ÍNDICE. PAG. CAPITULO I 1.1 OBJETIVOS 1.2 ALCANCES 1.3 JUSTIFICACIÓN 2.1 INTRODUCCIÓN

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2 ÍNDICE. PAG. CAPITULO I 1.1 OBJETIVOS 1.2 ALCANCES 1.3 JUSTIFICACIÓN CAPITULO II 2.1 INTRODUCCIÓN CAPITULO III 3 MICROCONTROLADOR PIC 3.1 PIC 3.2 LOS PIC16F8XX 3.3 EL PIC16F877A 3.4 CARACTERÍSTICAS RELEVANTES DEL PIC16F877A 3.5 ARQUITECTURA DEL PIC16F877A 3.6 ARQUITECTURA INTERNA DEL PI16F877A 3.7 ORGANIZACIÓN DE LA MEMORIA 3.8 PRINCIPALES REGISTROS SFR 3.9 CLASIFICACIÓN DE INSTRUCCIONES 3.10 DIVISIÓN DE INSTRUCCIONES INSTRUCCIONES QUE MANEJAN REGISTROS INSTRUCCIONES QUE MANEJAN BITS INSTRUCCIONES DE BRINCA INSTRUCCIONES QUE MANEJAN OPERADORES INMEDIATOS INSTRUCCIONES DE CONTROL Y ESPECIALES CAPITULO IV 4.1 COMUNICACIÓN SERIAL ASÍNCRONA 4.2 MODO ASÍNCRONO 4.3 GENERADOR DE BAUDIOS 4.4 TRANSMISOR ASÍNCRONO 4.5 RECEPTOR ASÍNCRONO CAPITULO V 5.1 HERRAMIENTAS 5.2 INTRODUCCIÓN A MPLAB 5.3 USO DE MPLAB

3 CAPITULO VI 6.1 CONCEPTOS DE ROBÓTICA 6.2 ROBOTS INDUSTRIALES 6.3 CLASIFICACIÓN DE ROBOTS 6.4 BRAZO ROBÓTICO K-680 CAPITULO VII 7.1 DESARROLLO 7.2 COMUNICACIÓN COMPUTADORA-PIC16F877A 7.3 SOFTWARE DEL BRAZO ARCHIVOS FUENTE DE C ARCHIVOS ENSAMBLADOR 7.4 HARDWARE DEL BRAZO CAPITULO VIII 8.1 INTERFACE DE USUARIO 49 CAPITULO IX 9.1 CONCLUSIONES 9.2 BIBLIOGRAFÍA 9.3 REFERENCIAS ELECTRÓNICAS APÉNDICE A 54 APÉNDICE B 74 3

4 CAPITULO I 1.1 OBJETIVOS. Diseñar el sistema de control de un brazo robotizado que posee cinco grados de libertad. El diseño debe ser capaz de cubrir los siguientes requerimientos: El usuario podrá mover en tiempo real cada uno de los motores (uno a la vez). El brazo robotizado podrá ejecutar rutinas de movimiento previamente establecidas. Consolidar los conocimientos adquiridos a lo largo de la carrera y aplicarlos al diseño del sistema antes mencionado. Elaborar el presente reporte con la finalidad de que otra persona logre reproducir el mismo sistema de control, con resultados similares o iguales a los obtenidos en este proyecto. 1.2 ALCANCES. El desarrollo de la automatización, especialmente en los procesos en línea, ha permitido al hombre facilitar sus labores e incrementar su productividad. Los brazos robotizados se utilizan principalmente para trabajos repetitivos que requieran precisión o para labores que ponen en peligro la vida humana o las dos cosas al mismo tiempo. Por lo que el alcance de este proyecto es diseñar un sistema de control de un brazo robotizado que pueda ser manejado por un usuario de una forma fácil, eficiente, practica y a bajo costo, esto con la ayuda del PIC 16F877A. 1.3 JUSTIFICACIÓN. El diseño y desarrollo de mejoras en la automatización en las industrias, en la medicina o en los hogares hace que el uso de robots sea más frecuente, por lo que estos tienden a ser cada día más sofisticados pero a su vez la interacción con las personas debe de ser más cómoda, por lo que se tienen que buscar mejores sistemas de control. Tenemos que los microcontroladores son circuitos integrados que poseen todas las características de un computador completo. Puede ser programado para que cumpla una tarea determinada a muy bajo costo. También pueden tener extensas áreas de aplicación, por lo que se exige un gigantesco trabajo de diseño y fabricación. Aprender a manejar y aplicar microcontroladores sólo se consigue desarrollando tácticamente diseños reales. Un ejemplo de ellos es el famoso PIC16F877A de la familia PIC16F8X. Por los beneficios en costos y versatilidad que representa la utilización del PIC16F877A para la manipulación de sistemas de control, lo elegimos para el desarrollo de este proyecto. 4

5 CAPITULO II 2.1 INTRODUCCIÓN. La automatización es algo prácticamente imprescindible en el mundo de la industria actual, dados los niveles de productividad, fiabilidad y rentabilidad que han de cumplir los productos elaborados a fin de ser competitivos en el mercado. Los sistemas propuestos por el mercado actual están apoyados por el empleo de las más conocidas marcas en lo que respecta a sensores. Estos elementos se conectan a potentes unidades PLC ( Controladores Lógicos Programable ) que son las encargadas de procesar la información del mundo exterior en tiempo real, soportando además las comunicaciones con un Centro de Control y aceptando las más diversas topologías de conectividad. Las aplicaciones típicas para estos sistemas son las de automatización de procesos, aplicaciones para Control, Telemando y Telemetría en instalaciones fabriles, hidráulicas y residenciales. Los controladores lógicos programables (PLC s) presentan una serie de ventajas de control que posibilitan amortizar su valor a muy corto plazo. Ofrecen un completo rango en los últimos avances de la tecnología de automatización. El uso de Controladores Lógicos Programables (PLC), comienza en las plantas envasadoras, automotrices o de procesos químicos, y actualmente se extiende más allá del contexto de las industrias hacia aplicaciones tales como sistemas de alarmas, controles de iluminación de centros comerciales o controles de temperatura y humedad en invernaderos. En este momento se puede comentar que en procesos industriales complejos, en los que interviene información de varios sensores, los sistemas de control combinan una gran cantidad de bloques funcionales para controlar que las diferentes máquinas (cintas transportadoras, grúas, estampadoras, brazos mecánicos, etc.) funcionen siguiendo una determinada secuencia de trabajo. Cuando es necesario realizar cambios en la secuencia del proceso (para introducir modificaciones en los productos) es preciso diseñar y construir nuevos circuitos y nuevos cableados entre los elementos de control: esta tarea lleva tiempo y en la producción todo tiempo tiene su costo. Existen dispositivos electrónicos que permiten modificar conexiones entre elementos simplemente pulsando las teclas en un teclado. Las conexiones se "programan". Estos dispositivos reciben la información de los sensores y envían la información a los elementos de salida, de acuerdo con el programa almacenado. El desarrollo de la automatización, especialmente en los procesos en línea, ha permitido al hombre facilitar sus labores e incrementar su productividad. Los brazos robóticos se utilizan principalmente para trabajos repetitivos que requieran precisión o para labores que ponen en peligro la vida humana o las dos cosas al mismo tiempo. 5

6 Para realizar estas funciones es importante dotar al brazo de las herramientas necesarias para su correcto control. Como todo sistema, se tiene variables de entrada, de salida y el proceso requerido para manejar estar señales así como una retroalimentación, para configurar un sistema de lazo cerrado estable. CAPITULO III 3. MICROCONTROLADOR PIC. 3.1 PIC. Un microcontrolador es un Circuito Integrado Programable o Programable Integrated Circuit (PIC) que contiene todos los componentes de un computador, se emplea para realizar una tarea determinada para la cual ha sido programado. Dispone de procesador, memoria para el programa y los datos, líneas de entrada y salida de datos y suele estar asociado a múltiples recursos auxiliares. Puede controlar cualquier cosa y suele estar incluido en el mismo dispositivo que controla. - Máquinas expendedora de productos. - Controles de acceso tanto de personas como de objetos - Máquinas, herramientas, motores y temporizadores. - Sistemas autónomos de control, incendio, humedad, temperatura. etc. - Telefonía, Automatismos, Medicina, Automoción, etc. etc. Para el usuario que por primera ocasión estudia microcontroladores, resulta más sencillo aprender primero a lo referente a la construcción interna del dispositivo y la arquitectura general de los microcontroladores y una vez dominada pasar entonces a los detalles electrónicos de la circuitería y la programación. 3.2 LOS PIC16F87X. Casi todos los fabricantes de microprocesadores lo son también de microcontroladores, en el mercado existen una serie de marcas bastante conocidas y reconocidas como es el caso de Microchip, Motorola, Hitachi, etc. Hemos seleccionado a Microchip y en particular la serie 16F87X, los motivos para usar este dispositivo sobran, el principal de ellos es la abundante información y herramientas de diseño existente en el mercado (tanto local como internacional). También salta a la vista el hecho que es sencillo en el manejo y contiene un buen promedio elevado en los parámetros (velocidad, consumo, tamaño, alimentación). Los PIC16F87X forman una subfamilia de microcontroladores PIC (Peripheral Interface Controller) de gama media de 8 bits. Cuentan con memoria de programa de tipo EEPROM Flash, lo que permite programarlos fácilmente usando un dispositivo programador de PIC. Esta característica facilita sustancialmente el diseño de proyectos, minimizando el tiempo empleado en programar los microcontroladores. Esta subfamilia consta de los siguientes modelos que varían de acuerdo a prestaciones, cantidad de terminales y encapsulados: 6

