Universidad de San Carlos de GuatemalaFacultad de IngenieríaEscuela de Mecánica EléctricaIngeniería ElectrónicaLaboratorio de ElectrónicaLaboratorio de Microcontroladores/PIC's

Clase 1

• No tareas tarde• 80% de asistencia para tener derecho a nota• Cualquier duda, pregunten• Recibo SAE/SAP• programa de laboratorio

• MicrocontroladorUn Microcontrolador se puede describir en términos muy simplificados como un computadorpequeño. Es un chip que se puede programar para una aplicación específica, es capaz deejecutar un programa de manera secuencial y de responder a estímulos externos. Engeneral, todos los microcontroladores son capaces de:

• Operar a una frecuencia mayor a unos cuántos MHz. • Guardar datos en sus registros y realizar operaciones matemáticas y lógicas. • Configurar entradas o salidas digitales. • Generar interrupciones relacionadas a algún evento para responder adecuadamente

ejecutando un trozo de código específico. El microcontrolador se le diseña de tal manera que tenga todas las componentes integradosen el mismo chip. No necesita de otros componentes especializados para su aplicación

• Microcontrolador vs. MicroprocesadorDiferencias. La primera y la más importante diferencia es su funcionalidad. Para utilizar almicroprocesador en una aplicación real, se debe de conectar con otros componentes, enprimer lugar con la memoria. Para que el microprocesador se comunique con algúnperiférico, se deben utilizar los circuitos especiales. Así era en el principio y esta prácticasigue vigente en la actualidad.

Versión 1S 2015 Elaborado por: Aux. Estuardo Toledo

• MSP430Texas Intrument (MSP430) ya que cuentan con un alto desempeño, lo que los pone a laaltura de un PIC, son sencillos de programar (se basa en el lenguaje C), no necesitan unperiférico programador externo y además es muy barato: $9.90.

• Launchpad MSP430 con el chip M430G2553 • Cable USB • Software Code Composer Studio (CCS).

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• Bit: Unidad básica de informaciónLa teoría dice que un bit es la unidad básica de información. El “significado” de un bit depende de la posición que tiene en número binario .sus dígitos se denominan el bit cero (el primer bit a la derecha), el primer bit (el segundo bit ala derecha) etc. El bit del extremo izquierdo tiene la mayor ponderación, por eso es denominado el bit mássignificativo (MSB). El bit del extremo derecho tiene la menor ponderación, por eso esdenominado el bit menos significativo (LSB).

Podemos pensar, y sin entrar en detalles de la electrónica que un registro como la unaunidad mas básica de memoria del microcontrolador. Por lo general un registro es número de8 bits (1 byte) que guarda información de dos tipos:

1. Registros que guardan información variable con la que podemos operar durante laejecución de nuestro programa.

2. Registros que guardan información sobre la configuración del microcontrolador y quedefinen cómo se comporta y qué debe hacer en determinadas circunstancias.

Byte: 8 bitsUn byte consiste en 8 bits colocados uno junto al otro. Si un bit es un dígito, es lógico que losbytes representen los números.

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Lógica Binaria

Enmascaramiento de Registros Se aplica una operación sobre el mismo registro. Se pueden distinguir dos tipos deenmascaramiento:

• Elevación de bits. • Hundimiento de bits.

Elevación de bits Si se tiene dos registros A y B y se deseaelevar los bits de B en A, basta con realizar laoperación OR entre ellos. A = A | B. Esto significa tomar los bits que son igual a 1en el registro B y hacerlos igual a 1 en elregistro A.

Hundimiento de bits Si se tiene dos registros A y B y se desea hundirlos bits de B en A, es necesario negar el registroB y luego aplicar un AND con el registro A, esdecir, A = A & ~B. Esto significa tomar los bits que son igual a 1 enel registro B y hacerlos igual a 0 en el registro A.

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• Registros importantes

PxSEL, PxSEL2 La combinación entre PxSEL y PxSEL2 determinará la función de cada pin, permitiendo optarentre I/O, función del periférico primario, etc. Prácticamente en todas las aplicacionesutilizaremos I/O. Los registros PxSEL y PxSEL2 son del tipo escritura y por defecto el valor de ambos es 0.

PxDIRCorresponde a un registro de escritura en el cual se determina si cada pin seleccionadoanteriormente como I/O es de entrada (I) o salida (O). Su valor por defecto es 0.

• Bit = 0: Pin de entrada. • Bit = 1: Pin de salida.

PxOUTCorresponde al valor que escribiremos en los pines seleccionados como Output.

• Bit = 0: Output low. • Bit = 1: Output high.

PxINCorresponde a un registro solo de lectura el cual almacena el valor de los pines de entrada.

• Bit = 0: Input low. • Bit = 1: Input high.

PxRENRegistro solo de escritura que permite habilitar las resistencias de Pullup/Pulldown en lospines que fueron puestos como entrada.

• Bit = 0: Resistencias de Pullup/Pulldown desabilitadas. • Bit = 1: Resistencias de Pullup/Pulldown habilitadas.

Para determinar si la resistencia puesta en la entrada corresponde a Pullup o Pulldowndebemos utilizar el registro PxOUT.

• Bit = 0: Resistencia de Pulldown. • Bit = 1: Resistencia de Pullup.

• Oscilador (base de tiempo)Todo microprocesador o microcontrolador requiere de un circuito que le indique a quevelocidad debe trabajar. Este circuito es conocido como un oscilador de frecuencia. Esteoscilador es como el motor del microcontrolador por lo tanto, este pequeño circuito no debefaltar

Modos de osciladores (HS, XT, LP, EC, INTOSC)Oscilador tipo "HS" (High Speed). Por encima de 8MHz.Oscilador tipo "XT" (XTAL). Por debajo de 4MHz. Nesecita capasitores.Oscilador tipo "LP" (Low Power). Entre 32 y 200 KHz. Oscilador tipo "EC" Oscilador externo, el cual tiene FREC/4 por el pin OSC2

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• MemoriasLa unidad de memoria es una parte del microcontrolador utilizada para almacenar los datos.

Tipos de Memorias (OTP, UV EEPROM, EEPROM, FLASH, RAM)• OTP ROM (One Time Programmable) - programable una sola vez• UV EEPROM (ROM Erasable programmable ) programable y borrable por rayos

ultravioleta• EEPROM (Electrically Erasable Programmable ROM) programable y borrable

eléctricamente• Flash. Es posible escribir y borrar el contenido de esta memoria prácticamente un

número ilimitado de veces • RAM (Random Access Memory) - memoria de acceso aleatorio, almacena

temporalmente los datos

• Arquitectura Harvard

Los microcontroladores que utilizan esta arquitectura disponen de dos buses de datosdiferentes. Uno es de 8 bits de ancho y conecta la CPU con la memoria RAM. El otroconsiste en varias líneas (12, 14 o 16) y conecta a la CPU y la memoria ROM. Porconsiguiente, la CPU puede leer las instrucciones y realizar el acceso a la memoria de datosa la vez. Puesto que todos los registros de la memoria RAM son de 8 bits de ancho, todos losdatos dentro del microcontrolador que se intercambian son de la misma anchura.

• Descargar Code Composer Studio Version 6 http://processors.wiki.ti.com/index.php/Download_CCS

• Descargar MSP430_LaunchPad_Workshop_v2.22http://processors.wiki.ti.com/index.php/Getting_Started_with_the_MSP430_LaunchPad_Workshop_v220

• Comprar MSP430G2553 Launchpad• Tarea #1• Recibo SAE/SAP con copia

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