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SISTEMAS MICROPROCESADOS 1
INTEGRANTES:CRISTIAN ALBAN
FABRICIO GARCIADARIO VERDEZOTO
ROBERT ZAPATA
SEXTO ELECTRÓNICAING. LUIS OÑATE
LA FAMILIA DE LOS MICROCONTROLADORES PIC
1. IMPORTANCIA DE LOS MICROCONTROLADORES
PIC
2. CLASIFICACION DE LOS MICROCONTROLADORES
PIC
3. MICROCONTROLADORES PIC DE 8 BITS
4. MICROCONTROLADORES PIC DE 16 BITS
5. PROGRAMAR PIC ES FACIL
IMPORTANCIA DE LOS MICROCONTROLADORES PIC
MICROCHIP 8 AÑOS COMO LIDER MUNDIAL DE VENTAS HASTA EL 2005 SE NOTA UN
INPORTANTE INCREMENTO EN SUS GANANCIAS SOLO POR VENTAS DE
MICROCONTROLADORES (FACTURO 847 MILLONES Y SOLO 675 ERAN DE LOS MCU)
Aumento de las ventas anuales de Microchip en las que destaca el porcentaje debido a los MCU
DISEÑO PRACTICO DE APLICACIONES
DISTRIBUCION DE LAS VENTAS DE MICROCONTROLADORES PIC EN LOS PRINCIPALES SEGMENTOS DEL MERCADO
OFIMÁTICA; 17%
CONSUMO; 35%
AUTOMOCIÓN; 18%
COMUNICACIONES; 13%
INDUSTRIA; 17%
•El Microchip cumple normas ecológicas y sus productos son libres de
plomo
•La diversidad de micro controladores permite al diseñador encontrar el
que contenga todos los recursos y capacidades de memoria que es
precisa para su aplicación
•La fabricación de dispositivos PIC a pasado de las 0,7 micras en 1998
a las 0,22 en el 2006. esto ha supuesto una reducción en el voltaje de
alimentación de 2 y 5,5 v para funcionar a 5v
•Una de las grandes ventajas de los micro controladores de Microchip es
su migrabilidad que significa la posibilidad de cambiar de modelo de MCU
y pasar a otro mas potente
25
5577
111129
142159
187214
262
0
50
100
150
200
250
300
AÑO95
AÑO96
AÑO97
AÑO98
AÑO99
AÑO00
AÑO01
AÑO02
AÑO03
AÑO04
El grafico recoge el espectacular crecimiento del numero de diferentes modelos de micro controladores PIC de 8 bits
PICmicro R
MICROCONTROLADORES
O
DSC (dsPIC)
Potenciómetro digital
Filtros amplificadore
s
Voltaje de referencia
Conversor A/D
Control de potencia- Reguladores
-Supervisión-Detectores de voltaje-Bombas de carga-Cargadores de batería-Control de batería
MemoriaNV Serie
Bases de comunicación -CAN BUS-USB-LIN BUS-Serial I/O
Periferia digital- Captura
-PWM-Temporizadores-Reloj de tiempo real
Funciones DSP de encriptación
Comparadores Controladores Refrigeración
LCD
LED
Conversor D/A
MotoresRelés
Drivers de potencia
TelecomDTMF
CODEC
RFComunicacio
nesIR
E/S de voltaje
alto
Sensores
KeeLqqDispositivos de seguridad
Interfaz-RS232/485-RS422/423-I^2C^TM-SPI^TM-USART
Procesamiento de voz
CLASIFICACION DE LOS MICROCONTROLADORES PIC
•LOS MICROCONTROLADORES O MCU SE CARACTERIZAN POR SU
ARQUITECTURA HARVARD CON MEMORIAS DE PROGRAMA Y DATOS
INDEPENDIENTES
•GENERICAMENTE LOS MICROCONTROLADORES SE CLASIFICAN SEGÚN
EL TAMAÑO DE DATOS QUE MANEJA EL REPERTORIO DE INSTRUCIONES
Y EXISTEN 4 GRANDES GRUPOS : DE 4, DE 8, DE 16 Y 32 BITS
MICROCONTROLADORES PIC DE 8 BITS
SE DISTINGUEN PORQUE LA LONGITUD DE LOS DATOS NATIVOS QUE
