Manual Proteus

Curso de Robtica y aplicaciones a el Aula de Tecnologa

IES Joan Mir Pgina 1

Curso de Robtica y otras aplicaciones en el Aula de

Tecnologa

Pedro Alonso Sanz

IES Joan Mir

Enero 2009

Curso de Robtica y otras aplicaciones en el Aula de Tecnologa


1.- MANEJO DEL LABORATORIO ELECTRNICO VIRTUAL PROTEUS. ............................ 4

1.1.- ISIS (CAPTURA Y SIMULACIN DE CIRCUITOS ELECTRNICOS). ............................................. 4 1.1.1.- Introduccin. ............................................................................................................................. 4

1.1.2.- Captura Electrnica: Entorno Grfico (ISIS) .............................................................................. 5

1.1.3.- Depuracin de programas. ....................................................................................................... 9 1.2.- ARES (DISEO DE PLACAS). .............................................................................................. 17

1.2.1.- Diseo de un esquema con ISIS. .............................................................................................. 17

1.2.2.- Generacin del listado de conexiones Netlis to Ares. .......................................................... 21 1.2.2.1.- Entorno de Trabajo .......................................................................................................................... 22

1.2.3.- Creacin del tamao de la placa de PCB. ............................................................................... 22

1.2.4.- Posicionamiento de los componentes dentro de la placa. ...................................................... 25 1.2.4.1.- Posicionamiento Automtico. ......................................................................................................... 25 1.2.4.2.- Posicionamiento Manual. ................................................................................................................ 26

1.2.5.- Rutado de la pistas. ................................................................................................................ 27 1.2.5.1.- Rutado Automtico. ........................................................................................................................ 28 1.2.5.2.- Rutado manual. ............................................................................................................................... 29

1.3.- CREACIN DE SMBOLOS EN ISIS Y ENCAPSULADOS EN ARES. .......................................... 34 1.3.1.- Creacin de una biblioteca de encapsulados en ARES. ........................................................... 34

1.3.2.- Creacin de un encapsulado en ARES. ................................................................................... 36

1.3.3.- Creacin de una biblioteca de smbolos en ISIS. ..................................................................... 39

1.3.4.- Creacin de un smbolo en ISIS. ............................................................................................. 41

2.- PRINCIPIOS DE FUNCIONAMIENTO DE UN MICROCONTROLADOR PIC. ...................... 47

2.1.- DIAGRAMA EN BLOQUES. ................................................................................................... 49 2.2.- MAPA DE MEMORIA. ........................................................................................................... 50

2.2.1.- Memoria de Programa. .......................................................................................................... 50

2.2.2.- Memoria de Datos. ................................................................................................................. 50

3.- INICIACIN A LA PROGRAMACIN EN C EN UC PIC. ........................................................ 51

3.1.- COMPILADOR CCS. ............................................................................................................... 51 3.1.1.- Introduccin. ........................................................................................................................... 51

3.1.2.- Estructura de un programa. ................................................................................................... 51

3.1.3.- Constantes. ............................................................................................................................. 53

3.1.4.- Tipo de variables. .................................................................................................................... 54

3.1.5.- Operadores. ............................................................................................................................ 55 a) Asignacin. ................................................................................................................................................ 55 b) Aritmticos. ............................................................................................................................................... 55 c) Relacionales. .............................................................................................................................................. 55 d) Lgicos. ...................................................................................................................................................... 55 e) De Bits. ...................................................................................................................................................... 56 f) Punteros. .................................................................................................................................................... 56

3.1.6.- Funciones. ............................................................................................................................... 56 3.2.- MANEJO DE LAS DECLARACIONES DE CONTROL. ................................................................ 59

3.2.1.- If-Else. .................................................................................................................................. 60

3.2.2.- Switch-Case. ....................................................................................................................... 63

3.2.3.- For. ........................................................................................................................................ 66

3.2.4.- While. .................................................................................................................................... 70

3.2.5.- Do-While. ............................................................................................................................. 72 3.3.- CREACIN DE FUNCIONES. ................................................................................................ 74 3.4.- MANEJO Y CREACIN DE DRIVER O LIBRERAS. .................................................................... 80



4.- EJEMPLOS PRCTICOS. ......................................................................................................... 82

4.1.- INTERFACE OPTOACOPLADA ENTRE DISPOSITIVOS DIGITALES Y ANALGICOS ...................... 82 4.1.1.- Control con Rels. ................................................................................................................... 82

4.1.2.- Control con Optotransistores. ................................................................................................. 84

4.1.3.- Control con Optotriac. ............................................................................................................ 86 4.2.- CONTROL DE UNA PANTALLA LCD. .................................................................................... 88

4.2.1.- LCD_ejemplo1.c ...................................................................................................................... 91

4.2.2.- LCD_ejemplo2.c ...................................................................................................................... 92

4.2.3.- LCD_ejemplo3.c ...................................................................................................................... 93

4.2.4.- LCD_ejemplo4.c ...................................................................................................................... 94

4.2.5.- LCD_ejemplo5.c ...................................................................................................................... 95

4.2.6.- LCD_ejemplo6.c ...................................................................................................................... 96

4.2.7.- LCD_ejemplo7.c ...................................................................................................................... 97

4.3.- DIGITALIZACIN DE UNA SEAL ANALGICA CON EL SISTEMA DE ADQUISICIN DE DATOS...... 99 4.3.1.- Conversin_A/D_D/A.c ......................................................................................................... 101

4.3.2.- Conversin_A-D1.c ................................................................................................................ 104

4.3.3.- Conversin_A-D2.c ............................................................................................................... 106

4.3.4.- Conversin_A-D3.c ................................................................................................................ 107 4.4.- CONTROL DE VELOCIDAD Y SENTIDO DE GIRO DE MOTORES DE CORRIENTE CONTINUA. ...... 109

4.4.1.- PWM1.c ................................................................................................................................ 110

4.4.2.- PWM2.c ................................................................................................................................ 111

4.4.3.- PWM3.c ................................................................................................................................ 115 4.5.- CONTROL DE UN SERVO DE POSICIN. ............................................................................. 117

4.5.1.- Control_2_Servos_Posicin.c ................................................................................................ 118 4.6.- DISEO DE MANDOS TRANSMISORES Y RECEPTORES DE RADIO FRECUENCIA. ................... 123

4.6.1.- Introduccin. ......................................................................................................................... 123 4.6.1.1.- Transmisin serie asncrona. ......................................................................................................... 123 4.6.1.2.- Modulacin en AM. ....................................................................................................................... 124 4.6.1.3.- Protocolo de Comunicaciones entre el Mando y el Receptor. ...................................................... 124

4.6.2.- Ejemplo 1 (Transmisin Simple). ........................................................................................... 126

4.6.3.- Ejemplo2 (Transmisin Compleja). ....................................................................................... 131

4.6.4.- Apertura de una puerta. ....................................................................................................... 140

4.7.- DISEO Y CREACIN DE UN ROBOT RASTREADOR Y COCHE TELEDIRIGIDO. ....................... 146



Fabricacin de la Placa Creacin del

Prototipo

Desarrollo del software

Pruebas del

Prototipo Diseo esquemtico

del prototipo

Diseo de la

Placa

En caso de error en el prototipo se

tiene que repetir el proceso

En caso de error se depura hasta

obtener los resultados adecuados

Fabricacin de la Placa

Desarrollo del software

Fabricacin del

Prototipo Diseo esquemtico

del prototipo

Diseo de

la Placa Simulacin del

Circuito

1.- Manejo del laboratorio electrnico virtual Proteus.

1.1.- ISIS (Captura y Simulacin de circuitos electrnicos).

1.1.1.- Introduccin.

El laboratorio virtual electrnico PROTEUS VSM de LABCENTER ELECTRONICS, nos

permite simular circuitos electrnicos analgicos/ digitales y microprocesados. Es capaz de

realizar simultneamente una simulacin hardware y software (Lenguaje de bajo y alto nivel

Ensamblador y C respectivamente) en un mismo entorno grfico. Tambin enlaza con una

herramienta que nos permite desarrollar las placas para realizar los prototipos.

Para ello suministra tres potentes herramientas:

ISIS (Diseo Grfico)

VSM(Virtual System Modelling) Simulacin de Componentes.

ARES (Diseo de Placas).

Las herramientas tradicionales de diseo seguan el siguiente proceso:

Con las herramientas de diseo tradicionales, el desarrollo del software y la comprobacin del

prototipo, no puede realizarse hasta que este no se desarrolla. Esto puede suponer semanas

de retraso. Si se localiza un error hardware, la totalidad del proceso se debe repetir.

