micro control adores pics ii-luis urdaneta

8/8/2019 Micro Control Adores PICs II-Luis Urdaneta

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Diseño

Programación

Simulación

Diseño

Programación

Simulación

Por Por LuisLuis DD.. UrdanetaUrdaneta GG..



101101101101101101

Ejemplo de tabla de consultaEjemplo de tabla de consulta((LookupLookup TableTable))



102102102102102102

Tablas de ConsultaTablas de Consulta

Conversión desde binario a 7-segmentos (Cátodo común)



103103103103103103

Escribir un programa que:

1. Almacene a partir del registro f:0x30, los códigos 7segmentos de los dígitos hexadecimales.

2. Presente los dígitos en el LED 0 del simulador PIC Simulator

Ide.

Programa 1Programa 1




104104104104104104




105105105105105105




106106106106106106




107107107107107107




108108108108108108




109109109109109109




110110110110110110


Simulación conSimulación conPROTEUSPROTEUS



111111111111111111


OSC1/CLKIN1

RB¡

/INT

RB1

¢

RB£

¤

RB¥

¦

RB§ 1

¡

RB ̈ 11

RB 1

£

RB

¢ 1¥

RA¡ 1

¢

RA1

1¤

RA£ 1

RA¥

£

RA§

/T¡

CKI

¥

OSC

£

/CLKOUT

1 ̈

MCLR

§

U1

PIC1

F¤ §

A

X1§

Mhz

C1

£ £

pF

C

£ £

pF

+ ̈

V

1£

¥

§

̈

¢

¤

1

1 ̈

1§

1¥

1£

11

1¡

¦

RN1

£ £ ¡

R1

1¡

k

+ ̈

V

Q1£

N¥ ¦ ¡

P G AMA 1

R¤

.£

k



112112112112112112


Los circuitos siguientes corresponden aLos circuitos siguientes corresponden a 7 ejemplos7 ejemplos dedepresentación en indicadores incandescentespresentación en indicadores incandescentes multiplexamultiplexa--

dos.dos. Los ejemplos contienen el código y pueden encontrarseLos ejemplos contienen el código y pueden encontrarse

enen la literatura de apoyola literatura de apoyo entregada al inicio del curso.entregada al inicio del curso.



113113113113113113




114114114114114114




115115115115115115




116116116116116116




117117117117117117




118118118118118118




119119119119119119




120120120120120120

Rutinas de RetardoRutinas de Retardo

Problema:

En un punto del código se requiere un tiempo de espera de Txsegundos.

Solución:Escribir un código o rutina de retardo que tenga un tiempo deejecución igual a Tx.

Desventaja:El procesador estará ocupado durante el tiempo Tx.

RutinasRutinas dede RetardoRetardo



121121121121121121

CicloCiclo BásicoBásico dede retardoretardo« Ciclos de Instrucciónmovlw N 1movwf cont 1

rep decfsz cont,f 1/2goto rep 2«

Los dos ciclos primeros corresponden a la carga del valor N en elcontador. El lazo se ejecutará N veces. Los primeros (N-1) pasosserán de 3 ciclos cada uno y el último paso será de 2 ciclos, cuandoel contador llegue a 0.

? A

1 1 ( 1) 3 2

3 1 s

R ci

R ci

T N T

T N T Q

! v v

! v v




122122122122122122

max

Para un cristal exter no de 4 MHz

4

3 1 4

3 1

766

R

R

T N MHz

T N s

Td s

Q

Q

! v v

! v

!




123123123123123123

Cálculo de N

1

3

RT

N

!




125125125125125125

Para generar un pulso en alto de 50 µs en la línea 0 del puerto b:

cont equ 0xcbsf status,rp0bcf trisb,0

bcf status,rp0 CICLOSbcf portb,0 ; Salida a 0 al iniciomovlw nmovwf contbsf portb,0 ; Pulso a nivel alto

en1 decfsz cont ; Contador ± 1 y probar si llegó a 0 1/2

goto en1 ; Contador difiere de cero, esperar 2bcf portb,0 ; Contador es 0. Fin de pulso 1

? A( 1) 3 2 1 3 R

T N s N s Q Q! v ! v




126126126126126126

Cálculo de

50 16.663

N ! !

Seleccionando N=17, se obtiene un ancho de pulso de 51 µs y

con N= 16, de 48 µs.




