MICROCONTROLADORES II EN C. TEMA 1

IUT CumanáMICROCONTROLADORES II(FAMILIA PIC16F87X)LENGUAJE C PARA PICSPROF. LUIS ZURITA

CARACTERÍSTICASIUT CumanáVelocidad 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.Memoria de pila (stack) de 8 niveles de profundidad.Protecciones:Power-onReset (POR)Power-up Timer (PWRT) OscillatorStart-up Timer (OST)WatchdogTimer (WDT) independiente del cristal.Prof. Luis Zurita Microcontroladores II

PUERTOS DE ENTRADA Y SALIDAPORTA ( RA5, RA4, RA3, RA2, RA1, RA0 )PORTB ( RB7, RB6, RB5, RB4, RB3, RB2, RB1, RB0 )PORTC ( RC7, RC6, RC5, RC4, RC3, RC2, RC1, RC0 )PORTD ( RD7, RD6, RD5, RD4, RD3, RD2, RD1, RD0 )PORTE ( RE2, RE1, RE0 )IUT CumanáProf. Luis Zurita Microcontroladores II

CARACTERÍSTICAS (PERIFÉRICOS)Timer 0: timer/counter de 8 bits con un pre-escalador de 8 valores.Timer 1: 16-bit timer/counter con pre-escaladorTimer 2: 8-bit timer/counter con registro de estado de 8-bit, pre-escalador y post-escaladorDos módulos de Captura, Comparación y PWM (Modulación por anchura de pulso)Capture es de 16-bit, max. resolución es 12.5 nsCompare es de 16-bit, max. resolución es 200 nsPWM max. resolución de 10-bitIUT CumanáProf. Luis Zurita Microcontroladores II

CARACTERÍSTICAS (PERIFÉRICOS 2)Convertidor analógico a digital de 10-bit multi-canalPuerto serial síncrono (SSP) con SPI. (modo maestro) e I2C (maestro/esclavo)Transmisor-Receptor síncrono-asíncrono universal (USART/SCI) con 9-bit Puerto paralelo esclavo (PSP) con 8-bits de ancho, con terminales de control RD, WR y CSIUT CumanáProf. Luis Zurita Microcontroladores II

ARQUITECTURA INTERNAArquitectura HARVARD.Buses separados (datos e instrucciones).Memoria de programa : 14 bits.Memoria de datos: 8 bits.Recursos mapeados en memoria de datos.IUT CumanáProf. Luis Zurita Microcontroladores II

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FUNCIONES PORTAIUT CumanáProf. Luis Zurita Microcontroladores II

FUNCIONES PORTBIUT CumanáProf. Luis Zurita Microcontroladores II

FUNCIONES PORTCIUT CumanáProf. Luis Zurita Microcontroladores II

FUNCIONES PORTDIUT CumanáProf. Luis Zurita Microcontroladores II

FUNCIONES PORTEIUT CumanáProf. Luis Zurita Microcontroladores II

IUT CumanáLENGUAJE C. TIPOS DE DATOS.El compilador CCS acepta los siguientes tipos de variables:Prof. Luis Zurita Microcontroladores II

IUT CumanáLENGUAJE 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. 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.Prof. Luis Zurita Microcontroladores II

LENGUAJE C. CONSTANTESIUT CumanáProf. Luis Zurita Microcontroladores II

OPERADORES ARITMÉTICOSIUT CumanáOPERADORES RELACIONALES!=Prof. Luis Zurita Microcontroladores II

OPERADORES LÓGICOSIUT CumanáOPERADORES A NIVEL DE BITSProf. Luis Zurita Microcontroladores II

OPERADORES DE INCREMENTO Y DECREMENTOIUT CumanáOPERADORES DE CORRIMIENTOProf. Luis Zurita Microcontroladores II

VARIABLESIUT CumanáLas 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 datosNOMBRE_VARIABLE puede ser cualquiera y el valor inicial es opcional.Ejemplos:byte k = 5; byte const SEMANAS = 52;floattemp_limit=500.0;char k, kant=‘0’;intx,y,z;Prof. Luis Zurita Microcontroladores II

