Palpalá - Jujuy - Argentina
Fiesta Nacional de los Estudiantes 2011.
Todo un proyecto...!!!
Complejo Educativo José Hernández (2013) y sus Carroceros.
Colegio Mayor Jujuy (2013) - El ave Fenix
Nuestro Sistema de Iluminación
que marcó toda una Historia en los Desfiles de Carrozas
En el Año del Bicentenario del Éxodo Jujeño.
Vieron que Argentina no termina en salta...!!!
La ciudad donde los Cerros...
Fueron Pintados por Duendes Traviesos...!!!
Tocando el Cielo, Fe y Esperanza.
Gracias Virgen de Punta Corral...!!!

MICROCONTROLADORES PIC:

De lo más básico, a lo más complejo.
El Secreto está en practicar, interpretar, entender y experimentar.


Sistemas microcontrolados

El diagrama de un sistema microcontrolado sería algo así

Los dispositivos de entrada pueden ser un teclado, un interruptor, un sensor, etc.

Los dispositivos de salida pueden ser LED's, pequeños parlantes, zumbadores, interruptores de potencia (tiristores, optoacopladores), u otros dispositivos como relés, luces, un secador de pelo, en fin.. lo que quieras.

Aquí tienes una representación en bloques del microcontroador, para que te des una idea, y puedes ver que lo adaptamos tal y cual es un ordenador, con su fuente de alimentación, un circuito de reloj y el chip microcontrolador, el cual dispone de su CPU, sus memorias, y por supuesto, sus puertos de comunicación listos para conectarse al mundo exterior.

Definamos entonces al microcontrolador; Es un circuito integrado programable, capaz de ejecutar las órdenes grabadas en su memoria. Está compuesto de varios bloques funcionales, los cuales cumplen una tarea específica. Sacado de un libro...!!!. En fin estas son básicamente algunas de sus partes...

  • Memoria ROM (Memoria de sólo lectura)
  • Memoria RAM (Memoria de acceso aleatorio)
  • Líneas de entrada/salida (I/O) También llamados puertos
  • Lógica de control Coordina la interacción entre los demás bloques

Eso no es todo, algunos traen funciones especiales, ya hablaremos de ellas.

Microcontroladores PIC16CXX/FXX de Microchip

Me referiré a estos porque serán los que utilizaré aquí, (al menos por ahora). Estos micros pertenecen a la gama media y disponen de un set de 35 instrucciones, por eso lo llaman de tipo RISC (Reduced Instruction Set Computer) en entendible sería "Computador con Set de Instrucciones Reducido" pocas instrucciones pero muy poderosas, otras son de tipo CISC (Complex Instruction Set Computer - Computador con Set de Instrucciones Complejo), demasiadas instrucciones, y lo peor, difíciles de recordar.

Esta familia de microcontroladores se divide en tres rangos según la capacidad de los microcontroladores. El más bajo lo compone la familia 16C5X. El rango medio lo componen las familias 16C6X/ 7X/ 8X, algunos con conversores A/D, comparadores, interrupciones, etc. La familia de rango superior lo componen los 17CXX.

Estas son las funciones especiales de las cuales disponen algunos micros...

  • Conversores análogo a digital (A/D) en caso de que se requiera medir señales analógicas, por ejemplo temperatura, voltaje, luminosidad, etc.
  • Temporizadores programables (Timer's) Si se requiere medir períodos de tiempo entre eventos, generar temporizaciones o salidas con frecuencia específica, etc.
  • Interfaz serial RS-232. Cuando se necesita establecer comunicación con otro microcontrolador o con un computador.
  • Memoria EEPROM Para desarrollar una aplicación donde los datos no se alteren a pesar de quitar la alimentación, que es un tipo de memoria ROM que se puede programar o borrar eléctricamente sin necesidad de circuitos especiales.
  • salidas PWM (modulación por ancho de pulso) Para quienes requieren el control de motores DC o cargas resistivas, existen microcontroladores que pueden ofrecer varias de ellas.
  • Técnica llamada de "Interrupciones", (ésta me gustó) Cuando una señal externa activa una línea de interrupción, el microcontrolador deja de lado la tarea que está ejecutando, atiende dicha interrupción, y luego continúa con lo que estaba haciendo.

Todo esto, sólo para tener una idea de lo que son los micros, ahora vamos a un par de ellos en especial

Presentación oficial! - PIC16C84/F84

El PIC16C84 está fabricado en tecnología CMOS, consume baja potencia, y es completamente estático (si el reloj se detiene, los datos de la memoria no se pierden). El 16F84 tiene las mismas características pero posee memoria FLASH, esto hace que tenga menor consumo de energía, y como si fuera poco tiene mayor capacidad de almacenamiento.

El encapsulado más común para estos microcontrolador es el DIP (Dual In line Pin) de 18 pines, (el nuestro... ), y utiliza un reloj de 4 MHz (cristal de cuarzo). Sin embargo, hay otros tipos de encapsulado, por ejemplo, el encapsulado tipo surface mount (montaje superficial) es mucho + pequeño.


Terminales del microcontrolador y sus respectivas funciones:

Ésta sería la disposición de sus terminales y sus respectivos nombres...


