Guía de la Práctica 1

Transcripción

1 Guía de la Práctica 1 Este documento tiene por objeto fijar las bases y criterios por los que se regirá la realización de la Práctica 1 de la asignatura del Título de Grado en Ingeniería Informática de la Universidad de Las Palmas de Gran Canaria (ULPGC). 1. Objetivos El objetivo de esta primera práctica es la introducción y familiarización inicial con el entorno de trabajo que se va a utilizar en el Laboratorio de Electrónica para llevar a cabo el contenido práctico de la asignatura. En concreto, en esta primera práctica vamos a trabajar con las siguientes herramientas, tanto software como hardware: 1. Placa de desarrollo PIC School basada en microcontroladores PIC y software de grabación WinPic Microcontrolador PIC16F84A. 3. Entorno de desarrollo MPLAB. 4. Lenguaje Ensamblador del PIC16F84A. 5. Instrumentación y componentes eléctricos y electrónicos (osciloscopio, multímetro, diodos, diodos LED, resistencias, etc.). 2. Realización Práctica Esta primera práctica de la asignatura esta organizada en 5 tareas a realizar y se organiza temporalmente en 4 sesiones prácticas de 2 horas de duración cada una. A continuación, en las siguientes subsecciones se describen cada una de las tareas a realizar Tarea 1.1 (1ª Sesión Práctica) Descripción: Implementar un contador, utilizando un display de 7 segmentos o SSD (del inglés seven segment display) que muestre consecutivamente los dígitos del 0 al 9. Inicialmente debe contar incrementalmente. Una vez el contador llegue al máximo debe contar decrementalmente, pero en este caso ademas del dígito correspondiente debe mostrar el punto iluminado. La cuenta debe estar temporizada con intervalos de 1 segundo entre cada dígito. Dicha duración debe medirse con el osciloscopio. 1. Familiarícese con el patillado del SSD y compruebe su funcionamiento antes de integrarlo con el microcontrolador, utilizando una fuente de alimentación. Haga uso de la documentación complementaria especificada en la referencias con la especificación del patillado del SSD. No olvide que para la comprobación del SSD de manera independiente, debe colocar una resistencia de como mínimo 120 Ω para la protección del mismo. Una vez integrado con el microcontrolador dicha resistencia no es necesaria. 2. Para asegurarse que el intervalo de duración entre cuentas del contador dure 1 segundo debe diseñar una rutina o bucle de retardo adecuado basándose en la duración de cada una de las instrucciones. Para ello es necesario medir la velocidad de reloj real del microcontrolador integrado en la placa de desarrollo haciendo uso del osciloscopio. 3. Tenga en cuenta que debe medir que el intervalo entre cuentas del contador es exactamente de 1 segundo. Dicho intervalo puede medirse haciendo uso del osciloscopio y una salida digital que marque dicho intervalo. Debe tenerlo en cuenta al diseñar el código de la tarea. Página 1 de 5

