Manual SiDePIC-USB.pdf

SSIISSTTEEMMAA EELLEECCTTRRÓÓNNIICCOO SSiiDDeePPIICC--UUSSBB

MMaannuuaall ddee UUttiilliizzaacciióónn

2007

Título: Manual de utilización del sistema electrónico SiDePIC-USB Autor: © Técnicas Formativas, S.L.

C/ San Salvador 4-Bajo 36204. Vigo Pontevedra. España

Se permite la impresión total o parcial de este material, siempre que se mencione la fuente del mismo, a todas aquellas personas, empresas, entidades u organismos públicos que sean propietarios de una o varias placas SiDePIC-USB. Cualquier otro uso tiene que ser autorizado por el autor.

MANUAL DEL SISTEMA ELECTRÓNICO SiDePIC-USB TABLA DE CONTENIDOS 1 INTRODUCCIÓN............................................................................................................. 1 2 COMPONENTES DE SiDePIC-USB............................................................................... 2

2.1 Introducción................................................................................................................. 2 2.2 Zócalos para la inserción de microcontroladores PIC................................................. 3 2.3 Fuente de alimentación................................................................................................ 4 2.4 Interfaz de conexión con el puerto USB del computador personal ............................. 5 2.5 Circuitos de control ..................................................................................................... 5

2.5.1 Circuito de control del modo de funcionamiento ................................................. 5 2.5.2 Circuito de inicialización (RESET) ...................................................................... 6

2.6 Dispositivos periféricos ............................................................................................... 6 2.6.1 Periféricos de entrada .......................................................................................... 6 2.6.2 Periféricos de salida ............................................................................................. 8 2.6.3 Periférico de entrada/salida en serie ................................................................. 11

2.7 Conectores de expansión (J3 y J4) ............................................................................ 12 2.8 Puentes de configuración de los puertos................................................................... 13

2.8.1 Puente conmutador JP1 ..................................................................................... 13 2.8.2 Puente conmutador JP2 ..................................................................................... 14 2.8.3 Puente interruptor JP3 ....................................................................................... 14 2.8.4 Puentes interruptores JP4 y JP5 ........................................................................ 14

3. NORMAS DE INSTALACIÓN...................................................................................... 14 3.1 Colocación de los puentes y otros elementos ............................................................ 15 3.2 Alimentación ............................................................................................................. 15 3.3 Conexión al computador personal y programación del PIC...................................... 15

4. SOFTWARE DE CONTROL ......................................................................................... 16 4.1 Utilización de la herramienta TFPROG .................................................................... 17

5. RESUMEN DE LAS CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS DE LA PLACA. ................. 20

Técnicas Formativas, S.L.

1 INTRODUCCIÓN

SiDePIC-USB es una herramienta hardware diseñada por el Instituto de Electrónica Aplicada “Pedro Barrié de la Maza” y fabricada y comercializada por Técnicas Formativas S.L. (http://www.teforma.com) con el doble objetivo de facilitar el aprendizaje de los microcontroladores PIC y realizar el desarrollo de sistemas electrónicos de control y comunicaciones basados en ellos.

Figura 1 Fotografía del sistema SiDePIC-USB

Las principales características del sistema SiDePIC-USB (cuya fotografía se muestra en la figura 1) son:

• Permite grabar, borrar y leer el programa colocado en la memoria de instrucciones de un microcontrolador PIC.

• Contiene los periféricos necesarios para diseñar y verificar sistemas digitales sencillos. Además es ampliable porque posee la capacidad de expansión suficiente para añadirle sistemas externos más complejos.

• Se puede utilizar para facilitar el diseño rápido de prototipos de sistemas basados en microcontroladores PIC sin necesidad de implementar un sistema electrónico diseñado específicamente. Solamente es necesario implementar la placa de interfaz adecuada, si la aplicación lo requiere. Una vez realizada dicha placa y depurado el programa, se puede grabar la memoria del PIC y montar el sistema (incluido SiDePIC-USB) dentro de una caja cerrada. Para su funcionamiento no es necesario conectarlo a un computador personal pero tiene la ventaja añadida de poder actualizar el programa (Firmware) del sistema cuando se desee, sin más que conectarlo al mismo.

• Se puede utilizar como “depurador en el sistema”. Para ello, mediante un zócalo y un cable adaptador, se conectan los terminales del PIC situado en SiDePIC-USB a

1

Manual de utilización de la placa SiDePIC-USB

una placa externa que contenga a su vez un zócalo para otro PIC. Se puede grabar y borrar el programa del PIC innumerables veces y probar de esta forma diferentes programas inmediatamente.