127127127127127127

Solución:Usar instrucciones nop para ajustar el retardo:

CICLOS

cont equ 0xcbsf status,rp0bcf trisb,0bcf status,rp0bcf portb,0movlw nmovwf contbsf portb,0

en1 decfsz cont ; 1/2

goto en1 ; 2nop ; 1nop ; 1bcf portb,0 ; 1

? A( 1) 3 2 1 1 1 (3 16 2) 50 R

T N s s s Q Q Q! v ! v !




128128128128128128

Retardos de mayor duración

Para retardos de mayor duración debe usarse más de uncontador.




129129129129129129

«movlw Mmovwf cont1

rep1 movlw Nmovwf cont2

rep2 decfsz cont2,f goto rep2

decfsz cont1,f goto rep1

«




130130130130130130

? A

? A

2 ( 1) ( 3) 2

3 1

(3 4) 1 (1)

1, =255

3 4

1770

769

R

R

R

R

R

T M T T s

T N

T N M s

T M seleccionando

N

T M T s

Q

Q

Q

! v

!

! v

!

! u

max

(2)

196096 R

T s Q!




131131131131131131

Se desea un retardo de 20 ms. Usando la ecuación 2, se obtienepara M el valor: 26.007. Se usa M = 26.0 y de acuerdo con laecuación 2 debe obtenerse un retardo de 19.995 ms. Esté valor se verificó usando un simulador. El resultado de redondear M

es que se produce un error de 0.025 %.

Para un tiempo de 56 ms, se obtiene M = 71.52 y se usa 72.0. Elretardo obtenido es de 55.369 ms con error de 0.67 %.

No es obligatorio usar la ecuación 2 (N=255). Los valores de N y

M se pueden ajustar simultáneamente y usar la ecuación 1 paracalcular el retardo resultante. Por ejemplo N =3 y M=5 generanun retardo de 66 µs exactos.




132132132132132132

SiSi elel retardoretardo queque sese requiererequiere eses

mayor mayor queque elel tiempotiempo máximomáximoobtenibleobtenible concon dosdos contadorescontadores,,debendeben usarseusarse trestres registrosregistros coco--momo contadorescontadores..




133133133133133133




134134134134134134

«movlw Lmovwf cont1

rep1 movlw Mmovwf cont2

rep2 movlw Nmovwf cont3

rep3 decfsz cont3goto rep3decfsz cont2goto rep2

decfsz reg1goto rep1

«




135135135135135135

? A

? A

? A

2 ( 1) ( 3) 2

(3 4)

2 ( 1) ((3 4) ) 4) (3 4) 3

= = 255

( 1) (196099) 196100

1

196099

R

R

R

R

R

T L T T s

T N M

T L N M N M s

Seleccionando

T L s

T L T

Q

Q

Q

! v

! v

! v v v

! v

!

max

196100 (3)

50.005 R

s

T s

Qu

!




136136136136136136

Para un retardo de 20 s, la ecuación 3 responde que L = 101.99.Usando L = 102, el simulador reporta un retardo de 20.002 s(20.002099 s con la ecuación). El error es de 0.01 %.

Para presentar los dígitos binarios en el LED del problema 1, serequiere un retardo de 1.0 s. M=5.099 se aproxima a 5.0,obteniéndose un tiempo de 0.980496 s y error de 1.95 %.

Observe que si usa:

L=M=64 y N = 80,el retardo será de 0.99969 s con un error de 0.031 %




137137137137137137

La emoria delLa emoria del PIC16F84PIC16F84

Ocupa la posición 0x2007 de la memoria de programa y no sepuede tener acceso a esta posición durante la ejecución deprograma.

Sirve para configurar ciertas funciones del µCtrl durante elproceso de grabación del programa en la FLASH:

La Palabra de ConfiguraciónLa Palabra de Configuración



138138138138138138


La Palabra de ConfiguraciónLa Palabra de Configuración



140140140140140140


Está dividida en dos áreas:

ÁreaÁrea dede SRAMSRAM:

Contiene 22 Registros de Funciones Especiales (SFR) para elcontrol del microcontrolador y 68 Registros de PropósitoGeneral (GPR) para almacenamiento temporal de datos.