7 PIC16F870 PIC16F871 PIC16F872 PIC16F873A PIC16F874A PIC16F876A PIC16F877A 3.3 EL PIC16F877A. La "A" final de los modelos PIC16F873A, PIC16F874A, PIC16F876A y PIC16F877A indica que estos modelos cuentan con módulos de comparación analógicos. El hecho de que se clasifiquen como microcontroladores (MCU) de 8 bits hace referencia a la longitud de los datos que manejan las instrucciones, y que se corresponde con el tamaño del bus de datos y el de los registros de la CPU. Se trata de versiones mejoradas del PIC16F84, muy empleado en proyectos sencillos, de educación y de entrenamiento. El diagrama de las terminales del PIC16F877A se muestra en la figura 2, en la tabla 2 una descripción resumida de cada una de estas entradas. Figura 1. Terminales de PIC16F877A. 7

8 Donde: PIN DESCRIPCIÓN OSC1/CLKIN(9) Entrada para el oscilador o cristal externo. OSC2/CLKOUT (10) Salida del oscilador. Este pin debe conectarse al cristal o resonador. En caso de usar una red RC este pin se puede usar como tren de pulsos o reloj cuya frecuencia es 1/4 de OSC1 MCLR/VPP/ THV(1) Este pin es el reset del microcontrolador, también se usa como entrada o pulso de grabación al momento de programar el dispositivo. RA0/AN0(2) Puede actuar como línea digital de E/S o como entrada analógica del conversor AD (canal 0) RA1/AN1(3) Similar a RA0/AN0 RA2/AN2/VREF-(4) Puede actuar como línea digital de E/S o como entrada analógica del conversor AD (canal 2) o entrada negativa de voltaje de referencia RA3/AN3/VREF+(5) Puede actuar como línea digital de E/S o como entrada analógica del conversor AD (canal 3) o entrada positiva de voltaje de referencia RA4/T0CKI (6) Línea digital de E/S o entrada del reloj del timer 0. Salida con colector abierto RA5/SS#/AN4(7) Línea digital de E/S, entrada analógica o selección como esclavo de la puerta serie síncrona. RB0/INT(21) Puerto B pin 0, bidireccional. Este pin puede ser la entrada para solicitar una interrupción. RB1(22) Puerto B pin 1, bidireccional. RB2(23) Puerto B pin 2, bidireccional. RB3/PGM(24) Puerto B pin 3, bidireccional o entrada del voltaje bajo para programación RB4(25) Puerto B pin 4, bidireccional. Puede programarse como petición de interrupción cuando el pin cambia de estado. RB5(26) Puerto B pin 5, bidireccional. Puede programarse como petición de interrupción cuando el pin cambia de estado. RB6/PGC(27) Puerto B pin 6, bidireccional. Puede programarse como petición de interrupción cuando el pin cambia de estado. En la programación serie recibe las señales de reloj. RB7/PGD(28) Puerto B pin 7, bidireccional. Puede programarse como petición de interrupción cuando el pin cambia de estado. En la programación serie actúa como entrada de datos RC0/T1OSO/ T1CKI(11) Línea digital de E/S o salida del oscilador del timer 1 o como entrada de reloj del timer 1 RC1/T1OSI/ CCP2(12) Línea digital de E/S o entrada al oscilador del timer 1 o entrada al módulo captura 2/salida comparación 2/ salida del PWM 2 8

9 PIN DESCRIPCIÓN RC2/CCP1(13) E/S digital. También puede actuar como entrada captura 1,/salida comparación 1/ salida de PWM 1 RC3/SCK/SCL (14) E/S digital o entrada de reloj serie síncrona /salida de los módulos SP1 e I2C. RC4/SDI/SDA (15) E/S digital o entrada de datos en modo SPI o I/O datos en modo I2C RC5/SDO(16) E/S digital o salida digital en modo SPI RC6/TX/CK(17) E/S digital o patita de transmisión de USART asíncrono o como reloj del síncrono RC7/RX/DT(18) E/S digital o receptor del USART asíncrono o como datos en el síncrono RD0/PSP0RD7/PSP7 (19-22, 27-30) Las ocho patitas de esta puerta pueden actuar como E/S digitales o como líneas para la transferencia de información en la comunicación de la puerta paralela esclava. Solo están disponibles en los PIC 16F874/7. RE0/RD#/AN5 (8) E/S digital o señal de lectura para la puerta paralela esclava o entrada analógica canal 5. RE1/WR#/AN6 (9) E/S digital o señal de escritura para la puerta paralela esclava o entrada analógica canal 6. RE2/CS#/AN7 E/S digital o señal de activación/desactivación de la puerta paralela esclava o entrada analógica canal 7. VSS(8,19) Tierra. VDD(20,32) Fuente (5V). Tabla 1. Descripción de las terminales del PIC16F877A. 3.4 CARACTERÍSTICAS RELEVANTES DEL PIC16F877A. Memoria de programa ROM de 8192 x 14 bytes (8K x 14). Memoria de datos RAM de 368 bytes (368 x 8). Memoria de datos EEPROM de 256 bytes (256 x 8). Cinco puertos (33 líneas de E/S). PORTB, PORTC y PORTD de 8 bits cada uno. PORTA de 6 bits. PORTE de 3 bits. Tres temporizadores. Uno de 16 bits (Timer1: TMR1). Dos de 8 bits (Timer0: TMR0, y Timer2: TMR2). Un WDT. Convertidor A/D con cinco canales de entrada y 10 bits de resolución. Dispone de un multiplexor que permite aplicar, a la entrada del CAD, diversas señales analógicas desde sus pines. Catorce posibles fuentes de interrupción. 9

10 El registro de interrupciones, INTCON, contiene algunos bits que actúan como banderas y otros como bits de permiso para que se pueda generar la interrupción. Dos módulos CCP (Capture/Compare/PWM). Son capaces de capturar y comparar impulsos. La captura y la comparación se efectúan con una resolución de 16 bits. Comparador analógico: Internamente se dispone de un Amplificador operacional que actúa como comparador entre una señal fija de referencia y otra variable que se aplica por una de sus terminales. La salida del comparador proporciona un nivel lógico 1 ó 0 según una señal sea mayor o menor que la otra. Estructura basada en cuatro bancos de 128 bytes. Puerto serial síncrono (SSP) e interfaz de comunicación serial (SCI). La típica USART, orientada a la comunicación entre subsistemas o máquinas (RS-232) y la MSSP, destinada a la comunicación entre diversos circuitos integrados y que admite el protocolo I2C y SPI. Puerto paralelo esclavo (PSP). Comunicación que es más rápida que la comunicación en serie, pero que hipoteca muchas líneas de E/S; ocho del puerto D y tres del puerto E. Arquitectura Harvard. Arquitectura tipo RISC (Conjunto Reducido de Instrucciones de Computadora). Procesador segmentado o Pipeline. Soporta Xtal 20MHz. Voltaje de Operación: 2.0 hasta 5.5VDC. 2 Timers de 8 bits 1 Timer 16 bits 3.5 ARQUITECTURA DEL PIC16F877A EL PIC16F877A de Microchip pertenece al tipo de procesador RICS que es un procesador de instrucciones reducidas, se caracteriza por que el número de instrucciones es pequeño y además casi todas se realizan en la misma cantidad de tiempo. Este tipo de procesador emplea una arquitectura Harvard lo que significa que trabaja las zonas de memoria de programa y datos en forma separada. En el siguiente diagrama se muestra la arquitectura Von Neumann frente a la Harvard: 10

11 Diagrama 1. Arquitectura Von Neumann vs. Harvard. En ambas arquitecturas observamos bloques de memoria, cada bloque tiene posiciones y cada posición un valor. Para recoger o dejar un valor en una determinada posición es necesario primero indicar cuál es la dirección a leer o escribir de la memoria, en consecuencia hay un grupo de líneas que nos permiten hacer esa función conocida como el bus de direcciones, también existe un bus de datos que son líneas paralelas por donde discurren los valores de cada dirección. En el caso de la arquitectura Von Neumann podemos apreciar que existe un único bus de direcciones y de datos. Podemos apreciar como cada posición de memoria tiene una dirección, a su vez la memoria se divide en memoria de programa (conocida como ROM) y memoria de datos (conocida como RAM). En el caso de la arquitectura Harvard existen dos bloques de memoria separados. Un bloque para instrucciones y otro para datos. Note como hay dos buses independientes de direcciones y el bus de instrucciones solo tiene una dirección, a diferencia del bus de datos que es de naturaleza bidireccional. Todo esto sugiere que puede existir una dirección por ejemplo la 0. Entonces tenemos una instrucción en la posición 0 y también un dato en la 0. En el caso de la arquitectura Von Neumann esa dirección es de programa o de instrucción pero no de ambas. La arquitectura Harvard mejora el ancho de banda por que el bus de datos es de 14 bits frente a los de 8 de un bus tradicional Von Neumann por tanto en una sola lectura puede llevar mayor cantidad de datos. 3.6 ARQUITECTURA INTERNA DEL PIC16F877A La estructura interna de este PIC es como se muestra en la figura 2, que se presenta a continuación: 11

