M I C R O S C A P I T U L O 1
- 1. SISTEMAS MICROCONTROLADOS 1INTEGRANTES:CRISTIAN ALBANFABRICIO GARCIADARIO VERDEZOTOROBERT ZAPATASEXTO ELECTRONICAING. LUIS OÑATE
- 2. LA FAMILIA DE LOS MICROCONTROLADORES PICIMPORTANCIA DE LOS MICROCONTROLADORES PICCLASIFICACION DE LOS MICROCONTROLADORES PICMICROCONTROLADORES PIC DE 8 BITSMICROCONTROLADORES PIC DE 16 BITSPROGRAMAR PIC ES FACIL
- 3. IMPORTANCIA DE LOS MICROCONTROLADORES PICMICROCHIP 8 AÑOS COMO LIDER MUNDIAL DE VENTAS HASTA EL 2005 SE NOTA UN INPORTANTE INCREMENTO EN SUS GANANCIAS SOLO POR VENTAS DE MICROCONTROLADORES (FACTURO 847 MILLONES Y SOLO 675 ERAN DE LOS MCU)Aumento de las ventas anuales de Microchip en las que destaca el porcentaje debido a los MCU
- 4. DISEÑO PRACTICO DE APLICACIONESDISTRIBUCION DE LAS VENTAS DE MICROCONTROLADORES PIC EN LOS PRINCIPALES SEGMENTOS DEL MERCADO
- 5. El Microchip cumple normas ecológicas y sus productos son libres de plomo
- 6. La diversidad de micro controladores permite al diseñador encontrar el que contenga todos los recursos y capacidades de memoria que es precisa para su aplicación
- 7. La fabricación de dispositivos PIC a pasado de las 0,7 micras en 1998a las 0,22 en el 2006. esto ha supuesto una reducción en el voltaje de alimentación de 2 y 5,5 v para funcionar a 5vUna de las grandes ventajas de los micro controladores de Microchip es su migrabilidad que significa la posibilidad de cambiar de modelo de MCU y pasar a otro mas potenteEl grafico recoge el espectacular crecimiento del numero de diferentes modelos de micro controladores PIC de 8 bits
- 8. TelecomDTMFCODECComunicacionesIRE/S de voltaje altoRFPotenciómetro digitalVoltaje de referenciaDrivers de potenciaPICmicro RMICROCONTROLADORESODSC (dsPIC)MotoresRelésSensoresFiltros amplificadoresConversor A/DConversor D/AControl de potenciaReguladores
- 9. Supervisión
- 11. Bombas de carga
- 13. Control de bateríaLCDLEDComparadoresControladores RefrigeraciónMemoriaNV SerieKeeLqqDispositivos de seguridadInterfaz-RS232/485-RS422/423-I^2C^TM-SPI^TM-USARTBases de comunicación -CAN BUSUSB
- 14. LIN BUS
- 16. PWM
- 17. Temporizadores
- 18. Reloj de tiempo realFunciones DSP de encriptaciónProcesamiento de voz
- 19. CLASIFICACION DE LOS MICROCONTROLADORES PICLOS MICROCONTROLADORES O MCU SE CARACTERIZAN POR SU ARQUITECTURA HARVARD CON MEMORIAS DE PROGRAMA Y DATOS INDEPENDIENTES
- 20. GENERICAMENTE LOS MICROCONTROLADORES SE CLASIFICAN SEGÚN EL TAMAÑO DE DATOS QUE MANEJA EL REPERTORIO DE INSTRUCIONES Y EXISTEN 4 GRANDES GRUPOS : DE 4, DE 8, DE 16 Y 32 BITSMICROCONTROLADORES PIC DE 8 BITSSE DISTINGUEN PORQUE LA LONGITUD DE LOS DATOS NATIVOS QUE MANEJAN LAS INSTRUCIONES DE 8 BITS, QUE CORRESPONDEN CON EL TAMAÑO DE BUS DE DATOS Y EL REGISTRO DE LA CPU
- 21. EVOLUCION DE LA TECNOLOGIA DE FABRICACION DESARROLLADA POR MICROCHIP JUNTO A LA DE LA TENSION CORRESPONDIENTE DE ALIMENTACION0.22mFLASH200K0.35mFLASH185K0.4mFLASH160K0.5mFLASH/ROM150K0.7mFLASH/EPROM/ROM120K2 – 5.5V(NÚCLEO y E/S)NÚCLEO: 2-3,6VE/S: 5VNÚCLEO: 2-3,6VE/S: 5V2001200319982006
- 22. LA ARQUITECTURA HARVARD DISPONE DE DOS MEMORIAS INDEPENDIENTES PERMITIENDO QUE LA LONGITUD DE LAS POSICIONES Y LA CAPACIDAD DE CADA UNA SEA LA MAS ADECUADABUS DE INSTRUCCIONESBUS DE DATOSMEMORIADEPROGRAMACPUMEMORIADEDATOSDIRECCIONESDIRECCIÓN
