Microcontroladoresf1

UNIVERSIDAD POLITECNICA
SALESIANA
INGENIERIA ELECTRONICA

SISTEMAS MICROPROCESADOS I
OSCAR AYALA
CHRISTIAN SIMBAÑA
ANDRES VALDIVIESO

MICROCONTROLADORES PIC
• El fabricante de los microcontroladores PIC es Microchip desde el 2002,
revolucionando la tecnología pues solamente en el 2005 alcanzo una
facturación de 874 millones de dólares de los cuales 675 fueron en
microcontroladores.

Fig. Venta de Microchip destacando los microcontroladores

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

Fig. Tabla de porcentajes en uso de microcontroladores

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

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

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

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

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

Fig. Evolución de tensión en alimentación para microcontroladores en Microchip

CLASIFICACION DE MICROCONTROLADORES PIC
• Principalmente por su arquitectura Harvard con memoria de programas y
datos independientes, dando facilidad a accesibilidad y longitud de las
posiciones y tamaño de ambas memorias.

Fig. Arquitectura Harvard (disposición de dos memorias diferentes)

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

MICROCONTROLADORES PIC DE 8 BITS
1. Base
• Se clasifican en 3gamas: 2. Media
3. Mejorada

Fig. Clasificación de microcontroladores PIC

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

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

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

Fig. PIC de 6 Pines

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

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

Fig. Principales características de los PIC de gama baja

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

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

Fig. Característica de algunos modelos de Gama Media

Fig. Características de algunos modelos de gama Media

La capacidad de la memoria de programa puede alcanzar
los 128KB, la de datos 3963 bytes y la EEPROM hasta
1KB.

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

En las siguientes figuras se ofrece la tabla de algunos
modelos que componen esta gama con sus principales
características

La gama Mejorada
• Dispone de un repertuorio de 77 instrucciones de 16 bits de longitud cada una.
Los modelos PIC que conforman esta gama responden a la nomenclatura
PIC18Xxxx.

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

MICROCONTROLADORES PIC DE 16 BITS

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

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

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

Gama de microcontroladores MCU de 16 bits

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

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

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

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

Gama de microconroladores DSC de 16 bits
Estos microcontroladores añaden a los MCU anteriores recursos de
software y hardware propios de los DSP(Procesadores Digitales de
Senales) lo que permite utilizarlos en extraordinarias aplicaciones de
tratamiento digital de senales.

GAMA DE MICROCONTROLADORES DSC DE 16 BITS
• Añade Procesadores Digitales de Señales
• Use en aplicaciones relacionadas con el procesado digital de señales
• Los DSC constan de dos familias , la dsPIC30F y la dsPIC33F
Familia dsPIC30F
• Tienen importantes capacidades de memoria
• Se les alimenta con voltajes entre 4.5 y 5.5
• Incorporan un motor DSP

Figura 1.20modelo de dsPIC30F

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

figura 1.21Tabla con las caracteristicas principales del dsPIC33F

• Existen un total de 27 dispositivos dsPIC33F
• No disponen de EEPROM
• Los modelos de propósito general son adecuados para aplicaciones de voz y audio,
seguridad , electro medicina, modem ,etc.
• Los de control de motores se orientan a electrodomésticos, control de dirección
electrónica de autos, control ambiental, sistemas de alimentación ininterrumpible,
inversores y matrices con led.

Figura 1.22 diagrama de bloques de los dsPIC33F

ESQUEMA ELECTRICO DE LOS PIC (16F84)
• El esquema eléctrico nos sirve esencialmente para saber como esta
conectados sus periféricos.
• En este esquema el PIC esta representado con elementos auxiliares
• En este caso los interruptores como los leds estan conectados para ser
activos a nivel alto

Figura 1.23 esquema electrico

ORGANIGRAMA
• Antes de empezar a programar es recomendable plasmar en un
organigrama la forma de resolver el problema.
• Mientras sea mayor la complejidad de la funcionalidad de los
requerimientos mas abstracto será el organigrama.

Figura 1.24 Organigrama

ENSAMBLADOR MPASM
Es un programa de libre distribución que se puede obtener en la pagina web de microchip,
y que sirve para ensamblar ficheros con extensión ASM para desplazarse por los campos
de la pantalla se usan los cursores y el tabulador; los pasos son:

Figura 1.25 aspecto del ensamblador MPASM
1. En el campo Source File se introduce el nombre del fichero con extensión ASM
2. En el campo Processador Type se busca el microcontrolador para el cual está pensado
el programa
3. Por defecto genera dos ficheros uno con extensión ERR y oteo con HEX, que será el
que se grabe en el microcontrolador
4. Pulsamos F10.
5. En el caso que aparezcan errores se debe abrir el fichero ERR para ver las causas de los
mismos

GRABACION Y PRUEBA DE UN PROGRAMA EN EL MICROPIC TRAINER
El sistema de desarrollo MicroPICTrainer esta ideado para grabar en el micro
controlador el programa, una vez ensamblado y convertido en formato HEX,
y probar posteriormente dicho programa utilizando los periféricos de que
dispone.
De la siguiente figura señalaremos sus principales partes:

Figura 1.26 Sistema de desarrollo MicroPICTrainer

1. Alimentación: aquí se conecta la fuente de alimentación, que debe proporcionar
12VAC.
2. Puerto paralelo: mediante un cable paralelo se conecta la placa con la Pc.
3. Picbus: por este conector salen al exterior todas las líneas del PIC que se
encuentran el zócalo de la placa .
4. PIC-18: es el zócalo donde se insertan los PIC de 18 pines.
5. PIC-28: éste es el zócalo donde se insertan los PIC de 28 pines.
6. Jumpers: sirven para conectar o desconectar el LCD.
7. Interruptores: están conectados a las 5 líneas del puerto A
8. LEDs: están conectados al puerto B.
9. Display7seg: el display de siete segmentos también está conectado al puerto Bdel
PIC.
10. LCD: este periférico es el que requiere de mas conexiones. Comparte las 8 líneas
del puerto B con el display de 7 segmentos además utiliza RA0, RA1 y RA2 como
líneas de control.
11. Jumpers A/D: seleccionan que señales entraran en las líneas RA0-RA4 del pic. En
la posición digital conectan los interruptores y en la posición analógica los
potenciómetros
12. Potenciómetros: sirven para introducir señales analógicas al PIC.

Antes de utilizar los periféricos anteriormente descritos hay que grabar el programa en
el PIC se debe realizar los siguientes pasos:
1. Introducir el pic en el zócalo correspondiente.
2. Conectar la fuente d alimentación de 12VAC a la placa y a un enchufe de 220VAC
3. Unir el Pc con la placa mediante un cable paralelo.
4. Quitar los jumpers que habilitan/deshabilitan el LCD, el display y la barra de
diodos.
5. Abrir el programa de grabación PICME-TR como se muestra en la siguiente figura.

Figura 1.27 programa de grabacion PICME-TR

SENSOR DE LUMINISIDAD: LDR
• Es un elemento cuya resistencia entre bornes varía en función de la luz que
incide sobre su superficie.
• Cuando no presenta luz posee una resistencia infinita
• Mientras aumente la luz su resistencia desciende hasta cero
• Tiene una infinidad de aplicaciones con fines lumínicos
• No tiene polaridad

Figura 1.28 circuito practico de un LDR.

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