores ydivisores internos, o accionar los osciladores internos cuando el microcontrolador lostrae; por ejemplo:

#use delay(crystal=4000000, clock=16000000)

Le indica al compilador que tenemos un cristal externo de 4Mhz, y que la frecuenciaque llega a la CPU es de 16Mhz, por lo tanto el compilador configurar correctamenteel PLL de la CPU para alcanzar los 32Mhz. Otro ejemplo pero usando el reloj interno esel siguiente:

#use delay(internal=8000000, clock=16000000)

Sin embargo esta directiva debe usarse con precaucin ya que el clock que definimosnunca debe sobrepasar la mxima velocidad de procesamiento del PIC que se estusando. Este parmetro se denomina MIPS (Millones de Instrucciones por Segundo) y

se obtiene dividiendo la frecuencia de entrada por cuatro.

MIPS = fosc/4

La directiva #fuse xx nos permite activar o desactivar las caractersticas del nucleo,como ser el circuito de Watch Dog Timer, que reseta al microcontrolador ante uncuelgue del mismo, el Brown Out Detect, que resetea el microcontrolador ante un fallode la alimentacin, el tipo de oscilador, etc.Las etiquetas usadas para activar o desactivar la propiedad, estn incluidas en el archivode cabecera y deben ser consultadas siempre, ya que las mismas suelen cambiar entreversiones del compilador o tipos de microcontroladores.

En lneas generales podemos decir que anteponiendo la palabra NO al fusible deconfiguracin (as se llama al seteo de las propiedades), se le informa al compilador queel fusible en cuestin est desactivado, mientras que colocando solo el nombreactivamos la propiedad.Por otra parte para activar o desactivar los distintos fusibles se puede realizar en variaslneas (como en el ejemplo) o se pueden activar y desactivar en una sola lnea separandocada fusible con comas:

#fuse NOWDT,HS,NOPUT,NOLVP,NOMCLR,NOPROTECT,NOBROWNOUT

La cabecera adems puede incorporar redefinicin de nombres de pines, definicin devariables y constantes. Y prototipo de funciones. Esto ser visto en nuestras prximaslecciones.


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Finalizada la cabecera, contina el cdigo, que es el que se traducir en instrucciones almicrocontrolador luego del proceso de compilacin. En nuestro caso nuestro cdigo es

bastante sencillo:

void main(void){ //abrimos la funcin principal

setup_adc_ports(NO_ANALOGS);//configuramos los puertos digitales

while(1) //creamos un bucle infinito{ //abrimos el bucle

output_high(PIN_B0); //prendemos RB0delay_ms(500); //esperamos 500 msoutput_low(PIN_B0); //borramos RB0delay_ms(500); //esperamos 500 ms

} //cerramos el bucle} //cerramos la funcin principal

Todo programa siempre inicia en una rutina principal. En el lenguaje C las rutinas se

denominan funciones.Las funciones son un conjunto de sentencias u ordenes querealizan una operacin determinada, como lo hacen las rutinas, sin embargo lasfunciones tiene una caracterstica extra; a ellas se les puede pasar valores de variables

para que las procesen, y son capaces de devolvernos los resultados de dichos procesos.Bsicamente actan como las funciones matemticas.Todo programa C siempre inicia en la funcin principal, la cual se denomina main.Dicho nombre no puede ser distinto, todo programa debe tener una funcin main, de locontrario el compilador nos indicar un error.La funcin encierra una serie de sentencias, las cuales forman el bloque de dichafuncin. Dicho bloque inicia con una llave {y finaliza con otra llave } .

Entre estas dos llaves se encuentran las sentencias y las estructuras lgicas.La funcin maines una funcin especial ya que no puede recibir ningn valor, nitampoco puede devolver uno. Por lo tanto observe que va acompaada por dos palabrasvoidlo cual en el lenguaje C significa vaco; es decir que no devuelve ningn valor(primer void) ni puede recibir ningn valor, (segundo void, el cual esta encerrado entre

parntesis).

void main(void){

Nuestro cdigo

}

Nuestro cdigo lo hemos escrito en formato CCS nativo. Esto significa que hemosusado todas las funciones embebidas (incluidas dentro) del compilador para simplificarla escritura del cdigo y que nos ahorran mucho tiempo.Debe observarse que cada lnea la hemos decalado (separado del origen) por medio delTABULADOR; esto es una buena prctica para poder advertir a simple vista cualessentencias son las que estas anidadas dentro de cada bloque del programa principal.

La primera lnea o sentencia le indica al compilador que debe desactivar todos lospuertos analgicos del PIC y que debe configurarlos como puertos digitales:

setup_adc_ports(NO_ANALOGS);


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Usamos la funcin embebida setup_adc_ports, la cual esta embebida en elcompilador, y que se encarga bsicamente de setear que puertos van a trabajar comoanalgicos y que puertos van a trabajar como digitales. La funcin configura los bitsPCFG o ANSELdependiendo con que PIC estemos trabajando y lo realiza de formaautomtica.

Observe que hemos escrito entre parntesis NO_ANALOGSlo cual le dice alcompilador que no hay puertos analgicos. Esta etiqueta la obtenemos del archivo decabecera del procesador (16f887.h).

Es importante resaltar que las etiquetas siempre van en mayusculas, mientras quelas instrucciones se escriben en minscula.

Es muy importante que se respete el orden mayscula-minscula pues elcompilador es sensible a ello. Si escribimos una instruccin con mayscula, NO LAIDENTIFICAR.

Debe observarse tambin que las sentencias siempre terminan con un punto y coma.La siguiente sentencia de nuestro cdigo es una instruccin estructural: whileEl whilees una instruccin condicional la cual determina la ejecucin de una o masinstrucciones en tanto y en cuanto se cumpla una condicin, la cual se encierra entre

parntesis.

En programacin, si una condicin se cumple, se dice que es verdadera, y esto sesimboliza con el nmero 1;por el contrario, si la condicin no se cumple, es falsa yse simboliza con el nmero 0.

En un while, lo que este dentro del bloque del mismo, se ejecutar, siempre que lacondicin de verdadera, caso contrario no se ejecutar ninguna sentencia que seencuentre dentro del while.En nuestro caso hemos forzado la condicin 1, con lo cual el while se ejecutareternamente.Es decir que las sentencias encerradas dentro del bloque while (limitado

por las llaves{}), se ejecutaran por siempre.

Observe que dentro del while usamos tambin funciones embebidas:

output_high(PIN_B0);output_low(PIN_B0);

Estas son funciones de salida de datos, se encargan de poner en uno o en cero un puerto,el cual la misma funcin se encarga de configurar como salida, no debe hacerlo el

programador. Entre parntesis le indicamos el PIN a encender o apagar. En nuestro casoes el RB0,al cual CCS lo denomina dentro del archivo de cabecera delmicrocontrolador como PIN_B0.Este formato si bien parece en principio raro porque no se adapta al usado en el datasheet, es prctico para los programadores NO ELECTRNICOS, y es el que haadoptado CCS.Por ejemplo el RA0 CCS lo llama PIN_A0, y al RC6, PIN_C6, y as sucesivamente.Otra de las sentencias usadas es

delay_ms(500);


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La cual es una funcin de tiempo que nos permite crear un tiempo de espera enmilisegundos. Tambin existe el delay_us que nos permite crear un delay demicrosegundos.La exactitud de la funcin delay depende de que hayamos definido correctamente lafrecuencia de clock.

De esta forma hemos hecho falshear un LED en nuestro primer cdigo.

Bueno, esto es todo por ahora , en las prximas entregas iremos descubriendo paso apaso las utilidades de la programacin en lenguaje C y del entorno CCS.

Continuar ......


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Lenguaje C con CCS


Entrega N 3.

En nuestra entrega anterior creamos nuestro primer cdigo, el cual simplemente

nos hace falsear un LED conectado al PORTB. Hoy veremos como compilar es

cdigo dentro del MPLAB y grabar el mismo dentro del microcontrolador sin salir

del entorno de desarrollo y usando la herramienta PICKIT2 o equivalente

Compilando nuestro primer cdigo...Ya hemos terminado de escribir nuestro primer cdigo, ahora tenemos que convertirlo

en hexadecimal para grabarlo dentro del microcontrolador. Este proceso se denomina

compilacin.