MANEJAN LAS INSTRUCIONES DE 8 BITS, QUE CORRESPONDEN CON
EL TAMAÑO DE BUS DE DATOS Y EL REGISTRO DE LA CPU
0.7mFLASH/EPROM/ROM
120K
2 – 5.5V(NÚCLEO y E/S)
0.5mFLASH/ROM
150K
NÚCLEO: 2-3,6VE/S: 5V
0.22mFLASH200K
2001
NÚCLEO: 2-3,6VE/S: 5V
20031998 2006
0.4mFLASH160K
0.35mFLASH185K
EVOLUCION DE LA TECNOLOGIA DE FABRICACION DESARROLLADA POR MICROCHIP JUNTO A LA DE LA TENSION CORRESPONDIENTE
DE ALIMENTACION
MEMORIADE
PROGRAMACPU
MEMORIADE
DATOS
BUS DE INSTRUCCIONES
DIRECCIONES
BUS DE DATOS
DIRECCIÓN
LA ARQUITECTURA HARVARD DISPONE DE DOS MEMORIAS
INDEPENDIENTES PERMITIENDO QUE LA LONGITUD DE LAS POSICIONES
Y LA CAPACIDAD DE CADA UNA SEA LA MAS ADECUADA
GAMA MEJORADA77 instrucciones de 16 bits de longitud
GAMA MEDIA35 instrucciones de 14 bits de longitud
GAMA BASE33 instrucciones de 12 bits de longitud
LOS MICROCONTROLADORES PIC DE 8 BITS SE CLASIFICAN EN : BASE , MEDIA , MEJORADA
PIC12F6XXPIC16FXXX
PIC10F2XXPIC12F5XXPIC16F5XX
PIC10F220PIC10F20
2PIC10F200
PIC10F206PIC10F204
PIC10F222
PIC12F509PIC12F508
PIC16F505
PIC12F510
PIC16F506
PIC16F54
Nº PATITAS
8 18
PIC16F59
28
PIC16F57
6 14
MEMORIA DE PROGRAMA
40
256
2K
1K
512
LA GAMA BASELOS MODELOS DE ESTA GAMA SE CARACTERIZAN PORQUE CORRESPONDEN A UN
JUEGO DE 33 INSTRUCCIONES MAQUINA DE 12 BITS DE LONGITUD CADA UNA Y
DISPONEN DE UNA PILA CON SOLO 2 NIVELES DE PROFUNDIDAD
POSICIONAMIENTO DE LOS 14 DISPOSITIVOS PIC DE ÑA GAMA BASE TENIENDO EN CUENTA SU CAPACIDAD DE MEMORIA DE PROGRAMA Y LAS PATITAS CON LAS QUE
ESTAN ENCAPSULADOS
F200 F202 F204 F206 F220 F222
6 patitas
4 E/S*
256w 512w 256w 512w 256w 512w
RAM16 RAM24 RAM16 RAM24 RAM16 RAM24
-
1X 2xADC
Comparador 8 bits
lógico
Fmáx 8 MHz(RC interno)
ICD 2*
Otros
ICE 2000
MEM.PROG.256/512w
RAM16/24
TIMER 0 (8)
ICSP
INT RC + Osciladores
POR
8 Bit ADC
WDT
An. Comp. +
Vref
•LOS PIC ENANOS DE 6 PATITAS RESSUELVEN APLICACIONES SIMPLES POR
SU REDUCIDO VOLUMEN Y PRECIO
•LA ALIMENTACION SE APLICA A 2 PATITAS LAS 4 RESTANTES SON E S
LOS PIC ENANOS DE 6 PATITAS DE LA GAMA BASE OFRECEN UNA CAPACIDAD DE MEMORIA
Y UN CONJUNTO DE RECURSOS INTERNOS SUFICIENTES PARA RESOLVER MULTITUD DE
APLICACIONES SENCILLAS
EL AUMENTO DEL NUMERO DE PATITAS SIGNIFICA EL ICREMENTO
EN LAS CAPACIDADES DE MEMORIA Y EL NUMERO DE PERIFERICOS
Y RECURSOS INTEGRADOS AL DISPOSITIVO
LA GAMA MEDIA
•LOS MICROCONTROLADORES QUE RESPONDEN A ESTA GAMA
RESPONDEN A UN REPERTORIO DE 35 INSTRUCIONES CON UN
FORMATO DE 14 BITS DE LONGITUD CADA UNA, TENIENDO LA OILA
DE 8 NIVELES DE PROFUNDIDAD Y DISPONIENDO DE UN VECTOR
DE INTERRUPCION
•ES UNA GAMA NUMEROSA QUE ALCANZ EN LA ACTUALIDAD 71
MODELOS DIFERENTES, QUE COMIENZAN CON AQUELLOS QUE SE
HALLAN ENCAPSULADOS CON 8 PATITAS Y LLEGAN HAS LOS QUE
TIENEN 68 PATITAS
Figura 1.13 Características de algunos modelos de la gama media (continuación)
Figura 1.12 Características relevantes de algunos PIC de la gama media se 8 patitas junto a otros de mas patitas.