Usando Proteus VSM, el desarrollo del software puede comenzar tan pronto como el diseo

esquemtico este acabado y la combinacin del hardware y el software nos permite testear el

prototipo y ver si funciona.



1.1.2.- Captura Electrnica: Entorno Grfico (ISIS)

Isis es un programa de diseo electrnico que permite realizar esquemas que pueden

simularse en el entorno VMS y/o pasarlos a un circuito impreso a travs del entorno de ARES.

Posee una coleccin de bibliotecas de componentes. Permite crear nuevos componentes y su

modelizacin para la simulacin.

Sin entrar profundamente en este entorno (Requerira un libro solo para el entorno de ISIS), se

va a explicar cmo dibujar cualquier circuito electrnico. El programa de ISIS posee un

entorno de trabajo formado por una ventana de trabajo y barras de herramientas.

Para dibujar el circuito electrnico se deben primero seleccionar el modo componentes

Component. y seleccionar el botn P de bsqueda de componentes Pick Devices en las

bibliotecas.

Comandos de

Fichero e

Impresin

Comandos de

Visualizacin

Barra de

Mens

Comandos

de Edicin

Ventana de Edicin

Herramientas

de Diseo

Ventana de componentes y

Biblioteca

Modos de Trabajo

Herramientas de

Diseo Electrnico

Comandos de dibujo

Comandos de rotacin

y reflexin

Barra de simulacin

Barra de estado

Ventana de

Trabajo

Component.

Pick Devices



Ventana de Edicin

Se abre un men asociado a la bsqueda de componentes. Se busca el componente de dos

maneras diferentes por categoras o poniendo el nombre o palabra clave en la ventana

Keywords (Ejemplo: DAC0808_JOAN)

Al localizar el componente adecuado se realiza una doble pulsacin y

aparecer en la columna de dispositivos DEVICE. Se puede realizar esta

accin tantas veces como componentes se quiera incorporar al esquema. Una

vez finalizado el proceso se cierra la ventana de

bsqueda de componentes.

Antes de situar los componentes en la Ventana de trabajo se pude

comprobar la orientacin en la Ventana de Edicin y rotarlos con los

Comandos de Edicin.

Una vez seleccionado el componente en

la Columna de Dispositivos se pincha sobre la

Ventana de Trabajo y este se posiciona. Si pulsamos ms veces sobre dicha ventana se

insertaran componentes con una referencia automtica. (Tiene que

estar activa para ello seleccionar TOOLS Real Time Anotation).

Si pasamos el ratn por encima del componente, aparece una

X en la patilla del componente, esto nos indica que podemos tirar hilo

hasta la siguiente pata de otro o el mismo componente.

Permite localiza los

componentes por nombre

Muestra el resultado de la bsqueda de los

componentes a que bibliotecas pertenecen y

una descripcin breve de cada uno de ellos

Permite localiza los

componentes por categora,

clase y fabricante

Represente el smbolo del

Componente en ISIS y si

est simulado

Represente el encapsulado

del Componente en ARES

es decir su encapsulado

Comandos de Edicin

Columna de Dispositivos

DEVICE

Recorrido del Ratn



Una vez situado los componentes en la Ventana de Trabajo se pueden mover, rotar,

copiar, borrar. Para ello se seleccionan con el botn derecho del ratn (Se ponen en rojo) y se

seleccionan los Comandos de Edicin en Herramientas de Grupo Comandos de

rotacin y reflexin para un solo elemento.

Cada componente electrnico se puede editar, se selecciona con el botn derecho del ratn

(Se pone en rojo) y con el botn izquierdo se abre.

Rotar un conjunto de componentes

Se puede cambiar su referencia y valor Se puede ocultar referencias,

Valores, etc.

Se puede cambiar de encapsulado

Se puede excluir de la simulacin Se puede excluir del diseo de la placa

Rotar un solo componente



Para la unin de diferentes componentes Sin Cables se pueden utilizar el Icono Inter-sheet-

Terminal de la caja de Herramientas de Diseo. Este abrir una ventana donde

aparecen los diferentes terminales.

Si queremos unir cables en forma de bus se utiliza el Icono de la caja de Herramientas de

Diseo y etiquetarlos con el icono del Modo de Trabajo .

Terminal Bidireccional

Terminal por defecto

Terminal de masa

Terminal de salida

Terminal de Alimentacin

Terminal de entrada

Terminal bus

Etiquetado de Cable Etiquetado de bus

Terminal de Alimentacin

Terminal de masa Terminal de salida

Terminal de entrada



Se pueden introducir Generadores de seal, Voltmetros, Osciloscopios, etc. Utilizando los

iconos de las Herramientas de Diseo.

1.1.3.- Depuracin de programas.

Una de las caractersticas importantes del PROTEUS

VSM es la capacidad de depurar programas fuentes de

distintos lenguajes de programacin (Lenguajes

ensamblador, C , Basic, etc). La herramienta que se

utiliza est en la barra de tareas llamada Source

Inter-sheet-Terminal (Terminales)

Device Pin (Patillas de Componentes)

Simulation Graph (Simulacin Grfica) Tape Recorder (Grabadora)

Generator (Generador) Voltaje Probe (Sondas de Tensin)

Current Probe (Sondas de Corriente) Virtual Instruments (Instrumentos Virtuales)

Osciloscopio

Voltmetro (CA) Generador de Tensin Sinusoidal



Con la opcin aadir o remover ficheros fuentes Add/Remove Source files introducimos los

fichero fuentes que queremos aadir a nuestro hardware y elegimos la herramienta de

compilacin (Programa que traduce un lenguaje de programacin a cdigo Binario)

Con la opcin Define Code Generation Tools podemos introducir nuevos compiladores y

depuradores de programas.

Herramienta de Compilacin

Ficheros Fuente

Cambiar el Fichero Fuente

Nuevos Ficheros Fuente Quitar Ficheros Fuente

Se introduce el Compilador C de

CCSC para uC PIC dentro del

Proteus

Generador de Ficheros

Se introduce el Depurador de

Programas en el Proteus



Con la opcin Setup External Text Editor podemos elegir el Editor de Texto.

La opcin Build All compila el programa fuente ejecuta el programa que traduce un lenguaje

de programacin a cdigo Binario.

Si hemos utilizado el editor de texto del Compilador CCSC este nos permite depurar el

programa y ver los errores. Abrimos el Fichero Dec_Hex_Bin.c y ejecutamos el Icono

Compile

Al compilar se genera varios ficheros (ERR, HEX, SYM, LST, COF, PJT, TREE, STA) . El fichero con

Dec_Hex_Bin.COF, nos permite depurar el Programa en el Proteus y el fichero

Dec_Hex_Bin.HEX es el cdigo binario que se introduce de forma real al uC PIC.

Editor de texto del Compilador CCSC Editor de texto del Proteus

Compila un fichero no un proyecto



La forma de introducir el fichero Dec_Hex_Bin.COF en un microcontrolador uC PIC

es seleccionar lo con el botn derecho del ratn (El uC PIC se pondr en color rojo) y pulsar el

botn izquierdo. Se abrir una ventana contextual e introduciremos el fichero.COF.

Una vez cargado del microcontrolador con el programa fuente Dec_Hex_Bin.COF , se puede

proceder a la simulacin del circuito empleando la Barra de Simulacin.

Pulsar con el botn derecho del ratn y

despus con el botn izquierdo

Pulsar con el botn Izquierdo

del ratn y buscar el

fichero.COF deseado

La frecuencia del reloj se fija

aqu independientemente

del hardware que se utilice

externamente (Cristal de

Cuarzo)

Marcha Paso a Paso Pausa Stop



Con la opcin Marcha la simulacin se inicia (el botn se vuelve verde) y funciona en modo

continuo. La simulacin no es en tiempo real.

Con la opcin Stop la simulacin se para.

Con la opcin Paso a Paso permite trabajar en tramos de tiempo predefinidos, permitiendo

utilizar herramientas de depuracin. Esta opcin est asociada a la configuracin de

Animacin, que est en la Barra de Mens en SYSTEM Set Animation Options.

La opcin SPICE Options define las caractersticas de simulacin del

sistema. Son parmetros que podemos manipular para obtener ms

precisin en la simulacin (No se aconseja tocar si se desconocen)

Si disminuimos los parmetros RELTOL, GMIN y PIVTOL el sistema

converge antes, pero es menos preciso.

Aqu , ya se puede simular (Animar) un sistema con microcontroladores .Lo ms interesante de una simulacin es la utilizacin de las herramientas de depuracin que contiene este sistema de desarrollo.

