CONTROL DE MOTORES CON ASSEMBLER

7/31/2019 CONTROL DE MOTORES CON ASSEMBLER

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CONTROL DE MOTORES POR MEDIO DEL PIC16F84A

DIRIGIDO A:

ING. KELVIN BELEO

PRESENTADO POR:

ADRIN ESCALONA

ANDREA JARAMILLO

JESS PREZ

SISTEMAS EMBEBIDOS I

INGENIERA ELECTRONICA

UNIVERSIDAD DE LA COSTA, CUC

BARRANQUILLA, 28 DE MAYO DE 2012


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INTRODUCCIN

El origen de los microcontroladores se remonta al desarrollo de la tecnologa delos circuitos integrados. Este desarrollo logr que incluyeran miles detransistores en un solo chip. Lo que concordaba con los requisitos previos para

la produccin de los microprocesadores, y las primeras computadoras eranhechas agregando perifricos externos como la memoria. Hecho queaumentaba el volumen de los circuitos integrados. Estos circuitos integradoscontenan procesador y perifricos. As es cmo se desarrollo el primer chipque contena una microcomputadora, o lo que despus se llegara a conocercomo un microcontrolador.

En el ao 1969, un equipo de ingenieros japoneses de la compaa BUSICOMlleg a Estados Unidos con una idea, ellos deseaban usar para sus proyectospocos circuitos integrados de los que se usaban en las calculadoras.La proposicin se hizo a INTEL, y Marcian Hoff era el responsable del proyecto.

Ya que l era quien tenia experiencia trabajando con una computadora (PC)PDP8, se le ocurri pensar en una solucin fundamentalmente diferente enlugar de la construccin sugerida. Esta solucin presuma que la funcin delcircuito integrado se determinara por un programa almacenado en l. Esosignificaba que la configuracin sera ms simple, pero que requerira muchoms memoria de lo que requera el proyecto que propusieron los ingenierosjaponeses.Despus de un tiempo, aunque los ingenieros japoneses probaron solucionesms fciles, la idea de Marcian gan, y el primer microprocesador naci. Paratransformar esta idea en un producto ya fabricado, Federico Faggin, se uni aINTEL, y en slo 9 meses tuvo xito. INTEL obtuvo los derechos para vendereste "bloque integrado" en 1971. Primero, compraron la licencia de lacompaa BUSICOM, que no tena idea del tesoro que posean. Durante eseao, apareci en el mercado un microprocesador que se llam 4004, este fue elprimer microprocesador de 4 bits con velocidad de 6 000 operaciones porsegundo. No mucho tiempo despus de eso, la compaa americana CTCpidi a INTEL y Texas Instruments que hiciera un microprocesador de 8 bits.Aunque despus a CTC no le interes mas la idea, Intel y Texas Instrumentssiguieron trabajando en el microprocesador y el primero de abril de 1972, elmicroprocesador de 8 bits aparece en el mercado con el nombre de 8008.Poda direccionar 16 Kb de memoria, con un set de 45 instrucciones y unavelocidad de 300 000 operaciones por segundo. Este microprocesador es elpredecesor de todos los microprocesadores de hoy. Intel mantuvo susdesarrollos y saco al mercado el procesador de 8 bits bajo el nombre 8080, elcual poda direccionar 64Kb de memoria, con 75 instrucciones, a un precio de360 dlls. (htt6)


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PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

El problema radica en los diferentes das del ao donde se corta el suministrode energa por cualquier motivo de Electricaribe, ya sea por causas de lanaturaleza o por cualquier otro motivo. Esto en nuestra ciudad Barranquilla

pasa frecuentemente, entonces en una empresa donde se necesita de estesuministro diario y que este no tenga ninguna falla al respecto, all entra atrabajar el Pic 16f84A con sus diferentes formas de funcionamiento. En nuestrocaso la simulacin se hace con tres motores pequeos de 12v y dosinterruptores que simulan el fluido elctrico y un sensor.

