ESCUELA POLITCNICA NACIONAL FACULTAD DE INGENIERA ELCTRICA Y ELECTRNICA

LABORATORIO DE CONTROL CON MICROPROCESADORES PRCTICA NO. 01

COMUNICACIN SERIAL ASINCRNICA

COMUNICACIN SERIAL ASINCRNICA

1. OBJETIVO Familiarizar al estudiante con el uso del prtico de comunicacin serial (USART) del

microcontrolador ATMEGA164P y el puerto serial del computador personal.

2. DESARROLLO 2.1. Consultar los comandos que permiten manejar el puerto de comunicacin serial de un PC,

mediante Visual Studio, Matlab y LabView.

VISUAL STUDIO

Estos son los comandos e instrucciones ms frecuentes para utilizar el puerto serie:

Principales mandatos para utilizar el puerto serie:

Serie = My.Computer.Ports.OpenSerialPort("COM1") 'Constructor

'Definir las caractersticas de la comunicacin

Serie.BaudRate = 19200 'velocidad de comunicaciones

Serie.DataBits = 8 'Longitud para Byte de datos

Serie.Parity = Parity.Even 'paridad(enumeracion parity)

Serie.StopBits = StopBits.Two 'Bits parada despus datos

'Abrir/Control/Liberar Puerto

Serie.Open() 'Abrir el puerto Serie

Serie.Close() 'Cerrar el Puerto Serie

Serie.Dispose() 'Liberar objecto

Dim SiNo As Integer

SiNo = Serie.IsOpen 'El Puerto esta abierto?

Dim Puerto As String

Puerto = Serie.PortName 'Nombre del puerto

'Manejo y Control de seales

Dim Estado As Boolean 'True=Activa / False=Inactiva

Estado = Serie.CDHolding 'Estado de la seal carrier detect

Estado = Serie.CtsHolding 'Seal Clear to Send

Estado = Serie.DsrHolding 'Seal Data Set Ready

Serie.DtrEnable = True 'Activar de Data Terminal Ready

Serie.RtsEnable = True 'Activar Request To Send

'Control Transmission/Recepcion

Serie.ReadBufferSize = 1024 'Definir tamao buffer recepcion

Serie.WriteBufferSize = 1024 'Definir tamao buffer envio

Serie.ReadTimeout = 10 'Fuera de tiempo en rececin

Serie.WriteTimeout = 10 'Fuera de tiempo en transmisin

Serie.Handshake = Handshake.XOnXOff 'Control recepcion/envio

Serie.DiscardInBuffer() 'Borrar buffer de entrada

Serie.DiscardOutBuffer() 'Borrar buffer de salida

'Enviar datos

Contador = Serie.BytesToWrite 'Bytes en espera de ser escritos

Serie.Write("Hola Mundo") 'Enviar una cadena de caracteres

Serie.WriteLine("Hola Mundo") 'Enviar una lnea

'Leer datos

Dim Contador as Integer

Contador = Serie.BytesToRead 'Bytes en espera de ser leidos

Serie.ReadByte() 'Leer un byte

Serie.ReadChar() 'Leer un char

Serie.ReadLine() 'Leer una linea

Serie.ReadExisting() 'Leer datos existentes en buffer

MATLAB

Este es una forma bsica de conectarse al puerto serial utilizando matlab.

%configurando puerto y dando de alta s como objeto asociado al com1

s=serial('COM1', 'BaudRate', 9600);

% abriendo el puerto

fopen(s);

%lee una linea de texto y la almacena en "datos" no incluye terminador

datos = fgetl(s);

%escribe datos en el puerto en binario

fwrite (s,datos);

% cerrando el puerto

fclose(s); % borrando el objeto de memoria delete(s) clear %algunas instrucciones asociadas con este puerto en matlab

fgetl (serial)

fgets (serial)

fopen (serial)

fprintf (serial)

fread (serial)

fscanf (serial)

fwrite (serial)

get (serial)

instrcallback

instrfind

instrfindall

isvalid (serial)

length (serial)

load (serial)

readasync

record

save (serial)

serial

serialbreak

set (serial)

size (serial)

stopasync

LabView

Para establecer una comunicacin serial en este programa se hace uso de VISA serial, y los

siguientes comandos:

1. VISA CONFIGURE SERIAL PORT

Inicializa las especificaciones del puesto serial para VISA resource name

2. VISA Write

Escribe el dato desde el buffer de escritura hacia el dispositivo o interface especificado por

VISA resource name

3. VISA Read

Lee el nmero especificado de bytes desde el dispositivo o interface especificado por VISA

resource name y retorna los datos en el buffer de escritura.

4. VISA Close

Cierra una sesin con el dispositivo o un evento especificado por VISA resource name.

5. Propiedades del Nodo

Leer y/o escribe propiedades como una referencia. Use las propiedades del noto para obtener

o configurar propiedades y mtodos en aplicaciones locales o remotas. Tambien s puede usar

para acceder a datos privados en LabVIEW.

6. VISA Serial Brake

Enva una parada en salida especificada. Se puede especificar su uso como automtico o de

modo manual.

7. VISA Set I/O Buffer Size

Configura el tamao del buffer de entrada/salida. Ejecuta Configure Seria Port VI primero si

est configurando el tamao de un buffer de puerto serial.