• Posee el hardware adecuado para conmutar automáticamente del estado de programación de la memoria de programa al estado de ejecución. Esto significa que a partir del instante en que el computador personal transfiere el programa a la memoria del PIC se prueba su funcionamiento sin necesidad de actuar sobre ningún elemento (puente, conmutador, etc.). Esta característica permite que SiDePIC-USB pueda ser utilizado como un sistema para mostrar a los ingenieros de cualquier especialidad las aplicaciones de los microcontroladores en las diferentes tecnologías (mecánica, electricidad, química, etc.).

2 COMPONENTES DE SiDePIC-USB

2.1 Introducción

El sistema SiDePIC-USB, cuyo esquema de bloques se representa en la figura 2, consta de los siguientes elementos, que se describen en sucesivos apartados:

• Zócalos para la inserción de microcontroladores PIC • Fuente de alimentación • Interfaz de conexión con el puerto USB del computador • Circuito de control • Dispositivos periféricos internos • Conectores de expansión para periféricos externos

La figura 3 muestra el plano de situación de los diferentes circuitos que constituyen SiDePIC-USB. La denominación existente en este plano para los distintos elementos se utiliza a lo largo de este manual para referenciarlos.

Circuito de control

Interfaz USB (PIC 16C745)

RB7_U

RB6_U

22 13VCC 5VCC Puesta a cero

RB7_P RB6_P

Zócalos para microcontroladores

PIC 16F84 y 16F87x

RB7

RB6

MCLR/VppMCLR/Vpp

Fuente de Alimentación

13VCC

5VCC

Fuente de Alimentación

13VCC

5VCC

12VCAó

15VCC

5VCC

Barra de expansión

Amplificadores(Drivers)

Periféricos internosm

n

m

Conector de expansión

m

m = n + RB6_P + RB7_P + masa + 5VCC

Comunicaciónvía USB

RB4 – RB5

Figura 2 Esquema de bloques del sistema SiDePIC-USB.

2


Figura 3 Plano de situación (Layout) de los diferentes elementos de SiDePIC-USB.

2.2 Zócalos para la inserción de microcontroladores PIC

SiDePIC-USB tiene tres zócalos, U5, U6 y U7, de 18, 28 y 40 terminales, respectivamente, para soportar la mayoría de las familias de microcontroladores PIC. En concreto, se pueden colocar los microcontroladores PIC16F84A (zócalo U5), PIC16F876A (zócalo U6) y PIC16F877A (zócalo U7), cuyos terminales se indican en las figuras 4, 5 y 6, respectivamente. En el plano de situación de la figura 3 se puede observar que las muescas de los circuitos integrados de las figuras antes mencionadas se colocan en la zona más cercana al conector J3.

Figura 4 Terminales del PIC16F84.

3




Además de los microcontroladores antes citados se puede insertar cualquier PIC compatible con ellos.

Precaución En SiDePIC-USB no se puede conectar más de un microcontrolador de forma simultánea.

2.3 Fuente de alimentación

Es el elemento encargado de suministrar a SiDePIC-USB la tensión continua de +5V y corriente máxima de 500mA (incluidos todos los elementos contenidos en la placa cuando están desinhibidos). También suministra la tensión continua de +13V para programar la memoria de programa del PIC.

A través del conector J2 la fuente de alimentación se puede conectar a la red de alterna mediante un transformador externo que proporcione una tensión mínima de 12V C.A. También se puede conectar a un alimentador de 15V C.C. que también proporcione, al menos, 500mA. Su polaridad es indiferente porque SiDePIC-USB posee un puente rectificador (D2). Una vez conectado el alimentador se ilumina el diodo luminiscente (LED) D4, que indica el correcto funcionamiento de la fuente.

4


La fuente de alimentación de SiDePIC-USB se puede utilizar para alimentar sistemas externos a través de sus conectores de expansión pero debe tenerse en cuenta la limitación de corriente antes citada y el consumo de los periféricos que estén desinhibidos en cada caso.

2.4 Interfaz de conexión con el puerto USB del computador personal

SiDePIC-USB posee un circuito de interfaz con el puerto USB de un computador personal en el que se ejecuta el programa TFPROG de grabación del microcontrolador. La interfaz consta de un PIC16C745 (U1), que tiene un bloque de comunicación USB 1.1. En el programa que se ejecuta en este dispositivo están implementadas las siguientes funciones:

• Recepción y transmisión de datos a través del puerto USB • Control de la placa durante el proceso de grabación • Generación de las señales de reloj (PGC) y datos (PGD) para la programación serie

del PIC conectado en uno de los zócalos de la placa

2.5 Circuitos de control

SiDePIC-USB posee dos circuitos de control: • El circuito de control del modo de funcionamiento. • El circuito de control de inicialización.

En sucesivos apartados se describe cada uno de ellos.

2.5.1 Circuito de control del modo de funcionamiento

SiDePIC-USB posee dos modos de funcionamiento, denominados modo de programación y modo de ejecución, seleccionados mediante la señal del terminal RB4 del PIC16C745, que constituye la interfaz USB.