Este Pic con el programa instalado ayuda a el correcto funcionamiento de delos motores mientras llega el fluido elctrico, y pone a trabajar los tres motorescon energa de reserva y cuando el sensor se active solo trabaja uno solo portres segundos y descansa veinte segundos, as se repetir este proceso hastaque llegue el fluido elctrico y se apaguen los tres motores.


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OBJETIVOS:

OBJETIVO GENERAL

Implementar un programa en assembler que controle ejecutar el

funcionamiento de tres motores en el momento en que haya unaemergencia.

OBJETIVOS ESPECFICOS

Enfocarse al campo laboral con la aplicabilidad del proyecto. Probar las habilidades creativas del equipo con la elaboracin del diseo

del circuito en la protoboard. Aplicar conocimientos aprendidos en la asignatura Sistemas embebidos

I para estructurar el programa que controlar.


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MARCO TERICO

Microcontroladores:

Imagen 1. Microcontrolador Pic16F84A.

Los PIC son una familia de micro controlador tipo RISC fabricadospor Microchip Technology Inc. y derivados del PIC1650, originalmentedesarrollado por la divisin de microelectrnica de General Instrument.

El nombre actual no es un acrnimo. En realidad, el nombre completoes PICmicro, aunque generalmente se utilizacomo PeripheralInterfaceController(controlador de interfaz perifrico).

El PIC original se dise para ser usado con la nueva CPU de16 bits CP16000. Siendo en general una buena CPU, sta tena malasprestaciones de entrada y salida, y el PIC de 8 bits se desarroll en 1975 para

mejorar el rendimiento del sistema quitando peso de E/S a la CPU. El PICutilizaba micro cdigo simple almacenado en ROM para realizar estas tareas; yaunque el trmino no se usaba por aquel entonces, se trata de undiseo RISC que ejecuta una instruccin cada 4 ciclos del oscilador.

En 1985 la divisin de microelectrnica de General Instrument se separa comocompaa independiente que es incorporada como filial (el 14 de diciembre de1987 cambia el nombre a Microchip Technology y en 1989 es adquirida por ungrupo de inversores) y el nuevo propietario cancel casi todos los desarrollos,que para esas fechas la mayora estaban obsoletos. El PIC, sin embargo, semejor con EPROM para conseguir un controlador de canal programable. Hoy

en da multitud de PICs vienen con varios perifricos incluidos (mdulos decomunicacin serie, UARTs, ncleos de control de motores, etc.) y conmemoria de programa desde 512 a 32.000 palabras (una palabracorrespondea una instruccin en lenguaje ensamblador, y puede ser de 12, 14, 16 32 bits,dependiendo de la familia especfica de PICmicro). (htt7)


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En la siguiente imagen 2 se aprecia la estructura interna del Microcontrolador.

Imagen 2. Esquema de un Microcontrolador.

Un microcontrolador difiere de una CPU normal, debido a que es ms fcilconvertirla en una computadora en funcionamiento, con un mnimo de chipsexternos de apoyo. La idea es que el chip se coloque en el dispositivo,enganchado a la fuente de energa y de informacin que necesite, y eso estodo. Un microprocesador tradicional no le permitir hacer esto, ya que esperaque todas estas tareas sean manejadas por otros chips. Hay que agregarlelos mdulos de entrada/salida (puertos) y la memoria para almacenamiento deinformacin.

Lenguaje de Programacin Assembler:

La programacin en Assembler es escribir una serie de cdigos entendibles porel usuario que posteriormente sern convertidos en cdigo de mquinaentendible por el microcontrolador.

La programacin en ASSEMBLER requiere cuidados especiales si se deseasacar el mximo rendimiento, por ejemplo, ante dos instrucciones queobtengan el mismo resultado se debe elegir aquella que tenga menos ciclos demquina o de reloj, o aquella que ocupe menos posiciones de memoria; inclusoen algunos casos habr que elegir entre ocupar menos posiciones o ser ms

rpidos, en funcin de las necesidades que se tengan. Esto no quiere decir quesea necesario conocer de memoria los ciclos de cada instruccin; un manualde ASSEMBLER debe contener toda la informacin necesaria, con un mtodode acceso fcil, a pesar de que en algn caso resulte redundante.

