Manejo de Microcontroladores, Entradas, Fusibles Interrupciones, Teclados y LDC,.

8/10/2019 Manejo de Microcontroladores, Entradas, Fusibles Interrupciones, Teclados y LDC,.

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II. Tema:

Manejo de Microcontroladores, entradas, fusibles interrupciones, teclados y LDC,.

III. Objetivos

General

Definir los principales usos y configuraciones que se pueden aplicar a un

microcontrolador identificando su forma de trabajo en forma clara y concisa.

Especficos

Explicar los parmetros de configuracin inicial de los puertos de un

microcontrolador.

Describir las interrupciones que se pueden programar en un microcontrolador

Identificar la forma de trabajo de los teclados matriciales en conjunto con los

microcontroladores.

Efectuar la revisin de la forma de configuracin del microcontrolador al

trabajar con las pantallas de cristal lquido LCD ms comunes.

IV. Introduccin

Los microcontroladores estn siendo empleados en multitud de sistemaspresentes en nuestra vida diaria, como pueden ser juguetes, horno microondas,

frigorficos, televisores, ordenadores, impresoras, mdems, el sistema de

arranque de nuestro vehculo, etc. Adems de otras aplicaciones como

instrumentacin electrnica, control de sistemas, etc.

V. Desarrollo

MANEJO DE PUERTOS

USE FAST IO

Esta directiva afecta al cdigo que el compilador generar para las instrucciones de

entrada y salida. Este mtodo rpido de hacer I/O ocasiona que el compilador realice

I/O sin programar el registro de direccin. El puerto puede ser A-G [1]. Con esto el

programador podr fijar las direcciones de los pines del puerto correspondiente

SET_TRIS_X (valor).

Ejemplo:#use fast_io(A)


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SET TRIS

Estas funciones permiten escribir directamente los registros tris-estado para la

configuracin de los puertos.

SET_TRIS_A(value)SET_TRIS_B(value)

SET_TRIS_C(value)

SET_TRIS_D(value)

SET_TRIS_E(value)

Esto debe usarse con FAST_IO() y cuando se accede a los puertos de I/O como si

fueran memoria, igual que cuando se utiliza una directiva #BYTE. Cada bit de value

representa una patilla. Un '1' indica que la patilla es de entrada y un '0' que es de

salida[2].

Ejemplo:

SET_TRIS_B( 0x0F ); //pone B0, B1, B2 y B3 como entradas; B4, B5, B6 y B7 // como salidas

FUSIBLES

Los bit's de configuracin o mas comnmente llamados "fusibles" permiten configurar

ciertas funciones en los microcontroladores PIC, como el tipo de cristal para el

oscilador, permiten proteger el cdigo en el micro, entre muchas funciones. La cantidad

de funciones que se pueden configurar con los fusibles dependen del microcontrolador[3]

.

Todos los PIC disponen de un cierto nmero de bits para configurar el

microcontrolador. Estos bits de configuracin estn disponibles en memoria no voltil

(EEPROM) cuando se programa el dispositivo, pero no son accesibles durante el

funcionamiento normal del microcontrolador. Los bits de configuracin permiten que el

usuario programe ciertas caractersticas del dispositivo para adaptarlo mejor a las

necesidades de la aplicacin [4].

Las caractersticas que se programan en los bits de configuracin son las siguientes:

El tipo de oscilador. La habilitacin o no del perro guardin.

La proteccin de la memoria de programa.

La proteccin de la memoria EEPROM de datos, si existe en el dispositivo.

Las caractersticas del reset y la alimentacin del dispositivo.

Segn el dispositivo concreto, puede que alguna de estas caractersticas no sea

programable[5].

Los bits de configuracin de cada PIC se lo puede encontrar en los datasheets

correspondientes a los PICs estas se las puede encontrar en el captulo 14.0.- Special

Features of the CPU en la parte Customer Notification System.


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A continuacin se presenta los bits de configuracin del PIC 16F887[6]:

Power-on Reset (POR)

Power-up Timer (PWRT)

Oscillator Start-up Timer (OST)

Brown-out Reset (BOR)

Interruptores

Watchdog Timer (WDT).- establece la configuracin para el reinicio del micro cuando

el mismo se cuelgue o tenga un error de carga del programa permitiendo seguridad en

funcionamiento del micro.

Oscillator selection.- establece el oscilador que va utilizar el micro, sea este interno o

externo

Sleep.- pone en modo de espera al micro cuando l no est en uso permitiendo ahorro de

energia

Code protection.- protege el programa anti copia, permitiendo bloquear todo tipo de

copia mediante programas y reservando derecho de autor.

ID Locations.- selecciona la localizacin del ID de procesos para el funcionamiento del

micro

In-Circuit Serial Programming

Fig. 1 CONFIG1: Configuration word register 1

Fig. 2 CONFIG2: Configuration word register 2

INTERRUPCIONES

Es un evento de origen interno o externo que, si es atendido, hace que el

microcontrolador interrumpa la ejecucin del programa en curso y en su lugar se ejecute

las instrucciones de otro programa. Normalmente, cuando el programa interrumpido,


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justo con la instruccin que sigue a la que se estaba ejecutando cuando se produjo la

solicitud de interrupcin[7].

