APRENDIENDO A PROGRAMAR PIC´s

INDICE

1.- Introducción
2.- Microcontrolador PIC16F84A
     2.1.- Principales carcterísticas
     2.2.- Principales características eléctricas
3.- Descripción de los pines del PIC16F84A

DESCRIPCIÓN DE LOS PINES DEL PIC 16F84A

Nota:    I  : Input (entrada)

            O : Output (salida)

            P : Power (potencia)

2.- MICROCONTROLADOR PIC16F84A

2.1.- Principales Características del PIC16F84A

 ü  Repertorio de 35 Instrucciones.

 ü  Todas las instrucciones se ejecutan en un solo ciclo excepto las de salto que necesitan dos.

 ü  Versiones para bajo consumo (16LF84A), de 4 MHz (PIC16F84A-04) y 20 MHz      (PIC16F84A-20). Un ciclo máquina del PIC son 4 ciclos de reloj, por lo cual si tenemos un PIC  con un cristal de 4 MHz, se ejecutarán 1 millón de instrucciones por segundo.

 ü  Memoria de programa Flash de 1 K x 14 bits.

 ü  Memoria RAM dividida en 2 áreas: 22 registros de propósito específico (SFR) y 68 de propósito general (GPR) como memoria de datos.

 ü  15 registros de funciones especiales.

 ü  Memoria de datos RAM de 68 bytes (68 registros de propósito general).

 ü  Memoria de datos EEPROM de 64 bytes.

 ü  Contador de programa de 13 bit (lo que en teoría permitiría direccionar 4 KB de memoria,           aunque el 16F84 solo dispone de 1KB de memoria implementada).

 ü  Pila con 8 niveles de profundidad.

 ü  Modos de direccionamiento directo, indirecto y relativo.

 ü  ALU de 8 bits y registro de trabajo W del que normalmente recibe un operando que puede ser cualquier registro, memoria, puerto de Entrada/Salida o el propio código de instrucción.

 ü  4 fuentes de interrupciones:

ü  A través del pin RB0/INT.

ü  Desbordamiento del temporizador TMR0.

ü  Interrupción por cambio de estado de los pins 4:7 del Puerto B.

ü  Completada la escritura de la memoria EEPROM.

 ü  1.000.000 de ciclos de borrado/escritura de la memoria EEPROM.

 ü  13 pins de E/S con control individual de dirección.

 ü  PortA de 5 bits <RA0:RA4>.

 ü  PortB de 8 bits <RB0:RB7>.

 ü  Contador/Temporizador TMR0 de 8 bits con divisor programable.

 ü  Power-on Reset (POR).

 ü  Power-up Timer (PWRT).

 ü  Oscillator Start-up Timer (OST).

 ü  Watchdog Timer (WDT).

 ü  Protección de código.

 ü  Modo de bajo consumo SLEEP.

 ü  Puede operar bajo 4 modos diferentes de oscilador.

 ü  Programación en serie a través de dos pins.

 ü  Tecnología de baja potencia y alta velocidad CMOS Flash/EEPROM.

    ü  Temperatura ambiente máxima para funcionamiento de -55°C to +125°C.

2.2.- Principales características eléctricas

ü  Tensión máxima de VDD respecto a VSS de -0.3V a +7,5V.

ü  Tensión de cualquier patilla con respecto a VSS (excepto VDD, MCLR, y RA4) de -0,3V a (VDD + 0.3V).

ü  Tensión en MCLR con respecto a VSS -0,3 a +14V.

ü  Tensión en RA4 con respecto a VSS -0,3 a +8,5V.

ü  Disipación de potencia total de 800 mW.

ü  Máxima corriente de salida a VSS 150 mA.

ü  Máxima corriente de salida de VDD 100 mA.

ü  Máxima corriente del puerto "A" como fuente, 50 mA.

ü  Máxima corriente del puerto "A" como sumidero, 80 mA.

ü  Máxima corriente del puerto "B" como fuente, 100 mA.

ü  Máxima corriente del puerto "B" como sumidero, 150 mA.

ü  Máxima corriente que puede suministrar una sóla salida como fuente o sumidero, 25 mA.

ü  Rango de alimentación:

ü  16LF84A: de 2 a 5,5 V en configuración de oscilador XT, RC y LP.

