PDF de programación - Microcontroladores PIC

MICROCONTROLADORES PIC



INTRODUCCIÓN



A NIVEL HARDWARE

Un microcontrolador es un circuito integrado programable que integra en un solo
chip las unidades de memoria para el almacenamiento de datos, aritmética –
lógica para el cálculo de operaciones, las unidades de entrada y salida para
comunicación con otros periféricos,
temporizadores y el controlador de
interrupciones.

La memoria generalmente está constituida por memoria RAM compuesta por
registros que almacena datos
temporales, memoria EEPROM para el
almacenamiento del programa que se debe ejecutar.

La unidad aritmética lógica ALU es la encargada de realizar las operaciones
aritméticas suma, resta y multiplicación y las operaciones lógicas como And, Or,
Or- exclusivo.

Las unidades de entrada/salida se refieren a los puertos que tiene el micro para
recibir o enviar datos en forma serie o en forma paralela. Cuenta además con
módulos especiales para convertir señales analógicas a digitales o de digitales a
analógicas.

Generalmente tienen arquitectura Harvard que es aquella en donde existes dos
buses independientes para mejorar la velocidad de transferencia de información
interna: el bus de datos y el bus de direcciones. El bus de datos puede ser de 8,
16, 32 bits y el de dirección depende de la cantidad de memoria del micro.

Los microcontroladores para temporizar sus operaciones de programación tienen
internamente un reloj implementado que con solo añadir un cristal y un par de
capacitores se genera la frecuencia requerida.

Para inicializar el micro después de conectar la alimentación, existe una señal de
Reset que generalmente es activo bajo para limpiar registros internos y colocar
bits de control.



A NIVEL SOFTWARE

Para funcionar el microcontrolador dispone de un conjunto de instrucciones que
son traducidas a lenguaje de máquina (1’s y 0’s) por un programa que se llama
Ensamblador.

Igualmente existen Compiladores que se encargan de traducir un lenguaje de alto
nivel como el lenguaje C a lenguaje o código de máquina. En ambos casos es el
código ejecutable que se debe grabar en la memoria del micro (EEPROM) para
que se ejecute el programa y desarrolle la aplicación que se quiere.

Para editar (escribir) un programa se usa un sistema de desarrollo que el más
utilizado es el MPLAB que sirve para editar el programa, sumularlo, corregirlo y
posteriormente enviarlo a una tarjeta que se encargará de enviar el código de
máquina al micro. Este proceso se llama programar el micro o sencillamente
quemarlo. En la simulación que debe realizarse previamente, se puede observar la
operación de todos los registros del micro, los puertos de entrada y de salida,
observar el almacenamiento en memoria, etc.

Los fabricantes de micros, Intel, Motorola, Microchip, Texas, NEC y otros tienen
kits especiales (hardware y software) para desarrollar estos procesos de
programación de micros.



PARÁMETROS A CONSIDERAR

Los parámetros más importantes en un microcontrolador son:

 Bus de datos: 8, 16, 32 bits
 Capacidad de memoria: Tamaño de la memoria RAM y de la memoria

EEPROM en kilobytes KB

 Velocidad: Numero de instrucciones a ejecutar por segundo. Depende de la

frecuencia del oscilador del micro.

 Puertos: Puertos de entrada salida de

forma paralela y serial para

comunicación externa.

 Módulos: Para conversión A/D, D/A, PWM, USB, CAN, I2C, SPI, UART,

USART, etc


FAMILIAS DE MICROCONTROLADORES DE MICROCHIP

Tomado de:
http://www.microchip.com/stellent/idcplg?IdcService=SS_GET_PAGE&nodeId=2551

Microchip ofrece soluciones para microcontroladores de gama completa de 8-
bits , 16 bits y 32 bits , con una poderosa arquitectura, tecnologías flexibles de la
memoria, herramientas de desarrollo fácil de usar, documentación técnica
completa y apoyo al diseño a través de una red de ventas y distribución . Los
beneficios obtenidos por la selección de soluciones de microcontroladores de
Microchip son:

 Migración fácil a través de familias de productos
 Bajo riesgo de desarrollo de productos
 Reducción del costo total del sistema
 Centros de apoyo regionales de capacitación en todo el mundo
 Programación de la producción de servicios
 Certificado de calidad
 Uso práctico de microchipDIRECT
 Microchip es el # 1 en todo el mundo en microcontroladores de 8 bits


Migración fácil a través de las familias de productos

Todos las opciones PIC ® y dsPIC MCUs ® DSC de migración de apoyo, permiten
la ampliación de sus diseños arriba o hacia abajo. Los factores principales de
selección de la plataforma son:


 Portafolio completo: de 6 a 100 pines, 384B a 512 KB de memoria de

programa.