VARIABLESLas 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 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().IUT CumanáProf. Luis Zurita Microcontroladores II

EJEMPLO DE VARIABLES LOCALES Y GLOBALESint16 counter; //Variable globalVoid FUNCION ( ){int dato1, dato2=34; //Variables locales}voidmain(){ int8 suma; //Variable local}IUT CumanáProf. Luis Zurita Microcontroladores II

IUT CumanáFUNCIONES 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_datonombre_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.Prof. Luis Zurita Microcontroladores II

IUT Cumaná 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; 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.Prof. Luis Zurita Microcontroladores II

IUT Cumaná 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() {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.Parámetros formalesArgumentos de llamadaProf. Luis Zurita Microcontroladores II

DECLARACIONES DE CONTROLIUT CumanáIf-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;}Prof. Luis Zurita Microcontroladores II

IUT CumanáSentencia 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-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 decisiónProf. Luis Zurita Microcontroladores II

IUT CumanáA=0?C=5NOIf (A==0) B=10;Else C=5;SIB=10If (A!=1) B=10;Else C=5;Prof. Luis Zurita Microcontroladores II

IUT CumanáA>10?NOIf (A>10) {IF(A>20) B=5;Else B=15;}SIA>20?B=15NOSIB=5Prof. Luis Zurita Microcontroladores II

IUT CumanáA>10?NOif (A>10) {IF(A>20) B=15;}else B=5;SIB=5A>20?B=15SINOProf. Luis Zurita Microcontroladores II

IUT CumanáSentencia 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; break; case constante 2: grupo de sentencias; break; … default: grupo n de sentencias;} Nota: break es opcional. Si no aparece se sigue con el case siguiente.default es opcional y el bloque asociado se ejecuta sólo si no hay ninguna coincidencia con las constantes especificadas.No puede haber dos constantes iguales en dos case de la misma sentencia switch.Prof. Luis Zurita Microcontroladores II

IUT CumanáA=0?switch (A){ case 0: B=1; break; case 2: B=2; break; case 3: B=3; break;default:break;}B=1SINOA=2?B=2SINOA=3?B=3SINOProf. Luis Zurita Microcontroladores II

IUT CumanáSentencia 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 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.Prof. Luis Zurita Microcontroladores II

IUT CumanáFor(N=1;N<=10;N++){Printf(“%u”,N);}N=1NON<=10?NOSIIMPRIMIR NN=N+1SINOProf. Luis Zurita Microcontroladores II

IUT CumanáSentencia 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: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.Prof. Luis Zurita Microcontroladores II

COMENTARIOSIUT Cumaná 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: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*/Prof. Luis Zurita Microcontroladores II

OTRAS SENTENCIASReturn: 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. IUT CumanáProf. Luis Zurita Microcontroladores II

DIRECTIVASLas 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.IUT CumanáProf. Luis Zurita Microcontroladores II

DIRECTIVAS DE INTERÉS# DEVICE chip: permite definir el PIC con el que se realizará la compilación. Ejemplo: #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>IUT CumanáProf. Luis Zurita Microcontroladores II

DIRECTIVAS DE INTERÉSIUT Cumaná#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) 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)Prof. Luis Zurita Microcontroladores II

FUNCIONESEl 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.IUT CumanáProf. Luis Zurita Microcontroladores II

MANEJO DE LOS PUERTOSEn 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)IUT CumanáProf. Luis Zurita Microcontroladores II

MANEJO DE LOS PUERTOSA 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 TRISC=0x87 //variable TRISC en 87h#BYTE PORTC=0x07 //variable PORTC en 07hIUT CumanáProf. Luis Zurita Microcontroladores II

MANEJO DE LOS PUERTOSIUT CumanáUna vez definidas estas variables se pueden configurar y controlar los puertos a través de los comandos de asignación.TRISA= 0xFF;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.Prof. Luis Zurita Microcontroladores II

