portafolio unidades 1, 2, 3 y 4

INSTITUTO TECNOLOGICO DE TEPIC

Ingeniería Eléctrica y Electrónica

Ingeniería Mecatronica

Microcontroladores

Portafolio unidades 1, 2, 3 y 4

Ing. Luis Alberto Castañeda Montaño

Adrián Yovanny Gómez Desiderio 10400450

17 de Septiembre 2013


Adrián Yovanny Gómez Desiderio 10400450 Página ii

INTRODUCCIÓN GENERAL DEL PORTAFOLIO Este portafolio se habla sobre las características básicas así como las eléctricas del pic16f877a para su uso en forma particular así como la presentación del programa a utilizar para su programación y su explicación paso a paso de cómo se realiza el programa desde la creación del proyecto hasta la simulación de este. También se hablara de cosas técnicas como lo son las diferencias de microcontroladores, microprocesadores, y microcomputadores, como se estructuran y su tipo de clasificación, también se hablara de los bancos de memoria, así como los registros internos del microcontrolador. Se le dará a conocer los voltajes y intensidades que maneje en sus periféricos como también se mostrara la configuración del timer y el reset para su uso real o simulación en terceros programas.


Adrián Yovanny Gómez Desiderio 10400450 Página iii

ÍNDICE

UNIDAD 1 Elabore una tabla comparativa correspondiente a cada inciso de:

a) Diferencia entre Microprocesador, Microcomputadora y Microcontrolador.

b) Tipos de arquitecturas computacionales (CISC Y RISC)

c) Tipos de Microcontroladores y sus fabricantes. (Como ejemplo 3 dispositivos

diferentes)

UNIDAD 2 Realizar una lectura de los componentes del microcontrolador y elaborar un mapa

conceptual que contenga los componentes relevantes del microcontrolador. Listar los registros internos de un microcontrolador.

Realizar una tabla comparativa y catalogar los tipos y distribución de las memorias

internas del microcontrolador.

Inspeccionar las características de los periféricos internos del microcontrolador y

elaborar un cuadro sinóptico.


Adrián Yovanny Gómez Desiderio 10400450 Página iv

UNIDAD 3 Investigar la distribución y funcionalidad de las terminales del microcontrolador

PIC16F877A. Investigar las características del reloj del Microcontrolador PIC16F877A y elaborar

una síntesis de las mismas.

Definir el reset y distinguir sus posibles fuentes mediante un mapa cognitivo tipo

sol.

Enlistar las características de la fuente de alimentación y consumo de potencia del

Microcontrolador PIC16F877A.

UNIDAD 4 1) Realizar el siguiente programa en ensamblador: Por el PUERTO C se obtiene

PUERTO A multiplicado por 3, es decir, PORTC=3*PORTA=PORTA+PORTA+PORTA

2) Para el programa anterior enlistar y describir mediante captura de pantallas los pasos a seguir en MPLABX para:

a) Crear un proyecto.

b) Crear, guardar y compilar un programa *.asm.

c) Simular paso a paso un programa *.asm. 3) Comprobar el funcionamiento del programa en PROTEUS o en algún otro simulador.


Adrián Yovanny Gómez Desiderio 10400450 Página 1

UNIDAD 1 Elabore una tabla comparativa correspondiente a cada inciso de: Diferencia entre Microprocesador, Microcomputadora y Microcontrolador.

Microprocesador Microcomputadora Microcontrolador

Circuito integrado a muy grande escala (VLSI).

Tiene 3 buses (datos, dirección, control).

Se clasifican en (von neuman y harvard) también en (CISC Y RISC).

Cuando un microcontrolador se pone en un PCB junto con: oscilador, puerto entrada /salida, latches, memorias, etc.

Se unen a través de cables y interfaces.

Es un circuito integrado programable.

Se compone por: procesador, memoria e interfaz.

Su utiliza por: reduce tamaño, costo económico y el consumo de energía.

Tipos de arquitecturas computacionales (CISC Y RISC)

CISC RISC Conjunto de instrucciones grande. Ofrece una amplia gama de

instrucciones. Facilita el trabajo de programación. Reduce el tamaño de código del

programa. Incrementa el coste de aprender la

programación.

Pocas instrucciones. Más fácil de aprender el método de

programación. Mayor tamaño de código de

programa.



