Semaforos
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Este documento describe un proyecto de ingeniería en sistemas computacionales sobre microcontroladores. El proyecto involucra la construcción de semáforos peatonales y vehiculares utilizando un PIC16F84A. Se explican conceptos básicos de microcontroladores y se proporciona un diagrama de flujo y lista de materiales para la simulación. Adicionalmente, se incluye el programa en lenguaje assembly y pasos para cargarlo en el microcontrolador PIC16F84A.
Semaforos
- 1. Ingeniería en Sistemas Computacionales Nombre del Profesor: Ing. Alejandro Téllez Peña Nombre de los alumnos: Ríos de la Rosa Luis Alberto. Materia: “Interfaces” Primera Parte Grupo: 9S21 Carrera: Ingeniería en Sistemas Computacionales. Introducción
- 2. Los Micro controladores Estos pequeños dispositivos están conquistando el mundo. Están presentes en nuestro trabajo, en nuestra casa y en nuestra vida en general. Se pueden encontrar en el ratón y en el teclado de las computadoras, en los teléfonos, en los hornos microondas y en los televisores de nuestro hogar. Pero la invasión acaba de comenzar y el nacimiento del siglo XXI será testigo de la conquista masiva de estas diminutas computadoras, que controlarán la mayor parte de los aparatos que fabricamos y usamos los humanos. ¿Qué es un Micro controlador? El micro controlador se emplea en aplicaciones concretas y no es universal como el microprocesador. Un micro controlador es un circuito integrado que contiene una Unidad Central de Proceso (CPU) y una serie de recursos internos en un solo encapsulado. El CPU permite que el micro controlador pueda ejecutar instrucciones almacenadas en una memoria. Los recursos internos son memoria RAM, memoria ROM, memoria EEPROM, puerto serie, puertos de entrada/salida, temporizadores, comparadores, etc. Se puede decir que es una evolución del microprocesador, al añadirle a este último las funciones que antes era necesario situar externamente con otros circuitos. El ejemplo típico esta en los puertos de entrada/salida y en la memoria RAM, en los sistemas con microprocesadores es necesario desarrollar una lógica de control y unos circuitos para implementar las funciones anteriores, con un micro controlador no hace falta porque lo lleva todo incorporado, además en el caso de tener que ampliar el sistema ya ofrece recursos que facilitan esto. En resumen, un micro controlador es un circuito integrado independiente, que no necesita memoria ni puertos externos pues los lleva en su interior, que facilita la tarea de diseño y reduce el espacio, traduciéndose todo a una aplicación final más económica y fiable. Objetivo General.
- 3. Los semáforos constantes de luces de aviso a peatones (rojo y verde) y un aviso para los vehículos (rojo, amarillo y verde) los semáforos 1 y3 se comportan de idéntica forma. Lo mismo ocurre con el 2 y el 4. Cuando los semáforos 1 y 3 permitan que el tráfico de vehículos por sus correspondientes vías, los semáforos 2 y 4 deben prohibirlo y a la inversa. La temporización de cada semáforo La luz verde esta activa durante 25 segundos La luz amarilla parpadea durante 5 segundos (cada ½ segundo cambia su estado). La luz roja se mantiene encendida durante 30 segundos. Cuando la luz verde, o la luz amarilla se encuentran encendidas la luz roja de los peatones deben estar activas. Cuando la luz roja se encuentre encendida, la luz verde de paso a los peatones debe estar activa, durante un tiempo de 10 segundos en que debe parpadear con un periodo de un segundo. Simulación de lo que se piensa realizar. Material.
- 4. - Protoboard. - 1 PIC 16F84A. - 1 Cuarzo de Cristal 4Mhz. - Fuente de voltaje o cargador 5v. - 1 Regulador de Voltaje L7805cv. - 12 o 15 resistencias de 330Ω. 1/2 - 10 resistencias de 10 K. 1/2 - Alambre para conexiones. • Color Café para (+). • Color Azul para (-). - Dip de 4 pines o de 6 pines - 6 Led’s Rojo, Verde, Amarillo. - 2 Sensor CNY70. - 2 Circuito integrado LM358c. - 2 Capacitores de 22 Ω. - 1 Capacitor de 103 kΩ. - Potenciómetro de B 10k Desarrollo Diagramas Flujo. (Construcción del semáforo). Diagrama de Flujo (Sensores).
