Entrenador para F87X PIC Laboratory

Entrenador para F87X PIC Laboratory
Entrenador para F87X
PIC Laboratory
MANUAL DE USUARIO
INGENIERIA DE MICROSISTEMAS
PROGRAMADOS S.L.
C/ Alda. Mazarredo Nº 47 - 1º Dpto. 2
48009 BILBAO - BIZKAIA
Tel/Fax: 94 4230651
Email: [email protected]
www.microcontroladores.com
PIC Laboratory
Indice de materias
Indice de materias
TEMA 1: El Hardware de PIC Laboratory
1.1 INTRODUCCION
1-1
1.2 CARACTERISTICAS
1-2
1.3 ARQUITECTURA DE PIC LABORATORY
1-3
1.3.1
1.3.2
1.3.3
1.3.4
1.3.5
1.3.6
1.3.7
1.3.8
1.3.9
1.3.10
1.3.11
1.3.12
1.3.13
La Fuente de Alimentación
Los microcontroladores
El Oscilador
Las entradas digitales
El generador analógico
El generador lógico
El teclado
Las salidas digitales
Salida a display de 7 segmentos
La pantalla LCD
El canal serie RS232
El conector de interface Smart Card
La tarjeta de memoria Memory Card
1-3
1-4
1-6
1-7
1-8
1-9
1-10
1-12
1-13
1-14
1-15
1-17
1-19
TEMA 2: El monitor PICMOS’7X y el software Real_PIC
2.1 INTRODUCCION
2-1
2.2 EL PICMOS’7X
2-1
2.3 RECURSOS EMPLEADOS POR EL PICMOS’7X
2-1
2.3.1
2.3.2
2.3.3
2.3.4
Restricciones en la memoria FLASH de programa
Restricciones en la memoria RAM de datos
Restricciones en la memoria EEPROM de datos
Restricciones de periféricos
2-2
2-3
2-3
2-4
2.4 SECUENCIA DE INICIO
2-4
2.5 EL SOFTWARE Real_PIC
2-6
2.5.1
2.5.2
2.5.3
2.5.4
El menú principal
2-7
2.5.1.1
2.5.1.2
2.5.1.3
2.5.1.4
2.5.1.5
2-7
2-9
2-9
2-10
2-11
Archivo
Edición
Herramientas
Ejecución
Ayuda
El área de EDITOR
El área Mem Programa
El área de la EEPROM de datos
2-11
2-12
2-13
i -1
PIC Laboratory
Indice de materias
2.5.5
2.5.6
2.5.7
El área RAM de datos
Operaciones con la tarjeta de memoria “Memory Card”
Ejecución
2-14
2-15
2-15
TEMA 3: Módulos OEM y aplicaciones
3.1 INTRODUCCION
3-1
3.2 EL MODULO OEMPICMOS’76
3-1
3.2.1
3.2.2
Esquema eléctrico
Aplicaciones
3-3
3-4
3.3 EL CIP PICMOS’76
3-6
3.4 RESUMEN
3-8
TEMA 4: Tutorial
4.1 INTRODUCCION
4-1
4.2 INSTALACION
4-1
4.3 MANOS A LA OBRA
4-3
4.3.1
4.3.2
4.3.3
4.3.4
4.3.5
Editando el programa fuente
Ensamblando
Grabando el programa
Ejecutando
Modificando
4-3
4-4
4-5
4-6
4-6
4.4 EDICION DE REGISTROS
4.4.1
4.4.2
4-7
Editando la memoria RAM
Editando la EEPROM de datos
4-7
4-10
4.5 LAS TARJETAS DE MEMORIA
4-11
4.6 EJEMPLOS
4-13
4.6.1
4.6.2
4.6.3
4.6.4
4.6.5
4.6.6
4.6.7
4.6.8
4.6.9
4.6.10
4.6.11
4.6.12
4.6.13
4.6.14
Simple manejo de las E/S
Función lógica NOT
Decodificador combinacional
Automatismo secuencial, simulando una maniobra de torneado
Automatismo secuencial, simulando una maniobra de taladrado
Automatismo secuencial, máquina de envasar
Máquina de envasar, versión mejorada
Juego de luces
La interrupción del TMR0
La interrupción externa RB0/INT
El display de 7 segmentos
Decodificador BCD a 7 segmentos
Contador decimal UP/DOWN
El TMR0 como contador de eventos externos
i -2
4-13
4-13
4-13
4-14
4-14
4-14
4-15
4-15
4-15
4-16
4-16
4-17
4-17
4-17
PIC Laboratory
Indice de materias
4.6.15
4.6.16
4.6.17
4.6.18
4.6.19
4.6.20
4.6.21
4.6.22
4.6.23
4.6.24
4.6.25
4.6.26
4.6.27
4.6.28
4.6.29
4.6.30
4.6.31
4.6.32
4.6.33
4.6.34
4.6.35
4.6.36
4.6.37
4.6.38
4.6.39
La memoria EEPROM de datos, la máquina “Su Turno”
Introducción al manejo de la pantalla LCD
Seguimos con la pantalla LCD
Visualizando mas mensajes
El teclado
El teclado y el LCD
Interrupción por cambio de estado
El TMR1, interrupción periódica
El TMR1 como contador de eventos externos
El TMR1 como divisor de frecuencias
Frecuencímetro
El TMR2, interrupción periódica
El TMR2, temporizaciones ajustables
Capturas con el módulo CCP1, midiendo periodos
Capturas con el módulo CCP1, midiendo la anchura de un pulso
Capturas con el módulo CCP1, midiendo el tiempo entre un pulso y el siguiente
Comparación con el módulo CCP1, contador de eventos ajustable
Modulación de anchura de pulsos (PWM) mediante el módulo CCP1
PWM mediante el módulo CCP1, variando la anchura
El convertidor ADC
Modulación PWM mediante el convertidor ADC
El USART, Transmitiendo caracteres
El USART, recepción/transmisión de caracteres
Saludos
Juego, Adivina el número
4-18
4-18
4-18
4-19
4-19
4-19
4-20
4-20
4-21
4-21
4-21
4-22
4-22
4-22
4-23
4-23
4-24
4-24
4-25
4-25
4-25
4-26
4-26
4-27
4-27
ANEXO 1: El módulo LCD
AN1.1 INTRODUCION
AN1-1
AN1.2 CONEXIÓN CON “PIC Laboratory”
AN1-1
AN1.3 JUEGO DE INSTRUCCIONES
AN1-2
AN1.4 JUEGO DE CARACTERES
AN1-5
AN1.5 CARACTERES GRAFICOS
AN1-6
AN1.6 SECUENCIA DE INICIALIZACION
AN1-7
AN1.7 DIAGRAMA DE TIEMPOS
AN1-8
AN1.8 RUTINAS DE CONTROL
AN1-9
AN1.9 DIMENSIONES DEL MODULO LCD
AN1-12
ANEXO 2: CARACTERISTICAS GENERALES DEL PIC16F876/877
AN2.1 INTRODUCCION
AN2-1
AN2.2 CARACTERISTICAS GENERALES
AN2-1
AN2.3 DESCRPCION DE PINES
AN2-2
i -3
PIC Laboratory
Indice de materias
AN2.4 ORGANIZACIÓN DE LA MEMORIA FLASH DE PROGRAMA
AN2-4
AN2.5 LA MEMORIA RAM DE DATOS
AN2-5
AN2.6 CONDICIONES INICIALES TRAS EL RESET
AN2-8
AN2.7 JUEGO DE INSTRUCCIONES
AN2-10
i -4
PIC Laboratory
Tema 1: El Hardware de PIC Laboratory
Tema 1: El Hardware de PIC Laboratory
1.1 INTRODUCCION
Bienvenido al fascinante mundo de los microcontroladores PIC. Ingeniería de Microsistemas Programados
S.L. pone en tus manos el nuevo entrenador “PIC Laboratory”. Se trata de un entrenador diseñado para el
aprendizaje y diseño de aplicaciones con los microcontroladores PIC16F876/877 de Arizona Microchip.
A pesar de pertenecer a la gama media, estos microcontroladores son de los mas potentes y flexibles que
hay en el mercado, gracias a la gran cantidad de recursos hardware internos que poseen. Entre estos recursos
cabe citar los siguientes:
•
Memoria FLASH de programa y EEPROM de datos. Pueden ser borrados y re utilizados
en numerosas ocasiones. Disponen también de 368 bytes de RAM para datos de tipo
variable.
•
Disponen de hasta un máximo de 33 líneas de entrada/salida (en el caso de emplear el
PIC16F877). Permiten el control de gran cantidad de periféricos.
•
Incluyen circuito conversor A/D con hasta 8 canales de entrada y 10 bits de resolución que
permiten procesar variables o señales de tipo analógico.
•
Tres circuitos temporizadores o “Timers” totalmente independientes entre sí y con diversos
modos de funcionamiento para cada uno de ellos.
•
Puerta Serie Síncrona Master (MSSP) que permite el control y conexión con dispositivos
SPI e I2C diseñados al efecto.
•
Receptor/transmisor universal (USART) que permite comunicaciones serie tanto síncronas
como asíncronas.
•
Dos circuitos CCP para la captura, comparación y modulación de anchura de pulsos que
permiten el diseño de aplicaciones donde se requiera muestreo de señales, medidas y
regulación.
•
Puerto paralelo esclavo (PSP) de 8 bits que permite rápidas transferencias de información
(sólo el PIC16F877).
•
Además y, como otros miembros de la numerosa familia PIC, estos dispositivos disponen
de temporizador Watchdog, Power On Reset, Power Up Timer, etc.
•
Toda la información técnica, “Data Sheets” y notas de aplicación están a disposición de los
usuarios en el sitio web que Microchip dispone al efecto: www.microchip.com
El objetivo de Ingeniería de Microsistemas Programados S.L. ha sido desarrollar una herramienta sencilla,
potente y de bajo coste que facilite al usuario el aprendizaje y aprovechamiento de todos los recursos
anteriormente expuestos.
El resultado de ello es el presente entrenador "PIC Laboratory". Se trata de una herramienta versátil que
dispone de gran cantidad de periféricos para el diseño, control y comprobación de aplicaciones así como el
soporte necesario para la grabación final del microcontrolador. Posteriormente el usuario podrá incorporar dicho
microcontrolador en el hardware propio que haya diseñado al efecto.
1-1
PIC Laboratory
Tema 1: El Hardware de PIC Laboratory
1.2 CARACTERISTICAS
Las características más relevantes del entrenador "PIC Laboratory" se muestran a continuación.
•
Alimentación única desde un transformador AC/DC de 12V. El entrenador dispone de su propio sistema de
rectificación, filtrado y estabilización a +5Vcc.
•
Soporta al PIC16F876 o al PIC16F877. El PIC 16F876 viene incorporado de serie. El PIC16F877 es
opcional y se puede adquirir por separado. Ambos modelos de PIC vienen grabados de serie con el programa
monitor PICMOS’76 o PICMOS’77 que facilita el interface del usuario con el PC.
•
Canal serie RS232 a 38.400 baudios para conexión con el PC. El PC dotado del software
“Real PIC” incluido en "PIC Laboratory" , permite un cómodo interface con el usuario quien
podrá grabar el PIC, ejecutar programas de aplicación, editar/modificar la memoria, etc.
•
El usuario dispone de 4K de memoria FLASH de programa, 352 bytes de RAM para datos
y 246 de EEPROM para datos no volátiles.
•
Alta velocidad de trabajo controlada por cristal de cuarzo a 20 MHz. El tiempo de ejecución
es de 200nS por instrucción (excepto las instrucciones de salto que es de 400nS).
•
Seis entradas digitales mediante conmutadores deslizantes que están asociadas a las
líneas RA0-RA5.
•
Dos pulsadores permiten generar la señal RESET de inicio y la de interrupción externa
INT.
•
Tensión de entrada analógica variable asociada al canal AN0. Esta tensión es
seleccionable mediante Jumper y puede proceder de un potenciómetro o bien de un foto
transistor sensible a la luz ambiente.
•
Generador lógico de frecuencia variable mediante potenciómetro que permite aplicar
pulsos de entrada a los diferentes temporizadores/contadores del PIC.
•
Teclado matricial de 4 x 4 gobernado desde las líneas RB0-RB7 de la puerta B
•
Ocho salidas digitales asociadas a RB0-RB7 y que están representadas mediante diodos
leds y display de 7 segmentos.
•
Salida a pantalla LCD de 2 x 16 caracteres alfa numéricos.
•
Conector de la serie Smart Card de 8 contactos que permite la inserción de tarjetas de
memoria externa para salvar aplicaciones y/o tarjetas de expansión vía SPI, I2C, etc..
•
Conector de expansión PIC-BUS 2 de 40 pines que transporta todas las señales del PIC y
que permite conectar periféricos externos al "PIC Laboratory" , según las necesidades y
aplicaciones del usuario.
•
Todos los periféricos que incorpora "PIC Laboratory" pueden ser inhabilitados mediante
sus correspondientes jumpers con objeto de que no interfieran con los periféricos externos
que pudiera conectar el usuario a través del PIC-BUS 2.
1-2
PIC Laboratory
Tema 1: El Hardware de PIC Laboratory
•
El "PIC Laboratory" se suministra completamente montado y comprobado e incluye el
cable serie, el microcontrolador 16F876 grabado con el monitor PICMOS’76, disco con
ejemplos y el programa de interface Real-PIC. También se incluye el presente manual de
usuario.
1.3 ARQUITECTURA DE PIC LABORATORY
En este apartado se explicará la arquitectura completa del entrenador "PIC Laboratory" presentado en la
fotografía de la figura 1-1. Mediante los correspondientes esquemas eléctricos el usuario podrá comprender la
conexión de los diferentes periféricos de que consta así como las consideraciones que se deben tener sobre los
mismos. Estas explicaciones pueden ayudar al usuario ha realizar su propio hardware en sus aplicaciones a
medida.
Figura 1-1. Imagen del entrenador "PIC Laboratory"
1.3.1 La Fuente de Alimentación
Se encarga de obtener la tensión general de +5Vcc con la que se alimenta el entrenador "PIC Laboratory"
en su totalidad. Su ubicación se muestra en la figura 1-2.
Figura 1-2. La fuente de alimentación
1-3
PIC Laboratory
Tema 1: El Hardware de PIC Laboratory
El esquema eléctrico de dicha fuente se presenta en la figura 1-3.
J1
D13
1A
-
+
U5
UA7805
1
12 VAC INPUT
GND
IN
OUT
3
+5Vcc
R3
330
2
+ C13
100uF
+ C14
100uF
C11
100n
D10
VCC ON
Figura 1-3. Esquema de la fuente de alimentación
El entrenador "PIC Laboratory" trabaja con una única tensión de alimentación de +5Vcc. Esta se obtiene
en el propio entrenador a partir de una tensión de entrada de 12VAC o de +12VDC que se aplica por el conector
J1. El puente D13 formado por 4 diodos se encarga de rectificar la tensión alterna de entrada. Esta se filtra
mediante C13 y se estabiliza a +5Vcc mediante el regulador UA7805 (U5). El diodo led D10 monitoriza la tensión
de trabajo obtenida.
1.3.2 Los microcontroladores
El sistema es capaz soportar dos modelos de PIC diferentes: el 16F876 de 28 patillas y el 16F877 de 40.
tal y como se muestra en la fotografía de la figura 1-4, se puede apreciar que existen sendos zócalos para insertar
uno de los dos microcontroladores. El entrenador "PIC Laboratory" incorpora de serie el PIC16F876 que viene
grabado con el programa monitor PICMOS’76. En la imagen también se puede apreciar el conector de expansión
PIC-BUS 2, gracias al cual el usuario puede conectar los periféricos que le interese en cada aplicación. Ingeniería
de Microsistemas Programados S.L. vende estos dos modelos de PIC grabados con el software que luego se
describe y para identificarlos les denomina PICMOS’76 y PICMOS’77, respectivamente.
Figura 1-4. Zócalos para los PIC y conector de expansión
1-4
PIC Laboratory
Tema 1: El Hardware de PIC Laboratory
El esquema de la figura 1-5 muestra el patillaje de ambos modelos de PIC así como la distribución de
señales que transporta el conector de expansión PIC-BUS 2 (J4).
U2
40
39
38
37
36
35
34
33
U1
7
6
5
4
3
2
1
9
10
8
19
20
RA5/AN4
RA4/T0CKI
RA3/AN3
RA2/AN2
RA1/AN1
RA0/AN0
RB7
RB6
RB5
RB4
RB3
RB2
RB1
RB0/INT
MCLR
OSC1
RC7/RX
RC6/TX
RC5/SDO
RC4/SDI/SDA
RC3/SCK/SCL
RC2/CCP1
RC1/TCKO
RC0/TCKI
OSC2
Vss
Vss
Vdd
28
27
26
25
24
23
22
21
7
6
5
4
3
2
18
17
16
15
14
13
12
11
1
13
14
12
31
PICMOS'76
11
32
RB7
RB6
RB5
RB4
RB3
RB2
RB1
RB0/INT
RA5/AN4
RA4/T0CKI
RA3/AN3
RA2/AN2
RA1/AN1
RA0/AN0
MCLR
OSC1
OSC2
Vss
Vss
RC7/RX
RC6/TX
RC5/SDO
RC4/SDI/SDA
RC3/SCK/SCL
RC2/CCP1
RC1/TCKO
RC0/TCKI
RD7/PSP7
RD6/PSP6
RD5/PSP5
RD4/PSP4
RD3/PSP3
RD2/PSP2
RD1/PSP1
RD0/PSP0
RE2/AN7/SS
RE1/AN6/WR
RE0/AN5/RD
26
25
24
23
18
17
16
15
30
29
28
27
22
21
20
19
10
9
8
Vdd
Vdd
PICMOS'77
J4
+5Vcc
MCLR
RA0
RA1
RA2
RA3
RA4
RA5
RE0
RE1
RE2
NC
NC
RC0
RC1
RC2
RC3
RD0
RD1
1
3
5
7
9
11
13
15
17
19
21
23
25
27
29
31
33
35
37
39
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
24
26
28
30
32
34
36
38
40
RB7
RB6
RB5
RB4
RB3
RB2
RB1
RB0
+5Vcc
RD7
RD6
RD5
RD4
RC7
RC6
RC5
RC4
RD3
RD2
PIC-BUS 2
Figura 1-5. Conexiones de los PIC y del conector PIC-BUS 2
Las patillas de los microcontroladores PICMOS’76 y PICMOS’77 se corresponden exactamente con el
patillaje de los PIC16F876 y 16F877 respectivamente. Están debidamente documentadas en los manuales y Data
Sheets de Microchip.
Por su parte el conector PIC-BUS (J4) consiste en un conector macho para cable plano de 40 vías. Pone a
disposición del usuario de todas las señales del microcontrolador (excepto OSC1 y OSC2). De esta manera es
posible desarrollar hardware a medida de la aplicación y hacerlo funcionar desde el entrenador "PIC Laboratory" .
1-5
PIC Laboratory
Tema 1: El Hardware de PIC Laboratory
1.3.3 El oscilador
La sección del oscilador se muestra en la fotografía de la figura 1-6. Consta de un cristal de cuarzo y de
dos condensadores.
Figura 1-6. El oscilador
Su esquema eléctrico se muestra en la figura 1-7. Consiste en un cristal de cuarzo de 20MHz y dos
condensadores de 27 pF que se conectan a las entradas OSC1 y OSC2 del microcontrolador.
U1
7
6
5
4
3
2
1
9
10
8
19
Y1
20MHz
20
C1
27p
C2
27p
RA5/AN4
RA4/T0CKI
RA3/AN3
RA2/AN2
RA1/AN1
RA0/AN0
MCLR
OSC1
OSC2
Vss
Vss
Vdd
RB7
RB6
RB5
RB4
RB3
RB2
RB1
RB0/INT
RC7/RX
RC6/TX
RC5/SDO
RC4/SDI/SDA
RC3/SCK/SCL
RC2/CCP1
RC1/TCKO
RC0/TCKI
28
27
26
25
24
23
22
21
18
17
16
15
14
13
12
11
PICMOS'76
Figura 1-7. Esquema eléctrico del circuito oscilador
En el diseño se ha elegido una velocidad de trabajo de 20MHz. El PIC viene programado por defecto con
la versión HS de su oscilador. Trabajando a esta velocidad el ciclo de reloj es de 50nS. Teniendo en cuenta que
una instrucción se ejecuta siempre en cuatro ciclos de reloj, el tiempo de ejecución o ciclo de instrucción es de
200nS por instrucción. Todas las instrucciones se ejecutan en el mismo lapsus de tiempo excepto todas aquellas
que impliquen algún tipo de salto o desplazamiento del PC. En este caso se emplean 2 ciclos de instrucción y
tardan en ejecutarse 400nS.
Esta alta velocidad permite un eficaz rendimiento en el trabajo del entrenador "PIC Laboratory".
Igualmente el usuario podrá desarrollar aplicaciones que requieran una elevada tasa en su ejecución.
1-6
PIC Laboratory
Tema 1: El Hardware de PIC Laboratory
Aunque es relativamente fácil modificar la velocidad por parte del usuario, no se aconseja hacerlo ya que
también se modificaría la velocidad de comunicación entre el canal serie de "PIC Laboratory" y el PC con su
software de interface Real-PIC.
1.3.4 Las entradas digitales
Básicamente están formadas por 6 interruptores deslizantes y dos pulsadores, tal y como se muestra en la
figura 1-8.
Figura 1-8. Las entradas digitales
Tal y como se puede apreciar en el esquema de la figura 1-9, los interruptores SW1-SW6 están asociados
respectivamente a las líneas RA0-RA5. Por su parte el pulsador SW7 puede emplearse para provocar la
interrupción externa INT asociada a la línea RB0/INT del PIC. Finalmente el pulsador SW8 provoca, al accionarlo,
un RESET general del sistema. En este caso el PIC inicia la ejecución del programa monitor PICMOS’XX con el
que viene grabado de serie.
+5Vcc
R38
4K7
R37
4K7
R36
4K7
R35
4K7
R34
4K7
R33
RA5
SW6
R22
220
RA4
SW5
R21
220
RA3
SW4
R20
220
RA2
SW3
R19
220
R42
R25
47K
470
+5Vcc
RA4
RA3
1
9
RA2
SW2
220
R18
10
RA1
RA0
SW1
8
19
220
R17
SW8
U1
7
6
5
4
3
2
RA5
RA1
RESET
RA0
4K7
20
RA5/AN4
RA4/T0CKI
RA3/AN3
RA2/AN2
RA1/AN1
RA0/AN0
MCLR
OSC1
OSC2
Vss
Vss
Vdd
RB7
RB6
RB5
RB4
RB3
RB2
RB1
RB0/INT
RC7/RX
RC6/TX
RC5/SDO
RC4/SDI/SDA
RC3/SCK/SCL
RC2/CCP1
RC1/TCKO
RC0/TCKI
28
27
26
25
24
23
22
21
18
17
16
15
14
13
12
11
PICMOS'76
RA0
AN0
JP5
RA4
T0CKI
JP4
RB0
RB0/INT
JP6
Desde la
entrada
analógica
SW7
INT
R23
Desde el
generador
lógico
Línea de
E/S
general
R0
470
Figura 1-9. Conexión eléctrica de las entradas digitales
1-7
100
+5Vcc
PIC Laboratory
Tema 1: El Hardware de PIC Laboratory
Por su parte la línea RA0 puede actuar como entrada analógica AN0. El usuario puede seleccionar,
mediante el jumper JP5 si esta señal procede del interruptor SW1 (entrada digital) o bien del generador de tensión
analógica (entrada analógica AN0).
De la misma forma, la entrada RA4 puede actuar como entrada de pulsos para el TMR0 del PIC (T0CKI).
El usuario puede seleccionar, mediante el jumper JP6 si esta señal procede del interruptor SW5 (entrada digital) o
bien desde el generador lógico (entrada de pulsos T0CKI).
La línea RB0 puede actuar como entrada/salida digital o bien como entrada de interrupción externa INT.
En este caso la interrupción es sensible al flanco descendente cada vez que se acciona el pulsador SW7. El
jumper JP4 permite seleccionar una de las dos modalidades.
Las resistencias pull-up y pull-down asociadas a los interruptores SW1-SW6 permiten que las señales
RA0-RA5 procedan de otros periféricos externos sin que el estado lógico de dichos interruptores prevalezca sobre
las señales generadas por esos periféricos.
1.3.5 El generado analógico
Con objeto de poder experimentar con el convertidor AD que integran los PIC16F87X, el entrenador "PIC
Laboratory" dispone de dos generadores de tensión variable que permiten el estudio, diseño y comprobación de
aplicaciones relacionadas con medidas y procesos de variables analógicas. Se pueden apreciar en la figura 1-10.
Figura 1-10. Los generadores de tensión analógica variable
Tal y como se muestra en el esquema eléctrico de la figura 1-11 se puede comprobar que es un circuito
muy simple.
La señal RA0/AN0 del PIC puede, al igual que otras señales, programarse como entrada digital (RA0) o
entrada analógica (AN0). Además el usuario puede y debe seleccionar el origen de esa señal mediante el jumper
JP5. Cuando se coloca en la posición RA0 la señal aplicada al PIC procede del interruptor SW1 como ya se
explicó anteriormente. Se supone que dicho PIC ha sido programado para que RA0 actúe como entrada digital. Si
el jumper se coloca en la posición AN0 la señal que entra a la patilla 2 del PIC procede de uno de los dos
generadores analógicos disponibles en "PIC Laboratory".
Uno de los generadores analógicos está formado por el foto transistor BPW40 (Q1). Este mide la luz
ambiente que incide sobre él y genera una tensión analógica proporcional (VA1). El otro generador es un simple
potenciómetro (P1) que proporciona la tensión VA2 en función del recorrido de su cursor. Mediante el jumper JP7
se selecciona entre VA1 y VA2 como señal de entrada al canal 0 del PIC (AN0).
