LA FAMILIA DE MICROCONTROLADORES PIC

DAVID ESPIN ANDÉS MOGROEDISON ORTEGA

Importancia de los microcontroladores

Microchip desde el 2002 se mantiene como líder mundial en ventas de microcontroladores de 8 bits.

En el 2005 facturo 675 millones de dólares, procedentes de las ventas de microcontroladores.

Sus ventas se reparten 43% en Asia y Japón,28% en Europa y 29% en América.

Distribución de ventas de microcontroladores PIC en el mercado

En cuanto a los segmentos del mercado a los cuales se destina las ventas de microcontroladores, destacan la Electrónica de consumo con 35%, seguida por la industria de automoción con 18%, Industria y Ofimática, ambas con 17% y finalmente comunicaciones con un 13%.

Crecimiento del número de modelos de PIC de 8 bits

Una de las ventajas de microcontroladores de Microchip, es la capacidad de cambiar de modelo de MCU y cambiar a otro mas potente con mas capacidad de memoria y periféricos.

Por esto se muestra un gran crecimiento en el numero de modelos de PIC de 8 bits.

Variedad de dispositivos PIC

La “migrabilidad” en los microcontroladores de la Microchip a permitido con el paso de los años, la creación de una gran variedad de dispositivos PIC con diferentes configuraciones, permitiendo al usuario elegir un modelo que cumpla con las especificaciones de cualquier proyecto.

Evolución en la tecnología de fabricación

La tecnología empleada en la fabricación PICs ha pasado de la 0.7 micras 1998 a la 0.22 micras en 2006.

Esto a supuesto una reducción en el voltaje de alimentación que a pasado de 2 y 5,5 v hasta llegar a un margen entre 2 y 6v, siendo la nominal de 3.3v aunque las E/S, siguen trabajando con 5 v.

Clasificación de los microcontroladores PIC

Los microcontroladores Pic se caracterizan por su arquitectura Harvard, con memorias de grama 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.

Gamas de microcontroladores

Los microcontroladores PIC de 8 bits e clasifican en tres grandes gamas: Base, Media y Mejorada con un total de casi 300 modelos diferentes que contienen distintas capacidades de memoria, periféricos y distintos tipos de encapsulado.

La gama base

Se caracterizan porque responden únicamente a 33 instrucciones de 12 bits de longitud cada una y disponen de una pila con solo dos niveles de profundidad.

Esta compuesta por 14 modelos, de los cuales 6 están encapsulados con 6 pines, razón por la cual se les suele apodar enanos.

PIC de 6 pines (Gama base)

Estos PICs tienen un gran éxito en resolver aplicaciones simples, gracias a su reducido volumen y precio.

En estos dispositivos se usa dos pines para la alimentación, quedando solo 4 pines libres para las E/S y las funciones de sus periféricos.

LA GAMA MEDIA

CARACTERÍSTICAS:

Dispone a un repertorio de 35 instrucciones. 14 bits de longitud cada una. Pila de 8 niveles. Un vector de interrupción . 71 modelos diferentes . Encapsulados de 8 a 64 pines.

LA GAMA MEDIA

Características relevantes de algunos PIC de la Gama Media.

LA GAMA MEJORADACARACTERÍSTICAS:

Dispone a un repertorio de 77 instrucciones. 16 bits de longitud cada una. Pila de 16 niveles. dos vector de interrupción . Su nomenclatura es PIC18Xxxx. Esta gama es la que mas números de dispositivos posee . Memoria programable puede alcanzar los 128 KB Memoria de datos puede alcanzar los 3963 bits Memoria de datos puede alcanzar hasta 1KB. Periféricos muy especializados (ejem. Conversor AD de 10 bits) Interfaces de comunicación con bus I²C, SPI, USART, CAN 2.0B.Posee un multiplicador rápido hardware.

LA GAMA MEJORADA Significado de cada uno de los campos que componen la nomenclatura del PIC18Xxxx de la Gama Mejorada.

LA GAMA MEJORADA Recursos y características de algunos dispositivos de la Gama Mejorada de 64 y 80 pines.

MICROCONTROLADORES PIC DE 16 BITS

Hay 2 grandes gamas de microcontroladores de 16 bits.

1. Gama MCU de 16 bits, formada por las familias de dispositivos PIC24F y PIC24H.

2. Gama DSC de 16 bits, formada por las familias de dispositivos dsPIC30F y dsPIC33F

GAMA DE MICROCONTROLADORES MCU DE 16 BITS

CARACTERÍSTICAS (PIC24F):

Se fabrican con tecnología de 0,25 micras. Alcanzan un rendimiento de 16 MIPS a 32 MHz Poseen arquitectura harvard. Memoria programable lineal de hasta 8MB.Memoria de datos de hasta 64 KB.

GAMA DE MICROCONTROLADORES MCU DE 16 BITS

Diagrama por bloques principales recursos que conforman los microcontroladores de 16 bits PIC24F

GAMA DE MICROCONTROLADORES MCU DE 16 BITS

Principales características de los 9 modelos da la familia PIC24F .