Tipos de Microcontroladores y sus fabricantes. (Como ejemplo 3 dispositivos diferentes)

FABRICANTE FAMILIA ARQUITECTURA

Analog Device www.analog.com ADUC8xx CISC 8 bits 8051

ADUC7xx RISC 32 bits ARM7

Atmel www.atmel.com

AT89xxx CISC 8 bits 8051

TS87xxx CISC 8 bits

AVR RISC 8 bits

AT91xxx RISC 16 bits ARM7/9

Cirrus Logic www.cirrus.com EP73xxx RISC 32 bits ARM7

EP93xxx RISC 32 bits ARM9

Cygnal www.silabs.com C8051F CISC 8 bits 8051

Freescale (Motorola) www.freescale.com

HC05 CISC 8 bits 6800



HC12 CISC 16 bits

HCS12 CISC 16 bits

HC16 CISC 16 bits

56800 CISC 16 bits

68K CISC 32 bits 68000

ColdFire CISC 32 bits

MAC7100 RISC 32 bits ARM7

Fujitsu www.fujitsu.com

F2MC-8 CISC 8 bits

F2MC-16 CISC 16 bits

FR RISC 32 bits

Infineon www.infineon.com

C5xxx CISC 8 bits 8051

C8xxx CISC 8 bits 8051

C16xxx CISC 16 bits

XC16xxx CISC 16 bits

TCxxx CISC 32 bits



Intel www.intel.com MCS251 CISC 8 bits 8051

MCS96/296 CISC 16 bits

Maxim (Dallas) www.maxim-ic.com

DS80Cxxx CISC 8 bits 8051



MAXQ RISC 16 bits

Microchip www.microchip.com PIC 10,12,14,16,17,18 RISC 8 bits

dsPIC RISC 16 bits

NS (NATIONAL SEMICONDUCTOR) www.national.com

COP8xxx CISC 8 bits

CR16Cxxx CISC 16 bits

CP3000 RISC 16 bits

Philips www.semiconductors.philips.com

P8xxx CISC 8 bits 8051

Xaxxx CISC 16 bits

LPC2xxx RISC 32 bits ARM7

Rabbit Semiconductor www.rabbitsemiconductor.com

Rabbit2000 CISC 8 bits

Rabbit3000 CISC 8 bits

Renesas www.renesas.com

740 CISC 8 bits

H8 CISC 16 bits

H8S CISC 16 bits

M16C CISC 16 bits

7700 CISC 16 bits

H8SX CISC 32 bits

Super H CISC 32 bits

ST (SGS-THOMSON) www.stm.com

ST5 CISC 8 bits

ST6 CISC 8 bits

ST7 CISC 8 bits

ST9 CISC 8 bits

ST9 CISC 16 bits

ST10 CISC 16 bits

ARM7 RISC 32 bits ARM7

Texas Instruments www.ti.com MSC12xxx CISC 8 bits 8051



MSP430 CISC 16 bits

TMS470 RISC 32 bits ARM7

Toshiba chips.toshiba.com

870 CISC 8 bits

900/900H CISC 16 bits

900/900H CISC 32 bits

Ubicom (Scenix) www.ubicom.com SXxx RISC 8 bits

Zilog www.zilog.com

Z8xxx CISC 8 bits Z80

Z8Encore! CISC 8 bits Z80

eZ80Aclaim CISC 8 bits Z80

UNIDAD 2 Realizar una lectura de los componentes del microcontrolador y elaborar un mapa

conceptual que contenga los componentes relevantes del microcontrolador.



Listar los registros internos de un microcontrolador.



Realizar una tabla comparativa y catalogar los tipos y distribución de las memorias

internas del microcontrolador. Máscara ROM Memoria

PROM Memoria EPROM

EEPROM Memoria flash

En este caso no se “graba” el programa en memoria sino que el microcontrolador se fabrica con el programa, es un proceso similar al de producción de los CD comercial mediante masterización.

(Programmable Read-Only Memory) también conocida como OTP (One Time Programmable). Este tipo de memoria, también es conocida como PROM o simplemente ROM. Se utilizan en sistemas donde el programa no requiera futuras actualizaciones y para series relativamente pequeñas,

Se fabrican así porque la memoria EPROM es reprogramable, pero antes debe borrase, y para ello hay que exponerla a una fuente de luz ultravioleta, el proceso de grabación es similar al empleado para las memorias OTP.

