28307034 La Familia De Micro Control Adores Pic

UNIVERSIDAD UNIVERSIDAD POLITECNICA POLITECNICA

SALESIANASALESIANASISTEMAS MICROPROCESADOS I

CARLOS OCAMPOFERNANDO ITAS

La familia de La familia de microcontroladores microcontroladores

PICPIC

• Los microchip son los fabricantes•

• Los productos de Microchip son absorbidos en un 43% por Asia y Japón, mientras que Europa

soporta el 28% América el 29%

Grafico que muestra el aumento de las ventas anuales de microchip en la que destaca el porcentaje debido a los controladores

Distribución de las ventas de microcontroladores PIC

en los principales segmento* JUP mercado.

Una de las grandes ventajas de los microcontroladores de Microchip es su "migrabilidad“ que significa la posibilidad de cambiar de modelo de MCU y pasar a otro más potente con más capacidad de memoria y periféricos, la compatibilidad del software y del repertorio de instrucciones, la compatibilidad de

periféricos y la de las herramientas de desarrollo.

La variabilidad de dispositivos PIC con sus distintas configuraciones

CLASIFICACION DE LOS MICROCONTROLADORES PIC

Estos microcontroladores o MCU se caracterizan por su arquitectura Harvard con memorias de programa y de datos independientes

lo que permite la accesibilidad simultánea y la diversidad en la longitud de las posiciones y el tamaño de ambas memorias.

Generalmente los microcontroladores se clasifican según el tamaño de los datos que maneja el repertorio de instrucciones y existen 4 grandes grupos: de 4, de 8, de 16 y de 32 bits.

Microchip solo fabrican microcontroladores de 8 y de 16 bits y como se ha indicado es el líder mundial en ventas del primer grupo.

MICROCONTROLADORES PIC DE 8 BITS Se distinguen porque la longitud de los datos nativos que manejan las instrucciones es de 8 bits, que corresponde con el tamaño del bus de datos y el de

los registros de la CPU.

Los microcontroladores PIC se clasifican en tres grandes gamas: BASE MEDIA MEJORADAContienen distintas capacidades de memoria, periféricos y distintos tipos de encapsulados

LA GAMA BASE

Se caracteriza porque responden a un juego de 33 instrucciones maquina de 12 bits de longitud cada una y dispone de una pila con solo 2 niveles

Los PIC enanos de 6 patitas tienen un gran éxito comercial para resolver aplicaciones simples por su reducido volumen y precio. En ellos la alimentación se aplica a 2 de las patitas, quedando las 4 restantes para las E/S y las funciones de sus periféricos, entre los que se encuentra un temporizador o Timer, un

Comparador analógico, un CAD de 8 bits, Perro Guardián, etc.

LA GAMA MEDIA

Los microcontroladores que componen esta gama responden a un repertorio de 35 instrucciones con un formato de 14 bits de longitud cada una, teniendo la Pila 8 niveles de profundidad y disponiendo de un vector de interrupción.

•

Es una gama numerosa que alcanza en la actualidad 71 modelos diferentes, que comienza con los que se hallan encapsulados con 8 patitas y llegan hasta los que tienen 68 patitas.

•

Principales características de los PIC de la gama base

CARACTERISTICAS DE LA GAMA MEDIA



LA GAMA MEJORADADispone de un repertorio de 77 instrucciones de 16 bits de

longitud cada una, una Pila con 31 niveles de profundidad y 2 vectores de interrupción.

Los modelos PIC que conforman esta gama responden a la nomenclatura PICI8Xxxx

El gran interés que muestra el fabricante por esta gama de modelos tan potentes es palpable al ser la que más número de dispositivos diferentes posee. La capacidad de la memoria de programa puede alcanzar los 128 KB, la de datos 3963 bytes y la EEPROM hasta 1 KB. Dispone de periféricos muy especializados entre los que destaca un Conversor AD de 10 bits, hasta 5 temporizadores, interfaces para comunicación con bus I2C, SPI, USART, CAN 2.0B, etc. Entre los recursos significativos existe un multiplicador rápido hardware que permite desarrollar esta operación en un ciclo de instrucción

MICROCONTROLADORES PIC DE 16 BITS

Microchip ha diseñado nuevos dispositivos que manejan 16 bita y que integran en arquitecturas

.de mayor complejidad

Hay dos grandes gamas de microcontroladores de 16:bits

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

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

Gama de microcontroladores MCU de 16 BITS

, Es la de los modelos con nomenclatura genérica PIC24F alcanza un , rendimiento de 16 MIPS a 32 MHz poseen la arquitectura Harvard modificada con un bus de datos e 16 bits y con instrucciones de

