Micro2 tema 1

MICROCONTROLADORES II
(FAMILIA PIC16F87X)(FAMILIA PIC16F87X)
LENGUAJE C PARA PICS
TEMA 1
PROF. LUIS ZURITA

CARACTERÍSTICAS
• Velocidad de operación: hasta 20 MHz de reloj.
• 8K x 14 bits por palabra de memoria de programa FLASH.
• 368 x 8 bytes de memoria de datos (RAM)
• 256 x 8 bytes de memoria de datos EEPROM.
• 14 fuentes de interrupciones.• 14 fuentes de interrupciones.
• Memoria de pila (stack) de 8 niveles de profundidad.
• Protecciones:
– Power-on Reset (POR)
– Power-up Timer (PWRT)
– Oscillator Start-up Timer (OST)
– Watchdog Timer (WDT) independiente del cristal.
Prof. Luis Zurita Microcontroladores II

CARACTERÍSTICAS (PERIFÉRICOS)
• Posee 5 puertos de entrada y salida (PORTA, B, C, D, E)
• Timer 0: timer/counter de 8 bits con un preescaler de 8
valores.
• Timer 1: 16 bits con timer/counter con preescaler
• Timer 2: 8 bits con timer/counter con registro de estado• Timer 2: 8 bits con timer/counter con registro de estado
de 8-bit, preescaler y post escaler
• Dos módulos de Captura, Comparación y PWM
(Modulación por anchura de pulso)
– Captura es de 16 bits, máx. resolución es 12.5 ns
– Comparación es de 16 bits, máx. resolución es 200 ns
– PWM con una resolución de 10 bits máxima.

CARACTERÍSTICAS (PERIFÉRICOS 2)
• Convertidor analógico a digital de 10-bit multicanal (de
5 a 8 canales)
• Puerto serial síncrono (SSP) con SPI. (modo maestro) e I2C
(maestro/esclavo)
• Transmisor-Receptor síncrono-asíncrono universal
(USART/SCI) con 8 – 9 bits(USART/SCI) con 8 – 9 bits
• Puerto paralelo esclavo (PSP) con 8 bits de ancho, con
terminales de control RD, WR y CS
• Arquitectura HARVARD.
• Buses separados (datos e instrucciones).
• Memoria de programa : 14 bits.
• Memoria de datos: 8 bits.
• Recursos mapeados en memoria de datos.

LENGUAJE C. TIPOS DE DATOS.
El compilador CCS acepta los siguientes tipos de variables:
Especificación Significado Tamaño Rango
char carácter 8 bits 0 a 255 (sin signo)
Int entero 8 bits 0 a 255 (sin signo)
float Coma flotante 32 bits 6 bits de precisión
Byte Entero de 8 bits 8 bits 0 a 255
double Float doble precisión No soportado No para PCMdouble Float doble precisión No soportado No para PCM
void Sin valor nulo Ninguno
int1 Entero de 1 bit 1 bit 0 a 1
int8 Entero de 8 bits 8 bits 0 a 255 (sin signo)
int16 Entero de 16 bits 16 bits 0 a 65535
int32 Entero de 32 bits 32 bits 0 a (232-1)
Short Entero de 1 bit 1 bit 0 a 1
long Entero de 16 bits 16 bits 0 a 65535 (sin signo)

LENGUAJE C. TIPOS DE DATOS
Todos los tipos de datos son por defecto sin signo (unsigned)
salvo los de tipo float.
Para almacenar datos con signo, hay que introducir el
modificador signed delante del tipo. El efecto que se consigue es el
recogido en la siguiente tabla.
Especificación Significado Tamaño Rango
Signed char caractér con
signo
8 bits -128 a 128
Signed int Entero con signo 8 bits -128 a 128
Los números negativos se codifican en complemento a 2.
Cuando se opera con distintos grupos de datos en una misma
expresión, se aplican una serie de reglas para resolver las
diferencias.
En general se produce una “promoción” hacia los tipos de datos
de mayor longitud presentes en la expresión.
Signed int Entero con signo 8 bits -128 a 128
Signed long Coma flotante 16 bits -32768 a 32768