Fueron el sustituto natural de las memorias EPROM, la diferencia fundamental es que pueden ser borradas eléctricamente, los Microcontroladores con este tipo de memoria se hicieron más baratos y cómodos para trabajar que sus equivalentes con memoria EPROM.

En el campo de las memorias reprogramables para microcontroladores, son el último avance tecnológico en uso a gran escala, y han sustituido a los Microcontroladores con memoria EEPROM. A las ventajas de las memorias flash se le adicionan su gran densidad respecto a sus predecesoras lo que permite incrementar la cantidad de memoria de programas a un costo muy bajo.



Inspeccionar las características de los periféricos internos del microcontrolador y

elaborar un cuadro sinóptico.

Periféricos

Entradas y salidas de propósito general

También conocidos como puertos de E/S, generalmente agrupadas en

puertos de 8 bits de longitud,

permiten leer datos del exterior o escribir en ellos desde el interior

del microcontrolador,

el destino habitual es el trabajo con dispositivos

simples como relés, LED, o cualquier otra cosa que se le

ocurra al programador.

Temporizadores y

contadores

Son circuitos sincrónicos para el

conteo de los pulsos que llegan a su poder

para conseguir la entrada de reloj. Si la

fuente de un gran conteo es el oscilador

interno del microcontrolador es

común que no tengan un pin asociado, y en

este caso trabajan como

temporizadores. Por otra parte, cuando la fuente de conteo es externa, entonces tienen asociado un

pin configurado como entrada, este es el

modo contador.

Conversor analógico/d

igital

Como es muy frecuente el trabajo con

señales analógicas, éstas

deben ser convertidas a

digital y por ello muchos

microcontroladores incorporan un

conversor analógico-digital, el cual se utiliza para tomar datos

de varias entradas

diferentes que se seleccionan mediante un multiplexor.

Puertos de comunicaci

ón

puerto serie Ethernet



UNIDAD 3 Investigar la distribución y funcionalidad de las terminales del microcontrolador

PIC16F877A.



Legend: I = input O = output I/O = input/output P = power — = Not used TTL = TTL input ST = Schmitt Trigger input Note 1: This buffer is a Schmitt Trigger input when configured as the external interrupt. 2: This buffer is a Schmitt Trigger input when used in Serial Programming mode. 3: This buffer is a Schmitt Trigger input when configured in RC Oscillator mode and a CMOS input otherwise.



Investigar las características del reloj del Microcontrolador PIC16F877A y elaborar una síntesis de las mismas.

El temporizador Timer0 tiene una amplia gama de aplicaciones en la práctica. Sólo unos pocos programas no lo utilizan de alguna forma. Es muy conveniente y fácil de utilizar en programas o subrutinas para generar pulsos de duración arbitraria, en medir tiempo o en contar los pulsos externos (eventos) casi sin limitaciones.

El módulo del temporizador Timer0 es un temporizador/contador de 8 bits con las siguientes características:

Temporizador/contador de 8 bits; Pre-escalador de 8 bits (lo comparte con el temporizador perro guardián); Fuente de reloj interna o externa programable; Generación de interrupción por desbordamiento; y Selección del flanco de reloj externo programable.

La siguiente figura muestra el esquema del temporizador Timer0 con todos los bits que determinan su funcionamiento. Estos bits se almacenan en el registro OPTION_REG.



Registro OPTION_REG

Definir el reset y distinguir sus posibles fuentes mediante un mapa cognitivo tipo

sol.



Enlistar las características de la fuente de alimentación y consumo de potencia del

Microcontrolador PIC16F877A.