Dicha señal controla los tres terminales de selección (A, B y C) de cada uno de los multiplexores de dos canales del circuito integrado HCF4053 (U4).

Cuando la señal del terminal RB4 está en nivel “1”, SiDePIC-USB está en modo de programación y los terminales RB6/PGC, RB7/PGD y MCLR del microcontrolador PIC colocado en un zócalo de la placa, quedan conectados de la forma siguiente:

- RB6/PGC -> Al terminal RB6 del PIC16C745 de la interfaz USB. - RB7/PGD -> Al terminal RB7 del PIC16C745 de la interfaz USB. - MCLR -> Al circuito de inicialización y control de la grabación.

Cuando la señal del terminal RB4 está en nivel “0”, SiDePIC-USB está en modo de

ejecución y los terminales RB6/PGC, RB7/PGD y MCLR del microcontrolador PIC colocado en un zócalo de la placa, quedan conectados de la forma siguiente:

- RB6/PGC -> A los periféricos visualizadores y al conector de expansión J2. - RB7/PGD -> A los periféricos visualizadores y al conector de expansión J2. - MCLR -> Al circuito de inicialización y control de la grabación.

5


2.5.2 Circuito de inicialización (RESET)

La inicialización del microcontrolador PIC colocado en un zócalo de la placa se realiza mediante el mismo terminal MCLR utilizado para aplicar la tensión de programación.

El nivel de MCLR se establece mediante un circuito formado por un transistor que se controla a través de los terminales RB4 y RB5 del PIC16C745 de la interfaz USB.

En la tabla 1 se indica la tensión aplicada al terminal MCLR del microcontrolador PIC conectado en un zócalo de la placa, en función del nivel lógico de los terminales RB4 y RB5 del PIC16C745 de la interfaz USB.

RB5 RB4 Tensión aplicada a MCLR Estado

0 0 +5V Ejecución 0 1 +13V Programación 1 X 0 RESET

Tabla 1 Estado del PIC conectado en el zócalo, en función de RB4 y RB5.

MCLR se pone también a nivel cero cuando el usuario acciona el pulsador PB1.

2.6 Dispositivos periféricos

SiDePIC-USB contiene un conjunto de periféricos básicos que permiten ejecutar acciones de entrada/salida sin conectar ningún elemento adicional. Se entiende por periféricos básicos los elementos de entrada/salida incorporados en SiDePIC-USB a los que están conectados directamente los terminales del microcontrolador colocado en un zócalo de la placa. Para añadir periféricos externos diseñados por el usuario se deben utilizar los conectores de expansión J3 y J4 descritos en el apartado 2.7.

A continuación se describen los principales periféricos básicos.

2.6.1 Periféricos de entrada Permiten aplicar variables binarias o una tensión analógica a los terminales de un puerto

del microcontrolador. Están constituidos (Figura 7) por: • Un potenciómetro (R11). • 8 conmutadores de tres posiciones (S1 - S8). • Un micropulsador (PB2)

Figura 7 Periféricos de entrada en paralelo de SiDePIC-USB.

Potenciómetro (R11)

Proporciona una tensión analógica variable entre 0 y 5 voltios a través de un cursor que se conecta al terminal 1 del puente conmutador JP2 (Figura 8). Cuando este puente está colocado entre los terminales 1 y 2 (los situados a la derecha en la fotografía de SiDePIC-USB de la figura 1) dicha tensión se aplica al terminal RA5 de los microcontroladores

6


PIC16F876A y PIC16F877A que constituye la entrada del canal 4 del convertidor analógico-digital situado en su interior.

Figura 8 Circuito del potenciómetro de SiDePIC-USB.

Conmutadores (S1 - S8)

En la figura 9 se representa el esquema de cada uno de los 8 conmutadores, que poseen tres posiciones. Cuando el conmutador está situado en la posición superior, se aplica un “1” lógico (+5V) a su terminal de salida, cuando está situado en la posición inferior se aplica un “0” (masa) y en la posición central está “al aire”.

El terminal de salida de cada conmutador se conecta, directamente o mediante un puente conmutador o interruptor, a un terminal del PIC a través de una de las ocho resistencias R12 - R19 (Figura 9). Los conmutadores están numerados de derecha (S1) a izquierda (S8) tal como se muestra en la figura 8. En la tabla 2 se indica el terminal del microcontrolador al que está conectado el terminal de salida de cada uno de ellos.

Figura 9 Esquema de conexión de los conmutadores de la placa SiDePIC-USB.

El terminal central del conmutador S3 se conecta al terminal RA5 del microcontrolador cuando el puente conmutador JP2 está situado entre los terminales 2 y 3 (Figura 8). Cuando JP2 está situado entre los terminales 1 y 2, RA5 está conectado al terminal central del potenciómetro R11, tal como se indica en el apartado anterior. Esta conexión solo debe ser utilizada en los microcontroladores PIC16F873 y PIC16F876, en cuyo interior se incluye un convertidor analógico/digital.