 Operación hasta 80 MHz
 Arquitecturas compatibles
 Compatibilidad en pines que facilita el reemplazo
 Rango de las tecnologías de memoria: Auto Programación Flash, OTP, ROM
 Fácil migración a través de 8, 16 y familias de 32 bits


Bajo riesgo de desarrollo de productos y más rápida al mercado

Microchip ofrece soluciones con clase de herramientas de desarrollo potentes y
asequibles para el desarrollo de aplicaciones. Compiladores, ensambladores,
programadores, simuladores, emuladores
los componentes
disponibles de MPLAB ® Integrated Development Environment (IDE). Los aspectos
más destacados de desarrollo de estas herramientas de Microchip son:


in-circuit, son

 MPLAB ® IDE es un entorno libre de desarrollo sencillo y potente, que da

apoyo a todos los productos MCU y DSC

 Ediciones para estudiantes gratuitas disponibles como compiladores de C

 Bibliotecas de software probada para aplicaciones específicas y diseños de

referencia

 Gráfica de usuario Interfaz de usuario (GUI) basada en paquetes de software

de diseño

 Desarrollo de herramientas en software y hardware de desarrollo disponibles



Sistema de costo total más bajo

Adecuados niveles de integración de periféricos analógicos y digitales de simple a
complejo con un número mínimo de componentes para reducir el costo total del
sistema con una mayor fiabilidad. Algunos ejemplos de la funcionalidad integrada
en nuestro MCUs y DSC son:

 Periféricos de Comunicaciones: SPI, I 2 C ™, UART, CAN, USB, Ethernet,

IrDA ® , LIN

 Control de periféricos: captura / comparación, contadores, reloj en tiempo

real y calendario, control de motores y fuente de alimentación PWM

 Manejadores (drivers) para pantalla integrada: LED, LCD
 Osciladores internos en un chip y PLL
 Periféricos analógicos: convertidores A / D, comparadores, amplificadores
operacionales, detección de brown-out y reset, detección de baja tensión,
sensores de temperatura, conversores D / A, reguladores de voltaje
Microchip también ofrece una variedad de memoria , interfaz y productos
análogos .



Soporte de entrenamiento en Centros Regionales de Formación en el mundo

Microchip ofrece la línea de recursos de soporte técnico cuando lo necesite en
global apoyo técnico . Además, Microchip ofrece estándar de bibliotecas de
software , diseños de referencia, notas de aplicación , y seminarios en línea y en
Centros Regionales de Capacitación .


Productos de la microchip PIC (Peripherical Interface Controller)


 Microcontroladores PIC de 8 bits
 Microcontroladores PIC, MCU Y dsPIC de 16 bits
 Microcontroladores PIC de 32 bits



Microcontroladores PIC de 8 bits



Las características se pueden encontrar en:
http://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/39630g.pdf





MICROCONTROLADOR PIC 16F87X


1. GENERALIDADES

1.1 CARACTÉRÍSTICAS


 CPU tipo RISC (conjunto de instrucciones reducidas)
 Modelos 873/6: 28 pines con tres puertos PA, PB, PC con 22 líneas

de E/S y conversor A/D de 5 canales

 Modelos 874/7: 40 pines con cinco puertos PA, PB, PC, PD, PE con

33 líneas de E/S y conversor A/D de 8 canales

 Conversor A/D de 10 bits
 35 instrucciones de 14 bits
 Ejecución de una instrucción en un ciclo, excepto las de bifurcación

que la hacen en dos

 Frecuencia de 20 Mhz
 Memoria de programa flash hasta 8K x 14bits y memoria de datos

RAM hasta 368 bytes, EEPROM hasta 256 bytes

 Hasta 14 fuentes de interrupción internas y externas
 Programación serie in-circuit en dos pines
 Bajo consumo 2mA para 5V
 Tres timers: timer0, timer1, timer2
 Dos módulos de captura-comparación-pwm (CCP1 ,CCP2)
 Puerto serie síncrono (SSP) con SPI y I2C
 USART
 Puerto paralelo esclavo (PSP) para los de 40 pines


1.2 DISTRIBUCIÓN DE PINES







1.3 DIAGRAMA EN BLOQUES

16F873/16F876







16F874/16F877



1.4 MEMORIA DE PROGRAMA


• La memoria de programa es de tipo flash y puede tener una capacidad
de 4K u 8K dividida en bancos de 2K y direccionada por el contador de
programa PC de 13 bits de modo que puede acceder hasta 8Kx14 bits.
El 16F873/874 tiene un memoria de 4Kx14 bits (2 páginas) y el
16F876/877 una memoria de 8Kx14 bits (4 páginas). Cada página
direccionada por 11 bits (211 = 2K) tiene un tamaño de 07FF.

• El vector reset se encuentra en la posición 000h y el vector de

interrupción en la 004h.



0x500
PCLATH,4
PCLATH,3
SUBRUT1

Ejemplo: Pasar de página0 a página1



SUBRUT1



ORG
bcf


bsf
call

----
----
ORG
----
----
return