micro control adores pics iv-luis urdaneta

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

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Diseo

Programacin

Simulacin

Diseo

Programacin

Simulacin

Por Por LuisLuis DD.. UrdanetaUrdaneta G G..


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290290290290290290

T imerT imer 0 del0 del PIC16F84APIC16F84A

Usar el Timer 0 para generar un tren de pulso con ciclo de trabajo de50 %, en el terminal 1 del puerto A .

Para generar la seal solicitada se complementa el bit RA1 cada 500s. Para obtener retardos superiores a 256 s con fosc = 4 Mhz sedebe usar el preescalador .

El valor a cargar en TMR0 (con presclador 1:2) es :

Programa 5Programa 5

0

4256 500 6

4 2( )TMR

Mhz Valor s Q! v !

v


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291291291291291291



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292292292292292292


Seal en RA.1 obtenida de una simulacin en PROTEUS


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293293293293293293


OSC /CLKIN6

RB /INT 6

RB 7

RB2 8

RB3 9

RB4RB5RB6 2

RB7 3

RA 7

RA 8

RA2RA3 2

RA4/T CKI 3

OSC2/CLKOUT5

MCLR4

U

PIC 6F84A

X4Mhz

C

22pF

C2

22pF

RST

CLKCE


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292929292929


El osciloscopio presenta la seal generada por el cdigo anterior. Ob-serve que la onda no tiene una frecuencia exacta de 1.0 KHz . Esto sedebe a que el tiempo que el terminal RA.1 pasa en 1 en 0 se alargasobre los 500 s generados con precisin por el Timer 0 , debido altiempo usado en la ejecucin de las instrucciones necesarias paracargar el registro contadorTMR0, limpiar la bandera T0IF y el saltofinal.

Para obtener una seal de 1.0 KHz se debe disminuir el retardo del

Timer 0 , como compensacin. Si ahora cargamos en TMR0: 0x0A enlugar de 0x06 , se obtiene en RA.1 :


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292929292929



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292929292929


29

2

22

222

2

22


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292929292929

El sistema deEl sistema deInterrupcionesInterrupciones


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292929292929

Interrupciones delInterrupciones del PIC16F84APIC16F84A

En los ejemplos anteriores, el curso secuencial delprograma solo es cambiado por instrucciones especficasde saltos o llamadas/retorno desde subprogramas. El usode la tcnica de interrupciones provee un mecanismo parasuspender el curso normal de un programa, ejecutar unasubrutina y retornar a continuar con la ejecucin delcdigo suspendido temporalmente.


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299299299299299299


Una interrupcin, como todo evento asincrnico , puedeproducirse en cualquier momento durante la ejecucin de

un programa. Cuando ocurre, se completa la instruccinque est en ejecucin. Si la interrupcin en cuestin esthabilitada, se acepta la peticin y se transfiere el control auna rutina de servicio de interrupcin (RSI ). Esta salva lasvariables necesarias para preservar las operaciones a

reanudarse, y atiende al perifrico que origin la llamada.Una vez completada la RSI , el control se transfiere denuevo al programa principal.


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300300300300300300



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301301301301301301


1. Culmina la ejecucin de la instruccin en curso.

2. El contenido del contador de programa se almacena enla pila.3. El PC se carga con la direccin de la primera

instruccin de la RSI .4. Se ejecuta la rutina de servicio.

5. Se recupera el contenido del PC guardado en la pila.

En general las tareas que siguen a una interrupcin sonlas siguientes :


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302302302302302302


L as ventaja principal de la tcnica de interrupciones es elahorro del tiempo de CPU , el cual deja de usar elmecanismo de consultas para detectar la ocurrencia deun eventos crticos, como por ejemplo el desborde de unT/C .

Para ilustrar sobre la conveniencia del uso deinterrupciones, considere el siguiente ejemplo en el cual

se intenta medir el tiempo transcurrido entre dos picos Rde una seal ECG .


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303303303303303303


Seal ECG


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303030303030


Si se usa un algoritmo de consulta para la deteccin de los picosR, la prueba fallar 9999 veces en 10000 intentos (resolucin 100s). Esto significa que el 99.99 % del tiempo de ejecucin delprograma, el CPU lo gasta intentando detectar un evento en 10000 .