1-8
PIC Laboratory
Tema 1: El Hardware de PIC Laboratory
U1
RA0
AN0
JP5
Desde el
interruptor
SW1
7
6
5
4
3
2
RA0
RA4
JP7
VA1
1
9
VA2
10
Q1
BPW40
R40
10K
R1
100
8
19
20
RA5/AN4
RA4/T0CKI
RA3/AN3
RA2/AN2
RA1/AN1
RA0/AN0
MCLR
OSC1
OSC2
Vss
Vss
Vdd
RB7
RB6
RB5
RB4
RB3
RB2
RB1
RB0/INT
RC7/RX
RC6/TX
RC5/SDO
RC4/SDI/SDA
RC3/SCK/SCL
RC2/CCP1
RC1/TCKO
RC0/TCKI
28
27
26
25
24
23
22
21
18
17
16
15
14
13
12
11
PICMOS'76
1K
P1
+5Vcc
Figura 1-11. Esquema eléctrico de los generadores analógicos
1.3.6 El generador lógico
Algunas de las funciones implementadas en los PIC requieren de una señal externa que pueda ser
empleada como entrada para los distintos circuitos contadores, de captura y de comparación. El entrenador "PIC
Laboratory" dispone de un sencillo pero eficaz generador lógico que proporciona una señal de onda cuadrada
asimétrica y con una frecuencia ajustable entre 1 y 150 Hz aprox. Mediante su empleo el usuario podrá realizar
numerosas experiencias relativas a contar pulsos, medir la anchura de los mismos, periodos, etc. Se puede
observar en la figura 1-12.
Figura 1-12. El generador lógico
La figura 1-13 muestra el esquema eléctrico del generador lógico del entrenador "PIC Laboratory". Está
construido en torno al popular Timer 555 trabajando como multivibrador inestable.
Mediante el potenciómetro P2 se ajusta la frecuencia de la señal de salida, presente en la patilla 3 del
NE555 (U4), en un rango que va desde 1 hasta 150Hz aproximadamente. El diodo led D8 da una idea visual de la
frecuencia de salida.
1-9
PIC Laboratory
Tema 1: El Hardware de PIC Laboratory
Dicha frecuencia se aplica a los jumpers JP6, JP8 y JP9 que el usuario manipulará según le convenga.
Cerrando JP6 con la posición T0CKI la señal de salida del generador se aplica a la entrada RA4/T0CKI. Esto
permite desarrollar aplicaciones en las que el TMR0 del PIC trabaje como contador de eventos externos.
T1CKI
JP8
RA4
JP9
CCP1
+5Vcc
T0CKI
C4
100n
JP6
R41
10K
7
R2
100
6
R
3
R12
330
U1
4
Desde el
interruptor
SW5
D8
GEN.ON
Q
TR
2
C12
1000n
DIS
THR
CV
5
1M
1
9
C3
10n
U4
NE555
7
6
5
4
3
2
10
8
19
20
P2
RA5/AN4
RA4/T0CKI
RA3/AN3
RA2/AN2
RA1/AN1
RA0/AN0
MCLR
OSC1
OSC2
Vss
Vss
Vdd
RB7
RB6
RB5
RB4
RB3
RB2
RB1
RB0/INT
RC7/RX
RC6/TX
RC5/SDO
RC4/SDI/SDA
RC3/SCK/SCL
RC2/CCP1
RC1/TCKO
RC0/TCKI
28
27
26
25
24
23
22
21
18
17
16
15
14
13
12
11
PICMOS'76
Figura 1-13. Esquema eléctrico del generador lógico
Si se cierra el jumper JP8 la salida del generador va a parar a la entrada RC0/T1CKI lo que igualmente
permite el desarrollo de aplicaciones en las que el TMR1 del PIC actúe como contador de eventos externos o bien
con base de tiempos externa para las temporizaciones.
Mediante el jumper JP9 se aplica, si se cierra, señal a la patilla RC2/CCP1. De esta forma es posible
emplear el módulo CCP1 del PIC para realizar aplicaciones de captura y comparación de pulsos externos, medir la
anchura de estos, el periodo, etc.
Por último cabe indicar que, si los tres jumpers mencionados quedan abiertos, la salida del generador se
inutiliza. Las respectivas patillas del PIC quedan libres para otra tipo de aplicaciones.
1.3.7 El teclado
Tal y como se muestra en la fotografía de la figura 1-14, el entrenador "PIC Laboratory" va provisto de un
teclado matricial de 16 teclas. Se trata del periférico de entrada por excelencia que va a permitir introducir todo tipo
de datos para su posterior procesamiento.
El control del mismo va suponer tener que utilizar una serie de técnicas y conceptos que se emplean en
las más diversas aplicaciones de tipo industrial y comercial. Manejar conceptos tales como “barrido del teclado”,
“tecla pulsada”, “interrupción al pulsar”, “rebotes”, etc., darán la posibilidad al usuario de acometer ambiciosos
proyectos de carácter profesional.
1-10
PIC Laboratory
Tema 1: El Hardware de PIC Laboratory
Figura 1-14. Imagen del teclado de "PIC Laboratory"
Un dato a tener en cuenta es que, a pesar de tener 16 teclas, tan sólo son necesarias 8 líneas del
microcontrolador para su total control. Ello es debido a su distribución matricial. En el caso que nos ocupa el
teclado está conectado a las 8 líneas de la puerta B (RB0-RB7) tal y como se muestra en el esquema eléctrico de
la figura 1-15.
SW9
U1
7
6
5
4
3
2
1
9
10
8
19
20
RA5/AN4
RA4/T0CKI
RA3/AN3
RA2/AN2
RA1/AN1
RA0/AN0
MCLR
OSC1
OSC2
Vss
Vss
Vdd
RB7
RB6
RB5
RB4
RB3
RB2
RB1
RB0/INT
RC7/RX
RC6/TX
RC5/SDO
RC4/SDI/SDA
RC3/SCK/SCL
RC2/CCP1
RC1/TCKO
RC0/TCKI
28
27
26
25
24
23
22
21
18
17
16
15
14
13
12
11
8
7
6
5
4
3
2
1
RB7
RB6
RB5
RB4
RB3
RB2
RB1
RB0
F3
F2
F1
F0
C3
C2
C1
C0
1
2
3
A
F0
4
5
6
B
F1
7
8
9
C
F2
*
0
#
D
F3
R27-R30 4x2K2
C0
C1
C2
C3
SECME ECO 16250 06_2
PICMOS'76
Figura 1-15. Esquema de conexiones del teclado
Está organizado en 4 filas (F0-F3) que se conectan a RB4-RB7 y otras 4 columnas (C0-C3) que se
conectan a RB0-RB3. La intersección fila-columna da lugar a una tecla en concreto. Es decir, si se pulsa por
ejemplo la tecla 4, supone unir eléctricamente la fila F1 con la columna C0, que es tanto como decir que las líneas
RB0 y RB5 del PIC se han unido.
La rutina software encargada de explorar el teclado tiene que determinar qué tecla se ha pulsado. Para
ello, por ejemplo, configura las líneas RB0-RB3 (las columnas) como salidas y RB4-RB7 (las filas) como entradas.
Secuencialmente va activando cada una de las columnas al tiempo que lee el estado de las filas. Cuando se
detecta que una fila esté activada es porque se pulso una tecla. Basta conocer qué columna se activó en ese
momento para sacar la relación fila-columna que define a cada tecla. Esta tarea conocida como “barrido del
teclado” ha de repetirse de forma constante y periódica. De esta manera y, a la velocidad de trabajo del PIC, será
posible detectar una pulsación en cualquier momento.
1-11
PIC Laboratory
Tema 1: El Hardware de PIC Laboratory
Haciendo uso de algunas de las prestaciones que ofrece un PIC, es posible desarrollar rutinas más
sofisticadas y eficaces. Efectivamente, programando los registros oportunos de un PIC podemos hacer que las
entradas RB4-RB7 (las filas) se conecten a unas resistencias pull-up internas que hacen que esas líneas, en
estado de reposo, estén a nivel “1”. Por otra parte también podemos habilitar la interrupción por cambio de estado
en cualquiera de esas líneas de entrada.
Al mismo tiempo, las salidas RB0-RB3 (las columnas) las ponemos a nivel “0”. Esta situación de reposo se
mantiene en caso de no pulsarse ninguna tecla. El microcontrolador puede dedicarse a otras tareas o quedarse en
standby reduciendo el consumo hasta que haya un suceso. Dicho suceso puede ser la pulsación de cualquier
tecla. Efectivamente, puesto que RB0-RB3 (columnas) están a “0” y RB4-RB7 (filas) están a nivel “1” gracias a las
resistencias pull-up internas, cuando se pulse cualquier tecla se produce una interrupción por cambio de estado en
cualquiera de las líneas RB4-RB7 (filas).
Esa interrupción provoca el fin del standby (wake-up) y la inmediata atención al programa de tratamiento
que se encargará de averiguar qué tecla se pulsó.
1.3.8 Las salidas digitales
Están formadas por un conjunto de 8 diodos tipo led que sirven para representar el estado lógico de las
líneas a las que estén conectados. Ver la figura 1-16.
Figura 1-16. Las salidas digitales
En el entrenador "PIC Laboratory" esos leds están conectados a las 8 líneas de la puerta B (RB0-RB7)
que son líneas de propósito general. El esquema de la figura 1-17 muestra las conexiones eléctricas.
U1
20
19
8
10
9
1
2
3
4
5
6
7
Vdd
Vss
Vss
OSC2
OSC1
MCLR
RA0/AN0
RA1/AN1
RA2/AN2
RA3/AN3
RA4/T0CKI
RA5/AN4
RC0/TCKI
RC1/TCKO
RC2/CCP1
RC3/SCK/SCL
RC4/SDI/SDA
RC5/SDO
RC6/TX
RC7/RX
RB0/INT
RB1
RB2
RB3
RB4
RB5
RB6
RB7
11
12
13
14
15
16
17
18
21
22
23
24
25
26
27
28
JP4
INT
RB0
R4-R11 8x330
RB0
RB1
RB2
RB3
RB4
RB5
RB6
RB7
D7
PICMOS'76
Desde el
pulsador
SW7
D6
D5
D4
D3
D2
D1
JP1
LED ON
RB7
RB6
RB5
Figura 1-17. Conexiones de las salidas digitales
1-12
RB4
RB3
RB2
RB1
RB0
PIC Laboratory
Tema 1: El Hardware de PIC Laboratory
Las líneas de salida de un PIC pueden activar directamente cargas de hasta 25mA. Sin necesidad de una
circuitería adicional las líneas de la puerta B activan directamente a los leds asociados a través de sendas
resistencias de absorción.
Un nivel lógico “1” por cualquiera de esas líneas provoca el encendido del led correspondiente. Un nivel “0”
lo apaga. Es una forma muy simple y económica de reflejar el estado binario de las líneas de salida, donde cada
led simula la carga que se desea controlar.
Abriendo el jumper JP1 todos los cátodos de los leds quedan desconectados. De esta manera las líneas
de la puerta B quedan libres y se evita un consumo extra, pudiendo ser empleadas por los periféricos que el
usuario de "PIC Laboratory" desee conectar a través del PI-BUS 2.
Según la posición en que se cierre el jumper JP4 la línea RB0/INT puede ser empleada como línea de E/S
de propósito general o bien como entrada de interrupción externa INT activada desde el pulsador SW7.
1.3.9 Salida a display de 7 segmentos
Como periférico destacado, el entrenador "PIC Laboratory" incluye el clásico display de 7 segmentos como
el que se muestra en la fotografía de la figura 1-18.
Figura 1-18. El display de 7 segmentos
Se trata de un periférico de salida que permite la visualización de valores numéricos. Tal y como se
muestra en el esquema de la figura 1-19, los segmentos del display están también conectados a las 8 líneas de la
puerta B (RB0-RB7). Se trata de un display de cátodo común. Cada uno de los segmentos, que a efectos prácticos
consisten en diodos led, necesita un nivel lógico “1” en la salida correspondiente, para su correcta iluminación.
El usuario tiene control sobre cada segmento individual y pude visualizar cualquier tipo de símbolo que el
display sea capaz de representar. También puede diseñar las clásicas rutinas de conversión BCD a 7 segmentos
para poder hacer representaciones numéricas.
Tanto las salidas digitales como los segmentos del display están conectados en paralelo a las mismas
líneas de la puerta B y a las mismas resistencias de absorción. Mediante el jumper JP2 se puede desconectar el
display cuando no vaya a emplearse evitando así un consumo extra sobre las líneas RB0-RB7.
1-13
PIC Laboratory
Tema 1: El Hardware de PIC Laboratory
U1
20
19
8
10
9
1
2
3
4
5
6
7
Vdd
Vss
Vss
OSC2
OSC1
MCLR
RA0/AN0
RA1/AN1
RA2/AN2
RA3/AN3
RA4/T0CKI
RA5/AN4
RC0/TCKI
RC1/TCKO
RC2/CCP1
RC3/SCK/SCL
RC4/SDI/SDA
RC5/SDO
RC6/TX
RC7/RX
RB0/INT
RB1
RB2
RB3
RB4
RB5
RB6
RB7
11
12
13
14
15
16
17
18
21
22
23
24
25
26
27
28
JP4
INT
RB0
R4-R11 8x330
RB0
RB1
RB2
RB3
RB4
RB5
RB6
RB7
PICMOS'76
Desde el
pulsador
SW7
U7
1
13
10
8
7
2
11
9
a
b
c
d
e
f
g
dp
14
cc
SC43-11HWA
JP2
DISPLAY ON
Figura 1-19. Conexión eléctrica del display a 7 segmentos
1.3.10 La pantalla LCD
Se trata de uno de los periféricos más versátiles e interesantes que dispone el entrenador "PIC
Laboratory". Se presenta en la figura 1-20 y es capaz de visualizar dos líneas de 16 caracteres alfanuméricos cada
una.
Figura 1-20. La pantalla LCD
Este potente periférico de salida va a permitir representar cualquier tipo de mensaje compuesto de letras,
números y símbolos produciendo además diferentes efectos de visualización como desplazamientos a izquierda y
derecha, parpadeos, scrolls, etc.
La transferencia de información entre la pantalla LCD y el microcontrolador se realiza en paralelo en
conjuntos de cuatro u ocho bits. En el entrenador "PIC Laboratory" las transferencias se realizan en 8 bits, es por
ello que las 8 líneas de datos del módulo LCD se conectan con las 8 líneas RB0-RB7 de la puerta B, tal y como se
muestra en el esquema de conexiones de la figura 1-21.
1-14
PIC Laboratory
Tema 1: El Hardware de PIC Laboratory
U1
20
19
8
10
9
1
2
3
4
5
6
7
Vdd
Vss
Vss
OSC2
OSC1
RC0/TCKI
RC1/TCKO
RC2/CCP1
RC3/SCK/SCL
RC4/SDI/SDA
RC5/SDO
RC6/TX
RC7/RX
MCLR
RB0/INT
RB1
RB2
RB3
RB4
RB5
RB6
RB7
RA0/AN0
RA1/AN1
RA2/AN2
RA3/AN3
RA4/T0CKI
RA5/AN4
11
12
13
14
15
16
17
18
21
22
23
24
25
26
27
28
JP3
R39
10K
LCD ON
U6
RB0
RB1
RB2
RB3
RB4
RB5
RB6
RB7
7
8
9
10
11
12
13
14
D0
D1
D2
D3
D4
D5
D6
D7
MODULO
LCD
2 x 16
VSS
VCC
VEE
RS
R/W
E
1
2
3
4 RA1
5 RA2
6
+5Vcc
R26
1K
LCD-WM-C1602
PICMOS'76
Figura 1-21. Conexiones eléctricas entre el módulo LCD y el PIC
A través de la puerta B el PIC transfiere tanto los códigos ASCII de los caracteres a visualizar como los
códigos de instrucción gracias a los cuales se establecen diferentes modos de visualización sobre la pantalla. El
estado interno de ésta también puede ser leído a través de la misma puerta del PIC. De este modo el
microcontrolador puede conocer si la pantalla está o no ocupada, la posición actual del cursor, el carácter que hay
en dicha posición, etc.
Además de la puerta B de datos, se emplean otras 3 señales de control. Mediante la señal RS conectada
a RA1 el PIC indica si está enviando un código ASCII de datos o un código de instrucción. Con la señal R/W
conectada a RA2 el PIC establece si va a escribir datos/instrucciones o bien si va a leer el estado interno de la
pantalla. Finalmente mediante la señal E conectada a RA3 mediante el jumper JP3 el PIC habilita o no el
funcionamiento general del módulo. Cuando esta señal se pone a nivel “0”, el módulo LCD queda desconectado
en estado de alta impedancia. En esta situación todas las líneas pueden ser empleadas por otros periféricos.
Si el usuario deja abierto el jumper JP3 la señal E de habilitación queda permanentemente a nivel “0”
gracias a la resistencia pull-down R39. En este caso la pantalla queda desconectada y en alta impedancia
independientemente del nivel lógico presente en RA3.
Por las patillas 1 y 2 del módulo se aplica la tensión de alimentación de +5Vcc que alimenta a toda la
electrónica interna del mismo. Por la patilla 3 (VEE) se puede aplicar una tensión variable entre 0 y +5Vcc que
permite ajustar el contraste de la pantalla. En el caso de "PIC Laboratory" se ha puesto a tierra a través de la
resistencia R26 de 1K con la que se consigue un buen contraste. Variando el valor de la resistencia se puede
variar el mismo.
En el ANEXO 1 del presente manual de usuario se proporcionan más detalles técnicos de la pantalla LCD
así como una serie de rutinas genéricas que permiten al usuario el desarrollo de sus propias aplicaciones.
1.3.11 El canal serie RS232
El entrenador "PIC Laboratory" incorpora los circuitos necesarios para adaptar niveles lógicos a niveles
RS232, con lo que se dispone así de un canal serie. Es posible por tanto, que el usuario pueda diseñar
aplicaciones relacionadas con la comunicación serie y, conectar "PIC Laboratory", con un PC, un terminal, modem,
impresora, etc. Se muestra en la figura 1-22.
1-15
PIC Laboratory
Tema 1: El Hardware de PIC Laboratory
Figura 1-22. El canal serie RS232
El mircocontrolador que incorpora el entrenador "PIC Laboratory" viene grabado de fábrica con el sistema
operativo denominado PICMOS’xx y que se explicará en el TEMA 2 del presente manual. Este sistema operativo
emplea el canal serie para comunicarse con un PC dotado del software Real-PIC también incluido. Entre ambos
se dispone de una potente herramienta con la que el usuario podrá descargar sus aplicaciones sobre el PIC,
ejecutarlas, visualizar/modificar registros de RAM, de EEPROM y mucho más.
En la figura 1-23 se muestra el esquema eléctrico de conexiones entre el PIC y el canal serie. El circuito
de adaptación de niveles está basado en el popular MAX232 (U3). Este circuito de alimentación única y con muy
pocos componentes externos es capaz de obtener niveles RS232 de ± 12V a partir de niveles lógicos TTL y
viceversa.
El conector J2 de comunicaciones consiste en un conector DB9 hembra estándar que se conecta
directamente al puerto serie del PC mediante el correspondiente cable (incluido). Por su patilla 3 (TxD) se reciben
los datos que transmite el PC. Estos se convierten a niveles TTL y se aplican al PIC por la patilla RC7/RX. El PIC
transmite datos por la patilla RC6/TX que, convertidos a niveles RS232, llegan al PC por la patilla 2 (RxD) del
conector J2.
El programa Real-PIC del PC puede provocar un RESET al entrenador "PIC Laboratory". Efectivamente,
esto ocurre cuando se activa la señal de la patilla 7 de J2 (RTS). Una vez convertida a nivel TTL, esa señal se
aplica mediante D14 y R24 a la patilla MCLR del PIC reiniciando todo el sistema.
Los diodos led D11 y D12 se iluminan mostrando actividad por el canal serie tanto durante la transmisión
como durante la recepción de datos.
1-16
PIC Laboratory
Tema 1: El Hardware de PIC Laboratory
+5Vcc
R42
47K
R25
U1
7
6
5
4
3
2
MCLR
1
9
10
8
19
20
RA5/AN4
RA4/T0CKI
RA3/AN3
RA2/AN2
RA1/AN1
RA0/AN0
MCLR
OSC1
OSC2
Vss
Vss
Vdd
RB7
RB6
RB5
RB4
RB3
RB2
RB1
RB0/INT
RC7/RX
RC6/TX
RC5/SDO
RC4/SDI/SDA
RC3/SCK/SCL
RC2/CCP1
RC1/TCKO
RC0/TCKI
28
27
26
25
24
23
22
21
18
17
16
15
14
13
12
11
RESET
470
R24
470
PICMOS'76
SW8
C5
RC7
C7
R16
U3
2
100n
D14
1N4148
CTS
RC6
J2
+5Vcc
11
12
TxD 10
9
RxD
1
3
100n
16
V+
V-
T1IN R1OUT
T1OUT R1IN
T2IN R2OUT
T2OUT R2IN
C1+
C2+
C1-
C2-
VCC
GND
6
14
13
7
8
4
5
15
MAX232
C9
+5Vcc
C6
100n
330
RTS
R15
330
RxD
5
9
4
8
3
7
2
6
1
RS-232
TxD
C8
100n
D11
RxD
D12
TxD
Red
100n
Green
R14
330
Figura 1-23. Esquema de conexiones del canal serie RS232
1.3.12 El conector de interface smart card
El entrenador "PIC Laboratory" está dotado de un conector smart card éstándar de 8 pines que permite
otra forma de expansión además del conector PIC-BUS 2 ya estudiado. Este conector está situado debajo del
teclado tal y como se muestra en la fotografía de la figura 1-24.
Figura 1-24. El conector Smart Card
Se trata de un conector estándar que admite tarjetas chip de tamaño normalizado. Efectivamente, se trata
de otra forma de expansión del entrenador que abre numerosas posibilidades y aplicaciones. Tal y como se
muestra en la figura 1-25 podremos conectar tarjetas de expansión de memoria donde poder almacenar datos y
1-17
PIC Laboratory
Tema 1: El Hardware de PIC Laboratory
programas, tarjetas de expansión de periféricos que permita trabajar con diferentes dispositivos, tarjetas chip o
tarjetas monedero con las cuales desarrollar distintas aplicaciones, tarjetas de diseño propio que incorporen
aquellos elementos específicos que deseemos gobernar, etc.
Figura 1-25. Expansión de "PIC Laboratory" mediante diferentes tipos de tarjetas
La figura 1-26 muestra el esquema de conexiones eléctricas entre el PIC y el conector smart card J3. Un
simple análisis de las señales que transporta nos permite apreciar que corresponden con las 6 líneas de menos
peso de la puerta C (RC0-RC5). Estas líneas en principio son líneas de E/S de propósito general y a disposición
del usuario.
U1
7
6
5
4
3
2
1
9
10
8
19
20
PICMOS'76
RA5/AN4
RA4/T0CKI
RA3/AN3
RA2/AN2
RA1/AN1
RA0/AN0
MCLR
OSC1
OSC2
Vss
Vss
Vdd
RB7
RB6
RB5
RB4
RB3
RB2
RB1
RB0/INT
RC7/RX
RC6/TX
RC5/SDO
RC4/SDI/SDA
RC3/SCK/SCL
RC2/CCP1
RC1/TCKO
RC0/TCKI
28
27
26
25
24
23
22
21
SW10
+5Vcc
R32
CARD ON
2K2
R31
J3
2K2
18
17
16
15
14
13
12
11
+5Vcc
RC5
RC3
RC2
RC1
RC4
RC0
R13
D9
330
BUS BUSY
1
2
3
4
5
6
7
8
INTERFACE CARD
Figura 1-26. Conexiones eléctricas del conector smart card
Si entramos en detalle podemos apreciar que las líneas RC3, RC4 y RC5 corresponden con las señales
SCK, SDI y SDO empleadas por el estándar del bus SPI, y/o también se corresponden con las señales SCL y SDA
correspondientes al estándar del bus I2C. El control de ambos buses está implementado en el propio hardware de
los microcontroladores PIC16F876 y 16F877 que admite el entrenador "PIC Laboratory".
Si añadimos el echo de que la mayoría de las tarjetas chip existentes así como gran cantidad de
dispositivos, se gobiernan mediante el protocolo SPI o I2C, es fácil intuir las grandes posibilidades de expansión y
de aplicación del entrenador.
1-18
PIC Laboratory
Tema 1: El Hardware de PIC Laboratory
La distribución de las señales sobre el conector smart card J3 se ha hecho de acuerdo con la distribución
de los pines de las tarjetas más empleadas. Así, por la patilla 1 se introduce la tensión +5Vcc de alimentación.
Esta tensión se aplica a través del interruptor SW10 que está situado físicamente sobre el propio conector y cuyos
contactos se cierran cada vez que se introduce una tarjeta. La patilla 5 corresponde con tierra o GND.
La patilla 3 está conectada con RC3/SCK/SCL. Por esta patilla se aplica la señal de reloj necesaria en la
mayor parte de tarjetas existentes. Esta señal de reloj la puede generar el PIC trabajando en el modo SPI o I2C.
La señal presente en la patilla 7 está conectada con RC4/SDI/SDA. Corresponde con la entrada de datos
(SDI) para tarjetas SPI o similares. También puede ser una señal bi-direccional de entrada/salida de datos (SDA)
empleada por los dispositivos con protocolo I2C.
En la patilla 2 disponemos de la señal RC5/SD0. Corresponde con la salida de datos (SDO) de tarjetas
controladas mediante protocolo SPI o similares.
Finalmente las patillas 8, 6 y 4 del conector smart card transportan las señales RC0, RC1 y RC2 del PIC.
En principio no tienen ninguna asignación concreta por lo que el usuario las puede emplear o no según su propio
criterio. No obstante algunas tarjetas chip pueden necesitar señales auxiliares como RESET, habilitación, bussy,
etc. que pueden ser generadas fácilmente, con el software adecuado, empleando las mencionadas RC0, RC1 y
RC2.
1.3.13 La tarjeta de memoria Memory Card
Con objeto de almacenar sobre una memoria externa los programas de aplicación del usuario, Ingeniería
de Microsistemas Programados S.L. pone a su disposición la tarjeta de memoria “Memory Card” que se presenta
en la figura.