2 2.2. Tarea 1.2 (2ª Sesión Práctica) Descripción: Implementar las funciones de pausa y reseteo del contador en la Tarea 1.1. Para ello es preciso utilizar dos pulsadores o interruptores, a saber: 1. Un pulsador de pausa del contador. Cuando éste se pulse el dígito mostrado en el SSD quedará congelado, aunque la cuenta interna continuará hasta que vuelva a pulsarse el pulsador de pausa, donde la cifra mostrada en el SSD será la de la cuenta interna. Este pulsador se activará en flanco de subida. 2. Un pulsador de reseteo del contador. Este pulsador hará que la cuenta interna se inicialice a cero (se resetee) y comience la cuenta de manera incremental. Este pulsador se activara por nivel lógico, a cero lógico no hay situación de reset, y a uno lógico hay situación de reset. Debe conseguir que la respuesta del sistema en ejecución sea natural (la pulsación de alguno de los pulsadores debe interferir de la manera lo más imperceptible posible a la cuenta y duración del intervalo del contador). Tenga en cuenta que al igual que en la Tarea 1.1, en esta tarea también debe medirse que el intervalo entre cuentas del contador debe ser de 1 segundo con lo que igualmente debe considerar que la duración de dicho intervalo debe ser indicado a través de una salida digital. 1. El retardo inicial de la Tarea 1.1 de un segundo conviene fraccionarlo de manera que la respuesta a la pulsación de alguno de los pulsadores sea natural. 2. No utilice interrupciones. 3. Dado que el pulsador de pausa debe activarse en flanco de subida es preciso que tenga en cuenta cuando éste se libera una vez pulsado. 4. Respecto al pulsador de reseteo del contador recuerde que es activo cuando está en nivel lógico 1, por tanto cuando se encuentre pulsado Tarea 1.3 (3ª Sesión Práctica) Descripción: Reimplemente la Tarea 1.1, pero en esta ocasión haciendo uso del temporizador o timer TMR0 del PIC16F84A, y la interrupción asociada al mismo. Utilice dicho timer y la interrupción generada por él para garantizar la temporización de la cuenta del contador interno, tanto incremental, como decrementalmente. 1. En esta tarea debe sustituir el cálculo del intervalo de 1 segundo utilizando un bucle de retardo por el mecanismo de interrupciones asociado al timer TMR0 disponible en el microcontrolador PIC16F84A. Asegúrese de configurar el timer adecuadamente para obtener la duración de 1 segundo, y preste atención a la configuración de la interrupción asociada al mismo mediante los registros de configuración disponibles. 2. Recuerde también que en esta tarea debe medirse la duración del intervalo mediante el osciloscopio, así pues no olvide destinar una salida digital que marque su duración Tarea 1.4 (3ª Sesión Práctica) Descripción: Modifique la Tarea 1.3 de manera que integre la funcionalidad de la Tarea 1.2, pero en este caso debe reimplementar el código asociado a los pulsadores de pausa y reseteo del contador haciendo uso de la interrupción asociada al puerto B (PORTB) del microcontrolador PIC16F84A. Página 2 de 5

3 1. En esta tarea se reduce la complejidad de la complejidad de la Tarea 1.2 dado que no es preciso fragmentar el bucle de retardo para conseguir una respuesta natural del sistema en ejecución a la pulsación de los pulsadores. No obstante al igual que con la interrupción asociada al timer TMR0, preste atención a la configuración de los distintos registros involucrados en el manejo de las interrupciones asociadas al puerto B del microcontrolador PIC16F84A Tarea 1.5 (4ª Sesión Práctica) Amplíe la funcionalidad de la Tarea 1.4 de manera que cada 5 segundos el dígito mostrado en ese momento en el SSD parpadee durante 1 segundo a una frecuencia de 100 milisegundos. Debe utilizarse la interrupción asociada al timer TMR0 del microcontrolador PIC16F84A para conseguir la funcionalidad mencionada. 1. El intervalo de 5 segundos debe ser también mensurable utilizando el osciloscopio, para ello debe destinar una salida digital para señalizar la duración del mismo. 3. Evaluación La evaluación de la práctica se basará en la entrega de un pequeño documento memoria y código asociado adjunto a través de el Aula Virtual de la asignatura en el Campus Virtual de la ULPGC para cada una de las tareas a llevar a cabo. Además es preciso defender cada una de las tareas en el Laboratorio de Prácticas (Laboratorio 2.4). Recuerde que la no asistencia a las sesiones prácticas se penalizará con un 20% de la nota de la misma. Por favor, no incluya listados de programas explícitamente en el documento memoria de cada tarea, recuerde que junto al documento memoria debe incluir los fuentes del código desarrollado. Todo ello debe subirlo en un sólo fichero en formato comprimido en la tarea correspondiente a través del Aula Virtual de la asignatura. Por último, respecto al documento memoria, éste debe entregarse en formato PDF. Para la confección del mismo aconsejamos el siguiente guión con los siguientes apartados para cada tarea: Tarea 1.1: 1. Información Identificativa. Identificación de la práctica y de la tarea, así como los autores y grupo. Otros datos que suelen ser de utilidad, son la fecha de elaboración del mismo, en que institución ha sido realizado, tipo de documento, etc. Normalmente las portadas son páginas no numeradas dentro de un documento. 2. Objetivos de la Tarea. Resumir los objetivos y enunciado de la tarea. 3. Hardware. Indique qué hardware, y configuración del mismo ha precisado para llevar a cabo la realización práctica de la misma (salidas/entradas digitales usadas, uso del patillado, configuración y disposición física del hardware, etc.). 4. Software. En este apartado incluya el diseño del programa su diagrama de flujo, o su especificación algorítmica en pseudocódigo. Especifique qué técnicas han sido utilizadas (bucle o rutina de retardo, tabla de look-up, etc.). 5. Resultados. Muestre o comente los resultados obtenidos: comportamiento deseado, medición de intervalos temporales con el osciloscopio, limitaciones de la implementación si las hay, etc. Página 3 de 5