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303030303030


El PIC 16F84 responde a 4 fuentes de interrupcin:

Internas:1.- Un cambio de entrada en cualquiera de los cuatro bits de

orden alto del puerto B ( RB7-RB4 ), desde la ltimalectura de este puerto.

2.- El desborde del registro TMR0 del TIMER 0

3.- L a culminacin de un ciclo de escritura en la EEPROMinterna.

Externa :4.- Seal en INT/RB0

El flanco que dispara la solicitud puede ser seleccionado por programa .

EventosEventos fuentesfuentes dede interrupcininterrupcin


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303030303030



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303030303030


Despus de un

RESE T , las interrupciones son deshabilitadas.

Debidoa esto, para que un evento genere una interrupcin el programa

deber habilitar el sistema de interrupciones y especificar cual ocuales fuentes sern habilitadas.

Habilitacin de interrupciones


20/87


21/87


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310310310310310310



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311311311311311311


L as banderas particulares de interrupcin ( T0IF,INTF ) se activan (a 1), independientemente queel bit de habilitacin de interrupcin correspon-diente ( T0IE, INTE ) o el bit GIE estn activados.


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312312312312312312

InterrupcionesInterrupciones mltiplesmltiples. . D eteccinD eteccin de de lala fuentefuente



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313313313313313313

L os registros cuyos contenidos sean destruidos por la rutina deservicio de interrupcin, deben ser salvados al inicio de sta yrecuperados antes de la instruccin RETFIE correspondiente.Para salvar el acumulador y las banderas de estado , M icrochip

recomienda el siguiente cdigo:



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313131313131



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313131313131


El siguiente ejemplo muestra el uso del Timer 0 comotemporizador, para medir el tiempo entre eventos. Estos son lospicos R de una seal ECG .L a duracin debe ser expresada en milisegundos y se suponeque un circuito detector de picos interrumpe al procesador en lospuntos en cuestin.



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313131313131

L a salida del detector de picos se aplica al terminal INT/RB0 delmicrocontrolador y el Timer 0 se configura para que desbordecada milisegundo.

Usando un cristal de 4.096 MHz , el tiempo de desborde del TMR0es dado por:


4256

4 096.

x t p! v v

Para tx igual a 1 ms , el factor de divisin p del pre-escalador es 4.


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313131313131

Existen dos fuentes de interrupcin:

1.- El desborde de TMR0 , lo cual produce el incremento de uncontador de 16 bits.

2.- Una seal externa desde el detector de pico. Como respuesta,se carga el contenido del contador en un registro:[res_alto res_bajo]Se pone el contador de milisegundos en cero y se activa unabandera ( band,0 ) a 1 para indicar que un nuevo resultado estdisponible.

Se usar una rutina de servicio de interrupcin comn a ambasfuentes, seleccionndose al inicio la de la misma la seccin decdigo que corresponda a la fuente que gener la interrupcin



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313131313131



31/87

319319319319319319



32/87

320320320320320320


0

2

3

0

2

3

0

2

3 2

0

3

2

!

"

#

$

%

"

&

'

( "

22 ) $

( 2

22 ) $

AM FM

+

-


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321321321321321321



En este ejemplo sencillo se usa el Timer 0 configurado

como contador de eventos.Se tiene una correa transportadora la cual trasladaproductos de dos tipos: altos y bajos . El sistema tiene dosemisores y dos receptores de luz: A y B. El haz de luz A esinterrumpido siempre que un objeto alto pasa por la lnea

de deteccin. El rayo luminoso de B es cortado cuandocualquiera de los artculos pasa frente al sensor.L as salidas de los sensores tienen niveles TTL .


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322322322322322322



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323323323323323323


El Ctrl debe contar 100 productos y determinar elnmero de objetos de cada tipo. Adems, se debeverificar que exista un mximo de 60% de objetos altos . Siesto se cumple, se emite un b eep y se reinicia con unnuevo lote de 100 artculos .