A estas herramientas se accede pulsando primero Pausa de la Barra de Tareas y despus Debug de la Barra de Mens.

Nmero de veces que la pantalla

de ISIS se refresca en 1 Segundo

Tiempo de simulacin por cada uno

de los Frames (Suele ser el valor

inverso a Frames per Second)

Incremento de tiempo que se

desea cada vez que se pulsa la

tecla Paso a Paso

Si los valores en la simulacin son inferiores a

estos valores, no se visualizan los efectos de

Animation Options

Se muestra las corrientes y

tensiones de las puntas de

prueba que tengamos en el

circuito

Se muestra en las patillas de

circuitos de Lgica Digital

unos cuadrito de color

rojo 1 o azul 0

Los cables de los

esquemas toman

diferentes colores

en funcin de la

intensidad que

pasen por ellos.

Se muestran en los cables de los

esquemas el sentido de las Intensidades.



La ventana Watch Window es la ms

verstil se pueden aadir variables propias y

del uC y visualizarlas en plena simulacin.

Barra de Simulacin

Ejecucin de un programa sin puntos de ruptura.

Ejecucin de un programa hasta un tiempo determinado

Herramientas de Ejecucin de

un programa Paso a Paso

Visualizacin de las variables creadas por el usuario y las

propias del microcontrolador, con la simulacin en marcha.

Visualizacin de los registros del uC utilizando las

herramientas de ejecucin paso a paso.

Visualizacin de las variables del sistema mientras se estn

utilizando las herramientas de ejecucin paso a paso.

Visualizacin del programa fuente para poder utilizar las


Visualizacin de la memoria de datos del uC utilizando las


Visualizacin de la memoria

EPROM del uC utilizando las

herramientas de ejecucin

paso a paso.

Visualizacin de la memoria de

Programa del uC utilizando las

herramientas de ejecucin paso

a paso.

Visualizacin de la memoria

Pila del uC utilizando las

herramientas de ejecucin

paso a paso.



Si se pincha con el botn derecho del ratn sobre la ventana Watch Window aparece un

men contextual siguiente:

Permite aadir variables del uC PIC

Permite aadir variables propias

Permite poner puntos de ruptura al programa

en funcin de determinadas variables

Permite seleccionar todas las variables

Buscar variables

Indica el Tipo de variables (Tiene que estar

seleccionada la variable)

Muestra el formato de la variables

Binario, Decimal, Hexadecimal, etc.

(Tiene que estar seleccionada la

variable)



Si queremos ejecutar un programa en modo depuracin, tenemos que realizar los siguientes

pasos:

1.- Crear una carpeta para contener el hardware y el software Representacin en

Binario, BCD, Hexadecimal

2.- Crear un Sistema Microprocesado con PIC en la ventana de trabajo de ISIS

3.- Generamos un programa en C Dec_Hex_Bin.c desde Source ADD/Remove

Source filesNew.

4.- Compilamos el Programa desde CCSC. (Se genera el fichero. COF

Dec_Hex_Bin.COF)

5.- Introducimos el fichero.COF Dec_Hex_Bin.COF dentro del uC PIC.

6.- Ejecutamos Paso a Paso Pause de la Barra de Simulacin.

7.- Pinchamos Debug y abrimos las ventanas siguientes:

Watch Windows

PIC CPU Source Code - U1

PIC CPU Variables - U1

PIC CPU Registers - U1

8.- Ejecutamos paso a paso el programa desde PIC CPU Source Code - U1 utilizando las

Herramientas de Ejecucin y visualizamos como

varan las variables y el hardware. Es conveniente

poner puntos de ruptura y ejecutar de golpe el programa hasta dicho punto.

El triangulo indica la instruccin que se va a ejecutar



1.2.- Ares (Diseo de Placas).

En este manual de ARES se mostrar los pasos bsicos para realizar el rutado de una

placa PCB, no se pretende ensear de forma precisa el manejo del programa pero s las

funciones principales del mismo. Pasos a seguir:

1.2.1.- Diseo de un esquema con ISIS. Buscar componentes que tengan el encapsulado o huella (PCB)

Simulacin en modo continuo, no

permite ver las ventanas de depuracin

a excepcin de Watch Window

Ejecuta una instruccin,

subrutina funcin de

golpe

Permite ejecutar una instruccin. Si es

una subrutina o una funcin entra

dentro de ella.

Trabaja de modo continuo hasta que

encuentra un retorno de cualquier

subrutina o funcin y sale de ella.

Trabaja de modo continuo

hasta que encuentra un

punto de ruptura.

Habilita o deshabilita

los punto de ruptura.

Encapsulado(PCB)

Componente a buscar



Dibujamos el esquema.

Antes de realizar la placa comprobar si algn componente tiene pines o patillas ocultas. Los

Circuitos Integrados ocultan los pines de masa GND, VSS y alimentacin VCC , VDD.

Editamos el Componente

Si est la pestaa Hidden Pins

indica que existen patillas

ocultas



Vemos que patillas estn ocultas pinchando

sobre las pestana Hidden Pin

Para que estas patillas GND VCC se conecten en un circuito real, se tienen que

etiquetar los cables donde queremos unir. Seleccionamos de la barra Modos de Trabajo el

icono etiquetado de cable Wire Label

Buscamos una Masa Tierra GROUND. Seleccionamos el cable que est unido a ella con el

botn derecho del ratn (Se pone rojo) y pulsamos el botn izquierdo. Se abre un men

contextual y escribimos GND.

E

Patillas ocultas

Modos de Trabajo

Etiquetado de Cable

Wire Label

Buscamos una masa GND y seleccionamos el cable con el botn derecho del ratn.

Se abre el men contextual y

escribimos GND.



Buscamos el positivo de la Pila de 5V. Seleccionamos el cable que est unido a ella con el

botn derecho del ratn (Se pone rojo) y pulsamos el botn izquierdo. Se abre un men

contextual y escribimos VCC.

El resultado es el siguiente:

Buscamos el positivo de la pila de 5V y seleccionamos el cable con el botn derecho

del ratn.

Se abre el men contextual y

escribimos VCC.

Nota: Cuando etiquetamos con VCC el cable la simulacin no funciona

Todos los componentes tienen que

tener nombre (Ejemplo: R1, E2, etc ),

si no lo tuvieran no apareceran en el

diseo de la placa.



1.2.2.- Generacin del listado de conexiones Netlis to Ares. Pulsamos el icono de Herramientas de Diseo ARES

Si algn componente no tuviera mscara te pedira que la insertaras, aparece un men

contextual:

Despus de asignar las mscaras a los componentes que no las tenan aparece la Aplicacin

ARES

Herramientas de Diseo

Herramienta de diseo de placas PCB

ARES

Seleccionamos el Encapsulado Dentro de una Biblioteca de

componentes

Pulsamos con el botn izquierdo del

ratn y aparecer aqu

Componente sin encapsulado

Aparecen todos los componentes

que tienen encapsulado para el

diseo de placas



1.2.2.1.- Entorno de Trabajo

1.2.3.- Creacin del tamao de la placa de PCB. Una vez situados los componentes en el Selector de objetos Object Selector con las

Herramientas de diseo grfico 2D Graphics seleccionamos la cuadrado 2D Graphics box

Barra de Mens

Comandos de archivos y

de Impresin

File/Print Commands Comandos de Visualizacin

Display Commands

Comandos de Edicin

Editing Commands Herramientas de Diseo

Layout Tools

Herramientas de Posicionamiento y Rutado

Placing & Routing

Herramientas de emplazamientos de PAD

Pad Placement

Herramientas de diseo grfico

2D Graphics

Herramientas de Rotacin y Reflexin

Rotation & Reflection

Barra de Estado Test de errores

Selector de Caras

Layer Selector

Ventana de Edicin

Selector de Objetos

Object Selector

Ventana de

Trabajo


2D Graphics

Cuadrado

2D Graphics box



Con el Selector de Caras Layer Selector seleccionamos borde de placa Board Edge

Con el ratn nos situamos en la Ventana de Trabajo y dibujamos el tamao de la placa.

Ponemos las cotas y los agujeros para sujetar la placa a un soporte.

Para poner los agujeros para sujetar la placa a un soporte buscamos en Herramientas de

diseo grfico 2D Graphics seleccionamos el circulo 2D Graphics circle


Con el ratn nos situamos en la Ventana de Trabajo y dibujamos el circulo.

