manual pictrainer v1 3

Sistema de Entrenamiento para Microcontroladores PIC PICTRAINER V1.3

PICTRAINER V1.3

Sistema de entrenamiento para Microcontroladores PIC

Documento Versión 1.0 05-03-2012


Tabla de Contenido

Introducción al sistema de entrenamiento PICTRAINER V1.3

Prestaciones principales

1. Microcontroladores Soportados

2. Fuente de Alimentación

3. Modulo de comunicación RS232

4. Modulo de comunicación USB

5. Entradas del Conversor ADC

6. Interruptores tipo pulsador

7. Teclado matricial 4X4

8. Display LCD 2x16

9. Plano General

10. Lista de materiales


Introducción al sistema de entrenamiento PICTRAINER V1.3 El sistema de entrenamiento PICTRAINER V1.3, está dotado de los componentes básicos, que le permitirán al usuario implementar diferentes prácticas, para afianzar en el aprendizaje de microcontrtoladores PIC a bajo costo. Se puede utilizar con diferentes microcontroladores entre ellos: PIC16F877 / PIC16F887/ PIC18F452/PIC18F4550. La tarjeta electrónica está diseñada para facilitar las conexiones al momento de realizar las practicas con el sistema, de tal forma que no se requieran conectores especializados, cuenta con la disposición de 2 entradas análogas 2 salidas PWM, 1 entrada a contador de 16 bits, 4 entradas/salidas digitales, disponibles en bornera. Se tiene a disposición cuatro interruptores tipo pulsador y un puerto disponible para la conexión de un LCD monocromático 2X16, dispositivos necesarios cuando se requiere desarrollar interface básica con el usuario. El sistema central PICTRAINER V1.3 puede conectarse con diferentes accesorios, que le permiten manipular algunos periféricos como Motor DC, Motor Paso a Paso, Medidores de temperatura, entradas y salidas digitales, entre otras. La descripción de estos accesorios se describen en documentos los respectivos documentos que hacen parte del KIT.


Prestaciones Principales:

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1. Voltaje de alimentación Externa +12V 2. Jumper selector entre alimentación externa y alimentación

por USB 3. Regulador de voltaje +5V 4. Interruptor de encendido 5. Pulsador de Reset del microcontrolaodor 6. Salida de voltaje de +5V para dispositivos externos 7. Entrada de pulsos para aplicaciones de conteo usando

Timer 1. Opcionalmente puede ser usado como entrada o salida digital

8. Entrada canal análogo AN1. Opcionalmente puede ser usado como entrada o salida digital RA1.

9. Entrada canal análogo AN0. Opcionalmente puede ser usado como entrada o salida digital RA0.

10. Base de 40 pines para insertar el Microcontrolador a utilizar. Se puede utilizar PIC16F877/PIC16F887/PIC16F84/PIC18F4550.

11. Pulsadores de Menú 12. Conector auxiliar para Teclado 4x4. Nota: Si se usa

teclado 4x4 no se debe utilizar los Pulsadores de Menú. 13. LCD monocromático 2X16 14. Puerto USB. Este puerto se puede usar para transferir

datos a un PC (solo para PIC18F4550) o para alimentar el circuito desde un PC.

15. Led indicador de transferencia de Datos USB conectado al pin RE2 del Microcontrolador.

16. Led indicador de USB conectado.

17. Salida PWM1. Opcionalmente puede ser usado como entrada o salida digital RC2.

18. Salida PWM2. Opcionalmente puede ser usado como entrada o salida digital RC1.

19. Jumper para activar el condensador de conexión USB, se activa solo para aplicaciones USB con el microcontrolador PIC18F4550

20. Conectores para aplicaciones de Entrada o salida digital conectadas al nible bajo del puerto B, estos pines se puede utilizar siempre y cuando no se esté utilizando el teclado 4X4

21. Conector Salida de voltaje de +12V y +5V en caso de requerir alimentar algún circuito externo.

22. Base para circuito integrado MAX232 encargado de la comunicación serial USART.

23. Conector para aplicaciones comunicación serial USART (TTL o RS232).

24. Conector para aplicaciones comunicación serial síncrona I2C, para PIC18F4550.

25. Conector de programación. 26. Conector para aplicaciones comunicación serial síncrona

I2C, para los microcontroladores diferentes al PIC18F4550 27. Interruptor que selecciona si el sistema modo RUN o

Programación 28. Conector para aplicaciones de entrada y/o salidas Digitales

según la aplicación a implementar. 29. Led Indicador de encendido del sistema


1.0 Microcontroladores Soportados El sistema de entrenamiento PICTRAINER se entrega con el microcontrolador PIC18F4550 en encapsulado DIP40 pero puede ser remplazado por, teniendo en cuenta la correcta ubicación de los pines. Los Microcontroladores recomendados para trabajar con este sistemas son: PIC18F4550, PIC16F87, PIC16F84, PIC16F887.