El programador de microcontroladores, cualquiera sea el que estemos usando, necesita

que le carguemos el cdigo a programar dentro del microcontrolador en formato

hexadecimal, l lee un archivo en formato HEX de INTEL, el cual tiene una estructura

interna que Microchip adapt a su necesidad.

El compilador CCS es un compilador denominado de 2 pasos ya que en el primer

paso traduce el programa escrito en lenguaje C al lenguaje Assembler y luego en unsegundo paso, traduce este archivo al hexadecimal.

Como consecuencia de todo el proceso de traduccin o como se lo llama tcnicamente

compilacin, CCS genera una serie de archivos:

xxxxx.ERR : contiene los errores del proceso de compilacin

xxxxx.HEX: contiene el codigo en hexadecimal, este es usado por el programador

xxxxx.LST: contiene un listado del proceso de ensamblado

xxxxx.STA: contiene cuanta memoria RAM, ROM y STACK esta usando el programa

xxxxx.TRE: contiene un rbol de las llamadas a funciones, es visible en el IDE de CCS

xxxxx.SYM: contiene la localizacin de cada registro y variable usada en la RAMxxxxx.ESYM: solo es visible en el IDE de CCS y contiene informacin para el mismo.


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En la siguiente figura podemos ver un ejemplo del resultado del proceso de

compilacin:

Grabado nuestro cdigo en el PICUna vez compilado nuestro cdigo, ahora lo cargaremos en nuestro microcontrolador;

para ello iremos a la solapa programmer, all haremos clic con el Mouse sobre la solapa

select Programmer y se desplegar un men. Sobre dicho men haremos clic sobre el

tem PICkit 2:

Esto activar los controles del PICkit2programmer, los cuales aparecern como una

nueva barra de herramientas:


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En dicho men tenemos los conos para: programar el microcontrolador, leer el

contenido de la memoria de programa del microcontrolador, leer el contenido de la

memoria EEPROM de datos del microcontrolador, verificar el contenido de la memoria

de programa del microcontrolador, borrar el microcontrolador, verificar si la memoria

de programa del microcontrolador esta vaca, sacar el reset del ICSP y arrancar el

programa, poner el RESET del ICSP y detener el programa y finalmente, con el conodel lapicito, como se le dice en la jerga de los programadores, establecer una

comunicacin con el microcontrolador.

Observe que si se ha establecido la comunicacin sin problemas deber aparecer el

siguiente mensaje en la ventana de salida :

Initializing PICkit 2 version 0.0.3.63

Found PICkit 2 - Operating System Version 2.32.0

PICkit 2 Unit ID = OlHoss

Target power detected ( 4.70V)

PIC16F887 found (Rev 0x2)

PICkit 2 Ready

En la primera lnea nos indica la versin del firmware que esta grabada dentro del

microcontrolador de nuestro pickit2, seguidamente nos indica el ID grabado dentro del

PICkit 2. A continuacin nos indica cual es el valor de VCC ledo sobre la placa de

aplicaciones, el microcontrolador que tenemos instalado ya que lee su cdigo de

revisin interna, y finalmente nos indica que el PICkit 2est listo para operar.

Por tanto, ahora que esta todo listo, programaremos el microcontrolador pulsando el

cono respectivo dentro de las herramientas del programador:

Accionado el control se inicia el proceso de programacin, siempre que todo est

realmente bien conectado:

Durante la programacin se irn desplegando distintos mensajes en la ventana de salida

del PICkit 2:


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Programming Target (20/02/2012 20:00:56)

PIC16F887 found (Rev 0x2)

Erasing Target

Programming Program Memory (0x0 - 0x4F)

Verifying Program Memory (0x0 - 0x4F)

Programming Configuration MemoryVerifying Configuration Memory

PICkit 2 Ready

Bueno hasta aqu hemos llegado en este artculo, nos encontraremos en nuestra prxima

nota.


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Lenguaje C con CCS


Entrega N 4.

Se dice que el lenguaje C es un lenguaje de nivel medio. La razn de estaindicacin est en que en C se pueden crear programas que manipulan la mquinacasi como lo hace el lenguaje Ensamblador, pero utilizando una sintaxis que seasemeja ms a los lenguajes de alto nivel. De los lenguajes de alto nivel toma lasestructuras de control que permiten programar de forma estructurada.

Al tener caractersticas de los lenguajes de bajo nivel se puede tomar el control absoluto

del microcontrolador. Adems tiene atajos que gustan mucho a los programadores al

tener una sintaxis menos restrictiva que lenguajes como Pascal por ejemplo, lo que le

convierte en el lenguaje idneo para crear cualquier tipo de aplicacin.

Sus caractersticas bsicas son:

Es un lenguaje estructurado y modular. Lo que facilita su compresin y escritura

Es un lenguaje que incorpora manejo de estructuras de bajo nivel (punteros,

bits), lo que le acerca a los lenguajes de segunda generacin

Permite utilizar estructuras de datos complejas (arrays, pilas, colas, textos,...)

Es un lenguaje compilado

Permite crear todo tipo de aplicaciones

Cual es estructura de un programa en Lenguaje C?

Un programa en C consta de una o ms funciones, las cuales estn compuestas de

diversas sentencias o instrucciones.

Una sentencia indica una accin a realizar por parte del programa. Una funcin no es

ms que (por ahora) un nombre con el que englobamos a las sentencias que posee a finde poder invocarlas mediante dicho nombre.


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La idea es:

parmetros nombreDeFuncin(parmetros){

Sentencias;}

Los smbolos {y }indican el inicio y el final de la funcin. Esos smbolos permitendelimitar bloques en el cdigo.

El nombre de la funcin puede ser invocado desde otras sentencias simplemente

poniendo como sentencia el nombre de la funcin.

Como a veces las funciones se almacenan en archivos externos, necesitamos incluir esos

archivos en nuestro cdigo mediante una sentencia especial #include , que en realidad es

una directiva de preprocesador. Una directiva de preprocesador es una instruccin para

el compilador con el que trabajamos.El uso es:

#include

La directiva #include permite indicar un archivo de cabecera en el que estar incluida la

funcin que utilizamos. En el lenguaje C estndar los archivos de cabecera tienen

extensin h. Los archivos de cabecera son los que permiten utilizar funciones externas

(o libreras) en nuestro programa.

Una de las libreras ms utilizadas en los programas, es la que contiene las etiquetas de

todos los registros de funciones especiales del MCU PIC que hayamos seteado en el

proyecto. En el caso de CCS esta librera est disponible en la cabecera 16Fxxx.hEn todos los lenguajes de programacin, el primer programa a realizar es el famoso

Hola mundo, un programa que escribe este texto en pantalla. En el mundo de los

microcontroladores PIC, este programa se traduce en hacer titilar un led. De esta forma

en CCS el cdigo de este programa es:

#include #use delay(crystal=12000000)//#fusesHS,NOWDT,NOLVP,NODEBUG,NOBROWNOUT,NOPLLEN,CPUDIV1,PUT,MCLR#define LED1 PIN_B4void main(void){

setup_adc_ports(NO_ANALOGS);while(1){

output_high(LED1);delay_ms(500);output_low(LED1);delay_ms(500);

}

}


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Cules son los elementos de un programa en C?

Los programas en C se basan en sentencias las cuales siempre se incluyen dentro de una

funcin. En el caso de crear un programa ejecutable, esas sentencias estn dentro de la

funcin main. A est funcin le antecede y precede la palabra void.

Ahora bien al escribir sentencias hay que tener en cuenta las siguientes normas:

(1) Toda sentencia en C termina con el smbolo "punto y coma" (;)

(2) Los bloques de sentencia empiezan y terminan delimitados con el smbolo de llave

({ y }). As { significa inicio y } significa fin

(3) En C hay distincin entre maysculas y minsculas. No es lo mismo main que

MAIN. Todas las palabras claves de C estn en minsculas. Los nombres que pongamos

nosotros tambin conviene ponerles en minsculas ya que el cdigo es mucho ms

legible as.