La costumbre de cuando se programa en ASSEMBLER es poner comentarios;siempre hay una manera de ponerlos en cada instruccin o intercalados entreellas. Los comentarios slo ocupan lugar en el cdigo simblico o programafuente; cualquier ensamblador los ignora cuando convierte el programa encdigo de mquina, lo cual quiere decir que no ocupar ms un programaabsoluto porque su simblico tenga comentarios, pero tampoco ir ms

despacio. Cuando pase el tiempo y queramos modificar alguna parte del
http://es.wikipedia.org/wiki/CPUhttp://es.wikipedia.org/wiki/Circuito_integrado_auxiliarhttp://es.wikipedia.org/wiki/Circuito_integrado_auxiliarhttp://es.wikipedia.org/wiki/Circuito_integrado_auxiliarhttp://es.wikipedia.org/wiki/Circuito_integrado_auxiliarhttp://es.wikipedia.org/wiki/CPU


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programa y se haya olvidado el porqu de cada instruccin, los comentariossern de gran ayuda.

Siguiendo con la exposicin de buenas costumbres nos referiremos, por ltimo,al empleo de subrutinas. Ya veremos cmo se hacen y cmo se accede a ellas,

pero hay que irse mentalizando a su uso. Esto es importante en este momentoporque se trata de un problema de estructura del programa. Las ventajas sonmltiples; una estructura de subrutinas es ms fcil de entender, por lo tanto demodificar. Se da con frecuencia el caso de necesitar en un programaoperaciones iguales o semejantes a las de otro, por lo tanto, con limitarse acopiar totalmente estas partes o como mucho, adaptarlas algo a lascaractersticas del nuevo programa, saldramos adelante.

Transistor:

Imagen 4. Transistor.

El transistor bipolar fue inventado en los Laboratorios Bell de EE. UU. endiciembre de 1947 por John Bardeen, Walter Houser Brattain y WilliamBradford Shockley, quienes fueron galardonados con el Premio Nobel deFsica en 1956. Fue el sustituto de la vlvula termoinica de tres electrodos,otriodo.

El transistor de efecto de campo fue descubierto antes que el transistor (1930),pero no se encontr una aplicacin til ni se dispona de la tecnologanecesaria para fabricarlos masivamente.

Es por ello que al principio se usaron transistores bipolares y luego los

denominados transistores de efecto de campo (FET). En los ltimos,la corriente entre el surtidor o fuente (source) y el drenaje (drain) se controlamediante el campo elctrico establecido en el canal. Por ltimo, apareci elMOSFET (transistor FET de tipo Metal-xido-Semiconductor). Los MOSFETpermitieron un diseo extremadamente compacto, necesario para los circuitosaltamente integrados (CI).

Hoy la mayora de los circuitos se construyen con tecnologa CMOS. Latecnologa CMOS (Complementary MOS MOS Complementario) es un diseocon dos diferentes MOSFET (MOSFET de canal n y p), que se complementanmutuamente y consumen muy poca corriente en un funcionamiento sin carga.

El transistor consta de un sustrato (usualmente silicio) y tres partes dopadasartificialmente (contaminadas con materiales especficos en cantidades


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especficas) que forman dos uniones bipolares, el emisor que emite portadores,el colector que los recibe o recolecta y la tercera, que est intercalada entre lasdos primeras, modula el paso de dichos portadores (base). A diferencia de lasvlvulas, el transistor es un dispositivo controlado por corriente y del que seobtiene corriente amplificada. En el diseo de circuitos a los transistores se les

considera un elemento activo, a diferencia de los resistores, condensadores einductores que son elementos pasivos. Su funcionamiento slo puedeexplicarse mediante mecnica cuntica.