Figura 1.13 Características de algunos modelos de la gama media (continuación)
Figura 1.13 Características de algunos modelos de la gama media (continuación)
Figura 1.13 Características de algunos modelos de la gama media (continuación)
Figura 1.13 Características de algunos modelos de la gama media. Recientemente se comercializan nuevos modelos: PIC16F39, PIC16F685,PIC16F687, PIC16F689, PIC16F690, PIC16F785, PIC16F946, cuyas características pueden consultarse en la web del fabricante.
1.3.3 LA GAMA MEJORADA
Dispone de un repertorio de 77 instrucciones de 16 bits.
Posee una Pila con 33 niveles de profundidad.
Dos vectores de Interrupción.
Los modelos PIC que conforman esta gama corresponden a la nomenclatura:
PIC18Xxxx
PIC 18VTABCD
ESPECIFICACIÓN CPU
TECNOLOGÍA DE MEMORIAC-OTPR-ROMF-FLASH
DÍGITOS ARBITRARIOS
ESPECIFICACIÓN VOLTAJE:
N/A – NormalL-Baja Potencia
A-Encapsulado0: pines o menos 1:>6-20pines2:>20-28pines3:4:>28-44pines
5: 6:>44-68pines7:8:>68-100pines9:>100 o más
B-Tamaño de la Memoria del Programa:
0:ROMiess1:2K Bytes2:4K Bytes3:8K Bytes4:16K Bytes
5:32K Bytes6:64K Bytes7:128K Bytes8:256K Bytes9:>512K Bytes
Figura 1.14 Significado de cada uno de los campos de la Gama Mejorada de PIC
Especificaciones de la Gama Mejorada:
Capacidad de Memoria del programa puede alcanzar los 128KB.
Capacidad de Memoria de datos 3963KB.
Capacidad EEPROM hasta 1 KB.
Posee periféricos especializados se destaca un conversor A/D de 10 bits.
Hasta 5 temporizadores.
Interfaces de comunicación con bus I²C, SPI, USART, CAN 2.0, etc.
Existe un multiplicador rápido hardware que permite realizar esta operación en un ciclo de instrucción.
Figura 1.15 Recursos y características de algunos dispositivos de la gama mejorada de 64 y 80 patitas.
1.4 MICROCONTROLADORES PIC DE 16 BITS
Los requerimientos técnicos que exigen las modernas aplicaciones
Precisan microcontroladores mas potentes que los de 8 bits.
Microchip ha diseñado nuevos dispositivos:
Manejan en modo nativo datos de 16 bits.
Se integran en arquitectura de mayor complejidad.
Existen dos grandes gamas de Microcontroladores de 16 bits:
1. Gama MCU de 16 bits, formada por la familia de dispositivos PIC24F y PIC24H
2. Gama DSC de 16 bits, formada por la familia de los dispositivos dsPIC30F y dsPIC33F.
1.4.1 Gama de microcontroladores MCU de 16 BITS
La primera familia de esta gema comercializada por Microchip
Es la de los modelos con nomenclatura genérica PIC24F
Se fabrican con tecnología de 0.25 micras.
Alcanzan un rendimiento de 16 MIPS a 32 MHz
Orientada a resolver aquellos diseños que no podían los modelos 18Xxxx.
PICS 24F poseen arquitectura Harvard modificada con un bus de datos de 16bits.
