Sesion No1

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    21-Oct-2015
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  • Microcontroladores PICAplicaciones AvanzadasIng. Alfredo Granados Ly

  • Temario: Repaso de los microcontroladores Pic Gama MediaGama Media: Arquitectura, perifricos y conjunto de instrucciones.Uso del MPLAB.Uso de los mdulos de desarrollo con microncontroladores PIC.Aplicaciones Bsicas:Puertos de Entrada/Salida.Timer 0,1,2.Manejo de Interrupciones.Conversor A/D.Puerto de comunicacin serial.Uso de biblioteca de macros.

  • 1.- Familias de la gama media.Los microncontroladores PIC son agrupados de acuerdo al tamao de la instruccin, as tenemos: gama base con 12 bits, gama media con 14 bits y gama alta con 16 bits.Podemos realizar una sub-clasificacin dentro de la gama media agrupndolos por su ncleo, perifricos y caractersticas especiales.El ncleo: contiene el hardware bsico para hacer funcionar al PIC.El oscilador.Reset lgico.CPU (Unidad Central de Proceso)ALU (Unidad Aritmtico Lgico)Organizacin de la memoria.Operacin de interrupcin.Conjunto de instrucciones.

  • 1.- Familias de la gama media.Perifricos: son caractersticas que se aaden y lo hacen diferenciar de un microprocesador. Estos son la interfaz con el mundo exterior. As tenemos:Entrada/salida de propsito general.Timer 0, Timer 1 y Timer 2.Captura, comparacin y PWM (CCP).Puerto serial sncrono (SSP).Interfaz de comunicacin serial (USART).Voltajes de referencia.Comparadores.Conversor Anlogo/Digital.Puerto paralelo esclavo (PSP).Estos perifricos estn diseados para trabajar de manera independiente al CPU y son capaces de solicitar una interrupcin.

  • 1.- Familias de la gama media.Caractersticas especiales: Le dan al microcontrolador el toque especial para una determinada aplicacin:Bits de configuracin.Power On Reset (POR).Brown Out Reset (BOR).WatchDog Timer (WDT)Modo de bajo consumo (SLEEP).Dispositivo Oscilador RC interno..Programacin serial en el sistema (ICSP).La tecnologa de la memoria no influye en la operacin del dispositivo y podemos encontrar hasta 3 tipos de memoria de programa, que es designado por las primeras letras que se indican en el cdigo:C: de tipo EPROM, CR de tipo ROM, F de tipo Flash.

  • 1.1.- El Ncleo.El voltaje de alimentacin es estndar y extendido (se puede reducir el voltaje para aplicaciones de baja frecuencia), as tenemos :

    La memoria de programa puede ser: EPROM, OTP, FLASH, EEPROM, ROM.El oscilador: Es un circuito interno utilizado para generar la seal de reloj (4 pulsos de reloj= 1 ciclo de instruccin). Hay hasta 8 modos en que el oscilador puede trabajar:LP, XT, HS, RC, EXTRC, EXTRC(CLKOUT), INTRC, INTRC(CLKOUT)Reset Lgico: Coloca al mC a un estado conocido. La fuente que produjo el RESET se puede determinar usando los bits del registro de STATUS.

  • 1.1.- El Ncleo.As tenemos que puede ser:POR, MCLR (normal y bajo consumo), WDT (modo normal), BOR y PERLa determinacin del RESET se puede determinar con la siguiente Tabla, as tambin se muestra el valor que toma el PC (contador de programa).

  • 1.1.- El Ncleo.El CPU: El alto rendimiento de los microcontroladores PIC se debe a las siguientes caractersticas: Arquitectura Harvard. Palabra de instrucciones larga (14 bits) Palabra de instruccin simple (1 instruccin toma 2 CI:fetch/execute) Ciclo de instruccin simple (4 pulsos de reloj). Segmentacin de las instrucciones (Pipelining). Conjunto de instrucciones reducidas (RISC). Arquitectura de archivo de registros. Instrucciones ortogonales (simtricas).La ALU: Los PIC contienen una ALU de 8 bits con un registro de trabajo (W) tambin de 8 bits. En una instruccin con 2 operandos tipicamente uno de ellos es el registro W y el otro es un registros de la memoria de datos (F) o una constante que proviene de la memoria de programa (K).

  • 1.1.- El Ncleo.

    Dependiendo de la instruccin ejecutada la ALU puede afectar a los bits de acarreo (C), acarreo de dgito (DC) y cero (Z). Los bits de C y DC operan como un prstamo en una substraccin.

  • 1.1.- El Ncleo.Organizacin de la memoria: Hay dos bloques de memoria: la de programa y la de datos. Cada bloque maneja su propio bus, as como el acceso puede ser simultneo.En la gama media los microcontroladores PIC pueden acceder a una mximo de 8K debido a su PC (13 bits). La memoria de programa es dividida en bloques de 2K.Para poder saltar entre las pginas, los bits de mayor peso del PC deben ser modificados. Esto se logra escribiendo en el registro PCLATH. En un RESET el PC toma el valor de 000H y en una interrupcin el valor de 004H.

  • 1.1.- El Ncleo.

    La memoria de datos se divide en 2 porciones: registros de servicios especiales (SFR) y registros de propsito general (GPR).El acceso a la memoria de datos se realizar por bancos, donde cada banco es de 128 bytes para el acceso directo (banco 0,1 2 y 3) y de 256 bytes para el acceso indirecto (bancos 0-1 y 2-3).

  • 1.1.- El Ncleo.Proceso de interrupcin: Los microcontroladores PIC pueden tener muchas fuentes de interrupcin. De los cuales pueden ser: Fuente externa. Desbordamiento del Timer0, Timer1 y Timer2. Cambio de estado en el puerto B (RB7:RB4). Cambio en el comparador. Operacin en el Puerto Paralelo Esclavo. Interrupcin por transmisor / receptor en el mdulo USART. Fin de conversin de muestra en el A/D. Fin de escritura en la memoria EEPROM de datos. Por evento en el mdulo CCP. En el puerto serial sncrono.Las fuentes se habilitan en los registros INTCON, PIE1 y PIE2.

  • 1.1.- El Ncleo.

    Cuando se atiende una interrupcin, PC guarda en STACK la direccin de la siguiente instruccin donde se encontraba ejecutando y toma el valor 004H. La rutina de interrupcin debe averiguar con los sealizadores la fuente que produjo la interrupcin (INTCON, PIR1 y PIR2), para procesder a atenderlo. El usuario debe borrar por software el sealizador correspondiente a la fuente atendida.Mientras el CPU est ejecutando la subrutina de interrupcin, no se puede generar otras interrupciones, hasta que se ejecute la instruccin RETFIE.Cada fuente cuenta con unos habilitadores locales, habiendo adicionalmente un habilitador de perifricos (PEIE) y un habilitador global (GIE).Conjunto de instrucciones: Son un total de 35 instrucciones. Todas tienen el tamao de 14 bits y ocupan una direccin en la memoria de programa.

  • 2.- MPLAB

    Entorno integrado que permite escribir, traducir, programar, simular y depurar programas para los microcontroladores PIC.Puntos a repasar en laboratorio: Crear proyecto y archivos fuentes. Modos de ejecucin: trace, run, animate, breakpoint. Ventanas de memoria: Programa, Datos, EEPROM. Ventanas de inspeccin. Aplicacin de estmulos.Uso del MPLAB y del MPLAB IDE (ver 6.1)

  • 3.- Mdulo de Desarrollo.

  • 3.- Mdulo de Desarrollo.

  • 3.- Mdulo de Desarrollo.

  • 3.- Mdulo de Desarrollo.

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