12 Figura 2. Arquitectura del PIC16F877A. Se han señalado que el microcontrolador posee varios elementos en forma interna: el procesador, memoria de programa, memoria de datos, periféricos, contadores. Se observa el siguiente diagrama de bloques del PIC16F877A para una mejor comprensión de este. 12

13 Diagrama 2. Arquitectura interna del PIC16F877A. En el diagrama 2 podemos identificar la memoria del programa en la parte superior izquierda con 8K posiciones por 14 bits, también esta presenta la memoria de datos (RAM) de 368 posiciones por 8 bits. La memoria EEPROM 256 posiciones x 8 bits. El procesador propiamente dicho está formado por la ALU (unidad aritmética lógica) el registro de trabajo W. Tenemos los periféricos I/O Port A, B, C, D, E el TMR0 (temporizador contador de eventos), TMR1 y TMR2 entre otros módulos. También se cuenta con un registro de instrucción que se carga cada vez que la ALU solicita una nueva instrucción a procesar. En la parte intermedia se encuentran algunos bloques como son el Status Reg. que es el registro de estado encargado de anotar el estado actual del sistema, cada vez que se ejecuta una instrucción se llevan a cabo cambios dentro del microcontrolador como desborde, acarreo, etc. Cada uno de esos eventos está asociado a un BIT de este registro. Existe un registro de vital importancia que se llama el Program Counter o contador de programa este registro indica la dirección de la instrucción a ejecutar. El registro en cuestión no es necesariamente secuencial, esto es no se incrementa necesariamente de uno en uno ya que puede darse el caso en el que salte dependiendo si hay una instrucción de bifurcación de por medio o puede haber alguna instrucción de llamada a función y/o procedimiento. También se observa el bloque de la pila, la función de la pila es ser un buffer temporal en el que se guarda el contador de programa cada vez que se suscita una llamada a un procedimiento y/o función (incluyendo interrupciones). Por tanto el nivel de anidamiento es de hasta 8 llamadas. También está presente el FSR reg., que es el registro que cumple una función similar a la del contador de programa direccionando en este caso la RAM, el FSR es un puntero a una dirección de la RAM. La aparición de multiplexores se debe a que los datos pueden tener diferentes fuentes. Cuando se programa el microcontrolador se debe siempre tener en mente que es lo que él hace. Cuando se prende asume un valor por defecto, el contador de programa asume la posición cero por tanto el microcontrolador toma la instrucción que se encuentra en esa posición en la memoria de programa y la ejecuta. Al momento de ejecutarla procede a informar si se ha llevado a cabo alguna operación en particular registrándola en el registro de estado (STATUS). Si la instrucción es de salto o bifurcación evaluará las condiciones para saber si continua o no con la siguiente instrucción, en caso que no sea así saltará a otra posición de memoria. En caso que el programa haga un llamado a una función guardará en la pila el valor del contador de programa ejecutará la rutina y al momento que termina restituirá el valor correspondiente para seguir con la siguiente instrucción. 3.7 ORGANIZACIÓN DE LA MEMORIA La memoria se divide en memoria de datos y programa. La de datos a su vez se divide en: SFR (Special Function Register) Registros de propósito especial, son registros que ayudan a configurar el hardware interno así como sirven para escribir o leer valores de los diferentes componente que constituyen el microcontrolador. Por ejemplo el registro trisa que nos permite configurar el modo de trabajo de las líneas del puerto A. 13

14 GFR (General Function Register) Registros de propósito general, son posiciones de memoria que podemos usar para almacenar valores que emplean nuestros programa. La memoria RAM está dividida en cuatro bancos. Antes de acceder a un registro al escribir un programa (para leer o cambiar su contenido), es necesario seleccionar el banco que contiene ese registro. Más tarde vamos a tratar los bits del registro STATUS utilizados para selección del banco. Para simplificar el funcionamiento, los SFR utilizados con más frecuencia tienen la misma dirección en todos los bancos, lo que permite accederlos con facilidad. Tabla 3.7. Bancos de la memoria. También tenemos una memoria EEPROM, con 256 posiciones, para acceder a la memoria no podemos leer o escribir directamente es decir colocar la dirección y obtener o dejar el 14

15 valor. Para trabajarla debemos apoyarnos en registros adicionales de tal forma que la usamos indirectamente. El contador de programa tiene 13 bits con los cuales se pueden direccionar 8K posiciones. Cuando levantamos el microcontrolador el contador de programa siempre apunta a una dirección conocida como el VECTOR DE RESET, la dirección es la posición de memoria 0000h. También existe otro vector llamado de VECTOR DE INTERRUPCIONES que ocupa la posición 0004h. Cuando se lleva a cabo una petición de interrupción el contador de programa va automáticamente a esa posición en busca de la instrucción que atienda la petición de interrupción. Como se ha mencionado la pila trabaja con el contador de programa cada vez que hay una instrucción de llamada a procedimiento o función (call) el contador de programa se almacena allí y va en busca de la rutina, cuando acaba la rutina (con la ejecución de una instrucción return, retfie o retlw) se restituye el valor del contador de programa, la capacidad de la pila es de 8 posiciones en caso que tengamos un desborde (ej. 9 llamadas anidadas) la pila se dice que se desborda y vuelve a 0. Por tanto hemos de pensar que la pila también cuenta con un contador que indica cual es la siguiente dirección vacía. 3.8 PRINCIPALES REGISTROS SFR. Las siguientes líneas describen los principales registros SFR del microcontrolador PIC16F877A. Los bits de cada registro controlan los circuitos diferentes dentro del chip, así que no es posible clasificarlos en grupos especiales. Por esta razón, se describen junto con los procesos que controlan. REGISTRO STATUS El registro STATUS contiene: el estado aritmético de datos en el registro W, el estado RESET, los bits para seleccionar el banco para los datos de la memoria. IRP - Registro de selección de Banco (usado para direccionamiento indirecto) RP1, RP0 - Registro de selección de banco (usado para direccionamiento directo). RP1 RP0 BANCO ACTIVO 0 0 Banco Banco Banco Banco 3 Tabla Registro de selección de banco. 15

16 TO - Time-out bit (bit de salida del temporizador perro guardián) PD - Power-down bit (bit de apagado) Z - Zero bit (bit cero) DC - Digit carry/borrow bit (bit de acarreo/préstamo de dígito) cambia al sumar o al restar si ocurre un "desbordamiento" o un "préstamo" en el resultado. C - Carry/Borrow bit (bit de acarreo/préstamo) cambia al sumar o al restar si ocurre un "desbordamiento" o un "préstamo" en el resultado, o sea si el resultado es mayor de 255 o menor de 0. REGISTRO OPTION_REG El registro OPTION_REG contiene varios bits de control para configurar el pre - escalador del Temporizador 0/WDT, el temporizador Timer0, la interrupción externa y las resistencias pull-up en el puerto PORTB. RBPU - Port B Pull up Enable bit (resistencia Pull Up Puerto B) INTEDG - Interrupt Edge Select bit (bit selector de flanco activo de la interrupción externa) T0CS - TMR0 Clock Source Select bit (bit selector de tipo de reloj para el Timer0) T0SE - TMR0 Source Edge Select bit (bit selector de tipo de flanco en TOCKI) selecciona el flanco (ascendente o descendente) contado por el temporizador Timer0 por el pin RA4/T0CKI. PSA - Prescaler Assignment bit asigna el pre-escalador (hay sólo uno) al temporizador o al WDT. PS2, PS1, PS0 PRESCALER RATE SELECT BITS (BIT SELECTOR DEL VALOR DEL DIVISOR DE FRECUENCIA) El valor del divisor de frecuencia se selecciona al combinar estos tres bits. Como se muestra en la siguiente tabla, el valor del divisor de frecuencia se le asigna al temporizador (Timer0) o al temporizador perro guardián (WDT). PS2 PS1 PS0 TMR0 WDT :2 1: :4 1: :8 1: :16 1: :64 1:32 16

