UNIVERSIDAD POLITECNICASALESIANA

INGENIERIA ELECTRONICA

SISTEMAS MICROPROCESADOS IOSCAR AYALA

CHRISTIAN SIMBAÑAANDRES VALDIVIESO

MICROCONTROLADORES PIC• El fabricante de los microcontroladores PIC es Microchip desde el 2002,

revolucionando la tecnología pues solamente en el 2005 alcanzo una facturación de 874 millones de dólares de los cuales 675 fueron en microcontroladores.

Fig. Venta de Microchip destacando los microcontroladores

• En tanto si comparamos las ventas de microcontroladores este se destaca el área genérica de electrónica seguido de la automoción.

Fig. Tabla de porcentajes en uso de microcontroladores

• Gracias a sus características ecológicas en la construcción de microcontroladores las cuales son libres de plomo y la creciente demanda de este producto ha hecho que su uso y necesidad sean en un aumento notable con el paso del tiempo.

Fig. Crecimiento del numero de diferentes modelos de microcontroladores de 8 bits.

• Ya que hay una gran diversidad en los modelos de microcontroladores el usuario o programador puede encontrar un microcontrolador que se adapte a sus necesidades en características de memoria q este precisa para su aplicación.

Fig. La variedad de PIC con sus diferentes configuraciones permite encontrar el modelo q cumpla con los requerimientos del proyecto.

• El paso del tiempo a influido también en los microcontroladores ya que estos han pasado de las 0.7 micras a las 0.22 micras en el año 2006 , esto a influido directamente en sus requerimientos de voltaje ya que se necesitaba 2 y 5,5V para su funcionamiento y en la actualidad se lo a regulado a 5V.

Fig. Evolución de tensión en alimentación para microcontroladores en Microchip

CLASIFICACION DE MICROCONTROLADORES PIC• Principalmente por su arquitectura Harvard con memoria de programas y

datos independientes, dando facilidad a accesibilidad y longitud de las posiciones y tamaño de ambas memorias.

• Su clasificación es por medio del tamaño de datos manejados como son: 4,8,16 y 32bits.

Fig. Arquitectura Harvard (disposición de dos memorias diferentes)

MICROCONTROLADORES PIC DE 8 BITS

• Se clasifican en 3gamas:1. Base2. Media3. Mejorada

Fig. Clasificación de microcontroladores PIC

LA GAMA BASE• Responden a un juego de 33 instrucciones de 12 bits de longitud de c/u.• Una sola pila con 2 niveles de profundidad.• Su memoria como su numero de recursos es mínimo.• Sus modelos son de 6 pines

Fig. Posicionamiento de los 14 dispositivos PIC de gama Base teniendo en cuenta la capacidad de memoria y pines con los q se encuentra encapsulado

• Los PIC de gama baja son excelentes para realizar programaciones para circuitos sencillos ya que son suficientes para ellos y a demás tienen un costo muy bajo.

Fig. PIC de 6 Pines

• Para facilitar el cambio de PIC de menor a mayor serie se ha designado un cambio mínimo en distribución de pines para facilitar su uso y no confundir la configuración.

Fig. Asignación de pines en modelos 8,14,20 pines.

Fig. Principales características de los PIC de gama baja

LA GAMA MEDIA• Capaces de responder a 35 instrucciones con 14 bits de longitud cada uno.• Disponen de una Pila de 8 niveles de profundidad.• Disponen de un vector de interrupción.• Poseen 71 modelos diferentes, desde 8 pines hasta 68 pines

Fig. Características relevantes de algunos PIC de gama Media con 8 pines junto a otros con mas pines.

Fig. Característica de algunos modelos de Gama Media

Fig. Características de algunos modelos de gama Media

La capacidad de la memoria de programa puede alcanzar

los 128KB, la de datos 3963 bytes y la EEPROM hasta 1KB.

Dispone de periféricos muy especializados entre los que se destaca un conversor AD de 10 bits, hasta 5 temporizadores, interfaces para comunicación por bus, etc.