Encapsulado DIP - PIC16C84/F84

Patas 1, 2, 3, 17 y 18 (RA0-RA4/TOCKI): Es el PORT A. Corresponden a 5 líneas bidireccionales de E/S (definidas por programación). Es capaz de entregar niveles TTL cuando la alimentación aplicada en VDD es de 5V ± 5%. El pin RA4/TOCKI como entrada puede programarse en funcionamiento normal o como entrada del contador/temporizador TMR0. Cuando este pin se programa como entrada digital, funciona como un disparador de Schmitt (Schmitt trigger), puede reconocer señales un poco distorsionadas y llevarlas a niveles lógicos (cero y cinco voltios). Cuando se usa como salida digital se comporta como colector abierto; por lo tanto se debe poner una resistencia de pull-Up (resistencia externa conectada a un nivel de cinco voltios, ...no te preocupes, mas abajo lo entenderás mejor). Como salida, la lógica es inversa: un "0" escrito al pin del puerto entrega a la salida un "1" lógico. Este pin como salida no puede manejar cargas como fuente, sólo en el modo sumidero.

Pata 4 (MCLR / Vpp): Es una pata de múltiples aplicaciones, es la entrada de Reset (master clear) si está a nivel bajo y también es la habilitación de la tensión de programación cuando se está programando el dispositivo. Cuando su tensión es la de VDD el PIC funciona normalmente.

Patas 5 y 14 (VSS y VDD): Son respectivamente las patas de masa y alimentación. La tensión de alimentación de un PIC está comprendida entre 2V y 6V aunque se recomienda no sobrepasar los 5.5V.

Patas 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13 (RB0-RB7): Es el PORT B. Corresponden a ocho líneas bidireccionales de E/S (definidas por programación). Pueden manejar niveles TTL cuando la tensión de alimentación aplicada en VDD es de 5V ± 5%. RB0 puede programarse además como entrada de interrupciones externas INT. Los pines RB4 a RB7 pueden programarse para responder a interrupciones por cambio de estado. Las patas RB6 y RB7 se corresponden con las líneas de entrada de reloj y entrada de datos respectivamente, cuando está en modo programación del integrado.

Patas 15 y 16 (OSC1/CLKIN y OSC2/CLKOUT): Corresponden a los pines de la entrada externa de reloj y salida de oscilador a cristal respectivamente.

Ahora un poco de electrónica:

Esto comienza a ponerse interesante, no crees...?, ok sigamos... Como estos dispositivos son de tecnología CMOS, todos los pines deben estar conectados a alguna parte, nunca dejarlos al aire porque se puede dañar el integrado. Los pines que no se estén usando se deben conectar a la fuente de alimentación de +5V, como se muestra en la siguiente figura...


Capacidad de corriente en los puertos

La máxima capacidad de corriente de cada uno de los pines de los puertos en modo sumidero (sink) es de 25 mA y en modo fuente (source) es de 20 mA. La máxima capacidad de corriente total de los puertos es:

PUERTO APUERTO B
Modo Sumidero80 mA150 mA
Modo Fuente50 mA100 mA

Así se vería la conexión para ambos modos de funcionamiento.


El oscilador externo

Es un circuito externo que le indica al micro la velocidad a la que debe trabajar. Este circuito, que se conoce como oscilador o reloj, es muy simple pero de vital importancia para el buen funcionamiento del sistema. El P1C16C84/F84 puede utilizar cuatro tipos de reloj diferentes. Estos tipos son:

  • RC. Oscilador con resistencia y condensador.
  • XT. Cristal.
  • HS. Cristal de alta velocidad.
  • LP. Cristal para baja frecuencia y bajo consumo de potencia.

En el momento de programar o "quemar" el microcontrolador se debe especificar que tipo de oscilador se usa. Esto se hace a través de unos fusibles llamados "fusibles de configuración" o fuses.

Aquí utilizaremos el cristal de 4 MHz, porque garantiza mayor precisión y un buen arranque del microcontrolador. Internamente esta frecuencia es dividida por cuatro, lo que hace que la frecuencia efectiva de trabajo sea de 1 MHz, por lo que cada instrucción se ejecuta en un microsegundo. El cristal debe ir acompañado de dos condensadores y el modo de conexión es el siguiente...

Si no requieres mucha precisión en el oscilador, puedes utilizar una resistencia y un condensador, como se muestra en la figura. donde OSC2 queda libre entregando una señal cuya frecuencia es la del OSC/4.

Según las recomendaciones de Microchip R puede tomar valores entre 5k y 100k, y C superior a 20pf.

Reset

El PIC 16C84/F84 posee internamente un circuito temporizador conectado al pin de reset que funciona cuando se da alimentación al micro, se puede entonces conectar el pin de MCLR a la fuente de alimentación. Esto hace que al encender el sistema el microcontrolador quede en estado de reset por un tiempo mientras se estabilizan todas las señales del circuito (lo cual es bastante bueno, por eso siempre la usaremos...).

Este último circuito, es por si deseas tener control sobre el reset del sistema, sólo le conectas un botón y listo...

Ahora vamos al interior del micro



R-Luis...

CONTENIDO DEL TUTORIAL:

Grabadora CNC
CQPIC para LED's
CQPIC para RGB