17 :128 1: :256 1:128 Tabla Valor del divisor de frecuencia. Para conseguir el valor del divisor de frecuencia 1:1 cuando el temporizador Timer0 cuenta pulsos, el preescalador debe ser asignado al WDT. En consecuencia, el temporizador Timer0 no utiliza el pre-escalador, sino que cuenta directamente los pulsos generados por el oscilador, lo que era el objetivo. REGISTROS DEL SISTEMA DE INTERRUPCIÓN Al llegar la petición de interrupción, no significa que una interrupción ocurrirá automáticamente, puesto que debe ser habilitada por el usuario (por el programa) también. Por esta razón, hay bits especiales utilizados para habilitar o deshabilitar interrupciones. Es fácil de reconocerlos por las letras IE contenidas en sus nombres (Interrupt Enable Interrupción habilitada). Además, cada interrupción se asocia con otro bit denominado bandera que indica que una petición de interrupción ha llegado sin verificar si está habilitada. Asimismo, se reconocen con facilidad por las dos últimas letras contenidas en sus nombres - IF (Interrupt Flag - Bandera de interrupción). Como hemos visto, toda la idea es muy simple y eficiente. Al llegar la petición de interrupción, primero el bit de bandera se pone a uno. Si el bit IE apropiado está a cero (0), esta condición será ignorada completamente. De lo contrario, ocurre una interrupción. Si varias fuentes de interrupción están habilitadas, es necesario detectar la activa antes de que la rutina de interrupción se ponga a ejecutar. La detección de la fuente se realiza al comprobar los bits de las banderas. Cabe destacar que los bits de cada bandera no se ponen a cero automáticamente, sino por el software, mientras que la ejecución de la rutina de interrupción continúa ejecutándose. Si no hacemos caso a este detalle, ocurrirá otra interrupción inmediatamente después de volver al programa principal, aunque no hay más peticiones de ejecución. Simplemente, la bandera, así como el bit IE, se quedan en uno. Todas las fuentes de interrupción típicas para el microcontrolador PIC16F877A se muestran en la siguiente página. Fíjese en lo siguiente: El bit GIE habilita/deshabilita simultáneamente las interrupciones no enmascaradas. El PEIE bit habilita/deshabilita las interrupciones no enmascaradas de periféricos. Esto no se refiere al temporizador Timer0 y a las fuentes de interrupción del puerto PORTB. Para habilitar una interrupción causada por el cambio del estado lógico en el puerto PORTB, es necesario habilitarla para cada bit por separado. En este caso, los bits del registro IOCB se comportan como los bits IE de control. REGISTRO INTCON 17

18 El registro INTCON contiene varios bits de habilitación y de bandera para el desbordamiento en el registro TMR0, e interrupciones por el cambio del estado en el puerto PORTB y las interrupciones externas en el pin INT. GIE - Global Interrupt Enable bit - (bit de habilitación de interrupciones globales) controla simultáneamente todas las fuentes de interrupciones posibles. PEIE - Peripheral Interrupt Enable bit (bit de habilitación de interrupciones periféricas) es similar al bit GIE, sin embargo controla interrupciones habilitadas por los periféricos. Eso significa que no influye en interrupciones causadas por el temporizador Timer0 o por el cambio del estado en el puerto PORTB o por el cambio en el pin RB0/INT. T0IE - TMR0 Overflow Interrupt Enable bit (bit de habilitación de interrupciones por el desbordamiento del temporizador Timer0) controla interrupciones causadas por el desbordamiento del Timer0. INTE - RB0/INT External Interrupt Enable bit (bit de habilitación de la interrupción externa en RB0) controla interrupciones causadas por el cambio del estado lógico en el pin de entrada RB0/INT (interrupción externa). RBIE - RB Port Change Interrupt Enable bit (bit de habilitación de interrupciones por cambios en el puerto PORTB). Cuando se configuran como entradas, los pines en el puerto PORTB pueden causar una interrupción al cambiar el estado lógico (no importa si se produce bajada o subida de tensión, lo que importa es que se produce un cambio). Este bit determina si una interrupción va a ocurrir. T0IF - TMR0 Overflow Interrupt Flag bit (bit de bandera de interrupción por el desbordamiento del Timer0) detecta el desbordamiento en el registro del temporizador Timer0, o sea el contador se pone a cero. INTF - RB0/INT External Interrupt Flag bit (bit de bandera de interrupción externa en INT) detecta el cambio en el estado lógico en el pin INT. RBIF - RB Port Change Interrupt Flag bit (bit de bandera de interrupción por cambio en el puerto RB) detecta cualquier cambio del estado lógico de alguno de los pines de entrada en el puerto PORTB. REGISTRO PIE1 El registro PIE1 contiene los bits de habilitación de interrupciones periféricas. 18

19 ADIE - A/D Converter Interrupt Enable bit (bit de habilitación de interrupciones del convertidor A/D). RCIE - EUSART Receive Interrupt Enable bit (bit de habilitación de interrupciones de recepción del EUSART). TXIE - EUSART Transmit Interrupt Enable bit (bit de habilitación de interrupciones de transmisión del EUSART). SSPIE - Master Synchronous Serial Port (MSSP) Interrupt Enable bit - (bit de habilitación de la interrupción del puerto serie síncrono maestro (MSSP) habilita generar una petición de interrupción después de cada transmisión de datos por el módulo de comunicación serie síncrona (modo SPI o I2C). CCP1IE - CCP1 Interrupt Enable bit (bit de habilitación de la interrupción del módulo 1 de Comparación/Captura/PWM - CCP1) permite generar una petición de interrupción en el módulo CCP1 utilizado para procesamiento de la señal PWM. TMR2IE - TMR2 to PR2 Match Interrupt Enable bit (bit de habilitación de la interrupción de igualdad entre TMR2 y PR2). TMR1IE - TMR1 Overflow Interrupt Enable bit (bit de habilitación de la interrupción de desbordamiento del temporizador Timer1) habilita generar una petición de interrupción después de cada desbordamiento en el registro del temporizador Timer1, o sea el contador se pone a cero. REGISTRO PIE2 El registro PIE2 también contiene varios bits de habilitación de interrupciones. OSFIE - Oscillator Fail Interrupt Enable bit (bit de habilitación de la interrupción de fallo en el oscilador) C2IE - Comparator C2 Interrupt Enable bit (bit de habilitación de la interrupción del comparador C2) 19

20 C1IE - Comparator C1 Interrupt Enable bit (bit de habilitación de la interrupción del comparador C1) EEIE - EEPROM Write Operation Interrupt Enable bit (bit de habilitación de la interrupción de escritura en la memoria EEPROM) BCLIE - Bus Collision Interrupt Enable bit (bit de habilitación de la interrupción de colisión de bus) ULPWUIE - Ultra Low-Power Wake-up Interrupt Enable bit (bit de habilitación de la interrupción para salir del modo de ultra bajo consumo - la reactivación) CCP2IE - CCP2 Interrupt Enable bit (bit de habilitación de la interrupción del módulo 2 de Comparación/Captura/PWM (CCP2) REGISTRO PIR1 El registro PIR1 contiene los bits de banderas de interrupción. ADIF - A/D Converter Interrupt Flag bit (bit de bandera de la interrupción del convertidor A/D) RCIF - EUSART Receive Interrupt Flag bit (bit de bandera de la interrupción de recepción del EUSART) TXIF - EUSART Transmit Interrupt Flag bit (bit de la interrupción de transmisión del EUSART) SSPIF - Master Synchronous Serial Port (MSSP) Interrupt Flag bit (bit de bandera de la interrupción de puerto serie síncrono maestro) CCP1IF - CCP1 Interrupt Flag bit (bit de bandera de la interrupción del módulo 1 de Comparación/Captura/PWM (CCP1). TMR2IF - Timer2 to PR2 Interrupt Flag bit (bit de bandera de la interrupción de igual dad entre el temporizador Timer2 y el registro PR2) TMR1IF - Timer1 Overflow Interrupt Flag bit (bit de bandera de la interrupción de desbordamiento del temporizador Timer1) REGISTRO PIR2 El registro PIR2 contiene los bits de banderas da la interrupción. 20

21 OSFIF - Oscillator Fail Interrupt Flag bit (bit de bandera de la interrupción de fallo en el oscilador) C2IF - Comparator C2 Interrupt Flag bit (bit de bandera de la interrupción del comparador C2) C1IF - Comparator C1 Interrupt Flag bit (bit de bandera de la interrupción del comparador C1) EEIF - EE Write Operation Interrupt Flag bit (bit de bandera de la interrupción de la operación de escritura en la memoria EEPROM) BCLIF - Bus Collision Interrupt Flag bit (bit de bandera de la interrupción de colisión de bus en el MSSP) ULPWUIF - Ultra Low-power Wake-up Interrupt Flag bit (bit de bandera de la interrupción para salir del modo de ultra bajo consumo - la reactivación) CCP2IF - CCP2 Interrupt Flag bit (bit de la interrupción del módulo 2 de Comparación/Captura/PWM - CCP2) REGISTRO PCON El registro PCON contiene solamente dos bits de banderas utilizados para diferenciar entre un Power-on reset (POR), un Brown-out reset (BOR), un reinicio por el temporizador perro guardián (WDT) y un reinicio externo por el pin MCLR. ULPWUE - Ultra Low-Power Wake-up Enable bit (bit de habilitación para salir del modo de ultra bajo consumo - la reactivación) SBOREN - Software BOR Enable bit (bit de habilitación del BOR por software) POR - Power-on Reset Status bit (bit de estado Power - on reset) BOR - Brown-out Reset Status bit (bit de estado Brown - out reset) 3.9 CLASIFICACIÓN DE INSTRUCCIONES. Todos los modelos de microcontroladores PIC responden a la arquitectura RISC. No solo implica que el número de instrucciones que es capaz de interpretar y ejecutar sea pequeño 21