Para conectar periféricos externos a los terminales RA0 a RA5, RB0 y RB1 del PIC, los conmutadores correspondientes se deben colocar en la posición central.

7


Terminal del PIC Conmutador RA0 S8 RA1 S7

RA2 (a través del puente JP4) S6 RA3 (a través del puente JP5) S5 RA4 (a través del puente JP3) S4 RA5 (a través del puente JP2) S3 RB0(a través del puente JP1) S2

RB1 S1

Tabla 2 Correspondencia de los conmutadores de SiDePIC-USB con los terminales del microcontrolador.

Micropulsador (PB2)

Se utiliza en combinación con el puente JP1 (Figura 10) para aplicar flancos ascendentes y descendentes al terminal de entrada de interrupción RB0 del microcontrolador PIC, que es activo por flanco y configurable por software.

Si el puente JP1 está colocado entre los terminales 1 y 2 (los situados a la derecha en la fotografía de SiDePIC-USB de la figura 1) el micropulsador PB2 queda conectado al terminal RB0 del microcontrolador PIC.

Figura 10 Circuito del micropulsador del sistema SiDePIC-USB.

2.6.2 Periféricos de salida Están constituidos por 8 diodos luminiscentes (D6 - D13) y tres elementos

visualizadores (Displays) de 7 segmentos U8, U9 y U10 (Figura 11) que comparten el puerto B del PIC y por ello se controlan mediante un par de microinterruptores (MI1). El circuito se representa en la figura 12.

Diodos luminiscentes (LED)

Visualizadores 7 segmentos

Figura 11 Periféricos de salida en paralelo de SiDePIC-USB.

8


Figura 12 Circuito de los periféricos visualizadores del sistema SiDePIC-USB.

Los microinterruptores 1 y 2 de MI1 controlan la barra de diodos luminiscentes y el conjunto de los tres visualizadores de 7 segmentos, respectivamente. Cada uno de los microinterruptores activa el periférico correspondiente en la posición superior y lo desactiva en la inferior. Diodos luminiscentes (D6 - D13)

Consta de ocho diodos luminiscentes conectados al puerto B del PIC a través de una de las resistencias R20 a R34 (Figura 12). Los terminales RB0 a RB7 están unidos a los diodos D6 a D13 (Tabla 3), de los que el D13 es el que está situado en el extremo derecho del grupo.

Para utilizar el diodo D13 con el terminal RB0/INT, el puente JP1 (Figura 10) debe estar colocado entre sus terminales 2 y 3 (los situados a la izquierda en la fotografía de SiDePIC-USB de la figura 1). La conexión de los terminales RB6 y RB7 se realiza a través del multiplexor/demultiplexor dado que dichos terminales, además de poder funcionar como entrada/salida, se utilizan durante la programación del PIC como entrada de datos y de la señal de reloj, respectivamente (apartado 2.5.2).

Para activar un determinado diodo se debe poner a “1” el terminal correspondiente del puerto B.

Terminal del PIC Diodo

RB0 (a través del puente JP1) D13 RB1 D12 RB2 D11 RB3 D10 RB4 D9 RB5 D8

RB6 (a través del multiplexor/demultiplexor) D7 RB7 (a través del multiplexor/demultiplexor) D6

Tabla 3 Correspondencias entre los diodos luminiscentes y los terminales del PIC.

9


Visualizadores de 7 segmentos (U10, U11 y U12)

Están constituidos por tres elementos visualizadores (displays) de 7 segmentos (Figura 13), cada uno de los cuales está formado por 7 diodos luminiscentes cuyos ánodos están conectados entre sí a un terminal común. Tal como se indica en la figura 12, el ánodo de cada visualizador está conectado a un transistor BC817 (Q2, Q3 y Q4) que actúa como interruptor controlado mediante un terminal del puerto A. Los cátodos correspondientes al mismo segmento de cada visualizador se conectan entre sí y están controlados por un terminal del puerto B. Las resistencias del grupo R21 - R35 limitan la corriente que circula por los diodos luminiscentes.

Figura 13 Segmentos del visualizador.

Los segmentos se activan mediante el nivel bajo (“0” lógico) y su correspondencia con los terminales del puerto B del PIC se indica en la tabla 4. Al igual que sucede en el caso de los diodos luminiscentes, descritos en el apartado anterior, el terminal RB0 se conecta a través del puente conmutador JP1 (Figura 10), debido a que éste terminal es la entrada de interrupción externa y se utiliza también en combinación con el pulsador PB2 tal como se indica en el apartado 4.2.6.4. Para utilizar el terminal RB0 con el visualizador, el puente JP1 debe estar colocado entre sus terminales 2 y 3 (los situados a la izquierda en la fotografía de SiDePIC-USB de la figura 1). La conexión de los terminales RB6 y RB7 se realiza también a través del multiplexor/demultiplexor dado que dichos terminales, además de poder funcionar como entrada/salida, se utilizan durante la programación del PIC como entrada de datos y de la señal de reloj respectivamente (apartado 2.5).