GAMA DE MICROCONTROLADORES MCU DE 16 BITS

CARACTERÍSTICAS (PIC24H):

Se fabrican con tecnología de 0,25 micras. Alcanzan un rendimiento de 40 MIPS . Memoria FLASH de hasta 256KB. Memoria RAM de hasta 16KB.Encapsulados formato TQFP .Encapsulados de 64, 80 y 100 pines. Principal aporte frente a los PIC24F es incluir un controlador DMA con 8 canales.

GAMA DE MICROCONTROLADORES MCU DE 16 BITS

Principales características de los 13 modelos da la familia PIC24H

Gama de Microcontroladores DSC de 16 BitsLos modelos de la familia dsPIC 30F tienen :- Importantes capacidad de memoria-La mayoría de los recursos y periféricos-- Rendimiento de 30 MIPS-Se alimentan con voltajes de 4.5 y 5.5

Se dividen en tres categorías-Los de propósito general-Los de control de Motores-Para control de sensores

Los microcontroladores de la familia dsPIC33f son compatibles con la familia dsPIC30f ya que tienen las mismas instrucciones y la misma distribución de pines pero se diferencian por:

-Su alimentación es de 3.3 v-Tienen un controlador DMA de 8 canales -Un mayor número de interrupciones -Un rendimiento de 40 MIPS-Tiene una interfaz para CODEC-Existe modelos con 256 Kb en FLASH y 30 Kb en RAM

Los modelos de la familia dsPIC33F tienen 27 dispositivos , no disponen de EEPROMAPLICACIONES

15 dispositivos son destinados para propósitos generalesDe voz, audio, seguridad electromedicina, modem

Los restantes son destinados para el control de motores los que se incluyen en los electrodomésticos , control de la dirección electrónica de automóviles, inversores

PIC 16F84La Figura1.21 muestra el esquema eléctrico de un ejercicio propuesto en el cual tenemos al Pic con los elementos auxiliares como son el reset, cristal y su alimentación en el esquema los leds están destinados cuando el nivel de voltaje sea alto

ORGANIGRAMA

Es muy recomendable antes de realizar cualquier programa para poder darnos cuenta del algoritmo que podemos aplicar en cualquier circuito Si el programa que queremos realizar es muy complejo el organigrama será muy abstracto en cambio si el programa es muy sencillo el organigrama incluso podrá ser una transcripción inmediata del organigrama al código

UTILIZACIÓN DEL ENSAMBLADOR MPASMUn ensamblador MPASM es un programa de libre distribución que sirve para ensamblar ficheros son extensión ASM los pasos para programar son:

1- En el campo SOURCE FILE se introduce el nombre del fichero con extensión ASM2- En el campo PROCESSOR TYPE se busca el tipo de micro que se va a programar3- Se procede a ensamblar el programa pulsando F10

Grabación y prueba de un programa con el Micro´Pic trainer

Su función es grabar el microcontrolador en base a archivos de extensión HEX y utilizando sus periféricos para probar si funciona el programa Las partes más importantes son :1.Alimentación:2. Puerto Paralelo3. Picbus4.Pic-185. Pic-286. Jumpers7. Interruptores8. Leds9. Display 7 seg10. LCD11. Jumpers A/D12. Potenciómetros

Antes de utilizar los periféricos antes mencionados hay que grabar el programa en el microcontrolador para lo que seguirán los siguientes pasos:

1. Poner el Pic en el sócalo correspondiente2. Conectar la fuente de 12 v3. Unir la Pc con la placa4. Abrir el programa para grabar5. Descargar el programa

El programa para descargar al micro tiene el siguiente aspecto Se debe tener muy en cuenta de que los Jumpers A/D de los pines de RA1-RA2 deben estar en la posición digital .Regularmente los fallos son semánticos por lo que se deberá repasar el código fuente para comprobar en que punto difieren el organigrama del programa y corregirlo

DISEÑAR CON PIC ES FÁCILSENSORES ANALOGICOS MAS UTILIZADOSAunque el PIC16F84 tiene muchas aplicaciones de una manera didáctica tenemos las aplicaciones con sensores analógicos

Sensor de Luminosidad: LDREs un sensor cuya resistencia entre bornes varía en función de la luz que incide sobre su superficie es decir si no existe luz posee un resistencia infinita pero a medida que aumenta la luz disminuye hasta llegar a cero

El sensor de temperatura estándar: LM35

Es un sensor analógico y que existen diversos modelos en el mercado según su rango de temperatura capaces de admitir, precisión, precio, la resistencia que debe tener a ciertas condiciones

Uno de los sensores mas utilizado es el LM35 que se considera estándar sus características son:

1. Su vout es proporcional a la temperatura es 10mv /ºC

2. Su rango esta entre 0º C y 100 ºC

3. Su voltaje de funcionamiento Vs es +4 VDC y + 30 VDC

4. Su precisión es ± 0.9ºC

La figura muestra la distribución de pines

BIBLIOGRAFIA

MICROCONTROLADORES PIC. Diseño práctico de aplicaciones SEGUNDA PARTE:

PIC16F87X, PIC18FXXXX. Segunda edición.

Segundo Angulo, Susana Romero. Mc Graw Hill. España.