Si la proporcin no es la establecida, se debe generar unaalarma y parar la correa hasta que sea presionado un

pulsador de INICIO. Tambin existe un interruptor PARAR ,para emergencias.


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323232323232


L a salida del sensor A se conecta a la entrada de interrupcin externaen RB0/INT , de modo que un contador de 8 bits registre el nmero deobjetos altos . L a seal de B se aplica a la entrada externa del Timer 0 :

RA4/T0CKI, para que ste cuente el numero total de productos quepasan por el subsistema.

Se habilita slo la interrupcin externa. Se consulta la bandera T0IFpara determinar cuando han pasado 100 objetos.

D e esta forma es posible conocer la proporcin de productos deambas clase con respecto a un total especificado.


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323232323232



38/87

323232323232



39/87

323232323232



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323232323232



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329329329329329329



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330330330330330330


Simulacin conSimulacin conPRO TEU SPRO TEU S


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331331331331331331


0 13.3k

0 1

3.3k

0 31

Q12

3

14 5

Q1

6 7 8

31

Q36 7 8

39

Q@

2 3

1A B

0

@

1k

Q C 2 3

1A B

+19

V

0 C

1k

D

E

0

E

0 F G F H F

E

0

+I

V

P Q 1

R S 3

1T 3 U V 7 W 1

4

X 2 5 T 7 W 6

4

X 2

1

Y

X 2 9

A

X 2

3`

X 2 B 15

X 2 a 11

X 2 4 19

X 2 Y 13

X b 5 1Y

X b

1 1A

X b 9 1X b

39

X b B T 6 5 3 V 7 3

R S 3 9 T 3 U V R c 6 1a

d 3 U X

B

e 1

8 7 3

14 f A B b

g

1B d h

i

H 1

9 9

p

f

H 1

9 9

p

f

+a

V

0 q Q q r

0 s

A

.9

k

0 t

15

k0 u

15

k

+a

V

motor

0BAJAS

0 ALTAS

1

23

U1 v A

74LS32

1

23

U3 v A

74LS08

4

56

U3 v B

74LS08

motor

Solo para simulacin

1 2

U4 v A

74LS04


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332332332332332332

Este ejemplo presenta un instrumento para la medida de latemperatura ambiente sin usar un convertidor A/D .

El rango del termmetro es -10 C e T e 60 C y el cambio mnimodetectable de temperatura debe ser de 0.5 C . El sensor que seutiliza es un termistor de coeficiente de temperatura negativo.

En la siguiente figura se muestra el circuito analgico de

medicin, el cual es controlado por el Ctrl. L a medida sepresenta en un mdulo L C D con interconexin de 8 bits.




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333333333333333333



46/87

333333333333


L as termocuplas son los sensores de temperatura con el msamplio espectro de aplicacin y los R TD (R esistance TemperatureDetector ) son los ms estables; al termistor lo distingue su gransensibilidad. El costo derivado por el incremento de lasensibilidad es un dispositivo no lineal en extremo y altamentedependiente de los parmetros del proceso.

L a mayor parte de las aplicaciones de medidas de temperaturausan un convertidor A/ D para la adquisicin desde el sensor deuna tensin funcin de la temperatura en el punto de medida. D eacuerdo con el tipo de sensor usado, se usa una ecuacin paraconvertir el voltaje adquirido a unidades de temperatura o paradispositivos no lineales se usa una tabla de consulta.


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333333333333


Para disminuir el costo del medidor, en este caso la medida detemperatura se realiza en forma indirecta. Observe en la figuraanterior que el sensor est conectado a una red RC . Se mide eltiempo que el capacitor C 4 se carga hasta un valor igual a Vref . Sise selecciona el voltaje Vref } /V CC , este tiempo es igual a:

T = R T 1 C 4Como el valor de C 4 es conocido, midiendo T se puede calcular RT1 . El proceso de medida se inicia activado el transistor Q 1, demodo que C 4 se descargue. A continuacin se corta Q 1 y searranca un contador que se detendr cuando la salida delcomparador conmute a nivel alto, anunciando que la tensin enC 4 alcanzo el valor Vref . Finalmente se usa el tiempo T paraconsultar una tabla en memoria, que relaciona el tiempo de cargacon la temperatura en grados centgrado, y se presenta elresultado de la medida.