Qu es un comentario?

Se trata de texto que es ignorado por el compilador al traducir el cdigo. Esas lneas se

utilizan para documentar el programa.

Esta labor de documentacin es fundamental. De otro modo el cdigo se convierte en

ilegible incluso para el programador que lo dise. Tan importante como saber escribir

sentencias es utilizar los comentarios. Todava es ms importante cuando el cdigo va a

ser tratado por otras personas, de otro modo una persona que modifique el cdigo de

otra lo tendra muy complicado.

En C los comentarios se delimitan entre los smbolos /* y */ para los bloque y // para las

lineas

// Esto es un comentario usado para las lneas/* Esto es un comentario el compilador har caso omiso de este texto*/

Qu debemos considerar como importante en C?

C no es un lenguaje dcil para enfrentarlo intuitivamente por primera vez; se requiereun mnimo conocimiento de sus fundamentos antes de poner las manos sobre el teclado.

En este aspecto es particularmente importante comprender los diferentes tipos de datos

y las reglas que rigen su operacin.

La idea directriz de C es la definicin de procedimientos (funciones), que en principio

devuelven un valor. Lo que para nosotros es - conceptualmente - el programa principal,

tambin es en C una funcin (la ms externa).

Incidentalmente, su valor es devuelto al sistema operativo como cdigo de conclusin

del programa.

Ante todo, C est diseado con vistas a la compatibilidad. En este sentido, todas las

definiciones que puedan hacerse no sern concretas, pues son adaptables de acuerdo conla implementacin. Un entero, por ejemplo, es una entidad con ciertas caractersticas

generales, pero su implementacin diferir en distintos equipos.


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C maneja los datos en forma de variables y constantes, conceptos con los que

supondremos que el lector est familiarizado. Las variables, simbolizadas mediante

datos alfanumricos (cuyas reglas de construccin trataremos ms adelante), presentan

caractersticas que ser muy importante considerar:

Tipo de dato: cada variable (tambin las constantes) est caracterizada por eltipo de dato que representa.

Visibilidad: en un programa C, cada variable tiene un rango de visibilidad

(procedimientos en los que es reconocida), que depende de cmo se la haya

declarado.

Existencia: relacionado con la anterior caracterstica, es posible que el contenido

de una variable perdure, o que se pierda, por ejemplo, al terminarse un

procedimiento.

Cul es el grupo de caracteres de C?

C emplea dos conjuntos de caracteres:

El primero de ellos incluye todos los caracteres que tienen algn significado para

el compilador.

El segundo incluye todos los caracteres representables.

C acepta slo ciertos caracteres como significativos. Sin embargo, otros caracteres

pueden formar parte de expresiones literales (constantes literales, nombres de archivo,

etc.) que no sern analizadas por C.

Los caracteres a los que C asigna especial significado se pueden clasificar enalfanumricos y signos especiales. Los caracteres alfanumricos incluyen las letras

(alfabeto ingls, de A a Z), maysculas y minsculas, los dgitos, y el guin bajo

(underscore: _).

En todos los casos, las maysculas son consideradas distintas de las minsculas. Toda

cadena alfanumrica con significacin en C est compuesta exclusivamente por estos

caracteres.

Los signos especiales son los listados a continuacin. Ellos se emplean como

delimitadores, operadores, o signos especiales.

Maysculas: A - Z Signo ms +Minsculas: a - z Signo menos -Dgitos: 0 9 Parntesis izquierdo (Guin bajo: _ Parntesis derecho )Coma , Corchete izquierdo [Punto . Corchete derecho ]Punto y coma ; Llave izquierda {Dos puntos : Llave derecha {Signo de interrogacin ? Signo Mayor >Signo de admiracin ! Signo Menor Mayor que>= Mayor igual que< Menor que


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En C, cualquier valor distinto de 0 es VERDADERO. FALSO es 0 (cero).

Bueno hasta aqu hemos llegado con el artculo, nos encontraremos en nuestra prxima

nota.

Continuar.......


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Lenguaje C con CCS


Entrega N 5.

Cmo declaramos una variable en Lenguaje C?

En C siempre se deben declarar las variables. La declaracin consiste en un tipo de dato,

seguido por el nombre de la variable y el punto y coma:

int a;int b,c,d;int a = 10;

Los tres casos son definiciones correctas de variables, en el ltimo adems de declarar

la variable se le asigna un valor inicial.

En caso de existir una expresin con variables de diferentes tipos, el resultado obtenido

es del tipo de operando de mayor precisin.

Todos los char se convierten a int.Todos los float se convierten a double.(hay que tener en cuenta que el tipo char es enrealidad un int de menor precisin).

Cmo convertimos un tipo de una variable en otra?A veces es til, o necesario, realizar conversiones explcitas para obligar que una

expresin sea de un cierto tipo.

La forma general de esta conversin en C es:

(tipo) expresin;

siendo tipo, el tipo de datos al que se convertir la expresin.


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NOTA:Esta conversin de tipos, (tambin llamada CAST), permite convertirexpresiones no variables, esto es, si tengo una variable x de tipo int y le aplico (float)x

lo que se convierte es el resultado, en caso que yo asigne esta operacin a otra variable,

pero no se convierte la variable x a float.

Supongamos que hacemos un programa que divide 10 por 3, uno sabe que el resultado

ser flotante: 3.333, y como 10 y 3 son enteros uno escribira:

int a = 10, b = 3;float r;r = a/b;

printf(El resultado es %f, r);

Pero se encontrara que el resultado no es el deseado, esto ocurre porque en C la

divisin entre enteros da como resultado un entero y en la realidad no siempre es as,

(slo en el caso que b sea divisor de a). Pero cambiando el clculo de la divisin por:

R = (float)a/b;As se garantiza que el resultado ser flotante.

Cmo definimos una constante numrica?

Las constantes se definen en diferentes formatos dependiendo del prefijo:

0x (hexadecimal),0 (octal), 0b (binario).

Cmo definimos una constante de caracteres (string)?

Las variables almacenadas en memoria de programa suelen ser cadenas de caracteres.

Este tipo de variable se define como: const rom char[]

Tambin se pueden declarar tablas de caracteres.

Ejemplo:

const rom char tabla[][20] = { "string 1", "string 2",

"string 3", "string 4" };

Tabla es una variable que contiene 80 caracteres en memoria de programa, ya que est

compuesta de 4 cadenas de 20 caracteres cada una.

Para copiar una cadena de caracteres que se encuentra situada en la memoria de

programa (ROM) en la memoria de datos (RAM), debemos usar una rutina o funcin

estndar de C denominada str2ram


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Veamos un ejemplo de copia de una cadena en RAM a otra en ROM :

void str2ram(static char *dest, static char rom *src){

while ((*dest++ = *src++) != '\0');

Que es la funcin printf()?

Es una funcin que est incluida en el archivo de cabecera stdio.hy se utilizan paraenviar informacin por la USART del microcontrolador.El nmero de parmetros pasados puede variar, dependiendo de la cantidad de variables

a mostrar. El primer parmetro indica, por un lado, los caracteres que se mostrarn por

pantalla y adems los formatos que definen como se vern los argumentos, el resto de

los parmetros son las variables a enviar por la USART.

Ejemplo:

int a = 100, b = 50;printf(%i es mayor que %i\r, a, b);

Si conectamos a la USART de nuestro PIC un MAX232 y lo enlazamos al puerto COM

de la PC, podremos ver la informacin con el programa Hypeterminal de Windows, que

en este caso nos mostrar en la pantalla de la PC:

100 es mayor que 50

Los formatos ms utilizados con printf() son:

CODIGO FORMATO%c Un solo carcter

%d Decimal (un entero)

%i Un entero

%f Punto decimal flotante

%e Notacin cientfica

%o Octal

%x Hexadecimal

%u Entero sin signo%s Cadena de caracteres

%% Imprime un signo %

%p Direccin de un puntero

Los formatos pueden tener modificadores para especificar el ancho del campo, el

nmero de lugares decimales y el indicador de alineacin a la izquierda.