LENGUAJE C. CONSTANTES
Constantes
123 Decimal
0123 Octal
Valor fijo que no cambiará a lo largo del programa. Tipos aceptados:
0123 Octal
0x123 Hexadecimal
0b01001101 Binario
‘X’ Carácter
‘010’ Carácter octal
‘X’ Carácter especial; x puede ser: ¿n, t, b, r, f, ‘ , d, v?
“abcdef” Cadena (el carácter nulo se agrega al final)

LENGUAJE C. CONSTANTES
• A una constante se le puede asignar un nombre o
etiqueta por medio de la directiva #define:
#define PI=3.1416;
• Cada vez que se escriba la etiqueta “PI” la compilación
se encargará de reemplazarla por el valor 3.1416se encargará de reemplazarla por el valor 3.1416
• A veces es necesario guardar las constantes en la
memoria del programa, mediante la declaración:
const tipo nombre_constante= valor;
Ejemplo:
const int TOPECONTADOR=100;

OPERADORES
• Las expresiones son una combinación de
operandos y operadores. Los operandos son los
valores sobre los cuales se van a trabajar y los
operadores especifican lo que se va a hacer con
los operandos. Ejemplo:los operandos. Ejemplo:
C= A + B;
• Donde “=“ y “+” son operandos de asignación y
suma respectivamente.
• Indican la tarea que se va a ejecutar sobre los
operandos A, B y C.

OPERADORES ARITMÉTICOS
Operador Descripción Ejemplo
+ Suma (enteros o reales) Resul=var1 + var2
- Resta (enteros o reales) Resul=var1 - var2
* Multiplicación (enteros o reales) Resul=var1 * var2
/ División (enteros o reales) Resul=var1 / var2
- Cambio de signo en enteros o reales -var1
% Módulo; resto de una división entera Rango=n[A1]%256
OPERADORES RELACIONALES
% Módulo; resto de una división entera Rango=n[A1]%256
Operador Descripción
˂ Menor que
˃ Mayor que
˂= Menor o igual que
˃= Mayor o igual que
== Igual a
!= Distinto de

OPERADORES LÓGICOS
OPERADORES A NIVEL DE BITS
! NO lógico (NOT)
&& Y lógico (AND)
|| O lógico (OR)
OPERADORES A NIVEL DE BITS
~ Negación de bits (complemento a 1)
& Y de bits (AND)
˄˄ O exclusivo de bits (XOR)
| O de bits (OR)

OPERADORES DE INCREMENTO Y
DECREMENTO
OPERADORES DE CORRIMIENTO
++ Incremento
- - Decremento
OPERADORES DE CORRIMIENTO
˃˃ Desplazamiento a la derecha
˂˂ Desplazamiento a la izquierda
Ejemplo. Sea A= 0b00001000, si se ejecuta: A˃˃3;
El nuevo valor de A será= 0b00000001, ya con las 3 rotaciones de
posición a la derecha.

VARIABLES
• Las variables se utilizan para nombrar posiciones de memoria
RAM; se deben declarar, obligatoriamente, antes de
utilizarlas; para ello se debe indicar el nombre y el tipo de
dato que se manejará. Se definen de la siguiente forma:
• TIPO NOMBRE_VARIABLE[=VALOR INICIAL]
– TIPO hace referencia a cualquiera de los tipos de datos
– NOMBRE_VARIABLE puede ser cualquiera y el valor inicial es opcional.– NOMBRE_VARIABLE puede ser cualquiera y el valor inicial es opcional.
Ejemplos:
byte k = 5;
byte const SEMANAS = 52;
float temp_limit=500.0;
char k, kant=‘0’;
int x,y,z;
int UNIDAD;
int UNIDAD=0, DECENA=0, CENTENA=0;

VARIABLES
• Las variables pueden ser de tipo LOCAL o GLOBAL.
• Las variables locales sólo se utilizan en la función
donde se encuentran declaradas; las variables
globales se pueden utilizar en todas las funciones delglobales se pueden utilizar en todas las funciones del
programa. Ambas deben declararse antes de ser
utilizadas y las globales deben declararse antes de
cualquier función y fuera de ellas. Las variables
globales son puestas a cero cuando se inicia la
función principal main().