Figura 1-27. Las tarjetas Memory Card
Se basan en la memoria EEPROM 24LC64 de 64Kbits de capacidad de almacenamiento. En esta
memoria es posible almacenar los 4K de memoria de programa disponibles para el usuario en los
microcontroladores PIC16F876 y 16F877 dotados del sistema operativo PICMOS’7X y soportados por el
entrenador "PIC Laboratory".
La figura 1-28 muestra el esquema eléctrico de la tarjeta. El conector J1 corresponde con el conector
Smart Card del entrenador y contiene las señales RC0-RC6 del PIC así como las de alimantación de +5Vcc.
Algunas de estas señales se emplean en el bus I2C para el control de la memoria 24LC64 (U1).
1-19
PIC Laboratory
Tema 1: El Hardware de PIC Laboratory
+5Vcc
C1
100n
J1
J2
1
3
RC0 5
RC2 7
RC4 9
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
2
4
6
8
10
INTERFACE
U1
RC1
RC3
RC5
1
2
3
4
A0
VCC
A1
TEST
A2
SCL
GND SDA
8
7
6
5
24LC64
Vcc
RC5
RC3
RC2
GND
RC1
RC4
RC0
1
2
3
4
5
6
7
8
SMART-CARD
Figura 1-28. Esquema de la tarjeta de memoria Smart Card
Sobre la propia tarjeta se puede incluir un conector macho de 2x5 vías (J2) con objeto de que todas las
líneas disponibles en el Smart Card (RC0-RC6 y alimentación de +5Vcc) queden a disposición del usuario para
sus propios usos.
1-20
PIC Laboratory
Tema 2: El monitor PICMOS’7X y el software Real_PIC
Tema 2: El monitor PICMOS’7X y el software Real_PIC
2.1 INTRODUCCION
Los microcontroladores PIC con que van dotados tanto el entrenador "PIC Laboratory" como el módulo
OEMPICMOS’76, vienen grabados de serie con un programa monitor denominado PICMOS (Microsystems
Operating System). Este programa monitor aprovecha las prestaciones de los potentes PIC16F876 y 16F877 de
28 y 40 patillas respectivamente. Estos chips los denominaremos comercialmente PICMOS’76 y PICMOS’77 por el
sistema operativo que contienen.
El programa monitor está diseñado para trabajar conjuntamente con un software para PC denominado
“Real_PIC”. Entre ambos se crea una plataforma que proporciona al usuario las clásicas herramientas que facilitan
la edición, ensamblado y grabación de sus programas de aplicación para este tipo de microcontroladores.
El presente tema está destinado a explicar las posibilidades que ofrece el sistema operativo PICMOS’7X
así como el manejo del software “Real_PIC” para PC con objeto de que el usuario disponga de un cómodo entorno
de trabajo en el desarrollo de sus programas.
2.2 EL PICMOS’7X
Sistema operativo o monitor integrado en los PIC 16F87X. Aunque son prácticamente iguales, existen dos
versiones. La versión PICMOS’76 se integra en los modelos PIC16F876 de 28 patillas, mientras que PICMOS’77
se integra en los modelos PIC16F877 de 40.
Este programa monitor está pensado para trabajar conjuntamente con un ordenador PC dotado del
software Real_PIC. La comunicación se realiza a través de un canal serie estándar y entre ambos se crea una
plataforma o entorno de trabajo que ofrece las siguientes prestaciones:
• Velocidad de comunicación a 38400 baudios. Permite una rápida carga y descarga de
programas desde el PC al PIC y viceversa.
• Sincronización automática entre el monitor PICMOS’7X y el software “Real_PIC” del
PC.
• Edición de programas fuente *.ASM.
• Acceso directo al ensamblador MPASMWIN de Microchip.
• Lectura/escritura (grabación) de la memoria de programa del usuario del PIC.
• Lectura y edición de la memoria RAM de datos del PIC a nivel de bytes o de bloques.
• Lectura y edición de la memoria EEPROM de datos del PIC a nivel de bytes o de
bloques.
• Ejecución de los programas de aplicación del usuario.
• Gestión de las tarjetas Memory Card para el almacenamiento y recuperación de
programas.
2.3 RECURSOS EMPLEADOS POR EL PICMOS’7X
2-1
PIC Laboratory
Tema 2: El monitor PICMOS’7X y el software Real_PIC
El programa monitor PICMOS’7X hace uso de algunos de los recursos internos del PIC para su correcto
funcionamiento. Es por ello que el usuario tiene restringidas ciertas características y prestaciones del PIC que lo
contiene.
2.3.1 Restricciones en la memoria FLASH de programa
La figura 2-1 muestra el mapa de la memoria de programa de los PIC16F87X dotados del monitor
PICMOS’7X.
Figura 2-1. La memoria de programa
Los PIC de la familia 16F87X disponen de un total de 8K de memoria FLASH de programa 0x00000x1FFF. Las direcciones 0x0000-0x0003 (4) están reservadas para el vector de arranque del sistema. Los últimos
4 K comprendidos desde las direcciones 0x1000-0x1FFF contiene el programa monitor PICMOS’7X. Se trata del
núcleo del sistema operativo que realiza todas las funciones relacionadas con la depuración y puesta a punto de
las aplicaciones. Comunica con el PC y el software Real_PIC diseñado al efecto.
Este programa monitor está grabado de serie y en ningún caso debe ser modificado ni borrado por
el usuario, de lo contrario todas las funciones operativas del PICMOS’7X pueden quedar inutilizadas de
forma permanente.
El área libre a disposición del usuario está comprendida entre las direcciones 0x0004-0x0FFF. Este es un
área de 4K totalmente libre donde el usuario podrá descargar sus programas de aplicación. En esta área está
incluida la posición 0x0004 que contiene el vector de interrupción para aquellas aplicaciones que así lo requieran.
Al tratarse de una memoria tipo FLASH el usuario puede utilizarla en numerosas ocasiones con distintos
programas de aplicación. Microchip cifra en unos 1000, los ciclos de borrado y grabación que esta memoria es
capaz de soportar.
2-2
PIC Laboratory
Tema 2: El monitor PICMOS’7X y el software Real_PIC
2.3.2 Restricciones de la memoria RAM de datos
El programa monitor PICMOS’7X emplea también algunas posiciones de memoria RAM donde guarda sus
propias variables de trabajo. La figura 2-2 muestra el mapa de memoria con los diferentes bancos.
Figura 2-2. El mapa de memoria RAM
El sistema de memoria RAM de datos de los PIC de la serie 16F87X está organizado en 4 bancos de
hasta 128 bytes cada uno. En todos los bancos nos encontramos registros de funciones especiales (SFR),
algunos incluso repetidos. Los registros SFR permiten el gobierno de todos los recursos hardware internos del
microcontrolador, conocer su estado, habilitar interrupciones, etc. No todas las posiciones de los rangos
destinados a los registros SFR están ocupadas por estos últimos. Algunas posiciones están, actualmente, sin
implementar. Para más información acerca de los SFR se recomienda acudir a los “Data Sheet” del fabricante
donde se explica detalladamente la dirección que tienen asignada, su cometido, sus bits, etc.
El sistema operativo o programa monitor PICMOS’7X emplea un total de 32 bytes de memoria RAM para
realizar sus propias operaciones. En el banco 0 se emplea el área comprendida entre 0x070-0x07F (16bytes). En
el resto de bancos se emplea las áreas 0x0F0-0x0FF, 0x170-0x17F y 0x1F0-0x1FF. Lo que ocurre es que estas
tres áreas son copias duplicadas de los 16 bytes comprendidos en 0x070-0x07F del banco 0, por lo que realmente
estamos hablando de los mismos 16 bytes. En el banco 3 los 16 bytes comprendidos en el área 0x190-0x19F son
también empleados por el PICMOS’7X, en total 32 bytes.
Se recomienda que las aplicaciones del usuario no hagan uso de las posiciones RAM usadas por el
PICMOS’7X. Se puede producir un bloqueo del sistema con la consiguiente posible pérdida de datos.
Finalmente las posiciones RAM destinadas a las aplicaciones del usuario permiten almacenar un total de
320 bytes. Efectivamente, las áreas comprendidas entre 0x020-0x06F, 0x0A0-0x0EF, 0x120-0x16F y la 0x1A00x1EF, disponen de un total de 80 bytes cada una distribuidos en los bancos 0, 1, 2 y 3 respectivamente.
2.3.3 Restricciones de la memoria EEPROM de datos
La figura 2-3 muestra el mapa de memoria EEPROM de datos. Se trata de una memoria que permite
guardar información no volátil pero si modificable por el usuario.
2-3
PIC Laboratory
Tema 2: El monitor PICMOS’7X y el software Real_PIC
Figura 2-3 Mapa de la memoria EEPROM de datos
La capacidad total de almacenamiento de esta memoria es de 256 bytes. La mayor parte está libre, a
disposición del usuario. Se trata del área 0x00-0xF7. El usuario puede acceder a ella mediante la ejecución de sus
propios programas y aplicaciones para leer/escribir datos constantes.
Los 8 últimos bytes comprendidos entre 0xF8 y 0xFF están reservados para el programa monitor
PICMOS’7X. Sobre ellos el sistema registra una firma o “cheksum” del programa de aplicación de usuario
actualmente grabado en la memoria de programa. Esta firma también se copia en la tarjeta “Memory Card” cada
vez que se hace un volcado del programa actual sobre ella.
Cuando se conecta el entrenador "PIC Laboratory" con una tarjeta de memoria insertada, el programa
monitor PICMOS’7X comprueba si la firma que contiene la tarjeta es igual a la contenida en estos bytes de la
EEPROM. En caso afirmativo la tarjeta de memoria no es leída y el programa monitor ejecuta el programa actual
contenido en la memoria de programa del usuario. Ambos contenidos son iguales. En caso contrario se procede a
realizar una lectura de la tarjeta que se supone contiene el nuevo programa actual, se graba sobre el PIC y se
ejecuta.
2.3.4 Restricciones de periféricos
De todos los recursos y periféricos que disponen los PIC16F87X, el programa monitor sólo hace uso de
uno de ellos, el USART. Efectivamente, gracias al USART se realiza la comunicación entre dicho programa
monitor PICMOS’7X y el software Real_PIC del PC. Esto implica que tanto las líneas RC6/Tx y RC7/Rx así como
los registros especiales (SFR) RCSTA,TXSTA, TXREG, RXREG y SPBRG del PIC, están siendo utilizados.
A pesar de todo, los programas de aplicación del usuario pueden hacer uso de estos recursos sabiendo de
ante mano que, la comunicación con Real_PIC, se perderá pero que podrá ser re establecida cuando se inicia el
sistema.
Hay un detalle que se debe tener en cuenta. El software Real_PIC emplea la señal RTS del canal serie de
comunicaciones para provocar un RESET en el entrenador "PIC Laboratory" y establecer la comunicación entre
dicho software y el programa monitor PICMOS’7X. Sin embargo el usuario puede desarrollar sus propias
aplicaciones con otros programas de comunicación en las que la señal RTS se gestione de forma diferente. Esto
puede provocar que el entrenador sufra señales de RESET no deseadas.
Para evitar estas posibles situaciones se recomienda el empleo de otro cable de comunicaciones muy fácil
de fabricar. Se necesita un cable con 3 conductores, 1 conector Cannon de 9 vías macho (DB9M) y otro conector
hembra (DB9H). Las conexiones entre ambos conectores se realiza uniendo la 2 con la 2 (RxD), la 3 con la 3
(TxD)y la 5 con la 5 (GND).
2.4 SECUENCIA DE INICIO
2-4
PIC Laboratory
Tema 2: El monitor PICMOS’7X y el software Real_PIC
A continuación se explica la secuencia de inicio que se produce cada vez que el entrenador "PIC
Laboratory" es conectado a la alimentación o inicializado mediante RESET. La figura 2-4 presenta el esquema de
trabajo de dicha secuencia.
Figura 2-4. La secuencia de inicio
El proceso se inicia cada vez que se conecta la tensión de alimentación, se activa la señal de RESET o se
ejecuta el software Real_PIC desde el PC. El programa monitor trata de establecer comunicación con este último.
Si dicha comunicación es satisfactoria, el entrenador "PIC Laboratory" se sincroniza y queda bajo el control del
programa monitor. El usuario a través del PC puede editar sus programas, ensamblarlos, grabarlos sobre el PIC,
visualizar/modificar registros internos, etc. El sincronismo con el entrenador se puede hacer en cualquier momento
desde el software Real_PIC.
Si el programa monitor no se sincroniza (p.e. Real_PIC no se ha ejecutado, PC desconectado, fallo de
comunicaciones, etc.), trata de averiguar si en el zócalo Smart Card hay insertada una tarjeta de memoria Memory
Card de Ingeniería de Microsistemas Programados S.L.. En caso negativo se procede a ejecutar el programa
actual que contenga la memoria del usuario del PIC.
Si la Memory Card estuviera insertada se procede a determinar si su contenido coincide con el contenido
actual de la memoria de programa del PIC. Para ello se hace un análisis de la firma o checksum que se comentó
anteriormente. Si ambos contenidos coinciden evitamos el ciclo de lectura de la tarjeta y el sistema ejecuta
directamente el programa que contenga el PIC. En caso contrario se procede a la lectura de la Memory Card y
escritura de su contenido sobre la memoria de programa del PIC. Este ciclo dura varios segundos, transcurridos
los cuales, se procede a ejecutar el nuevo programa recién grabado.
2-5
PIC Laboratory
Tema 2: El monitor PICMOS’7X y el software Real_PIC
2.5 EL SOFTWARE Real_PIC
Este es el software de comunicaciones entre el PC y el programa monitor PICMOS’7X del entrenador. Con
él es posible realizar tareas tales como visualizar/modificar registros internos del PIC, editar, ensamblar y grabar
programas, ejecutarlos, leer y escribir sobre tarjetas de memoria externa, etc.
Para su correcto funcionamiento es necesario que el entrenador "PIC Laboratory" esté debidamente
alimentado y conectado al canal serie del PC mediante el correspondiente cable de comunicaciones (incluido con
el entrenador).
Al ejecutar este programa, se trata de establecer la comunicación con el entrenador a una velocidad de
38400 baudios. Si dicha comunicación es correcta, aparece un mensaje como el mostrado en la figura 2-5. Indica
que el entrenador está bajo el control del software Real_PIC y de su propio programa monitor. A partir de este
momento se puede iniciar la sesión de trabajo.
Figura 2-5. Comunicación correcta
Si la comunicación con el entrenador no es posible aparecerá el mensaje de la figura 2-6. Las causas más
probables son:
•
•
•
Fallo de alimentación en el entrenador
Fallo en la conexión del cable de comunicaciones
Error en la configuración del canal serie
Figura 2-6. Error de comunicación
Existe otro motivo que genera fallo de comunicación con la placa y que se producirá con cierta frecuencia.
Efectivamente, cuando el PIC del entrenador esté ejecutando el programa de aplicación del usuario, no puede
estar ejecutando el programa monitor. Esto conlleva que no se atienda a la comunicación serie con el PC y se
pierda contacto con el software Real_PIC. Mas adelante estudiaremos un rápido procedimiento que permite
establecer de nuevo la comunicación.
En cualquiera de los dos casos expuestos, al pulsar el botón de aceptar, nos aparece la pantalla de trabajo
tal y como se muestra en la figura 2-7.
2-6
PIC Laboratory
Tema 2: El monitor PICMOS’7X y el software Real_PIC
Figura 2-7. Pantalla general de trabajo
2.5.1 El menú principal
El menú principal consta de 5 menús cada uno de las cuales tienen a su vez diferentes opciones que van
apareciendo en ventanas desplegables. Algunas de esas opciones se puede ejecutar seleccionándolas mediante
el cursor, mediante una combinación de teclas (Hot Keys) o bien haciendo clic sobre el icono que las representa.
2.5.1.1 Archivo
Presenta un menú desplegable con una serie de opciones relacionadas con la gestión de ficheros:
Nuevo
Inicia una nueva sesión de trabajo o proyecto y abre una pantalla
como la que se muestra en la figura 2-8, que representa el entorno
de trabajo del usuario. En dicho entorno se puede apreciar una serie
de botones con iconos que representan a algunas de las opciones
más empleadas de los distintos menús. Cabe mencionar al botón
“Sincronizar PC-Placa”. Permite llamar la atención del entrenador
"PIC Laboratory" cuando el PIC esté ejecutando un programa de
usuario, estableciendo así la comunicación y sincronismo. Se produce
el mismo efecto pulsando la tecla F2. También aparecen 4 pestañas
que permiten seleccionar las cuatro áreas de trabajo en un PIC:
EDITOR (área de edición del programa fuente); Mem.Programa (área
de la memoria de programa del PIC); Mem EEPROM (área de la
memoria de datos EEPROM) y Mem RAM (área de la memoria de
datos RAM). Estas se explicarán posteriormente.
2-7
PIC Laboratory
Tema 2: El monitor PICMOS’7X y el software Real_PIC
Figura 2-8. El entorno de trabajo
Abrir ASM
Mediante una caja de diálogos similar a la mostrada en la figura 2-9,
se abre un fichero con extensión *.ASM y que corresponde con un
determinado programa fuente. Dicho programa fuente se deposita y
visualiza sobre el área del EDITOR.
Figura 2-9. Abriendo un programa fuente
Abrir HEX
Mediante la correspondiente caja de diálogos similar a la anterior se
abre un fichero con extensión *.HEX y que corresponde con un
determinado programa ejecutable previamente ensamblado. Dicho
programa se deposita sobre y visualiza sobre el área Mem Programa
Cerrar
Cierra el proyecto o aplicación en curso, salvando y cerrando los
ficheros que estuvieran abiertos.
Guardar
Salva el fichero que en ese momento esté abierto, ya sea un
programa fuente *.ASM o un ejecutable *.HEX. Esta acción también
se puede realizar pulsando Ctrl+G.
Salir
(Ctrl+S) Finaliza la ejecución del software Real_PIC.
2-8
PIC Laboratory
Tema 2: El monitor PICMOS’7X y el software Real_PIC
2.5.1.2 Edición
Presenta seis opciones relacionadas con la edición de un programa fuente. Estas opciones sólo están
activadas si se está trabajando sobre el área EDITOR.
Copiar
(Ctrl+C) Copia en un buffer interno el bloque del programa fuente que
esté seleccionado.
Cortar
(Ctrl+X) Borra de la pantalla y copia en un buffer interno el bloque de
programa fuente que esté seleccionado.
Pegar
(Ctrl+V) Pega el bloque de programa fuente almacenado en el buffer
interno sobre la posición actual del cursor.
Seleccionar Todo Selecciona todo el texto o programa fuente.
Buscar
(Ctrl+B) Busca dentro del programa fuente una determinada cadena
de caracteres.
Reemplazar
(Ctrl+R) Busca dentro del programa fuente una determinada cadena
de caracteres y la reemplaza por otra.
2.5.1.3 Herramientas
Presenta un conjunto de ocho opciones que, a modo de herramientas, permiten realizar una serie de
operaciones sobre el entrenador y el entorno de trabajo.
Sincronizar
(F2) Inicia el proceso de sincronismo entre el software Real_PIC y el
programa monitor del entrenador. Este proceso habrá que hacerlo
habitualmente. Hay que recordar que cuando el PIC está ejecutando
un programa de aplicación del usuario, la comunicación con el PC
queda rota. Este sincronismo permite recuperar esa comunicación y
devolver el control al programa monitor.
Leer Memoria
Realiza la lectura de uno de los tres tipos de memoria existentes
dentro del PIC: la memoria de programa, la memoria EEPROM de
datos y la memoria RAM de datos. Según el tipo de memoria
seleccionada se abre el área correspondiente y se visualiza el
contenido actual de la misma.
Escribir rango
Esta opción sólo está activada si seleccionamos, mediante las
correspondientes pestañas, el área de memoria RAM o el de
EEPROM. Permite escribir un rango de direcciones con un
determinado valor, sobre cualquiera de estos dos tipos de memoria.
Como se muestra en la figura 2-10, se abre una caja de diálogo en la
que se indica dirección inicial, dirección final y valor a escribir.
2-9
PIC Laboratory
Tema 2: El monitor PICMOS’7X y el software Real_PIC
Figura 2-10. Escribiendo sobre un rango de memoria
Ensamblar
(F8) Esta opción se activa cuando haya un programa fuente sobre el
área del EDITOR. Llama al ensamblador MPASMWIN y realiza el
proceso de ensamblado. El programa fuente se convierte así en un
programa ejecutable válido para ser grabado sobre el PIC y
ejecutado.
Test_Tarj
(F3) Comprueba que la tarjeta de memoria Memory Card de
Ingeniería de Microsistemas Programados S.L. esté debidamente
insertada en el zócalo del entrenador.
Copiar PIC->Tarj (F4) Copia el contenido íntegro de la memoria de programa del
usuario sobre la tarjeta de memoria Memory Card de Ingeniería de
Microsistemas Programados S.L. De esta forma es posible salvar la
aplicación sobre la tarjeta.
Leer tarj->PIC
(F5) Lee el contenido íntegro de la tarjeta Memory Card de Ingeniería
de Microsistemas Programados S.L. y lo graba sobre la memoria de
programa del usuario. de esta forma se recupera la aplicación salvada
sobre la tarjeta.
Opciones
Permite seleccionar el puerto de comunicaciones del PC entre COM1
(Ctrl+1) y COM2 (Ctrl+2). También permite establecer la ruta (Ctrl+P)
donde se encuentra el programa ensamblador MPASMWIN. Dicho
programa es el que se ejecuta cada vez que se active la opción de
ensamblar.
2.5.1.4 Ejecución
Presenta dos opciones para ejecutar el programa de aplicación del usuario que se supone grabado en la
memoria de programa del PIC.
Ejecución
(F9) Ejecuta la aplicación del usuario desde la dirección 0x0005.
Como ya se ha explicado anteriormente esta es la primera dirección
libre que tiene el usuario para almacenar sus programas.
Ejecución Desde (Ctrl+F9) Ejecuta la aplicación del usuario desde la dirección que se
indique. Se recuerda que el área de memoria de programa disponible
para las aplicaciones del usuario está comprendida entre las
direcciones 0x0004 y la 0x0FFF. Aparece una caja de diálogo similar
al mostrado en la figura 2-11
2-10
PIC Laboratory
Tema 2: El monitor PICMOS’7X y el software Real_PIC
Figura 2-11. Ejecución desde una determinada dirección
2.5.1.5 Ayuda
Consta de dos sencillas opciones
Manual
(F1) Proporciona una pequeña explicación sobre el manejo del
software Real_PIC.
Acerca
(F12) Informa de la versión del software Real_PIC
2.5.2 El área de EDITOR
Se activa al accionar la pestaña EDITOR y/o la opción/Botón Nuevo. Se muestra en la figura 2-12.
Figura 2-12. El área de edición
Sobre esta área se edita el programa fuente que, bien puede teclearse directamente, o bien cargarse
desde un fichero con extensión *.ASM. Dispone de todas las funciones básicas que permiten una cómoda edición
tales como copiar, pegar, mover, buscar, reemplazar, etc.
El programa fuente se puede guardar en formato ASCII para ser nuevamente abiertos por este editor o por
cualquier otro.
Desde éste área también se realiza el proceso de ensamblado pulsado el botón ENSAMBLAR. Como
consecuencia de esto, si no hay errores, se obtiene un programa ejecutable *.HEX en formato INTELHEX. La ruta
donde se encuentra el programa ensamblador MPASMWIN ha debido ser previamente establecida mediante la
opción correspondiente.
2-11
PIC Laboratory
Tema 2: El monitor PICMOS’7X y el software Real_PIC
2.5.3 El área Mem Programa
Corresponde con el área donde se representa la memoria de programa del PIC. Se activa mediante la
pestaña correspondiente y se muestra en la figura 2-13.
Figura 2-13. El área de programa
El contenido de esta área se puede salvar/recuperar desde ficheros *.HEX, siempre en formato
INTELHEX. Este formato es el que generan la mayor parte de ensambladores y compiladores existentes.
Mediante el botón LEER PROG se procede a leer el contenido actual de la memoria de programa del PIC.
Se lee siempre el área reservada al usuario, es decir, el comprendido entre las direcciones 0x0004 y 0x0FFF.
El botón ESCR PROG transfiere el contenido de esta área a la memoria de programa del PIC (0x00040xFFF). Realmente es el proceso de grabación. Los pasos habituales son muy sencillos y se pueden resumir en
tres puntos:
1.- Se supone un programa fuente ensamblado y libre de errores
2.- Se activa el área de Mem Programa y se abre el fichero *.HEX correspondiente.
3.- Se pulsa el botón ESCR PROG. El PIC ha sido grabado
Microchip estima en unas 1000 las veces que la memoria de programa puede ser escrita o modificada.
La visualización de esta área se realiza de dos formas diferentes que se seleccionan mediante las
correspondientes pestañas: NEMONICO o HEXADECIMAL.
La representación en nemónico es la más habitual y la que aparece por defecto (figura 2-13). En sendas
columnas a la izquierda aparece un número de línea y la dirección hex. donde se encuentra la instrucción.
Seguidamente aparece el código de operación, a continuación el nemónico y, finalmente, los operandos.
En la figura 2-14 se muestra la memoria de programa representada en hexadecimal.
2-12
PIC Laboratory
Tema 2: El monitor PICMOS’7X y el software Real_PIC
Figura 2-14. El área de programa representada en hexadecimal
Cuando la memoria de programa de un PIC no ha sido utilizada, su contenido es 0x3FFF que se
corresponde con la instrucción ADDLW 0xFF. Es por ello que en el área de programa se visualiza este valor en
aquellas posiciones que no hayan sido programadas.
Las posiciones del área de programa no puede ser modificadas de forma individual. Sólo se modifican
mediante la apertura de un fichero *.HEX o mediante la lectura de la memoria de programa del PIC.
2.5.4 El área de la EEPROM de datos
Se visualiza al accionar la pestaña Mem EEPROM. Su aspecto es el mostrado en la figura 2-15.
Figura 2-15. El área de memoria EEPROM de datos
2-13
PIC Laboratory
Tema 2: El monitor PICMOS’7X y el software Real_PIC
Por defecto todas las posiciones se visualizan con el valor 0xFF que es el que se supone en caso de que
la memoria esté borrada. El botón LEER EEPROM realiza la lectura del contenido actual de toda la memoria
EEPROM de datos del PIC y lo visualiza sobre esta área.
