28307034 La Familia De Micro Control Adores Pic
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UNIVERSIDAD UNIVERSIDAD POLITECNICA POLITECNICA
SALESIANASALESIANASISTEMAS MICROPROCESADOS I
CARLOS OCAMPOFERNANDO ITAS
La familia de La familia de microcontroladores microcontroladores
PICPIC
• Los microchip son los fabricantes•
• Los productos de Microchip son absorbidos en un 43% por Asia y Japón, mientras que Europa
soporta el 28% América el 29%
Grafico que muestra el aumento de las ventas anuales de microchip en la que destaca el porcentaje debido a los controladores
Una de las grandes ventajas de los microcontroladores de Microchip es su "migrabilidad“ que significa la posibilidad de cambiar de modelo de MCU y pasar a otro más potente con más capacidad de memoria y periféricos, la compatibilidad del software y del repertorio de instrucciones, la compatibilidad de
periféricos y la de las herramientas de desarrollo.
CLASIFICACION DE LOS MICROCONTROLADORES PIC
Estos microcontroladores o MCU se caracterizan por su arquitectura Harvard con memorias de programa y de datos independientes
lo que permite la accesibilidad simultánea y la diversidad en la longitud de las posiciones y el tamaño de ambas memorias.
Generalmente los microcontroladores se clasifican según el tamaño de los datos que maneja el repertorio de instrucciones y existen 4 grandes grupos: de 4, de 8, de 16 y de 32 bits.
Microchip solo fabrican microcontroladores de 8 y de 16 bits y como se ha indicado es el líder mundial en ventas del primer grupo.
MICROCONTROLADORES PIC DE 8 BITS Se distinguen porque la longitud de los datos nativos que manejan las instrucciones es de 8 bits, que corresponde con el tamaño del bus de datos y el de
los registros de la CPU.
Los microcontroladores PIC se clasifican en tres grandes gamas: BASE MEDIA MEJORADAContienen distintas capacidades de memoria, periféricos y distintos tipos de encapsulados
LA GAMA BASE
Se caracteriza porque responden a un juego de 33 instrucciones maquina de 12 bits de longitud cada una y dispone de una pila con solo 2 niveles
Los PIC enanos de 6 patitas tienen un gran éxito comercial para resolver aplicaciones simples por su reducido volumen y precio. En ellos la alimentación se aplica a 2 de las patitas, quedando las 4 restantes para las E/S y las funciones de sus periféricos, entre los que se encuentra un temporizador o Timer, un
Comparador analógico, un CAD de 8 bits, Perro Guardián, etc.
LA GAMA MEDIA
Los microcontroladores que componen esta gama responden a un repertorio de 35 instrucciones con un formato de 14 bits de longitud cada una, teniendo la Pila 8 niveles de profundidad y disponiendo de un vector de interrupción.
•
Es una gama numerosa que alcanza en la actualidad 71 modelos diferentes, que comienza con los que se hallan encapsulados con 8 patitas y llegan hasta los que tienen 68 patitas.
•
LA GAMA MEJORADADispone de un repertorio de 77 instrucciones de 16 bits de
longitud cada una, una Pila con 31 niveles de profundidad y 2 vectores de interrupción.