Selector de Caras

Layer Selector

Borde de placa

Board Edge

Borde de placa

Board Edge

Agujeros para

sujetar la placa

a un soporte

Cotas


2D Graphics

Cuadrado

2D Graphics circle

Selector de Caras

Layer Selector

Borde de placa

Board Edge



Para poner las Cotas, elegiremos si queremos trabajar en pulgadas o en milmetros. Si

queremos milmetros vamos a los Comandos de Visualizacin y pinchamos sobre el icono

Select Metric/ Imperial Coordinates

Se visualiza en la parte baja derecha de la Ventana de trabajo.

Estas coordenadas X/Y son con respecto a el punto de origen que est en

el centro de la Ventana de trabajo

Si queremos resolucin a la hora de dibujar

(Pistas, Cotas, Tamaos de Placa, etc.), tenemos que

cambiarla, para ello vamos a la Barra de Mens y

seleccionamos VIEW y cambiamos dicha resolucin.

Una vez realizado los ajustes adecuados, procedemos a poner las cotas. Para ello,

buscamos en Herramientas de diseo grfico 2D Graphics y seleccionamos Cotas

Dimension object placement


Con el ratn nos situamos en la Ventana de Trabajo y dibujamos las Cotas.

Selector de Caras

Layer Selector

Borde de placa

Board Edge


2D Graphics Cotas

Dinension object placement

Comandos de Visualizacin

Display Commands

Milmetros/Pulgadas

Select Metric/ Imperial Coordinates

Coordenadas X/Y en mm



1.2.4.- Posicionamiento de los componentes dentro de la placa.

Existen dos posibilidades a la hora de situar los componentes.

1.2.4.1.- Posicionamiento Automtico. Seleccionar en las Herramientas de Diseo Layout Tools el icono Posicionamiento

Automtico dentro de la Placa Autoplace the components onto the board.

Se abre este men contextual marcamos las reglas de diseo y seleccionamos los

componentes que queremos posicionar de forma automtica.

No obstante se puede posicionar determinados componentes de forma manual y el resto de

forma automtica.


Layout Tools

Posicionamiento Automtico dentro de la Placa

Autoplace the components onto the board

Marcamos que componentes queremos

posicionar de forma automtica

Reglas de Diseo y Peso

Restaurar valores



1.2.4.2.- Posicionamiento Manual. Seleccionamos el icono de Edicin y situacin de componentes Component

placement and editing de Herramientas de Posicionamiento y Rutado Placing & Routing y

aparecen los componentes de diseo de la placa en ISIS.

Situamos los componentes en la placa, para ello posicionamos el ratn sobre la placa y

pulsamos el botn izquierdo del ratn y el componente que este marcado en azul en el

Selector de Objetos Object Selector se insertara en la placa.

Componentes de diseo

de la placa en ISIS


Placing & Routing

Edicin y situacin de componentes

Component placement and editing

Selector de Objetos

Object Selector

Uniones entre componentes

Netlis



Los componentes puestos en la placa se pueden mover, cortar, copiar, etc con los

Comandos de Edicin (Conjunto de componentes) y las Herramientas de Rotacin y Reflexin

(Un solo componente). Se seleccionan el los componentes con el botn derecho del ratn

(Se ponen en rojo) y despus se selecciona la herramienta que queremos utilizar (Rotar,

mover, etc).

1.2.5.- Rutado de la pistas. Existen dos posibilidades a la hora de realizar el ruteado. Pero antes de rutar, podemos marcar

las estrategias de diseo. Para realizarlo nos vamos a la Barra de Men y seleccionamos

System Set_Strategies

Marcamos las estrategias para pistas de potencia y para pistas de seal.

Comandos de Edicin

Editing Commands

Herramientas de Rotacin y Reflexin

Rotation & Reflection

Rotacin a Derecha de un componente (90)

Rotacin a Izquierda de un componente (-90)

Reflexin a Derechas de un componente

Reflexin a Izquierda de un componente

Rotacin de un conjunto de componente Mover un conjunto de componente

Copiar un conjunto de componente Borrar un conjunto de componente

Deshacer o rehacer operaciones realizadas

Pistas de Potencia

Optimizar las

esquinas

Tcticas de rutado

Tipo de Vas

Normales

Ciegas Superiores

Ciegas Inferiores

Ocultas

Reglas de diseo

Distancia mnima entre PADs .

Distancia mnima entre PAD y Pista .

Distancia mnima entre Pista .

Distancia mnima a Grficos.

Distancia mnima al Borde de la Placa o

Ranuras.

Tamao de

las Pistas

Tamao de

las Vas

Tipo de

prioridad

Tamao de

las Vas

Tipo cuello

Pistas

Horizontales

y Verticales.

Se trazan

por las

Capas

Superiores



1.2.5.1.- Rutado Automtico. Seleccionar en las Herramientas de Diseo Layout Tools el icono Diseo automtico de

pistas Autorouter the conections specified by de ratsnest.

Se abre este men contextual marcamos las reglas de diseo y seleccionamos los

componentes que queremos posicionar de forma automtica.

Pistas de Seal

Pistas

Horizontales

y Verticales.

Se trazan

por las

Capas

Inferiores


Layout Tools

Diseo automtico de pistas especificadas por las conexiones

Autorouter the conections specified by de ratsnest

Opciones de Rutado

Permiso de rutado

Permiso de Ordenamiento

Proteccin manual de las pistas

trazadas manualmente

Son las estrategias de la Barra de

Men seleccionando System y

Set_Strategies



El diseo quedara:

1.2.5.2.- Rutado manual. Para el rutado manual tenemos las Herramientas de Posicionamiento y Rutado Placing &

Routing

Edicin y situacin de componentes

Component placement and editing

(Componentes del Diseo)

Edicin y situacin de las mascaras

Package placement and editing

(Nos permite editar los encapsulados y

aadir otros tipos de encapsulados

que no son del proyecto).

(Abre el director de Biblioteca de

encapsulados)

Selecciona el Tipo de Pistas

Track placement and editing

Selecciona el Tipo de Vas

Via placement and editing

Planos de Masa o Alimentacin

Zone placement and editing

Herramientas de Posicionamiento Placing & Routing



Si queremos tirar pistas por la cara de abajo de la placa procedemos de la siguiente manera:

Seleccionamos el Tipo de Pistas Track placement and editing

Con el Selector de Caras Layer Selector seleccionamos pistas de tipo Bottom Cooper

Con el ratn nos situamos en la Ventana de Trabajo y dibujamos la pista de una patilla a otra

siguiendo las uniones entre componentes Netlis.

Selector de Caras

Layer Selector

Tipo de Pista

Botton Cooper






Si queremos tirar pistas por la cara de abajo, pasar por una va y tirar pistas por la capa de

arriba procedemos de la siguiente manera:

Seleccionamos el Tipo de Pistas Track placement and editing


Con el ratn nos situamos en la Ventana de Trabajo y dibujamos la pista Bottom Cooper de

una patilla a otra siguiendo las uniones entre componentes Netlis, pulsas dos veces con el

botn izquierdo del ratn segn estas trazando la pista, sale una VA y las pistas pasan a ser

Top Cooper, seguimos trazando la pista y si pulsas otras dos veces con el botn izquierdo del

ratn sale una VA y las pistas pasan a ser Bottom Cooper.

Otra forma ms fcil es poner VA y trazar las pistas con Bottom Top

Cooper .

Selector de Caras

Layer Selector

Tipo de Pista

Bottom

Cooper



Pista Bottom Cooper

Pista Bottom Cooper

VIA

Selecciona el Tipo de Vias

Via placement and editing

Tamao de la VIA




Si queremos que una determinada zona de una cara sea un plano de masa o alimentacin

podemos utilizar Zone placement and editing de las Herramientas de Posicionamiento y

Rutado Placing & Routing


Con el ratn nos situamos en la Ventana de Trabajo y dibujamos la Zona que queremos de

cobre. Aparece un men contextual donde decimos tamao de la zona de cobre, Zonas de

clareo, etc.

La placa queda:

Planos de Masa o Alimentacin

Zone placement and editing


Tipo de Zona

Top Cooper

Selector de Caras

Layer Selector

Clareo

Tamao de las Zona

de Cobre



Si queremos cambiar el tamao o la forma de los PAD de un determinado componente

utilizar herramientas de emplazamientos de PAD Pad Placement

Seleccionamos el tipo de PAD.

Pinchamos el PAD de un componente de nuestro circuito y este se sustituye.