Figura 1.0 Base para microcntroladores que soporta el sistema PICTRAINER

Antes de colocar el microcontrolador en la base, asegúrese de que la fuente de alimentación este apagada. Coloque una punta del microcontrolador en la base como se muestra en la figura x.x. Entonces ponga lentamente el microcontrolador más abajo hasta que los pines encajen en la base. Compruebe una vez más si todo está colocado correctamente y presione el microcontrolador lentamente hasta que encaje la base completamente. 2.0 Fuente de Alimentación Para alimentar el sistema de entrenamiento se tienen dos posibilidades conectarlo a una fuente externa usando un adaptador de 12V a través del conector JK1 o alimentarlo por medio del puerto USB por medio de CN1. Para seleccionar entre estas dos posibilidades se debe conectar el jumper J3, en la posición respectiva.

Soporta microcntroladores de 40 pines con encapsulado DIP


Figura 2.0 Fuente de Alimentación

Figura 2.1 Esquema de conexión de la fuente de alimentación

3.0 Modulo de comunicación RS232.

La etapa USART(Universal Synchronous/Asynchronous Receiver/ Transmitter) Transmisión /receptor síncrono/asíncrono universal, es una de las formas frecuentes de intercambiar información con un PC y los periféricos. La comunicación serial RS-232 se realiza por medio del conector CN13 y el módulo USART del microntrolador. Los pines del microcontrolador utilizados en esta comunicación están marcados de la siguiente manera RX(receive data) – Línea para recibir datos y TX (Transmit data)- línea de transmitir datos. La velocidad de transmisión es hasta 115Kbps. Para habilitar que el modulo USART del microcontrolador reciba las señales de entrada de acuerdo con el estándar RS-232 es necesario ajustar los niveles de voltaje por medio de un circuito IC de referencia MAX232.

Interruptor de encendido

Regulador de Voltaje +5V

Jumper de selección de la alimentación la fuente de alimentación Vext o Vusb

Conector de la fuente de alimentación Externa Vext

Piloto indicador de Encendido


Figura 3.0 Modulo de comunicación serial USART (RS232)

Figura 3.1. Esquema de conexión Modulo de comunicación serial USART (RS232)

4.0 Modulo de comunicación USB

El sistema de entrenamiento PICTRAINER permite la comunicación USB a través del conector miniUSB (CN1) cuando se utiliza como microcontrolador central el PIC18F4550, en caso de utilizar otro microcontrolador los pines usados para la comunicación USB RC4 (pin 23) , RC5 (pin 24), quedan disponible en el conector CN11 para otras aplicaciones que se analizaran más adelante. Se debe tener en cuenta que al usar la comunicación USB se debe activar el condensador C2 conectado a RC3 (pin 18), usando el jumper J4 y desactivarlo en caso contrario para que se utilice el pin RC3 en otras aplicaciones a través del conector CN11.

Circuito integrado MAX232 para ajustar niveles de tensión 0V = -10V 5V = +10V

Conector RS232


Figura 4.0. Modulo de comunicación serial USB

Figura 4.1 Esquema de conexión Modulo de comunicación serial USB

Conector Mini USB

Led indicador de conexión

Led indicador de flujo de datos

Jumper de activación del condensador C2 requerido cuando se utiliza la comunicación USB en el PIC18F4550


5.0 Entradas análogas:

El sistema de entrenamiento PICTRAINER facilita el uso de 2 entradas análogas usando bornera conectadas en los pines RA0/AN0(pin 2) y RA1/AN1(pin 3) del microcontrolador. Adicionalmente se pueden utilizar las entradas análogas RA2/AN1(pin 4), RA3/AN1(pin 5) y RA5/AN1(pin 7). Estas entradas análogas pueden ser utilizadas igualmente como entradas o salidas digitales según la aplicación que se esté desarrollando.

Figura 5.0. Entradas análogas

Figura 5.1. Esquema de conexión Entradas Análogas

Entradas análogas AN0 y AN1

Entradas análogas adicionales AN2,AN3,AN4


6.0 Interruptores tipo Pulsador:

El sistema cuenta con 4 pulsadores (S1,S2,S3,S4) conectados a los pines RB4(pin 37), RB5(pin 38), RB6(pin 39), RB7(pin 40) que permiten al usuario desarrollar aplicaciones en las que se requiera manipular el sistema usando pulsadores, para interactuar con un menú o cualquier aplicación donde las acciones se realizan después de manipular dichos pulsadores. Estos interruptores son normalmente abiertos y para poder leer su estado lógico se debe activar por software las resistencia pull up del Puerto B del microcontrolador utilizado.

Figura 6.0. Pulsadores

Figura 6.1. Esquema de conexión de pulsadores

Pulsadores NA


7.0 Teclado Matricial 4X4:

Un teclado matricial 4X4 es un conjunto de 16 interruptores conectados como se ilustra en la figura7.0 de tal forma que al presionar alguna de las teclas se genera una combinación única entre las filas y las columnas del circuito ilustrado. Ejemplo si se presiona la tecla 6 se establece un corto entre la fila 1 y la columna 2.