En las siguientes figuras se ofrece la tabla de algunos

modelos que componen esta gama con sus principales características

La gama Mejorada• Dispone de un repertuorio de 77 instrucciones de 16 bits de longitud cada una.

Los modelos PIC que conforman esta gama responden a la nomenclatura PIC18Xxxx.

Significado de cada uno de los campos que componen la nomenclatura PIC18Xxxx de la gama mejorada.

MICROCONTROLADORES PIC DE 16 BITS

Los requerimientos técnicos que exigen las modernas aplicaciones precisan microcontroladores más potentes , MICROCHIP ha disenado nuevos dispositivos que manejan 16 bits y que se integran en arquitecturas de mayor complejidad.

Hay 2 grandes gamas de microcontroladores de 16 bits.1.- Gama MCU de 16 bits, formada por las familias de dispositivos PIC24F y PIC24H.

2.- Gama MCU de 16 bits, formada por las familias de dispositivos PIC30F y PIC33F.

Gama de microcontroladores MCU de 16 bits

La primera familia de esta gama es la de los modelos con nomenclatura genérica PIC24F que alcanza un rendimiento de 16 MIPS a 32 MHz.

Los PIC24F poseen una arquitectura Harvard modificada con un bus de datos de 16 bits y con instrucciones de una longitud de 24 bits.

Pueden manejar una memoria de hasta 8MB y una de datos de hasta 64KB.

El nucleo del procesador se alimenta con 2,5V aunque las líneas de E/S se alimentan con 3,3V.Hay 9 modelos diferentes de PIC24F cuyas principales características se ofrecen en las siguiente figura:

Gama de microconroladores DSC de 16 bits

Estos microcontroladores añaden a los MCU anteriores recursos de software y hardware propios de los DSP(Procesadores Digitales de Senales) lo que permite utilizarlos en extraordinarias aplicaciones de tratamiento digital de senales.

GAMA DE MICROCONTROLADORES DSC DE 16 BITSGAMA DE MICROCONTROLADORES DSC DE 16 BITS• Añade Procesadores Digitales de Señales• Use en aplicaciones relacionadas con el procesado digital de señales• Los DSC constan de dos familias , la dsPIC30F y la dsPIC33F

Familia dsPIC30F• Tienen importantes capacidades de memoria • Se les alimenta con voltajes entre 4.5 y 5.5• Incorporan un motor DSP

Figura 1.20modelo de dsPIC30F

Familia dsPIC33FFamilia dsPIC33F• Se alimentan con 3.3V aunque la E/S pueden trabajar con niveles TTL.• Incorporan un control DMA de 8 canales , aumenta sus números de restricciones• Posee una interfaz para codec y tiene un rendimiento de 40 MIPS

figura 1.21Tabla con las caracteristicas principales del dsPIC33F

• Existen un total de 27 dispositivos dsPIC33F• No disponen de EEPROM• Los modelos de propósito general son adecuados para aplicaciones de voz y audio,

seguridad , electro medicina, modem ,etc. • Los de control de motores se orientan a electrodomésticos, control de dirección

electrónica de autos, control ambiental, sistemas de alimentación ininterrumpible, inversores y matrices con led.

Figura 1.22 diagrama de bloques de los dsPIC33F

ESQUEMA ELECTRICO DE LOS PIC (16F84)ESQUEMA ELECTRICO DE LOS PIC (16F84)• El esquema eléctrico nos sirve esencialmente para saber como esta

conectados sus periféricos.• En este esquema el PIC esta representado con elementos auxiliares • En este caso los interruptores como los leds estan conectados para ser

activos a nivel alto

Figura 1.23 esquema electrico

ORGANIGRAMAORGANIGRAMA• Antes de empezar a programar es recomendable plasmar en un

organigrama la forma de resolver el problema.• Mientras sea mayor la complejidad de la funcionalidad de los

requerimientos mas abstracto será el organigrama.