Los modelos PIC que conforman esta gama responden a la nomenclatura PICI8Xxxx
El gran interés que muestra el fabricante por esta gama de modelos tan potentes es palpable al ser la que más número de dispositivos diferentes posee. La capacidad de la memoria de programa puede alcanzar los 128 KB, la de datos 3963 bytes y la EEPROM hasta 1 KB. Dispone de periféricos muy especializados entre los que destaca un Conversor AD de 10 bits, hasta 5 temporizadores, interfaces para comunicación con bus I2C, SPI, USART, CAN 2.0B, etc. Entre los recursos significativos existe un multiplicador rápido hardware que permite desarrollar esta operación en un ciclo de instrucción
MICROCONTROLADORES PIC DE 16 BITS
Microchip ha diseñado nuevos dispositivos que manejan 16 bita y que integran en arquitecturas
.de mayor complejidad
Hay dos grandes gamas de microcontroladores de 16:bits
.- Gama MCU de 16 bits formada por las familias .de dispositivos PIC24F y PIC24H
.- Gama DSC de 16 bits formada por las familias de dispositivos dsPIC30F y dsPIC33F
Gama de microcontroladores MCU de 16 BITS
, Es la de los modelos con nomenclatura genérica PIC24F alcanza un , rendimiento de 16 MIPS a 32 MHz poseen la arquitectura Harvard modificada con un bus de datos e 16 bits y con instrucciones de
. longitud de 24 bits Pueden manejar memorias de programa lineal de .hasta 8 MB y una de datos de hasta 64 KB
FLAHS- 64 128 KB
RAM 8 KB
BUS DE MEMORIA
PROCESADOR DE 16 BITS Y 16 MIPS
- ALU 16 bit Banco de registros 16 x
16
Multiplicador 16 x 16
Generación dedirecciones
.JTAG y EmulInterfaz
Registro deDesplazamiento
CONTROL .DE INTERRUPC
BUS
PERIFERICO
Temporizador 16bits
Watchdog
, CAD , 10 bits 16 canales
/GP I O
( )UART 2
I2CTM
SPITM
RTCC
PMPp
Frecuencia DC – 40 MHz
Memoria de programa (bytes) 128 K
Memoria de instrucciones (words) 42 K
Memoria de datos (bytes) 8 K
Memoria EEPROM -
Fuente de interrupción 19
Puertas E/S Puertas A,B,C,(E),F,G…
Temporizadores 4
Módulos de captura/comparación/PWM 1
Módulos mejorados CCP 0
Módulo ECAN 1
Comunicación serie MSSPUSART mejorada
Comunicación paralelo (PSP) No
Conversor Analógico-Digital 16 canales de entrada
Comparadores 0
Reset y excepciones
POR, BORInstrucción de RESETPila llenaSobrepasamiento de la Pila(PWRT,OST)# MCLR (optional)WDT
Programación con voltaje bajo Si
Reset programable Brown-out Si
Set de instrucciones 76 instrucciones la mayoría de 24 bits
Encapsulados De 64 a 100 patitas
Características principales
MODELOFLASHBytesy words
EEPRONbytes
RAMBYTES
LINEASE/S ENCAPSULAD
OS
Analógico Digital FREC.MÁX.MHz
OSC.INT.
BOR/PBOR/PLVD
ICDNº dePuntosparada
CCP/ECCP
nWADCCANALES
COMP. Timers/WDT
COMUN.I/O
PIC18
PIC18F4680 65536EnhFl(82768) 1024 3328 36 4CP,44ML,44PT
11x10BIT100KSPS 2
3-16BIT1-8BIT1-WDT
CAN2.CB,MI2 C/SPI,EUSART
408MHz32KHz
PBOR/PLVD 3 1/1 SI
PIC18F6310 8192StoFl(4096) - 768 54 64PT
12x10BIT100ksps 2
3-16BIT1-8BIT1-WDT
MI2 C/SPI,EUSART,AUSART
408MHz32KHz
PBOR/PLVD 3 3/0 SI
PIC18F6410 16304StoFl(8192) - 768 54 64PT
12x10BIT100ksps 2
3-16BIT1-8BIT1-WDT
MI2 C/SPI,EUSART,AUSART
408MHz32KHz
PBOR/PLVD 3 3/0 SI
PIC18F6390 8192StoFl(4096) - 768 50 64PT
12x10BIT100ksps 2
3-16BIT1-8BIT1-WDT
MI2 C/SPI,EUSART,AUSART
408MHz32KHz
PBOR/PLVD 3 2/0 SI
PIC18F6490 16384StoFl(8192) - 768 50 64PT
12x10BIT100ksps 2
3-16BIT1-8BIT1-WDT
MI2 C/SPI,EUSART,AUSART
408MHz32KHz
PBOR/PLVD 3 2/0 SI
PIC18F6520 32768EnhFl(16384) 1024 2048 52 64PT
12x10BIT80ksps 2
3-16BIT1-8BIT1-WDT
2xAUSARTMI2 C/SPI,
40 -PBOR/PLVD 3 5/0 -
PIC18F6527 49152EnhFl(24576) 1024 3936 54 64PT
12x10BIT100ksps 2
3-16BIT1-8BIT1-WDT
2xEUSARTMI2 C/SPI,
408MHz32KHz
PBOR/PLVD 3 2/3 SI
PIC18F6585 491952EnhFl(24576)
1024 3328 53 64PT,68L12x10BIT80ksps 2
3-16BIT1-8BIT1-WDT
EUSARTMI2 C/SPI,CAN2.CB
40 -PBOR/PLVD 3 1/1 -
PIC18F6822 65536EnhFl(82768) 1024 3936 54 64PT
12x10BIT100ksps 2
3-16BIT1-8BIT1-WDT
2xEUSART,MI2 C/SPI,
408MHz32KHz
PBOR/PLVD 3 2/3 SI
PIC18F6827 90304EnhFl(49152) 1024 3936 54 64PT
12x10BIT100ksps 2
3-16BIT1-8BIT1-WDT
2xEUSART,MI2 C/SPI,
408MHz32KHz
PBOR/PLVD 3 2/3 SI
Principales características de algunos modelos de PIC de la gama Mejorada
MODELOFLASHBytesy words
EEPRONbytes
RAMBYTES
LINEASE/S ENCAPSULADOS
Analógico Digital FREC.MÁX.MHz
OSC.INT.