Ejemplos:

%05d, un entero de 5 dgitos de ancho; rellenar con ceros. Alineado a la derecha.%10.4f,un real de 10 dgitos de ancho, con 4 decimales. Alineado a la derecha.%-10.2f, un real de 10 dgitos de ancho, con 2 decimales. Alineado a la izquierda.


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En la funcin printf()tambin se pueden encontrar caracteres de escapequepermiten intercalar algn carcter especial en la cadena.

Ejemplo

printf(\nHola mundo.\n);

Aqu antes de imprimir el texto Hola mundo, \nobliga a un salto de lnea - retorno decarro, (ENTER) dentro del Programa Hyperterminal, ya que estos caracteres especiales

solo pueden sen entendidos y vistos por los programas emuladores de terminales.

Caracteres de escape mas usados:

CDIGO DESCRIPCIN \n Salto de lnea retorno de carro (ENTER)

\t Tabulado horizontal

\v Tabulado vertical \r Retorno de carro.

\b Backspace.

\f Alimentacin de pgina.

Para usar la funcin printf() debemos previamente en la cabecera haber colocadola directiva #use RS232 ( parmetros), la cual debe encontrarse siempre despus dela directiva #use delay. Esta directiva se usa para indicarle al compilador datosesenciales como ser: el BAUD RATE, los pines de la comunicacin, el nmero debits de la comunicacin, si se usa la USART del PIC o se emula por software, etc.Un ejemplo de la directiva para un PIC16F887 que usa su USART sera la

siguiente:#use RS232(BAUD=9600, BITS=8, PARITY=N, XMIT=PIN_C6,RCV=PIN_C7)

Un ejemplo de cdigo completo es el siguiente programa en el cual transmitimos un

hola mundopor la USART, y dicho mensaje podr ser recibido por el programaHypeterminal de Windows:

#include #fuses INTRC_IO,NOPROTECT,NOPUT,NOBROWNOUT,NOLVP#use delay(clock=4000000)#use RS232(BAUD=9600, BITS=8, PARITY=N, XMIT=PIN_C6,RCV=PIN_C7)

void main(void){ setup_adc_ports(NO_ANALOGS); //Selecciona terminales while(1)// ciclo for infinito { printf("Hola Mundo\r",temperatura);//imprimo x USART

delay_ms(100);// delay }}


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Continuar ......


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Lenguaje C con CCS


Entrega N 6.

Cules son las estructuras bsicas de C?

Estas estructuras son las que le dan inteligencia al programapermitiendo que elmicrocontrolador haga algo a partir de una condicin que es evaluada

Sentencia if:

Forma general:

if (condicin)sentencia1;

elsesentencia2;

Si la condicin es verdadera (se cumple), se ejecuta la sentencia1, de lo contrario lasentencia2. (esta estructura suena de la siguiente forma: si la (condicin) se cumple, seejecuta la sentencia1, sino, se ejecuta la sentenca2.

Tambin se pueden escalonar los if:

if (condicin)Sentencia1;

else if (condicin)Sentencia2;

else

Sentencia3;


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Y anidar:

if (x)if (a


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Ejemplo:

La sentencia switch se usa en general para seleccionar menes de opciones, en estesegmento de cdigo lo que se explora es justamente el valor de la opcin seleccionada,y segn la misma ser la operacin realizada:

switch(opcion){

case 1:res = valor*valor;

printf(El cuadrado de %i es %i\n, valor, res);break;

case 2:res = valor*valor*valor;

printf(El cubo de %i es %i\n, valor, res);break;

case 3:res = valor % 2;if (res)

prinf(El nmero %i es impar\n, valor);else

printf(El nmero %i es par\n, valor);break;

default:printf(Opcin erronea);

}

La variable opcion contiene el valor del men seleccionado por el usuario. En cada caselo que se explora es si la variable ha adquirido ese valor.

Los bucles o ciclos iterativos

El bucle for:

Esta sentencia nos permite repetir una o varias sentencias una cantidad de vecesdeterminada por 3 parmetros.

Forma general del for:Para una sola sentencia .

for(inicializacin; condicin; incremento)sentencia;

Para un bloque de sentencias (recordemos que el bloque queda definido por las llaves.

for(inicializacin; condicin; incremento){

sentencias;}


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El siguiente ejemplo muestra los primeros 100 nmeros enteros:

#include #fuses INTRC_IO,NOPROTECT,NOPUT,NOBROWNOUT,NOLVP#use delay(clock=4000000)

#use RS232(BAUD=9600, BITS=8, PARITY=N, XMIT=PIN_C6, RCV=PIN_C7)

void main(void){ setup_adc_ports(NO_ANALOGS); //Selecciona terminales while(1)// ciclo for infinito {

for(i=1; i=1; i - -)printf(%d, i);

Se pueden evaluar ms de una variable:

int i, j;for(i=1, j=100; i0; i++, j - -)

printf(i = %d, j= %d\n, i, j);

El siguiente bucle no termina nunca, (bucle infinito):

for( ; ; )

Debemos recordar que si la cantidad de sentencias, (equivalencias, operacionesaritmticas, llamadas a funciones, etc.), pertenecientes al bucle son ms de una, estasdeben ir entre { }.

El bucle while:

El bucle while permite ejecutar una o mas sentencias en tanto se cumpla una condicin.Si la condicin deja de cumplirse, se dejan de ejecutar la o las instrucciones y se saledel bloque while para continuar procesando las instrucciones que se encuentran despusdel mismo


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while (condicin)sentencia;

while (condicin){

sentencia1;sentencia2;sentencia3;sentencia4; . .Senttencia_n;

}

Ejemplo:

char salir;

salir = n;

while (salir != n)

{

printf(Estoy dentro del mientras\n);

getc(%c, &salir);

}

printf(\nYa sal);

El bucle tambin puede estar vaco. El siguiente ejemplo funcionar hasta que se pulsela letra A:

while ((letra = getc()) != A);

El bucle do while:

La diferencia que existe con el while, es que en el bucle do while por lo menos unavez, el programa ejecuta las sentencias del bucle, (hasta llegar a la sentencia while), yluego decide si contina iterando, siempre que se cumpla la condicin examinada por elwhile.

La forma general del bucle es:

do{sentencia;} while (condicin);


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Operaciones A Nivel De Bits, (Bitwise):

El lenguaje c proporciona la posibilidad de manipular los bits de un byte, realizandooperaciones lgicas y de desplazamiento. En el caso de las operaciones lgicas, estasgeneralmente son usadas para crear mascaras que fuercen a que ciertos bits sean puestosen 1 o en 0.

Los operadores a nivel de bits son los siguientes:

OPERADOR ACCIN& AND entre bits| OR entre bits^ XOR entre bits, (or exclusivo).~ NOT , (si es 1 pasa a ser 0 y viceversa)> Desplazamiento a derecha

Ejemplos de los operadores son los siguientes:

var > n = se desplaza n bits a la derecha.

1 & 1 = 1

1 | 0 = 1, 0 | 1 = 1 y 1 | 1 = 1

1 ^ 0 = 1 y 0 ^ 1 = 1

~1 = 0 y ~0 = 1

De forma general conviene tener siempre presente estos resultados

X & 1 = X , X & 0 = 0

X | 1 = 1 , X | 0 = X

X ^ 1 = ~X , X ^ 0 = X

Estructuras De Datos:

Arrays:

Un array es una coleccin de elementos de un mismo tipo, que se referencian usando unnombre de variable comn. En C, el array ocupa posiciones de memoria contiguas. Ladireccin ms baja corresponde al primer elemento y la ms alta al ltimo. Para accedera un elemento especfico se usan ndices.

Arrays unidimensionales:

Forma general de declararlos:

tipo nombre-variable[tamao];


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Ejemplo:

int numeros[10];

Es un arreglo de 10 elemento enteros, donde el primero es numeros[0]y el ltimonumeros[9].