PAD Redondo


Pad Placement

PAD Cuadrado

PAD tipo DIL

Tamao del PAP

Tipo de PAP

Tamao del PAP S50-25

Tamao del PAP S90-50



Utilizando las herramientas de diseo de placas que nos proporciona ARES tenemos como

resultado el siguiente circuito:

1.3.- Creacin de smbolos en ISIS y encapsulados en ARES.

1.3.1.- Creacin de una biblioteca de encapsulados en ARES.

Para crear una Biblioteca propia en ARES, se deben primero seleccionar el modo de edicin y

situacin de componentes Package placement and editing. y seleccionar el botn L

de manejo de Bibliotecas Manage Libraries.

Se abre un men contextual, donde podemos crearnos nuestra propia Biblioteca, aadir

encapsulados de otra Biblioteca, borrar encapsulados, etc.


Placing & Routing

Edicin y situacin de los Encapsulados

Package placement and editing

Manejo de Bibliotecas

Manage Libraries



Cuando pulsamos Create Library tenemos que dar un nombre a la biblioteca

Robtica_ARES y donde queremos crear la biblioteca C:\Archivos de Programa\Labcenter

Electronic\Proteus 6 Professional\Library.

Pulsamos OK y la biblioteca se crea. En la biblioteca nueva Robtica_ARES, podemos

copiar componentes CONN-DIL8 de otras bibliotecas CONNECTORS. Seleccionamos el

encapsulado y damos al icono de copiar Copy Items

Creacin de una Biblioteca

Nos pedir un nmero

mximo de Encapsulados.

Mximo 4000



1.3.2.- Creacin de un encapsulado en ARES.

a) Dibujamos el componente sin PAD.

Abrimos el ARES y seleccionamos Herramientas de diseo grfico 2D Graphics.

Con el Selector de Caras Layer Selector seleccionamos borde de encapsulado Top Silk y

dibujamos el encapsulado.

Biblioteca

Robtica_ARES

Confirmacin

de copia


2D Graphics

Selector de Caras

Layer Selector

Borde de Encapsulado

Top Silk



b) Le aadimos los PAD.

Seleccionamos PAD Redondo de las Herramientas de emplazamiento de PAD

Pad Placement los insertamos en el encapsulado dibujado.

c) Editamos el PAD (Poner un nmero)

Seleccionamos el PAD con el botn derecho del ratn del ratn El PAD se pone blanco y

pulsamos el izquierdo. Numeramos el PAP U con 1.

d) Hacer el encapsulado y almacenarlo.

Seleccionamos el encapsulado con el botn derecho del ratn (se pone en blanco), pinchamos

sobre el icono de realizar un encapsulado Make Package de los Comandos de edicin


Pad Placement

PAD Redondo

Tamao del PAP

Numeramos el PAP

Comandos de Edicin

Editing Commands

Hacer el encapsulado

Make Package



Aparece un men contextual y escribimos el nombre de la huella MOTOR-TRI_ROBOTICA su

categora Connectors, tipo de agujero de PAD agujero pasante Through Hole y la

biblioteca donde se almacena Robtica_ARES

e) Deshacer el encapsulado y almacenarlo.

Seleccionamos el encapsulado con el botn derecho del ratn (se pone en blanco), pinchamos

sobre el icono de deshacer encapsulados. Decompose de los Comandos de edicin

Variamos el encapsulado, lo seleccionamos con el botn derecho del ratn y volvemos

almacenarlo pulsando Make Package

Nombre del

Encapsulado

Tipo de agujero del

PAD

Biblioteca donde se

almacena

Categora

Comandos de Edicin

Editing Commands

Deshacer el Encapsulado

Decompose



1.3.3.- Creacin de una biblioteca de smbolos en ISIS.

Para crear una biblioteca propia en ISIS, se deben primero seleccionar el modo

componentes Component. y seleccionar el botn L de manejo de

bibliotecas Manage Device Libraries.

Se abre un men contextual ,

donde podemos crearnos nuestra

propia biblioteca, aadir smbolos

de otra biblioteca, borrar

smbolos, etc.

Cuando pulsamos Create Library tenemos que dar un nombre a la biblioteca Robtica_ISIS

y donde queremos crear la biblioteca C:\Archivos de Programa\Labcenter Electronic\Proteus

6 Professional\Library.

Component.

Manage Device Libraries

Creacin de una Biblioteca

Nos pedir un nmero

mximo de simbolos.

Mximo 4000



Pulsamos OK y la biblioteca se crea. En la biblioteca nueva Robtica_ISIS, podemos copiar

componentes 2N2907 de otras bibliotecas Bipolar. Seleccionamos el encapsulado y

damos al icono de copiar Copy Items

Biblioteca

Robtica_ISIS

Confirmacin

de copia



1.3.4.- Creacin de un smbolo en ISIS.

a) Dibujamos el componente sin patillas.

Abrimos el ISIS y seleccionamos Comandos de Dibujo

b) Le aadimos pines patillas.

Seleccionamos Patillas de Componentes Device Pin de las Herramientas de Diseo

Ponemos los pines en el dibujo realizado, teniendo en cuenta lo siguiente:

Que los caracteres no estn excesivamente prximos al pin (El pin no conectar con el hilo si esto ocurre y habra que descomponer el componente y modificarlo).

Que el tipo de de rejilla sea mayor de Snap 50th (Ver View de la Barra de Mens), para poder insertar el hilo de forma ms cmoda.

c) Editamos el pin (Poner el nombre y nmero)

Seleccionamos el pin con el botn derecho del ratn del ratn El pin se pone rojo y

pulsamos el izquierdo. Nombramos al Pin U y lo numeramos 1.

Comandos de Dibujo


Patillas de Componentes

Device Pin

Tipo de Pin



d) Hacer el smbolo y almacenarlo.

Seleccionamos el smbolo con el botn derecho del ratn (se pone en rojo), pinchamos sobre

el icono de realizar un dispositivo Make device de los Comandos de edicin

Aparece un men contextual y escribimos el nombre del componente MOTOR-TRI_ROBOTICA

y un parmetro de referencia M.

Nombre

Nmero

Comandos de

Edicin

Make device



Pulsamos Next aparece otra ventana donde podemos asignarle el encapsulado fsico (Si esta

creado lo asignamos, se puede no asignar y pasar a la siguiente ventana contextual). Pulsamos

aadir encapsulado Add/Edit .

Aparece un men contextual donde pulsamos aadir el encapsulado

Aadir Encapsulado

Aadir Encapsulado



Aparece otro men contextual que abre el ARES y elegimos el encapsulado adecuado.

Aparece otro men contextual en el que podemos aadir pines y poner este encapsulado

como principal.

Elegimos el encapsulado adecuado

MOTOR-TRI_ROBOTICA

Ponemos la palabra

clave MOTOR y aparecen

diferentes motores

Vista del encapsulado

Aadir Pines

Encapsulado por defecto

Usar Bibliotecas de

ARES



Si pulsamos asignacin de huella Assign Package(s) esta queda asignada al smbolo de ISIS

Se abre otro men contextual donde se puede introducir el modelo de componte simulado



Se abre otro men contextual donde se puede introducir un documento donde se especifique

sus caractersticas Data Sheet

Se abre otro men contextual donde se le asigna categora, Biblioteca.

Introduccin del

Documento

Categora

Biblioteca



e) Deshacer el smbolo y almacenarlo.

Seleccionamos el smbolo con el botn derecho del ratn (se pone en rojo), pinchamos sobre

el icono de deshacer un dispositivo Decompose de los Comandos de edicin

Variamos el simbolo, lo seleccionamos con el botn

derecho del ratn y la volvemos almacenarlo pulsando

Make Device

2.- Principios de funcionamiento de un Microcontrolador PIC.

Antes de definir un sistema digital basado en microcontroladores habra que definir un

sistema basado en microprocesadores.

Un microprocesador es bsicamente un chip que contiene la CPU (Central Proccesing

Unit) que se encarga de controlar todo un sistema. Un sistema digital basado en un

microcontrolador es un sistema abierto ya que su configuracin difiere segn a la aplicacin a

la que se destine. Se pueden acoplar los mdulos necesarios para configurarlo con las

caractersticas que se desee. Para ello se saca al exterior las lneas de sus buses de datos,

direcciones y control de modo que permita su conexin con la memoria y los mdulos de

entrada/ salida. Finalmente resulta un sistema implementado por varios circuitos integrados

dentro de una misma placa de un circuito impreso.

Comandos de

Edicin

Deshacer el smbolo

Decompose



Un microcontrolador es un sistema cerrado, lo que quiere decir que en un solo

circuito integrado, se disea un sistema digital programable completo. Este dispositivo, se

destina a gobernar una sola tarea que no se puede modificar. Disponen de los bloques

esenciales como CPU, memorias de datos y de programa, reloj, perifricos de entrada/salida,

etc.