EJEMPLO DE VARIABLES LOCALES Y
GLOBALES
int16 counter; //Variable global
Void FUNCION ( )
{
int dato1, dato2=34; //Variables locales
}}
void main()
{
int8 suma; //Variable local
}

FUNCIONES
Las funciones son los bloques constructivos
fundamentales en C.
Todas las sentencias deben encontrarse dentro de
funciones.
Las funciones deben ser definidas antes de ser utilizadas.
Formato general de definición de una función:
Tipo_dato nombre_función (tipo param1, tipo param2, …)Tipo_dato nombre_función (tipo param1, tipo param2, …)
{
cuerpo de la función (sentencias);
}
El tipo de dato devuelto se indica mediante tipo_dato. Si
no se indica nada, se entiende que devuelve un entero. Si
no devuelve nada debe incluirse una especificación tipo
void.

La manera que tiene una función para devolver un
valor es mediante la sentencia return:
return (expresión); ó return expresión;
La expresión debe proporcionar el mismo tipo de
dato que el especificado en la función. Si no debe
devolver nada, se finaliza con:
return;return;
Cuando una función se encuentra con una sentencia
return se vuelve a la rutina de llamada inmediatamente y
las sentencias posteriores a return no se ejecutan.
Además de con las sentencia return, las funciones
terminan su ejecución y vuelven al lugar desde donde se
les llamó cuando alcanzan la llave de cierre de función }
tras ejecutar la última sentencia de la misma.

Además de devolver valores, una función también puede
recibir parámetros (denominados argumentos) según se indicó
en su definición.
Por ejemplo:
int suma(int a, int b)
{
return(a+b);
}
main()
Parámetros
formales
main()
{
int c;
c= suma(10 , 23);
}
Los argumentos se pueden pasar a las funciones por valor o
por referencia.
La llamada por valor copia el argumento de llamada en el
parámetro formal de la función y no modifica su valor en la
función de partida.
Argumentos
de llamada

DECLARACIONES DE CONTROL
If-else
Cuando la expresión evaluada es verdadera, Las
instrucciones de la sentencia 1 son ejecutadas. Si la expresión es
falsa, las instrucciones de la sentencia 2 son ejecutadas. La
expresión debe ser evaluada a un valor entero. Los paréntesis
que encierra la expresión son obligatorios.
La palabra especial “else sentencia 2” es opcional.
If – else:
if (expresión)
sentencia1;
else
sentencia2;
If – else:
if (expresión) {
sentencia1;}
else {
sentencia2;}
La palabra especial “else sentencia 2” es opcional.

Sentencia if.
Se ejecuta una sentencia o bloque de código si la expresión que
acompaña al if tiene un valor distinto a cero (verdadero). Si es cero
(falso) continúa sin ejecutar la sentencia o bloque de sentencias.
if (expresión) ó if (expresión)
sentencia; {
sentencia 1;
sentencia 2;
…
}
Sentencia if-elseSentencia if-else
Se evalúa una expresión y, si es cierta se ejecuta el primer bloque
de código o sentencia 1. Si es falsa, se ejecuta el segundo.
if (expresión)
sentencia 1;
else
sentencia 2;
Abreviatura: (expresión)?(sentencia 1): (sentencia 2);
NOTA: Se pueden combinar varios
if-else para establecer múltiples
caminos de decisión

A=0? C=5
B=10
If (A==0) B=10;
Else C=5;
NO
SI
If (A!=1) B=10;
Else C=5;

If (A>10)
{IF(A>20) B=5;
Else B=15;}
A>10?
SI
NO
A>20? B=15
B=5
NO
SI

B=5
if (A>10)
{IF(A>20) B=15;}
else B=5;
A>10?
SI
NO
A>20? B=15
B=5
SI
NO

Sentencia switch
Sustituye a if-else cuando se realiza una selección múltiple que
compara una expresión con una lista de constantes enteras o
caracteres. Cuando se da una coincidencia, el cuerpo de sentencias
asociadas a esa constante se ejecuta hasta que aparezca break.
switch (expresión)
{
case constante 1:
grupo de sentencias;
Nota: break es opcional. Si
no aparece se sigue con el
case siguiente.
break;
case constante 2:
grupo de sentencias;
break;
…
default:
grupo n de sentencias;
}
No puede haber dos
constantes iguales en dos
case de la misma sentencia
switch.
default es opcional y el
bloque asociado se ejecuta
sólo si no hay ninguna
coincidencia con las
constantes especificadas.