ELECTRICAL CHARACTERISTICS Absolute Maximum Ratings † Ambient temperature under bias.................................................................................................................-55 to +125°C StorageTemperature.............................................................................................................................. -65°C to +150°C Voltage on any pin with respect to VSS (except VDD, MCLR. and RA4)......................................... -0.3V to (VDD + 0.3V) Voltage on VDD with respect to VSS ............................................................................................................ -0.3 to +7.5V Voltage on MCLR with respect to VSS (Note 2) .................................................................................................0 to +14V Voltage on RA4 with respect to Vss ..................................................................................................................0 to +8.5V Total power dissipation (Note 1)...............................................................................................................................1.0W Maximum current out of VSS pin ...........................................................................................................................300 mA Maximum current into VDD pin ..............................................................................................................................250 mA Input clamp current, IIK (VI < 0 or VI > VDD)..................................................................................................................... } 20 mA Output clamp current, IOK (VO < 0 or VO > VDD) ............................................................................................................. } 20 mA Maximum output current sunk by any I/O pin..........................................................................................................25 mA Maximum output current sourced by any I/O pin ....................................................................................................25 mA Maximum current sunk by PORTA, PORTB and PORTE (combined) (Note 3)....................................................200 mA Maximum current sourced by PORTA, PORTB and PORTE (combined) (Note 3)...............................................200 mA



Maximum current sunk by PORTC and PORTD (combined) (Note 3) .................................................................200 mA

Maximum current sourced by PORTC and PORTD (combined) (Note 3) ............................................................200 mA

Note 1: Power dissipation is calculated as follows: Pdis = VDD x {IDD - Σ IOH} + Σ {(VDD - VOH) x IOH} + Σ(VOl x IOL) 2: Voltage spikes below VSS at the MCLR pin, inducing currents greater than 80 mA, may cause latch-up. Thus, a series resistor of 50-100Ω should be used when applying a “low” level to the MCLR pin rather than pulling this pin directly to VSS. 3: PORTD and PORTE are not implemented on PIC16F873A/876A devices.

UNIDAD 4 1) Realizar el siguiente programa en ensamblador: Por el PUERTO C se obtiene

PUERTO A multiplicado por 3, es decir, PORTC=3*PORTA=PORTA+PORTA+PORTA __CONFIG _CP_OFF & _XT_OSC & _WDT_OFF & _PWRTE_ON & _LVP_OFF LIST P=16F877A; MICRO ESPECIFICO INCLUDE <P16F877A.INC>; ARCHIVO CABEZERA ORG 0 BSF STATUS,RP0; accedo banco 1 BSF STATUS,RP1; movlw b'00000110'; todos los bits puerto A son digital 2/5 movwf ADCON1; movlw b'11111111'; Puerto A como entradas movwf TRISA; clrf TRISC; "0" cmom salida puerto C bcf STATUS,RP0; Acceder al banco 0 bcf STATUS,RP1; PRINCIPAL movf PORTA,W; Lee puerto A addwf PORTA,W; addwf PORTA,W; movwf PORTC; muestra por puertos C goto PRINCIPAL; ciclo infinito END



2) Para el programa anterior enlistar y describir mediante captura de pantallas los pasos a seguir en MPLABX para:

a) Crear un proyecto.

Primero abrimos el programa.

De ahí seleccionamos new proyect en el menú file.



De ahí seleccionamos en la ventana que salió standalone proyect y pulsamos next.

en la siguiente venta seleccionamos en la primera opción Mid-Range 8-bit MCUs (PIC12/16/MCP) Y en la segunda pic16f877A y pulsamos next.



En la siguiente seleccionamos simulator y pulsamos next.

Seleccionamos la opción mpasm (v5.51) [C:\Program Files (x86)\Microchip\MPLABX\mpasmx] y pulsamos next.



De hay ponemos el nombre del proyecto (en este caso unidad 4) y pulsamos finish.

Después el la ventana del lado izquierdo en sourse files le damos clik derecho y seleccionamos new y después Assamblyfile.asm.



Ponemos el nombre del trabajo (en este caso unidad 4.1) y pulsamos finish

b) Crear, guardar y compilar un programa *.asm. En la ventana escribimos nuestro programa.



Para guardar pulsamos en el icono de los discket o ctr + s.

Y para copilarlo pulsamos en el martillo.



c) Simular paso a paso un programa *.asm. Para simularlo pulsamos el botón debug proyect mostrado.

Después pulsamos el botón de pause.



Después el botón de reset.

Después es la opción de sumulus ponemos las líneas RA0 a RA5 esto para manejar la entrada A.



Después presionamos F7 y vamos comprobando el funcionamiento en el SFR

Notemos como en el registro WREG se van sumando el número 16 de PORTA hasta llegar al 48 que se muestra en PORTC. (PORTC=3*PORTA=PORTA+PORTA+PORTA)

portafolio unidades 1, 2, 3 y 4

Documents