Figura 7.0. Esquema de conexión Figura 7.1 Apariencia física de Teclado interna de teclado Matricial 4X4 Matricial 4X4. El sistema de entrenamiento PICTRAINER, permite conexión con un teclado matricial 4x4 a través del puerto B, sin embargo hay que tener en cuenta que si se usa el microcontrolador PIC18F4550 y se requiere conectar el teclado 4x4 y además periféricos que se comunican por el puerto I2C, es necesario cambiar la conexión de los pines RB0 y RB1 por los pines RE0 y RE1 respectivamente, ya que en el micro PIC18F4550 estos dos pines (RB0 y RB1) son los encargados de la comunicación I2C. Para realizar los cambios de conexión del teclado se debe usar los jumpers J1 y J2 como se ilustra en la figura 7.2

RE0

RB0

RE1

RB1

J1 J2

RE0

RB0

RE1

RB1

J1 J2

Conexión del teclado con el PIC18F4550 y aplicaciones con I2C

Conexión del teclado con PIC16F877, PIC16F874,PIC16F887, PIC18F452

Figura 7.2. Configuración Jumpers conexión Teclado Matricial 4X4


Figura 7.3. Esquema de conexión de teclado matricial con microcontrolador

8.0 Display LCD 2X16:

El display de cristal líquido (LCD) usado en el sistema de entrenamiento, es un display genérico monocromático de 2 filas por 16 caracteres, que puede ser removido del sistema para conectar otros tipos de periféricos de visualización, que hacen parte de los accesorios del kit de entrenamiento y que se describen en los respectivos manuales. Para el control de este display se usa el puerto D del microcontrolador según se puede observar en el diagrama de la figura 8.1.

Figura 8.0. Display de Cristal Liquido 2X16 (LCD)

Base para conexión de los dispositivos de visualización

LCD removible

LCD 2X16


Figura 8.1. Esquema de conexión de LCD 2X16

9.0 Diagrama Esquemático

El del sistema de entrenamiento PICTRAINER, está conformado por tres diagramas esquemáticos mostrados en las figuras 9.0, 9.1 y 9.2

Figura 9.0. Esquema de conexión Sistema de entrenamiento Parte 1 (Microcontrolador, borneras y conectores)


Figura 9.1. Esquema de conexión Sistema de entrenamiento Parte 2 (Comunicación Serial RS232 y LCD)

Figura 9.2. Esquema de conexión Sistema de entrenamiento Parte 3 (Fuente de Alimentación)


10.0 Lista de materiales

Ítem Descripción Nomenclatura 1 Conector Mini USB CN1

2 Bornera Atornillable 2 pines CN2,CN3,CN6,CN7

3 Bornera Atornillable 3 pines CN4, CN5, CN8

4 Conector Ribbon Macho doble línea 10 pines CN9, CN10, CN11, CN12, CN13

5 Conector Ribbon Macho doble línea 10 pines 90 Grados CN14

6 Jack para adaptador JK1

7 Mini suiche deslizable 3 pines vertical S6, S7

8 Mini pulsador para impreso 4 pines S1, S2, S3, S4,S5

9 Trimer vertical 10K P1

10 Resistencia 33Ω 1/4W R3, R4

11 Resistencia 10Ω 1/4W R2

12 Resistencia 750Ω 1/4W R9, R6, R5

13 Resistencia 10KΩ 1/4W R7,R8

14 Condensador Cerámico 22pf 16V C1,C2

15 Condensador Cerámico 0,1uf (104) 16V C2,C3, C5,C6,C7,C11

16 Condensador Electrolítico 100uF /50V CE1

17 Condensador Electrolítico 10uF /16V CE2,CE3,CE4,CE5, CE8

18 Condensador tantalio 0,1uF /16V CE6,CE7

19 Led 3mm rojo LD2,LD3

20 Led 3mm verde LD1 21 Cristal de cuarzo bajo 20Mhz X1

22 Base para integrado 40 pines o Tira de pines hembra baja para circuito Integrado U1

23 Microcntrolador PIC18F4550 U1

24 Base para integrado 16 pines o Tira de pines hembra baja para circuito Integrado U3

25 Circuito integrado MAX232 U3

26 Regulador de voltaje +5V LM7805 REG1

27 LCD 2X16 con BackLight LCD1

28 Tira de pines hembra alta para LCD 1X20 (Se debe cortar de 1X16) LCD1

29 Tira de pines macho 1X20 (se cortan tres tiras de 1X3 y una tira de 1X2) J1, J2,J3,J4

30 6 postes para impreso plásticos (Se usan para soportar la tarjeta y el LCD)


Ubicación de Componentes Vista Superior (TOP)

Ubicación de componentes Vista Posterior (Bottom)

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