. longitud de 24 bits Pueden manejar memorias de programa lineal de .hasta 8 MB y una de datos de hasta 64 KB

FLAHS- 64 128 KB

RAM 8 KB

BUS DE MEMORIA

PROCESADOR DE 16 BITS Y 16 MIPS

- ALU 16 bit Banco de registros 16 x

16

Multiplicador 16 x 16

Generación dedirecciones

.JTAG y EmulInterfaz

Registro deDesplazamiento

CONTROL .DE INTERRUPC

BUS

PERIFERICO

Temporizador 16bits

Watchdog

, CAD , 10 bits 16 canales

/GP I O

( )UART 2

I2CTM

SPITM

RTCC

PMPp

Frecuencia DC – 40 MHz

Memoria de programa (bytes) 128 K

Memoria de instrucciones (words) 42 K

Memoria de datos (bytes) 8 K

Memoria EEPROM -

Fuente de interrupción 19

Puertas E/S Puertas A,B,C,(E),F,G…

Temporizadores 4

Módulos de captura/comparación/PWM 1

Módulos mejorados CCP 0

Módulo ECAN 1

Comunicación serie MSSPUSART mejorada

Comunicación paralelo (PSP) No

Conversor Analógico-Digital 16 canales de entrada

Comparadores 0

Reset y excepciones

POR, BORInstrucción de RESETPila llenaSobrepasamiento de la Pila(PWRT,OST)# MCLR (optional)WDT

Programación con voltaje bajo Si

Reset programable Brown-out Si

Set de instrucciones 76 instrucciones la mayoría de 24 bits

Encapsulados De 64 a 100 patitas

Características principales

MODELOFLASHBytesy words

EEPRONbytes

RAMBYTES

LINEASE/S ENCAPSULAD

OS

Analógico Digital FREC.MÁX.MHz

OSC.INT.

BOR/PBOR/PLVD

ICDNº dePuntosparada

CCP/ECCP

nWADCCANALES

COMP. Timers/WDT

COMUN.I/O

PIC18

PIC18F4680 65536EnhFl(82768) 1024 3328 36 4CP,44ML,44PT

11x10BIT100KSPS 2

3-16BIT1-8BIT1-WDT

CAN2.CB,MI2 C/SPI,EUSART

408MHz32KHz

PBOR/PLVD 3 1/1 SI

PIC18F6310 8192StoFl(4096) - 768 54 64PT

12x10BIT100ksps 2

3-16BIT1-8BIT1-WDT

MI2 C/SPI,EUSART,AUSART

408MHz32KHz

PBOR/PLVD 3 3/0 SI

PIC18F6410 16304StoFl(8192) - 768 54 64PT

12x10BIT100ksps 2

3-16BIT1-8BIT1-WDT


408MHz32KHz

PBOR/PLVD 3 3/0 SI

PIC18F6390 8192StoFl(4096) - 768 50 64PT

12x10BIT100ksps 2

3-16BIT1-8BIT1-WDT


408MHz32KHz

PBOR/PLVD 3 2/0 SI

PIC18F6490 16384StoFl(8192) - 768 50 64PT

12x10BIT100ksps 2

3-16BIT1-8BIT1-WDT


408MHz32KHz

PBOR/PLVD 3 2/0 SI

PIC18F6520 32768EnhFl(16384) 1024 2048 52 64PT

12x10BIT80ksps 2

3-16BIT1-8BIT1-WDT

2xAUSARTMI2 C/SPI,

40 -PBOR/PLVD 3 5/0 -

PIC18F6527 49152EnhFl(24576) 1024 3936 54 64PT

12x10BIT100ksps 2

3-16BIT1-8BIT1-WDT

2xEUSARTMI2 C/SPI,

408MHz32KHz

PBOR/PLVD 3 2/3 SI

PIC18F6585 491952EnhFl(24576)

1024 3328 53 64PT,68L12x10BIT80ksps 2

3-16BIT1-8BIT1-WDT

EUSARTMI2 C/SPI,CAN2.CB

40 -PBOR/PLVD 3 1/1 -

PIC18F6822 65536EnhFl(82768) 1024 3936 54 64PT

12x10BIT100ksps 2

3-16BIT1-8BIT1-WDT

2xEUSART,MI2 C/SPI,

408MHz32KHz

PBOR/PLVD 3 2/3 SI

PIC18F6827 90304EnhFl(49152) 1024 3936 54 64PT

12x10BIT100ksps 2

3-16BIT1-8BIT1-WDT

2xEUSART,MI2 C/SPI,

408MHz32KHz

PBOR/PLVD 3 2/3 SI

Principales características de algunos modelos de PIC de la gama Mejorada

MODELOFLASHBytesy words

EEPRONbytes

RAMBYTES

LINEASE/S ENCAPSULADOS

Analógico Digital FREC.MÁX.MHz

OSC.INT.