22 (en el caso del PIC16F877A que consta de 35instrucciones), sino también que consta de las siguientes características: 1. Las instrucciones son simples y rápidas 2. Las instrucciones son ortogonales. Apenas tiene restricciones en el uso de operadores 3. La longitud de las instrucciones y los datos es constante. Todas las instrucciones tienen la misma longitud, 14 bits en los PIC 16X8X, y todos los datos son de un byte. La arquitectura Harvard aísla la memoria de instrucciones de la de datos. Los diferentes formatos que admiten las instrucciones, se clasifican en cinco grandes grupos, atendiendo al tipo de operación que desarrollan, estos son: 1. Operaciones orientadas a manejar registros de tamaño byte. Se divide en tres campos: Campo de código OP de 6 bits. Campo de la dirección del operando fuente (f) de 7bits. Campo que define el operando destino (d) de 1 BIT. 2. Operaciones orientadas a manejar bits. Este formato consta de tres campos: Campo de código OP de 4 bits Campo de la dirección del registro fuente de 7 bits. Campo de la posición del BIT en el registro y es de 3bits. 3. Operaciones que manejan un valor inmediato o literal. Constas de solo dos campos: Campo del código OP con 6 bits. Campo del valor inmediato (k) con 8 bits. 4. Operaciones incondicionales de control del flujo del programa. Este tipo instrucciones efectúan al contenido del contador de programa y sirven para romper la secuencia ordenada de las instrucciones del programa. Consta de dos campos: campo del código OP de 3 bits Campo de la dirección del salto que se carga en el contador de programa de 11 bits. 5.- Operaciones de salto condicional. 22

23 Se dispone de pocas instrucciones que cuando se cumplen una condición dan un brinco (skip). Un brinco es un salto muy pequeño, es decir que solo se salta una instrucción, la que hay detrás de la condicional DIVISIÓN DE INSTRUCCIONES. Las instrucciones de dividen en instrucciones que manejan registros, que manejan Bits, de brinco, instrucciones que manejan operadores inmediatos e instrucciones de control y especiales INSTRUCCIONES QUE MANEJAN REGISTROS. Responden a la sintaxis mnemónico f, d, siendo f y d los dos operadores fuente y destino. El registro f viene reverenciado por la dirección de 7 bits que ocupa, mientras que el destino solo por 1, cuando vale O es el registro W y si vale 1 es el destino fuente. La siguiente tabla muestra las instrucciones que manejan registros. SINTAXIS ADDWF f, d ANDWF f, d CLRF f CLRW COMF f, d DECF f, d INC f, d IORWF f, d MOVF f, d MOVWF f, d NOP RLF f, d RRF f, d SUBWF f, d SWAPF f, d XORWF f, d OPERACIÓN Suma W y f AND W con f borra f (pone los bits en cero) Borra W Complementa f (invierte) Decrementa f Incrementa f OR entre W y f Mueve f Mueve W y f No opera (no hace nada) Rota f a la izquierda a través del cero Rota f a la derecha a través del cero Resta W y f Intercambia XOR de W y f CICLOS SEÑALIZADORE S C, DC, Z Z Z Z Z Z Z Z Z C C C, DC, Z Z Tabla Instrucciones que manejan registros INSTRUCCIONES QUE MANEJAN BITS 23

24 Solo hay dos instrucciones en este grupo. Una de ellas pone a 1 (bsf) cualquier BIT de un registro, mientras que la otra pone a O (bcf). SINTAXIS OPERACIÓN BCF f, d Borra BIT de f BSF f, d Pone a 1 el BIT de f CICLOS SEÑALIZADORES 1 1 Tabla Instrucciones que manejan Bits INSTRUCCIONES DE BRINCO. En los PIC de gama media, solo existen cuatro instrucciones de salto condicional. Dos de ellas según su valor (1 o 0) brincan o no, sólo se saltan la instrucción siguiente a la condición. Las dos instrucciones restantes incrementan o decrementan un registro y la posibilidad del brinco se efectúan si con esa operación el valor del registro ha llegado a cero. Tardan 2 ciclos de instrucciones cuando brinca y un ciclo cuando no se realiza el brinco. SINTAXIS BTFSC f, d BTFSS f, d DEFSZ f, d INCFSZ f, d OPERACIÓN CICLOS SEÑALIZADORES Explora un BIT de f y brinca si vale 0 1 (2) Explora un BIT de f y brinca si vale 1 1(2) Decrementa f y si es 0 brinca 1(2) Decrementa f y si es 1 brinca 1(2) Tabla Instrucciones de brinco Instrucciones que manejan operadores inmediatos. Consta de seis instrucciones que realizan una operación con un valor inmediato de 8 bits, el cual solo tiene dos campos: el del Código OP (6 bits) y el del operador inmediato (8bits). SINTAXIS ADDLW k ANDLW k IORLW k MOVLW k SUBLW k XORLW k OPERACIÓN Suma inmediata con W AND inmediato con W OR inmediato con W Mueve a W a un valor inmediato Resta W de un valor inmediato OR exclusiva con W CICLOS SEÑALIZADORES 1 C, DC, Z 1 Z 1 Z 1 1 C, DC, Z 1 Tabla Instrucciones que manejan operadores inmediatos INSTRUCCIONES DE CONTROL Y ESPECIALES. 24

25 En este grupo se incluyen las instrucciones que rompen la secuencia normal del programa porque alteran el contenido del PC, y las instrucciones especiales. Entre las instrucciones de control se encuentran cinco: GOTO, CALL, RETURN, RETLW, RETFIE. Mientras que en las instrucciones especiales se encuentran dos: CLRWDT y SLEEP. SINTAXIS CALL k CLRWDT GOTO k RETFIE RETLW k RETURN SLEEP OPERACIÓN Llamada a subrutina Borra o refresca el perro guardián Salto incondicional Retorno de interrupciones Retorno a subrutina y carga W= k Retorno de subrutina Pasa al modo de reposo CICLOS SEÑALIZADORES 2 TO #, PD# TO #, PD# Tabla Instrucciones de control y especiales. CAPITULO IV 4.1 COMUNICACIÓN SERIAL ASÍNCRONA. Entre las herramientas que disponen EL PIC16F877A se encuentra el USART, llamado SCI (Serial Comunications Interface), puede funcionar como un sistema de comunicación bidireccional, adaptándose a multitud de periféricos y dispositivos que transfieren información de forma serial, tales como un ordenador. También puede trabajar en modo unidireccional para soportar periféricos como memorias, conversores, etc. El USART (Transmisor/Receptor Síncrono/Asíncrono Serie) puede trabajar de dos formas: Asíncrono (Bidireccional) Síncrono (Unidireccional) En el modo asíncrono, la comunicación serie del USART el PIC16F877A está soportada por las líneas RC6/TX/CK y RC7/RX/DT por las que se mueven los bits a la frecuencia interna de reloj. En el modo síncrono, los bits de información circulan en ambos sentidos por la línea DT a la frecuencia de los impulsos que genere el maestro por la línea CK. 4.2 MODO ASÍNCRONO. En esta forma de comunicación serial, se usa la norma RS-232-C, donde cada palabra de información o dato se envía independientemente de los demás. Suele constar de 8 o 9 bits y van precedidos por un BIT de START (inicio) y detrás de ellos se coloca un BIT de STOP (parada), de acuerdo con las normas del formato estándar NRZ (Non Return-to-Zero) 25

26 Los bits se transfieren a una frecuencia fija y normalizada. La USART transmite y recibe primero el BIT menos significativo. La USART en modo asíncrono contiene los siguientes elementos: Generador de Baudios Circuito de Muestreo Transmisor Asíncrono Receptor Asíncrono 4.3 GENERADOR DE BAUDIOS. Para el protocolo asíncrono RS-232-C, la frecuencia en baudios (bits por segundo) a la que se realiza la transferencia se debe efectuar a un valor normalizado: 330, 600, 1200, 2400, 4800, 9600, 19200, 38400, etc. Para generar esta frecuencia, el USART dispone de un generador de frecuencia en Baudios, BRG, cuyo valor es controlado por el contenido grabado en el registro SPBRG. Aparte del valor X cargado en el registro SPBRG, la frecuencia en baudios del generador depende del BIT BRGH del registro TXSTA. En el caso de que BRGH = 0 se trabaja en baja velocidad y si BRGH = 1 se trabaja en alta velocidad. Según este BIT se obtendrá el valor de una constante K necesaria en la determinación de la frecuencia de funcionamiento. Donde: X es el valor cargado en el registro SPBRG. Si BRG = 0, baja velocidad y K = 64 Si BRG = 1, baja velocidad y K = TRANSMISOR ASÍNCRONO. La figura muestra el diagrama por bloques de la sección de transmisión del USART en modo asíncrono. 26