4 Tarea 1.2: Tarea 1.3: Tarea 1.4: Tarea 1.5: 6. Referencias. Identifique y relacione las referencias y fuentes documentales que ha utilizado para la realización de la tarea. 1. Información Identificativa. Ídem Tarea Objetivos de la Tarea. Ídem Tarea Hardware. Ídem Tarea 1.1. Pulsadores utilizados de la placa de desarrollo, o cuáles otros en su caso, etc. 4. Software. Ídem Tarea 1.1. Puede utilizar también un autómata de estados dirigido por entradas para la especificación del algoritmo. 5. Resultados. Ídem Tarea 1.1. Especifique, latencias, limitaciones de la implementación, etc. 7. Referencias. Ídem Tarea Información Identificativa. Ídem Tareas 1.1 y Objetivos de la Tarea. Ídem Tareas 1.1 y Hardware. Ídem Tareas 1.1 y 1.2. Haga hincapié en qué interrupciones del PIC16F84A utiliza en la realización de la tarea, etc. 4. Software. Ídem Tareas 1.1 y Resultados. Ídem Tareas 1.1 y Referencias. Ídem Tareas 1.1 y Información Identificativa. Ídem Tareas 1.1, 1.2 y Objetivos de la Tarea. Ídem Tareas 1.1, 1.2 y Hardware. Ídem Tareas 1.1, 1.2 y 1.3. Haga hincapié en qué interrupciones del PIC16F84A utiliza en la realización de la tarea, etc. 4. Software. Ídem Tareas 1.1, 1.2 y Resultados. Ídem Tareas 1.1, 1.2 y Referencias. Ídem Tareas 1.1, 1.2 y Información Identificativa. Ídem Tareas 1.1, 1.2, 1.3. y Objetivos de la Tarea. Ídem Tareas 1.1, 1.2, 1.3. y Hardware. Ídem Tareas 1.1, 1.2, 1.3. y 1.4. Haga hincapié en qué interrupciones del PIC16F84A utiliza en la realización de la tarea, etc. 4. Software. Ídem Tareas 1.1, 1.2, 1.3. y Resultados. Ídem Tareas 1.1, 1.2, 1.3. y Referencias. Ídem Tareas 1.1, 1.2, 1.3. y 1.4. Página 4 de 5

5 4. Referencias [1] PIC16F84A Data Sheet. DS35007B. Microchip Technology Inc [2] Designing Embedded Systems with PIC Microcontrollers. Tim Wilmshurst. 2 nd Edition. Newnes [3] MPLAB IDE User s Guide. DS51519C. Microchip Technology Inc [4] MPASM Assembler, MPLINK Object Linker, MPLIB Object Librarian User s Guide. DS33014H. Microchip Technology Inc [5] Aula Virtual de la asignatura. Grado en Ingeniería Informática. Campus Virtual de la Universidad de Las Palmas de Gran Canaria ( Septiembre Página 5 de 5