BOR/PBOR/PLVD
ICDNº dePuntosparada
CCP/ECCP
nWADCCANALES
COMP. Timers/WDT
COMUN.I/O
PIC18
PIC18F6880 65536EnhFl(82768) 1024 3936 53 64PT,68L
12x10BIT80KSPS 2
3-16BIT1-8BIT1-WDT
EUSARTMI2 C/SPI,CAN2.CB
40 -PBOR/PLVD 1 1/1 -
PIC18F6722 131072EnhFl(65536) - 768 54 64PT
12x10BIT100ksps 2
3-16BIT2-8BIT1-WDT
2xEUSART,MI2 C/SPI,
408MHz32KHz
PBOR/PLVD 3 2/3 SI
PIC18F8310 8192StoFl(4096) - 768 70 80PT
12x10BIT100ksps 2
3-16BIT1-8BIT1-WDT
MI2 C/SPI,EUSART,AUSART
408MHz32KHz
PBOR/PLVD 3 3/0 SI
PIC18F8410 16384StoFl(8192) - 768 70 80PT
12x10BIT100ksps 2
3-16BIT2-8BIT1-WDT
MI2 C/SPI,EUSART,AUSART
408MHz32KHz
PBOR/PLVD 3 3/0 SI
PIC18F8390 8192StoFl(4096) - 768 66 80PT
12x10BIT100ksps 2
3-16BIT1-8BIT1-WDT
MI2 C/SPI,EUSART,AUSART
408MHz32KHz
PBOR/PLVD 3 2/0 SI
PIC18F8490 16384StoFl(8192) - 768 66 80PT
12x10BIT100ksps 2
3-16BIT2-8BIT1-WDT
MI2 C/SPI,EUSART,AUSART
408MHz32KHz
PBOR/PLVD 3 2/0 SI
Principales características de los 13 modelos de microcontroladores PIC de 16 bits de la familia PIC24H
Modelo patitas FLASH(KB)
RAM CANALESDMA
Timer16-bit
MóduloCapt.
MóduloComp.
ADC UART SPITM I2CTM CAN Líneasde E/S
24HJ64GP206 64 64 8 8 9 8 8 1 ADC18 CAN.
2 2 1 0 53
24HJ64GP210 100 64 8 8 9 8 8 1ADC32 CAN.
2 2 2 0 85
24HJ64GP506 64 64 8 8 9 8 8 1 ADC18 CAN
2 2 2 1 53
24HJ64GP510 100 64 8 8 9 8 8 1 ADC32 CAN.
2 2 2 1 85
24HJ128GP206 64 128 8 8 9 8 8 ADC18 CAN
2 2 2 0 53
24HJ128GP210 100 128 8 8 9 8 8 1 ADC32 CAN.
2 2 2 0 85
24HJ128GP506 64 128 8 8 9 8 8 1 ADC18 CAN
2 2 2 1 53
24HJ128GP510 100 128 8 8 9 8 8 1 ADC32 CAN.
2 2 2 1 85
24HJ128GP306 64 128 16 8 9 8 8 1 ADC18 CAN
2 2 2 0 53
24HJ128GP310 100 128 16 8 9 8 8 1 ADC32 CAN.
2 2 2 0 85
24HJ256GP206 64 256 16 8 9 8 8 1 ADC18 CAN
2 2 2 0 53
24HJ256GP210 100 256 16 8 9 8 8 1 ADC32 CAN.
2 2 2 0 85
Gama de microcontroladores DSC de 16 bits
Controladores Digitales de Señales constan de dos familias dsPIC30F y la dsPIC33F tiene un rendimiento de 30 MIPS cuando se . . .alimentan con voltaje comprendido entre 4 5 y 5 5 V
Incorporan un motor DSP en el camino de datos que les permite realizar las instrucciones que realizan las operaciones
matemáticas típicas de los algoritmos usados en el procesamiento .digital de señales
Los PIC30F se dividen en tres categorías según la orientación.practica
• , .Propósito general con 8 modelos• , .Control de motores con 9 modelos• , .Control de sensores con 4 modelos
Relación de algunos modelos de dsPIC33F destinados al . Control de Motores con sus características
Modelo PatitasMem. Deprograma
RAMBytes
EEPROMBytes
Timer16-bit
MóduloCapt.