27 Figura 4.4. Transmisor asíncrono. El dato que se desea transmitir por el USART se deposita en el registro TXREG y a continuación se traspasa al registro de desplazamiento TSR, que va sacando los bits secuencialmente y a la frecuencia establecida. Además, antes de los bits, el dato de información incluye un BIT de inicio y después de sacar todos los bits añade un BIT de parada. El USART receptor recibe, uno a uno, los bits, elimina los de control y los de información una vez que han llenado el registro de desplazamiento RSR los traslada automáticamente al registro RCREG, donde quedan disponibles para su posterior procesamiento. Si se observa el diagrama de bloques de la sección transmisora del USART. El núcleo está constituido por el registro de desplazamiento TSR, que obtiene el dato desde el registro TXREG y luego lo va desplazando y sacando bit a bit, en serie, por la línea RC6/TX/CK. El primer bit que sale es el de menos peso. El dato a transferir se carga por software en TXREG y se transfiere al TSR en cuanto se haya transmitido el bit de parada del dato anterior. LA transferencia entre los dos registros se realiza en un ciclo y entonces el señalizador TXIF se pone a 1, para advertir que el registro de transmisión se ha vaciado. También en este momento puede producirse una interrupción si se ha posibilitado el uso de interrupciones. Cuando se escribe otro dato sobre TXREG, l señalizador TXIF se pone a 0. El bit TRMT sirve para indicar el estado del registro TSR y vale 1 cuando está vacío. La secuencia de pasos a seguir para una transmisión en el USART es la siguiente: Configurar las líneas RC6/TX/CK como salida y RC7/RX/DT como entrada. Asignar SYNC=0 y SPEN=1 para activar el USART como asíncrono. Si se va a trabajar con interrupción, asignar TXIE=1, además de habilitar las interrupciones. Si el dato consta de 9 bits, en lugar de los 8 típicos, asignar el bit TX9=1. El noveno bit se colocará en TX9D (TXSTA) Se carga el valor adecuado en el registro SPBRG, para producir la frecuencia de trabajo deseada. Hay que controlar el bit BRGH (alta y baja velocidad) Activar la transmisión con TXEN = 1. El bit TXIF tendrá valor 1; ya que TXREG se encuentra vació. Cargar en TXREG el dato a transmitir. Comienza la transmisión. 4.5 RECEPTOR ASÍNCRONO. La figura muestra el diagrama de bloques de la sección receptora del USART 27

28 Figura 4.5. Receptor asíncrono. Los datos se reciben en serie, bit a bit, por la línea RC7/RX/DT y se van introduciendo secuencialmente en el registro de desplazamiento RSR que funciona a una frecuencia 16 veces más rápida que la de trabajo (baud rate). Cuando el dato consta de 9 bits hay que programar el bit RX9 = 1 y el noveno bit de información se colocará en el bit RX9D del registro RCSTA. Figura Receptor asíncrono completo. Una vez que el modo asíncrono ha sido seleccionado, la recepción es habilitada colocando a 1-lógico el bit CREN (RCSTA<4>). El corazón de la recepción serial es el registro de corrimiento de recepción (RSR). Después de detectar el bit de parada el dato presente en RSR es transferida al registro RCREG (si es que está vacío). Si la transferencia ha sido completada con éxito el RCIF (PIR1<5>) es puesto a 1-lógico. Si lo deseamos podemos usar esta característica para trabajar interrupciones. Para ello deberemos habilitar el bit 28

29 RCIE (PIE1<5>). El bit RCIF solo es de lectura y colocado a 0-lógico por hardware, es decir cuando el registro RCREG está vacío. Al parecer el registro RCREG es un solo registro pero no es así, el registro RCREG es una suerte de pila de dos posiciones. Por tanto es capaz de almacenar 2 datos (bytes) y mantener un tercer dato en RSR. Si la pila está llena y se llena el RSR (tercer dato) es decir llega el bit de stop de ese tercer dato el microcontrolador procede a colocar a 1-lógico el bit OERR (over run error bit) y el valor presente en RSR se pierde. De darse esta situación lo que debemos hacer es rescatar los dos datos que están en la pila de RCREG. Luego resetear el OERR, para eso es necesario resetear el bit CREN (ponerlo a 0-lógico y luego a 1-lógico). Cuando se activa el bit OERR las transferencias de RSR a RCREG son deshabilitadas por lo tanto debemos cumplir con hacer el reset del bit CREN para normalizar la recepción. Hay otro bit que también es importante señalar y es el bit FERR (RCSTA<2>) error de frame o trama o marco. El bit FERR se coloca a 1-lógico si detecta un 0-lógico como bit de parada. Por lo tanto antes de leer lo que contiene el registro RCREG es necesario revisar el valor de los bits FERR y OERR. La siguiente es la secuencia de pasos a realizar para configurar la recepción asíncrona: Inicializar el registro SPBRG con el valor apropiado que genere los baudios necesarios. Colocar un valor al bit BRGH en función, si se va o no a transmitir en alta velocidad. Habilitar la puerta serial asíncrona colocando a 0-lógico el bit SYNC y a 1-lógico el bit SPEN. Si se va a trabajar con interrupción, asignar RCIE=1, además de habilitar las interrupciones. Habilitar la recepción colocando a 1-lógico el bit CREN. El bit RCIF se colocará a 1-lógico cuando un dato llegue completo al microcontrolador y una interrupción se generará si es que se ha reseteado el bit RCIE. Leer el registro RCSTA para obtener el valor del noveno bit (si es que está trabajando con 9 bits de datos) y determinar si hubo error en la comunicación (revisar los bits OERR y FERR). Si no hubo error lea los 8 bits de datos del registro RCREG. Si no hubo algún error resetear el bit CREN. CAPITULO V 5.1 HERRAMIENTAS. Para programar es necesario contar con herramientas en hardware y software, en el mercado existen muchas herramientas que van de ensambladores a simuladores, y emuladores. Un ejemplo de una herramienta es el IDE que es un entorno de desarrollo integrado (en inglés integrated development environment). Un IDE es un entorno de programación que ha sido empaquetado como un programa de aplicación, es decir, consiste en un editor de código, un compilador, un depurador y un constructor de interfaz gráfica (GUI). Los IDEs pueden ser aplicaciones por sí solos o pueden ser parte de aplicaciones existentes. El 29

30 lenguaje Visual Basic, por ejemplo, puede ser usado dentro de las aplicaciones de Microsoft Office, lo que hace posible escribir sentencias Visual Basic en forma de macros para Microsoft Word. Los IDE proveen un marco de trabajo amigable para la mayoría de los lenguajes de programación tales como C++, Python, Java, C#, Delphi, Visual Basic, MPLAB etc. En algunos lenguajes, un IDE puede funcionar como un sistema en tiempo de ejecución, en donde se permite utilizar el lenguaje de programación en forma interactiva, sin necesidad de trabajo orientado a archivos de texto. 5.2 INTRODUCCIÓN A MPLAB. El MPLAB es un "Entorno de Desarrollo Integrado" (Integrated Development Environment, IDE) que corre en "Windows", mediante el cual se pueden desarrollar aplicaciones para los microcontroladores de las familias PIC 16/17. Con el MPLAB se pueden escribir, depurar y optimizar los programas de diseños con PIC 16/17. El MPLAB incluye un editor de texto, un simulador y un organizador de proyectos. Para comenzar un programa desde cero para luego grabarlo, en MPLAB los pasos a seguir son: 1. Crear un nuevo archivo con extensión.asm y nombre cualquiera. 2. Crear un Proyecto nuevo eligiendo un nombre y ubicación. 3. Agregar el archivo.asm. 4. Elegir el microcontrolador a utilizar desde SELECT DEVICE del menú CONFIGURE. Una vez realizado esto, se está en condiciones de empezar a escribir el programa respetando las directivas necesarias y la sintaxis para luego compilarlo y grabarlo en el PIC. Por otra parte el MPLAB, también soporta al emulador PICMASTER y a otras herramientas de desarrollo de Microchip como el PICSTAR-Plus. Con el MPLAB se puede: Depurar sus programas fuentes. Detectar errores automáticamente en sus programas fuente para editarlos. Depurar los programas utilizando puntos de corte (breakpoints) mediante valores de los registros internos. Observar el flujo del programa con el simulador MPLAB-SIM Ó seguirlo en tiempo real utilizando el emulador PICMASTER. Realizar medidas de tiempo utilizando un cronometro. Mirar variables en las ventanas de observación. Encontrar respuestas rápidas a sus preguntas, utilizando la ayuda en línea del MPLAB. 5.3 USO DE MPLAB. Cada vez que se use el MPLAB para programar aplicaciones se debe ejecutar la siguiente secuencia de pasos: 30

31 1. Ingresar al MPLAB: Inicio-> Programas-> Microchip MPLAB-> MPLAB o haga doble clic sobre el icono del programa en el escritorio: 2. Crear un proyecto: Primero con ayuda del explorador de WINDOWS cree una carpeta de trabajo: c:\archivos de Programa\MPLAB\PROYECTO La idea es contar con una carpeta en la cual coloquemos nuestros trabajos. El MPLAB cuenta, como toda aplicación en WINDOWS, con una barra de menús, una barra de iconos y una de estado en la parte inferior. Abra el menú PROJECT y elija la opción NEW. Asigne un nombre al proyecto (por ejemplo papb) y asegúrese que el proyecto sea creado en la carpeta CURSO además el campo DEVELOPMENT MODE debe estar con la opción MPLAB-SIM 16F877A. Como lo muestra la siguiente figura: Presione el botón OK. 31

32 3. Editar el programa Ahora que contamos con el recipiente el siguiente paso consiste en adicionar el código; para eso nos apoyaremos en el editor. Abra un nuevo archivo: Ingrese al menú EDIT y elija la opción NEW. Notara como se muestra un documento nuevo. Ingrese el código en ensamblador que necesita como lo muestra la siguiente figura: Ahora guarde el archivo. Asegúrese que se cree en la misma carpeta donde está el proyecto (CURSO) coloque un nombre (PAPB.ASM) con extensión ASM: Ahora incluya el archivo papb.asm como parte del proyecto. Menú PROJECT y elija la opción EDIT PROJECT Haga clic en el botón ADD NODE, use la ventana para seleccionar el archivo papb.asm 32