La lectura de una posición individual se realiza situando el cursor en la celda deseada y pulsando el botón
derecho del ratón.
Podemos modificar el contenido de la EEPROM. Para ello situamos el cursor en la celda o posición
deseada y tecleamos un byte en hexademial. Automáticamente se selecciona la siguiente celda para introducir el
siguiente valor. También podemos llenar un rango de posiciones con un determinado valor. En el menú
Herramientas se selecciona la opción Escribir Rango y se completa la caja de diálogo con la dirección inicial, la
final y el dato a escribir.
Se recuerda que las posiciones 0xF8-0xFF están reservadas por el programa monitor PICMOS’7X. No es
aconsejable modificar el contenido de las mismas.
2.5.5 El área RAM de datos
Se activa mediante la pestaña Mem RAM y se presenta en la figura 2-16.
Figura 2-16. El área de memoria RAM de datos
Por defecto todas las posiciones se muestran borradas con el valor 0x00. El botón LEER RAM realiza la
lectura de la memoria RAM y la actualiza sobre esta área. A la derecha se representan los registros SFR que
también coinciden con ciertas posiciones de las representadas a la izquierda. Por ejemplo, el registro STATUS
coincide con la posición 0x03 por lo que ambas tienen el mismo valor.
Se puede leer una posición individual situando el cursor sobre la celda deseada y pulsando el botón
derecho del ratón. Dicha celda se modificará inmediatamente con el valor actual.
Es posible modificar el contenido de cualquier posición. Esta se selecciona y se introduce el nuevo valor.
Inmediata y automáticamente se selecciona la siguiente para su modificación. También es posible la modificación
de un rango de direcciones RAM escribiendo sobre ellas un determinado valor. En el menú Herramientas se
selecciona la opción Escribir Rango. En la caja de diálogo que aparece se indica la dirección inicial, la final y el
valor a escribir.
La posibilidad de poder acceder y modificar cualquier posición RAM, incluidos los SFR, es muy
interesante. Permite hacer depuración hardware en tiempo real a nivel de registros. Efectivamente se puede
2-14
PIC Laboratory
Tema 2: El monitor PICMOS’7X y el software Real_PIC
acceder a las puertas de E/S para leer y/o modificar sus valores con el efecto inmediato sobre los periféricos a
ellas conectados.
No se recomienda acceder a las posiciones RAM empleadas por el propio programa monitor PICMOS’7X.
Ello puede originar una falta de sincronismo o bloqueo del sistema.
2.5.6 Operaciones con la tarjeta de memoria “Memory Card”
Desde los tres botones que hay en el entorno de trabajo, mostrados en la figura 2-17, se realizan las
operaciones relativas al manejo de la tarjeta de memoria “Memory Card” de Ingeniería de Microsistemas
Programados S.L.
Figura 2-17. Botones para la gestión de la tarjeta de memoria
En primer lugar hay que decir que tanto el programa monitor PICMOS’7X como el software Real_PIC
únicamente gestionan la tarjeta de memoria “Memory Card” desarrollada y comercializada por Ingeniería de
Microsistemas Programados S.L. El hardware del entrenador "PIC Laboratory" admite la inserción de diferentes
tipos de tarjetas que hay en el mercado, pero será el propio usuario quien desarrolle el software oportuno para su
control.
La tarjeta está basada en el conocido chip 24LC64 que, con una capacidad de 64 Kbits, permite
almacenar un programa de 4K words. Es justo la memoria de programa que el usuario tiene a su disposición. A
esta tarjeta se la puede considerar como una memoria externa auxiliar para salvar y recuperar distintos programas
de aplicación.
El botón de la izquierda verifica si la tarjeta está o no insertada en el zócalo Smart Card, visualizando el
mensaje oportuno en uno o en otro sentido. Pulsando la tecla F3 se obtiene el mismo resultado.
El botón central y/o la tecla F4 permite transferir la memoria de programa del usuario sobre la tarjeta y de
esta forma salvar la aplicación para posteriores usos. Esta operación puede tardar unos segundos en realizarse.
Finalmente, el botón de la derecha y/o la tecla F5 transfiere el contenido de la tarjeta sobre la memoria de
programa del usuario. Se recupera así la aplicación salvada anteriormente. Esta operación puede tardar unos
segundos en realizarse.
Se recomienda que los contactos de la tarjeta estén perfectamente limpios, de lo contrario se pueden
producir errores en la transferencia de información.
2.5.7 Ejecución
Las opciones de ejecución son dos y se pueden elegir mediante la opción Ejecución del Menú principal o
bien mediante los dos botones mostrados en la figura 2-18
Figura 2-18. Los botones de ejecución
2-15
PIC Laboratory
Tema 2: El monitor PICMOS’7X y el software Real_PIC
Con el botón de la izquierda se comienza la ejecución desde la posición 0x0005 que se considera la
dirección inicial de la memoria de programa del usuario. Los programa empezarán normalmente mediante la
directiva:
org
0x0005
De todas formas un programa puede empezar en cualquier dirección siempre que esté comprendida entra
0x0004 y 0x0FF. Este es el área de programa del usuario. Esto se consigue pulsando el botón de la derecha.
Aparece una ventana en la que se pide indicar la dirección de inicio.
2-16
PIC Laboratory
Tema 3: Módulos OEM y aplicaciones
Tema 3: Módulos OEM y aplicaciones
3.1 INTRODUCCION
¿Qué significa la abreviatura OEM?. Procede del inglés “Original Equipment Manufacturer”, es decir,
hace referencia a fabricantes de equipos o productos finales. Los módulos OEM consisten en pequeñas tarjetas o
circuitos electrónicos de coste medio/bajo que realizan una determinada tarea concreta y que se integran y forman
parte del equipo final a fabricar.
En la imagen de la figura 3-1 se muestra el módulo OEMPICMOS’76 diseñado por Ingeniería de
Microsistemas Programados S.L.
Figura 3-1. El módulo OEM de Ingeniería de Microsistemas Programados S.L.
Contiene la electrónica de control basada en un microcontrolador PIC16F876 dotado del programa monitor
PICMOS’76, así como los circuitos de interface necesarios. El módulo se inserta en el producto o aplicación final
donde, a través de las patillas apropiadas, se conectan los periféricos a controlar. El programa desarrollado por el
usuario y alojado en el propio microcontrolador determinará el funcionamiento general del sistema.
3.2 EL MODULO OEMPICMOS’76
Se trata de una tarjeta de pequeña dimensiones (75mm x 45mm) y bajo coste con una hilera de 26 pines
con paso 2.54 y en formato SIP que permite insertarla fácilmente en la aplicación o producto final. Es la versión
económica del entrenador "PIC Laboratory".
El mencionado entrenador cumple una misión de carácter didáctico y se emplea en las fases de desarrollo
de una aplicación. Para ello contamos con el mismo programa monitor PICMOS’76 y los periféricos que el propio
entrenador aporta, lo que nos permite evaluar el funcionamiento en tiempo real de un programa. Sin embargo una
aplicación final requiere gobernar sus propios periféricos a medida de la propia aplicación. En este caso podemos
emplear el módulo OEMPICMOS’76 que simplemente contiene la electrónica esencial que necesita el
microcontrolador, siendo labor del usuario desarrollar el software adecuado y conectar los periféricos según las
necesidades. La fotografía de la figura 3-2 muestra las partes más relevantes de que consta el módulo.
El programa que controla la aplicación se graba sobre el microcontrolador PIC16F876. Este viene grabado
de serie con el programa monitor PICMOS’76 desarrollado por Ingeniería de Microsistemas Programados S.L.
3-1
PIC Laboratory
Tema 3: Módulos OEM y aplicaciones
Gracias a este programa monitor junto con el software Real_PIC para ordenadores PC (incluido), el
usuario podrá, entre otras cosas, editar sus programas, ensamblarlos, grabarlos sobre el PIC, así como realizar
tareas de depuración a nivel de registros.
Figura 3-2. El módulo OEMPICMOS’76
El microcontrolador trabaja a una velocidad de 20MHz gracias al oscilador formado por el cristal de cuarzo
incluido en el propio módulo. Esto supone que las instrucciones del programa de aplicación se ejecutan a razón de
200nS/instrucción. El pulsador incluido en el módulo permite, en caso de bloqueo, resetar o iniciar el sistema de
forma manual.
El módulo OEMPICMOS’76 está dotado del circuito de adaptación necesario para un interface RS-232
que, a través de un conector estándar tipo DB-9 permite la conexión con el canal serie de un PC. De está forma es
posible la comunicación entre el módulo y el software Real-PIC del PC con objeto de grabar los programas de
aplicación, en el microcontrolador. La velocidad de comunicación se realiza a 38400 baudios.
A través de una hilera de 26 pines se realiza la alimentación del módulo así como la conexión con los
periféricos a gobernar. Tal y como se muestra en la fotografía de la figura 3-3, el módulo de la izquierda tiene la
hilera de pines en paralelo a la propia placa. Esto permite la inserción vertical de dicho módulo sobre la aplicación
o producto final, ocupando menos superficie pero más altura. Es así como se suministra de serie. Sin embargo en
el módulo de la derecha la hilera de pines se coloca de forma perpendicular a la placa, lo que permite la inserción
de la misma de forma horizontal. Ocupa más superficie pero menos altura. Se suministra bajo pedido.
Figura 3-3. Disposición de la hilera de pines
3-2
PIC Laboratory
Tema 3: Módulos OEM y aplicaciones
La patilla nº 1 es la primera empezando por la izquierda y la distribución de señales es la que se muestra
en la siguiente tabla:
Pin Nº
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
16
19
20
21
22
23
24
25
26
NOMBRE
GND
VCC
GND
RST
RA0/AN0
RA1/AN1
RA2/AN2/VREFRA3/AN3/VREFRA4/T0CKI
RA5/AN4
RB0/INT
RB1
RB2
RB3
RB4
RB5
RB6
RB7
RC0/T1OSO/T1CKI
RC1/T1OSI/CCP2
RC2/CCP2
RC3/SCK/SCL
RC4/SDI/SDA
RC5/SDO
RC6/TX/CK
RC7/RX/DT
DESCRIPCION
Tierra de alimentación
Alimentación positiva de +5Vcc
Tierra de alimentación
Señal de inicio o RESET. Se activa a nivel bajo
E/S digital o entrada analógica
E/S digital o entrada analógica
E/S digital o entrada analógica o entrada negativa de tensión de referencia
E/S digital o entrada analógica o entrada positiva de tensión de referencia
E/S digital o entrada de reloj externo para el TMR0
E/S digital o entrada analógica
E/S digital o entrada de interrupción externa
E/S digital
E/S digital
E/S digital
E/S digital o entrada de interrupción por cambio de estado
E/S digital o entrada de interrupción por cambio de estado
E/S digital o entrada de interrupción por cambio de estado
E/S digital o entrada de interrupción por cambio de estado
E/S digital o salida de oscilador del TMR1 o entrada de reloj externo para el TMR1
E/S digital o entrada de oscilador del TMR1 o E/S del módulo CCP2
E/S digital o E/S del módulo CCP1
E/S digital o E/S de reloj para los modos SPI e I2C
E/S digital o entrada de datos SPI o E/S de datos I2C
E/S digital o salida de datos SPI
E/S digital o transmisión asíncrona o reloj síncrono del USART
E/S digital o recepción asíncrona o E/S de datos síncrono del USART
3.2.1 Esquema eléctrico
La figura 3-4 muestra el esquema eléctrico del módulo OEMPICMOS’76. Se emplea el microcontrolador
PIC16F876 dotado del programa monitor PICMOS’76. Las 22 líneas de E/S que dispone están organizadas en 3
grupos o puertas: Puerta A (RA0-RA5), puerta B (RB0-RB7) y puerta C (RC0-RC7). Cada una de esas líneas
puede tener asignadas una o mas utilidades y todas ellas son accesibles a través de la hilera de pines del
conector de aplicación J1, tal y como se expuso en la tabla anterior.
La base de tiempos se obtiene a partir del oscilador formado por el cristal Y1 y los condensadores C1 y
C2. La velocidad de trabajo es de 20MHz y el tiempo de ejecución es por tanto de 200nS/instrucción. Esta
velocidad se puede modificar cambiando el valor de Y1, C1 y C2 según especificaciones de Microchip. Ahora bien
el programa monitor PICMOS’76 controla el USART para la comunicación serie con el PC en base a los 20MHz
para obtener una velocidad de transferencia de 38400 baudios. Si se varía la velocidad de trabajo no será posible
establecer la comunicación entre dicho programa monitor residente en el PIC y el software de desarrollo Real_PIC
del PC.
Las líneas RC6 y RC7 del PIC se corresponden con las señales de transmisión y recepción del USART
respectivamente. Se emplean para la comunicación serie. Mediante el circuito de adaptación MAX232 (U2) estas
señales adquieren los niveles lógicos propios de la norma RS-232 y van a parar al conector estándar DB-9 (J2).
Mediante el típico cable de comunicaciones DB-9 macho-hembra (no incluido) podemos conectar el módulo
OEMPICMOS’76 con el canal serie de un PC. Los diodos led D2 y D3 pilotan y reflejan si hay o no
transmisión/recepción de datos.
3-3
PIC Laboratory
Tema 3: Módulos OEM y aplicaciones
A través de la señal RTS (pata 7 de J2) el software Real_PIC del PC genera la señal CTS que va a parar a
MCLR del PIC. De esta forma el PC puede solicitar la atención del módulo cuando sea conveniente, estableciendo
la comunicación entre ambos.
+5Vcc
R6
47K
R4
RA5/AN4
RA4/T0CKI
RA3/AN3
RA2/AN2
RA1/AN1
RA0/AN0
1
MCLR
9
OSC1
10
20MHz
C1
27p
OSC2
8
19
Y1
Vss
Vss
20
C2
27p
RB7
RB6
RB5
RB4
RB3
RB2
RB1
RB0/INT
Vdd
RC7/RX
RC6/TX
RC5/SDO
RC4/SDI/SDA
RC3/SCK/SCL
RC2/CCP1
RC1/TCKO
RC0/TCKI
28
27
26
25
24
23
22
21
C5
100n
RB7
RB6
RB5
RB4
RB3
RB2
RB1
RB0
18
17
16
15
14
13
12
11
RESET
+5Vcc
470
R5
470
U1
7
6
5
4
3
2
SW1
C6
100n
J2
U2
D1
1N4148
RC7
RC6
RC5
RC4
RC3
RC2
RC1
RC0
RC6
RC7
2
CTS
11
12
TxD
RxD
10
9
1
C7
100n
3
16
PICMOS76
V+
V-
T1IN R1OUT
T1OUT R1IN
T2IN R2OUT
T2OUT R2IN
C1+
C2+
C1-
C2-
VCC
GND
+5Vcc
7
8
RxD
TxD
4
15
C4
+5Vcc
100n
330
RTS
MAX232
C3
R3
6
14
13
5
5
9
4
8
3
7
2
6
1
R2
C8
D2
330
D3
RS-232
100n
RxD
TxD
R1
330
100n
RB0
RB1
RB2
RB3
RB4
RB5
RB6
RB7
RC0
RC1
RC2
RC3
RC4
RC5
RC6
RC7
RST
RA0
RA1
RA2
RA3
RA4
RA5
+5Vcc
26
25
24
23
22
21
20
19
18
17
16
15
14
13
12
11
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
J1
APLICACION
Figura 3-4. Esquema eléctrico del módulo OEMPICMOS’76
A pesar de que RC6 y RC7 son empleadas para la comunicación serie con el PC bajo el control del
monitor PICMOS’76, también están disponibles. Estas líneas pueden ser empleadas por el programa de aplicación
del usuario bien, gestionando su propia comunicación serie a través de ellas, o bien como líneas de E/S de
propósito general. En este último caso se recomienda retirar el circuito de adaptación MAX232 (U2).
3.2.2 Aplicaciones
Dado su bajo coste, las aplicaciones de los módulos OEM son numerosas. El módulo contiene lo esencial
para que el microcontrolador pueda ejecutar el software de control. Se inserta en el hardware diseñado por el
fabricante de la aplicación donde se encuentra el resto de dispositivos que forman el producto o equipo final.
A modo de ejemplo se presentan dos formas de emplear el OEMPICMOS’76 que propone Ingeniería de
Microsistemas Programados S.L. como solución de coste medio/bajo.
En la figura 3-5 se muestra el empleo del módulo en aplicaciones de carácter didáctico. Efectivamente,
como soporte se emplea el entrenador “UNIVERSAL TRAINER” de Ingeniería de Microsistemas Programados
S.L.. Este contiene fuentes de alimentación; periféricos que simulan entradas (interruptores, pulsadores,
generadores lógicos, etc.); periféricos que simulan salidas (diodos leds, displays, zumbador, etc.).
3-4
PIC Laboratory
Tema 3: Módulos OEM y aplicaciones
También dispone de una amplia placa “proto-board” que permite el montaje y cableado sin soldadura de
cualquier circuito eléctrico a base de componentes discretos y/o integrados.
Figura 3-5. Aplicaciones didácticas con el OEMPICMOS’76
El módulo OEM se inserta en la placa “proto-board” como si de un componente mas se tratara. El
estudiante cablea y conecta, a través de la hilera de pines, las líneas de E/S del PIC con los periféricos que desee
gobernar. Gracias al programa monitor PICMOS’76 residente en el propio PIC y, con ayuda del software
Real_PIC, los programas de aplicación se editan, ensamblan y descargan desde el PC para su ejecución, análisis
y comprobación. De una forma rápida y fácil el usuario puede hacer infinidad de experimentos y proyectos.
La fotografía de la figura 3-6 muestra una aplicación de carácter mas comercial. Esta consiste en realizar
una serie de medidas analógicas y visualizarlas sobre una pantalla LCD. Con un teclado se establecen una serie
de parámetros y límites de las medidas a realizar. Con unos “DIP-SWITCH” se seleccionan una serie de
configuraciones del sistema y, finalmente, unos diodos leds monitorizan el estado de ciertas salidas digitales.
El equipo final se presenta sobre una placa de tipo universal. En ella se ha montado la fuente de
alimentación, así como los periféricos empleados en la aplicación: pantalla LCD, teclado hexadecimal, switches de
configuración y leds piloto.
El módulo OEMPICMOS’76 se inserta en el equipo final (aparece arriba a la derecha de la imagen). El PIC
contiene el programa que controla la aplicación. Este programa a su vez ha sido descargado, vía serie, desde el
PC, gracias al monitor PICMOS’76 residente en el mismo PIC y el software de desarrollo Real_PIC.
Conviene también mencionar un detalle de suma importancia. La memoria de programa de la familia de
microcontroladores PIC 16F87X es del tipo FLASH. Esto supone que dicha memoria puede ser utilizada en
infinidad de ocasiones. Microchip cifra en unas 1000 las veces que esta memoria de programa puede ser borrada
y nuevamente grabada.
Tanto el entrenador "PIC Laboratory" como el OEMPICMOS’76 incorporan un PIC16F876 con las
características anteriormente mencionadas. Esto supone que los programas de aplicación del usuario pueden ser
modificados y/o actualizados de una forma rápida y eficaz.
3-5
PIC Laboratory
Tema 3: Módulos OEM y aplicaciones
Figura 3-6. Aplicación comercial del OEMPICMOS’76
3.3 EL CHIP PICMOS’76
Tanto el entrenador "PIC Laboratory" como el módulo OEMPICMOS’76 incorporan un microcontrolador
PIC16F876 que viene grabado con el programa monitor PICMOS’76. Dicho monitor permite, con ayuda del
software Real_PIC, descargar desde el PC al PIC los programas de usuario previamente editados y ensamblados.
Este PIC denominado PICMOS’76 se comercializa de forma individual y es la solución de más bajo coste
disponible.
Efectivamente, con ayuda del entrenador "PIC Laboratory" o del módulo OEMPICMOS’76, el usuario
graba en el PIC su programa de control. Luego, únicamente inserta el PIC grabado en el hardware de su producto
final. Por supuesto dicho hardware debe contener todo lo necesario para que el PIC pueda funcionar:
alimentación, circuito oscilador, interface serie (si fuera necesario), etc.
En la imagen de la figura 3-7 se puede apreciar el entrenador “UNIVERSAL TRAINER” donde el usuario
ha insertado el PICMOS’76 que se supone grabado con el programa de control. Se deben realizar las conexiones
necesarias tanto con los periféricos que se emplean como con el circuito oscilador y la alimentación general del
sistema.
Por su parte en la imagen que se ofrece en la figura 3-8, se aprecia una placa de prototipos MPIC 28/40
de Ingeniería de Microsistemas Programados S.L. en la que se ha cableado una serie de periféricos (unos leds y
un potenciómetro) y se ha insertado el PICMOS’76 en el lugar reservado para el mismo. La placa MPIC-28/40 se
suministra con la fuente de alimentación y el circuito oscilador montados.
3-6
PIC Laboratory
Tema 3: Módulos OEM y aplicaciones
Figura 3-7. El PICMOS’76 en aplicaciones didácticas
Figura 3-8. El PICMOS’76 controlando un determinado proceso
3-7
PIC Laboratory
Tema 3: Módulos OEM y aplicaciones
3.4 RESUMEN
La imagen de la figura 3-9 muestra las tres alternativas o herramientas que Ingeniería de Microsistemas
Programados S.L. propone para el desarrollo de aplicaciones basadas en los potentes PIC de la familia PIC1687X.
Figura 3-9. Herramientas de desarrollo
• El entrenador "PIC Laboratory" es la herramienta de más alto nivel. Admite
microcontroladores PIC16F876 y 16F877 de 28 y 40 patillas respectivamente. Estos
microcontroladores están dotados del sistema operativo PICMOS’7X gracias al cual y,
con ayuda del software Real_PIC, es posible editar, ensamblar y grabar la aplicación
del usuario desde el canal serie de un ordenador PC. El entrenador incluye
numerosos periféricos típicos con los cuales poder probar, depurar y poner a punto
infinidad de aplicaciones.
• El módulo OEMPICMOS’76 es la solución de coste medio. Consiste en una pequeña
placa que se enchufa en el hardware del producto final del usuario. El módulo
incorpora circuito de reset, circuito oscilador e interface para canal serie, además del
microcontrolador PICMOS’76 con su programa monitor.
• El microcontrolador PICMOS’76 es la solución más económica. Contiene el sistema
monitor que permite la grabación del programa de aplicación del usuario. El chip se
inserta en el hardware final del usuario que debe estar compuesto de los periféricos a
gobernar, el sistema de reset, el circuito del oscilador, interface serie, etc.
3-8
PIC Laboratory
Tema 4: Tutorial
Tema 4: Tutorial
4.1 INTRODUCCION
En este tema no tratamos de hacer un tutorial dedicado a explicar la teoría, arquitectura y programación de
los microcontroladores de la familia PIC16F87X. En Ingeniería de Microsistemas Programados S.L. pensamos que
existe excelente y abundante literatura tanto en castellano como en inglés dedicada a ellos. Los libros de texto
“Microcontroladores PIC, la solución en un chip”, de la editorial ITES Paraninfo, así como la 1ª y 2ª parte de
“Microcontroladores PIC, Diseño práctico de aplicaciones”, de la editorial Mc Graw-Hill, son un buen ejemplo. Así
mismo recomendamos la visita periódica a las páginas www.microchip.com donde podemos encontrar abundante
información técnica de productos Microchip así como actualizaciones de herramientas software y
www.microcontroladores.com de Ingeniería de Microsistemas Programados S.L. En esta última se ofrece
información de nuevos productos y actualizaciones de las distintas herramientas software empleadas.
Se trata de un tema de carácter netamente práctico. Se pretende que el usuario se familiarice con las
herramientas y recursos que ofrece el entrenador "PIC Laboratory", objeto del presente manual. Para ello se
enseña como instalar los diferentes programas y ejemplos que se suministran en el disco que acompaña al
equipo. También se explica paso a paso el proceso para editar, ensamblar y grabar nuestros propios programas
de aplicación así como el empleo de diferentes utilidades. Para ello contamos con el programa monitor
PICMOS’7X residente en el propio PIC de que consta el entrenador, el software Real_PIC de comunicaciones con
el PC y del propio ensamblador MPASMWIN suministrado por Microchip.
Finalmente se proponen una serie de ejemplos resueltos que se suministran en el propio disco en formato
fuente *.ASM. Con ellos se pretende aprovechar algunos de los recursos internos del propio PIC así como los
periféricos de que consta el entrenador. De esta forma el usuario adquiere unos conocimientos generales de
programación, del empleo de ciertas rutinas de control, del manejo de periféricos y de las numerosas posibilidades
que ofrece el mundo de los microcontroladores. Todo ello tiene el objetivo final de que sea el propio usuario quien
desarrolle sus aplicaciones.
4.2 INSTALACION
Vamos a proceder a instalar las herramientas software que requiere el entrenador. El disco que acompaña
al equipo contiene un único fichero llamado Usuario. Este fichero está comprimido mediante el conocido programa
WinZip de Windows. Hay que descomprimirlo mediante dicho programa y extraer así los diferentes ficheros que
usaremos posteriormente. A continuación se detallan los pasos a realizar.
1.- Aquellos usuarios que no dispongan del programa WinZip instalado en su
ordenador, pueden acceder a la página www.winzip.com. En ella existen diferentes
versiones del programa. El usuario puede adquirir una versión share-whare o de
evaluación o la versión definitiva con el correspondiente registro.
2.- Copiar, desde el disquete, el fichero comprimido Usuario sobre la raíz del disco duro
C:\. Para ello utilizar las clásicas utilidades de copiar/pegar y/o arrastrar que ofrece
Windows.
3.- Ejecutar el programa WinZip. Haciendo doble clic sobre el icono que representa al
fichero comprimido Usuario, la ejecución de WinZip es automática. Aparece una
ventana como la mostrada en la figura 4-1. En ella se muestra la lista de ficheros
comprimidos que se van a obtener en el proceso de descomprimir.