- 23. LOS MICROCONTROLADORES PIC DE 8 BITS SE CLASIFICAN EN : BASE , MEDIA , MEJORADAGAMA MEJORADA77 instrucciones de 16 bits de longitudGAMA MEDIA35 instrucciones de 14 bits de longitudGAMA BASE33 instrucciones de 12 bits de longitud
- 24. MEMORIA DE PROGRAMAPIC16F59PIC16F572KPIC12F510PIC16F5061KPIC12F509PIC16F505PIC10F220PIC10F222PIC12F508PIC16F54PIC10F202PIC10F206512PIC10F200PIC10F204Nº PATITAS2568182861440LA GAMA BASELOS MODELOS DE ESTA GAMA SE CARACTERIZAN PORQUE CORRESPONDEN A UN JUEGO DE 33 INSTRUCCIONES MAQUINA DE 12 BITS DE LONGITUD CADA UNA Y DISPONEN DE UNA PILA CON SOLO 2 NIVELES DE PROFUNDIDADPOSICIONAMIENTO DE LOS 14 DISPOSITIVOS PIC DE ÑA GAMA BASE TENIENDO EN CUENTA SU CAPACIDAD DE MEMORIA DE PROGRAMA Y LAS PATITAS CON LAS QUE ESTAN ENCAPSULADOS
- 25. LOS PIC ENANOS DE 6 PATITAS RESSUELVEN APLICACIONES SIMPLES POR SU REDUCIDO VOLUMEN Y PRECIO
- 26. LA ALIMENTACION SE APLICA A 2 PATITAS LAS 4 RESTANTES SON E SMEM.PROG.256/512wRAM16/24Fmáx 8 MHz(RC interno)An. Comp. + VrefICD 2*8 Bit ADCTIMER 0 (8)ICE 2000INT RC + OsciladoresWDTOtrosICSPPORLOS PIC ENANOS DE 6 PATITAS DE LA GAMA BASE OFRECEN UNA CAPACIDAD DE MEMORIA Y UN CONJUNTO DE RECURSOS INTERNOS SUFICIENTES PARA RESOLVER MULTITUD DE APLICACIONES SENCILLAS
- 27. EL AUMENTO DEL NUMERO DE PATITAS SIGNIFICA EL ICREMENTO EN LAS CAPACIDADES DE MEMORIA Y EL NUMERO DE PERIFERICOS Y RECURSOS INTEGRADOS AL DISPOSITIVOLA GAMA MEDIALOS MICROCONTROLADORES QUE RESPONDEN A ESTA GAMA RESPONDEN A UN REPERTORIO DE 35 INSTRUCIONES CON UN FORMATO DE 14 BITS DE LONGITUD CADA UNA, TENIENDO LA OILA DE 8 NIVELES DE PROFUNDIDAD Y DISPONIENDO DE UN VECTOR DE INTERRUPCION
- 28. ES UNA GAMA NUMEROSA QUE ALCANZ EN LA ACTUALIDAD 71 MODELOS DIFERENTES, QUE COMIENZAN CON AQUELLOS QUE SE HALLAN ENCAPSULADOS CON 8 PATITAS Y LLEGAN HAS LOS QUE TIENEN 68 PATITAS
- 29. Figura 1.13 Características de algunos modelos de la gama media (continuación)
- 30. Figura 1.12 Características relevantes de algunos PIC de la gama media se 8 patitas junto a otros de mas patitas.
- 31. Figura 1.13 Características de algunos modelos de la gama media (continuación)
- 32. Figura 1.13 Características de algunos modelos de la gama media (continuación)
- 33. Figura 1.13 Características de algunos modelos de la gama media (continuación)
- 34. Figura 1.13 Características de algunos modelos de la gama media. Recientemente se comercializan nuevos modelos: PIC16F39, PIC16F685,PIC16F687, PIC16F689, PIC16F690, PIC16F785, PIC16F946, cuyas características pueden consultarse en la web del fabricante.
- 35. 1.3.3 LA GAMA MEJORADA Dispone de un repertorio de 77 instrucciones de 16 bits.
- 36. Posee una Pila con 33 niveles de profundidad.
- 37. Dos vectores de Interrupción.
- 38. Los modelos PIC que conforman esta gama corresponden a la nomenclatura:PIC18Xxxx
- 39. TECNOLOGÍA DE MEMORIAC-OTPR-ROMF-FLASHESPECIFICACIÓN CPUPIC 18VTABCDESPECIFICACIÓN VOLTAJE:N/A – NormalL-Baja PotenciaDÍGITOS ARBITRARIOSB-Tamaño de la Memoria del Programa:A-Encapsulado0: pines o menos 1:>6-20pines2:>20-28pines3:4:>28-44pines5: 6:>44-68pines7:8:>68-100pines9:>100 o más0:ROMiess1:2K Bytes2:4K Bytes3:8K Bytes4:16K Bytes5:32K Bytes6:64K Bytes7:128K Bytes8:256K Bytes9:>512K BytesFigura 1.14 Significado de cada uno de los campos de la Gama Mejorada de PIC
- 40. Especificaciones de la Gama Mejorada: Capacidad de Memoria del programa puede alcanzar los 128KB.
- 41. Capacidad de Memoria de datos 3963KB.