ü  16F84A:

o   de 4 a 5,5 v en configuración de oscilador XT, RC y LP.

o   de 4,5 a 5.5 v en configuración de oscilador HS.

ü  Consumo típico:

ü  16LF84A:

o   de 1 a 4 mA en configuración de oscilador RC y XT (FOSC=2 MHz, VDD=5,5V).

o   de 15 a 45 μA en configuración de oscilador LP (FOSC=32kHz, VDD=2V, WDT deshabilitado).

ü  16F84A:

o   de 1,8 a 4.5 mA en configuración de oscilador RC y XT (FOSC=4 MHz, VDD=5,5V).

o   de 3 a 10 mA en configuración de oscilador RC y XT durante la programación de la FLASH (FOSC=4MHz, VDD=5,5V).

ü  16F84A-20: de 10 a 20 mA en configuración de oscilador HS (FOSC=20 MHz, VDD=5,5V).

APRENDIENDO A PROGRAMAR PIC´s

1.- INTRODUCCIÓN

Los PIC´S son una familia de microcontroladores tipo RISC fabricados por Microchip Technology Inc. y derivados del PIC1650, originalmente desarrollado por la división de Microelectrónica de General Instrument.

El nombre actual no es un acronimo. En realidad, el nombre completo es PICmicro, aunque generalmente se utiliza como PeripheralInterface Controller (controlador de interfaz periférico).

El PIC original se diseñó para ser usado con la nueva CPU de 16 bits CP16000. Siendo en general una buena CPU, ésta tenía malas prestaciones de de entrada y salida. y el PIC de 8 bits se desarrolló en 1975 para mejorar el rendimiento del sistema quitando peso de E/S a la CPU. El PIC utilizaba microcodigo simple almacenado en ROM para realizar estas tareas; y aunque el término no se usaba por aquel entonces, se trata de un diseño  RISC que ejecuta una instrucción cada 4 ciclos del oscilador.

En 1985 la división de microelectrónica de General Instrument se separa como compañía independiente que es incorporada como filial (el 14 de Dicembre de 1987 cambia el nombre a Microchip Technology y en 1989 es adquirida por un grupo de inversores) y el nuevo propietario canceló casi todos los desarrollos, que para esas fechas la mayoría estaban obsoletos. El PIC, sin embargo, se mejoró con  EPROM para conseguir un controlador de canal programable. Hoy en día multitud de PICs vienen con varios periféricos incluidos (módulos de comunicación serie, UARTs, núcleos de control de motores, etc.) y con memoria de programa desde 512 a 32.000 palabras (una palabra corresponde a una instrucción en Lenguaje ensamblador. y puede ser de 12, 14, 16 ó 32 bits, dependiendo de la familia específica de PICmicro).

Juego de instrucciones y entorno de programación

El PIC usa un juego de instrucciones tipo RISC, cuyo número puede variar desde 35 para PICs de gama baja a 70 para los de gama alta. Las instrucciones se clasifican entre las que realizan operaciones entre el acumulador y una constante, entre el acumulador y una posición de memoria, instrucciones de condicionamiento y de salto/retorno, implementación de interrupciones y una para pasar a modo de bajo consumo llamada sleep.

Microchip proporciona un entorno de desarrollo freeware llamado MPLAB que incluye un simulador software y un ensamblador. Otras empresas desarrollan compiladores C y BASIC. Microchip también vende compiladores para los PICs de gama alta ("C18" para la serie F18 y "C30" para los dsPICs) y se puede descargar una edición para estudiantes del C18 que inhabilita algunas opciones después de un tiempo de evaluación.

Para el lenguaje de programación Pascal existe un compilador de codigo abierto. JAL, lo mismo que PicForth para el lenguaje Forth, GPUTILS es una colección de herramientas distribuidas bajo licencia GPL que incluye ensamblador y enlazador, y funciona en linux, MacOS y Microsoft Windows. GPSIM es otra herramienta libre que permite simular diversos dispositivos hardware conectados al PIC.

Uno de los más modernos y completos compiladores para lenguaje C es [mikroC], que es un ambiente de desarrollo con editor de texto, bibliotecas con múltiples funciones para todos los módulos y herramientas incorporadas para facilitar enormemente el proceso de programación.