Guardemos en este array los nmeros dgitos, (0 al 9):

for(i=0; i


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Para que es la sentencia #define?

Esta sentencia permite declarar constantes y es muy usada para definir valores queusaremos dentro del programa

#define VREF 5 //define la tensin de referencia#define ADCBITS 1024.0 // define la resolucin del ADC

Que son los Punteros?

La memoria de un Microcontrolador se representa habitualmente mediante direccionesexpresadas en valores hexadecimales. Una variable, por ejemplo x, es una direccin dememoria donde se guarda algn valor. En los lenguajes de programacin uno usaidentificadores, (nombres simblicos), para reservar lugares de la memoria necesarios

para almacenar datos que permitan realizar operaciones. Estos lugares son tan amplios

como el tipo de dato en que fue declarada la variable, esto es:Si declaro una variable x de tipo entera, (int), estara reservando 2 bytes en memoria, sideclaro una de tipo char sera 1 byte, etc.Un puntero es una variable de algn tipo que permite guardar una direccin dememoria, esto permite, indirectamente, acceder al contenido de esa direccin.

Un puntero se declara de forma general de la siguiente manera:

tipo *nombre-variable;

Ejemplo :

int *p;char *q;

Veamos un pequeo segmento de programa que ilustre las cualidades de los punteros:

int *p; (1)

int x = 5; (2)

p = &x; (3)

printf(El valor de x es: %d\n, x); (4)

printf(p apunta a x, entonces en x hay: %d, *p); (5)

Este ejemplo dar como resultado la visualizacin del contenido de la variable x, o sea5, dos veces.

Veamos lnea por lnea:

En (1) se declara un variable puntero, p, a los enteros

En (2) una variable x entera con el valor inicial de 5.

En (3) se almacena en el puntero, p, la direccin de memoria de x; el operador &permite ver la direccin de memoria de una variable.


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Luego en (4) se muestra el contenido de x.

Como en (3) se guard la direccin de x en p, ste, que es un puntero, tienen la cualidadde ver el contenido de esa direccin de forma indirecta por medio del operador *.

Esto es lo que se hace en (5), ver el contenido de x, pero desde el puntero, ya que ltiene almacenada la direccin de memoria de x. Por eso se visualiza dos veces elcontenido de x.

Continuar .......


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Lenguaje C con CCS


Entrega N 7.

Assembler embebido

Se puede insertar cdigo en assembler mediante #asm y #endasm.

Dentro de un bloque en assembler no se deben usar:

Las directivas del ensamblador. las etiquetas deben acabar con : No se soporta direccionamiento indirecto. La constantes se especifican como en lenguaje C.

Ejemplo:

#asm //codigo en Assembler

MOVLW 10 // Movemos decimal al contadorMOVWF count, 0

inicio: //etiquetaNOPNOPDECFSZ count, 1, 0 //decrementamos el contadorBRA inicio

salir:#endasm //salimos del bloque assembler


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Qu son las estructuras?

Una estructura es un conjunto de variables de diferentes tipos referenciadas bajo elmismo nombre.

Ejemplo:

struct Reloj{

char hora;char minuto;char segundo;

}

De esta forma se define una estructura llamada reloj, ahora hay que declarar unavariable de este tipo:

struct Reloj Time;

En este caso la variable es de tipo empleado y se pueden acceder a los camposmiembros de la estructura de la siguiente forma:

Time.horaTime.minutoTime.segundo

Las estructuras son muy usadas para crear campos de BITS que nos permitan usar de

forma individual cada uno de los BITS de los registros de funciones especiales.

Que son las funciones?

Las funciones son porciones de cdigo que facilitan la claridad de desarrollo delprograma. Son similares a las subrutinas, con la diferencia que podemos pasarlesvalores para que precesen y nos pueden devolver el resultado de dichos procesamiento.

Todas las funciones retornan un valor y pueden recibir parmetros.

La estructura general de un funcin en C es la siguiente:

Tipo_de_retorno nombre_funcin (tipo param1, ..., tipo paramn)

{sentenciasreturn(valor_de_retorno);

}

Los posibles tipos de retorno son los tipos de datos ya vistos: (int, float, void, char,etc).Para crear una funcin en C, primero hay que declarar el prototipo de la misma antes dela funcin main() y luego de la llave final del programa se define la funcin.


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Ejemplo:

La siguiente funcin suma dos valores y retorna un resultado:

int suma(int x, int y)

{return x+y;}

Se retorna de una funcin cuando se llega a la sentencia return o cuando se encuentra lallave de cierre de la funcin.

Cuando lo que se desea escribir es un procedimiento que, por ejemplo, realice un delayo muestre un texto por LCD o cargue una arreglo, o sea, que no devuelva ningn valorse escribe como tipo de retorno void,( que significa tipo vaco).

Alcance de las variables:

Variable global:

Conocida por todas las funciones. Se puede utilizar en cualquier punto del programa. Sedeclara fuera del main.

Variable local:

Se declara apenas abrir una llave en el cdigo, cuando la llave se cierra esta variabledesaparece.

Variable declarada en los parmetros formales de una funcin:

Tiene el mismo comportamiento de las variables locales.

Paso De Parmetros a las funciones:

Paso por valor:

Cuando se pasa un parmetro por valor a una funcin, la misma hace copias de lasvariables y utiliza las copias para hacer las operaciones. No se alteran los valoresoriginales, ya que cualquier cambio ocurre sobre las copias que desaparecen al terminarla funcin.

Ejemplo:delay_ms(100); // llamamos a la funcin


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En este ejemplo llamamos a la funcin delay_ms y le pasamos el valor 100, el cual seencuentra dentro del parntesis.

Paso por referencia:

Cuando el objetivo de la funcin es modificar el contenido de la variable pasada comoparmetro, debe conocer la direccin de memoria de la misma. Para ello se le anteponea la variable el operador &, puesto que se le est pasando la direccin de memoria de lavariable

Ejemplo:

void calcula_voltaje (int val, float &voltaje)//funcion quecalcula el voltaje{ voltaje=(val*v_max)/escala;}

En el ejemplo de la funcin observamos el apuntador & que apunta a la variable voltaje,de esta forma le pasamos el valor de la variable a la posicin que la misma ocupa.

ATENCIN: Los arrays, (entindase tambin cadenas), siempre se pasanpor referencia y no hace falta anteponerle el smbolo &, pues comohabamos dicho el nombre de un array es un puntero al primer elemento delmismo.

Continuar ......


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Lenguaje C con CCS


Entrega N 8.

A partir de aqu comenzaremos a usar lo aprendido en los captulos anteriores. La

nica forma de asimilar e incorporar nuevos conocimientos, es poner en prctica lo

que se aprende. Iremos desde lo simple a lo complejo, desde el encendido de un

LED hasta el control por PC de nuestra aplicacin o circuito electrnico.

Para trabajar podemos usar un protoboard, sin embargo no soy muy amigo de este tipode herramientas ya que es fcil encontrarse con falsos contactos y crear verdaderas

maraas de cables. Es preferible construir un circuito elemental que tenga todos los

perifricos que veremos o en su defecto adquirir ya la placa armada. Si bien el adquirir

algo armado nos quita el sabor del hgalo usted mismo, nos permite ganar tiempo.

Otra herramienta que se puede usar es el PROTEUS, sin embargo la virtualizacin de

un circuito no nos permite afrontar las problemticas reales, como son los rebotes, ruido

electromagntico, etc.

Yo presentar el esquema de una placa ideal y aconsejar la compra de un modelo, sin

embargo queda en el lector el tomar estas ideas u optar por las opciones anteriores que

tambin son vlidas, lo importante es aprender.