De manera simplificada, la corriente que circula por el colectores funcinamplificada de la que se inyecta en el emisor, pero el transistor slo grada lacorriente que circula a travs de s mismo, si desde una fuente de corrientecontinua se alimenta la basepara que circule la carga por el colector, segn eltipo de circuito que se utilice. El factor de amplificacin o ganancia logradoentre corriente de colector y corriente de base, se denomina Beta del transistor.Otros parmetros a tener en cuenta y que son particulares de cada tipo de

transistor son: Tensiones de ruptura de Colector Emisor, de Base Emisor, deColector Base, Potencia Mxima, disipacin de calor, frecuencia de trabajo, yvarias tablas donde se grafican los distintos parmetros tales como corriente debase, tensin Colector Emisor, tensin Base Emisor, corriente de Emisor, etc.Los tres tipos de esquemas(configuraciones) bsicos para utilizacin analgicade los transistores son emisor comn, colector comn y base comn.

Regulador de Voltaje:

Imagen 5. Regulador de Voltaje.

Es un dispositivo electrnico diseado con el objetivo de proteger aparatos

elctricos y electrnicos sensibles a variaciones de diferencia de potencial ovoltaje y ruido existente en la corriente alterna de la distribucin elctrica.

Los reguladores electrnicos utilizan componentes electrnicos, que tienenmuchas ventajas respecto a los elementos mecnicos de los reguladoreselectromecnicos: no tienen movimiento y por lo tanto carecen de desgaste, supeso es mucho menor, su tamao es tambin menor permitiendo colocarlosdirectamente en las escobillas, y en definitiva son ms fiables y eficaces.

El principio de funcionamiento es idntico, el regulador funciona comoun interruptor que corta la corriente del rotor cuando el voltaje llega a undeterminado valor.
http://es.wikipedia.org/wiki/Electr%C3%B3nicahttp://es.wikipedia.org/wiki/Diferencia_de_potencialhttp://es.wikipedia.org/wiki/Corriente_alternahttp://es.wikipedia.org/wiki/Corriente_alternahttp://es.wikipedia.org/wiki/Diferencia_de_potencialhttp://es.wikipedia.org/wiki/Electr%C3%B3nica


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Necesitamos un elemento que sea capaz de detectar el voltaje, y ese elementoes el diodo Zener.

Para cortar la corriente o dejarla pasar utilizamos transistores, asociados comofases de potencia (tambin existen modelos con tristores):

- Alimentamos el circuito de excitacin a travs de un transistor (T2) cuya baseestar alimentada (T2 conduce) cuando el voltaje sea inferior al mximo.

- Cuando el voltaje alcanza un valor mximo, el diodo Zener acta dejandopasar corriente que alimenta la base de otro transistor (T1) que desva a masala corriente que antes iba a la base de T1. De esta forma la corriente que antesiba al rotor ahora va a masa (T2 conduce) y adems el circuito de excitacinest abierto (T1 no conduce).

El inductor no recibe corriente, no hay campo magntico y el alternador nogenera corriente, con lo que el voltaje disminuye, el diodo Zener deja deconducir y ya no alimenta la base de T2 que deja de conducir, pasando a labase de T1 que vuelve a conducir y la corriente de excitacin se dirige denuevo al rotor.

Este proceso se repetir continuamente, pero el proceso es electrnico y nohay desgaste.

Al igual que los electromagnticos, los reguladores electrnicos se conectan alas escobillas + y - del rotor. En un principio mediante cables igual que loselectromagnticos, y posteriormente directamente a las escobillas gracias a sureducido tamao.

Los reguladores electrnicos incorporan adems otros elementos electrnicos,

resistencias, condensadores, etc. que sirven para controlar las corrientesinteriores y proteger los distintos elementos principales. Son poco importantespues varan mucho de un modelo a otro y mucho ms de una casa a otra, nose puede actuar sobre ellos ni comprobarlos y son complementos adicionalesque no nos interesan para nada.

Pero hay un elemento que si debemos tener en cuenta ya que su correctofuncionamiento es importante y podemos comprobarlo facilmente, es el diodode proteccion.