ARQUITECTURA CENTRAL 

La arquitectura del PIC es sumamente minimalista. Está caracterizada por las siguientes prestaciones:

• Área de código y de datos separadas (Arquitectura Harbard).
• Un reducido número de instrucciones de longitud fija.
• Implementa segmentación de tal modo que la mayoría de instrucciones duran 1 tiempo de instrucción (o 4 tiempos de reloj). Pueden haber instrucciones de dos tiempos de instrucción (saltos, llamadas y retornos de subrutinas y otras) o inclusive con más tiempo de instrucción en PICs de gama alta. Esto implica que el rendimiento real de instrucciones por segundo del procesador es de al menos 1/4 de la frecuencia del oscilador.
• Un solo acumulador (W), cuyo uso (como operador de origen) es implícito (no está especificado en la instrucción).
• Todas las posiciones de la RAM funcionan como registros de origen y/o de destino de operaciones matemáticas y otras funciones.¹
• Una pila de hardware para almacenar instrucciones de regreso de funciones.
• Una relativamente pequeña cantidad de espacio de datos direccionable (típicamente, 256 bytes), extensible a través de manipulación de bancos de memoria.
• El espacio de datos está relacionado con el CPU, puertos, y los registros de los periféricos.
• El contador de programa está también relacionado dentro del espacio de datos, y es posible escribir en él (permitiendo saltos indirectos).

A diferencia de la mayoría de otros CPU, no hay distinción entre los espacios de memoria y los espacios de registros, ya que la RAM cumple ambas funciones, y esta es normalmente referida como "archivo de registros" o simplemente, registros.

ESPACIO DE DATOS (RAM)

Los microcontroladores PIC tienen una serie de registros que funcionan como una RAM de propósito general. Los registros de propósito específico para los recursos de hardware disponibles dentro del propio chip también están direccionados en la RAM. La direccionabilidad de la memoria varía dependiendo de la línea de dispositivos, y todos los dispositivos PIC tienen algún tipo de mecanismo de manipulación de bancos de memoria que pueden ser usados para acceder memoria externa o adicional. Las series más recientes de dispositivos disponen de funciones que pueden cubrir todo el espacio direccionable, independientemente del banco de memoria seleccionado. En los dispositivos anteriores, esto debía lograrse mediante el uso del acumulador.

Para implementar direccionamiento indirecto, se usa un registro de "selección de registro de archivo" (FSR) y uno de "registro indirecto" (INDF): Un número de registro es escrito en el FSR, haciendo que las lecturas o escrituras al INDF serán realmente hacia o desde el registro apuntado por el FSR. Los dispositivos más recientes extienden este concepto con post y preincrementos/decrementos para mayor eficiencia al acceder secuencialmente a la información almacenada. Esto permite que se pueda tratar al FSR como un puntero de pila.

La memoria de datos externa no es directamente direccionable excepto en algunos microcontroladores PIC 18 de gran cantidad de pines.

TAMAÑO DE PALABRA

El tamaño de palabra de los microcontroladores PIC es fuente de muchas confusiones. Todos los PICs (excepto los dsPIC) manejan datos en trozos de 8 bits, con lo que se deberían llamar microcontroladores de 8 bits. Pero a diferencia de la mayoría de las CPU, el PIC usa Arquitectura Harvard, por lo que el tamaño de las instrucciones puede ser distinto del de la palabra de datos. De hecho, las diferentes familias de PICs usan tamaños de instrucción distintos, lo que hace difícil comparar el tamaño del código del PIC con el de otros microcontroladores. Por ejemplo, un microcontrolador tiene 6144 bytes de memoria de programa: para un PIC de 12 bits esto significa 4096 palabras y para uno de 16 bits, 3072 palabras.