4-1
PIC Laboratory
Tema 4: Tutorial
Figura 4-1. Lista de archivos a descomprimir
4.- Pulsar el botón “Extract”. Aparece una caja de diálogos como la mostrada en la
figura 4-2. En ella se pide la ruta donde debe depositarse la extracción de los
ficheros comprimidos. Se recomienda que dicha ruta sea la raíz del disco duro C:\.
Se pulsa nuevamente el botón “Extract”.
Figura 4-2. Estableciendo la ruta de extracción de ficheros.
5.- Transcurrido un cierto tiempo se produce la extracción de los ficheros comprimidos.
En el directorio raíz debe aparecer una nueva carpeta de nombre PIC_Laboratory y
cuyo contenido es el mostrado en la figura 4-3. Es nuestra carpeta de trabajo.
Figura 4-3. Contenido de la carpeta PIC_Laboratory
El fichero MPASMWIN es el propio programa ensamblador de Microchip en versión
Windows. Se puede actualizar con las versiones mas recientes accediendo a la
página www.microchip.com de Microchip.
4-2
PIC Laboratory
Tema 4: Tutorial
El fichero Real_PIC es el programa de comunicaciones entre el PC y el programa
monitor PICMOS’7X residente en el microcontrolador del entrenador. Se puede
actualizar con las versiones mas recientes accediendo a la página
www.microcontroladores.com de Ingeniería de Microsistemas Programados S.L. .
Una nueva carpeta llamada Ejemplos contiene los programas fuente de los
diferentes ejemplos propuestos, así como ficheros con definiciones y rutinas para el
manejo de periféricos.
6.- Ahora vamos a ejecutar el programa y realizar una serie de configuraciones. En
Opciones del menú Herramientas tenemos la posibilidad de cambiar de puerto de
comunicaciones entre COM1 y COM2. También debemos seleccionar la ruta donde
se encuentra el programa ensamblador MPASMWIN. Cada vez que queramos
ensamblar, Real_PIC irá a la ruta establecida. Según la instalación realizada
anteriormente, el MPASMWIN se encuentra en la carpeta PIC_Laboratory.
Podemos por tanto seleccionar la ruta mediante la caja de diálogos mostrada en la
Figura 4-4.
Figura 4-4. Estableciendo la ruta del ensamblador MPASMWIN
4.3 MANOS A LA OBRA
Vamos a probar un programa de ejemplo muy sencillo. Es el TUTOR.ASM contenido en la carpeta de
Ejemplos. Una vez ejecutado el programa Real_PIC y sincronizado con el entrenador, pulsamos el botón “Nuevo”
y abrimos el fichero TUTOR.ASM.
4.3.1 Editando el programa fuente
La figura 4-5 muestra el listado del programa. Se puede apreciar el entorno de trabajo con el programa
fuente en el área de EDITOR. Este puede ser modificado para adaptarlo a nuestras necesidades. La secuencia de
inicio suele ser muy similar en todos los programas diseñados para PIC’s. Se empieza definiendo el tipo de
procesador que en el caso que nos ocupa es el PIC16F876 e incluyendo el fichero “P16F873.INC”. Este fichero,
suministrado por Microchip, contiene la definición de etiquetas de todos los registros SFR así como de sus bits. El
programa fuente se hace más simbólico permitiendo el empleo de esas etiquetas ya definidas.
4-3
PIC Laboratory
Tema 4: Tutorial
Figura 4-5. El programa fuente de TUTOR
La directiva org 0x05 determina la dirección de inicio a partir de la cual se obtendrá el programa
ejecutable. Como ya es conocido, la memoria de programa del entrenador "PIC Laboratory" destinada a las
aplicaciones del usuario, está limitada a las posiciones comprendidas entre 0x004 y 0xFFF. La posición 0x004
está destinada al vector de interrupción. En el presente ejemplo no se usa. Cualquier dirección fuera de este rango
está ocupada por el programa monitor PICMOS’7X por lo que se consideran direcciones no válidas.
A partir de la etiqueta Inicio se comienza a definir los puertos de E/S indicando qué líneas son de entrada
y salida. En el ejemplo, la puerta A se comporta como puerta de entrada digital y la puerta B como salida.
El cuerpo principal del programa comienza a partir de la etiqueta Loop. Es muy simple. Se limita a leer el
estado de las entradas de la Puerta A (interruptores) para seguidamente reflejarlo sobre las salidas de la Puerta B
(diodos led en el entrenador). Este bucle se repite de forma indefinida de manera que cualquier cambio de estado
en una línea de la Puerta A se refleje inmediatamente sobre la Puerta B.
4.3.2 Ensamblando
Ensamblar consiste en leer el programa fuente simbólico y convertirlo en instrucciones máquina
interpretadas directamente por el microcontrolador. Para ello hace falta una herramienta software que recibe el
nombre de “Ensamblador”. El programa MPASMWIN se encarga de ello. Este programa suministrado por
Microchip es el que instalamos anteriormente y cuya ruta para su acceso ya quedó establecida.
Ahora, el proceso de ensamblar es tan sencillo como pulsar el botón ENSAMBLAR que tenemos en el
entorno de trabajo que ofrece Real_PIC. Este botón llama al programa ensamblador MPASMWIN que lee y
traduce el programa fuente que tenemos actualmente en el área del EDITOR.
Se trata de un proceso relativamente rápido. Cuando finaliza, aparece una ventana indicando los
mensajes, avisos y errores que se hayan producido. Si hay errores aparece un resumen de los mismos que nos
ayudará a localizarlos y corregirlos en el programa fuente para poder volver a ensamblarlo. Si no hay errores, se
generan una serie de ficheros auxiliares:
4-4
PIC Laboratory
Tema 4: Tutorial
• *.HEX Para el caso que nos ocupa, es el fichero más importante de todos los
obtenidos. Contiene el código máquina ejecutable del programa. Es el que se
empleará posteriormente para la grabación del microcontrolador.
• *.LST Se trata de un fichero tipo texto imprimible que contiene el programa fuente
original así como la traducción a código máquina de cada una de las instrucciones.
• *.ERR Es también un fichero texto imprimible que contiene todos los mensaje, avisos
o errores que se produjeron durante el proceso de ensamblado.
• *.COD Este fichero contiene información útil de cara a emplear herramientas de
desarrollo del tipo simuladores o emuladores en tiempo real.
4.3.3 Grabando el programa
Ensamblado el programa y libre de errores podemos proceder a su grabación sobre la memoria de
programa del usuario del PIC.
1.- Activamos el área “Mem Programa” haciendo clic en la pestaña correspondiente. Es
posible que el contenido de esta memoria de programa se visualice con el valor
0x3FF que corresponde con la instrucción ADDLW 0xFF. Esto es porque se supone
que la memoria de programa del PIC está inicialmente borrada.
2.- Con la opción de abrir fichero abrimos el ejecutable del programa TUTOR. La figura
4-6 muestra el listado del programa representado en nemónicos. En la columna de
la izquierda aparece un número de línea y en la siguiente se representa en
hexadecimal la dirección de memoria donde se depositará la instrucción. La primera
libre siempre será la 0x0004. Finalmente se muestra el programa. A la izquierda el
código OP de cada instrucción, en el centro el nemónico de la misma y a la derecha
los operandos.
Figura 4-6. El área de la memoria de programa
El listado del programa máquina también se puede visualizar en formato
hexadecimal si hacemos clic en la pestaña correspondeinte.
4-5
PIC Laboratory
Tema 4: Tutorial
3.- Haciendo clic sobre el botón ESCR PROG procedemos a enviar el programa
ejecutable a la memoria del PIC de forma que quede residente y listo para ser
ejecutado. Aparece una barra de estado que informa del tiempo que dura la
transferencia. Este dependerá de lo largo que sea el programa.
4.3.4 Ejecutando
Editado el programa, ensamblado y grabado sobre el PIC, ya sólo queda ejecutarlo y verificar su
funcionamiento.
Existen dos formas de ejecución. La más habitual consiste en ejecutar un programa siempre desde la
dirección 0x0005. Esta es la primera dirección libre disponible para el usuario en la memoria de programa del PIC.
Se asume que el usuario comenzará sus programas en esta dirección (org 0x0005). Basta seleccionar la opción
de Ejecución en el menú principal o pulsar la tecla F9.
Sin embargo no es obligatorio que un programa empiece siempre en la 0x0005, puede hacerlo en
cualquier otra dirección libre. Seleccionando la opción Ejecución desde del menú Ejecución o bien la combinación
de teclas Ctrl + F9 se abre una ventana que nos permite establecer la dirección de inicio.
Para comprobar lo expuesto, vamos a realizar los siguientes pasos:
1.- Pulsar F9 (ejecución desde la 0x0005)
2.- Comprobar el correcto funcionamiento del programa TUTOR del ejemplo. Para ello
cambiar de estado los interruptores RA0-RA5 del entrenador y observar que los leds
RB0-RB5 reflejan el nivel lógico de entrada.
3.- Se debe tener en cuenta que cuando el PIC ejecuta una aplicación del usuario, el
programa monitor pierde el control. Es por ello que cualquier operación posterior
que queramos realizar (p.ej. LEER PROG) será rechazada por falta de
comunicación con el PC.
4.- Pulsar el botón Sincronizar PC-Placa o la tecla F2. El sistema se sincroniza de
nuevo. El programa de usuario deja de ejecutarse y el control lo toma nuevamente
el programa monitor.
5.- Vamos a ejecutar desde una dirección de inicio distinta a la real. Pulsamos Ctrl + F9
y en la ventana correspondiente tecleamos la dirección 0x0008 seguido del botón
Ejecutar. Podemos comprobar que el programa TUTOR no funciona correctamente
dado que algunas de sus instrucciones no se han ejecutado. Probablemente el
sistema esté bloqueado. Pulsamos F2 para volver a sincronizar con el PC.
6.- Repetimos el proceso Ctrl + F9 pero indicamos la dirección de inicio correcta
(0x0005). Vemos que ahora el programa sí funciona.
7.- Probamos ahora a desconectar la alimentación del entrenador. También finalizamos
la ejecución del Real_PIC del PC y desconectamos la conexión serie. Volvemos a
conectar la alimentación del entrenador. Observamos que el programa TUTOR
sigue funcionando. Esto demuestra que el programa sigue residiendo en la memoria
Flash del PIC y éste funciona de forma autónoma respecto al PC.
8.- En esta situación conectamos nuevamente el canal serie del PC con el entrenador y
ejecutamos el programa Real_PIC. Se aprecia que el monitor del entrenador se
hace cargo del control del sistema y se produce el sincronismo con el ordenador.
4.3.5 Modificando
4-6
PIC Laboratory
Tema 4: Tutorial
Con el fin de que el usuario vaya cogiendo experiencia, proponemos hacer una modificación del programa
TUTOR muy sencilla. Esta consiste en leer el valor de las entradas RA5-RA0, sumarle 0x05 y visualizar el
resultado binario en las salidas RB7-RB0. Se recomienda seguir con cuidado todos los pasos relativos a edición,
ensamblado, grabación y ejecución expuestos anteriormente.
4.4 EDICION DE REGISTROS
Una de las posibilidades mas interesantes que ofrece el entrenador "PIC Laboratory" y todo su entorno de
trabajo, es el poder editar en tiempo real el contenido de los registros internos del microcontrolador PIC. Cuando
hablamos de registros nos estamos refiriendo tanto a las posiciones de la memoria RAM de datos (incluidos los
registros SFR) como a las posiciones de la memoria EEPROM de datos.
En ningún caso hablamos de modificar la memoria de programa. Esta se modifica siguiendo las pautas
explicadas anteriormente: Editar un programa fuente, ensamblarlo y grabarlo.
4.4.1 Editando la memoria RAM
Es posible editar/modificar cualquiera de las posiciones de la memoria RAM del microcontrolador, incluidos
los registros especiales o SFR. La figura 4-7 muestra el área de memoria RAM del microcontrolador. Algunas de
las posiciones se corresponden con los registros SFR (Special Function Register). Estos se representan también a
la derecha de la ventana de forma individual. Pulsando el botón LEER RAM aparece el contenido actual de la
memoria RAM del PIC.
Figura 4-7. Editando la memoria RAM de datos
Modificar el contenido de los registros SFR supone la “depuración en tiempo real a nivel de registros”. Esto
tiene una gran utilidad a la hora de comprobar el hardware de nuestra aplicación. Efectivamente, supongamos que
en la puerta B tenemos conectado una serie de periféricos de salida (p.e. leds). Podemos modificar el contenido
de la posición de memoria correspondiente a la puerta B y con ello actuar directamente y en tiempo real sobre los
periféricos conectados a ella. De la misma manera podemos actuar con cualquier otro puerto de E/S o cualquier
registro de control.
Para modificar el valor de cualquier posición basta con situar el cursor en la celda correspondiente y, tras
hacer clic, introducir el valor deseado. Automáticamente se selecciona la siguiente celda o posición para introducir
un nuevo valor y así sucesivamente.
4-7
PIC Laboratory
Tema 4: Tutorial
Escribiendo sobre la Puerta B
El entrenador "PIC Laboratory" dispone de un conjunto de 8 leds conectados a la puerta B del
microcontrolador. Vamos a modificar el contenido de ésta para ver el efecto que produce sobre dichos leds de
salida.
1.- Conectamos el entrenador y ejecutamos Real_PIC. Pulsamos el botón Nuevo,
sincronizamos la placa (si no lo estuviera) y activamos el área de Mem RAM
mediante la pestaña correspondiente.
2.- Buscamos la posición 0x86, la seleccionamos haciendo clic sobre la celda
correspondiente y escribimos el valor 0x00. Esta posición corresponde al registro
TRISB y con el valor que introducimos lo configuramos como salida.
3.- Escribimos el valor 0xFF sobre la posición 0x06. Esta posición corresponde con la
puerta B. El valor escrito implica escribir niveles “1” sobre las 8 líneas, con lo que los
8 leds conectados a ellas deben iluminarse.
4.- Seleccionamos de nuevo la celda de la posición 0x06 y escribimos el valor 0x00.
Todos los leds deben apagarse.
5.- Seleccionamos la celda de la posición 0x06 y escribimos el valor 0xAA. Los leds se
encienden de forma alternada.
6.- Repetimos el proceso y escribimos el valor 0x55. Los leds se encienden de forma
alternada.
7.- Activar, mediante el jumper JP2 del entrenador, el display de 7 segmentos. Este
también está conectado a la puerta B. El segmento a se conecta con RB0 y el g con
RB6. El punto decimal se controla desde RB7.
8.- Probar a sacar diferentes valores por dicha puerta con objeto de que el display vaya
visualizando los valores del 1 al 9.
Vemos cómo efectivamente estamos comprobando el hardware. En este caso estamos probando las
salidas conectadas a la puerta B.
Lectura de la puerta A
De la misma manera se pueden comprobar y leer las señales que introducen por un puerto, determinados
periféricos de entrada. En el entrenador, la puerta A está conectada a los interruptores de entrada RA0-RA5.
Vamos a proceder a la lectura del estado de dichos interruptores.
1.- Conectamos el entrenador y ejecutamos Real_PIC. Pulsamos el botón Nuevo,
sincronizamos la placa (si no lo estuviera) y activamos el área de Mem RAM
mediante la pestaña correspondiente.
2.- Localizar la celda correspondiente a la posición 0x9F. Haciendo clic sobre ella
introducir el valor 0x06. Hemos accedido al registro ADCON1 y, con el valor escrito,
hemos configurado la puerta A como puerta digital.
4-8
PIC Laboratory
Tema 4: Tutorial
3.- Localizar la celda correspondiente a la posición 0x85 y escribir el valor 0x3F.
Accedemos al registro TRISA y lo configuramos como entrada.
4.- Localizar la celda de la posición 0x05 y la seleccionamos haciendo clic. Con el
botón derecho del ratón procedemos a leer el contenido de dicha posición. Hemos
leído la puerta A y el valor obtenido se debe corresponder con el estado lógico de
los interruptores RA0-RA5.
5.- Cambiamos de estado los interruptores para que introduzcan un valor distinto.
6.- La posición 0x05 se mantiene seleccionada. Cada vez que hagamos clic con el
botón derecho del ratón, procedemos a hacer una nueva lectura.
7.- Los pasos 5 y 6 se puede repetir tantas veces se quiera con objeto de realizar
diferentes lecturas.
Tenemos la posibilidad de conocer las señales de entrada que un determinado periférico introduce en el
puerto correspondiente. Podemos por tanto verificar el hardware relacionado con ese periférico.
Escritura de bloques
Si bien anteriormente escribimos valores en posiciones individuales de memoria RAM, también es posible
rellenar un área de memoria con un determinado valor.
1.- Se activa el área de Mem RAM mediante la pestaña correspondiente.
2.- En el menú Herramientas se selecciona la opción “Escribir Rango Memo”.
3.- Aparece una caja de diálogos en la que se deben indicar la dirección inicial, la
dirección final y el valor a introducir en ese rango de direcciones.
4.- En la figura 4-8 se muestra, a modo de ejemplo, la escritura de las posiciones
comprendidas entre 0x030 y 0x03F con el valor 0xAA
Figura 4-8. Escribiendo un bloque de memoria RAM
4-9
PIC Laboratory
Tema 4: Tutorial
4.4.2 Editando la EEPROM de datos
La memoria EEPROM de datos del PIC también puede ser leída y modificada de una forma similar a como
se hizo con la memoria RAM. Esto ofrece la posibilidad de introducir sobre este tipo especial de memoria, datos de
tipo constante y no volátiles (números de serie, códigos ASCII, tablas de datos, etc.) pero modificables bien por el
usuario o por el propio programa de aplicación.
Leyendo la memoria EEPROM
La lectura del contenido actual de esta memoria es muy sencilla. Basta seguir los siguientes pasos:
1.- Conectamos el entrenador y ejecutamos Real_PIC. Pulsamos el botón Nuevo,
sincronizamos la placa (si no lo estuviera) y activamos el área de Mem EEPROM
mediante la pestaña correspondiente. Es posible que inicialmente todas las celdas o
posiciones aparezcan con el valor 0xFF. Es el valor por defecto si se supone que la
EEPROM está borrada.
2.- Se pulsa el botón LEER EEPROM. Se realiza la lectura de toda la memoria y las
celdas se rellenan con el valor actual de las posiciones EEPROM del PIC. La figura 49 sirve como ejemplo de una lectura.
Figura 4-9. Lectura de la EEPROM de datos
3.- También es posible la lectura individual de una posición. Basta con seleccionar una
determinada celda y hacer clic con el botón derecho del ratón.
Escribiendo sobre la EEPROM
Es posible la modificación de bytes individuales de la EEPROM de datos del PIC.
1.- Seleccionar la posición deseada y hacer clic sobre la celda correspondiente.
2.- Introducir el valor deseado.
4-10
PIC Laboratory
Tema 4: Tutorial
3.- El cursor se desplaza a la siguiente celda o posición. Se introduce un nuevo valor.
El proceso se repite tantas veces como se desee.
4.- Al igual que con la RAM, también es posible la escritura de un área o rango de
direcciones EEPROM con un determinado valor. En el menú Herramientas se
selecciona la opción “Escribir Rango Memo”.
3.- Aparece una caja de diálogos en la que se deben indicar la dirección inicial, la
dirección final y el valor a introducir en ese rango de direcciones.
4.- En la figura 4-10 se muestra, a modo de ejemplo, la escritura de las posiciones
comprendidas entre 0x028 y 0x037 con el valor 0x33.
Figura 4-10. Escritura de un rango de memoria EEPROM
4.5 LAS TARJETAS DE MEMORIA
El entrenador "PIC Laboratory" viene provisto de un conector tipo Smart Card que permite manejar
diferentes tipo de tarjetas chip. De entre todos los modelos que existen, el sistema está preparado para controlar
directamente las tarjetas de memoria “Memory Card” de Ingeniería de Microsistemas Programados S.L. como la
que se muestra en la figura 4-11.
Figura 4-11. La tarjeta Memory Card
4-11
PIC Laboratory
Tema 4: Tutorial
En el mercado existen multitud de tarjetas con diversas configuraciones, prestaciones y utilidades. El
usuario podrá estudiarlas por su cuenta y realizar las aplicaciones que estime oportuno. Nosotros nos vamos a
centrar en las tarjetas “Memory Card” diseñadas por Ingeniería de Microsistemas Programados S.L. con objeto de
poder salvar las aplicaciones y programas del usuario para luego poderlos recuperar y ejecutar de forma
autónoma y sin intervención de un PC. Es decir, se emplean como sistema auxiliar de almacenamiento de
programas.
Su empleo es muy simple. En el entorno de trabajo tenemos tres botones como los mostrados en la figura
4-12.
Figura 4-12. Botones para el control de las tarjetas “Memory Card”
El botón de la izquierda sirve para interrogar al sistema si la tarjeta “Memory Card” está o no insertada. En
pantalla aparecerá el mensaje correspondiente. El botón central transfiere la totalidad de la memoria de programa
del PIC sobre la tarjeta. Finalmente, el botón de la derecha, transfiere la totalidad del contenido de la tarjeta sobre
la memoria de programa del PIC. Los pasos a seguir son muy sencillos.
1.- Se supone que el PIC contiene un programa de aplicación del usuario. Se puede
tomar como modelo el ejemplo TUTOR que ya ha sido anteriormente editado,
ensamblado, grabado sobre el PIC y probado. Tenemos pues una aplicación
concreta y funcional.
2.- Pulsamos el botón central P->T y el contenido del PIC es decir, el programa
TUTOR, se copia sobre la tarjeta.
3.- Podemos cargar en el PIC y ejecutar otro programa o aplicación distinta para
demostrar la validez de la presente prueba. Siempre que el programa monitor pierde
el control porque el PIC está ejecutando un programa de usuario, no olvidar de
sincronizar el sistema (F2).
4.- Pulsamos el botón de la derecha T->P. El contenido de la tarjeta se transfiere al
PIC. Este contiene por tanto el programa TUTOR inicial. Lo podemos comprobar
mediante su ejecución (F9).
5.- Vamos a repetir el paso 3. Es decir, tenemos en la tarjeta el programa TUTOR y en
el PIC otro programa distinto.
6.- Desconectamos la alimentación así como el canal serie que une el entrenador con
el PC.
7.- Conectamos la alimentación del entrenador y vemos que el PIC ejecuta el 2º de los
programas, el que se grabó en el paso 3.
8.- Insertamos la tarjeta en su zócalo y pulsamos RESET. Esto es equivalente a
conectar la alimentación.
9.- El programa monitor procede a leer, automáticamente, el programa contenido de la
tarjeta, grabarlo sobre el PIC y ejecutarlo.
10. Los pasos 6-9 nos demuestran la autonomía del entrenador respecto al PC.
Efectivamente, en el PIC había un programa y en la tarjeta otro (TUTOR). Al iniciar
4-12
PIC Laboratory
Tema 4: Tutorial
el sistema con la tarjeta insertada, se procede a leer su contenido, a grabarlo en el
PIC y a ejecutarlo como nuevo programa actual.
4.6 EJEMPLOS
Por fin ha llegado el momento de ir probando los diferentes ejemplos que se suministran en el disco que
acompaña al equipo. Además de aprender ciertas técnicas y “trucos” de programación con los ejercicios
propuestos, también nos familiarizaremos con el manejo del entrenador "PIC Laboratory" y sus periféricos, así
como con los recursos internos del microcontrolador. Todos los programas los encontrará en el disquete que
acompaña a nuestros productos.
4.6.1 Ejemplo 1: Simple manejo de las E/S
Enunciado
El programa lee el estado de los interruptores RA0-RA5 y lo visualiza sobre los leds RB0-RB5.
Requisitos
•
•
Habilitar los leds del entrenador cerrando el jumper JP1.
Los Jumpers JP4, JP5 y JP6 deben estar en la posición RB0, RA0 y RA4 respectivamente
Comentarios
El programa está contenido en el fichero Ejem_1. Es un programa muy sencillo en el que no se realiza
ningún tratamiento con las entradas. Merece especial atención la configuración del puerto A como puerto Digital.
4.6.2 Ejemplo 2: Función lógica NOT
Enunciado
Leer el estado de la entrada RA0 y visualizarlo sobre RB0. En RB1 se visualiza el complemento de RA0
Requisitos
•
•
Habilitar los leds del entrenador cerrando el jumper JP1.
Los Jumpers JP4, JP5 y JP6 deben estar en la posición RB0, RA0 y RA4 respectivamente
Comentarios
El programa está contenido en Ejem_2. Se realiza un simple tratamiento con el valor de la señal de
entrada. Merece especial atención la configuración del puerto A como puerto Digital.
4.6.3 Ejemplo 3: Decodificador combinacional
Enunciado
El ejemplo propone generar unas señales de salida sobre RB0-RB7 en función del estado de dos señales
de entrada, RA0 y RA1.
Requisitos
•
•
Habilitar los leds del entrenador cerrando el jumper JP1.
Los Jumpers JP4, JP5 y JP6 deben estar en la posición RB0, RA0 y RA4 respectivamente
4-13
PIC Laboratory
Tema 4: Tutorial
Comentarios
El programa contenido en el fichero Ejem_3 muestra la técnica de las máscaras que permiten filtrar una
información de entrada de varios bits y procesar sólo los que interese.
4.6.4 Ejemplo 4: Automatismo secuencial, simulando una maniobra de torneado
Enunciado
Se trata de simular el funcionamiento de una sencilla máquina para el torneado de una pieza. La
activación/desactivación de un cilindro simula el arrastre de la pieza a tornear. Esta pasa por distintos sensores a
lo largo del recorrido provocando que el motor del torno se active o no.
Requisitos
•
•
Habilitar los leds del entrenador cerrando el jumper JP1.
Los Jumpers JP4, JP5 y JP6 deben estar en la posición RB0, RA0 y RA4 respectivamente
Comentarios
Programa contenido en el fichero Ejem_4. Consiste en un conjunto de instrucciones que siguen fielmente
la secuencia de funcionamiento de la máquina simulada.
4.6.5 Ejemplo 5: Automatismo secuencial, simulando una maniobra de taladrado
Enunciado
Se trata de controlar el cabezal de un taladro para la perforación de una pieza. Dicho cabezal es sometido
a distintos movimientos de aproximación a la pieza a taladrar.
Requisitos
•
•
Habilitar los leds del entrenador cerrando el jumper JP1.