Instrucciones de longitud de 24 bits.
Manejan una memoria de programa lineal de hasta 8MB.
Memoria de datos lineal hasta 64kB.
Ensamblador MPASM
Este programa sirve para ensamblar ficheros con extensión ASM.
Utilización del Ensamblador MPASMLos pasos para ensamblar un programa son:
1. En: Source File se escribe el nombre del fichero a ensamblar junto con la dirección de acceso:
2. En: Processor Type se busca el microcontrolador a programar
3. Al escribir el nombre del archivo en el paso 1 se llena la mayoría de pasos restantes por defecto; generando dos ficheros con el mismo nombre que el ASM,; uno con extensión ERR, y otro con extensión HEX.
4. Se procede a ensamblar pulsando F1.
5. En caso de haber un error se abre el fichero ERR para corregirlo.
Grabación y prueba de un programa en el Micro’PIC TrainerEl sistema de desarrollo Micro’PIC Trainer esta ideado para grabar en el microcontrolador el programa, y probarlo posteriormente utilizando los periféricos que dispone.
Como por ejemplo: •Alimentación•Puerto Paralelo•Picbus•Pic-18•Pic-28•Jumpers•Interruptores,•Leds•Display 7 segmentos•LCD•Jumpers A/D•Potenciómetros
De acuerdo al programa que se grabe en el PIC deseado se puede utilizar esta placa sin tener que conectar en un protoboard los
elementos que se quieran manejar.
Aspecto del Programa de grabación PICME-TR
Este programa nos permite Programar, Verificar, Leer , Borrar y Comprobar que este colocado el PIC del sistema de
desarrollo.
Diseñar con PIC es fácilPresentación de los Sensores
Analógicos más utilizados.Para emplear y adquirir la señal de un sensor se necesita de
un PIC que tenga un conversor A/D como los PIC 16F87X.
El Sensor de Luminosidad: LDR
Un sensor de luminosidad tipo LDR es un elemento cuya resistencia entre bornes varía en función de la luz que incide sobre la superficie. Al no existir luz se tiene una resistencia infinita y crece la resistencia al aumentar la luz. Su uso puede ser interesante en todas aquellas aplicaciones en las cuales el hecho de existir más o menos luz determine cierto comportamiento del sistema. Por ejemplo: la iluminación de la entrada de una vivienda se puede regular automáticamente de modo que se active una o varias bombillas con la detección de determinados niveles de iluminación.
Se puede encontrar en diferentes diámetros según el rango de valores de luminosidad que sea capaz de diferenciar.
A continuación se muestra el esquema de conexión al PIC:
El sensor de Temperatura estándar: LM35Otro sensor analógico muy utilizado es el de temperatura.En el mercado existen muchos modelos de sensores y su elección depende de diversos parámetros, como pueden ser: el rango de temperatura que admita, el costo, la precisión necesaria, la resistencia etc.En la siguiente tabla se presentan los valores de algunos de estos sensores:
SENSOR RANGO INCREMENTO PROPIEDADES
LM335A -400 C - 1000 C 0,10mV/0 C
PRC100 -400 C - 1400 C 00 C – 100 W1000 C -138,5 W
Precisión debido a su comportamiento lineal Resistente.
PT100 -500 C - 5000 C 100W - 00 C Reducido tamaño yRápida Respuesta.
PTC (Coeficiente de Temperatura Positivo)
Diferentes Baja resistencia a baja temperatura y aumenta rápidamente al superar la temperatura de referencia
En circuitos de avisoProtección contra sobretensiones y sobre corrientes.
NTC (Coeficiente de Temperatura Negativo )
Diferentes Alta Resistencia a baja temperatura y al contrario
Buena Fiabilidad a bajo costo. Muy empleados en electrodomésticos
Termopar tipo N -500 C - 4000 C Altas TemperaturasElevada vida útilEspacios reducidos
Uno de los más utilizados es el LM35, por lo que se considera Estándar.Sus Características son:•Voltaje de Salida es proporcional a la T en una proporción de 10mV/0 C.•Su rango de funcionamiento esta comprendido entre 00 C y 1000
C.•Su voltaje de Funcionamiento Vs esta entre +4 VDC y + 30VDC.•Su precisión es de +-0.90 C.
Aspecto de un LM35