ÁreaÁrea dede EEPROMEEPROM:

64 bytes para datos permanentes

La Memoria de DatosLa Memoria de Datos



141141141141141141


Los registros están organizados en dos bloques o páginas de128 bytes cada uno. En los primeros 12 bytes de cada bloqueresiden los registros SFR:

11 SFR en el rango 0x00-0x0B Bloque 0

11 SFR en el rango 0x80-0x8B Bloque 1

68 GPR en el rango 0x0C-0x4F Bloque 0

En el bloque 1 no existen GPR. Las direcciones 0xC y 0x8Capuntan al mismo GPR en el banco 0.

La Memoria de Datos SRAMLa Memoria de Datos SRAM



142142142142142142


Las instrucciones del pic16F84 pueden emitir direcciones de 7bits, lo cual hace posible el acceso a un espacio de 128 bytesde la memoria de datos entre las direcciones 0x00 y 0x7F. El

circuito integrado sólo incorpora los primeros 80 bytes (0x00-0x4F).

A toda la memoria de datos se puede tener acceso por mediode direccionamiento directo o indirecto (con el FSR). En elprimer caso el bit RP0 del registro STATUS selecciona el

bloque correspondiente.En direccionamiento indirecto el bit extra de la dirección loprovee el bit 7 del registro FSR sin importar cual banco estéseleccionado.



143143143143143143




144144144144144144




145145145145145145




146146146146146146


Con capacidad de 64 bytes, permite almacenar datos quedeben ser permanentes, como canales programados en untelevisor o la configuración de calibración de un instrumentode medida.

No forma parte de la memoria principal del µCtrl. Lasdirecciones se suministran usando el registro SFR EEADR(0x09) y los datos se leen o escriben por medio del registroSFR EEDATA (0x08).

La Memoria de Datos EEPROMLa Memoria de Datos EEPROM



147147147147147147


El proceso de lectura de la EEPROM es simple. Pero el deescritura es más complejo. Para escribir datos en la EEPROMse requieren tiempos de algunos milisegundos (usualmente10 ms) y debe cumplirse una secuencia determinada para

escribir cada byte que involucra la manipulación de bits decontrol para el inicio del ciclo de escritura y para la detecciónde la culminación del mismo. Los registro FSR asociados a laoperación de la EEPROM son:

EECONEECON11 ((00xx8888)) Registro 1 para Control de la EEPROM

EECONEECON22 ((00xx8989)) Registro 2 para Control de la EEPROM1

EEADREEADR ((00xx0909)) Registro de Direcciones de la EEPROMEEDATAEEDATA ((00xx0808)) Registro de Datos de la EEPROM

1 o es un registro físico



148148148148148148




149149149149149149


1. La dirección de la posición a leer es cargada en EEADR.

2. El bit 0 (RD) de EECON1 es puesto a 1 para iniciar el ciclode lectura.

El dato seleccionado es copiado en EEDATA y puede ser leídopor la siguiente instrucción. El dato se mantiene en EEDATAhasta la próxima lectura o hasta cuando sea modificado por

una operación de escritura.

Lectura de la EEPROMLectura de la EEPROM



150150150150150150


El siguiente código lee la dirección dir de la EEPROM.

bcf STATUS,RP0 ; banco 0movlw dir ;dirección al acumulador movwf EEADR ; copiar W a EEADRbsf STATUS,RP0 ; banco 1bsf EECON1,RD ; iniciar lecturabcf STATUS,RP0 ; banco 0

movf EEDATA,W ; dato en el acumulador



151151151151151151


1. La dirección se carga en EEARD y el dato en EEDATA.

2. Se habilita la escritura en EEPROM poniendo a 1 el bit 2

(WREN) del FSR EECON1.

3. Se envía el byte 0x55 seguido del byte 0xAA al registroEECON2.

4. El bit 1 (WR) de EECON1 se pone a 1 para iniciar el ciclo

de escritura.