Este diodo conecta las escobillas - y + de forma que permite que cuando se

corta la corriente, la corriente de autoinduccin que se genera recircule por elrotor sin entrar en el regulador, pues esta corriente es de un alto voltaje ypodra daar el regulador. Se comprueba con una lmpara de pruebas, viendoque no est cortocircuitado (no conduce de + a - ) ni cortado (no conduce enninguno de los dos sentidos).


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Motor:

Imagen 6. Motor.

Es una mquina que convierte la energa elctrica continua en mecnica,provocando un movimiento rotatorio. En la actualidad existen nuevas

aplicaciones conmotores elctricos que no producen movimiento rotatorio, sinoque con algunas modificaciones, ejercen traccin sobre un riel. Estos motoresse conocen como motores lineales.

Esta mquina de corriente continua es una de las ms verstiles en la industria.Su fcil control de posicin, paro y velocidad la han convertido en una de lasmejores opciones en aplicaciones de control y automatizacin de procesos.Pero con la llegada de la electrnica su uso ha disminuido en gran medida,pues los motores de corriente alterna, del tipo asncrono, pueden sercontrolados de igual forma a precios ms accesibles para el consumidor mediode la industria. A pesar de esto los motores de corriente continua se siguen

utilizando en muchas aplicaciones de potencia (trenes y tranvas) o deprecisin (mquinas, micro motores, etc.)

La principal caracterstica del motor de corriente continua es la posibilidad deregular la velocidad desde vaco a plena carga.

Una mquina de corriente continua (generador o motor) se componeprincipalmente de dos partes, un estator que da soporte mecnico al aparato ytiene un hueco en el centro generalmente de forma cilndrica. En el estatoradems se encuentran los polos, que pueden ser de imanes permanentes odevanados con hilo de cobre sobre ncleo de hierro. El rotor es generalmentede forma cilndrica, tambin devanado y con ncleo, al que llega la corrientemediante dos escobillas.
http://es.wikipedia.org/wiki/Conversi%C3%B3n_de_potenciahttp://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_el%C3%A9ctricahttp://es.wikipedia.org/wiki/Corriente_continuahttp://es.wikipedia.org/wiki/Motores_el%C3%A9ctricoshttp://es.wikipedia.org/wiki/Corriente_continuahttp://es.wikipedia.org/wiki/Motor_as%C3%ADncronohttp://es.wikipedia.org/wiki/Motor_as%C3%ADncronohttp://es.wikipedia.org/wiki/Corriente_continuahttp://es.wikipedia.org/wiki/Motores_el%C3%A9ctricoshttp://es.wikipedia.org/wiki/Corriente_continuahttp://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_el%C3%A9ctricahttp://es.wikipedia.org/wiki/Conversi%C3%B3n_de_potencia


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Programa:

#INCLUDE

ORG 0x00

REG1 EQU 0X0BREG2 EQU 0X0CREG3 EQU 0X0D

BSF STATUS,5 ;coloca banco 1MOVLW b'00110'MOVWF TRISAMOVLW b'00000000'MOVWF TRISB

BCF STATUS,5 ;coloca banco 0

GOTO INICIO_PROGRAMA

;********************INICIO DE PROGRAMA***************************INICIO_PROGRAMA CLRF PORTB

BTFSC PORTA,1;VERIFICA QUE LA SEAL DE 5VDC ESTEEN BAJO, SI ESTA EN BAJO SALTA UNA LINEA DE CODIGO

GOTO INICIO_PROGRAMAGOTO ENCENDIDO

;**************************ENCENDIDO******************************ENCENDIDO MOVLW b'11100000';SE ENCIENDEN LOS MOTORES

MOVWF PORTBBTFSC PORTA,1;VERIFICA QUE LA CONDICION DE 5VDC

CONTINUE EN BAJOGOTO INICIO_PROGRAMAGOTO VERIFICAR_SENSOR

;**************************SENSOR*******************************VERIFICAR_SENSOR BTFSC PORTA,2;SI EL SENSOR SE INTERRUMPE(UN BAJO EN LA SALIDA) SALTA UNA LINEA DE CODIGO