Existen multitud de fabricantes de microcontroladores Intel, Motorola, Microchip, etc.

Los microcontroladores PIC de la casa Microchip se caracterizan por ser baratos, por

proporcionar un entorno de desarrollo integrado gratuito MPLAB . Este entorno permite editar

un el archivo fuente del proyecto, ensamblarlo, simularlo en un Ordenador Personal y

comprobar la evolucin de las variables en la memoria RAM, registros, etc.

Los microcontroladores PIC se caracterizan por lo siguiente:

Tienen una arquitectura Hardvard utiliza dos tipos de memorias (Datos y Programa) con buses independientes.

Utilizan un procesamiento segmentado o Pipeline que permiten realizar dos procesos simultneamente a la vez (lectura y ejecucin de instrucciones).

Tiene un reducido grupo de instrucciones (RISC Reduced Instruction Set Computer). Son instrucciones simples que se ejecutan en un solo ciclo mquina (4 ciclos de reloj). El microcontrolador PIC16F876A tiene 35 instrucciones.

Tiene una estructura Ortogonal es decir que una instruccin puede utilizar cualquier elemento de la arquitectura como fuente o destino de datos.

PROGRAMA

1. BSF STATUS,RP0

2. CLRF TRISB

3. MOVLW 0XFF

4. MOVWF TRISA

1 Ciclo 2 Ciclo 3 Ciclo 4 Ciclo 5 Ciclo

Bsqueda 1 Ejecuta 1

Bsqueda 2 Ejecuta 2

Bsqueda 3 Ejecuta 3

Bsqueda 4 Ejecuta 4

Buses

CPU

Memoria

de Datos

(RAM)

Memoria

de

Programa

(EEPROM)

Arquitectura Hardvard

CPU

Memoria

de

Programa y

de Datos

Arquitectura Von Neumann

Buses Buses



El microcontrolador PIC 16F876A es un CHIP de 28 patillas, que se caracteriza por lo siguiente:

Tiene 35 Instrucciones

Tiene una Memoria de Programa de 8192 palabras FLASH

368 byte de Memoria de Datos RAM 256 byte de EEPROM

22 Patillas de entradas/salidas.

Sistema de Adquisicin de datos (5 Entradas Analgicas)

2 mdulos de CCP y PWM. (Comparacin y captura de datos y generadores de seal por Modulacin de Anchura de Pulsos).

Un mdulo de comunicacin serie SPI (Serial Peripheral Interface) I2C (Inter-Integrated Circuit).

Un transmisor-receptor asncrono serie universal USART.

3 Timer (Temporizadores/Contadores).

2 Comparadores de seales analgicas.

2.1.- Diagrama en bloques.



2.2.- Mapa de memoria.

2.2.1.- Memoria de Programa.

Es una memoria tipo FLASH, los programas son almacenados en este tipo de memoria, cuando se desconecta la alimentacin la informacin almacenada no se pierde.(La memoria flash es una forma desarrollada de la memoria EEPROM que permite que mltiples posiciones de memoria sean escritas o borradas en una misma operacin de programacin mediante impulsos elctricos, frente a las anteriores que slo permite escribir o borrar una nica celda cada vez. Por ello, flash permite funcionar a velocidades muy superiores cuando los sistemas emplean lectura y escritura en diferentes puntos de esta

memoria al mismo tiempo.), est compuesta por:

8192 palabras de 14bit. (Cada instruccin ocupa solo una palabra).

Una pila de 8 niveles.

Un solo vector de Interrupcin.

Vector de Reset (Direccin 0000h)

4 zonas de memoria.

2.2.2.- Memoria de Datos.

Es una memoria de tipo RAM (Memoria

de Acceso Aleatorio), se pierde la

informacin cuando se desconecta la

alimentacin

Est compuesta por 4 bancos de

trabajo. Contiene registros (Tipo Byte)

de 2 tipos:

Registros de funciones especiales SFR que sirven para comunicarnos con el hardware interno del PIC.

Registro de Propsito General que nos sirven para almacenar nuestras variables de nuestro programas.



3.- Iniciacin a la programacin en C en uC PIC.

3.1.- Compilador CCS.

3.1.1.- Introduccin.

Un compilador convierte el lenguaje de alto nivel a instrucciones en cdigo mquina. El

compilador CCS C es un compilador cruzado cross-compiler realizado para un determinado

grupo de microcontroladores PIC (Se desarrolla un lenguaje de alto nivel C partiendo de

instrucciones de bajo nivel Ensamblador de los microcontroladores PIC).

El Compilador C de CCS ha sido desarrollado especficamente para PIC. Dispone de una

amplia librera de funciones predefinidas, comandos de preprocesado y ejemplos. Adems,

suministra los controladores (driver) para diversos dispositivos como LCD, convertidores AD,

relojes de tiempo real, EEPROM serie, etc. Las caractersticas generales de este compilador se

pueden encontrar en la direccin www.ccsinfo.com.

Los programas son editados y compilados a instrucciones mquina en el entorno de

trabajo del PC. Estos programas pueden ser depurados con diferentes sistemas de desarrollo

MPLAB , Proteus, etc.

El cdigo mquina puede ser cargado desde el PC al microcontrolador PIC mediante

cualquier programador (ICD2, Bootloader, etc.).

El Lenguaje C de CCS C es estndar que incluye las directivas (#include, etc.),

suministra unas directivas especificas para PIC (#DEVICE,ETC.); adems incluye funciones

especficas (bit-self(), etc.) . (Mirar el manual de CCS C).

Se suministra con editor que permite controlar la sintaxis del programa.

3.1.2.- Estructura de un programa.

Para escribir un programa en C con el CCS C se deben tener en cuenta los elementos bsicos

de su estructura.

Directivas de Preprocesado: Controlan la conversin del programa al cdigo mquina por parte del compilador.

Declaracin de las Funciones: Indicamos que tipo de funcin es.

Programas o Funciones: Conjunto de Instrucciones. Pueden existir varios. Tiene que

existir uno como principal llamado void main().

Instruciones: Indican cmo debe comportarse el uC PIC.

Comentarios: Permiten describir lo que significa cada lnea del programa



/* El Puerto C puede tomar valores comprendidos entre 0 y 255

Si el Puerto C es 0 realizar la funcin de mostrar por el Display de 7 segmentos los nmeros del 0 al 9

con una cadencia de 1 segundo. Despus de este proceso apagar el Display.

Si el Puerto C es 1 realizar la funcin de simulacin de las luces del coche fantstico.

despus de este proceso apagar los Led.

Si el Puerto C es distinto de 0 y 1 realizar una funcin de la raz cuadrada del dato ledo

y devolverlo en una variable llamada resultado y mostrarlo en el Puerto B */

/* ***************************** Directivas de Preprocesado************************************************* */

// (Controlan la conversin del programa a cdigo maquina por parte del compilador)

#include // Incluye el fichero 16F877A al programa tiene que estar en la misma

// carpeta del programa. Define funciones, patillas y registros.

#fuses XT,NOWDT // Define la palabra de configuracin del microcontrolador PIC

// Trabaja con un reloj tipo XT y no utiliza perro guardin Wathdog

#use delay( clock = 4000000 ) // Define la frecuencia del reloj de 4 MHz

#include // Libreras de funciones matemticas.

#include // Libreras de simulacin Luces del Coche Fantstico.

#include // Libreras de simulacin representacin de los nmeros en el Display 7Seg.

#BYTE TRISC = 0x87 // TRISC en 87h.

#BYTE portC = 0x07 // PORTC en 07h.

#BYTE TRISB = 0x86 // TRISB en 86h.

#BYTE portB = 0x06 // PORTB en 06h.

#BYTE TRISD= 0x85 // TRISA en 85h.

#BYTE portD = 0x05 // PORTA en 05h.

#BIT rc0 = 0x07.0 // RC0 en 0x07 patilla 0.


/* ************************************** Declaracin de funciones ****************************************** */

void VariasCosas (int8); // Generacin de la seal cuadrada.

int8 Raiz (int8); // Realiza la raz cuadrada.

// ***************************** Funcin principal o programa principal *******************************************

void main()

{

int8 muestra1; // Variable muestra1 definida como un entero de 8 bit

TRISB = 0B00000000; // Defines Puerto B como SALIDA de datos.

TRISC= 0B11111111; // Defines Puerto C como ENTRADA de datos.