- 5. LM358 Símbolo y Diagrama. Este circuito integrado sirve para suministras el voltaje e alimentar, como mandar le información al sensor CNY70 en este caso. Regulador de Voltaje (L7805cv). Las características de cómo fue conectado el Regulador de Voltaje con el Pic16f84A:
- 6. - El Pin (OUTPUT): Se conectó en a la corriente negativa y este alimenta al Pic16f84A con entrada de corriente (-). - El Pin (GROUND): Se conectó a un capacitor con corriente negativa. - El Pin (INPUT): Se conectó a la corriente positiva. Programa *.asm y *.hex
- 7. list p=16F84A ; list directive to define processor #include <p16F84A.inc> ; processor specific variable definitions **********CP_OFF: Protección de Código Desactivada. **********WDT_OFF: Watch Dog Deactivada. **********PWRTE_ON: Power-up Timer Activado. **********XT_OSC: Oscilador XT para Trabajar con un Cuarzo de Cristal o Resonador de Alta Frecuencia, Iguales o Mayores que 4 MHZ. ___CONFIG _CP_OFF & _WDT_OFF & _PWRTE_ON & _XT_OSC___ ;***** VARIABLE DEFINITIONS w EQU 0 ; w=guardar en w f EQU 1 ; f=guardar en el registro estado EQU 0x03 cblock 0x0C *********Bloque de variables PDel0 PDel1 PDel2 repeat repeaux endc ;************************************************************* ORG 0x000 ; Vector de reset del Procesador goto main ; Va al inicio del Programa ORG 0x04 ; Vector de Interrupción main bsf STATUS,RP0 ;Para acceder al banco 1 de registros movlw 0x1F movwfPORTA ;PA entradas movlw 0x00 movwf PORTB ;PB salida bcf STATUS,RP0 ;Para acceder al banco cero de registros clrwdt ;Limpia el watch dog ;************************************************************ clrf PORTB ;Borra el puerto caso0 btfsc PORTA,0 ; ****testereo de bit del puerto a del pin RA0 goto caso1 ;****si es uno dara un salto a caso1 goto tiempo0 ;****si es 0 lo dara un salto a tiemo0 caso1 btfsc PORTA,1
- 8. goto caso2 goto tiempo1 caso2 btfsc PORTA,2 goto caso3 goto tiempo2 caso3 btfsc PORTA,3 goto tiempo4 goto tiempo3 tiempo4 movlw 0x05 *********mueve 0x05 a W movwfrepeat*********mueve W a REPEAT goto intreci*********da un salto a intreci tiempo0 movlw 0x01 movwfrepeat goto intreci tiempo1 movlw 0x02 movwfrepeat goto intreci tiempo2 movlw 0x03 movwfrepeat goto intreci tiempo3 movlw 0x04 movwfrepeat ;************************************************************* Subrutina intreci intreci bcf PORTB,5 ;Apaga el rojo2 bsf PORTB,0 ;Enciende el rojo1****setea 0 en el PORTB bsf PORTB,3 ;Enciende el verde2****setea 3 en el PORTB call PDelay ;******************************************************** call PDelay ;****cada pdelay equivale a medio segundo call PDelay ;****de cada retardo requerido call PDelay ;******************************************************** bcf PORTB,3 ;Apaga el verde2****limpia el bit 3 de PORTB bsf PORTB,4 ;Enciende el Amarillo2 call DEMORA
- 9. bcf PORTB,4 ;Apaga el Amarillo2 call DEMORA bsf PORTB,4 ;Enciende el Amarillo2 call DEMORA bcf PORTB,4 ;Apaga el Amarillo2 call DEMORA bsf PORTB,4 ;Enciende el Amarillo2 call DEMORA bcf PORTB,4 ;Apaga el Amarillo2 call DEMORA bcf PORTB,0 ;Apaga el rojo 1 bsf PORTB,2 ;Enciende el Verde1 bsf PORTB,5 ;Enciende el Rojo2 call PDelay call PDelay call PDelay call PDelay bcf PORTB,2 ;Apaga el verde1 bsf PORTB,1 ;Enciende el Amarillo1 call DEMORa*******hace una llamada ala subrutina DEMORA bcf PORTB,1 ;Apaga el Amarillo1 call DEMORA bsf PORTB,1 ;Enciende el Amarillo1 call DEMORA bcf PORTB,1 ;Apaga el Amarillo1 call DEMORA bsf PORTB,1 ;Enciende el Amarillo1 call DEMORA bcf PORTB,1 ;Apaga el Amarillo1 call DEMORA goto caso0 ;************************************************************* PDelaymovf repeat,w
- 10. movwf repeaux PDelay1 movlw .239 ; 1 número determinado de repeticiones (B) movwf PDel0 ; 1 | PLoop1 movlw .232 ; 1 número determinado de repeticiones (A) movwf PDel1 ; 1 | PLoop2 clrwdt ; 1 limpia watchdog PDelL1 goto PDelL2 ; 2 ciclos delay PDelL2 goto PDelL3 ; 2 ciclos delay PDelL3 clrwdt ; 1 ciclo delay decfsz PDel1, 1 ; ***decremento P Del saltar si da 0 goto PLoop2 ; 2 no, loop decfsz PDel0, 1 ; 1 + (1) is the time over? (B) goto PLoop1 ; 2 no, loop PDelL4 goto PDelL5 ; 2 cycles delay PDelL5 goto PDelL6 ; 2 cycles delay PDelL6 goto PDelL7 ; 2 cycles delay PDelL7 clrwdt ;****borra o refresca el watch dog decfsz repeaux,f goto PDelay1 return ; 2+2 Done ;**************Subrutina demora************** DEMORA movlw .14 ; 1 set numero de repeticion (C) movwf PDel0 ;1| PLoop01 movlw .72 ; 1 set numero de repeticion (B) movwf PDel1 ;1| PLoop11 movlw .247 ; 1 set numero de repeticion (A) movwf PDel2 ; PLoop21 clrwdt ; 1 limpia el watchdog decfsz PDel2, 1 goto PLoop21 decfsz PDel1, 1 goto PLoop11 decfsz PDel0, 1 goto PLoop01 PDelL11 goto PDelL21 PDelL21 clrwdt return end Cargando el PIC 16F84A.
