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Microcontroladores PIC y Simulacin en Proteus

PROTEUSProteus es un entorno integrado diseado para la realizacin completa de proyectos de construccin de equipos electrnicos en todas sus etapas: diseo, simulacin, depuracin y construccin. Desarrollado por Labcenter Electronics que consta de los dos programas principales: Ares e Isis, y los mdulos VSM y Electra. Sus reconocidas prestaciones lo han convertido en el ms popular simulador software para microcontroladores PICEl Programa ISIS, permite disear el plano elctrico del circuito que se desea realizar con componentes muy variados, desde simples resistencias, hasta alguno que otro microprocesador o microcontrolador, incluyendo fuentes de alimentacin, generadores de seales y muchos otros componentes con prestaciones diferentes. Los diseos realizados en Isis pueden ser simulados en tiempo real, mediante el mdulo VSM, asociado directamente con ISIS.ARES es la herramienta de la suite Proteus dedicada al diseo de placas de circuito impreso (PCB).

Intelligent Schematic Input System (Sistema de Enrutado de Esquemas Inteligente)ARES est plenamente integrada con la herramienta ISIS.Una vez diseado en ISIS el esquema electrnico, se genera automticamente la lista de redes (NETLIST). Una red es un grupo de pines interconectados entre s y la lista de redes es una lista con todas las redes que forman nuestro diseo. ARES es capaz de recibir esta lista de redes para disear, a partir de ella, nuestra placa de circuito impreso. De esta forma nos aseguramos que nuestra placa tendr unidos entre s los pines de forma idntica a como los hemos definido en nuestro esquema electrnico.Cualquier modificacin que realicemos en nuestro esquema, podr ser reenviado desde ISIS a ARES donde aparecern resaltados los cambios que se hayan producido. De esta forma la modificacin y rediseo de nuestra placa se realizar de forma mucho ms simple y segura.http://www.ieespain.com/ieeproteus/index.htmlVentana de ISIS

Zona de TrabajoVentana de Vista CompletaBarra de Componentes de DibujoBarra de Control de SimulacinBarra de FicherosVisualizacinEdicinHerramientas de Diseohttp://www.ieespain.com/ieeproteus/isis.htmlSeleccin de componentes:

BsquedaCategorasFamilias CompaiasModelo EsquemticoModelo PCBEncapsuladoIndica que se puede simularComponenteshttp://www.ieespain.com/ieeproteus/vsm.htmlSimulacin:

Ventana Ares

Zona de TrabajoBarra de EstadoBarra de seleccin Componentes Barra de herramientas de dibujo Barras de herramientas http://www.ieespain.com/ieeproteus/ares.htmlProceso de diseo:

Podemos generar el Gerber, Proteus defiende que con su software se puede realizar el proceso entero, el rediseo se realiza antes de la fabricacion.Podemos usar la herramienta Auto-Router o el mdulo Electra para realizar las conexiones de los distintos compontes.Programacin de microcontroladoresLa programacin se puede realizar tanto en ensamblador como en lenguaje C.Las ventajas de programar en lenguaje C son:No es necesario conocer el conjunto de instrucciones del microcontroladorUna sola instruccin en lenguaje C puede corresponde a muchas instrucciones en lenguaje ensamblador por lo que es mas largo y difcil de manejar.Programando en ensamblador el cdigo puede estar ms optimizado.

. En lenguajes de programacin de alto nivel varias instrucciones en ensamblador se sustituyen por una sentencia. El programador ya no tiene que conocer el conjunto de instrucciones o caractersticas del hardware del microcontrolador utilizado. Ya no es posible conocer exactamente cmo se ejecuta cada sentencia, de todas formas ya no importa. Aunque siempre se puede insertar en el programa una secuencia escrita en ensamblador.El lenguaje C dispone de todas las ventajas de un lenguaje de programacin de alto nivel y le permite realizar algunas operaciones tanto sobre los bytes como sobre los bits (operaciones lgicas, desplazamiento etc.). Las caractersticas de C pueden ser muy tiles al programar los microcontroladores. C es un lenguaje compilado, lo que significa que los archivos fuentes que contienen el cdigo C se traducen a lenguaje mquina por el compilador. Todas estas caractersticas hicieron al C uno de los lenguajes de programacin ms populares.Entornos de Desarrollo: MPLABMPLAB es un editor IDE gratuito, destinado a productos de la marca Microchip. Este editor es modular, permite seleccionar los distintos microcontroladores soportados, adems de permitir la grabacin de estos circuitos integrados directamente al programador. Permite programar en C o en ensambradorAhora se llama MPLABX (eXperimental), tiene cosas nuevas como:Es multiplataforma. Hay tanto versiones para Windows, Mac y Linux. Mplab 8 solo se poda instalar en Windows.Mtodo de autocompletado del cdigo. Heredado de NetBeans puedes autocompletar cdigo de registros o variables. Tambin cuenta con hiperlinks para saltar rpidamente a definiciones o funciones. Los proyectos creados con MPLAB se pueden exportar a MPLABX

MPLAB X IDE v3.00 is based on the latest Netbeans open source IDE v8.01 and will be released in early April. This brings many new features that have been added to the open source IDE as well as bug fixes.Entornos de Desarrollo: MPLABMPLAB tiene distintas herramientas:Cargar modelos desde simulinkDiseo de filtros digitales.dsPIC Buck-Boost ConverterAparte de escribir el cdigo, compilarlo y cargarlo, con MPLAB podemos simular el cdigo y ver las distintas posiciones de memoria y registros.