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Caractersticas de los Microcontroladores PIC Lnea Media Mejorada

PIC16F1XXX

Microchip es una compaa en constante evolucin y renovacin, y por ende ao tras

ao presenta nuevos microcontroladores al mercado y nuevas mejoras en sus

arquitecturas tpicas. Hasta el ao 2010, los ncleos de los procesadores de Microchip

podan dividirse en 6 familias:

PIC Linea Base (PIC10F,PIC12F5X y PIC16F5X)

PIC Lnea Media (PIC16F y PIC12F)

PIC18F

dsPIC30F/33F

PIC24F/24H

PIC32

De todas estas familias, las ms antiguas son los PIC Lnea Base y PIC Lnea Media,

concebidos para ser programados en Lenguaje Assembler, con lo cual las limitacionesde su arquitectura, tambin limitan la cantidad de cdigo que se puede escribir en

Lenguaje C dentro del microcontrolador. Es por ello que a partir de la creacin de la

familiaPIC18Fy desde all en adelante, todos los microcontroladores se

concibieron para trabajar en Lenguaje C.

Sin embargo el mercado de los microcontroladores PIC Lnea Media es muy amplio y

para estos usuario Microchip mejor el ncleo de estos MCU, desarrollando una nueva

generacin , a la cual ha bautizado como PIC Lnea Media Mejorada, los cuales se

identifican por su cdigo inicial: PIC16F1xxx o PIC12F1xxx.

Esta renovacin de los viejos ncleos PIC16F introduce todas las mejoras que han

adquirido los PIC18F con el Tiempo.

Dichas caractersticas son las siguientes:

Memoria de Programa hasta 32K instrucciones

Memoria de Datos hasta 2K

Mejora de Perifricos (USART, CCP, PWM , Puertos I/O)

Insercin de nuevos Perifricos

Modos de muy bajo consumo

Mejoras en el Oscilador Interno con un PLL x 4 Ampliacin del Set de Instrucciones

Ampliacin del STACK a 16 niveles

Salvado automtico de contexto

Control del STACK por medio del usuario

Mejora del registro FSR y creacin de 2 (FSR0 y FSR1)

Todas estas nuevas caractersticas hacen de estos PIC los sucesores indiscutibles de la

vieja familia PIC16F con la posibilidad de migracin a PIC18F menos abrupta.

Para iniciar en nuestro curso, trabajaremos con el PIC16F1939, el cual reemplazatcitamente a los viejos PIC16F877A y con menor costo.


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El nuevo PIC16F1939

Este microcontrolador, forma parte de la familia PIC16F193X, la cual esta constituida

por los siguientes dispositivos:

PIC16F1933 (equivalente a un PIC16F873A)

PIC16F1934(equivalente a un PIC16F874A)



PIC16F1938(equivalente a un PIC16F876A pero con mas memoria)

PIC16F1939(equivalente a un PIC16F877A pero con mas memoria)

El PIC16F1939es el ms caro de la familia, sin embargo es ms econmico que su

antecesor el PIC16F877A. Con esta poltica Microchip pretende seducir a sus

consumidores para que abandonen sus aplicaciones emplazadas con las viejas unidadesPIC16F y migren a los PIC16F1XXX .

Cuando migramos un desarrollo emplazado con PIC16F877A a un PIC16F1939 no solo

ganamos en el costo sino que al mismo tiempo tenemos el doble de memoria de

programa y mucha ms memoria de datos, lo cual nos permitir ampliar nuestra

aplicacin. En la siguiente figura vemos las caractersticas ms destacables de estas

unidades.


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El PIN-OUT del PIC es el siguiente:

El ABC del Hardware elemental del PIC

Comencemos por decir que el Microcontrolador por ser una mquina secuencial,necesita para funcionar de un generador de pulsos de onda cuadrada, a los cuales se

denominan pulsos de clock. Dichos pulsos pueden ser generados de 3 formas diferentes:

Usando un Oscilador de Onda Cuadrada Externo (EC)

Usando un resonador, Cristal de cuarzo o red RC colocada en OSC1 y OSC2

Usando el Oscilador interno del Microcontrolador.

En los nuevos PIC16F1939, el mdulo generador de clock presenta la siguiente

arquitectura interna:


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Las fuentes generadoras del clock para alimentar la CPU y los Perifricos pueden ser

distintas:

Si usamos un cristal o un resonador externo, este lo podemos conectar entre los

terminales OSC1 y OSC2. En caso de usar cristales, estos deben ser configurados en los

bits de configuracin como HS, XT o LP, segn el rango de frecuencias donde trabajen.

Para esto Microchip nos da una tablita de referencia:

En estos casos el hardware se realizar no solo conectando el respectivo cristal entre los

terminales, sino tambin 2 capacitores del tipo cermico, preferentemente NP0 respecto

a masa, para estabilizar la frecuencia, y eliminar armnicos indeseados.


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Los nuevos PIC incorporan un juego de 3 osciladores internos, denominados

HFINTOSC de 16MHz, MFINTOSC de 500KHz y LFINTOSC de 31KHz. De estos

por medio de un divisor de frecuencia programable, podemos obtener distintas

frecuencias para excitar a la CPU y los perifricos. E incluso es posible derivar la salida

del divisor de 8 MHz , para pasarla por el PLL y de esta forma tener 32 MHz de

frecuencia de clock. En esta modalidad la CPU puede alcanzar su velocidad mxima de

procesamiento para estos micros; 8 MIPS (8 Millones de Instrucciones Por Segundo).

Esta opcin del PLL no solo la activamos para el oscilador interno sino tambin para los

cristales externos, sin embargo debe cuidarse de no superar los 32Mhz internos al CPU.Otra de las opciones internas que tiene este microcontrolador es la posibilidad de activar

el BROWOUT RESET, el cual resetear el microcontrolador en caso de detectar una

variacin de la tensin de alimentacin del microcontrolador.

Adems en los nuevos PIC es posible conmutar el oscilador en el momento de arranque,

para ello existe un fusible de configuracin mediante llamado IESO el cual habilita la

conmutacin o no.

La conmutacin de la fuente del oscilador se usa por lo general cuando se quiere ahorrar

energa, por ejemplo, se arranca en el modo de cristal externo de alta velocidad, y luegose pasa al oscilador interno de baja frecuencia.


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En este caso el sistema utiliza un bit denominado SCS (System Clock Select ), el cual se

encuentra dentro de un registro interno que controla al oscilador y que se denomina

OSCCON. Este bit permite realizar la conmutacin por software desde el oscilador

externo al interno y viceversa.

Por lo general, excepto que se este diseando una aplicacin donde se debe ahorrar almximo los recursos de energa, la opcin del IESO no se utiliza.

Otro recurso novedoso es el detector de la falla del oscilador primario o externo FSCM

(Fail-Safe Clock Monitor). Este modulo, cuando se activa, monitorea el oscilador

primario (LP, XT,HS, EC, RC y el Oscilador del Timer1). Para ello compara este

oscilador con la seal de clock de 31Khz del LFINTOSC. Si el oscilador externo llegase

a perder pulsos de clock, esto ser detectado por el FSCM, lo cual activar una

bandera indicadora denominada OSFIF (Oscilador Fail Interrupt Flag), la cual si se

encuentra debidamente habilitada por medio del bit OSFIE, generar una interrupcin,

mediante la cual se puede conmutar hacia el oscilador interno usando el bit SCS

mencionado anteriormente y pasar a trabajar con el oscilador interno HFINTOSC

seteado en algn valor de frecuencia por medio del divisor de frecuencia programable.

Todas estas caractersticas pueden ser habilitadas o no, mediante el correcto seteo de los

fusibles de configuracin usando la directiva #FUSES.

Dentro de la carpeta PICC del compilador encontraremos una carpeta denominada

DEVICES, dentro de la cual encontraremos los archivos de cabecera que contienentodas las etiquetas para manejar los microcontroladores PIC de forma sencilla y

configurar todas las opciones vistas. Existe un archivo de cabecera por cada micro:


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Dentro de este archivo podemos ver el conjunto de etiquetas que nos permiten setear

estas opciones parra configurar los fusibles de configuracin desde el cdigo, usando la

directiva #FUSES:


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Estas etiquetas pueden cambian entre microcontroladores porque no todos tienen las

mismas opciones de configuracin, de hecho algunas de las que mencionamos son

exclusivas de los PIC16F1XXX y PIC18F, mientras que en los PIC16F convencionales

no se encontrarn. Por ello es buena prctica que a nuestros proyectos le adjuntemos el

archivo de cabecera de nuestro microcontrolador, a modo de consulta:

Para asimilar estos conceptos vamos a aplicarlos en un proyecto inicial, el cual consiste

e leer 3 pulsadores y accionar 3 leds.