Escritura de la EEPROMEscritura de la EEPROM



152152152152152152


El siguiente código escribe el byte dato en la dirección dir de laEEPROM.

bcf STATUS,RP0 ; banco 0movlw dir movwf EEADR ; se copia dirección a EEADRmovlw dato ;movwf EEDATA ; se carga el dato en EEDATAbsf STATUS,RP0 ; banco 1bsf EECON1,WREN ; se habilita la escrituramovlw 0x55movwf EECON2 ; se escribe 0x55 en EECON2movlw 0xAAmovwf EECON2 ; se escribe 0xAA en EECON2bsf EECON1,WR ; se inicia ciclo de escritura



153153153153153153


El bit WREN debe ser borrado por el programa y debemantenerse en cero todo el tiempo, excepto cuando seactualice la EEPROM. El bit WR no puede ser puesto a 1, amenos que WREN esté en 1.

Al final del ciclo de escritura, WR pasa a 0 y el bit bandera deinterrupción de escritura completada EEIF (bit 4 de EECON1)pasa a 1 y se genera una interrupción, si está habilitada.

Para detectar el final de una operación de escritura (esto es

crítico) en EEPROM, el código puede consultar el estado deEEIF o habilitar la interrupción correspondiente.



154154154154154154


Es recomendable que durante la secuencia de escritura en EEPROMlas interrupciones sean deshabilitadas usando el FSR INTCON. Seexceptúa la interrupción disparada por la culminación de un ciclo deescritura en EEPROM, la cual se habilita con un bit de INTCON.

El fabricante de memorias EEPROM especifica un número máximo deciclos de escritura/borrado que el dispositivo puede soportar. Enciertas aplicaciones donde la EEPROM puede llegar a funcionar ensus límites de operación, conviene verificar que la escritura de losdatos se ha realizado correctamente.

Para probar que el dato en W ha sido escrito correctamente, se lee laEEPROM y el valor en W se substrae del contenido del FSR EEDATA.Si no ocurrió error en la escritura, la bandera Z se pondrá en 1.



155155155155155155

Consideraciones deConsideraciones deTiempoTiempo ee InformaciónInformación

dede NivelNivel ba joba jo



156156156156156156

Relo j delRelo j del PIC16F84PIC16F84

El Generador de RelojEl Generador de Reloj

Los PIC de la serie 16 operan con una señal de reloj defrecuencia precisa suministrada por un oscilador

realizado con un inversor operando linealmente. Parausar el generador interno se conecta un cristal, unresonador o una red RC en los terminales OSC1-OSC2del dispositivo.

E

l reloj externo se aplica a la entrada OSC1, con elterminal OSC2 desconectado o a tierra. En cualquier caso la frecuencia con la cual se ejecutan lasinstrucciones es ¼ de la frecuencia del oscilador maestro.



157157157157157157

Tipos de Oscilador Tipos de Oscilador

Los PIC de la serie 16 pueden operar en 4 modos deoscilador. Usando los bits FOSC1 y FOSC0 de la palabra

de configuración, puede seleccionarse uno de estosmodos.

MODO BITS: FOSC1-0 FRECUENCIA

LP 00 Baja Potencia: cristales or debajo de 200

H . Por ejemplo 32.768 H .

XT 01 Para cristales o resonadores de asta 4 HH 10 Alta Velocidad : Para cristales y resonadores

sobre 4 H

11 ed Externa para disminuir costos.




158158158158158158

Potencia vs FrecuenciaPotencia vs Frecuencia




159159159159159159

CRISTAL/RESONADORCRISTAL/RESONADOR REDRED RCRC

Usando el Generador de Reloj InternoUsando el Generador de Reloj Interno




160160160160160160

ValoresValores dede loslos capacitadorescapacitadores enen OSCOSC11 yy OSCOSC22




161161161161161161

Usando un Reloj ExternoUsando un Reloj Externo




162162162162162162

Frecuencia de Reloj y de InstrucciónFrecuencia de Reloj y de Instrucción




163163163163163163

El Ciclo de InstrucciónEl Ciclo de Instrucción PIC16F84PIC16F84

El Ciclo de InstrucciónEl Ciclo de Instrucción

T1: PC=PC+1 y se carga en el bus de direcciones de programa.

T4: La instrucción se carga en el registro de instrucciones.

La decodificación/ejecución de la instrucción se realiza en elsiguiente ciclo T1-T4.



164164164164164164

Procesamiento en Línea (Procesamiento en Línea (PipelinePipeline))

TCY0: se busca movlw 55h. (se ejecuta la instrucción anterior)

TCY1: se ejecuta movlw 55h y se lee movwf portb.TCY2: se ejecuta movwf portb y se busca call sub_1

TCY3: se ejecuta call sub_1 y se lee bsf porta,bit3

TCY4: Sólo se lee la primera instrucción de la subrutina SUB_1.TCY5: Se ejecuta la primera instrucción de la subrutina SUB_1 y se lee SUB-1+1.