Terminal del PIC Segmento RB0 (a través del puente JP1) a

RB1 b RB2 c RB3 d RB4 e RB5 f

RB6 (a través del multiplexor/demultiplexor) g RB7 (a través del multiplexor/demultiplexor) punto

Tabla 4 Correspondencia entre segmentos del visualizador y terminales del PIC.

Tal como se indica en la tabla 5, los terminales RA0, RA1 y RA2 del puerto A controlan los visualizadores U8, U9 y U10, a través de los transistores BC817. Además, estos terminales están conectados a los conmutadores S6, S7 y S8. Por ello el control de la visualización se puede realizar de dos formas:

• Colocando cada uno de los conmutadores S6, S7 y S8 en su posición superior o

inferior para asignar a los terminales RA0, RA1 y RA2 los niveles VDD o masa respectivamente. De esta forma cualquier información binaria contenida en el

10


puerto B del PIC se puede visualizar en cualquiera de los tres visualizadores. Por ejemplo, para visualizar el dígito 7 solamente en el visualizador U9 se debe:

1. Configurar el puerto B como puerto de salida y activar la combinación de

segmentos adecuada, que en este caso se logra poniendo a “0” los terminales RB0, RB1 y RB2, y a “1” RB3, RB4, RB5, RB6 y RB7.

2. Colocar los conmutadores S6 y S8 en su posición inferior y el conmutador S7 en su posición superior.

• Colocando los conmutadores en su posición central (al aire) y proporcionando por programa los valores adecuados en los terminales RA2, RA1 y RA0. Por ejemplo, para visualizar el dígito 7 solamente en el visualizador U9 se debe:

1. Configurar el puerto B como puerto de salida y poner a “0” los terminales

RB0, RB1 y RB2, y a “1” RB3, RB4, RB5, RB6 y RB7. 2. Colocar los conmutadores S6, S7 y S8 en su posición central, configurar el

puerto A como puerto de salida y poner a uno por programa el terminal del puerto A correspondiente al visualizador U9. En este caso, se debe poner un “1” en RA1 y un “0” en RA0 y RA2.

Terminal del PIC Visualizador

RA0 U8 RA1 U9

RA2 (a través del puente SW8) U10

Tabla 5 Terminales del puerto A que controlan los visualizadores.

Además, dado que, los segmentos de los tres visualizadores están conectados entre sí y a los terminales del puerto B (PORTB) a través del conjunto de resistencias R21 - R35, si se asigna el valor 1 a RA0, RA1 y RA2, se visualiza el mismo dígito en los tres. Para visualizar una combinación de tres dígitos diferentes es necesario realizar una multiplexación temporal por programa.

2.6.3 Periférico de entrada/salida en serie

El periférico de entrada/salida en serie es un procesador de comunicaciones normalizado RS-232 que se puede utilizar para conectar SiDePIC-USB con cualquier otro periférico (computador personal, ratón, autómata programable, etc.) que posea un puerto serie normalizado RS-232, a través del conector J5. Está realizado con el circuito integrado ICL232 (U11), que adapta los niveles eléctricos del PIC a los niveles de la norma y está accesible a través del conector DB9 macho J5 (Figura 14). Los puentes interruptores JP6 y JP7 conectan los terminales RC6 y RC7 de los PIC de 28 y 40 terminales que incorporan un puerto serie, con los terminales del circuito ICL232 según la tabla 6. Si los puentes no están colocados, dichos terminales sólo están conectados al conector de expansión J3 para que se puedan utilizar con otros periféricos.

Puente Terminal del PIC

Terminal del MAX232

JP6 RC7 R1OUT JP7 RC6 T1IN

Tabla 6 Puentes de conexión entre terminales del PIC y del MAX232.

11


Figura 14 Circuito del puerto serie RS-232 de SiDePIC-USB.

2.7 Conectores de expansión (J3 y J4)

SiDePIC-USB tiene un conector normalizado del tipo IDC de 16 y otro de 26 terminales (J4 y J3, respectivamente). Los diferentes terminales de los puertos de entrada/salida de los microcontroladores PIC que se pueden colocar en un zócalo de la placa se conectan a los terminales de ambos conectores tal como se indica en las figuras 15a y 15b.

Los terminales de los puertos A, B y C (presentes en todos los microcontroladores PIC de 18 y 28 terminales) están conectados al conector J3 y los terminales de los puertos D y E (presentes en los microcontroladores PIC de 40 terminales) están conectados al conector J4. Se logra así que cualquier terminal de cualquier puerto de entrada/salida del PIC se pueda conectar a periféricos externos a la placa SiDePIC-USB.