Las interrupciones es un Sistema que provoca un salto a una subrutina, pero disparada

por un evento del hadware. Se diferencia de los saltos a subrutinas generados por el

software, como el producido por la instruccin CALL, en lo siguiente:

La interrupcin es atemporal; el microcontrolador nunca sabe cundo va a

ocurrir.

Cuando la interrupcin ocurre, el procesador abandona el programa que est

ejecutado y pasa a procesar una rutina que se encuentra a partir de una posicin

de memoria fija denominado vector de interrupcin.

En las interrupciones se salva el contenido interno de los registros ms

importantes del procesador, de modo que luego, al volver al programa que se

est ejecutando, se prosiga sin alteraciones[8].

.

Fig. 3 Proceso de interrupcin

La familia Pic16F87x tiene 13 fuentes de interrupciones. Al aceptarse una interrupcin

se salva el valor del PC (contador de porgrama) en la pila y se carga aquel con el valor

0004h, que es el Vector de Interrupcion. La mayora de los recursos o perifricos de

que disponen los Pic16F87x son capaces de ocasionar una interrupcin.

1. Desbordamiento del TMR0

2. Activacin de la patita de interrupcin RB0/INT

3. Cambio de estado de una de las cuatro patitas de ms peso del puerto B

4. Finalizacin de la escritura de un byte en la EEPROM

5.

Desbordamiento del Timer1

6.

Desbordamiento del Timer2

7.

Captura o comparacin en el mdulo CCP1

8. Captura o comparacin en el mdulo CCP2

9. Transferencia en la puerta serie Sncrona

10.

Colisin de bus en la puerta serie Sncrona

11.Fin de la transmisin en el USART

12.

Fin de la recepcin en el USART

13.Fin de la conversin en el conversor A/D

14.Transferencia en la puerta paralela esclava

CONEXIN DE UN TECLADO MATRICIAL


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No existe un estndar para los conectores de los teclados en aplicaciones de los sistemas

de microcontrol, de tal forma que cada modelo exige un hardware de conexin y una

subrutina de manejo distintos.

La configuracin ms sencilla es la conocida como matricial, con 4 renglones y 4columnas, para un total de 16 botones.

Fig. 4 Diagrama del teclado y su interfaz con sistema EB88

El teclado viene organizado con 4 renglones (X1...X4) y 4 columnas (Y1...Y4), de tal

forma de que cada tecla queda identificada por la interseccin de un rengln y una

columna. En la figura se muestran los diagramas del teclado, as como de la asignacin

de seales en el puerto B, en el conector del sistema y en el conector del teclado. Las

seales RB0...RB3 se programan como salidas del puerto B, mientras las seales

RB4...RB7 como entradas.

El programa de control del teclado tiene dos partes: una es la subrutina de "deteccin"

en la cual el programa detecta que se oprimi una tecla. En su segunda parte, aparece la

subrutina de "identificacin" mediante la cual el programa identifica que tecla fue la que

se oprimi.


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Fig. 5 Teclado 4 X 4

Algoritmo de deteccin e identificacin:La tcnica de programacin para detectar qubotn fue oprimido, es escribir en los bits del puerto B en forma secuencial un CERO

en las columnas Y1, Y2, Y3, Y4, y leer cada vez los renglones X1, X2, X3, X4. Cuando

una tecla es oprimida, la lectura en alguno de los renglones ser CERO y el cdigo de

8 bits X-Y hallado se convierte en el cdigo ASCII de la tecla oprimida mediante una

tabla. La tabla muestra esta relacin:[7]

RB7RB0 HEXA TECLA RB7..RB0 HEXA TECLA

11101110 EE "0" 10111110 BE "8"11101101 ED "1" 10111101 BD "9"

11101011 EB "2" 10111011 BB "A"

11100111 E7 "3" 10110111 B7 "B"

11011110 DE 4 01111110 7E "C"

11011101 DD 5 01111101 7D D

11011011 DB 6 01111011 7B E

11010111 D7 7 01110111 77 F

Al tener una secuencia es deducible saber la forma de trabajo del teclado 3 X 3 puesto

que la combinacin de valores solo se reduce a 9 valores.

CONEXIN DE UNA PANTALLA LCD

La pantalla LCD es otro dispositivo muy verstil y viene en una gran cantidad de

modelos y configuraciones. Sirven como ventana a datos, configuraciones o despliegue

de informacin donde un LED no es suficiente.


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Fig. 6. LCD genrica 16X2

Lo primero que debemos saber, es la conexin de la pantalla LCD segun el tipo que

vamos a usar y para esto consultaremos el datashet de una pantalla LCD genrica 16X2

es decir 2 filas de 16 caracteres cada una.