BOR/PBOR/PLVD

ICDNº dePuntosparada

CCP/ECCP

nWADCCANALES

COMP. Timers/WDT

COMUN.I/O

PIC18

PIC18F6880 65536EnhFl(82768) 1024 3936 53 64PT,68L

12x10BIT80KSPS 2

3-16BIT1-8BIT1-WDT

EUSARTMI2 C/SPI,CAN2.CB

40 -PBOR/PLVD 1 1/1 -

PIC18F6722 131072EnhFl(65536) - 768 54 64PT

12x10BIT100ksps 2

3-16BIT2-8BIT1-WDT

2xEUSART,MI2 C/SPI,

408MHz32KHz

PBOR/PLVD 3 2/3 SI

PIC18F8310 8192StoFl(4096) - 768 70 80PT

12x10BIT100ksps 2

3-16BIT1-8BIT1-WDT


408MHz32KHz

PBOR/PLVD 3 3/0 SI

PIC18F8410 16384StoFl(8192) - 768 70 80PT

12x10BIT100ksps 2

3-16BIT2-8BIT1-WDT


408MHz32KHz

PBOR/PLVD 3 3/0 SI

PIC18F8390 8192StoFl(4096) - 768 66 80PT

12x10BIT100ksps 2

3-16BIT1-8BIT1-WDT


408MHz32KHz

PBOR/PLVD 3 2/0 SI

PIC18F8490 16384StoFl(8192) - 768 66 80PT

12x10BIT100ksps 2

3-16BIT2-8BIT1-WDT


408MHz32KHz

PBOR/PLVD 3 2/0 SI

Principales características de los 13 modelos de microcontroladores PIC de 16 bits de la familia PIC24H

Modelo patitas FLASH(KB)

RAM CANALESDMA

Timer16-bit

MóduloCapt.

MóduloComp.

ADC UART SPITM I2CTM CAN Líneasde E/S

24HJ64GP206 64 64 8 8 9 8 8 1 ADC18 CAN.

2 2 1 0 53

24HJ64GP210 100 64 8 8 9 8 8 1ADC32 CAN.

2 2 2 0 85

24HJ64GP506 64 64 8 8 9 8 8 1 ADC18 CAN

2 2 2 1 53

24HJ64GP510 100 64 8 8 9 8 8 1 ADC32 CAN.

2 2 2 1 85

24HJ128GP206 64 128 8 8 9 8 8 ADC18 CAN

2 2 2 0 53

24HJ128GP210 100 128 8 8 9 8 8 1 ADC32 CAN.

2 2 2 0 85

24HJ128GP506 64 128 8 8 9 8 8 1 ADC18 CAN

2 2 2 1 53

24HJ128GP510 100 128 8 8 9 8 8 1 ADC32 CAN.

2 2 2 1 85

24HJ128GP306 64 128 16 8 9 8 8 1 ADC18 CAN

2 2 2 0 53

24HJ128GP310 100 128 16 8 9 8 8 1 ADC32 CAN.

2 2 2 0 85

24HJ256GP206 64 256 16 8 9 8 8 1 ADC18 CAN

2 2 2 0 53

24HJ256GP210 100 256 16 8 9 8 8 1 ADC32 CAN.

2 2 2 0 85

Gama de microcontroladores DSC de 16 bits

Controladores Digitales de Señales constan de dos familias dsPIC30F y la dsPIC33F tiene un rendimiento de 30 MIPS cuando se . . .alimentan con voltaje comprendido entre 4 5 y 5 5 V

Incorporan un motor DSP en el camino de datos que les permite realizar las instrucciones que realizan las operaciones

matemáticas típicas de los algoritmos usados en el procesamiento .digital de señales

Los PIC30F se dividen en tres categorías según la orientación.practica

• , .Propósito general con 8 modelos• , .Control de motores con 9 modelos• , .Control de sensores con 4 modelos

Relación de algunos modelos de dsPIC33F destinados al . Control de Motores con sus características

Modelo PatitasMem. Deprograma

RAMBytes

EEPROMBytes

Timer16-bit

MóduloCapt.