MANEJO DE LOS PUERTOSIUT Cumaná 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);bit_set(var,bit);Bit_test(var,bit);Swap(var); Ejemplos:bit_set(PORTC,4);If (bit_test(PORTB,0)==1) bit_clear(PORTB,1);Prof. Luis Zurita Microcontroladores II

MANEJO DE LOS PUERTOSSe 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 RB4=0x06.4 //PORTB=0x06RB4=0;IUT CumanáProf. Luis Zurita Microcontroladores II

IUT CumanáMANEJO DE LOS PUERTOS#include <16F877.h>#fuses XT,NOWDT,NOLVP#use delay (clock=4000000)#BYTE TRISB=0x86#BYTE PORTB=0x06#BYTE OPTION_REG=0x81voidmain ( ) {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);elsebit_set(PORTB,1); }}Prof. Luis Zurita Microcontroladores II

MANEJO DE PUERTOSIUT CumanáA través de las directivas El compilador ofrece funciones predefinidas para trabajar con los puertos. Estas funciones son:output_X(valor);input_X( );set_tris_X(valor);port_b_pullups (valor); //True o FALSEget_tris( );Ejemplo:output_A(0xFF);valor=input_B( );set_tris_C(0x0F);Prof. Luis Zurita Microcontroladores II

MANEJO DE PUERTOSIUT CumanáExisten 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:output_low (pin*);output_high (pin*);output_bit (pin*,valor);output_toggle (pin*);output_float (pin*); // pin de entrada a tensión flotanteinput_state (pin*);Input (pin*);Prof. Luis Zurita Microcontroladores II

MANEJO DE PUERTOSLas funciones output_x() e input_x() dependen de la directiva tipo #USE_IO que esté activa. Directivas:#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.IUT CumanáProf. Luis Zurita Microcontroladores II

MANEJO DE PUERTOSIUT Cumaná#include <16F877.h>#fuses XT,NOWDT,NOLVP#use delay (clock=4000000)#use fast_io(B)voidmain ( ) {port_B_pullups (TRUE);set_tris_B(0x01);output_low(PIN_B1);while (1){if (input(PIN_B0)==1)output_low(PIN_B1);elseoutput_high (PIN_B1); }}Prof. Luis Zurita Microcontroladores II

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 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:IUT CumanáProf. Luis Zurita Microcontroladores II

MANEJO DE PUERTOS#include <16F877.h>#fuses XT,NOWDT,NOLVP#use delay (clock=4000000)#use standard_io(B)voidmain ( ) {port_b_pullups (TRUE);output_low(PIN_B1);while (1){if (input(PIN_B0)==1)output_low(PIN_B1);elseoutput_high (PIN_B1); }}IUT CumanáProf. Luis Zurita Microcontroladores II

IUT CumanáESTRUCTURA DE UN PROGRAMA EN C( ciclo while )// Definición de variables globales// Definición de funcionesvoidmain(void){ // Definición de variables locales // Configuración de registros (recursos y puertos) // ciclo infinitowhile ( 1 ) { // Programa de usuario }}Prof. Luis Zurita Microcontroladores II

IUT CumanáESTRUCTURA DE UN PROGRAMA EN C ( ciclo for )// Definición de variables globales// Definición de funcionesvoidmain(void){ // Definición de variables locales // Configuración de registros (recursos y puertos) // ciclo infinitofor ( ; ; ) { // Programa de usuario }}Prof. Luis Zurita Microcontroladores II

IUT CumanáESTRUCTURA DE UN PROGRAMA EN C ( ciclo do - while )// Definición de variables globales// Definición de funcionesvoidmain(void){ // Definición de variables locales // Configuración de registros (recursos y puertos) // ciclo infinito do { // Programa de usuario } while ( 1 ) ;}Prof. Luis Zurita Microcontroladores II

MICROCONTROLADORES II EN C. TEMA 1

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