Además, la tensión de alimentación (VDD y masa) están conectadas a determinados terminales de los conectores J3 y J4 (figuras 15ª y 15b). De esta forma los periféricos externos se pueden alimentar mediante la fuente de alimentación de SiDePIC-USB, siempre y cuando el consumo total de los mismos no supere 500mA. En caso contrario se debe utilizar una fuente de alimentación independiente. También se conecta el terminal MCLR (entrada de inicialización del PIC) al terminal 25 de J3.

19

1

3

5

7

9

11

13

15

17

21

23

25

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

22

24

26

J3RC0RC1RC2RC3RC4RC5RC6RC7

MasaMasaRA5Vdd

MCLR

RB7RB6RB5RB4RB3RB2RB1RB0RA3RA2RA1RA0RA4

1

3

5

7

9

11

13

15

2

4

6

8

10

12

14

16

J4RE1RE0

MasaVdd

RD7

RE2RD0RD1RD2RD3RD4RD5RD6

a) b) Figura 15 Correspondencia de los terminales de los puertos del PIC con los conectores de expansión J3 y

J4.

12


Tal como se indica en el apartado 2.6.3, la conexión de los terminales RB6 y RB7 se realiza a través del multiplexor/demultiplexor dado que dichos terminales, además de poder funcionar como entrada/salida, se utilizan durante la programación del PIC como entrada de datos y de la señal de reloj respectivamente (apartado 2.5.2).

En la figura 16 se incluye una fotografía parcial de SiDePIC-USB en la que se pueden ver ambos conectores.

J4

J3

121516

12

2526

J4

J3

121516

12

2526

Figura 16 Fotografía de los conectores de expansión de SiDePIC-USB.

2.8 Puentes de configuración de los puertos

Algunos de los terminales de los puertos de los diferentes microcontroladores PIC tienen otras funciones además de la de entrada/salida. Por ello para proporcionar al usuario de SiDePIC-USB la posibilidad de utilizar la placa en diferentes tipos de aplicaciones, se ha colocado un conjunto de puentes interruptores y conmutadores que se muestran en la fotografía de la figura 17 y se describen a continuación.

1 2 3

Figura 17 Fotografía de los puentes de configuración de los puertos.

2.8.1 Puente conmutador JP1

Dado que el terminal RB0 del puerto B de los microcontroladores PIC es el terminal de entrada INT de interrupción externa, se precisa un puente para seleccionar su

13


funcionamiento como entrada de interrupción y como terminal de salida. Si el puente está colocado entre los terminales 1 y 2 (los situados a la derecha en la fotografía de SiDePIC-USB de la figura 1), el PIC puede recibir flancos generados por el pulsador (apartado 2.6.4) o a través del conector J3. Si por el contrario está colocado entre los terminales 2 y 3 (los situados a la izquierda), se utiliza como terminal de salida que controla uno de los segmentos de los visualizadores (el segmento a) y el diodo luminiscente D6, descritos en el apartado 2.6.5.

2.8.2 Puente conmutador JP2

Dado que el terminal RA5 del puerto A de los microcontroladores PIC16F873 y PIC16F876 es uno de los terminales de entrada de tensión analógica para el convertidor analógico/digital, se precisa de un puente para desconectarlo del potenciómetro R11 que proporciona la tensión analógica a dicho terminal. Si el puente está colocado entre los terminales 1 y 2 (los situados a la derecha en la fotografía de SiDePIC-USB de la figura 1), el terminal RA5 está conectado al conmutador S5. Si por el contrario está colocado entre los terminales 2 y 3 (los situados a la izquierda), el terminal RA5 recibe la tensión proporcionada por el potenciómetro R11.

2.8.3 Puente interruptor JP3

Dado que el terminal RA4 del puerto A de los microcontroladores PIC es el terminal de entrada TOCKI de impulsos del temporizador TMR0 cuando trabaja en modo contador, se precisa un puente para desconectarlo del conmutador al que está asociado como terminal de entrada a fin de poder utilizar la entrada TOCKI no sólo con los conmutadores sino con otra finalidad. De esta forma si el puente interruptor JP3 está colocado, el terminal RA4/TOCKI es la entrada del estado del conmutador S4 (apartado 2.6.3) y si se extrae el puente, el terminal queda disponible a través del conector de expansión J3.

2.8.4 Puentes interruptores JP4 y JP5

Los terminales RA2 y RA3 del puerto A son, en los modelos PIC16F873 y PIC16F876, terminales de entrada de una tensión analógica externa (VREF) negativa y positiva respectivamente. Por ello es necesario un puente para seleccionar su funcionamiento como terminales de entrada de tensión externa a través del conector de expansión J3 (sin puente) o como terminales de entrada del estado de los conmutadores S6 y S5 (puentes colocados), descritos en el apartado 2.6.3.