Entornos de Desarrollo: MPLAB

MPLAB permite cargar el cdigo generado al PIC seleccionado a travs de distintos programadores y depuradores de la compaa Microchip Technology Puesto que podemos programar tanto en ensamblador como en lenguaje C con MPLAB, este dispone de distintos compiladores. Ademas podemos generar tanto el archivo en ensamblador como en hexadeciamal (.hex) que usamos en Proteus

Entornos de Desarrollo: PIC C CompilerEl compilador PCW CSS, se trata de un compilador de alto nivel, muy eficiente, el cual nos ayudara para depurar el cdigo, ya que nos avisa de los diferentes errores que podamos haber cometido. Contienen bibliotecas muy completas.Permite una combinacin del lenguaje de alto nivel y Ensamblador, por si deseamos ajustar el cdigo y muchas otras caractersticas.

Entornos de Desarrollo: MikroC PRO for picEl mikroC PRO for PIC es una poderosa herramienta de desarrollo rica en caractersticas para los microcontroladores PIC. Est diseado para proporcionar al programador la solucin ms fcil posible de desarrollo de aplicaciones para sistemas empotrados, sin comprometer el rendimiento o el control.Ventajas:Entorno amigable.Asistente de cdigo.Autocorreccin.Libreras.Fcil de usar.

PIC y C concuerdan entre s: PIC es el chip de 8 bits ms popular en el mundo, que se utiliza en una amplia variedad de aplicaciones, y C, muy apreciado por su eficiencia, es la eleccin natural para el desarrollo de sistemas embebidos. mikroC PRO for PIC ofrece una conexin exitosa entre una IDE muy avanzada, ANSI compilador compatible, amplio conjunto de bibliotecas de hardware y documentacin completaEntornos de Desarrollo: MikroC PRO for pic

Men Principal Archivo CompilarHerramientasAparienciaAyudaZona de Trabajo Libreras Mensajes Entornos de Desarrollo: MikroC PRO for picHerramientas:

Editor de siete segmentos: El siete segmentos Converter es un panel visual que devuelve valor decimal / hexadecimal para cualquier combinacin que se puede mostrar en 7SEG.

Entornos de Desarrollo: MikroC PRO for pic

Caracteres personalizados de LDC: nos permite crear caracteres personalizados para despus usarlos en una pantalla LCD. La salida es cdigo compatible para mikroC PRO.Entornos de Desarrollo: MikroC PRO for picUna de las ventajas de este entorno de desarrollo es que es fcil configurar el Pic elegido ya que se puede hacer sin necesidad de escribir cdigo. Podemos seleccionar el tipo de oscilador, watchdog o la frecuencia del reloj de forma sencilla.

PROGRAMACION dsPIC desde MATLAB

Se puede realizar la programacin de distintos modelos de dsPIC con una herramienta para Matlab creada por Microchip: MPLAB 16-Bit Device Blocks for Simulink

Tras la programacin del dsPic mediante Simulink, podemos generar el codigo para compilarlo y cargarlo.

http://www.kerhuel.eu/wiki/Index.php5ProgramadoresPICkit es una familia de programadores para microcontroladores PIC creados por Microchip Technology. Se utilizan para programar y depurar microcontroladores, as como programar EEPROM. Algunos modelos tambin cuentan con analizador lgico y herramienta de comunicacin serie (UART).

https://microchip.wikidot.com/pickit3:startAC164110 - RJ-11 to ICSP AdapterProgramadores: PICkit 1El PICkit 1 fue introducido el 31 de marzo de 2003 era un rudimentario Programador USB para Mirocontroladores PIC producida por Microchip Technology. Fue integrado en un tablero de demo con 8 LEDs,un interruptor y un potencimetro.

http://en.wikipedia.org/wiki/PICkitProgramadores: PICkit 2El PICkit 2 es introducido mayo 2005 para reemplazar el PICkit 1. La diferencia ms notable con el PICkit 1 es que tiene una unidad de programador / depurador independiente, que se conecta a la placa que lleva el chip para ser programado, mientras que el PICkit 1 era una sola unidad. Esto hace que sea posible utilizar el programador con una placa de circuito impreso a travs In Circuit Serial Programming (ICSP)El ltimo firmware del PICkit permite al usuario programar y depurar la mayora de los 8 y 16 bits microPIC y dsPIC miembros de la lnea de productos de Microchip.El PICkit 2 est abierto al pblico, incluyendo su esquema de hardware, el cdigo fuente del firmware (en lenguaje C)

Los usuarios finales y los terceros pueden modificar fcilmente tanto el hardware como el software para funciones mejoradas. por ejemplo, GNU / Linux versin de PICkit 2 software de aplicacin, el estilo de apoyo CMD DOS, etc.Programadores: PICkit 3El PICKit 3 es la herramienta de depuracin y programacin de Microchip. Est totalmente soportado por el MPLAB IDE, y tiene una sencilla conexin USB Full Speed con el ordenador que no solo permite programar y depurar sino tambin hacer update del firmware interno del PICKIT3.Tiene circuitos para proteccin de sobre tensin y de corto circuito, permite ejecucin en tiempo real.Respectando la norma USB puede dar 100mA al circuito donde esta conectado y tiene LEDs de informacin rpida para el usuario.Adems de estas funcionalidades, hay una que es muy interesante y en algunos entornos bastante til del PICKIT3 que es la funcionalidad Programmer-To-Go.