PROGRAMACIÓN DEL pic

Para transferir el código de un ordenadorn al PIC normalmente se usa un dispositivo llamado programador. La mayoría de PICs que Microchip distribuye hoy en día incorporan ICSP (In Circuit Serial Programming, programación serie incorporada) o LVP (Low Voltage Programming, programación a bajo voltaje), lo que permite programar el PIC directamente en el circuito destino. Para la ICSP se usan los pines RB6 y RB7 (En algunos modelos pueden usarse otros pines como el GP0 y GP1 o el RA0 y RA1) como reloj y datos y el MCLR para activar el modo programación aplicando un voltaje de 13 voltios. Existen muchos programadores de PICs, desde los más simples que dejan al software los detalles de comunicaciones, a los más complejos, que pueden verificar el dispositivo a diversas tensiones de alimentación e implementan en hardware casi todas las funcionalidades. Muchos de estos programadores complejos incluyen ellos mismos PICs preprogramados como interfaz para enviar las órdenes al PIC que se desea programar. Uno de los programadores más simples es el TE20, que utiliza la línea TX del puerto RS232 como alimentación y las líneas DTR y CTS para mandar o recibir datos cuando el microcontrolador está en modo programación. El software de programación puede ser el ICprog, muy común entre la gente que utiliza este tipo de microcontroladores. Entornos de programación basados en intérpretes BASIC ponen al alcance de cualquiera proyectos que parecieran ser ambiciosos.

Se pueden obtener directamente de Microchip muchos programadores/depuradores entre los mas actuales y que han tenido exito es el PICKit 1, PICKit 2 y PICKit 3.

Microchip lanza un sistema de desarrollo multimedia para microcontroladores

Microchip anuncia dos nuevas herramientas de desarrollo para la incorporación de interfaces humanos avanzados a los diseños basados en microcontroladores PIC32 de 32 bit. La Tarjeta de Expansión Multimedia permite desarrollar interfaces de alta interactividad basados en gráficos con conectividad en red. El Kit de Evaluación táctil Capacitiva mTouch mejorado añade una nueva tarjeta para implementar sensado táctil capacitivo junto con los PIC32. La nueva Tarjeta demuestra cómo poner en práctica una estrategia flexible para visualización de gráficos que no dependa de los Módulos y Visualizadores QVGA basados en controlador, que a menudo quedan obsoletos. También incluye una salida de codificación de audio estéreo de 24 bit de alta calidad, conexiones para auriculares y micrófono, Wi-Fi integrada, un acelerómetro de 3 ejes integrado en la tarjeta y un joystick de 5 posiciones. Ningún otro fabricante ofrece un sistema completo de desarrollo multimedia para este tipo de microcontroladores de 32 bit.

El Kit de Evaluación Táctil Capacitiva mTouch mejorado incluye una nueva tarjeta para el desarrollo con el PIC32. Viene equipado con teclas y cursores de sensado táctil capacitivo que permiten a los diseñadores evaluar esta interface en sus aplicaciones mediante la Herramienta de diagnóstico mTouch basada en el SO Windows. Esta herramienta de desarrollo proporciona un Interface Gráfico de Usuario de sencillo manejo para el desarrollo de botones y cursores táctiles y está incluido en el Entorno de Desarrollo Integrado MPLAB que ofrece de forma gratuita. Las bibliotecas de software adicionales, el código fuente y otros materiales de soporte que se suministran con la tarjeta acortan aún más los ciclos de desarrollo y reducen los costes de diseño. Cuando el Kit se combina con otras tarjetas permite que los diseñadores evalúen todos los microcontroladores de 8, 16 y 32 bit, proporcionando así una plataforma para el desarrollo de sensado táctil capacitivo escalable.

Microchip ha lanzado también la familia de microcontroladoresPIC24FJ256DA, formada por ocho componentes, que integra tres unidades de aceleración de gráficos y un controlador de visualizador. Esta familia es ideal para que los diseñadores adopten visualizadores STN, TFT y OLED con resolución hasta VGA. Entre otras funciones destacan: consumo (termostatos, teléfonos inalámbricos, mandos a distancia, accesorios para juegos); electrodomésticos (máquinas de café, hornos, frigoríficos, lavavajillas); industriales (puntos de venta, terminales remotos) y equipos médicos portátiles (medidores de glucosa, monitores de presión sanguínea, ECG portátiles).

La compañía ofrece una tecnología de mercado que permite el sensado táctil capacitivo con un frontal metálico. Dado el éxito de la versión inicial de la tecnología de sensado táctil capacitivo mTouch, esta tecnología funciona ahora a través de metal, guantes o superficies que contengan líquidos. El sensado táctil sigue ganando posiciones frente a los interfaces tradicionales de botones. Entre sus principales aplicacione sse encuentran las del mercado de los electrodomésticos, mercado industrial o mercado del automóvil. Esta tecnología de sensado táctil capacitivo mTouch de bajo consumo se caracteriza por una baja corriente activa, que contribuye a reducir el consumo total de energía

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