Los Jumpers JP4, JP5 y JP6 deben estar en la posición RB0, RA0 y RA4 respectivamente
Comentarios
Programa contenido en el fichero Ejem_5. Consiste en un conjunto de instrucciones que siguen fielmente
la secuencia de funcionamiento de la máquina simulada.
4.6.6 Ejemplo 6: Automatismo, máquina de envasar.
Enunciado
Dos cintas transportadoras transportan piezas y envases respectivamente. Cuando se detecta un envase
debidamente posicionado, comienzan a entrar piezas. Cuando el envase se llena con 10 piezas, es retirado y
colocado otro vacío en su lugar.
Requisitos
•
•
Habilitar los leds del entrenador cerrando el jumper JP1.
Los Jumpers JP4, JP5 y JP6 deben estar en la posición RB0, RA0 y RA4 respectivamente
Comentarios
4-14
PIC Laboratory
Tema 4: Tutorial
El programa introduce el concepto de un contador realizado sobre una variable RAM y también la forma de
detectar pulsos en ciertas señales de entrada.
4.6.7 Ejemplo 7: Máquina de envasar, versión mejorada
Enunciado
Dos cintas transportadoras transportan piezas y envases respectivamente. Cuando se detecta un envase
debidamente posicionado, comienzan a entrar piezas. Cuando el envase se llena con 10 piezas, es retirado y
colocado otro vacío en su lugar.
Requisitos
•
•
Habilitar los leds del entrenador cerrando el jumper JP1.
Los Jumpers JP4, JP5 y JP6 deben estar en la posición RB0, RA0 y RA4 respectivamente
Comentarios
En el ejemplo anterior se pudo comprobar claramente que el nº de piezas a envasar era incorrecto. No es
que el programa estuviera mal, si no que el interruptor que simula el paso de piezas provoca un desagradable
efecto rebote. Un accionamiento del interruptor suponer generar varias señales que, por supuesto, son leídas por
el PIC.
Para evitar el efecto rebote se intercala una temporización en cada accionamiento. De esta forma se
espera a que las láminas de contacto del interruptor se estabilicen.
El ejemplo hace uso de un rutina de temporización de propósito general. Esta genera un tiempo de espera
de 10mS. Emplea el TMR0 en el modo temporizador asociado a un preesacler de 256. Si el PIC trabaja a 20MHz,
el ciclo máquina es de 0.2 µS. Con un preesacler de 256 el TMR0 evoluciona cada evento de 51,2µS (256 * 0,2).
La temporización finaliza cuando el TMR0 cuenta 195 de esos eventos (195 * 51,2 = 10000 µS).
4.6.8 Ejemplo 8: Juego de luces
Enunciado
Se va a realizar un juego de luces en el que los leds conectados en la Puerta B se iluminarán
secuencialmente de izda. a dcha. y viceversa en función de la entrada RA0. Cada led permanece iluminado 0.25
seg (250mS)
Requisitos
•
•
Habilitar los leds del entrenador cerrando el jumper JP1.
Los Jumpers JP4, JP5 y JP6 deben estar en la posición RB0, RA0 y RA4 respectivamente
Comentarios
Se emplea una rutina de temporización basada en los mismos principios que en el ejemplo anterior. Sin
embargo, con un PIC trabajando a 20MHz y un preescaler de 256, la máxima temporización que el TMR0 puede
realizar es de unos 13mS. Se ha optado por que el TMR0 temporice 10 mS y esta temporización se repita 25
veces para conseguir un total de 250 mS.
4.6.9 Ejemplo 9: La interrupción del TMR0
Enunciado
4-15
PIC Laboratory
Tema 4: Tutorial
Se pretende demostar el funcionamiento de la interrupción del TMR0. El programa lee constantemente el
estado de RA0 y RA1 y lo visualiza sobre RB0 y RB1. Al mismo tiempo y, sin dejar de explorar las entradas, la
salida RB7 genera un intermitencia constante de 0.5”.
Requisitos
•
•
Habilitar los leds del entrenador cerrando el jumper JP1.
Los Jumpers JP4, JP5 y JP6 deben estar en la posición RB0, RA0 y RA4 respectivamente
Comentarios
El ejemplo nos introduce en el mundo de las interrupciones, en este caso la que produce el TMR0 cada
10mS. En este momento el PIC acude al vector de interrupción en la posición 0x0004 y de aquí le mandamos al
inicio de nuestro programa de tratamiento. Este consiste en determinar si han transcurrido 50 interrupciones
(tiempo total 0.5”) para hacer que RB0 cambie de estado. No obstante, las entradas RA0 y RA1 no dejan de ser
reflejadas sobre las salidas RB0 y RB1.
4.6.10 Ejemplo 10: La interrupción externa RB0/INT
Enunciado
El programa ilumina los leds conectados a RB7-RB1 durante 1 ” cada vez que se accione el pulsador
RB0/INT (SW7) del entrenador "PIC Laboratory".
Requisitos
•
•
Habilitar los leds del entrenador cerrando el jumper JP1.
El Jumper JP4 debe estar en la posición INT.
Comentarios
Cada vez que se acciona el pulsador SW7, se provoca una interrupción por flanco descendente en la
patilla RB0/INT. El programa de tratamiento ilumina los leds de salida durante 1” y los vuelve a apagar, retornando
al programa principal. Este simplemente consiste en mantener al PIC en el modo SLEEP de bajo consumo de
forma constante hasta que se produce la interrupción externa mencionada.
4.6.11 Ejemplo 11:El display 7 segmentos
Enunciado
El programa representa sobre el display de 7 segmentos del entrenador el estado del interruptor de
entrada RB0, visualizando un “0” o “1”, según corresponda. Mediante la entrada RB1 se activa o no el punto
decimal.
Requisitos
•
•
•
Desconectar los leds del entrenador abriendo el jumper JP1.
Habilitar el display de 7 segmentos cerrando el Jumper JP2.
El Jumper JP4 debe estar en la posición RB0.
Comentarios
4-16
PIC Laboratory
Tema 4: Tutorial
El ejemplo es una simple muestra de cómo visualizar dos números (“0” y “1”) sobre el display de 7
segmentos del entrenador "PIC Laboratory". Para ello, sobre la puerta de salida se sacan los correspondientes
códigos de 7 segmentos.
4.6.12 Ejemplo12: Decodificador BCD a 7 segmentos
Enunciado
Por las entradas RB0-RB3 se introduce el código BCD del dígito a visualizar (entre 0 y F) sobre el display
de 7 segmentos del entrenador
Requisitos
•
•
•
Desconectar los leds del entrenador abriendo el jumper JP1.
Habilitar el display de 7 segmentos cerrando el Jumper JP2.
Los Jumpers JP4 y JP5 deben estar en la posición RB0 y RA0 respectivamente.
Comentarios
Este ejemplo nos introduce al manejo de tablas de datos constantes. Efectivamente, la tabla consiste en
los 16 códigos 7 segmentos de los dígitos a visualizar. Mediante la suma del PC con un desplazamiento, se
selecciona uno de los 16 códigos, el del dígito que se desea visualizar.
4.6.13 Ejemplo13: Contador decimal UP/DOWN
Enunciado
Se trata de realizar un contador ascendente/descendente (UP/DOWN). Los pulsos a contar se aplican
desde RA0 y debe eliminarse el “efecto rebote”. Mediante la entrada RA1 se selecciona si la cuenta es ascendente
o descendente
Requisitos
•
•
•
Desconectar los leds del entrenador abriendo el jumper JP1.
Habilitar el display de 7 segmentos cerrando el Jumper JP2.
Los Jumpers JP4 y JP5 deben estar en la posición RB0 y RA0 respectivamente.
Comentarios
El ejemplo es una aplicación práctica consiste en realizar una década contadora. la cuenta es decimal de 0
a 9 y puede ser ascendente o descendente.
4.6.14 Ejemplo 14: El TMR0 como contador de pulsos externos
Enunciado
Procedente del generador lógico del entrenador se aplican pulsos por RA4/T0CK1 para que el TMR0 los
vaya contando y visualizando sobre el display. Cuando lleguen 6 pulsos el display activa todos sus segmentos
durante 1” luego se apagan y el sistema queda detenido hasta provocar un RESET. Comienza de nuevo el ciclo.
Requisitos
•
•
•
Desconectar los leds del entrenador abriendo el jumper JP1.
Habilitar el display de 7 segmentos cerrando el Jumper JP2.
Los Jumpers JP4 y JP6 deben estar en la posición RB0 y T0CKI respectivamente.
4-17
PIC Laboratory
Tema 4: Tutorial
Comentarios
El programa demuestra que el TMR0 puede actuar como contador de pulsos externos que se introducen
por RA4/T0CKI y, si procede, provocar interrupción. También muestra cómo se puede modificar dinámicamente el
registro OPTION para hacer que el TMR0 actúe como contador o como temporizador según se necesite y con el
preescaler apropiado. Podemos variar la frecuencia del generador mediante el potenciómetro P2 del entrenador,
para conseguir una cuenta más o menos rápida.
4.6.15 Ejemplo 15: La memoria EEPROM de datos, la máquina “Su Turno”
Enunciado
Se trata de emular el funcionamiento de la típica máquina “Su Turno” habitual en muchos comercios de
venta al público. Sobre el display se visualiza el turno actual. Este se incrementa con cada pulso en RA0. En la
memoria EEPROM de datos del PIC se almacena el turno actual de forma que, ante un fallo de alimentación, se
reanude la cuenta desde el último número.
Requisitos
•
•
•
Desconectar los leds del entrenador abriendo el jumper JP1.
Habilitar el display de 7 segmentos cerrando el Jumper JP2.
Los Jumpers JP4, JP5 y JP6 deben estar en la posición RB0 , RA0 y RA4 respectivamente.
Comentarios
El programa pretende ilustrar la forma de grabar y recuperar datos no volátiles sobre la memoria EEPROM
del PIC. las aplicaciones de este tipo de memoria son numerosas (códigos de accesos, agenda no volátil, etc.).
4.6.16 Ejemplo 16: Introducción al manejo de la pantalla LCD
Enunciado
Se trata de hacer una introducción al manejo de la pantalla LCD, donde debe aparecer el mensaje “Hola”.
Requisitos
•
•
Habilitar la pantalla LCD cerrando el jumper JP3.
El Jumper JP4 debe estar en la posición RB0.
Comentarios
El programa hace uso de las rutinas de manejo de la pantalla LCD que están contenidas en el fichero
LCD_CXX.INC del disco de prácticas. Dichas rutinas son de propósito general y se incluyen en el programa fuente
del usuario mediante la directiva INCLUDE del ensamblador. Es un buen método para incluir rutinas desde otros
ficheros sin tenerlas que escribir en cada uno de los programas fuentes de aplicación en que sean necesarias.
4.6.17 Ejemplo 17: Seguimos con la pantalla LCD
Enunciado
Se trata de visualizar diferentes mensajes contenidos en tablas previamente definidas por el usuario. En el
ejemplo se visualizan los mensajes “Hola” y “Adios”.
Requisitos
4-18
PIC Laboratory
Tema 4: Tutorial
•
•
Habilitar la pantalla LCD cerrando el jumper JP3.
El Jumper JP4 debe estar en la posición RB0.
Comentarios
Se trata de mostrar una forma cómoda y versátil para visualizar cualquier tipo de mensajes de cualquier
tamaño. Los mensajes se definen en tablas de datos constantes mediante la conocida instrucción RETLW. Todo
mensaje finaliza con un código de fin de mensaje (0x00). Se ha diseñado una rutina llamada “Mensaje” que lee y
visualiza todos los caracteres de un texto hasta llegar al código de fin de mensaje. Antes de llamar a esta rutina,
en el programa principal, se debe indicar el inicio de cada uno de los mensajes o textos que se desean visualizar.
4.6.18 Ejemplo 18: Visualizando mas mensajes
Enunciado
Al igual que en el ejemplo anterior, se trata de visualizar diferentes mensajes contenidos en tablas
previamente definidas por el usuario.
Requisitos
•
•
Habilitar la pantalla LCD cerrando el jumper JP3.
El Jumper JP4 debe estar en la posición RB0.
Comentarios
El ejemplo es similar al anterior en cuanto a que se trata de visualizar diferentes textos previamente
definidos en tablas. La diferencia está precisamente en la definición de esas tablas. Efectivamente, mediante la
directiva DT del ensamblador es posible definir tablas de datos expresados, en ASCII, cadena de caracteres,
hexadecimal, etc. Durante el proceso de ensamblado se generan tantas instrucciones RETLW como datos haya.
Es una forma de incluir tablas de datos en nuestros programas fuente mucho más cómoda y fácil de interpretar.
4.6.19 Ejemplo 19: El teclado
Enunciado
Se trata de una primera toma de contacto con el manejo del teclado hexadecimal del entrenador "PIC
Laboratory" . Se trata de explorar el teclado y visualizar, sobre los leds conectados a RB0-RB7, el código BCD de
la tecla pulsada durante 2”.
Requisitos
•
•
Habilitar los leds cerrando el jumper JP1
El Jumper JP4 debe estar en la posición RB0.
Comentarios
Las rutinas para manejo del teclado se encuentran en el fichero “TECLADO.INC” del disco de prácticas.
Mediante la directiva INCLUDE del ensamblador se deben incluir en los programas fuente de aplicación del
usuario. Se puede apreciar que la puerta B se re configura dinámicamente. El programa principal la programa
como salida, pero la rutina Key_Scan de exploración programa RB0-RB3 como salida y RB4-RB7 como entrada.
Cuando la exploración ha finalizado, la puerta B queda como estaba en un principio.
4.6.20 Ejemplo 20: El teclado y el LCD
Enunciado
4-19
PIC Laboratory
Tema 4: Tutorial
Se trata de combinar el funcionamiento de estos dos periféricos. Sobre la pantalla LCD se visualiza la tecla
pulsada.
Requisitos
•
•
Habilitar el LCD cerrando el jumper JP3
El Jumper JP4 debe estar en la posición RB0.
Comentarios
El ejemplo trata de mostrar como configurando las puertas en cada momento, el PIC puede gobernar en
una misma aplicación periféricos tan dispares como son un teclado y una pantalla LCD, que fundamentalmente
comparten el mismo puerto B.
4.6.21 Ejemplo 21: Interrupción por cambio de estado
Enunciado
Se trata de un ejemplo similar al anterior en cuanto a que sobre la pantalla LCD se visualiza la tecla
pulsada. La diferencia consiste en que la exploración del teclado sólo se realiza cuando se detecte una
interrupción por cambio de estado en las líneas RB4-RB7 como consecuencia de pulsar cualquier tecla.
Requisitos
•
•
Habilitar el LCD cerrando el jumper JP3
El Jumper JP4 debe estar en la posición RB0.
Comentarios
El programa principal se mantiene en el modo SLEEP de bajo consumo. Cuando se pulsa cualquier tecla
se produce una interrupción que “despierta” al PIC. El programa de tratamiento se encarga de determinar qué
tecla se pulsó para, posteriormente, visualizarla sobre el LCD. Se trata de una muy interesante aplicación. En el
ejemplo anterior el PIC estaba constantemente en ejecución esperando que se pulse una tecla y por tanto
consumiendo. En el presente ejemplo el PIC está en standby y sólo reacciona cuando tiene lugar cualquier
pulsación.
4.6.22 Ejemplo 22: El TMR1, interrupción cada cierto tiempo
Enunciado
Se trata de que el TMR1 provoque una interrupción cada 0.1”. Un contador binario reflejado sobre los leds
conectados a la puerta B, representa el número de interrupciones producidas.
Requisitos
•
•
Habilitar los leds cerrando el jumper JP1
El Jumper JP4 debe estar en la posición RB0.
Comentarios
El ejemplo pretende introducirnos al manejo del TMR1. Se trata de un contador ascendente de 16 bits con
un preescler de hasta 8. Este se programa para que actúe en el modo temporizador y provoque una interrupción
cada 0.1”. El número de interrupciones producidas se verá reflejado sobre los leds de salida.
4-20
PIC Laboratory
Tema 4: Tutorial
4.6.23 Ejemplo 23: El TMR1 como contador de eventos externos
Enunciado
Mediante el generador de onda cuadrada del entrenador, se aplican pulsos por la línea RC0/T1CKI. La
pantalla LCD visualiza en binario el número de pulsos que entran al TMR1.
Requisitos
•
•
Habilitar el LCD cerrando el jumper JP3
El Jumper JP8 debe estar cerrado para conectar la salida del generador con RC0/T1CKI.
Comentarios
Al igual que el TMR0, el TMR1 también puede contar pulsos de entrada aplicados por la patilla
RC0/T1CKI. Es sensible a los flancos ascendentes de la señal de entrada. El generador "PIC Laboratory" se
encarga de suministrar los pulsos externos a contar. Se recomienda selecciona una baja frecuencia para apreciar
que los incrementos se producen en el flanco ascendente de las señal.
4.6.24 Ejemplo 24: El TMR1 como divisor de frecuencia
Enunciado
El TMR1 cuenta el número de pulsos externos que se establecen en la variable Valor_N. Cuando finaliza
se provoca una interrupción que hace bascular a la línea de salida RB0. La frecuencia en esta línea de salida será
la del generador dividida entre 2* Valor_N.
Requisitos
•
•
•
JP4 debe estar en la posición RB0
Habilitar los leds cerrando el jumper JP1
El Jumper JP8 debe estar cerrado para conectar la salida del generador con RC0/T1CKI.
Comentarios
Este sencillo ejemplo nos muestra la capacidad que tiene el TMR1 de provocar interrupción cuando trabaja
en el modo contador de eventos externos. Un detalle importante es que el PIC puede estar en el modo Sleep de
bajo consumo. Efectivamente, como el TMR1 está trabajando como contador externo, no necesita de la frecuencia
de reloj general del sistema y, puede provocar interrupción, al llegar a 0. Se sugiere modificar el programa
variando la variable Valor_N con objeto de obtener otras divisiones de frecuencia así como variar la frecuencia del
generador.
4.6.25 Ejemplo 25: Frecuencímetro
Enunciado
El ejemplo propone realizar un frecuencímetro en base al número de pulsos que entran al TMR1 en el
modo contador de eventos externos. La frecuencia obtenida se visualiza sobre la pantalla LCD.
Requisitos
•
•
JP4 debe estar en la posición RB0
Habilitar el LCD cerrando el jumper JP3
4-21
PIC Laboratory
Tema 4: Tutorial
•
El Jumper JP8 debe estar cerrado para conectar la salida del generador con RC0/T1CKI.
Comentarios
Este es un buen ejemplo en el que tanto el TMR0 como el TMR1 trabajan conjuntamente. El TMR1 se
programa para contar pulsos externos. Por su parte el TMR0 provoca una interrupción cada 10mS. Cuando se han
producido 100 interrupciones habrá pasado 1 segundo. En este momento el TMR1 deja de contar. En otras
palabras, el TMR1 cuenta los pulsos que le entran durante un intervalo de 1 segundo. El resultado de la cuenta
representa por tanto los ciclos/segundo de la señal de entrada y se visualiza en la pantalla LCD. Posteriormente se
inicia una nueva medida. Como se hace una muestra cada segundo, la frecuencia obtenida puede variar en 1 Hz.
4.6.26 Ejemplo 26: El TMR2, interrupción periódica
Enunciado
Mediante el empleo del TMR2 se trata de hacer un segundero visualizado sobre el display del entrenador
"PIC Laboratory".
Requisitos
•
•
JP4 debe estar en la posición RB0
Habilitar el display cerrando el jumper JP2
Comentarios
El ejemplo pretende mostrar el empleo del TMR2. Para ello provoca una interrupción fija cada 10 mS que
se repite 100 veces para obtener el tiempo total deseado de 1”. Una diferencia importante de este timer frente a
los anteriores, es que posee un registro de periodos que permite la recarga automática del TMR2 cada vez que
finaliza la cuenta. Este registro determina por tanto la temporización a realizar.
4.6.27 Ejemplo 27: El TMR2, temporizaciones ajustables
Enunciado
Se trata de obtener por la salida RB0 una frecuencia variable en función de los interruptores de entrada
RA0-RA5. Para ello emplearemos el TMR2 modificando dinámicamente su registro de periodos.
Requisitos
•
•
JP4, JP5 y JP6 deben estar en la posición RB0, RA0 y RA4 respectivamente
Habilitar los leds cerrando el jumper JP1
Comentarios
El programa lee el valor introducido mediante los interruptores de entrada RA0-RA5 y tras multiplicarlo por
4, lo deposita en el registro de periodos. De esta forma se varía la temporización. El TMR2 evoluciona hasta
alcanzar el valor de dicho registro de periodos, momento en que se pone a 0 y reanuda una nueva cuenta. Si ese
valor varía, también lo hará la cuenta. La salida RB0 cambia de estado cuando se hayan producido 10
interrupciones: (0,2nS * (RA0-RA5*4) * preescaler * postcaler * 10)
4.6.28 Ejemplo 28: Capturas con el módulo CCP1, midiendo periodos
Enunciado
4-22
PIC Laboratory
Tema 4: Tutorial
Se trata de experimentar con el módulo CCP1. Para ello se propone un programa que mide el tiempo que
transcurre entre dos flancos ascendentes de la señal aplicada por RC2/CCP1. Se obtiene así el periodo de esa
señal que será visualizado en la pantalla LCD.
Requisitos
•
•
•
Cerrar JP9 para que la salida del generador se conecta con la entrada RC2/CCP1
JP4 debe estar en la posición RB0
Habilitar el LCD cerrando el jumper JP3
Comentarios
Este ejemplo pretende mostrar el funcionamiento del módulo CCP1 en el modo de captura. El TMR1
evoluciona a una frecuencia conocida. Se captura el valor que adquiere entre dos flancos ascendentes de la señal
de entrada que suministra el generador. Dicho valor representa el periodo de esa señal. Trabajando a 20MHz y
con un preescaler de 1:8, el TMR1 evoluciona cada 1.6µS. El valor mínimo del periodo que se puede medir será
aproximadamente 1.6µS (F=62KHz) y el máximo 104,8 mS (F=9.5 Hz). La lectura que aparece en el LCD
representa el contaje realizado por el TMR1 entre un flanco y el siguiente. Esta lectura habrá que multiplicarla por
1.6µS (cada evolución del TMR1) para obtener el periodo final. Este puede ser contrastado si empleamos un
osciloscopio conectado la salida del generador. Se recomienda emplear frecuencias altas dado que las bajas
suponen un periodo mayor que el que el TMR1 es capaz de medir en este ejemplo.
4.6.29 Ejemplo 29: Capturas con el módulo CCP1, midiendo la anchura de un pulso
Enunciado
Se pretende medir el tiempo transcurrido entre el flanco ascendente y otro descendente de la señal de
entrada que suministra el generador. Con ello se obtiene la duración del pulso de esa señal de entrada.
Requisitos
•
•
•
Cerrar JP9 para que la salida del generador se conecte con la entrada RC2/CCP1
JP4 debe estar en la posición RB0
Habilitar el LCD cerrando el jumper JP3
Comentarios
El ejemplo es similar al anterior. Se trata de conocer la evolución que sufre el TMR1 entre un flanco
ascendente y otro descendente. Si sabemos que el TMR1 evoluciona cada 1.6µS, multiplicamos este valor por la
lectura que aparece en el LCD y obtendremos la duración del ancho del pulso.
4.6.30 Ejemplo 30: Capturas con el módulo CCP1, midiendo el tiempo entre un pulso y el siguiente
Enunciado
El ejemplo trata de medir el tiempo que transcurre entre un pulso y el siguiente en la señal de entrada
aplicada por RC2/CCP1
Requisitos
•
•
•
Cerrar JP9 para que la salida del generador se conecte con la entrada RC2/CCP1
JP4 debe estar en la posición RB0
Habilitar el LCD cerrando el jumper JP3
4-23
PIC Laboratory
Tema 4: Tutorial
Comentarios
Es un último ejemplo dedicado al módulo CCP1 en su modo de captura. En esta ocasión se mide el tiempo
que transcurre entre el flanco descendente de un pulso y el ascendente del siguiente. Con ello conocemos el
lapsus entre dos pulsos. Se recuerda que, dado que el TMR1 evoluciona cada 1.6µS, la lectura que presenta el
LCD hay que multiplicarla por este valor. Con ayuda de un osciloscopio podemos contrastar las medidas.
Estos ejercicios han sido orientados al empleo del módulo CCP1. El empleo del 2º modulo, CCP2 es
idéntico a lo aquí expuesto.
4.6.31 Ejemplo 31: Comparación con el módulo CCP1, contador de eventos ajustable
Enunciado
El TMR1 cuanta tantos pulsos externos como indique el valor que se introduce desde los interruptores
RA5-RA0 de la puerta A. Cuando se alcanza el valor fijado, la salida RB0 cambia de estado.
Requisitos
•
•
•
•
Abrir JP9 para que la salida del generador se desconecte con la entrada RC2/CCP1
Cerrar JP8 para que la salida del generador se asocie con la entrada de eventos externos RC0/T1CKI
JP4, JP5 y JP6 deben estar en la posición RB0, RA0 y RA4 respectivamente
Habilitar los leds cerrando el jumper JP1
Comentarios
La comparación consiste en dejar que el TMR1 evolucione hasta llegar al valor prefijado en los registros
CCPR1H y CCPR1L. En el ejemplo estos registros se cargan con el valor que introducen RA5-RA0. Cuando el
TMR1 alcanza ese valor se provoca una interrupción cuyo tratamiento re inicia de nuevo el TMR1 y hace cambiar
de estado a la línea RB0. El TMR1 actúa como contador de eventos externos sensibles al flanco ascendente de la
señal que suministra el generador del entrenador. Conviene ajustar una frecuencia baja en el generador, que nos
permita ver claramente el número de pulsos aplicados y el cambio de estado que se produce en RB0.
4.6.32 Ejemplo 32: Modulación de anchura de pulsos (PWM) mediante el módulo CCP1
Enunciado
Se trata de obtener por la salida RC2/CCP1 una señal. El periodo de esa señal se determina mediante la
constante “Periodo” y la anchura del pulso o “Duty Cycle” mediante la constante “Duty”.