MóduloComp. PWM
CAD10 BITS500 ksps
QEI UART SPITM I2CTM CAN
dsPIC30F2010 28 12K/4K 512 1024 3 4 2 6 canales 6 canales SI 1 1 1 -
dsPIC30F3010 28 24K/8K 1024 1024 5 4 2 6 canales 6 canales SI 1 1 1 -
dsPIC30F4012 28 48K/16K 2048 1024 5 4 2 6 canales 6 canales SI 1 1 1 1
dsPIC30F3011 40/44 24K/8K 1024 1024 5 4 4 6 canales 9 canales SI 2 1 1 -
dsPIC30F4011 40/44 48K/16K 2048 1024 5 4 4 6 canales 9 canales SI 2 1 1 1
dsPIC30F5015 64 66K/22K 2048 1024 5 4 4 8 canales 16 canales SI 1 2 1 1
dsPIC30F6010 80 144K/48K 4096 4096 5 8 8 8 canales 16 canales SI 2 2 1 2
Los dispositivos de la familia dsPIC30F son compatibles con los. dsPIC33F Sin embargo los PIC33F se distinguen por las siguientes:cualidades
.1 . / Se alimentan con 3 3 V aunque las E S pueden trabajar con niveles.TTL
.2 .Incorporan un Controlador DMA de 8 canales
.3 .Aumentan el número de interrupciones y excepciones
.4 .Alcanzan un rendimiento de 40 MIPS
.5 .Posee un interfaz para CODEC
.6 .Hay modelos con 256 KB de memoria FLASH Y 30 KB de RAM
Tabla con las características principales de algunos modelos de la familia dsPIC33F
Modelo patitas FLASH(KB)
RAM(Kbyte)
Timer16-bit
MóduloCapt.
MóduloComp.
ConvertidorADC
UART SPITM I2CTM CAN Líneasde E/S
33Fj64GP206 64 64 8 9 8 8 1 ADC18 CAN.
2 2 1 0 53
33Fj64GP306 64 64 16 9 8 8 1ADC18 CAN.
2 2 2 0 53
33Fj64GP310 100 64 16 9 8 8 1 ADC32 CAN
2 2 2 0 85
33Fj64GP706 64 64 16 9 8 8 1 ADC18 CAN.
2 2 2 2 53
33Fj64GP708 80 64 16 9 8 8 ADC24 CAN
2 2 2 2 69
33Fj64GP710 100 64 16 9 8 8 1 ADC32 CAN.
2 2 2 2 85
33Fj128GP206 64 128 8 9 8 8 1 ADC18 CAN
2 2 1 0 53
33Fj128GP306 64 128 16 9 8 8 1 ADC18 CAN.
2 2 2 0 53
33Fj128GP310 100 128 16 9 8 8 1 ADC32 CAN
2 2 2 0 85
33Fj128GP706 64 128 16 9 8 8 1 ADC18CAN.
2 2 2 2 53
33Fj128GP708 80 128 16 1 ADC24 CAN
2 2 2 2 69
33Fj128GP710 100 128 16 9 8 8 1 ADC32 CAN.
2 2 2 2 85
33Fj256GP506 64 256 16 9 8 8 1 ADC32 CAN.
2 2 2 1 53
33Fj256GP510 100 256 16 9 8 8 1 ADC32 CAN
2 2 2 1 85
33Fj256GP710 100 256 30 9 8 8 1 ADC32 CAN.