En este caso configuraremos las opciones de los fusibles de configuracin de la

siguiente manera:

Oscilador: Usaremos el Interno a una frecuencia de 4 MHz

FSCM: No lo usaremos pues trabajamos con oscilador interno

IESO: tampoco lo usaremos por la misma razn que el anterior

WatchDog Timer: Lo desactivado ya que es una aplicacin no comercial Power Up Timer: Lo activaremos para asegurar un arranque estable

STVREN: no lo usaremos pues al ser sencilla la aplicacin no es posible que se

desbode el STACK

DEBUG: no lo usaremos pues no vamos a depurar cdigo

BROUNOUT: no lo usaremos pues no es una aplicacin comercial

VCAP: no lo usaremos pues no trabajamos con teclados MTOUCH

PROTECT: no lo usaremos pues no necesitamos proteger el cdigo

CPD: tampoco necesitamos proteger los datos en EEPROM pues no la usaremos

WRT: tampoco usaremos la proteccin contra escritura de la memoria FLASH

de programa pues esta opcin se usa por lo general en los modos de autoprogramacin cuando el microcontrolador viene equipado con un pequeo

firmware llamado BOOTLOADER.

En estas condiciones (las cuales usamos usualmente cuando realizamos proyectos NO

COMERCIALES, y que usaremos para todos los proyectos del libro), los fusibles de

configuracin se setearn mediante la directiva #FUSES de la siguiente forma:


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#include //archivo de cabecera del PIC usado#FUSES INTRC_IO //Oscilador Interno y tanto RA6 como RA7 son I/O#FUSES NOCLKOUT //No sale el clock interno hacia afuera#FUSES NOWDT //Watch Dog Timer apagado#FUSES PUT //Power Up Timer activado#FUSES NOBROWNOUT //Reset ante variaciones de VCC desactivado

#FUSES NOIESO //Switch del oscilador en el encendido apagado#FUSES NOFCMEN //detector de falla del oscilador principal apagado#FUSES NOSTVREN //reset por desborde del stack desactivado#FUSES NOLVP //Programacin en baja tensin desactivada#FUSES NOPROTECT //Proteccin contra lectura de la FLASH desactivada#FUSES NOCPD //Proteccin de la EEPROM desactivada#FUSES NOVCAP //Regulador de voltaje para el MTOUCH apagado

Para hacer ms comprensible el cdigo desde el punto de vista del programador,

crearemos una serie de etiquetas para el manejo de los puertos de entrada/salida :

#define LED1 PIN_B0 //PORTB RB0#define LED2 PIN_B1 //PORTB RB1

#define LED3 PIN_B2 //PORTB RB2#define SW1 PIN_A0 //PORTA RA0#define SW2 PIN_A1 //PORTA RA1#define SW3 PIN_A2 //PORTA RA2

El compilador CCS, es un compilador orientado a los programadores, ms que a los

electrnicos, y por tal motivo tiende a ser ms amigable la arquitectura y manejo del

mismo al usuario. Por tal motivo a la hora de nombrar los puertos del microcontrolador,

dentro del archivo de cabecera 16F1939.hha llamado a los mismos no por el nombre

que figuran en el data manual, sino por el seudnimo PIN_XY donde X es la letra del

puerto al que pertenecen por ejemplo A,B,C,D,etc, y la letra Y representa el nmero del

bit.

Los Puertos de entrada/salida (PORTS I/O)son usados para controlar el entorno del

microcontrolador. El PIC16F1939 cuenta con un total de 36 puertos. Estos si bien se

controlan de forma independiente, se agrupan en arreglos de 8 bits. De esta forma

nuestro PIC tiene 5 grupos denominados PORTA (8bits), PORTB (8bits), PORTC

(8bits) , PORTD (8bits) y PORTE (4 bits). Cada puerto de forma independiente se

denomina RXY, donde X es la letra del grupo al cual pertenece e Y es el nmero de

orden, el cual puede ser desde 0 (menor peso) a 7 (el de mayor peso).

Todos los puertos son bi-direccionales, es decir que pueden ser programados para

trabajar como puerto de entrada o salida. La direccin de los puertos esta controlada por

unos registros denominados TRISX, donde X es la letra que corresponde al PORT que

controlan:


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Segn el estado lgico que se cargue en un bit del registro TRIS, el PORT

correspondiente trabajar como entrada o salida (1= Entrada, 0=Salida).

Los puertos tiene la capacidad de entregar como mximo una corriente de 25ma. Y

reconocen el estado lgico como la lgica TTL, es decir que cualquier tensin por

encima de los 2,5V es reconocida como 1 lgico, y por debajo de 0,8V como un cero.

Por otra parte entregan una tensin 1 lgico como los CMOS, la cual llega a VCC.

En los microcontroladores PIC la mayora de los puertos estn multiplexados con otras

funciones, como ser puertos de comunicaciones, entradas para el conversor analgico,entradas a comparadores de voltaje, salidas PWM, etc.

Cuando un PIC arranca su operacin, la inicia con sus capacidades analgicas activas,

esto significa que aquellas entradas que se conectan al conversor analgico digital o a

los comparadores, o como en el caso del PIC16F1939, las entradas MTOUCH.

Es por esta razn que el usuario debe configurar dichas entradas como analgicas o

digitales antes de usarlas. Para ello existe saciado a cada PORT, un registro denominado

ANSELA para el PORTA, ANSELB para el PORTB, ANSELE para el PORTE y

ANSELD para el PORTD. Para que un puerto determinado funcione como digital, al

ANSEL correspondiente hay que ponerlo en estado lgico 1.

Para simplificar el manejo de los puertos CCS tiene una serie de funciones embebidas,

es decir que estn incorporadas en el mismo compilador, y que no se necesita agregar

ningn archivo de cabecera para usarlas.

Estas son:

output_high(PIN_XY); //pone en uno un pin determinadooutput_low(PIN_XY); //pone en cero un pin determinadooutput_bit(PIN_XY,estado); //pone en cero o uno un pin determinadooutput_X(valor); //saca un valor de 8 bits por un puerto determinadoinput(PIN_XY); //lee el estado de un pin y nos devuelve el mismo

input_X(); //lee el estado de un puerto completo y devuelve el mismo


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A continuacin haremos uso de estas funciones, las cuales se encargan adems de

configurar el puerto como salida o entrada.

Adems de estas funciones se incorpora una funcin mediante la cual se puede setear

que pines funcionaran como analgicos o no, la misma se denomina:

setup_adc_ports(pines analgicos) //setea que puertos son analogicos

Para nuestro caso como no usaremos los puertos analgicos, le pasaremos a esta funcin

la etiqueta NO_ANALOGS, como figura en el archivo de cabecera 16F1939.h:

De esta forma nuestra configuracin de puertos analgicos y digitales quedar de la

siguiente forma:

setup_adc_ports(NO_ANALOGS); //configuramos los puertos como digitales

Lo que nos queda simplemente es el cdigo, el cual estar incluido dentro de un bucle

infinito, realizado mediante un while(TRUE), ya que esa ser la tarea que eternamente

deber realizar el microcontrolador.