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333333333333


El sensor a utilizar es el N T C de P hilips 2322 6 4 5 0.802 , el cualtiene la siguiente curva de respuesta:

Usando esta informacin se obtiene, de forma que simplifique elproceso de medida, la relacin entre el tiempo de carga y latemperatura.


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333333333333


Para no trabajar con fracciones, se aplica la siguiente trans-formacin a los valores de temperatura de la tabla anterior:

Obtenindose una nueva tabla:

Una vez consultada la tabla se invierte la transformacin y seregistra que los valores menores de 16 son negativos.


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333333333333



51/87

339339339339339339



52/87

3 03 03 03 03 03 0



53/87

3 13 13 13 13 13 1



54/87

3 23 23 23 23 23 2



55/87

3 33 33 33 33 33 3



56/87

333333



57/87

333333



58/87

333333



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Simulacin conSimulacin conPRO TEU SPRO TEU S


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333333


d e s c

w x y

y

3

3

3

y 3

w x y

y

w

y

y

j

k

n

k l

n

m

n

o

3

3

l

m

n

m

n

o 3

G

D

n

DD

c z

c z

o

{

|

}

o ~

k 3 uf

|

3 3 3

}

D D

3

D D D 3

D D D W} } D D

}

3

k D

3

m

n

- co

o

%

o

W x

W-

w

-3


61/87

3 93 93 93 93 93 9

El ControladorEl ControladorPICPIC 16F87716F877


62/87


63/87

3 13 13 13 13 13 1

El ControladorEl Controlador PICPIC 16F87716F877


64/87

3 23 23 23 23 23 2



65/87

3 33 33 33 33 33 3



66/87

333333



67/87

333333


El mecanismo de acceso a laEl mecanismo de acceso a lamemoriamemoria EEPROMEEPROM interna es igual alinterna es igual aldescrito para eldescrito para el PICPIC 16F84A,16F84A, al igualal igual

que la operacin de losque la operacin de los puertospuertos ,,

interrupcionesinterrupciones yy Timer Timer 00..


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333333


El Mdulo de Conversin

El Mdulo de ConversinAnlogo/DigitalAnlogo/Digital


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333333


El mdulo de conversin A/D tiene 8 entradas aplicadas acircuitos S/H . Como resultado de la conversin de una muestrade entrada se entrega un valor binario de 10 bits . L a resolucines de 1 parte en 1024 (2 10 ). En algunos casos es suficiente con

conversin a 8 bits, con resolucin de 1 parte en 256 (2 8).

( )

2

ref ref

S adcn

V V

V N ! v


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333333


El mdulo A/D tiene 4 registros asociados a su operacin: 2registros para el resultado y 2 registros de control.

El registro AD CON0 controla la operacin del mdulo. Por ejemplo: selecciona el canal e inicia el proceso de conversin.

El registro AD CON1 configura las lneas del puerto del mdulo.Estas se pueden usar como entradas analgicas o como lneasde E/S digitales.


71/87

3 93 93 93 93 93 9



72/87

3 03 03 03 03 03 0



73/87

3 13 13 13 13 13 1



74/87

3 23 23 23 23 23 2



75/87

3 33 33 33 33 33 3


Pasos para realizar laconversin A/D


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333333


1. Configure el mdulo A/DConfigurar los pines de entrada de los canales analgicos a usar. Configure los voltajes dereferencia. (en el registro AD CON1 )Seleccione el canal de entrada al mdulo A/D (en el registro AD CON0 )Seleccione el reloj de conversin A/D (en el registro AD CON0 )Ponga a funcionar el mdulo A/D (en el registro AD CON0 )

2. Configure la interrupcin del A/D si lo desea:AD IF=0 -lgico (bit que indica si se produjo una conversin)AD IE=1 -lgico (habilitador de interrupcin del modulo analgico)PEIE=1 lgico (habilitador de interrupcin de perifricos)GIE=1 -lgico (Habilitador general de interrupciones)