Fig. 7. Diagrama de la pantalla LCD

Se puede dividir el diagrama en dos partes, la parte de "control y despliegue"(izquierda)y la parte de "alimentacin y ajuste" (derecha).

Fig. 8. Control y Despliegue LCD


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Fig. 9. Conexin Iluminacin LCD

No es obligatorio conectar el (LED BACKLIGHT) para que funciones la LCD, ya que

es es un circuito independiente, lo interesante es que se puede usar un interruptor

normal o uno mediante un circuito de conmutacin

Para los dems pines voy a colocar la descripcin que me da la hoja del fabricante.

Fig. 10. Descripcin de los pines y su funcin


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Cdigo utilizado para la manipulacin de LCD

FUNCION DESCRIPCION

InitIO( )Enva los comandos para inicializar el LCD. El cursor se

posiciona en (0,0).

ClearScreen( ) Pone las 16 celdas del LCD en blanco.

GotoXY(1,5) Posiciona el cursor en el rengln 1, celda 5

PrintString("ANSI

C")

Escribe el texto entrecomillado, iniciando en la celda en donde se

encuentre posicionado el cursor. Mximo 8 caracteres.

PrintString(wob)

La funcin acepta como parmetro de entrada un string, en este

ejemplo de nombre "wob". Escribe en el LCD el contenido del

string. Mximo 8 caracteres. Vea el programa de prueba 3

PutChar('*')Escribe el caracter indicado en la posicin en donde se encuentre

el cursor. Observe que deben usarse diresis y no comillas.

PutChar(53); se enva el cdigo ASCII del nmero 5, cuyo valor decimal es 53

PutChar(x);se enva al LCD, en un solo caracter, el valor de la variable x, que

debe ser un cdigo ASCII.

DelayMs(100)Realiza un retraso de 100 milisegundos. El valor mximo es

30,000.

LCD 20x4

Todos los lcd de 20x4 requiere una alimentacin de 3v a 5v, a diferencia del lcd 16x2

este dispositivo permite visualizar ms datos en la configuracin de salida, permitiendo

una mayor rapidez en la obtencin y visualizacin de datos configurados en salida en la

pantalla con un PIC.

Los pines de salida del mdulo son:

1

23

4

5

6

7

8

9

10

1112

Tierra

VCC (Por lo general, +5 V)Ajuste de contraste (VO)

Registrar Select (RS).

RS = 0: Comando, RS = 1: Datos

Lectura / escritura (R / W).

R / W = 0: Escribir, R / W = 1: Leer

Enable

Bit 0 (No se requiere en la operacin de 4 bits)




Bit 4Bit 5


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13

14

15

16

Bit 6

Bit 7

LED de luz de fondo del nodo (+)

LED de luz de fondo del ctodo (-)

Por lo general, el dispositivo requiere 8 lneas de datos para proporcionar datos a Bits 0-

7. Sin embargo, esta pantalla LCD se puede configurar para utilizar un modo "de 4

bits", que le permite enviar datos en dos trozos de 4 bits. Esto reduce el nmero de

conexiones GPIO que necesita, al conectarse con su pic.[9]

Fig.10 LCD 20x4

Correspondencia entre los cdigos de caracteres y patrones de caracteres (Cdigo deROM: A00)


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Fig 11.- tabla de correspondencia de datos en la ROM[10]

Instrucciones para LCD 20x4


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Fig. 12.- tabla de instrucciones para el LCD 20x4[10]

VI. Conclusiones

Se pudo explicar los parmetros necesarios en la configuracin inicial de los

puertos presentes en un microcontrolador ya inicializando el valor o

identificando su forma de trabajo.

Al describir las interrupciones se puede observar que al programar existe cdigo

que permite cortar la secuencia que realiza un microcontrolador

Se logra identificar la forma de configuracin que poseen los teclados

matriciales dentro de los microcontroladores permitiendo as la insercin de

datos directos desde una fuente externa.

Al efectuar la revisin sobre de configuracin del microcontrolador cuando al

mismo se le aade pantallas de cristal lquido se identifica como es posible

obtener resultados de un proceso por medio de dispositivos externos que ayudan

a la visualizacin de informacin.


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VII. Referencias bibliogrficas

[1]Manual CCS, http://www.cursos.ucv.cl/eie48700/referencias/CCS_C_Manual.pdf

[2] Programando microcontroladores pic, dialnet.unirioja.es/descarga/

articulo/4587553.pdf

[3] http://xorwf.blogspot.com/2010/08/fusibles-de-configuracion-bits-de.html

[4] FernandoE.,ValdsP.,RamnP., Microcontroladores: fundamentos y aplicaciones

con PIC, Marcobombo S.A., Espaa(2007) pp 36



[6] Microchip, PIC16F882/883/884/886/887 Data Sheet



[8] Users Staff, Microcontrolador, Dalaga S.A., Buenos Aires(2011) pp 66

[9] http://www.raspberrypi-spy.co.uk/2012/08/20x4-lcd-module-control-using-python/

[10] http://www.systronix.com/access/Systronix_20x4_lcd_brief_data.pdf

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