- 42. Capacidad EEPROM hasta 1 KB.
- 43. Posee periféricos especializados se destaca un conversor A/D de 10 bits.
- 45. Interfaces de comunicación con bus I²C, SPI, USART, CAN 2.0, etc.
- 46. Existe un multiplicador rápido hardware que permite realizar esta operación en un ciclo de instrucción.Figura 1.15 Recursos y características de algunos dispositivos de la gama mejorada de 64 y 80 patitas.
- 47. 1.4 MICROCONTROLADORES PIC DE 16 BITSLos requerimientos técnicos que exigen las modernas aplicacionesPrecisan microcontroladores mas potentes que los de 8 bits.Microchip ha diseñado nuevos dispositivos: Manejan en modo nativo datos de 16 bits.Se integran en arquitectura de mayor complejidad.
- 48. Existen dos grandes gamas de Microcontroladores de 16 bits:Gama MCU de 16 bits, formada por la familia de dispositivos PIC24F y PIC24H2. Gama DSC de 16 bits, formada por la familia de los dispositivos dsPIC30F y dsPIC33F.
- 49. 1.4.1 Gama de microcontroladores MCU de 16 BITSLa primera familia de esta gema comercializada por Microchip Es la de los modelos con nomenclatura genérica PIC24F Se fabrican con tecnología de 0.25 micras.
- 50. Alcanzan un rendimiento de 16 MIPS a 32 MHz
- 51. Orientada a resolver aquellos diseños que no podían los modelos 18Xxxx.
- 52. PICS 24F poseen arquitectura Harvard modificada con un bus de datos de 16bits.
- 53. Instrucciones de longitud de 24 bits.
- 54. Manejan una memoria de programa lineal de hasta 8MB.
- 55. Memoria de datos lineal hasta 64kB.Ensamblador MPASMEste programa sirve para ensamblar ficheros con extensión ASM.
- 56. Utilización del Ensamblador MPASMLos pasos para ensamblar un programa son:En: Source File se escribe el nombre del fichero a ensamblar junto con la dirección de acceso:2. En: Processor Type se busca el microcontrolador a programar 3. Al escribir el nombre del archivo en el paso 1 se llena la mayoría de pasos restantes por defecto; generando dos ficheros con el mismo nombre que el ASM,; uno con extensión ERR, y otro con extensión HEX.4. Se procede a ensamblar pulsando F1.5. En caso de haber un error se abre el fichero ERR para corregirlo.
- 57. Grabación y prueba de un programa en el Micro’PIC TrainerEl sistema de desarrollo Micro’PIC Trainer esta ideado para grabar en el microcontrolador el programa, y probarlo posteriormente utilizando los periféricos que dispone.Como por ejemplo: Alimentación
- 58. Puerto Paralelo
- 59. Picbus
- 60. Pic-18
- 61. Pic-28
- 62. Jumpers
- 63. Interruptores,
- 64. Leds
- 66. LCD
- 67. Jumpers A/D
- 68. PotenciómetrosDe acuerdo al programa que se grabe en el PIC deseado se puede utilizar esta placa sin tener que conectar en un protoboard los elementos que se quieran manejar.
- 69. Aspecto del Programa de grabación PICME-TREste programa nos permite Programar, Verificar, Leer , Borrar y Comprobar que este colocado el PIC del sistema de desarrollo.
- 70. Diseñar con PIC es fácilPresentación de los Sensores Analógicos más utilizados.Para emplear y adquirir la señal de un sensor se necesita de un PIC que tenga un conversor A/D como los PIC 16F87X.El Sensor de Luminosidad: LDRUn sensor de luminosidad tipo LDR es un elemento cuya resistencia entre bornes varía en función de la luz que incide sobre la superficie. Al no existir luz se tiene una resistencia infinita y crece la resistencia al aumentar la luz. Su uso puede ser interesante en todas aquellas aplicaciones en las cuales el hecho de existir más o menos luz determine cierto comportamiento del sistema. Por ejemplo: la iluminación de la entrada de una vivienda se puede regular automáticamente de modo que se active una o varias bombillas con la detección de determinados niveles de iluminación.
- 71. Se puede encontrar en diferentes diámetros según el rango de valores de luminosidad que sea capaz de diferenciar.A continuación se muestra el esquema de conexión al PIC:
- 72. El sensor de Temperatura estándar: LM35Otro sensor analógico muy utilizado es el de temperatura.En el mercado existen muchos modelos de sensores y su elección depende de diversos parámetros, como pueden ser: el rango de temperatura que admita, el costo, la precisión necesaria, la resistencia etc.En la siguiente tabla se presentan los valores de algunos de estos sensores:
- 73. Uno de los más utilizados es el LM35, por lo que se considera Estándar.Sus Características son:Voltaje de Salida es proporcional a la T en una proporción de 10mV/0 C.
- 74. Su rango de funcionamiento esta comprendido entre 00 C y 1000 C.
- 75. Su voltaje de Funcionamiento Vs esta entre +4 VDC y + 30VDC.
- 76. Su precisión es de +-0.90 C.Aspecto de un LM35