A=2? B=2
SI
A=0?
NO
B=1
SI
switch (A){
case 0:
B=1;
break;
case 2:
B=2;
break;
A=2? B=2
A=3? B=3
SI
NO
NO
break;
case 3:
B=3;
break;
default:break;
}

Sentencia de bucle for.
Se emplea para repetir una sentencia o bloque de
sentencias:
for (inicialización; condición; incremento)
{
sentencia(s);
}
En la inicialización se le asigna un valor inicial a una
variable que se emplea para el control de la repetición delvariable que se emplea para el control de la repetición del
bucle.
La condición se evalúa antes de ejecutar la sentencia.
Si es cierta, se ejecuta el bucle. Si no, se sale del mismo.
El incremento establece cómo cambia la variable de
control cada vez que se repite el bucle.
Es posible anidar bucles for para modificar dos o más
variables de control.

N<=10?
NO
NO
SI
N=1
for(N=1;N<=10;N++)
{
Printf(“%u”,N);
}
for(cont=0;cont<=200;cont++)
{
PORTB=cont;IMPRIMIR N
N=N+1
PORTB=cont;
}
for(cont=200;cont<=0;cont--)
{
PORTB=cont;
}

Sentencia de bucle while:
La repetición se lleva a cabo mientras sea cierta una expresión.
while (expresión)
{
sentencia(s);
}
La expresión se evalúa antes de cualquier iteración. Si es falsa, ya no
se ejecuta la sentencia o bloque de sentencias.
Sentencia de bucle do-while:Sentencia de bucle do-while:
do
{
sentencia(s);
}
while (expresión)
Las sentencias se ejecutan antes de que se evalúe la expresión, por
lo que el bucle se ejecuta siempre al menos una vez.

Condition
True?
Statement
Block Condition
Statement
Block
Comparación entre loops WHILE y DO WHILE
Block Condition
True?
(a) While loop (b) Do..While loop

Comparación entre loops WHILE y DO WHILE
// DOWHILE.C
// Comparison of WHILE and DO WHILE loops
#include "16F877A.H"
main()
{
int outbyte1=0;
int outbyte2=0;
int count;
count=0; // This loop is not
while (count!=0) // executedwhile (count!=0) // executed
{ output_C(outbyte1);
outbyte1++;
count--;
}
count=0; // This loop is
do // executed
{ output_C(outbyte2);
outbyte2++;
count--;
} while (count!=0);
while(1){};
}

OTRAS SENTENCIAS
• Return: se emplea para devolver datos en las
funciones.
• Break: permite salir de un bucle, se utiliza para
While, For, Do y Switch.
• Goto: provoca un salto incondicional.
label
Statement
Block
Continue
Goto
Break

Diferencia entre Continue, Break & Goto
// CONTINUE.C
// Continue, break and goto jumps
#include "16F877A.H"
#use delay(clock=4000000)
main()
{
int outbyte;
again: outbyte=0; // Goto destination
while(1)
{
output_C(outbyte); // Loop operation
delay_ms(10);
outbyte++;
if (!input(PIN_D0)) continue; // Restart loop
if (!input(PIN_D1)) break; // Terminate loop
delay_ms(100);
if (outbyte==100) goto again; // Unconditional jump
}
}