TRISD = 0B00000000; // Defines Puerto D como SALIDA de datos.

portB = 0B00000000; // Reseteamos el Puerto B.

portD = 0B00000000; // Reseteamos el Puerto D.

while (1) // Ejecuta indefinidamente lo que est entre corchetes.

{

muestra1 = portC; // Leemos el Puerto C.

VariasCosas(muestra1); // Ejecuta la funcin VariasCosas definida por la variable muestra1.

}

}

Nombre del Programa

Directivas de Preprocesado

Declaracin de Funciones

Programa Principal

Indica programa principal



3.1.3.- Constantes.

Son nmeros, caracteres, etc

Las constantes se pueden especificar en decimal, octal, hexadecimal o en binario, etc

123 Decimal

0123 Octal

0b01011011 Binario

X Caracter

//******************************** Funcin VariasCosas ******************************************************

void VariasCosas (int8 muestra2)

{

switch (muestra2) // Preguntamos por la variable muestra2 si es 0 ejecuta el case 0, si es 3 el case 3,

// si es distinto de 0 y 3 ejecuta Raz

{

case 0:

LucesFantastico(); // Llamamos a la funcin LucesFantastico

break;

case 1:

NumerosDisplay(); // Llamamos a la funcin NumerosDisplay

break;

default:

{

portB = Raiz(muestra2); // Ejecuta la funcin Raz definida por la variable muestra2.

delay_ms(50); // Temporizamos 50 mS.

}

}

}

//******************************* Funcin Raz ***************************************************************

int8 Raiz (int8 muestra3)

{

int8 resultado;

resultado = SQRT (muestra3);

return(resultado);

}

Funcin VariasCosas

Funcin Raz



3.1.4.- Tipo de variables.

Los programas tienen variables y se ubican en la memoria RAM. Se deben declarar

obligatoriamente antes de usarlas. Para ello se debe de indicar el nombre y el tipo de dato que

manejar. Se define de la siguiente forma:

Tipo Nombre de la Variable = Valor Inicial

Tipo de datos:

Tipo Tamao Rango Descripcin

Int1

Short

1 bit 0 a 1 Entero de 1 bit

Int

Int8


Int16

Long


Int32 32 bit 0 a 4.294.967.295 Entero de 32 bit

Float 32 bit 3,4E 38 (7 dgitos) Coma flotante

Char 8 bit 0 a 255 Carcter

Signed Int8 8 bit -128 a 127 Entero con signo

Signed Int16 16 bit -32.768 a 32.767 Entero largo con signo

Signed Int32 32 bit -231 a +(231-1) Entero de 32 bit con signo

Ejemplo:

Int8 dato=34; // Es una variable de tipo entero de 8 bit (Valores comprendidos entre 0y 255)

que se la inicializa con 34.

Las variables pueden ser locales es decir solo son validas dentro de la funcin o globales que

son validas para todo el programa.



3.1.5.- Operadores.

a) Asignacin.

Transfieren datos de una expresin, una constante o una variable, a una variable.

b) Aritmticos.

Sirven para operar con datos numricos.

Operador Significado

+ Suma

- Resta

* Multiplicacin

/ Divisin

% Mdulo, resto de una divisin entera

-- Incremento

++ Decremento

sizeof Determina el tamao en byte, de un operando

c) Relacionales.

Sirven para comparar nmeros o caracteres.

d) Lgicos.

Permiten crear expresiones lgicas, es decir, basadas en el lgebra de Boole. Una expresin lgica es aquella que da como resultado cierto o falso.

Operador Ejemplo Significado

= a=c Asignacin simple. El contenido de c se introduce en a

+= c + = 4 Incrementa c en 4 unidades.

-= c = 4 Decrementa c en 4 unidades.

*= c * = 4 Modifica c multiplicndolo por 4.

/= c / = 4 Ahora c contendr el cociente de dividir c entre 4.

%= c % = 4 Ahora c contendr el resto de dividir c entre 4.

= 4 Ahora c contendr el resultado de desplazar 4 bits a la derecha a la propia variable c.

&= c & = 4 Se hace la operacin AND entre los bits de c y los del valor 4. El resultado se almacena en c.

|= c | = 4 Se hace la operacin OR entre los bits de c y los del valor 4. El resultado se almacena en c.

^ = c ^ = 4 Se hace la operacin XOR entre los bits de c y los del valor 4. El resultado se almacena en c.


< Menor que

> Mayor que

>= Mayor o igual que



Por ejemplo:

numero < 5 es una expresin lgica, pues puede ser cierto o falso, dependiendo del valor que tenga la variable numero en el momento de evaluar esa expresin. Los operadores lgicos sirven para concatenar dos o ms expresiones lgicas. El resultado final de evaluar el conjunto de esas expresiones tambin ser verdadero o falso; por lo tanto, esas expresiones juntas tambin formarn una expresin lgica.

Ejemplo: (numero < 5) && (nivel >= 2) Tenemos dos expresiones lgicas unidas por un operador lgico, lo que forma otra expresin lgica ms compleja. Si cumple la expresin ser cierta


! Negacin (No)

&& Conjuncin (Y)

|| Disyuncin (O)

e) De Bits.

Realiza operaciones lgicas a nivel de bits independientes, son vlidos con datos de los tipos

char, int, long.

f) Punteros.

Permiten conocer la direccin de memoria en la que est almacenada una variable o una funcin. Tambin sirven para conocer el valor del dato almacenado en una direccin dada.

3.1.6.- Funciones.

Son bloques de sentencias.

Al igual que las variables, las funciones deben definirse y declararse antes de utilizarlas.

Una funcin puede ser llamada desde una sentencia de otra funcin.

Una funcin puede devolver un valor a la sentencia que la ha llamado.

Una funcin puede recibir parmetros o argumentos.


~ Negacin de bits (No)

& Conjuncin de bits (Y)

^ Disyuncin de bits (O)

| O exclusiva (XOR)

>> Desplazamiento de bits a la izquierda

Puntero a estructura



/* El Puerto C puede tomar valores comprendidos entre 0 y 255

Si el Puerto C es 0 realizar la funcin de mostrar por el Display de 7 segmentos los nmeros del 0 al 9

con una cadencia de 1 segundo. Despus de este proceso apagar el Display.

Si el Puerto C es 1 realizar la funcin de simulacin de las luces del coche fantstico.

despus de este proceso apagar los Led.

Si el Puerto C si es distinto de 0 y 1 realizar una funcin de la raz cuadrada del dato ledo

y devolverlo en una variable llamada resultado y mostrarlo en el Puerto B */

/* ***************************** Directivas de Preprocesado************************************************* */

// (Controlan la conversin del programa a cdigo maquina por parte del compilador)

#include // Incluye el fichero 16F877A al programa tiene que estar en la misma

// carpeta del programa. Define funciones, patillas y registros.



#use delay( clock = 4000000 ) // Define la frecuencia del reloj de 4 MHz

#include // Libreras de funciones matemticas.

#include // Libreras de simulacin Luces del Coche Fantstico.

#include // Libreras de simulacin representacin de los nmeros en el Display 7Seg.





#BYTE TRISD = 0x88 // TRISA en 88h.

#BYTE portD = 0x08 // PORTA en 08h.


/* ************************************** Declaracin de funciones ****************************************** */

void VariasCosas (int8); // Generacin de la seal cuadrada.

int8 Raiz (int8); // Realiza la raz cuadrada.

// ***************************** Funcin principal o programa principal *******************************************

void main()

{

int8 muestra1; // Variable muestra1 definida como un entero de 8 bit


TRISC = 0B11111111; // Defines Puerto C como ENTRADA de datos.

TRISD = 0B00000000; // Defines Puerto D como SALIDA de datos.


portD = 0B00000000; // Reseteamos el Puerto D.


{

muestra1 = portC; // Leemos el Puerto C.

VariasCosas(muestra1); // Ejecuta la funcin VariasCosas definida por la variable muestra1.

}

}

LLamada de la Funcin VariasCosas lleva implcita la variable muestra1

Declaracin de Funciones

Funcin Principal

Definicin de la Funcin VariasCosas

Recibe una variable entera de 8 bit int8

Definicin de la Funcin Raiz

Devuelve un valor entero de 8 bit int8



//******************************** Funcion VariasCosas ******************************************************

void VariasCosas (int8 muestra2)

{

switch (muestra2) // Preguntamos por la variable muestra2 si es 0 ejecuta el case 0, si es 3 el case 3,

// si es distinto de 0 y 3 ejecuta Raz

{

case 0:

LucesFantastico(); // Llamamos a la funcin LucesFantastico

break;

case 1:

NumerosDisplay(); // Llamamos a la funcin NumerosDisplay

break;

default:

{

portB = Raiz(muestra2); // Ejecuta la funcin Raz definida por la variable muestra.

delay_ms(50); // Temporizamos 50 mS.