GOTO ENCENDIDOBTFSC PORTA,1;VERIFICA QUE LA CONDICION DE 5VDC

CONTINUE EN BAJOGOTO INICIO_PROGRAMAGOTO INTERRUPCION

;**************************INTERRRUPCCIONES**********************INTERRUPCION CLRF PORTB

CALL RETARDO_20S; TARDA 20S APAGADO


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BTFSC PORTA,1;VERIFICA QUE LA CONDICION DE 5VDCCONTINUE EN BAJO, SI ESTA EN BAJO CONTINUA CON EL PROCESOCICLICO DE ENCENDER Y APAGAR EL MOTOR

GOTO INICIO_PROGRAMAMOVLW b'10000000';SE ENCIENDE UN SOLO MOTOR

MOVWF PORTBCALL RETARDO_3S;TARDA SOLO 3S ENCENDIDOBTFSC PORTA,1;VERIFICA QUE LA CONDICION DE 5VDC

CONTINUE EN BAJO, SI ESTA EN BAJO CONTINUA CON EL PROCESOCICLICO DE ENCENDER Y APAGAR EL MOTOR

GOTO INICIO_PROGRAMAGOTO INTERRUPCION

;*************************RETARDOS*******************************************************

RETARDO_3Smovlw .67 ; 1 set numero de repeticion (C)

movwf REG1 ; 1 |UNO1 movlw .91 ; 1 set numero de repeticion (B)

movwf REG2 ; 1 |DOS1 movlw .122 ; 1 set numero de repeticion (A)

movwf REG3 ; 1 |TRES1 clrwdt ; 1 clear watchdog

decfsz REG3, 1 ; 1 + (1) es el tiempo 0 ? (A)goto TRES1 ; 2 no, loopdecfsz REG2, 1 ; 1 + (1) es el tiempo 0 ? (B)goto DOS1 ; 2 no, loopdecfsz REG1, 1 ; 1 + (1) es el tiempo 0 ? (C)goto UNO1 ; 2 no, loop

ba goto bd ; 2 ciclos delaybd clrwdt ; 1 ciclo delay

return

RETARDO_20Smovlw .71 ; 1 set numero de repeticion (C)

movwf REG1 ; 1 |

uno movlw .254 ; 1 set numero de repeticion (B)movwf REG2 ; 1 |dos movlw .221 ; 1 set numero de repeticion (A)

movwf REG3 ; 1 |tres clrwdt ; 1 clear watchdog

clrwdt ; 1 ciclo delaydecfsz REG3, 1 ; 1 + (1) es el tiempo 0 ? (A)goto tres ; 2 no, loopdecfsz REG2, 1 ; 1 + (1) es el tiempo 0 ? (B)goto dos ; 2 no, loopdecfsz REG1, 1 ; 1 + (1) es el tiempo 0 ? (C)

goto uno ; 2 no, loopab goto ac ; 2 ciclos delay


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ac goto adad clrwdt ; 1 ciclo delay

return

END

Simulador:

Ilustracin 1.


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Ilustracin 2.

Ilustracin 3.


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Ilustracin 4.

Ilustracin 5.


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Ilustracin 6.

Ilustracin 7.


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CONCLUSION

En este trabajo se puedo analizar una de las miles de aplicaciones que tiene el

Pic 16F84A. Tambin se concluye que los Pic son elementos importantes en

la electrnica que nos rodea hoy en da, que para su comprensin hay que

estar al tanto de ciertos conocimientos relativos a su funcionamiento y

comportamiento, y adems de todo existen muchos tipos de estos dispositivos

con miles y miles de aplicaciones a nivel mundial.

Tambin se sabe que estos pequeos pero tiles dispositivos ayudan a

solucionar muchos problemas que se presentan a todas las empresas gracias aque la nica limitacin es la creatividad del que los programa.

Trabajos citados

(s.f.). Obtenido dehttp://galia.fc.uaslp.mx/~cantocar/z8plus/documentos/historia01.pdf

(s.f.). Obtenido de http://www.unicrom.com/Tut_PICs1.asp

CONTROL DE MOTORES CON ASSEMBLER

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