COMENTARIOS
Los comentarios se incluyen en el código fuente para documentar y
orientar al programador sobre el código que se diseña.
Son ignorados por el compilador y no afectan a la longitud ni
rapidez de ejecución del código final.
Un comentario se puede colocar en cualquier lugar del programa y
pueden tener la longitud y el número de líneas que se quiera.
Hay dos formatos posibles para los comentarios:Hay dos formatos posibles para los comentarios:
Formato 1. Empiezan por // y llegan hasta el final de la línea.
// Esto es un comentario.
Formato 2. Empiezan por /* y finalizan por */. No es posible anidar
comentarios con este formato. Ejemplos:
/*Esto también es
un comentario*/
/*Pero esto que /*parece un comentario válido*/ no lo es*/

DIRECTIVAS DE INTERÉS
Las directivas de pre-procesado comienzan con el símbolo
# y continúan con un comando específico. La sintaxis
depende del comando. Algunos comandos no permiten
otros elementos sintácticos en la misma expresión.
#DEVICE chip: permite definir el PIC con el que se
realizará la compilación. Ejemplo:
#device PIC16F877#device PIC16F877
#FUSES options: permite definir la palabra de
configuración para programar un PIC. Ejemplo:
#fuses XT,NOWDT,PUT,NOPROTECT, NOLVP
#INCLUDE <archivo>: permite incluir un fichero en el
programa. Ejemplo:
#INCLUDE <16f877.h>

DIRECTIVAS DE INTERÉS
#USE DELAY (CLOCK=SPEED): permite definir las frecuencias
del oscilador del PIC, el compilador lo utiliza para realizar
cálculos de tiempo. Se puede utilizar M, MHZ, K y KHZ para
definir la frecuencia. Ejemplo:
#use delay(clock=4000000)#use delay(clock=4000000)
Luego de definida en las declaraciones se pueden utilizar
las funciones:
delay_ms(tiempo en milisegundos)
delay_us(tiempo en microsegundos)
delay_cycles(tiempo en base a los ciclos de máquina)

MANEJO DE LOS PUERTOS
FUNCIONES
• El compilador CCS suministra una serie de funciones
predefinidas para acceder y utilizar el PIC y sus
periféricos. Estas funciones facilitan la configuración
del PIC sin entrar en el nivel de los registros
especiales.
• En lenguaje C se pueden gestionar los puertos de dos
formas:
– Se declaran los registros TRISX y PORTX definiendo
su posición en la memoria RAM como variables de
C.
– Utilizando las directivas específicas del compilador
(#USE FAST_IO,#USE STANDARD_IO)

• A través de la RAM:
#BYTE variable=constante. Ejemplo:
#BYTE TRISA=0x85 //variable TRISA en 85h
#BYTE PORTA=0x05 //variable PORTA en 05h
#BYTE TRISB=0x86 //variable TRISB en 86h
#BYTE PORTB=0x06 //variable PORTB en 06h#BYTE PORTB=0x06 //variable PORTB en 06h
#BYTE TRISC=0x87 //variable TRISC en 87h
#BYTE PORTC=0x07 //variable PORTC en 07h
#BYTE TRISD=0x88 //variable TRISD en 88h
#BYTE PORTD=0x08 //variable PORTD en 08h
#BYTE TRISE=0x89 //variable TRISE en 89h
#BYTE PORTE=0x09 //variable PORTE en 09h

• Una vez definidas estas variables se pueden
configurar y controlar los puertos a través de los
comandos de asignación.
TRISA= 0xFF;
TRISB= 0x00;TRISB= 0x00;
TRISC=0x0F;
• Escritura en los puertos:
PORTC=0x0A;
• Lectura de puertos:
dato=PORTA; // Asigna el valor del puerto A a la
// variable dato.

Existen unas funciones de C que permiten trabajar
bit a bit con los registros o variables definidas
previamente. Estas funciones son las siguientes:
bit_clear(var,bit); //Pone a 0 el bit indicado de la variable
bit_set(var,bit); //Pone a 1 el bit indicado de la variable
Bit_test(var,bit); // Pregunta por el estado lógico del bitBit_test(var,bit); // Pregunta por el estado lógico del bit
Swap(var); // intercambia nibbles de la variable
Ejemplos:
bit_set(PORTC,4);
If (bit_test(PORTB,2)==1) //Si RB2 es igual a uno
{ bit_clear(PORTB,5); //Pone RB5 a cero
}