MóduloComp. PWM

CAD10 BITS500 ksps

QEI UART SPITM I2CTM CAN

dsPIC30F2010 28 12K/4K 512 1024 3 4 2 6 canales 6 canales SI 1 1 1 -

dsPIC30F3010 28 24K/8K 1024 1024 5 4 2 6 canales 6 canales SI 1 1 1 -

dsPIC30F4012 28 48K/16K 2048 1024 5 4 2 6 canales 6 canales SI 1 1 1 1

dsPIC30F3011 40/44 24K/8K 1024 1024 5 4 4 6 canales 9 canales SI 2 1 1 -

dsPIC30F4011 40/44 48K/16K 2048 1024 5 4 4 6 canales 9 canales SI 2 1 1 1



Los dispositivos de la familia dsPIC30F son compatibles con los. dsPIC33F Sin embargo los PIC33F se distinguen por las siguientes:cualidades

.1 . / Se alimentan con 3 3 V aunque las E S pueden trabajar con niveles.TTL

.2 .Incorporan un Controlador DMA de 8 canales

.3 .Aumentan el número de interrupciones y excepciones

.4 .Alcanzan un rendimiento de 40 MIPS

.5 .Posee un interfaz para CODEC

.6 .Hay modelos con 256 KB de memoria FLASH Y 30 KB de RAM

Tabla con las características principales de algunos modelos de la familia dsPIC33F

Modelo patitas FLASH(KB)

RAM(Kbyte)

Timer16-bit

MóduloCapt.

MóduloComp.

ConvertidorADC

UART SPITM I2CTM CAN Líneasde E/S

33Fj64GP206 64 64 8 9 8 8 1 ADC18 CAN.

2 2 1 0 53

33Fj64GP306 64 64 16 9 8 8 1ADC18 CAN.

2 2 2 0 53

33Fj64GP310 100 64 16 9 8 8 1 ADC32 CAN

2 2 2 0 85

33Fj64GP706 64 64 16 9 8 8 1 ADC18 CAN.

2 2 2 2 53

33Fj64GP708 80 64 16 9 8 8 ADC24 CAN

2 2 2 2 69

33Fj64GP710 100 64 16 9 8 8 1 ADC32 CAN.

2 2 2 2 85

33Fj128GP206 64 128 8 9 8 8 1 ADC18 CAN

2 2 1 0 53

33Fj128GP306 64 128 16 9 8 8 1 ADC18 CAN.

2 2 2 0 53

33Fj128GP310 100 128 16 9 8 8 1 ADC32 CAN

2 2 2 0 85

33Fj128GP706 64 128 16 9 8 8 1 ADC18CAN.

2 2 2 2 53

33Fj128GP708 80 128 16 1 ADC24 CAN

2 2 2 2 69

33Fj128GP710 100 128 16 9 8 8 1 ADC32 CAN.

2 2 2 2 85

33Fj256GP506 64 256 16 9 8 8 1 ADC32 CAN.

2 2 2 1 53

33Fj256GP510 100 256 16 9 8 8 1 ADC32 CAN

2 2 2 1 85

33Fj256GP710 100 256 30 9 8 8 1 ADC32 CAN.

2 2 2 2 85

FLAHS- 64 256 KB

RAM - 8 30 KB

BUS DE MEMORIA

- ALU 16 bit Banco de registros 16 x

16

Multiplicador 17 x 17

Generación dedirecciones

.JTAG y EmulInterfaz

Registro deDesplazamiento

BUS

PERIFERICO

Watchdog


( )UART 2

I2CTM

SPITM

( - )CAN 1 2

/CODEC I F

Temporizador de16bits

MOTORDSP

Acumuladores A y B


Control de Motores

DMA

Diagrama de bloque de la estructura interna de los.PIC33F

PRIGRAMAR PIC ES FACIL

Enunciado , Comenzaremos con el PIC16F84 el programa debe mostrar cuando el

, valor lógico que introducimos ambos interruptores es cero para ello si los dos interruptores introducen por la puerta A nivel , , lógico 0 los leds de la puerta B deben encenderse y en los .demás casos permanecer apagados

Esquema eléctrico

OSC1/CLKIN16

RB0/INT 6

RB1 7

RB2 8

RB3 9

RB4 10

RB5 11

RB6 12

RB7 13

RA0 17

RA1 18

RA2 1

RA3 2

RA4/T0CKI 3

OSC2/CLKOUT15

MCLR4

U1

PIC16F84A

C1

22 pF

C2

22 pF

SW1

SW-SPST

R110k

D1DIODE

RESET

R2

10k

R3330

R4330

R510k SW2

SW-SPST

X1CRYSTAL

Organigrama del ejercicio

INICIALIZACION PA ENTRADA PB SALIDA

¿ = RA1 Y RA2 0?