La tarea es sencilla: nuestra CPU solo debe ver que pulsador (SW) se accion y

conforme a ello encender un LED determinado. Para cubrir este objetivo usaremos las

funciones para control I/O embebidas y las estructuras condicionales IF:

//bucle principal

while(TRUE){

if(input(SW1)) //chequeamos si SW1=1output_high(LED1); //si si, encendemos LED1

else //sinooutput_low(LED1); //apagamos LED1



if(input(SW3)) //chequeamos si SW3=1

output_high(LED3); //si si, encendemos LED3else //sino

output_low(LED3); //apagamos LED3}


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En el siguiente listado mostramos el programa completo:

#include #fuses INTRC_IO,NOWDT,PUT,MCLR,NOPROTECT,NOCPD,NOBROWNOUT,NOCLKOUT#fuses NOIESO,NOFCMEN,NOWRT,NOVCAP,NOSTVREN,NODEBUG,NOLVP#use delay(internal,clock=4000000)

#define LED1 PIN_B0 //PORTB RB0#define LED2 PIN_B1 //PORTB RB1#define LED3 PIN_B2 //PORTB RB2#define SW1 PIN_A0 //PORTA RA0#define SW2 PIN_A1 //PORTA RA1#define SW3 PIN_A2 //PORTA RA2

void main(void){ setup_oscillator(OSC_4MHZ|OSC_INTRC|OSC_PLL_OFF); setup_adc_ports(NO_ANALOGS); while (TRUE) {

if(input(SW1)) //chequeamos si SW1=1output_high(LED1); //si si, encendemos LED1else //sino

output_low(LED1); //apagamos LED1



if(input(SW3)) //chequeamos si SW3=1output_high(LED3);//si si, encendemos LED3

else //sino

output_low(LED3); //apagamos LED3

}}

Observe que en el listado hemos seteado los fusibles de configuracin en 2 lineas,

aunque tambin podra haberse realizado todo en una.

El circuito que utilizaremos para hacer funcionar nuestro cdigo, lo presentamos en la

siguiente figura:


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En el circuito es bastante sencillo:

Los resistores R4,R5 y R6 son resistores de PULL DOWN; R1,R2 y R3 limitan

la corriente instantnea que se genera al accionar los pulsadores SW1,SW2 y SW3.

Los LEDs estan polarizados a unos 10ma aprox. por medio de los resistores R7,R8 y

R9. Finalmente el pin MCLR se encuentra conectado a VCC por medio del resistor de

PULL UP R10.

El circuito no necesita de ningn cristal externo ya que se usa el oscilador interno.

La aplicacin puede alimentarse desde una batera de 9V o una fuente equivalente

usando el siguiente circuito regulador:


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El esquemtico lo hemos realizado con el Proteus, y es por esta razn que debemos

advertirles que lospines de alimentacin NO FIGURAN EN EL CIRCUITO, ya que

PROTEUS da por sentado que el tcnico ya sabe como alimentarlo.

Dichos pines, para los encapsulados de 40 terminales son VCC:11 y 32, GND:12 y 31Para poder programar nuestro cdigo dentro del microcontrolador, prepararemos en el

extremo del circuito impreso un conector de tira de pines (5 postes) para realizar la

conexin ICSP segn el siguiente esquema:

Como esta conexin ser un estndar en nuestros circuitos ya que es una forma muy

prctica de programar nuestro programa de aplicaciones sobre el PCB sin retirar el

microcontrolador del mismo. Este mismo esquema de conexin ICSP es la que utiliza la

herramienta del tipo PICKit2diseada por la firma edudevices(www.edudevices.com.ar)para el mercado de Argentina. El lector podr observar,

luego con el uso, la velocidad que adquiere la depuracin de un cdigo utilizando este

tipo de herramientas y las bondades del entorno CCS.

Continuar .....
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Lenguaje C con CCS


Entrega N 9.

Hagamos un driver para un motor de DC

Aprovechando ya los primeros conocimientos, los pondremos en prctica sobre una

aplicacin real, disearemos el control de un motor de corriente continua de 12V hasta

1 Amp, del tipo usado en muchas aplicaciones pequeas. El sistema de control nos

permitir activar el arranque y la parada del motor as como cambiar su direccin.

Para el circuito usaremos el PIC16F1939que estamos estudiando, adems

necesitaremos un L293D, el cual es un driver para motores de corriente continua de

hasta 1 Amper, unos pulsadores y unos LEDs para hacer la sealizacin.

El circuito lo implementaremos sobre una placa del tipo pertinax multiperforada paso

2.54mm, muy comunes actualmente, y generalmente usadas para la implementacin de

circuitos experimentales.

El circuito podemos verlo a continuacin:


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La secuencia de nuestro programa ser muy simple; leer los pulsadores y en funcin delpulsador que accionemos, cambiaremos la funcin del dispositivo.

Las funciones de la aplicacin estarn controladas por 2 Flags (banderas) internos, los

cuales se implementan mediante la creacin de 2 variables de 1 bit, y a las que

llamaremos FLAG_RUNy FLAG_FWRW.

La aplicacin estar constituida por 2 rutinas o funciones del tipo void-void, que leern

el estado de los pulsadores (ScanKey) y controlaran el funcionamiento del motor

(MotorControl).

Para implementar el programa usaremos las funciones embebidas estudiadas

anteriormente y los recursos del lenguaje C tambin estudiados en los apartados

anteriores.


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El listado del programa con su respectivo comentario lo presentamos aqu:

//archivo de cabecera del procesador#include

//seteamos la frecuencia del delay#use delay(internal, clock=4000000)

//fusibles de configuracin#fuses INTRC_IO //oscilador Interno con Puertos IO#fuses NOPROTECT//sin proteccin de cdigo#fuses PUT//Power Up Timer activado#fuses NOBROWNOUT//Sin Brown Out#fuses NOWDT//sin WDT#fuses MCLR//master clear#fuses NOCLKOUT//no sale la frecuencia del clock#fuses NOIESO//cambio de clock desactivado

#fuses NOFCMEN//sin monitor de falla de clock#fuses NOWRT//sin proteccin contra escritura#fuses NOVCAP//regulador para el MTOUCH desactivado#fuses NOSTVREN//reset por desborde del stack desactivado#fuses NOLVP//programacin en bajo voltaje desactivado

//definiciones de etiquetas#define BTN1 PIN_A0#define BTN2 PIN_A1#define RUN PIN_B0#define FW PIN_B1#define RW PIN_B2

//funciones prototipovoid ScanKey(void);void MotorControl(void);

//variables globalesshort FlagRUN=0;short FlagFWRW=0;

//programa principalvoid main(void){

// Configuramos el oscilador interno

setup_oscillator(OSC_4MHZ|OSC_PLL_OFF|OSC_INTRC);

// Configuramos los puertos analgicos como digitalessetup_adc_ports(NO_ANALOGS);

// Bucle principalwhile(true){

ScanKey(); //llamada a la funcin de lectura de lospulsadores

MotorControl();//llamada a la funcin de control del motor}

}


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//Rutinas auxiliares:

void ScanKey(void){

if(input(BTN1)) //lee el estado del pulsador{ //si el mismo est accionadoFlagRUN=!FlagRUN;//cambia el estado de FlagRUNMotorControl();//llamada a la funcin que controla el motordelay_ms(2);//espera para evitar leer el rebote al oprimirwhile(input(BTN1));//re-lectura espera que se sueltedelay_ms(2);//espera para evitar leer el rebote al soltar

}

if(input(BTN2)) //lee el estado del pulsador{ //si el mismo est accionado

FlagFWRW=!FlagFWRW;//cambia el estado de FlagFWRWMotorControl();//llamada a la funcin que controla el motor

delay_ms(2);//espera para evitar leer el rebote al oprimerwhile(input(BTN2));//re-lectura espera que se sueltedelay_ms(2);//espera para evitar leer el rebote al soltar

}}

void MotorControl(void){

if(FlagRun==1)// FlagRUN=1 ?output_high(RUN);//habilita el motor

else{

output_low(RUN);//sino desactiva el L293output_low(FW);//apagamos FW y RWoutput_low(RW);

}

if(FlagRun==1)// FlagRUN=1 ?{

if(FlagFWRW==1)// FlagFWRW=1?{

output_low(RW); //apaga RWdelay_ms(50); //espera un tiempooutput_high(FW);//enciende FW

}else // Sino{

output_low(FW);//apaga FWdelay_ms(50); //espera un tiempooutput_high(RW);//enciende RW

}}

}

El programa est realizado usando un algoritmo denominado multitarea

Aprendiendo a Programar. Microcontroladores PIC en. Lenguaje C Con CCS

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