3. NORMAS DE INSTALACIÓN

El sistema SiDePIC-USB consta de los siguientes elementos:

• La placa de desarrollo de sistemas electrónicos basados en los microcontroladores PIC descrita en los apartados anteriores.

• Un alimentador que convierte de 220 V de tensión alterna a 9 V de tensión continua o alterna.

• Un cable para conectar la placa al puerto USB del computador personal. • El software TFPROG para la grabación del programa en el PIC colocado en el

zócalo.

14


3.1 Colocación de los puentes y otros elementos

Para que la placa funcione con los periféricos internos es necesario que los puentes interruptores y conmutadores estén colocados correctamente. Compruébese que los puentes JP1 y JP2 unen los terminales situados a la derecha en la fotografía de SiDePIC-USB de la figura 17, y que los puentes JP3, JP4 y JP5 están colocados.

Los puentes interruptores JP6 y JP7 que se encuentran en la parte inferior izquierda de la placa, próximos al conector DB9, deben estar colocados si se va a utilizar el procesador de comunicaciones del microcontrolador colocado en uno de los zócalos de la placa.

Los microinterruptores MI1 de la parte superior derecha de la placa (Figuras 1 y 4) deben estar en su posición superior si se necesita visualizar alguna información en los periféricos correspondientes.

Sólo puede haber un microcontrolador colocado en la placa porque en caso contrario se destruye alguno. Se recomienda al usuario que inserte el PIC con el sistema desconectado de la fuente de alimentación. La muesca del circuito integrado debe quedar situada próxima al conector J3.

3.2 Alimentación

Una vez efectuadas las comprobaciones indicadas en el apartado anterior, la placa está en condiciones de ser alimentada.

Enchúfese el alimentador al conector J2 situado en la parte superior de la placa. A continuación conéctese el alimentador a la red de 220 V de alterna. En este instante se debe iluminar el diodo luminiscente de color rojo situado en la parte superior izquierda de SiDePIC-USB, próximo a J2. Si dicho diodo no se ilumina, es síntoma de avería.

El diodo luminiscente verde D5, situado a la derecha del PIC16C745 (ver la fotografía de la figura 1) indica programación o lectura. Cuando está iluminado indica que se está efectuando una operación de grabación o lectura de la memoria del microcontrolador conectado en uno de los zócalos de la placa.

3.3 Conexión al computador personal y programación del PIC

Para que se establezca la comunicación entre SiDePIC-USB y el ordenador hay que instalar en este último el controlador de dispositivo correspondiente a la placa.

En la sección “Descargas” de la dirección http://www.teforma.com se puede descargar el archivo HIDCOMM.EXE que constituye dicho controlador de dispositivo. El mismo está diseñado para los sistemas operativos Windows 2000/NT/XP.

Una vez instalado el controlador, el sistema operativo permitirá establecer comunicación con la placa, lo cual se puede verificar de la siguiente forma:

1. Conéctese el cable USB suministrado, a uno de los puertos USB del computador personal y al conector J1 de SiDePIC-USB

2. Abrir el “Administrador de dispositivos” (Panel de control → Sistema → Hardware).

En la ventana del administrador de dispositivos, debe indicarse que la placa se reconoce por el sistema operativo como un dispositivo de interfaz humana (HID, Human Interface Device), tal como se muestra en la figura 18.

A continuación, se debe instalar el programa TFPROG para grabar la memoria del PIC. Este programa también se puede descargar de la mencionada dirección.

15


Figura 18 Ventana del administrador de dispositivos

4. SOFTWARE DE CONTROL Para leer y grabar la memoria de datos y de programa del microcontrolador colocado en

uno de los zócalos de la placa SiDePIC-USB se ha desarrollado la herramienta informática TFPROG. Esta herramienta posee las siguientes características:

• Posee una interfaz gráfica de usuario, mostrada en la figura 19, sencilla e intuitiva, que facilita las operaciones que se realizan con el microcontrolador colocado en uno de los zócalos de la placa.

• Controla la comunicación entre el computador y la placa SiDePIC-USB a través de la interfaz de comunicación USB.

• Detecta el modelo de microcontrolador colocado en uno de los zócalos de la placa y configura el modo de interactuar con él.

• Realiza la grabación del programa en lenguaje máquina, en formato Intel-HEX en la memoria del microcontrolador colocado en uno de los zócalos de la placa.

• Realiza la lectura del contenido tanto de la memoria de programa como de la de datos del microcontrolador colocado en uno de los zócalos de la placa.

• Realiza la verificación de la información grabada en la memoria del microcontrolador colocado en uno de los zócalos de la placa.

16


Figura 19 Interfaz gráfica del programa TFPROG.

4.1 Utilización de la herramienta TFPROG

La parte superior de la interfaz de usuario de la herramienta TFPROG está constituida por la barra de menú y la de herramientas (Figura 20). A través de cualquiera de ellas el usuario puede dar las órdenes necesarias para ejecutar las operaciones anteriormente mencionadas.