Requisitos
•
Abrir JP9 para que la salida del generador se desconecte con la entrada RC2/CCP1
Comentarios
La modulación de anchura de pulsos consiste en obtener una señal de salida ajustable tanto en periodo
como en la anchura del pulso. Para ello se emplea el TMR2 y su registro de periodo PR2 así como el registro
CCPR1L en caso de utilizar el módulo CCP1. Cuando el TMR2 alcanza el valor en PR2 (el periodo de la señal”, la
salida RC2/CCP1 cambia de estado y pasa a “1”. El TMR2 inicia una nueva cuenta. Cuando alcanza el valor fijado
en CCPR1L (anchura del pulso) la salida pasa a nivel “0”. El TMR2 se inicia nuevamente y el ciclo se repite.
Variando los valores en PR2 y CCPR1L se puede modificar la señal de salida tanto en periodo como en anchura.
En el ejemplo se emplea el TMR2 con un preescaler 1:1, por lo que trabajando a 20MHz evoluciona cada
0.2µS. Conocido esto es fácil determinar el valor que hay que cargar en PR2 y CCPR1L para obtener el periodo y
anchura deseado.
4-24
PIC Laboratory
Tema 4: Tutorial
Para comprobar el presente ejemplo se recomienda el empleo de un osciloscopio que visualice la señal
presente en RC2/CCP1 y permita contrastar los resultados. También hay que destacar que el funcionamiento del
PWM es totalmente independiente del programa en ejecución. Efectivamente, una vez programado
adecuadamente el modulo CCP1 y el TMR2, la señal de salida se obtiene de forma automática, sin que el
programa de aplicación tenga que intervenir a no ser que sea para modificar los valores de PR2 y CCPR1L.
4.6.33 Ejemplo 33: PWM mediante el módulo CCP1, variando la anchura
Enunciado
Se trata de un ejemplo similar al anterior. La diferencia estriba en que la anchura del pulso se modifica
dinámicamente en función del valor binario que se introduce por RA5-RA0.
Requisitos
•
•
Abrir JP9 para que la salida del generador se desconecte con la entrada RC2/CCP1
JP5 y JP6 deben estar en la posición RA0 y RA4 respectivamente
Comentarios
El programa nos muestra la posibilidad de variar la anchura del pulso de salida de acuerdo a parámetros
como pueden ser el valor de una puerta de entrada (RA5-RA4). A una frecuencia de 20MHz y con un preescaler
de 1:16, el TMR2 evoluciona cada 3.2µS. El registro PR2 se carga con 200 por lo que el periodo es de 640µS (200
* 3.2). El registro CCPR1L se carga con el valor de RA5-RA0 que puede oscilar entre 0 y 64. De esta manera la
anchura del pulso oscilara entre 0 y 204,8µS (64 * 3.2). Se recomienda emplear un osciloscopio conectado a la
salida RC2/CCP1 para comprobar el correcto funcionamiento de la aplicación.
4.6.34 Ejemplo 34: El convertidor ADC
Enunciado
Se trata de leer el valor analógico que se introduce por la entrada RA0. El resultado de la conversión se
visualiza, en binario, sobre la pantalla LCD.
Requisitos
•
•
•
Activar el LCD cerrando JP3
JP4 y JP5 deben estar en la posición RB0 y AN0 respectivamente
JP7 en la posición VA2 (entrada analógica desde el potenciómetro)
Comentarios
El ejemplo pretende ser una introducción al manejo del módulo convertidor ADC que integran los PIC de la
familia 16F87X. Estos convertidor de 10 bits, trabajando con una tensión de referencia de +5Vcc, presentan una
resolución de 4.8 mV/bit. El resultado binario de la conversión se visualiza en la pantalla LCD.
Moviendo el potenciómetro P1 se aprecia claramente variaciones en la medida visualizada en el LCD.
Cambiar JP7 a la posición VA1. La tensión analógica de entrada se toma ahora desde el foto transistor del
entrenador. Haciendo incidir mas o menos luz sobre el mismo, se apreciarán variaciones en las medidas.
4.6.35 Ejemplo 35: Modulación PWM mediante el convertidor ADC
Enunciado
Se trata de modular la anchura del pulso de la señal de salida que proporciona el módulo CCP1 en la línea
RC2/CCP1, en función de la señal analógica introducida por RA0/AN0 previa conversión.
4-25
PIC Laboratory
Tema 4: Tutorial
Requisitos
•
•
•
JP5 debe estar en la posición AN0
JP9 abierto para la señal de salida en RC2/CCP1
JP7 en la posición VA2 (entrada analógica desde el potenciómetro)
Comentarios
Este ejemplo ilustra el empleo combinado del convertidor ADC con el módulo CCP1 en el modo PWM. El
convertidor ADC obtiene un valor binario en función de una señal analógica de entrada. Ese valor se emplea para
ajustar el CCPR1L y regular así la anchura del pulso de la señal de salida. Con un osciloscopio conectado en
RC2/CCP1 se puede apreciar claramente la variación de la anchura del pulso según se varía, con el
potenciómetro P1 del entrenador, la tensión analógica.
4.6.36 Ejemplo 36: El USART, transmitiendo caracteres
Enunciado
Transmitir vía serie el carácter A a intervalos regulares de 1 “.
Requisitos
•
•
Cable de comunicaciones
Programa de comunicaciones
Comentarios
Este sencillo ejemplo muestra los simple que resulta realizar la transmisión serie de cualquier carácter o
byte. Emplea el USART que integran los PIC de la serie 16F87X.
El cable de comunicaciones que se entrega con el entrenador "PIC Laboratory" no sirve ya que este
emplea la línea RTS para re iniciar a dicho entrenador cuando se trabaja junto con el software Real_PIC. Algunos
programas de comunicaciones puede activar esta línea con lo que el PIC estará constantemente en el estado de
RESET.
Es necesario preparar un cable de comunicaciones para comprobar el funcionamiento del ejemplo y dos
conectores DB9, uno macho (DB9M) y otro hembra (DB9H). Se realizan las siguientes conexiones: La patilla 2 del
DB9M con la 2 del DB9H, la patilla 3 del DB9M con la 3 del DB9H y la patilla 5 del DB9M con la 5 del DB9H.
También necesitamos estándar un software de comunicaciones. Puede servir el conocido programa
“Hyper Terminal” de Windows. Hay que configurarlo para que la comunicación se realice a 9600 baudios, 8 bits de
datos, sin paridad y un bit de stop.
4.6.37 Ejemplo 37: El USART, recepción/transmisión de caracteres
Enunciado
El ejemplo emplea el USART que integran los PIC16F87X. Consiste en esperar que se reciba un carácter
o byte. Este se visualiza sobre los leds de la puerta B y acto seguido se retransmite a modo de eco.
Requisitos
•
•
•
Habilitar los leds cerrando el jumper JP1
Cable de comunicaciones
Programa de comunicaciones
4-26
PIC Laboratory
Tema 4: Tutorial
Comentarios
El ejemplo propone el empleo de una interrupción que se provoca cuando se recibe un byte. El programa
de tratamiento lo visualiza sobre los leds de salida y lo retransmite.
El cable de comunicaciones que se entrega con el entrenador "PIC Laboratory" no sirve ya que este
emplea la línea RTS para re iniciar a dicho entrenador cuando se trabaja junto con el software Real_PIC. Algunos
programas de comunicaciones puede activar esta línea con lo que el PIC estará constantemente en el estado de
RESET.
Es necesario preparar un cable de comunicaciones para comprobar el funcionamiento del ejemplo y dos
conectores DB9, uno macho (DB9M) y otro hembra (DB9H). Se realizan las siguientes conexiones: La patilla 2 del
DB9M con la 2 del DB9H, la patilla 3 del DB9M con la 3 del DB9H y la patilla 5 del DB9M con la 5 del DB9H.
También necesitamos de un software de comunicaciones. Este puede ser el conocido programa “Hyper
Terminal” de Windows. Hay que configurarlo para que la comunicación se realice a 9600 baudios, 8 bits de datos,
sin paridad y un bit de stop.
4.6.38 Ejemplo 38: Saludo
Enunciado
Se trata de visualizar sobre la pantalla LCD una serie de mensajes publicitarios acerca de las
características del entrenador "PIC Laboratory".
Requisitos
•
•
Habilitar el LCD cerrando el jumper JP3
El jumper JP4 debe estar en la posición RB0
Comentarios
Es un simple programa de demostración que viene grabado de serie sobre el PIC del entrenador "PIC
Laboratory" .
4.6.39 Ejemplo 39: Adivina el Número
Enunciado
Se trata del popular juego consistente en adivinar un número comprendido entre 00 y 99, con un número
limitado de oportunidades.
Requisitos
•
•
Habilitar el LCD cerrando el jumper JP3
El jumper JP4 debe estar en la posición RB0
Comentarios
Es una aplicación de tipo lúdica en el que se gestiona el teclado y la pantalla LCD. Mediante una serie de
mensajes el jugador conoce en todo momento el desarrollo del juego.
4-27
PIC Laboratory
Tema 4: Tutorial
4-28
PIC Laboratory
Anexo 1: El módulo LCD
ANEXO 1: El módulo LCD
AN1.1 INTRODUCCIÓN
El presente anexo está destinado a una realizar breve descripción del funcionamiento del módulo LCD incluido
en el entrenador "PIC Laboratory".
Se trata de un módulo microcontrolado capaz de representar 2 líneas de 16 caracteres cada una. A través de
8 líneas de datos se le envía el carácter ASCII que se desea visualizar así como ciertos códigos de control que
permiten realizar diferentes efectos de visualización. Igualmente mediante estas líneas de datos el módulo puede
devolver información de su estado interno.
Con otras tres señales adicionales se controla el flujo de información entre el módulo LCD y microcontrolador
que lo gobierna. A continuación se presenta la descripción de señales empleadas por el módulo LCD así como el
número de patilla a la que corresponden.
PIN Nº
SÍMBOLO
DESCRIPCIÓN
1
Vss
Patilla de tierra de alimentación
2
Vdd
Patilla de alimentación de +5V
3
Vee
Patilla de contraste del cristal líquido. Normalmente se conecta a un potenciómetro a
través del cual se aplica una tensión variable entre 0 y +5V que permite regular el
contraste de la pantalla.
4
RS
Selecciona entre el registro de control y el registro de datos:
RS=0 Selección del registro de control
RS=1 Selección del registro de datos
5
R/W
Señal de lectura/escritura:
R/W=0 El Módulo LCD es escrito
R/W=0 El Módulo LCD es leído
6
E
Señal de activación del módulo LCD:
E=0 Módulo desconectado
E=1 Modulo habilitado
7-14
D0-D7
Bus de datos bi-direccional. A través de estas líneas se realiza la transferencia de
información entre el módulo LCD y el microcontrolador que lo gestiona.
AN1-2 CONEXIÓN CON "PIC Laboratory"
El interface entre este módulo LCD y el entrenador "PIC Laboratory" se realiza, tal y como se explicó en el
apartado 1.3.10 del Tema 1. Las señales empleadas son las siguientes:
AN1-1
PIC Laboratory
Anexo 1: El módulo LCD
RB0-RB7
Están conectadas a las líneas de datos D0-D7 del módulo. A través por tanto, de la
puerta B, se envían códigos ASCII o de control al módulo o, se recibe por parte de
este, el estado interno del mismo.
La puerta B habrá que programarla como salida cuando se vayan a enviar códigos
ASCII o de control y, como entrada, cuando se desee conocer el estado interno del
módulo.
RA1
Se conecta con la señal de control R/S. Sacando un nivel lógico "0" por esta línea se
selecciona el registro de control del módulo. Sacando un nivel lógico "1" se
selecciona el registro de datos. Esta línea debe programarse como salida.
RA2
Se conecta con la señal R/W. Sacando un nivel lógico "0" por ella, el módulo es
escrito con la información presente en ese momento en la puerta B que deberá
actuar como salida. Sacando un "1" se lee el estado interno del módulo LCD. Dicho
estado se recibe a través de la puerta B que deberá estar programada como entrada.
La línea RA2 debe programarse como salida.
RA3
Se conecta con la señal E. Cuando se aplica un nivel "1" el módulo queda habilitado y
es posible por tanto la transferencia de información entre la puerta B y las líneas de
datos D0-D7. Aplicando un "0" el módulo queda desconectado y sus líneas de datos
D0-D7 en alta impedancia. RA3 debe programarse también como salida.
AN1.3 JUEGO DE INSTRUCCIONES
A continuación se presentan los diferentes códigos de control o instrucciones que admite el módulo LCD.
Gracias a ellos es posible configurar diferentes opciones de trabajo del módulo LCD y conseguir diferentes efectos de
visualización. Consisten en diferentes códigos que se introducen a través del bus de datos del módulo LCD conectado
a la puerta B del entrenador "PIC Laboratory". Se indica también el nivel lógico que deben tener las líneas de control
RS y R/W, suponiendo que la señal de habilitación E está permanentemente activada.
AN1.3.1 CLEAR DISPLAY
Borra el módulo LCD y la RAM de datos (DD RAM), colocando el cursor en la primera posición (dirección 0).
Pone el bit I/D a "1" por defecto.
Código:
RS
0
R/W
0
DB7
0
DB6
0
DB5
0
DB4
0
DB3
0
DB2
0
DB1
0
DB0
1
Tiempo de ejecución: 1.64 mS
AN1.3.2 HOME
Coloca el cursor en la posición de inicio de la pantalla (dirección 0) y hace que el display comience a
desplazarse desde la posición original. El contenido de la memoria RAM de datos de visualización (DD RAM)
permanecen invariables. La dirección de la memoria RAM de datos para la visualización (DD RAM) es puesta a 0.
Código:
RS
0
R/W
0
Tiempo de ejecución: 1.64 mS
AN1-2
DB7
0
DB6
0
DB5
0
DB4
0
DB3
0
DB2
0
DB1
1
DB0
X
PIC Laboratory
Anexo 1: El módulo LCD
AN1.3.3 ENTRY MODE SET
Establece la dirección de movimiento del cursor y establece si la visualización se va desplazando a la
siguiente posición de la pantalla o no. Estas operaciones se ejecutan durante la lectura o escritura de la DD RAM o
CG RAM. Para visualizar normalmente poner el bit S a "0".
Código:
RS
0
R/W
0
DB7
0
DB6
0
DB5
0
DB4
0
DB3
0
DB2
1
DB1
I/D
DB0
S
Tiempo de ejecución: 40 µS
AN1.3.4 DISPLAY ON/OFF CONTROL
Activa o desactiva poniendo en ON/OFF tanto al display (D) como al cursor (C) y se establece si este último
debe o no parpadear (B).
Código:
RS
0
R/W
0
DB7
0
DB6
0
DB5
0
DB4
0
DB3
1
DB2
D
DB1
C
DB0
B
Tiempo de ejecución: 40 µS
AN1.3.5 CURSOR OR DISPLAY SHIFT
Mueve el cursor y desplaza el display sin cambiar el contenido de la memoria de datos de visualización DD
RAM.
Código:
RS
0
R/W
0
DB7
0
DB6
0
DB5
0
DB4
1
DB3
S/C
DB2
R/L
DB1
X
DB0
X
Tiempo de ejecución: 40 µS
AN1.3.6 FUNCTION SET
Establece el tamaño del interface con el bus de datos en 4 u 8 bits (DL). También determina el número de
líneas del display (N) y tipo de carácter (F).
Código:
RS
0
R/W
0
DB7
0
DB6
0
DB5
1
DB4
DL
DB3
N
DB2
F
DB1
X
DB0
X
Tiempo de ejecución: 40 µS
AN1.3.7 SET THE CG RAM ADDRESS
El módulo LCD además de tener definidos todo el conjunto de caracteres ASCII, permite al usuario definir
hasta 8 caracteres gráficos. La composición de estos caracteres se va guardando en una memoria llamada CG RAM
con capacidad para 64 bytes. Cada carácter gráfico definido por el usuario se compone de 8 bytes que se almacenan
en sucesivas posiciones de la CG RAM.
AN1-3
PIC Laboratory
Anexo 1: El módulo LCD
Mediante esta instrucción se establece la dirección de la memoria CG RAM a partir de la cual se irán
almacenando los bytes que definen un carácter gráfico. Ejecutado este comando todos los datos que se escriban o se
lean posteriormente, lo hacen desde esta memoria CG RAM.
Código:
RS
0
R/W DB7 DB6 DB5
0
0
1
DB4 DB3 DB2 DB1
Dirección de la CG RAM
DB0
Tiempo de ejecución: 40 µS
AN1.3.8 SET THE DD RAM ADDRESS
Los caracteres o datos que se van visualizando, se van almacenando previamente en una memoria llamada
DD RAM para de aquí pasar a la pantalla.
Mediante esta instrucción se establece la dirección de memoria DD RAM a partir de la cual se irán
almacenado los datos a visualizar. Ejecutado este comando, todos los datos que se escriban o lean posteriormente los
hacen desde esta memoria DD RAM. Las direcciones de la 0x80h a la 0x8Fh corresponden con los 16 caracteres del
primer renglón y de la 0xC0h a la 0xCFh con los 16 caracteres del segundo renglón, en elmodelo de pantalla
empleada por el "PIC Laboratory"..
Código:
RS
0
R/W DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1
0
1
Dirección de la DD RAM
DB0
Tiempo de ejecución: 40 µS
AN1.3.9 READ BUSY FLAG & ADDRESS
Cuando el módulo LCD está realizando cualquiera de las anteriores instrucciones, lconsume un cierto tiempo
de ejecución en el que no se le debe mandar ninguna otra. Para ello dispone de un flag llamado BUSY (BF) que indica
que el módulo está ocupado.
Este instrucción de lectura informa del estado de dicho flag además de proporcionar el valor del contador de
direcciones de la CG RAM o de la DD RAM según la última que se haya empleado.
Código:
RS
0
R/W DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0
1
BF
Dirección de la CG RAM o de la DD RAM
Tiempo de ejecución: 40 µS
AN1.3.10 WRITE DATA TO GG OR DD RAM
Mediante este comando se escribe en la memoria DD RAM los datos que se quieren presentar en pantalla y
que corresponden a los diferentes códigos ASCII de los caracteres a visualizar.
Igualmente también es posible escribir en la memoria CG RAM los diferentes bytes que permiten confeccionar
caracteres gráficos a gusto del usuario.
El escribir en uno u otro tipo de memoria depende de si se ha empleado previamente la instrucción de
direccionamiento DD RAM o la de direccionamiento CG RAM.
AN1-4
PIC Laboratory
Anexo 1: El módulo LCD
Código:
RS
1
R/W DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1
0
Código ASCII o byte del carácter gráfico
DB0
Tiempo de ejecución: 40 µS
AN1.3.11 READ DATA FROM CG OR DD RAM
Mediante este comando se lee, desde la memoria DD RAM, los datos que haya almacenados y que serán los
códigos ASCII de los caracteres visualizados.
Igualmente se lee, de la memoria CG RAM, los diferentes bytes con los que se ha confeccionado un
determinado carácter gráfico.
El leer de uno u otro tipo de memoria depende de si se ha empleado previamente la instrucción de
direccionamiento de la DD RAM o la de direccionamiento CG RAM.
Código:
RS
1
R/W DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1
1
Código ASCII o byte del carácter gráfico
DB0
Tiempo de ejecución: 40 µS
AN1.3.12 ABREVIATURAS
Se listan a continuación las abreviaturas empleadas en los códigos anteriores y su significado:
S
S
I/D
I/D
S/C
S/C
R/L
R/L
BF
BF
DL
DL
N
N
F
F
B
C
D
X
=1
=0
=1
=0
=1
=0
=1
=0
=1
=0
=1
=0
=1
=0
=1
=0
=1
=1
=1
=
Desplaza la visualización cada vez que se escribe un dato.
Modo normal.
Incremento del cursor
Decremento del cursor
Desplaza el display
Mueve el cursor
Desplazamiento a la derecha
Desplazamiento a la izquierda
Módulo ocupado
Módulo disponible
Bus de datos de 8 bits
Bus de datos de 4 bits
LCD de dos líneas
LCD de una línea
Carácter de 5 x 10 puntos
Carácter de 5 x 7 puntos
Parpadeo de cursor ON
Cursor ON
Display ON
Indeterminado
AN1.4 JUEGO DE CARACTERES
La figura AN1-1 muestra el juego de caracteres que admite el presente módulo LCD y que están establecidos
por el fabricante. Una memoria ROM interna contiene la definición de cada uno de ellos.
AN1-5
PIC Laboratory
Anexo 1: El módulo LCD
Figura AN1-1. Juego de caracteres
AN1.5 CARACTERES GRÁFICOS
El usuario puede definir hasta 8 caracteres de 5 x 7 puntos o 4 de 5 x 10. Se seleccionan y visualizan
enviando a la DD RAM cualquier valor entre 00 y 07 ó 08 y 0Fh como si de un código ASCII se tratara.
Los caracteres gráficos se definen introduciendo en sucesivas direcciones de la CG RAM unos bytes cuyos
patrones binarios definen el carácter tal y como se muestra en la figura 4-2.
AN1-6
PIC Laboratory
Anexo 1: El módulo LCD
Un carácter de 5 x 7 necesita de 8 octetos en la CG RAM para ser definido, uno de 5 x 10 necesita de 16. La
CG RAM es una memoria de 64 posiciones en total.
En el ejemplo de la figura AN1-2, para definir la R en 5 x 7 se introducen 8 octetos en las 8 primeras
posiciones ( 0 a la 7) de la CG RAM. Cada bit de cada uno de esos octetos que valga nivel "1" implica que su
correspondiente pixel en el LCD se active.
Como es el primer conjunto de 8 bytes es decir, el primer carácter de la CG RAM, este se visualizará enviando
el código 00 a la DD RAM, como si fuera cualquier otro código ASCII.
Figura AN1-2. Generando caracteres gráficos
AN1.6 SECUENCIA DE INICIALIZACIÓN
El módulo LCD ejecuta automáticamente una secuencia de inicio interna en el instante de aplicarle la tensión
de alimentación si se cumplen los requisitos de alimentación que indica el fabricante. Estos consisten básicamente en
que dicha tensión pase de 0.2 a 4.5V en un tiempo comprendido entre 0.1 y 10mS. Igualmente el tiempo de
desconexión debe ser al menos de 1mS antes de una nueva conexión. La secuencia de inicio que realiza la
electrónica interna del módulo LCD se puede resumir en los pasos siguientes:
1.-
CLEAR DESPLAY
El flag BUSY se mantiene a “1” (ocupado) durante 15mS hasta que finaliza todo el proceso
de inicialización.
2.-
FUNCTION SET
Se elige por defecto el tamaño del bus de datos a 8 bits (DL=1) y el número de renglones
del display en 1 (N=0).
AN1-7
PIC Laboratory
Anexo 1: El módulo LCD
3.-
DISPLAY ON/OFF CONTROL
Se selecciona por defecto el dysplay en OFF (D=0), el cursor en OFF (C=0) y el parapadeo
del mismo en OFF (B=0).
4.-
ENTRY MODE SET
Se elige por defecto el incremento del cursor (I/D=1) y el modo normal del display (S=0). Se
selecciona la primera posición de la DDRAM.
Si no se satisfacen las condiciones de alimentación, la secuencia de inicialización habría que realizarla por
software, donde las instrucciones que aplica el usuario podrían ser las expuestas anteriormente o cualquier otra según
sus propias necesidades.
Es importante realizar una temporización de unos 15 mS tras enviar la primera instrucción al módulo LCD para
la completa reinicialización interna del mismo.
AN1.7 DIAGRAMA DE TIEMPOS
La figura AN1-3 muestra el diagrama y tabla de tiempos para distintos dispositivos controladores LCD que van
integrados en el propio módulo. Es posible que estos tiempos se vean modificados por las distintas versiones que van
apareciendo en el mercado.
Figura AN1-3. Diagramas de tiempos
AN1-8
PIC Laboratory
Anexo 1: El módulo LCD
AN1-8 RUTINAS DE CONTROL
En este apartado se presentan una serie de rutinas escritas en el ensamblador MPASM de MICROCHIP con
objeto de proporcionar al usuario una idea de cómo gestionar las diferentes actividades a realizar con el módulo LCD.
Están diseñadas para los PIC 16F876/877 a 20 MHz de velocidad como los que se pueden incorporar en el
entrenador "PIC Laboratory".
Las rutinas emplean dos posiciones de memoria RAM para manejar sus propios datos variables. El inicio de
esas posiciones ha de ser declarado por el usuario en su programa fuente mediante el empleo de la directiva:
Lcd_var
equ
0xdd
;Inicio de variables de las rutinas LCD a partir de la posición 0xdd
Esas rutinas están incluidas en el fichero LCD_CXX.INC. Dicho fichero ha de ser incluido en el programa
fuente de aplicación del usuario mediante el empleo de la directiva:
include
“LCD_CXX.INC”
Al principio de las rutinas se realizan una serie de definiciones previas de las líneas de E/S como las que se
muestran a continuación. Estas definiciones sirven para el hardware empleado en "PIC Laboratory" aunque puden ser
modificadas para otros casos.
#define ENABLE
#define DISABLE
#define LEER
#define ESCRIBIR
#define OFF_COMANDO
#define ON_COMANDO
CBLOCK
bsf PORTA,3
bcf PORTA,3
bsf PORTA,2
bcf PORTA,2
bcf PORTA,1
bsf PORTA,1
;Activa señal E
;Desactiva señal E
;Pone LCD en Modo RD
;Pone LCD en Modo WR
;Desactiva RS (modo comando)
;Activa RS (modo dato
Lcd_var
;Inicio de las variables. Será la primera
;direccón libre disponible
Lcd_Temp_1
Lcd_Temp_2
ENDC
Una vez definidas las posiciones que emplean las variables de las rutinas, así como incluido el fichero que las
contiene, el usuario podrá hacer uso de ellas tantas veces como sea necesario. Se facilita de forma notable el escribir
programas destinados a la visualización mediante pantalla LCD.
AN1.8.1 LCD_E
Genera un pulso por la patilla RA2 (señal E) para activar al módulo LCD. Entre un pulso y el siguiente se
genera una temporización de unos 40 µS a una frecuencia de trabajo de 20MHz. Esta rutina quizá deba modificarse
en futuras versiones de los módulos LCD, según características del fabricante.