3. Espere por el tiempo de adquisicin (es el tiempo que se demora en trabajar el bloque de samplingand hold)

4. Comienzo de la conversinGO/- D ONE=1-lgico (en el registro AD CON0 )

5. Esperar a que la conversin se complete. Para saber si la conversin termino podemos:Revisar el bit GO/- D ONE esperando que sea de nuevo 0 -lgicoO esperar al flag de AD IF sea 1-lgico (puede emplearse como interrupcin)

6. L eer el resultado del A/D en el par de registros ( AD RESH:A D RES L ). No debemos olvidar colocar el bitAD IF a 0-lgico (si se requiere)

7. Para la siguiente conversin, regrese al paso 1 o paso 2 dependiendo si se usa uno o ms canales.


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333333


Seleccin del reloj del convertidor Seleccin del reloj del convertidor A/DA/D

El conversor A/D requiere un reloj interno para funcionar. Este sederiva del oscilador maestro y debe ser elegido de modo que eltiempo de conversin por bit TAD sea un mnimo de 1.6 s .

El periodo del oscilador de frecuencia 4MHz es de 0.25 s y serequiere TAD con un mnimo de 1.6 s . Si se selecciona el divisor

por 8 , el periodo de reloj del AD C ser:

8 x 0.25 s = 2.0 s < 1.6 s


78/87

333333


Resultado de la conversinResultado de la conversin A/DA/D


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333333


Para conversiones de 10 bits conviene elegir justificacin hacia laderecha . En este caso deben procesarse ambos registros deresultados: AD RESH-A D RES L , para obtener el valor de laconversin.

Para conversiones de 8 bits es recomendable usar justificacinhacia la izquierda . En este caso el resultado de 8 bits estar en elregistro: AD RESH .


80/87

333333

Programar el PIC 16F877 para adquirir una tensin continua de unmximo de 2.5 V , aplicada al canal 0 del convertidor A/D . L aconversin debe ser de 8 bits.

Para simplificar la conversin a binario se usa una tensin dereferencia de 2.56 V.



3


81/87

3 93 93 93 93 93 9


3

3

3

9 3

3

Z -

9

-

39

3

-

9

-

3

-

3

9

-

39

3

3-

3 3

3

3

33

-

- 3

9

-

3

3

-

3

3

3

H

- -

3


82/87

3 03 03 03 03 03 0



83/87

3 13 13 13 13 13 1



84/87

3 23 23 23 23 23 2



85/87

3 33 33 33 33 33 3



86/87

333333


LM0 32L+2.

V


87/87

333333


14Mhz

C2

22pF

C3

22pF

+

V

SET

R410 k

1 4

D 6

1 3

D

1 2

D 4

1 1

D 3

1 0

D 2

9

D 1

8

D 0

E

6

R W

R S

4

V S S

1

V D D

2

V E E

3 LCD1

+

V

R110 k

D1BZX

9C2 V

R23 90R

RV2(3)V= 2.

93

RA0/AN02

RA1/AN13

RA2/AN2/ VREF-4

RA4/T0CKI6

RA

/AN4/SS

RE0/AN

/RD8

RE1/AN6/WR9

RE2/AN

/CS10

OSC1/CLKIN13

OSC2/CLKOUT14

RC1/T1OSI/CCP2 16

RC2/CCP1 1

RC 3/SCK/SCL 18

RD0/PSP0 19

RD1/PSP1 20

RB

/PGD 40RB6/PGC 39

RB 38

RB4 3 RB 3/PGM 36

RB2 3 RB1 34

RB0/INT 33

RD

/PSP 30

RD6/PSP6 29RD

/PSP 28RD4/PSP4

2 RD 3 /PSP 3 22

RD2/PSP2 21

RC

/RX/DT26

RC6/TX/CK 2 RC

/SDO 24RC4/SDI/SDA 23

RA 3/AN 3/VREF +

RC0/T1OSO/T1CKI 1

MCLR/ Vpp/TH V1

U1

PIC16F8

3 1 %

RV2

1k

%

RV1

10 k

RV1( 3)V=1 .4

346

micro control adores pics iv-luis urdaneta

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