Figura 20 Barra de herramientas y menú de la interfaz de usuario de TFPROG.

En la tabla 7 se describen las operaciones que se pueden realizar con el programa TFPROG.

En la zona inferior de la interfaz de usuario (Figura 19) se pueden observar tres ventanas:

• Ventana “Programa” (superior izquierda) Si se ejecuta la acción “Abrir archivo”, en esta ventana se muestra el programa en lenguaje máquina transferible a la memoria del microcontrolador. Si se ejecuta la acción “Leer la memoria del PIC”, en esta ventana se muestra el contenido de la memoria de programa del microcontrolador.

• Ventana “Configuración” (superior derecha) Si se ejecuta la acción “Abrir archivo”, en esta ventana se muestran los datos transferibles a la memoria de configuración del microcontrolador. Si se ejecuta la

17


acción “Leer la memoria del PIC”, en esta ventana se muestra el contenido de la memoria de configuración del microcontrolador.

• Ventana “Resultados” (inferior) Muestra los mensajes generados después de haber realizado alguna de las operaciones propias de la herramienta TFPROG.

La primera operación que realiza el programa TFPROG es la verificación de la

conexión entre la placa SiDePIC-USB y el computador. Si la placa está conectada y funciona correctamente, se muestra el mensaje “ACTIVO” en color verde intenso en la zona inferior izquierda de la interfaz de usuario. A continuación, TFPROG comprueba el modelo de microcontrolador que está colocado en uno de los zócalos de la placa. Una vez reconocido el microcontrolador, se visualiza la identificación en la zona inferior izquierda de la interfaz de usuario y se ajustan los parámetros para la grabación y la lectura de la memoria del mismo.

Si se produce algún error en la comunicación entre la placa SiDePIC-USB y el computador, se muestra un mensaje de advertencia al usuario junto al mensaje “INACTIVO”, en color rojo intenso, en la zona inferior izquierda de la interfaz de usuario.

18


Acción Botón Orden del menú

Combinación de teclas Función

Abrir archivo Archivo-Abrir Ctrl + O

Carga en la memoria de TFPROG un archivo en formato Intel-HEX para su posterior grabación en la memoria del microcontrolador colocado en uno de los zócalos de la placa..

Guardar archivo

Archivo-Guardar Ctrl + S

Guarda la información almacenada en la memoria de TFPROG (datos y programa en lenguaje máquina) en formato Intel-HEX, en cualquiera de los tipos de memoria auxiliar (disco duro, disco extraíble, etc.) del computador.

Grabar memoria del PIC

Herramientas-Grabar PIC -

Transfiere la información almacenada en la memoria de TFPROG a la memoria del microcontrolador colocado en uno de los zócalos de la placa.

Leer la memoria del PIC

Herramientas-Leer PIC -

Lee el contenido de la memoria del microcontrolador colocado en uno de los zócalos de la placa y lo muestra en la ventana correspondiente de la interfaz de usuario de TFPROG.

Verificar la memoria del PIC

Herramientas-Verificar Programa

-

Verifica que el contenido de las memorias de programa y de configuración del microcontrolador colocado en uno de los zócalos de la placa coincida con la información almacenada en la memoria de TFPROG.

Borrar la memoria del PIC

Herramientas-Borrar PIC -

Borra el contenido de la memoria del microcontrolador colocado en uno de los zócalos de la placa. Esta opción sólo se activa para los modelos de microcontrolador que posean memoria de tipo FLASH.

Verificar el borrado de la memoria del PIC

Herramientas-Verificar Borrado

-

Verifica que la memoria del microcontrolador colocado en uno de los zócalos de la placa está borrada.

Salir Archivo-Salir Ctrl + E Finaliza la ejecución del programa TFPROG.

Tabla 7 Función de las órdenes del programa TFPROG.

19


5. RESUMEN DE LAS CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS DE LA PLACA. Dimensiones Largo: 160mm

Ancho: 100mm Altura: 20mm (incluye el componente de mayor altura).

Peso aproximado: 250g. Consumo máximo de corriente con todos los periféricos desinhibidos: 350mA. Tensión de alimentación: 12V C.A. ó 15V C.C. mediante adaptador externo. Interfaz de comunicación: USB 1.1. Periféricos de entrada: 8 Conmutadores de tres posiciones. 1 Pulsador. 1 Potenciómetro.

Interfaz de comunicación serie RS-232. Periféricos de salida: 3 Visualizadores de 7 segmentos. 8 Diodos LEDs Interfaz de comunicación serie RS-232. Conexión de periféricos:

1 Conector de 16 terminales. 1 Conector de 26 terminales.

Generación de la tensión de programación del microcontrolador: Interna.

20

Manual SiDePIC-USB.pdf

Documents

Transcript of Manual SiDePIC-USB.pdf