2 2 2 2 85
FLAHS- 64 256 KB
RAM - 8 30 KB
BUS DE MEMORIA
- ALU 16 bit Banco de registros 16 x
16
Multiplicador 17 x 17
Generación dedirecciones
.JTAG y EmulInterfaz
Registro deDesplazamiento
BUS
PERIFERICO
Watchdog
, CAD , 12 bits 16 canales
( )UART 2
I2CTM
SPITM
( - )CAN 1 2
/CODEC I F
Temporizador de16bits
MOTORDSP
Acumuladores A y B
, CAD , 12 bits 16 canales
Control de Motores
DMA
Diagrama de bloque de la estructura interna de los.PIC33F
PRIGRAMAR PIC ES FACIL
Enunciado , Comenzaremos con el PIC16F84 el programa debe mostrar cuando el
, valor lógico que introducimos ambos interruptores es cero para ello si los dos interruptores introducen por la puerta A nivel , , lógico 0 los leds de la puerta B deben encenderse y en los .demás casos permanecer apagados
Esquema eléctrico
OSC1/CLKIN16
RB0/INT 6
RB1 7
RB2 8
RB3 9
RB4 10
RB5 11
RB6 12
RB7 13
RA0 17
RA1 18
RA2 1
RA3 2
RA4/T0CKI 3
OSC2/CLKOUT15
MCLR4
U1
PIC16F84A
C1
22 pF
C2
22 pF
SW1
SW-SPST
R110k
D1DIODE
RESET
R2
10k
R3330
R4330
R510k SW2
SW-SPST
X1CRYSTAL
Organigrama del ejercicio
INICIALIZACION PA ENTRADA PB SALIDA
¿ = RA1 Y RA2 0?
APAGAR LEDs ENCENDER LEDs
PROGRAMA
.1 Tanto las directivas como las etiquetas se escribirán con mayúsculas así como las instrucciones escritas en.minúsculas
.2 Las instrucciones deberán tabularse con respecto a lasetiquetas
.3 Se pondrán comentarios que aclaren el contenido de .instrucciones y rutinas
= ; LIST P 16F84 Se indica el tipo de
RADIX ;HEX procesadorINCLUDE . ; P16F84 INC sistema de numeración
;hexadecimalORG 0x00 ; se incluye la definición de ; los
registros internos engoto INICIO ; una libreríaORG 0x05 ; inicio en el vector de
;Reset INICIO bsf .STATUS RP0 : va a la primera instrucción
clrf TRISB ; del programamovwf ’ ’b 00000110 ; salta el vector debcf ,STATUS RP0 ;Interrupciónclrf PORTB ; cambio al banco 1clrf PORTA ; puerta B como salida
; - RA1 RA2 entradasmovf .PORTA Wbtfss .STATUS Z ; cambio a banco 0goto APAGAR ; borrado de ledsgoto ENCENDER : borrado de línea no
: utilizadas de puerta A APAGAR clrf PORTB ; -puerta A W
goto BUCLE ; =comprobación de Z 1; - si RA1 RA2 no son 0
ENCENDER movlw 0xFF ; - si RA1 RA2 son omovwf PORTB ; se apagan los ledsgoto BUCLE ; para volver a comprobar
END ; fin del programa
‘ Grabación y prueba del un programa en el Micro PICTrainer
Este sistema esta ideado para grabar en el microcontroladores , , el programa una vez ensamblado y convertido en formato HEX y
probar posteriormente dicho programa utilizando los periféricos .de que dispone
Diseñar con PIC es fácil
Vamos a presentar dos sensores que aunque muy utilizados en , diversos aparatos que manejamos a diario no eran soportados
. , directamente por el PICF84 los nuevos PIC F87x al disponer de / , .Conversor A D pueden usarlos cómodamente
: El sensor de luminosidad LDR Es un elemento cuya resistencia entre bornes varía en función de , la luz que incide sobre su superficie es un elemento sin
.polaridad
• : El sensor de temperatura estándar LM35• Su tensión de salida es proporcional a la temperatura en una / .proporción de 10mV C• Su rango de funcionamiento esta comprendido entre 0 C y 100 C• Su tensión de funcionamiento Vs + + .esta entre 4 VDC Y 30 VDC• ± . Su precisión es de 0 9 C
Tabla de valores LM35
SENSOR RANGO INCREMENTO PROPIEDADES
LM335A -40C_100C 0.10 mV/C
PRC100 -40C_150C 0 C_100W100 C_138.5W
Precisión debido a su comportamiento lineal resistente
PT100 -50C_500C 100W_0 C Reducido tamaño y rápida respuesta
PTC(Coeficiente de Temperatura positivo)
Diferentes Baja resistencia a baja temperatura y aumenta rápidamente al superar la temperatura de referencia
En circuitos de aviso.Protección contra sobretensiones y sobrecorrientes
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 -50C_400C Altas temperaturas.Elevada vida útilEspacios reducidos
+ La patita Vs debe conectar ala tensión positiva + + . comprendida entre 4V y 30 V GND será conectada a 0V y
. Vout se conectara ala línea correspondiente del PIC Ha este llegar un voltaje proporcional a la temperatura
, captada que será convertida en un valor binario para su posterior tratamiento