• Se puede declarar un bit de un registro mediante la
directiva #BIT, lo que permite trabajar directamente
con el terminal:
#BIT nombre = posición.bit. Ejemplo:#BIT nombre = posición.bit. Ejemplo:
#BIT RA2=0x05.2 //PORTA=0x05
#BIT RB4=0x06.4 //PORTB=0x06
RB4=0;
RA2=1;

#include <16F877.h>
#fuses XT,NOWDT,NOLVP
#use delay (clock=4000000)
#BYTE TRISB=0x86
#BYTE PORTB=0x06
#BYTE OPTION_REG=0x81
void main ( ) {
bit_clear (OPTION_REG,7);bit_clear (OPTION_REG,7);
bit_set (TRISB,0);
bit_clear (TRISB,1);
bit_clear (PORTB,1);
while (1){
if (bit_test(PORTB,0)==1)
bit_clear(PORTB,1);
else
bit_set(PORTB,1);
}
}

MANEJO DE PUERTOS
• Las funciones output_x() e input_x()
dependen de la directiva tipo #USE_IO que
esté activa. Directivas:
#USE FAST_IO(PUERTO)#USE FAST_IO(PUERTO)
Con la función output_x() se saca el valor al
puerto y con la función input_x() se lee el
puerto. La directiva no modifica previamente
el registro TRIS correspondiente. (Se utilizarán
a partir del segundo proyecto)

MANEJO DE PUERTOS
• A través de las directivas (Se utilizarán a partir del segundo
proyecto)
El compilador ofrece funciones predefinidas para trabajar con
los puertos. Estas funciones son:
output_X(valor); //X = (PORTA, B, C, D o E)
input_X( );input_X( );
set_tris_X(valor);
port_b_pullups (valor); //True o FALSE
get_tris( );
Ejemplo:
output_A(0xFF);
valor=input_B( );
set_tris_C(0x0F);

MANEJO DE PUERTOS
• Existen una serie de funciones asociadas a un pin*. El
parámetro pin se define en el fichero include con un formato
del tipo PIN_Xn, donde X es el puerto y n es el número de pin.
#define PIN_A0 40
#define PIN_A1 41
Las funciones son:Las funciones son:
output_low (pin*);
output_high (pin*);
output_bit (pin*,valor);
output_toggle (pin*);
output_float (pin*); // pin de entrada a tensión flotante
input_state (pin*);
Input (pin*);

MANEJO DE PUERTOS
#include <16F877.h>
#use fast_io(B)
void main ( ) {
port_B_pullups (TRUE);
set_tris_B(0x01);set_tris_B(0x01);
output_low(PIN_B1);
while (1){
if (input(PIN_B0)==1)
output_low(PIN_B1);
else
output_high (PIN_B1);
}
}

MANEJO DE PUERTOS
#USE STANDARD_IO(PUERTO)
Con la función output_x() el compilador se
asegura de que el terminal, o terminales
correspondientes sean de salida mediante la
modificación del TRIS correspondiente. Con lamodificación del TRIS correspondiente. Con la
función input_x() ocurre lo mismo pero
asegurando el terminal o terminales como
entrada. Es la directiva por defecto. Entonces, el
ejemplo anterior quedaría (Se utilizarán a partir
del segundo proyecto):

MANEJO DE PUERTOS
#include <16F877.h>
#use standard_io(B)
void main ( ) {
port_b_pullups (TRUE);
output_low(PIN_B1);
port_b_pullups (TRUE);
output_low(PIN_B1);
while (1){
if (input(PIN_B0)==1)
output_low(PIN_B1);
else
output_high (PIN_B1);
}
}

ESTRUCTURA DE UN PROGRAMA EN C
( ciclo while )
// Definición de variables globales
// Definición de funciones
void main(void)
{
// Definición de variables locales
// Configuración de registros (recursos y puertos)
// ciclo infinito
while ( 1 )
{
// Programa de usuario
}
}

( ciclo for )
void main(void)
{
// ciclo infinito
for ( ; ; )
{
}
}

( ciclo do - while )
void main(void)
{
// ciclo infinito
do
{
} while ( 1 ) ;
}

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