La funcionalidad Programmer-To-Go permite de una forma muy sencilla programar cualquier microcontrolador de las familias PIC16, PIC18, PIC24, dsPIC33F y PIC32 de Microchip sin necesitar de un ordenador, lo que es muy til si estamos en un entorno donde llevar un ordenador no es practico o es del todo imposible.El PICKit3 permite guardar un cdigo de hasta 512KB en su Flash, esto se hace desde el MPLAB y despus llevar el PICKIT 3 y de forma autnoma slo alimentando el PICKit3 desde el USB (puede ser un cargador con salida usb como ya tenemos para algunos mviles o para bateras de grabadores de video) programar In Situ nuestro dispositivo.Osciladores.Oscilador tipo "XT" (XTal) para frecuencias no mayores de 4 Mhz.Oscilador tipo "HS" (High Speed) para frecuencias comprendidas entre 4 y 20 MHz.Habremos de usar esta configuracin cuando usemos cristales mayores de 4 MHz. La conexin es la misma que la de un cristal normal.

Osciladores.Oscilador tipo "LP" (Low Power) para frecuencias entre 32 y 200 Khz. Este oscilador es igual que los anteriores, con la diferencia de que el PIC trabaja de una manera distinta. Este modo est destinado para trabajar con un cristal de menor frecuencia, que, como consecuencia, har que el PIC consuma menos corriente.

Osciladores.Oscilador tipo "RC" (Resistor/Capacitor) para frecuencias no mayores de 5.5 Mhz. Es el ms econmico por que tan solo se utiliza un condensador no polarizado y una resistencia. Este tipo de oscilador proporciona una estabilidad mediocre en la frecuencia generada y podr ser utilizado para aquellos proyectos que no requieran precisin

Osciladores.En ciertas ocasiones disponemos una fuente de reloj que proviene de una fuente externa como puede ser un oscilador TTL o CMOS. La onda generada por esta fuente externa puede servir para poner en funcionamiento el PIC. Los circuitos oscilatorios que se conectan al PIC a travs de una sola patilla, van conectadas a la entrada OSC1, dejando la entrada OSC2 abierta.

Oscilador TTLEste tipo de oscilador est basado en un cristal que contiene toda la circuitera para generar una onda cuadrada. Este ha de ser conectado como si de un generador de seal externa se tratase. Al incluir toda la circuitera esto lo convierte en la opcin ms costosa; pero resulta una forma interesante por la precisin en la seal de reloj emitida.Estos tipos de cristales estn diseados especialmente para tecnologas TTL. La frecuencias disponibles para esta versin de cristal son muy amplias y las ms usuales.

MXO45 & MXO45HS HCMOS/TTL Clock OscillatorCOMPARACION CON DIGITAL I.

Contador UContador DDecodificadorDecodificadorUnidadesPulsadoresEn la imagen se puede ver un circuito cuya finalidad es contar a travs de dos pulsadores, uno para incrementar el contador y otro para disminuir el contador.Para llevar a cabo el circuito hemos usado el circuito integrado 74192. El 74LS192 es un contador de dcadas Up/Dw en BCD y es el 74LS193 es un contador binario de 4 bits Up/Dw. Tambin hemos usado dos decodificadores para siete segmentos de ctodo comn, el 74LS48.Los pulsadores estn conectado a una parte de lgica combinacional necesaria para el correcto funcionamiento del circuito.COMPARACION CON DIGITAL I.

Microcontrolador PIC16F84APulsadoresDecodificadorDecodificadorCargamos el cdigo al PIC, para ello pulsado doble click sobre el componente. Es necesario tener generado el cdigo en un archivo .hex (hexadecimal).En este circuito se han sustituido los dos contadores por un PIC, y se han usado dos decodificadores para siete segmentos.Con esta configuracin no es necesaria la lgica combinacional, solo necesitamos colocar dos resistencias pull-down para asegurar que siempre estamos midiendo un estado alto o bajo en los pines.Tambin podramos prescindir de los decodificadores si elegimos un PIC con ms salidas digitales.Con esta configuracin es mucho ms sencillo controlar la cuenta, es muy sencillo modificar el cdigo para incrementar la cuenta de dos en dos en lugar de uno en uno. Tambin es sencillo poner un lmite al contador, para que no aumente aunque se pulse el pulsador cuando hayamos llegado a un valor determinado.