8. VISA Flush I/O Buffer

Nivela el buffer de entrada/salida especificado por mask

2.2. Realizar un programa para el uC, el cual permita mostrar en 8 leds el dato que recibe

por comunicacin serial desde el computador, adicionalmente el uC debe enviar el

estado de 8 interruptores conectados a uno de sus puertos a travs del puerto serial.

ANLISIS DE ENTRADAS Y SALIDAS

Para este programa se necesitarn las siguientes variables:

SELECCIN DEL MICROCONTROLADOR

Los requerimientos mnimos ms importantes que debe tener un microcontrolador sern:

1 Canal USART

16 terminales I/O

Frecuencia de oscilacin de 8Mhz

Otros requerimientos sern:

16 Kbytes de memoria flash

Frecuencia de operacin 8MHz

1 Kbyte de memoria SRAM

512 bytes memoria EEPROM

Voltaje de alimentacin tpico de 5V.

Con estas caractersticas, usando el selector de microcontroladores de ATMEL, tenemos un

total de 21 dispositivos que nos pueden servir para esta aplicacin, entre los que se

encuentran: AT90CAN128, AT90CAN128 Automotive, AT90CAN32, AT90CAN64, ATmega16,

ATmega164P Automotive, ATmega64, etc.

Debido al conocimiento y familiaridad se usar el microcontrolador ATMEGA164PA.

DIMENSIONAMIENTO DE DISPOSITIVOS

Para controlar la corriente que circula por los Leds se requerirn resistencias limitadoras,

para su dimensionamiento se tiene lo siguiente:

Para un led los valores tpicos de voltaje y corriente son:

Por lo que las resistencias limitadoras sern:

DIAGRAMA DE FLUJO

INICIO

Definicin de uC

ATEMGA164PA

Definicin de constantes y variable

Definicin de vectores de direccionamiento.

0x00 (Reset) y (0x28) Rx USART0

Configuracin E/S

8 pines entrada (Dip-Switch), 8 pines de salida (Leds), Terminales

USART.

Configuracin Stack Pointer

Configuracin Comunicacin Serial

9600 Bauds, 8 Bits, Sin paridad, 1 bit de parada.

Impresin Dato Recibido USART en leds.

Rx Serial

Interrupcin

Configuracin E/S

Guardar Dato Recibido USART

Enviar estado de Dip-Switch mediante puerto USART a la PC.

REGRESAR

CDIGO (Assembler)

/* * Practica_01_Comunicaci?n_serial.asm * * Created: 14/04/2015 20:07:40 * Author: Byron Sarabia */ //Definicin del uC .include "m164pdef.inc" //Definicin de Constante y Variables .dseg .equ frecuencia=8000000 .equ bauds=9600 .def tempo=r16 dato_recibido: .byte 1 //Vectores de Direccionamiento .cseg .org 0x00 jmp inicio .org 0x28 jmp rx_dato inicio: //Configuracin de entradas y salidas ldi tempo,0b1111_1111 out ddra,tempo ;Puerto A como salida ldi tempo,0b0000_0010 out ddrd,tempo ;D0-Rx como entrada y D1-Tx como salida ldi tempo,0b0000_0000 out ddrc,tempo ;Puerto C como entrada ldi tempo,0b1111_1111 out portc,tempo ;Activacin de pull-up //Configuracin de stack pointer ldi tempo,high(ramend) out sph,tempo ldi tempo,low(ramend) out spl,tempo //Configuracin de comunicacin serial ldi tempo,high((frecuencia/(16*bauds))-1) ;Cargo velocidad sts ubrr0h,tempo ldi tempo,low((frecuencia/(16*bauds))-1) sts ubrr0l,tempo ldi tempo,0b1001_1000 sts ucsr0b,tempo ;Habilito interrupcin de recepcin,Habilito Rx y Tx ldi tempo,0b0000_0110 sts ucsr0c,tempo ;Asincrnico, sin paridad, 1 bit de parada, 8 bits sei

//Lazo Principal lazo: lds tempo,dato_recibido out porta,tempo rjmp lazo //Interrupcion de Rx rx_dato: push r16 lds r16,sreg push r16 lds tempo,udr0 sts dato_recibido,tempo in tempo,pinc sts udr0,tempo call espera pop r16 sts sreg,r16 pop r16 reti //Espera de envio espera: push r16 lds r16,sreg push r16 lds r18,ucsr0a sbrs r18,5 rjmp espera pop r16 sts sreg,r16 pop r16 ret

2.3. Elaborar un programa en ambiente visual que permita establecer la comunicacin serial

entre el microcontrolador y el computador. Esta interfaz debe constar de 8 indicadores

para mostrar el estado de los interruptores conectados con el uC y 8 pulsadores que

permitan modificar el estado de los leds conectador al uC.

INTERFAZ GRFICA (LabVIEW)

DIAGRAMA DE BLOQUES

PANEL FRONTAL

3. BIBLIOGRAFA

APUNTES DE SISTEMAS MICROPROCESADOS; Ing. Marco Herrera MSc.; Semestre 2014-

B; EPN; Quito-Ecuador.

APUNTES DE CONTROL CON MICROPROCESADORES; Ing. Jhon Pilataxi.; Semestre

2015-A; EPN; Quito-Ecuador.

http://blogs.msmvps.com/peplluis/2006/11/21/principales-mandatos-para-utilizar-el-

puerto-serie-del-espacio-system-io-ports/

http://www.ni.com/labview/esa/