APAGAR LEDs ENCENDER LEDs

PROGRAMA

.1 Tanto las directivas como las etiquetas se escribirán con mayúsculas así como las instrucciones escritas en.minúsculas

.2 Las instrucciones deberán tabularse con respecto a lasetiquetas

.3 Se pondrán comentarios que aclaren el contenido de .instrucciones y rutinas

= ; LIST P 16F84 Se indica el tipo de

RADIX ;HEX procesadorINCLUDE . ; P16F84 INC sistema de numeración

;hexadecimalORG 0x00 ; se incluye la definición de ; los

registros internos engoto INICIO ; una libreríaORG 0x05 ; inicio en el vector de

;Reset INICIO bsf .STATUS RP0 : va a la primera instrucción

clrf TRISB ; del programamovwf ’ ’b 00000110 ; salta el vector debcf ,STATUS RP0 ;Interrupciónclrf PORTB ; cambio al banco 1clrf PORTA ; puerta B como salida

; - RA1 RA2 entradasmovf .PORTA Wbtfss .STATUS Z ; cambio a banco 0goto APAGAR ; borrado de ledsgoto ENCENDER : borrado de línea no

: utilizadas de puerta A APAGAR clrf PORTB ; -puerta A W

goto BUCLE ; =comprobación de Z 1; - si RA1 RA2 no son 0

ENCENDER movlw 0xFF ; - si RA1 RA2 son omovwf PORTB ; se apagan los ledsgoto BUCLE ; para volver a comprobar

END ; fin del programa

Utilización del ensamblador MPASM

‘ Grabación y prueba del un programa en el Micro PICTrainer

Este sistema esta ideado para grabar en el microcontroladores , , el programa una vez ensamblado y convertido en formato HEX y

probar posteriormente dicho programa utilizando los periféricos .de que dispone

Diseñar con PIC es fácil

Vamos a presentar dos sensores que aunque muy utilizados en , diversos aparatos que manejamos a diario no eran soportados

. , directamente por el PICF84 los nuevos PIC F87x al disponer de / , .Conversor A D pueden usarlos cómodamente

: El sensor de luminosidad LDR Es un elemento cuya resistencia entre bornes varía en función de , la luz que incide sobre su superficie es un elemento sin

.polaridad

• : El sensor de temperatura estándar LM35• Su tensión de salida es proporcional a la temperatura en una / .proporción de 10mV C• Su rango de funcionamiento esta comprendido entre 0 C y 100 C• Su tensión de funcionamiento Vs + + .esta entre 4 VDC Y 30 VDC• ± . Su precisión es de 0 9 C

ASPECTO Y UN CIRCUITO PRACTICO DE UN LDR

Tabla de valores LM35

SENSOR RANGO INCREMENTO PROPIEDADES

LM335A -40C_100C 0.10 mV/C

PRC100 -40C_150C 0 C_100W100 C_138.5W

Precisión debido a su comportamiento lineal resistente

PT100 -50C_500C 100W_0 C Reducido tamaño y rápida respuesta

PTC(Coeficiente de Temperatura positivo)

Diferentes Baja resistencia a baja temperatura y aumenta rápidamente al superar la temperatura de referencia

En circuitos de aviso.Protección contra sobretensiones y sobrecorrientes

NTC(Coeficiente de Temperatura Negativo)

diferentes Alta resistencia a baja temperatura y al contrario

Buena fiabilidad a bajo costo.Muy empleados en electrodomésticos

Termopar tipo N -50C_400C Altas temperaturas.Elevada vida útilEspacios reducidos

+ La patita Vs debe conectar ala tensión positiva + + . comprendida entre 4V y 30 V GND será conectada a 0V y

. Vout se conectara ala línea correspondiente del PIC Ha este llegar un voltaje proporcional a la temperatura

, captada que será convertida en un valor binario para su posterior tratamiento

BIBLIOGRAFIABIBLIOGRAFIAMICROCONTROLADORES PIC. Diseño practico

de aplicaciones SEGUNDA PARTE: PIC 16F87X,PIC 18FXXXX.Segunda Edición.

Segundo Angulo, Susana Romero, Mc Graw Hill. España

Education

28307034 La Familia De Micro Control Adores Pic