AN1-9
PIC Laboratory
Anexo 1: El módulo LCD
;**************************************************************************
;LCD_E: Pulso de Enable. En los nuevos LCD's esta señal debe estar a "0" unos 40uS
;antes de volver a ponerse a "1".
;
LCD_E
ENABLE
;Activa E
nop
DISABLE
;Desactiva E
movlw .75
movwf Lcd_Temp_1
LCD_E_1
decfsz Lcd_Temp_1,F ;Pierde unos 40 uS para la constante de tiempo Tc
goto LCD_E_1
;de los nuevos módulos LCD de winteck
return
AN1.8.2 LCD_BUSY
Chequea el estado del flag Busy del LCD y espera a que finalice cualquier instrucción previa antes de retornar.
;**************************************************************************
;LCD_BUSY: Lectura del Flag Busy y la dirección.
;
LCD_BUSY
LEER
;Pone el LCD en Modo RD
bsf
STATUS,RP0
movlw H'FF'
movwf PORTB
;Puerta B como entrada
bcf
STATUS,RP0 ;Selecciona el banco 0
ENABLE
;Activa el LCD
nop
LCD_BUSY_1 btfsc PORTB,7
;Chequea bit de Busy
goto LCD_BUSY_1
DISABLE
;Desactiva LCD
bsf
STATUS,RP0
clrf
PORTB
;Puerta B salida
bcf
STATUS,RP0
ESCRIBIR
;Pone LCD en modo WR
return
AN1.8.3 LCD_REG
Deposita el código de instrucción contenido en el registro W sobre la puerta B. Espera que el LCD ejecute la
última operación y genera el pulso de activación en la señal E, enviando dicho código a la pantalla.
;**************************************************************************
;LCD_REG: Escritura de comandos en el LCD. Envía el comando presente en el W
LCD_REG
OFF_COMANDO
movwf PORTB
call
LCD_BUSY
goto LCD_E
;Desactiva RS (modo comando)
;Código de comando.
;LCD libre?.
;SI.Genera pulso de E.
AN1-10
PIC Laboratory
Anexo 1: El módulo LCD
AN1.8.4 LCD_DATO
Deposita el código ASCII del carácter a visualizar presente en el registro W, sobre la puerta B. Espera a que el
LCD ejecute la última operación y genera el pulso de activación en la señal E. El carácter enviado se visualiza sobre la
posición actual del cursor.
;**************************************************************************
;LCD_DATO: Escritura de datos en DDRAM o CGRAM. Envía el dato presente en el W
;
LCD_DATO
OFF_COMANDO
;Desactiva RS (modo comando)
movwf PORTB
;Valor ASCII a sacar por portb
call
LCD_BUSY
;Espera a que se libere el LCD
ON_COMANDO
;Activa RS (modo dato).
goto LCD_E
;Genera pulso de E
AN1.8.5 LCD_INI
Realiza la inicialización del módulo LCD según los tiempos marcados por el fabricante (15 mS). En este
ejemplo la pantalla queda inicializada con un interface de 8 bits de bus de datos, 2 líneas de visualización y caracteres
de 5 x 7 puntos.
;***************************************************************************
;LCD_INI: inicialización del LCD enviando el comando "Function Set" 3 veces consecutivas
;con un intervalo de unos 5 mS. El LCD queda borrado y el cursor en la primera posición
LCD_INI
movlw
call
call
movlw
call
call
movlw
call
call
movlw
call
return
b'00111000'
LCD_REG
;Código de instrucción
LCD_DELAY ;Temporiza
b'00111000'
LCD_REG
;Código de instrucción
LCD_DELAY ;Temporiza
b'00111000'
LCD_REG
;Código de instrucción
LCD_DELAY ;Temporiza
b'00000001' ;Borra LCD y Home.
LCD_REG
AN1-11
PIC Laboratory
Anexo 1: El módulo LCD
AN1.8.6 LCD_DELAY
Genera una temporización de 5 mS de propósito general. Se emplean para ellos las variables LCD_Temp_1 y
LCD_Temp_2.
;*****************************************************************************
;LCD_DELAY: Rutina de temporización de unos 5 mS a 20MHz. Se emplean las variables Lcd_Temp_1
;y LCD_Temp_2 en lugar del TMR0. Este queda libre para las aplicaciones del usuario
LCD_DELAY:
LCD_DELAY_1:
clrwdt
movlw
movwf
clrf
decfsz
goto
decfsz
goto
return
.35
Lcd_Temp_1
Lcd_Temp_2
Lcd_Temp_2,F
LCD_DELAY_1
Lcd_Temp_1,
LCD_DELAY_1
AN1.9 DIMENSIONES DEL MÓDULO LCD
En la figura AN1-4 se muestra las dimensiones mecánicas del módulo LCD así como el esquema por bloques
del mismo. Hay que destacar que la patilla Nº 1 es la primera empezando por la izquierda.
Figura AN1-4. Dimensiones mecánicas y diagrama por bloques de la pantalla LCD de 2 x 16
AN1-12
PIC Laboratory
ANEXO 2: Características generales del PIC16F876/877
ANEXO 2: Características generales del PIC16F876/877
AN2.1 INTRODUCCION
El presente anexo está destinado a hacer un breve resumen de las características generales de los PIC
16F876 y F877 soportados por el entrenador "PIC Laboratory". Para mas información se recomienda acudir a la
página www.microchip.com donde podemos encontrar los data sheets completos con todos los detalles técnicos
de todos los modelos de PIC, notas de aplicación, actualizaciones de las diferentes herramientas software, etc.
AN2.2 CARACTERISTICAS GENERALES
A continuación se detallan las características más relevantes que definen la CPU y periféricos que
incluyen los microcontroladores PIC 16F876 y F877 de la gama media.
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
CPU con arquitectura RISC (juego de instrucciones reducido)
Juego de 35 instrucciones de un único word de 14 bits cada una de ellas.
Todas las instrucciones se ejecutan en un único ciclo de instrucción excepto los saltos
que necesitan dos. Un ciclo de instrucción necesita a su vez de cuatro ciclos de reloj.
Trabajando a 20MHz una instrucción se ejecuta en 200nS.
Memoria FLASH de programa de 8K word de 14 bits, 368 bytes de memoria RAM para
datos variables y 256 bytes de memoria EEPROM para datos no volátiles.
Patillaje compatible pin a pin con los populares modelos predecesores 16C73/74/76/77.
Capacidad de interrupción que puede ser provocada por 14 fuentes o eventos distintos.
Stack autónomo y transparente de 8 niveles
Modos de direccionamiento directo, indirecto y relativo.
Circuito Power-On Reset (POR) integrado. Automáticamente genera la señal de
arranque cuando la tensión de alimentación alcanza un determinado valor.
Temporizadores Power-up Timer (PWRT) y Oscillator Start-up Timer (OST) que retrasan
el arranque, en espera de la total estabilización tanto de la tensión de alimentación como
de la frecuencia de trabajo del oscilador.
Temporizador WDT o “Perro guardián” capaz de provocar un arranque automático en
determinadas ocasiones.
Modo de trabajo en standby que reduce el consumo así como velocidades del oscilador
seleccionables.
Tensión de alimentación de 2 a 5.5V con un bajo consumo: < 2 mA a 5V y 4MHz; 20µA
a 3V y 32KHz;< 1µA en el modo de espera o stanby.
Corriente de salida de hasta 25 mA por pin
Temporizador/contador de 8 bits con preescaler (TMR0)
Temporizador/contador de 16 bits con preescaler (TMR1)
Temporizador/contador de 8 bits con registro de periodos, prescaler y postcaler (TMR2)
Dos módulos CCP independientes para la captura, comparación y modulación de
anchura de pulsos (PWM).
Convertidor analógico/digital con resolución de 10 bits y hasta 8 canales de entrada.
Puerta serie síncrona (SSP) con modalidad de bus SPI (modo master) y bus I2C
(Master/Slave).
Receptor/Transmisor universal síncrono/asíncrono (USART).
Puero paralelo esclavo (PSP) de 8 bits para transferencias en paralelo con señales de
control del tipo read (RD), write (WR) y slección (CS). Sólo está disponible en el modelo
PIC16F877.
AN2-1
PIC Laboratory
ANEXO 2: Características generales del PIC16F876/877
AN2.3 DESCRIPCION DE PINES
La figura AN2-1 presenta la distribución de patillas para el modelo PIC16F876 de 28 pines y el PIC16F877
de 40. A continuación se presenta una tabla que resume brevemente la finalidad de cada una de ellas.
Figura AN2-1. Diagrama de conexiones del PIC16F876/877
NOMBRE
OSC1/CLKIN
OSC2/CLKOUT
MCLR/Vpp/THV
TIPO
DESCRIPCION
I
Entrada para el cristal del oscilador/entrada de oscilador externo.
O
Salida del cristal del oscilador. En el modo RC por este pin sale ¼ de la
frecuencia de OSC1 y denota la ejecución de un ciclo de instrucción
I/P
Entrada de reset activa por nivel bajo. Por esta patilla también se
introduce la tensión Vpp de grabación y la tensión de test THV
PUERTA A: 6 líneas
RA0/AN0
I/O
Entrada/salida digital RA0 o entrada analógica del canal 0 AN0
RA1/AN1
I/O
Entrada/salida digital RA1 o entrada analógica del canal 1 AN1
RA2/AN2/VREF-
I/O
Entrada/salida digital RA2, entrada analógica AN2 o entrada – de tensión
de referencia VREF-
RA3/AN3/VREF+
I/O
Entrada/salida digital RA3, entrada analógica AN3 o entrada + de tensión
de referencia VREF+
RA4/T0CKI
I/O
Entrada/salida digital en colector abierto RA4. Entrada de reloj para el
TMR0 en modo contador
RA5/SS/AN4
I/O
Entrada/salida digital RA5 o entrada analógica AN4. También actúa como
señal SS de selección de esclavo para el módulo SSP.
AN2-2
PIC Laboratory
ANEXO 2: Características generales del PIC16F876/877
NOMBRE
TIPO
DESCRIPCION
PUERTA B: 8 líneas
RB0/INT
I/O
Entrada/salida digital RB0 o entrada de interrupción externa INT
RB1
I/O
Entrada/salida digital
RB2
I/O
Entrada/salida digital RB2
RB3/PGM
I/O
Entrada/salida digital RB3. Entrada en baja tensión de programación PGM
RB4
I/O
Entrada/salida digital RB4. Produce interrupción por cambio de estado
RB5
I/O
Entrada/salida digital RB5. Produce interrupción por cambio de estado
RB6
I/O
Entrada/salida digital RB6. Produce interrupción por cambio de estado
RB7
I/O
Entrada/salida digital RB7. Produce interrupción por cambio de estado
PUERTA C: 8 líneas
RC0/T1OSO/T1CKI
I/O
Entrada/salida digital RC0, salida T1OSO de oscilador del TMR1 o entrada
T1CKI de reloj para el TMR1
RC1/T1OSI/CCP2
I/O
Entrada/salida digital RC1, entrada de oscilador del TMR1 o E/S del módulo
CCP2
RC2/CCP1
I/O
Entrada/salida digital RC2 o E/S del módulo CCP1
RC3/SCK/SCL
I/O
Entrada/salida digital RC3 o E/S de reloj para los modos SPI (SCK) e I2C
(SCL) de la puerta serie síncrona (SSP)
RC4/SDI/SDA
I/O
Entrada/salida digital RC4, entrada SDI de datos para el bus SPI o E/S SDA
de datos para el bus I2C.
RC5/SDO
I/O
Entrada/salida digital RC5 o salida SDO de datos para el bus SPI
RC6/TX/CK
I/O
Entrada/salida digital RC6, transmisor Tx del USART en modo asíncrono o
reloj del USART en modo síncrono
RC7/RX/DT
I/O
Entrada/salida digital RC7, recepciónRx del USART en modo asíncrono o línea
de datos del USAR en modo síncrono
AN2-3
PIC Laboratory
ANEXO 2: Características generales del PIC16F876/877
NOMBRE
TIPO
DESCRIPCION
PUERTA D: 8 líneas, sólo en el PIC16F877
RD0/PSP0
RD1/PSP1
RD2/PSP2
RD3/PSP3
RD4/PSP4
RD5/PSP5
RD6/PSP6
RD7/PSP7
I/O
I/O
I/O
I/O
I/O
I/O
I/O
I/O
Entrada/salida digital RD0 o línea PSP0 del puerto esclavo paralelo
Entrada/salida digital RD1 o línea PSP1 del puerto esclavo paralelo
Entrada/salida digital RD2 o línea PSP2 del puerto esclavo paralelo
Entrada/salida digital RD3 o línea PSP3 del puerto esclavo paralelo
Entrada/salida digital RD4 o línea PSP4 del puerto esclavo paralelo
Entrada/salida digital RD5 o línea PSP5 del puerto esclavo paralelo
Entrada/salida digital RD6 o línea PSP6 del puerto esclavo paralelo
Entrada/salida digital RD7 o línea PSP7 del puerto esclavo paralelo
PUERTA E: 3 líneas, sólo en el PIC16F877
RE0/RD/AN5
I/O
Entrada/salida digital RE0, línea RD de control de lectura del puerto paralelo
o entrada analógica AN5
RE1/WR/AN6
I/O
Entrada/salida digital RE1, línea WR de control de escritura sobre el puerto
paralelo o entrada analógica AN6
RE2/CS/AN6
I/O
Entrada/salida digital RE2, línea CS de selección del puerto paralelo o
entrada analógica AN7
Vss
Vdd
P
P
Entrada de alimentación de tierra o GND
Entrada de alimentación de tensión positiva de +2 a +5.5Vcc
AN2.4 ORGANIZACIÓN DE LA MEMORIA FLASH DE PROGRAMA
Los dispositivos PIC16F876/877 disponen de un total de 8K word de memoria de programa organizada en
cuatro bancos de 2K cada uno, tal y como se muestra en la figura AN2-2. Cabe destacar que en la arquitectura de
los PIC las instrucciones son de tamaño fijo y ocupan un único word de 14 bits. Cuando se dice que la memoria de
programa es de 8K word es que admite realmente 8K de instrucciones.
El contador de programa (PC) es de 13 bits por lo que puede direccionar toda la memoria. En el caso de
ejecutar instrucciones de tipo CALL o, bien cuando se produce una interrupción, el PC se guarda en la pila o
memoria de stack. Cuando se ejecutan instrucciones de retorno como RETURN, RETFIE o RETLW le valor del PC
se restaura desde dicho stack. El stack es una memoria tipo LIFO de 8 niveles y 13 bits por nivel. Esto permite
anidar hasta un máximo de 8 subrutinas y/o interrupciones.
La posición 0x0000 es la posición conocida como vector de RESET. Cada vez que se produce esta
situación el PC se carga con el valor 0x0000 con lo que empieza la ejecución del programa a partir de esa
dirección. Lo normal es que en esta dirección el usuario coloque una instrucción del tipo GOTO xxxx que envíe al
PC al inicio del programa de aplicación.
Otra posición destacable es la 0x0004, conocida como vector de interrupción. Sea cual fuere la fuente de
interrupción que se haya producido, el PC se carga con 0x0004. En esta dirección el usuario coloca otra
instrucción del tipo GOTO xxxx que envía al PC al inicio del programa de tratamiento de la interrupción.
Desde el vector de RESET (0x0000) al vector de interrupción (0x0004) hay un rango de 4 posiciones que
el usuario puede emplear para introducir instrucciones fundamentales que permitan habilitar o no interrupciones,
iniciar el PCLATH, el STATUS, etc..
AN2-4
PIC Laboratory
ANEXO 2: Características generales del PIC16F876/877
Figura AN2-2. Mapa de memoria de programa para PIC16F876/877
El entrenador "PIC Laboratory" incorpora de serie un PIC16F876 aunque también acepta un PIC16F877.
Ambos dispositivos vienen grabados de fábrica con un programa monitor llamado PICMOS’76 o PICMOS’77.
Mediante este programa monitor y el software Real-PIC instalado en un PC, se dispone de las clásicas
herramientas para el diseño de aplicaciones. Herramientas con las cuales el usuario podrá descargar sus propios
programas de aplicación, ejecutarlos, editar/modificar registros, etc.
El programa monitor PICMOS’xx está instalado en la parte alta de la memoria, ocupando los bancos 2 y 3.
Es decir, el rango de direcciones que va desde la 0x1000 hasta la 0x1FFF (4K) está ocupado y no se debe
emplear. Los programas de aplicación del usuario se deben grabar en los bancos 0 y 1 cuyo rango de direcciones
es 0x0004 hasta 0x0FFF (4K). El vector de RESET y las tres siguientes posiciones 0x0000-0x0003 también son
empleadas por el programa monitor.
AN2.5 LA MEMORIA RAM DE DATOS
La memoria de RAM de datos está organizada en 4 bancos de 128 registros de 8 bits cada uno. Algunos
de esos registros los emplea el propio microcontrolador como registros de estado y control de periféricos. Reciben
el nombre de SFR (Special Function Registers). Otros registros no están implementados y, finalmente, hay
algunos que están duplicados en los distintos bancos.
En definitiva al usuario le quedan libres a su disposición un total de 368 registros donde poder almacenar
otros tantos bytes de datos. Se tratan de registros tipo RAM que se pueden leer o escribir tantas veces sea
necesario. La información contenida en ellos es volátil y desaparece cada vez que falte la tensión de alimentación.
En la figura AN2-3 se muestra la distribución de los distintos registros sobre los diferentes bancos.
También se indica la dirección y el nombre que tienen asignados. Posteriormente se hará una breve descripción
de la misión de los registros especiales SFR. Para conocer más acerca de los mismos, se recomienda acudir a
www.microchip.com donde se proporciona una explicación detallada de cada uno de ellos.
AN2-5
PIC Laboratory
ANEXO 2: Características generales del PIC16F876/877
Figura AN2-3. Detalle de la memoria RAM de datos
Se puede apreciar que ciertamente algunos registros SFR están repetidos en los 4 bancos. Dichos
registros son considerados esenciales y pueden ser empleados en cualquier momento sin necesidad de tener que
andar cambiando de banco.
AN2-6
PIC Laboratory
ANEXO 2: Características generales del PIC16F876/877
REGISTRO
INDF
PCL
TMR0
OPTION_REG
STATUS
FSR
PORTA
TRISA
PORTB
TRISB
PORTC
TRISC
PORTD
TRISD
PORTE
TRISE
PCLATH
INTCON
PIR1
PIE1
PIR2
PIE2
PCON
TMR1L
TMR1H
T1CON
TMR2
PR2
T2CON
SSPBUF
SSPCON
SSPCON2
SSPADD
SSPSTAT
CCPR1L
CCPR1H
CCP1CON
RCSTA
TXSTA
TXREG
RCREG
SPBRG
CCPR2L
CCPR2H
CCP2CON
ADRESH
ADRESL
DESCRIPCION
Registro ficticio empleado en los direccionamientos indirectos
Representa la parte baja del contador de programa o PC
Registro contador/temporizador TMR0
Registro de opciones del TMR0, WDT, RB Pull_Up,etc
Contiene información del estado interno de la CPU
Contiene el índice que apunta a la dirección que se va a emplear en los direccionamientos
indirectos
Sus 6 bits de menos peso permiten acceder directamente a las 6 líneas de la puerta A
Con sus 6 bits de menos peso se establece qué líneas de la puerta A actúan como entradas o
salidas
Accede directamente a las 8 líneas de la puerta B
Determina qué líneas de la puerta B actúan como entradas o como salidas
Accede directamente a las 8 líneas de la puerta C
Determina qué líneas de la puerta C actúan como entradas o como salidas
Accede directamente a las 8 líneas de la puerta D. Sólo está disponible en el PIC16F877
Determina qué líneas de la puerta D actúan como entradas o como salidas. Sólo está disponible
en el PIC16F877
Accede directamente a las tres líneas de la puerta D. Sólo está disponible en el PIC16F877
Determina qué líneas de la puerta D actúan como entradas o como salidas. Sólo está disponible
en el PIC16F877
Representa los bits de más peso del PC. Se emplea para seleccionar los distintos bancos de la
memoria de programa cuando va a realizarse algún tipo de salto
Registro para el control de las interrupciones básicas habilitándolas o no
Registro de estado de las interrupciones de los periféricos. Indica si se ha producido o no alguna
Registro para la habilitación o no de las interrupciones de los periféricos
Registro de estado de las interrupciones de periféricos (cont.)
Registro para la habilitación o no de las interrupciones de los periféricos (cont.)
Registro de control de POR y BOR
Parte baja de los 16 bits del TMR1
Parte alta de los 16 bits del TMR1
Registro de control para el TMR1
Registro del contador /temporizador TMR2
Registro de periodos del TMR2
Registro de control del TMR2
Buffer de transmisión/recepción del módulo SSP
Registro de control del módulo SSP
Registro auxiliar de control del módulo SSP
Registro de direcciones del módulo SSP
Registro de estado del módulo SSP
Registro parte baja de los 16 bits del módulo CCP1
Registro parte alta de los 16 bits del módulo CCP1
Registro de con control del módulo CCP1
Registro de estado del receptor de la USART
Registro de estado del transmisor de la USART
Registro transmisor del USART
Registro receptor del USART
Registro generador de baudios
Registro parte baja de los 16 bits del módulo CCP2
Registro parte alta de los 16 bits del módulo CCP2
Registro de con control del módulo CCP2
Parte alta del resultado de la conversión A/D
Parte baja del resultado de la conversión A/D
AN2-7
PIC Laboratory
ANEXO 2: Características generales del PIC16F876/877
ADCON0
ADCON1
EEDATA
EEADR
EEDATH
EEADRH
EECON1
EECON2
Registro de control del convertidor A/D
Registro auxiliar de control del convertidor A/D
Parte baja del registro de datos para la memoria FLASH o EEPROM de programa o datos
Parte baja del registro de direcciones de la memoria FLASH o EEPROM de programa o datos
Parte alta del registro de datos para la memoria FLASH de programa
Parta alta del registro de direcciones para la memoria FLASH de programa
Registro de control para el acceso a memoria FLASH o EEPROM
Registro auxiliar de control para el acceso a la memoria FLASH o EEPROM
AN2.6 CONDICIONES INICIALES EN EL RESET
A modo de resumen se presentan a continuación una serie de tablas que resumen el estado interno que
adquieren los registros internos, en determinadas ocasiones.
Así, en la tabla de la figura AN2-4, se muestran ciertos bits del registro de estado y su significado.
Figura AN2-4. Bits del registro de estado
En la tabla de la figura AN2-5 se muestra el valor adquirido por ciertos registros tras la condición de
RESET.
Figura AN2-5. Valores adquiridos por ciertos registros tras el RESET
Finalmente, en la tablas de las figuras AN2-6 y AN2-7 se muestra el valor que adquieren todos los
registros internos del PIC según se produzcan diferentes situaciones.
AN2-8
PIC Laboratory
ANEXO 2: Características generales del PIC16F876/877
Leyenda: u = no varía; x = desconocido; - = bit no implementado, se lee como “0”; q = depende de la condición
Figura AN2-6. Los registros internos tras el RESET
AN2-9
PIC Laboratory
ANEXO 2: Características generales del PIC16F876/877
Leyenda: u = no varía; x = desconocido; - = bit no implementado, se lee como “0”; q = depende de la condición
Figura AN2-7.Los registros internos tras el RESET. Continuación
AN2-7 JUEGO DE INSTRUCCIONES
La tabla de la figura AN2-8 proporciona un resumen del juego de instrucciones de los PIC16F876 y
PIC16F877 soportados por el entrenador "PIC Laboratory".
La columna de la izquierda representa las abreviaturas o nemónicos de las distintas instrucciones así
como los operandos de las mismas. Los operandos representados con f representan la dirección del registro
fuente sobre el que se desea actuar. Cualquiera de las direcciones de la memoria RAM de datos se considera un
registro.
El operando d se emplea para establecer el destino del resultado obtenido al ejecutar la instrucción. Si d
vale “0” el destino es el registro W o acumulador. En caso de que d=1 se emplea como destino el mismo registro
que el que se empleó como fuente.
El operando b lo emplean las instrucciones orientadas a la manipulación de bits. Este operando representa
a cualquier bit de cualquier registro sobre el cual se desea actuar.
Finalmente, el operando K representa el valor constante de 8 bits con el que se va a realizar una
determinada operación. Lo emplea las instrucciones de direccionamiento inmediato.
La 2ª columna de la tabla hace una breve descripción de la función que realiza cada una de las
instrucciones disponibles.
La siguiente columna expresa el número de ciclos máquina que consume cada una de las instrucciones.
Se puede apreciar que todas consumen 1 ciclo excepto aquellas instrucciones que implique algún tipo de salto,
Estas consumen 2 ciclos. Recordamos que un ciclo máquina equivalen a cuatro ciclos del reloj principal del
sistema. Así, si el PIC trabaja a 20 MHz, el ciclo de reloj es de 50nS y el ciclo máquina o ciclo de instrucción es de
200nS.
La 4ª columna expresa los 14 bits del código de operación de cada una de las instrucciones. Todas las
instrucciones se definen siempre con una única palabra de 14 bits. En los mismos 14 bits están incluidos los
operandos f, d, b y K de las instrucciones que lo precisen.
AN2-10
PIC Laboratory
ANEXO 2: Características generales del PIC16F876/877
La penúltima columna indica qué bits del registro STATUS se puede ver modificados como consecuencia
de ejecutar las distintas instrucciones. Es una información que se debe tener muy en cuenta.
La última columna añade una serie de notas que se indican a continuación:
1.-
Cuando se modifica cualquiera de los registros asociados a las puertas de E/S, la
modificación afecta directamente a las patillas de E/S de dichas puertas.
2.-
Cuando la ejecución de estas instrucciones afecten al TMR0, el preescaler se borra si es
que está asignado al propio TMR0.
3.-
Cualquier instrucción que implique modificar el contenido actual del PC, se considera una
instrucción de salto. Consume dos ciclos de instrucción.
Figura AN2-8. Resumen del juego de instrucciones
AN2-11
PIC Laboratory
ANEXO 2: Características generales del PIC16F876/877
AN2-12
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