Figura 1.24 Organigrama

ENSAMBLADOR MPASMENSAMBLADOR MPASMEs un programa de libre distribución que se puede obtener en la pagina web de microchip,

y que sirve para ensamblar ficheros con extensión ASM para desplazarse por los campos de la pantalla se usan los cursores y el tabulador; los pasos son:

Figura 1.25 aspecto del ensamblador MPASM1. En el campo Source File Source File se introduce el nombre del fichero con extensión ASM 2. En el campo Processador TypeProcessador Type se busca el microcontrolador para el cual está pensado

el programa3. Por defecto genera dos ficheros uno con extensión ERR ERR y oteo con HEXHEX, que será el que

se grabe en el microcontrolador 4. Pulsamos F10.F10.5. En el caso que aparezcan errores se debe abrir el fichero ERRERR para ver las causas de los

mismos

GRABACION Y PRUEBA DE UN PROGRAMA EN EL MICROPIC TRAINERGRABACION Y PRUEBA DE UN PROGRAMA EN EL MICROPIC TRAINEREl sistema de desarrollo MicroPICTrainer esta ideado para grabar en el micro

controlador el programa, una vez ensamblado y convertido en formato HEX, y probar posteriormente dicho programa utilizando los periféricos de que dispone.

De la siguiente figura señalaremos sus principales partes:

Figura 1.26 Sistema de desarrollo MicroPICTrainer

1.1. Alimentación: Alimentación: aquí se conecta la fuente de alimentación, que debe proporcionar 12VAC.

2.2. Puerto paralelo: Puerto paralelo: mediante un cable paralelo se conecta la placa con la Pc.3.3. Picbus: Picbus: por este conector salen al exterior todas las líneas del PIC que se

encuentran el zócalo de la placa .4.4. PIC-18: PIC-18: es el zócalo donde se insertan los PIC de 18 pines.5.5. PIC-28: PIC-28: éste es el zócalo donde se insertan los PIC de 28 pines.6.6. Jumpers: Jumpers: sirven para conectar o desconectar el LCD.7.7. Interruptores: Interruptores: están conectados a las 5 líneas del puerto A8.8. LEDs: LEDs: están conectados al puerto B.9.9. Display7seg: Display7seg: el display de siete segmentos también está conectado al puerto Bdel

PIC.10.10. LCD: LCD: este periférico es el que requiere de mas conexiones. Comparte las 8 líneas

del puerto B con el display de 7 segmentos además utiliza RA0, RA1 y RA2 como líneas de control.

11.11. Jumpers A/D: Jumpers A/D: seleccionan que señales entraran en las líneas RA0-RA4 del pic. En la posición digital conectan los interruptores y en la posición analógica los potenciómetros

12.12. Potenciómetros: Potenciómetros: sirven para introducir señales analógicas al PIC.

Antes de utilizar los periféricos anteriormente descritos hay que grabar el programa en el PIC se debe realizar los siguientes pasos:

1. Introducir el pic en el zócalo correspondiente.2. Conectar la fuente d alimentación de 12VAC a la placa y a un enchufe de 220VAC3. Unir el Pc con la placa mediante un cable paralelo.4. Quitar los jumpers que habilitan/deshabilitan el LCD, el display y la barra de

diodos.5. Abrir el programa de grabación PICME-TR como se muestra en la siguiente figura.

Figura 1.27 programa de grabacion PICME-TR

SENSOR DE LUMINISIDAD: LDRSENSOR DE LUMINISIDAD: LDR• Es un elemento cuya resistencia entre bornes varía en función de la luz que

incide sobre su superficie.• Cuando no presenta luz posee una resistencia infinita • Mientras aumente la luz su resistencia desciende hasta cero• Tiene una infinidad de aplicaciones con fines lumínicos• No tiene polaridad

Figura 1.28 circuito practico de un LDR.

BIBLIOGRAFIA• Microcontroladores Pic – Angulo Usategui

Jose Maria