}

}

}

//******************************* Funcion Raiz ***************************************************************

int8 Raiz (int8 muestra3)

{

int8 resultado;

resultado = SQRT (muestra3);

return(resultado);

}

Funcin Raiz lleva implcita la variable muestra3

Muestra3 muestra2

Funcin Raiz devuelve el valor de la variable resultado Llamada de una sentencia

a otra funcin

Llamada a la Funcin SQRT y lleva implcita la

variable muestra3devuelve un valor de 8bit a

resultado

Llamada a la Funcin Raiz y lleva

implcita la variable muestra2

devuelve un valor de 8bit

portB resultado

LLamada de la Funcin delay_ms lleva implcita el parametro 50

Llamada de una sentencia

a otra funcin

Llamada a la Funcin NumerosDisplay

Llamada a la Funcin Luces Fantastico

Funcin VariasCosas lleva implcita la variable muestra2

muestra2 muestra1



3.2.- Manejo de las Declaraciones de Control.

Son sentencias lneas de cdigo usadas para controlar el proceso de ejecucin del

programa. Antes de ver las sentencias bsicas de un programa vamos a explicar que se

entiende por flujo de programa.

Se entiende por flujo de un programa el modo en que se avanza de una instruccin a la siguiente dentro de ese programa. Tambin podramos decir que es la forma en que fluyen las instrucciones por el microcontrolador. Existen tres estructuras de control del flujo:

Estructura secuencial: la siguiente instruccin que se ejecuta es la que est justo a continuacin en el listado del cdigo fuente del programa, y que estar en la siguiente posicin de memoria cuando se compile

Estructura de seleccin: dependiendo del resultado de la evaluacin de una

condicin, seguidamente se ejecutar una instruccin u otra. De este modo el flujo de instrucciones se divide en dos o ms caminos, aunque si la condicin decide avanzar por un camino se abandonarn los otros (no se puede avanzar por ms de un camino a la vez).

Estructura de iteracin o repeticin: la siguiente instruccin que se ejecuta se encuentra antes que la que se acaba de ejecutar, pues ya se ha pasado por ella anteriormente. Diremos que se ha formado un lazo o bucle en el flujo del programa. Normalmente hay que evitar los bucles infinitos, dando la posibilidad de que en algn momento (mediante una condicin) se dejen de repetir las mismas instrucciones.

Instruccin 1

Instruccin 4

Instruccin 2

Instruccin 3

Estructura Secuencial Estructura de seleccin

Estructura de repeticin

si

no

Instruccin 1

Condicin

Opcin 1

Opcin 2

no

si

Instruccin 1

Condicin

Instruccin 2

Instruccin 3

Instruccin 4



Para entender mejor las declaraciones de control, los ejemplos se van a desarrollar en un

entrenador realizado en ISIS.

3.2.1.- If-Else.

La sentencia if-else nos ayuda a tomar decisiones.

Se define de la siguiente manera:

if (expresin) {

Instruccin_1;

Instruccin_n;

}

else {

Instruccin_a;

Incinstruc_z;

}

Instruccin_1

Instruccin _n;

Condicin

Instruccin _a

Instruccin _z;

si no



Programa_1: Leer la Patilla RC0 = 1 (RB0=0 y RB1=1), RC0 = 0 (RB0=1 y RB1=0)

Diagrama de Flujo:

rc0=1?

si no

RC0 = 1 (RB0=0 y RB1=1)

RC0 = 0 (RB0=1 y RB1=0)

// Configuracin

TRISB 0B00000000 // Defines Puerto B como SALIDA de datos.

TRISC 0B11111111 // Defines Puerto C como ENTRADA de datos.

rb0 0 // Apagar D9

rb1 1 // Encender D10

// Reseteamos el Puerto B.

portB 0B00000000

rb0 1 // Encender D9

rb1 0 // Apagar D10



Programa_1.c: ( Mirar el punto 1.1.3.- Depuracin de programas.)

/* Leer la Patilla RC0 si es 1 (RB0=0 y RB1=1) y si es 0 (RB0=1 y RB1=0)(Utilizando directamente la RAM) */

// ********************************* Directivas de Preprocesado************************************

// (Controlan la conversin del programa a cdigo mquina por parte del compilador)

#include // Incluye el fichero 16F877 al programa tiene que estar en la misma

// carpeta del programa define funciones, patillas y registros.



#use delay( clock = 4000000 ) // Define la frecuencia del reloj de 4 MHz y el tipo de reloj que vamos a

// utilizar en las funciones de retardo delay





#BIT rb0 = 0x06.0 // RB0 en 0x06 patilla 0.

#BIT rb1 = 0x06.1 // RB1 en 0x06 patilla 1.


// **************************** Funcin principal o programa principal *******************************

// Se define con un void main,

void main()

{





{

if (rc0 == 1 ) // Preguntamos si RC0=1

// Si RC0=1 ejecuta lo que viene a continuacin.

{

rb0 = 0; // Apagar D9

rb1 = 1; // Encender D10

}

else // Si RC0=0 ejecuta lo que viene a continuacin.

{

rb0 = 1; // Encender D9

rb1 = 0; // Apagar D10

}

}

}



3.2.2.- Switch-Case.

La sentencia switch-case nos ayuda a tomar decisiones mltiples.

Se define de la siguiente manera:

switch (expresin) {

case constante1

Instruccin_1;

Instruccin_n;

break;

case constante2

Instruccin_1;

Instruccin_n;

break;

case constanteN

Instruccin_1;

Instruccin_n;

break;

default: Instruccin_1;

Instruccin_n;

}

Programa_2: Leer el Puerto C

Si PC7..PC2= 0, PC1= 0 y PC0= 0 cargar en el Puerto B= 0b00000011, esperar 1sg, Puerto B= 0b00000000, esperar 1sg.



Instruccin_1

Instruccin _n

break? si

no

break?

si

no

si Instruccin_1

Instruccin _n

Expresin=

Constante2?

no

Expresin=

constante1?

si

no

Instruccin_1

Instruccin _n;

no no

Instruccin_1

Instruccin _n

si Expresin=

ConstanteN?

break?

si




Si PC7..PC2 distinto de 0, PC1 = x y PC0 = x cargar en el Puerto B= 0b00000000.

Repetir el proceso cclicamente.

Diagrama de Flujo:

Programa_2.c

Ejemplo de Switch-Case

// Configuracin

TRISB 0B00000000 // Defines Puerto B como SALIDA de datos.

TRISC 0B11111111; // Defines Puerto C como ENTRADA de datos.

// Reseteamos el Puerto B.

portB 0B00000000

no

portC= 1?

si

portC= 0?

si

no

si

no

portC= 2?

si

portC=3?

no

portB0B00000000

Retardo_1Seg

Retardo_1Seg

portB 0B00000011

portB 0B00000000

Retardo_1Seg

Retardo_1Seg

portB 0B00001100

portB 0B00000000

Retardo_1Seg

Retardo_1Seg

portB 0B00110000

portB 0B00000000

Retardo_1Seg

Retardo_1Seg

portB 0B00110000

portB 0B00000000



Programa_2.c:

// Leer el Puerto C

// Si PC7..PC2= 0, PC1= 0 y PC0= 0 cargar en el Puerto B= 0b00000011, esperar 1sg, Puerto B= 0b00000000, esperar 1sg.




// Si PC7..PC2 distinto de 0, PC1 = x y PC0 = x cargar en el Puerto B= 0b00000000.

// Repetir el proceso cclicamente.

// ************************************ Directivas de Preprocesado *********************************

// (Controlan la conversin del programa a cdigo mquina por parte del compilador)

#include // Incluye el filchero 16F877 al programa tiene que estar en la misma

// carpeta del programa define funciones, patillas y registros.

#fuses XT,NOWDT // Define la palabra de configuarcin del microcontrolador PIC

// Trabaja con un reloj tipo XT y no utiliza perro guardian Wathdog#use

delay( clock = 4000000 ) // Define la frecuencia del reloj de 4 MHz


#BYTE PORTC = 0x07 // PORTC en 07h.


#BYTE PORTB = 0x06 // PORTB en 06h.

// **************************** Funcin principal o programa principal *******************************

void main()

{



PORTB = 0B00000000; // Reseteamos el Puerto B.

while (1) // E

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