- 11. Para hacer la acción de cargar el PIC 16F84A tenemos que tener los siguientes programas y hacer las siguientes acciones: -Bloc de notas Aquí en el bloc de notas escribiremos nuestro código de programa que será cargado a nuestro PIC 16F84A, el cual una vez acabado se guarda con la extensión .asm - MPASM Este programa nos va a servir para ensamblar nuestro programa en el cual se guarda con “.asm” necesitamos que el programa se ejecute en MPASM y si en caso de marcar error tendríamos que encontrar en donde está, si no marca automáticamente aparece un 100% en color verde que el código del programa es correcto.
- 12. En este programa nos crea un archivo con la extensión .HEX el cual es el archivo que se cargara en el Pic 16F84A, el cual ara que funcionen los semáforos de dicho proyecto. -Una vez obtenido el archivo y Este archivo que nos ha creado nos va a servir para el grabador del PIC. - Cargador de PIC - Winpic800 Este es el grabador del PIC donde lo abrimos y en el buscamos nuestra carpeta con la extensión .HEX del cual si el código es correcto nos lo grabara y si en caso que este mal conectado nuestro grabador, o este mal colocado nuestro PIC no nos podrá dejar hacer la acción de grabado.
- 13. Así nos aparecen las pantallas cuando el PIC ha sido correctamente cargado. Ya que está cargado es momento en que lo pongamos ahora si en nuestro circuito de la protoboard para que empiece a funcionar nuestro carro.
- 15. Partes del PIC16F84A ♠ CPU es el circuito encargado de leer, decodificar y ejecutar las instrucciones del programa. ♠ MEMORIA DE PROGRAMA contiene las instrucciones del programa del pic. ♠ MEMORIA DE DATOS aloja las variables temporales que aloja el cpu. ♠ CONTADOR DE PROGRAMA es un registro que evoluciona para indicar cuál será la siguiente instrucción que deberá ejecutar el cpu. ♠ PILA O STACK es una memoria limitada que solo guarda el valor del contador de programa cuando sea necesario. ♠ PERIFERICOS DEL PIC son elementos que se pueden usar para una determinada tarea: por ejemplo el timer0 sirve para temporizaciones. ♠ PUERTOS DE ENTRADA Y SALIDA son líneas hacia afuera donde se pueden conectar los dispositivos a controlar, cono leds, transistores, etc. Elaboración del código de programa
- 16. Antes que nada bajamos nuestra librería de retardos en la página www.galeon.com/gnh/practica.htm Y la pegamos en la carpeta destinada para nuestro proyecto que debe de estar guardada en la unidad C: de nuestro equipo. Ajustamos al igual la librería del PIC compilándolo en la carpeta PIC y pegándolo en la carpeta “sim” Ya teniendo nuestras librerías pegadas en nuestro equipo, procedemos a abrir un bloc de notas para comenzar a escribir nuestro código programa.
- 17. Análisis de los resultados Al tener por completo el proyecto terminado de los semáforos peatonales como vehiculares lo cual resuelve el problema planteado, su funcionamiento es correcto aunque ha habido problemas con el color verde no se alcanza a percibir por su baja iluminación que tiene este. Conclusiones Como conclusión tenemos que por medio de este proyecto se puede tener un mejor control en las avenidas por medio de semáforos para que tanto personas como carros tengan un mejor ordenamiento al momento de circular y pasar por la calle para que este sea más seguro. Bibliografías Micro Controlador PIC 16F84A, Desarrollo de proyectos, Editorial RA-MA También se usaron páginas de internet: http://es.scribd.com/doc/19417100/Manual-Pic16f84a http://www.galeon.com/gnh/practica.htm