Aplicaciones docentes para Microcontroladores-PIC

101 Pages·2006·5.35 MB·Spanish

by  Ruslán Segredo Subit

Hago constar que el presente Trabajo de Diploma fue realizado en la
Universidad Central “Marta Abreu” de Las Villas como parte de la
culminación de estudios de la especialidad de Ingeniería en Electrónica y
Telecomunicaciones autorizando a que el mismo sea utilizado por la
Institución, para los fines que estime conveniente, tanto de forma parcial
como total y que además no podrá ser presentado en eventos, ni publicados
sin autorización de la Universidad.

.
Firma del Autor.

Los abajo firmantes certificamos que el presente trabajo ha sido realizado
según acuerdo de la dirección de nuestro centro y el mismo cumple con los
requisitos que debe tener un trabajo de esta envergadura referido a la
temática señalada.

. .
Firma del Tutor. Firma del Jefe de Departamento
donde se defiende el trabajo.

.
Firma del Responsable de
Información Científico-Técnica.
Pensamiento

- I -
Dedicatoria

- II -
Agradecimientos

- III -
Tarea Técnica

TAREA TÉCNICA.

Para la consecución de los objetivos planteados en este Trabajo de Diploma se tomaron en
cuenta las siguientes tareas técnicas:

Realización de una revisión bibliográfica de temas relacionados con los
Microcontroladores PIC.
Revisión, modificación y actualización de la literatura docente sobre el tema.
Estudio, descripción y selección de herramientas de software para el montaje de
prácticas relacionadas con el tema.
Estudio y descripción de herramientas de hardware para montajes de prácticas
relacionadas con el tema.
Definir una metodología para el desarrollo de aplicaciones y elaboración de
ejemplos.
Redacción de un Informe Final.

. .
Firma del Autor. Firma del Tutor.

- IV -
Resumen

RESUMEN.

Con el presente Trabajo de Diploma se pretende dar una panorámica tanto
teórica como práctica acerca de los microcontroladores PIC con fines
docentes. Para lograr este objetivo se utiliza con los PIC de gama media de
la Microchip Technology, Inc. y en especial el PIC 16F84, por estar
considerado como uno de los mas representativos de la familia, de mayor
popularidad y para el cuál existe un gran número de aplicaciones. Se realiza
además breves descripciones de softwares para el trabajo con
microcontroladores así como de herramientas de hardware. Finalmente se
define una metodología para el desarrollo de aplicaciones y se brindan
ejemplos donde se emplean los editores, simuladores y dispositivos que
fueron abordados.
- V -
Índice
ÍNDICE.

PENSAMIENTO...................................................................................I

DEDICATORIA.................................................................................. II

AGRADECIMIENTOS....................................................................... III

TAREA TÉCNICA............................................................................. IV

RESUMEN. .........................................................................................V

INTRODUCCIÓN................................................................................ 1
Organización del informe. ................................................................ 2

CAPÍTULO I. Principales características de los microcontroladores PIC
........................................................................................................... 3

1.1. Microprocesadores vs. Microcontroladores. .......................... 4
1.2. Arquitectura de los Microcontroladores PIC......................... 6
1.2.1. Memoria de Programa ROM..........................................10
1.2.2. Contador de Programa (PC) y la Pila.............................11
1.2.3. Memoria de datos RAM. ................................................12
1.2.3.1. Área EEPROM de la memoria de datos......................14
1.2.3.2. Procesos de lectura y escritura en la EEPROM. .........15
1.2.4. Direccionamiento de la memoria de datos. .....................15
1.2.4.1. Direccionamiento directo. .........................................16
1.2.4.2. Direccionamiento indirecto .......................................17
1.2.5. Puertos de Entrada/Salida ............................................17
1.2.5.1. El Puerto A...............................................................18
1.2.5.2. El Puerto B...............................................................18
1.2.6. Contadores/Temporizadores. .........................................19
1.2.6.1. Temporizador/Contador TMR0. ................................20
1.2.6.2. El Perro Guardián (WDT)........................................21
1.2.6.3. El Divisor de Frecuencia. ..........................................21
1.3. Repertorio Risc. ..................................................................22
1.3.1. Operaciones y tipos de formatos. ...................................23
1.3.2. Instrucciones que manejan registros. .............................24
1.3.3. Instrucciones que manejan bits......................................25
1.3.4. Instrucciones de salto condicional..................................25
1.3.5. Instrucciones que manejan operandos inmediatos. .........26
1.3.6. Instrucciones de control y especiales..............................26

- VI -
Índice
1.4. Interrupciones y Reset.........................................................28
1.4.1. Causas de interrupción..................................................30
1.4.1.1. Interrupción externa INT..........................................30
1.4.1.2. Interrupción por desbordamiento del TMR0..............31
1.4.1.3. Interrupción por cambio de estado en las líneas RB7►4
del Puerto B..............................................................................31
1.4.1.4. Interrupción por finalización de escritura en la
EEPROM de datos.....................................................................31
1.4.2. Reinicialización o Reset.................................................32
1.5. Estado del Arte.......................................................................33
1.5.1. Principales Productores. ...................................................33
1.5.2. Las familias de los PICs. ...................................................33
1.5.3. Características de los PICs modernos. ...............................34
1.5.4. PICs wireless. ...................................................................35
1.5.5. PICs para procesamiento digital de señales (dsPICs) .........35
1.5.6. PICs con puerto USB (USB PICs) ......................................35
1.5.7. Ethernet PICs. ..................................................................36
1.5.8. PICs más comúnmente usados. ..........................................36
1.5.9. PICs en Internet. ..............................................................36
1.5.10. Los PIC como tema de estudio a nivel mundial.................37

CAPÍTULO II. Herramientas para el desarrollo de aplicaciones..........38

2.1. Herramientas de software para el trabajo con PICs.................39
2.1.1. PROTEUS. ....................................................................39
2.1.1.1. Breve descripción del ISIS. .......................................40
2.1.1.2. Breve descripción del ARES. .....................................41
2.1.2. MPLAB.........................................................................43
2.1.3. Integración del PROTEUS y el MPLAB..........................45
2.1.4. Herramientas de software basadas en Linux...................45
2.1.4.1. KTechlab 0.3. ...........................................................46
2.1.4.2. YaPIDE. ...................................................................47
2.1.4.3. PiKdev......................................................................48
2.1.5. Melabs Programmer. .....................................................49
2.2. Herramientas de hardware para el trabajo con PICs. ..............50
2.2.1. In-Circuit Serial Programmed (ICSP)............................50
2.2.2. Descripción de un circuito para grabar PICs..................52
2.2.3. Dos periféricos muy comunes Display y Teclado.............53

- VII -