165165165165165165

Todas las instrucciones se ejecutan en un ciclo deTodas las instrucciones se ejecutan en un ciclo deinstrucción, exceptuando:instrucción, exceptuando:

gotogoto kkcallcall kk

returnreturnretlwretlw kkretfieretfiedecfszdecfsz f f cuando se ejecuta el saltocuando se ejecuta el salto

incfszincfsz f f ³³

btfssbtfss bb ³³btfscbtfsc bb ³³ ,,

las cuales requieren 2 ciclos de instrucción paralas cuales requieren 2 ciclos de instrucción paraejecutarseejecutarse




166166166166166166

El Sistema deEl Sistema de ResetReset deldel PIC16F84PIC16F84

La secuencia de inicio permite llevar al µControlador a unestado conocido con condiciones de operación apropiadas.Luego de conectar la energía al PIC, se requiere, que antes de

iniciar la ejecución del programa de aplicación:1. La tensión de alimentación y la salida del oscilador de reloj

se estabilicen.

2. El contador de programa se cargue con 0 y que el chip sea

configurado de cierta manera, manipulando algunos de losFSR que controlan la operación del PIC. Por ejemplo losbits RPI, RP1 y RP0 del registro STATUS son borrados,seleccionándose al inicio el banco 0 de la memoria dedatos.

El Sistema deEl Sistema de R eset R eset



167167167167167167

SiSi sese mantienemantiene elel terminalterminal MCLRMCLRdeldel PICPIC1616FF8484AA enen nivelnivel bajobajo duranduran

tete alal menosmenos 22 µsµs ((¿¿100100 nsns??),), eleldispositivodispositivo entraentra enen elel estadoestado dedeRESETRESET yy sólosólo salesale dede ésteéste unauna vezvez

queque lele entradaentrada MCLRMCLR hayahaya retornaretorna--dodo aa nivelnivel altoalto..




168168168168168168

Estado de losEstado de los FSRsFSRs después de undespués de un RESETRESET




169169169169169169

Circuitos de RESET AutomáticoCircuitos de RESET Automático




170170170170170170

Un mecanismo de RESET interno distingue diferentes tipos deRESET :

Circuito de RESET InternoCircuito de RESET Interno




172172172172172172

En t0 la energía es aplicada y VDD se incrementa expo-nencialmente hacia +5 V. Si la velocidad inicial de subida esmayor que 0.05 V /ms, cuando VDD alcance algún valor devoltaje entre 1.5 V- 2.1 V, se genera una señal interna deRESET la cual dispara la siguiente secuencia de eventos:

1. Un temporizador de encendido (PW RT: Power Up T imer )genera un retardo fijo TPWRT igual a 72 ms aplicando lasalida de un oscilador interno a un contador de 10 bits.Esto permite que la fuente de poder se estabilice.

Este retardo puede suprimirse poniendo a 1 el bit: PWRTEde la palabra de configuración.




173173173173173173

2. Al finalizar TPWRT, un retardo TOST (O scillator Start Up

T imer ) con una duración de 1024 ciclos del reloj maestroes realizado, siempre y cuando se estén usando modos

de cristal del oscilador. Este tiempo es generado por uncontador de 10 bits impulsado por el reloj principal delµCtrl y garantiza que el oscilador principal se haestabilizado y funciona correctamente antes de iniciar laejecución del programa. Este temporizador es habilitadoautomática-mente excepto para el modo RC del oscilador.

Este temporizador también se inicia cuando el proce-sador despierta desde el modo SLEEP y cumple la mismafunción.




174174174174174174




175175175175175175

El Sistema deEl Sistema de R eset R eset




176176176176176176

Secuencia de RESET durante el encendido. RESET externo no esta conectado a VDD




177177177177177177

Secuencia de RESET durante el encendido. RESET externo no esta conectado a VDD




178178178178178178

Secuencia de RESET durante el encendido. RESET externo conectado a VDD




179179179179179179

Secuencia de RESET durante el encendido. RESET externo conectado a VDD. Tiempo de subida lento.


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