33 4. Ensamble el programa Una vez que el programa esta listo llamamos al ensamblador (MPASMWIN): Menú PROJECT y elija la opción BUILD ALL. Si el código esta libre de errores aparecerá una ventana similar a la siguiente. Si ha cometido algún error de sintaxis el MPASMWIN le indicara en una ventana la línea y el error a fin que lo solucione. Corríjalo y vuelva a compilar hasta que no haya problemas. 5. Mostrar los datos relevantes Antes de entrar al modo de simulación debe asegurarse que el proyecto tiene habilitado el simulador (MPSIM). Ingrese al menú OPTIONS elija DEVELOPMENT MODE 33

34 Para observar lo que va a suceder en el microcontrolador debemos abrir las ventanas que nos muestran los datos relevantes para ello ingrese al menú WINDOWS observará las siguiente figura: Por el momento solo habilitaremos las siguientes ventanas: Special Function Register: Nos muestra los registros de configuración del microcontrolador File Register. Nos muestra la zona de memoria de datos (GFR+SFR) Stopwatch: Muestra un clock para la evolución del programa paso a paso Stack: Muestra la pila Una vez abiertas las ventanas hay que ordenarlas en la pantalla (works pace) a fin que se vean a la vez: Recuerde que el microcontrolador tiene un registro llamado PC (contador de programa) que le indica que instrucción debe ejecutar (puede ver parte del valor en la ventana Special Function Register - pcl). Cada uno de los item dentro del submenú RUN le indica a la simulación que debe hacer con el contador de programa. 34

35 6. Simulación La simulación propiamente dicha se hace a través del menú DEBUG: Si presiona la opción RESET (F6) el programa se detiene y el contador de programa se va a 0 (vector de reset). Vamos a ejecutar el programa instrucción por instrucción. Para ello ejecute la opción STEP (F7) note como es que aparece un cursor en la ventana de editor y algunos valores de las demás ventanas se han modificado (los valores que se han modificado siempre aparecen en color rojo). Para continuar con la simulación paso a paso vuelva a ejecutar la opción STEP (F7) y observe que pasa en la pantalla. 35

36 Ahora resetear el programa (opción RESET -F6). Otra forma de ver como es la evolución del programa sin necesidad de apretar la secuencia paso a paso es a través de la opción ANIMATE. Ejecútela y observe que es lo que pasa. Para salir del estado de animación es necesario usar la opción HALT (F5) del submenú run o presione el icono del semáforo rojo. También contamos con una opción que hace que el microcontrolador corra el programa libremente esa es la opción RUN (F9) o presione el icono del semáforo verde, cuando ejecute esta acción note como la barra de estado (parte baja de la pantalla) cambia de color a amarillo. Para salir elija nuevamente la opción HALT. 7. Modificando las entradas El MPLAB cuenta con opciones que nos permiten variar las entradas durante la simulación a fin de observar el comportamiento del programa. Ingrese al menú DEBUG y seleccione el submenú SIMULATOR STIMULUS, observará que presenta cuatro opciones. Por el momento trabajaremos con la primera. Elija ASYNCHRONOUS STIMULUS. Observará la siguiente ventana: 36

37 Podemos asignar a cada botón (de los 12 disponibles) uno de los pines del PIC. Haga clic con el botón derecho del mouse sobre alguno de los botones (menú de contexto) podemos asignar el botón a un pin y además definirá el tipo de estímulo. Pulse, equivale a ingresar un pulso en el pin Low, equivale a colocar 0 en el pin High, equivale a colocar 1 en el pin Toggle, es un interruptor que oscila entre 1 y 0. Si lo presiona una vez irá a 0 si lo presiona de nuevo irá a 1 y así sucesivamente. Tome 4 botones y asígnelos a RA0, RA1, RA2 y RA3 asegúrese que sean del tipo Toggle, como lo muestra la figura adjunta. Note como la ventana queda flotando no la cierre ubíquela en alguna zona de la pantalla que no estorbe la visibilidad de la pantalla. Para probar que funciona ingrese al menú DEBUG elija STEP y continué hasta que el programa entre en el bucle de lector escritura. Haga un clic sobre uno de los botones recién creados y vuelva a avanzar en la simulación (presione F7). Notará como es que el valor del puerto A en la ventana de SPECIAL FUNCTION REGISTER ha variado: Modifique el estado de cada uno de los botones y simule el programa para ver que sucede. También es posible combinar el ASYNCHRONOUS STIMULUS con la opción ANIMATE del submenú DEBUG. Para ello resetear el programa, a continuación active la opción ANIMATE (mantenga abierta la ventana de ASYNCHRONOUS STIMULUS). Ahora haga clic sobre los botones asignados a RA

38 CAPITULO VI 6.1 CONCEPTOS DE ROBÓTICA. 38

39 De forma general, la robótica se define corno: El conjunto de conocimientos teóricos y prácticos que permiten concebir, realizar y automatizar sistemas basados en estructuras mecánicas poli articuladas, dotados de un determinado grado de "inteligencia" y destinados a la producción industrial o a la sustitución del hombre en muy diversas tareas. Un sistema robótico puede describirse, como "Aquel que es capaz de recibir información, de comprender su entorno a través del empleo de modelos, de formular y de ejecutar planes, y de controlar o supervisar su operación". La robótica es esencialmente pluridisciplinaria y se apoya en gran medida en los progresos de la microelectrónica y de la informática, así como en los de nuevas disciplinas tales como el reconocimiento de patrones y de inteligencia artificial. 6.2 ROBOTS INDUSTRIALES Un robot industrial tal como se define en la norma ISO 8373 es: Un control automático, un manipulador reprogramable, polivalente programable en tres o más ejes, los cuales pueden ser fijos o móviles en el lugar para su uso, en aplicaciones de automatización industrial esto significa que los puntos a tomar en cuenta son: Reprogramable: cuyos movimientos programados o las funciones auxiliares pueden ser modificados sin alteraciones físicas. Multipropósito: susceptible de ser adaptado a una aplicación diferente con alteraciones físicas. Alteraciones físicas: la alteración de la estructura mecánica o sistema de control, excepto para los cambios de cintas de programación, ROM, etc. Eje: la dirección se utiliza para especificar el movimiento del robot en un modo lineal o rotativo. Por otro lado los robots de servicio no tienen una definición estricta de aceptación internacional, que, entre otras cosas, que delimita a partir de otros tipos de equipos, en particular, el robot manipulador industrial. IFR, sin embargo, han adoptado una definición preliminar: Un robot de servicio es un robot que opera semi o totalmente autónoma para realizar servicios útiles para el bienestar de los seres humanos y equipos, excluyendo las operaciones de fabricación. Con esta definición, la manipulación de los robots industriales también podrían ser considerados como robots de servicio, siempre que se instalen en las operaciones de fabricación. Los robots de servicio pueden o no puede estar equipado con una estructura de brazo como es el robot industrial. A menudo, pero no siempre, los robots de servicio son móviles. En algunos casos, los robots de servicio consisten en una plataforma móvil en el que uno o varios brazos están conectados y controlados en el mismo modo que los brazos del robot industrial. Debido a su multitud de formas y estructuras, así como áreas de aplicación, robots de servicio no son fáciles de definir. 6.3 CLASIFICACIÓN DE ROBOTS 39

40 En la actualidad los robots se usan de manera extensa en la industria, siendo un elemento indispensable en una gran parte de los procesos de manufactura. Impulsados principalmente por el sector del automóvil, los robots han dejado de ser máquinas misteriosas propias de la ciencia-ficción para ser un elemento más de muchos de los talleres y líneas de producción. Por su propia definición el robot industrial es multifuncional, esto es, puede ser aplicado a un número, en principio ilimitado, de funciones. No obstante, la práctica ha demostrado que su adaptación es óptima en determinados procesos (soldadura, paletización, etc.) en los que hoy día el robot es sin duda alguna, la solución más rentable. Junto con estas aplicaciones, ya arraigadas, hay otras novedosas en las que si bien la utilización del robot no se realiza a gran escala, si se justifica su aplicación por las condiciones intrínsecas del medio de trabajo (ambientes contaminados, salas asépticas, construcción, etc.) o la elevada exigencia en cuanto a calidad de los resultados (medicina, etc.). Estos robots se han venido llamando robots de servicio. La Federación Internacional de la Robótica (IFR) estableció en 1998 una clasificación de las aplicaciones de la Robótica en el sector manufacturero: Manipulación en fundición. Manipulación en moldeado de plásticos. Manipulación en tratamientos térmicos. Manipulación en la forja y estampación. Soldadura. Aplicación de materiales. Mecanización. Otros procesos. Montaje. Paletización. Medición, inspección, control de calidad. Manipulación de materiales. 6.4 BRAZO ROBÓTICO K-680 El brazo robótico que se usó en este proyecto es el k-680 de STEREN. Este brazo posee cinco motores de c.d., que son los motes que se controlan para el movimiento en cinco grados de libertad del brazo. Las características técnicas del brazo son: Abertura máxima de la tenaza: 1,77 pulgadas Movimiento vertical de la tenaza:

41 Movimiento vertical de la parte superior del brazo: 120 Movimiento vertical de la parte inferior del brazo: 180 Movimiento horizontal de la base del brazo: 270 Alimentación: 6 Vcc. A continuación se muestra una imagen de dicho brazo. Figura 6.4. Brazo robótico de steren k-680. CAPITULO VII 7.1 DESARROLLO 41

42 El control del brazo robótico se realiza a través de una interfaz programada en lenguaje C que se encarga de mandar señales o datos de control al PIC167877A por medio del puerto serial de la PC. Para que estos datos puedan fluir entre la PC y el brazo se necesitan interfaces que conecten ambos equipos. Para ello, se usó un PIC que lee, y envía esta información a los motores del brazo, todo esto es a través de un protocolo de comunicación establecido entre la PC y el PIC. Dicho de otra forma la información sale de la PC por el puerto COM1, llega al PIC16F877A, en donde es procesada y enviada para su amplificación por medio de un arreglo de puentes Darlington para finalmente llegar a cada uno de los motores y llevar a cabo cada uno de los movimientos elegidos por el usuario, en la siguiente figura se muestra la estructura general del sistema de control. Figura 7.1. Sistema de control del Brazo Robótico. 7.2 COMUNICACIÓN COMPUTADORA-PIC16F877A. La comunicación serial con la computadora se implementó a través del modulo USART (Universal Synchronous Asynchronous Receiver Transmitter) del PIC 16F877A, como ya se explico en capítulo IV y haciendo uso a la teoría tenemos que para esta comunicación serial se estable que esta queda con las siguientes características: Velocidad: 2400 baudios. Sin bit de paridad. 8 bits de datos. 1 bit de paro. En esta forma de comunicación serial, se usa la norma RS-232, donde cada palabra de información o dato se envía independientemente de los demás. Donde para este caso consta de 9 bits de acuerdo con las normas del formato estándar NRZ (Non Return-to-Zero). Es decir una vez abierta la interfaz de comunicaciones de datos digitales como lo es el puerto COM1 la PC empieza a transmitir la información la cual es transmitida bit a bit, 42

43 enviando uno a la vez. En este caso, se envía en primer lugar una señal inicial anterior al primer bit de cada byte, para la palabra codificada. Una vez enviado el código correspondiente, se envía inmediatamente una señal de stop después de cada palabra codificada. Donde la señal de inicio (start) sirve para preparar al mecanismo de recepción o receptor, la llegada y registro de un símbolo, mientras que la señal de stop sirve para predisponer al mecanismo de recepción para que tome un descanso y se prepare para la recepción de la nueva palabra. Se usa la típica transmisión start-stop que se usa en la transmisión de códigos ASCII a través del puerto RS-232, el envió de palabras al PIC se puede ver como en la figura siguiente: Figura 7.2. Transmisión PC-PIC. 7.3 SOFTWARE DEL BRAZO. Para poder llevar a cabo el sistema de control del brazo robótico fue necesario desarrollar una serie de programas que interactuaran entre si, por parte de la PC usamos lenguaje C y en el PIC lenguaje ensamblador. Es requisito indispensable tener bases sobre programación en C, ya que en esta redacción no se encontraran elementos de gran ayuda para aprender a programar en C, pero los programas en este lenguaje están debidamente comentados en el apéndice A, por lo que no es difícil comprender el comportamiento del programa, los conocimientos previos que se recomienda tener es saber como manejar de archivos, o los requerimientos mínimos son el saber como compilar y ejecutar un archivo en lenguaje C. Para los archivos en ensamblador se dió una explicación breve en los capítulos anteriores, esta explicación abarco las instrucciones que se usaron así como el manejo de MPLAB para los archivos en ensamblador. A continuación se habla de estos archivos para una mejor comprensión de cada uno de ellos, reiterando que en los apéndices A y B se encuentran estos debidamente comentados ARCHIVOS FUENTES DE C A continuación se presenta una breve descripción del diagrama a bloques de los archivos fuentes de C necesarios para establecer la comunicación serial entre la computadora y el microcontrolador PIC16F877A. 43

44 Los archivos con los que se deben de contar son: COM.H, COM.C y MENU.C. Estos archivos deben de encontrarse en la misma carpeta, por que se usan como #include en COM.C y en MENU.C, cabe señalar que los códigos de estos archivos se encuentran en el Apéndice A. A continuación se muestra una representación gráfica de cómo se relacionan dichos archivos: Figura Relación de archivos de C requeridos para la comunicación serial. También se presenta una breve explicación de la función de los archivos mencionados anteriormente: COM.H Este archivo contiene definiciones de las estructuras, constantes y prototipos de funciones utilizadas por el código de la interfaz RS-232 incluido en el archivo COM.C. El programa define un buffer de 256 bytes utilizado para los buffers I/O, simplificando la actualización de los apuntadores. Define una estructura para el puerto COM y contiene la definición de las direcciones de la USART. COM.C Contiene un grupo de definiciones que son usadas para acceder a los registros y los bits de la USART. Contiene la subrutina de atención a la interrupción (ISR). Contiene la subrutina para abrir el puerto RS-232 y la que configura los parámetros del puerto (velocidad de transmisión, bit de paridad, número de bits de datos y el número de bits de paro). La ISR identifica el tipo de interrupción (de transmisión o recepción). 44

45 La ISR de transmisión verifica que el buffer de transmisión este vacío, sino envía el siguiente dato del buffer a la UART para ser transmitido. Cuando el buffer está vacío, la interrupción por transmisión se deshabilita. La ISR de recepción se llama cuando se lee un dato. Si el buffer de recepción no está lleno, lo almacena, sino es así, lo descarta. Antes de salir del programa, cierra el puerto COM y desactiva las interrupciones del puerto. MENU.C Este archivo contiene el procedimiento main () para el programa que controla las opciones para el control del brazo robótico. Hace las llamadas de las subrutinas para abrir el puerto de comunicaciones COM1 y definir la velocidad de transmisión, el bit de paridad, el número de bits de datos y de paro. Una vez que se ha abierto el puerto COM1, se despliega el siguiente menú: o F1 - Movimiento Manual o F2 - Reproducir Rutina o ESC- Salir del menú La opción F1 - Movimiento Manual despliega el siguiente submenú: o o o o o o F1 - Mover Motor 1 F2 - Mover Motor 2 F3 - Mover Motor 3 F4 - Mover Motor 4 F5 - Mover Motor 5 ESC- Salir del menú - A su vez cada uno de estos menús despliega las siguientes opciones: 1) Mover a la derecha 2) Mover a la izquierda 3) Detener ESC- Salir de configuración. La opción F2 - Reproducir Rutina. Repite los movimientos realizados en la opción F1 (Movimiento Manual). 45

46 Al seleccionar la opción ESC- Salir del menú se llama a la subrutina que cierra el puerto de comunicaciones. Los pasos detallados de cada una de las ventanas se explicaran con mayor claridad en el capítulo ARCHIVOS ENSAMBLADOR. Antes de intentar codificar es conveniente revisar algunos conceptos breves de las partes que componen un programa en ensamblador para el PIC16F877 usando el MPLAB. Además de las instrucciones que necesitamos (explicadas en el capítulo III) es necesario revisar las directivas de compilación que son comandos que permiten mejorar la programación. DIRECTIVA ORG [<etiqueta>] ORG <exp> Sirve para indicar la dirección de memoria en la cual será colocada, el código generado a continuación. Si el ORG no es indicado, se empieza en la dirección 0. Ejemplo ORG 0x04 nop Indica que el siguiente nop se colocará en la dirección 0x04 de la dirección de programa. DIRECTIVA EQU <identificador> EQU <expresión> Permite asignar el valor de expresión al identificador. El general el identificador es un nombre que le es más familiar al programador. Ejemplo: CONF_ADCON1 EQU b' ' Crea el identificador CONF_ADCON1 con valor 0x06 DIRECTIVA END Es de uso obligatorio y siempre se coloca al final del programa sirve para marcar el final del programa. El MPLAB solo reconoce las líneas que estén escritas previas a la aparición de la directiva END. DIRECTIVA LIST Sirve para indicarle al MPLAB cual es el formato del archivo *.list dentro de los parámetros esta el tipo de procesador que se va a emplear. Ejemplo: list p=16f877 46

47 DIRECTIVA INCLUDE include <file> Sirve para incluir en el ensamblado el archivo indicado por el parámetro file. Es como si el file fuera parte del archivo, como si se hubiera situado en la posición en la cual la directiva aparece. El parámetro file puede incluir el path o camino en el cual se encuentra el fichero a incluir. En caso se omita asumirá los directorios del MPLAB y del archivo fuente. Ejemplo include <p16f877.inc> Incluye el archivo p16f877.inc que contiene las etiquetas genéricas del PIC16F877. Los archivos ensamblador se encuentran en el Apéndice B, y en él se encuentran detallados cada uno de los pasos a seguir en los diferentes procesos del código. Se incluye una macro en el archivo ASM, en la cual se hace la elección de bancos por medio del registro STATUS, además se encuentran más instrucciones que nos servirán a lo largo del programa ensamblador Proyecto.asm. Después de la complicación de Proyecto.asm, se tiene que grabar el PIC16F877A con ayuda del grabador PICSTAR PLUS de Microchip. 7.4 HARDWARE DEL BRAZO. El armado del brazo se lleva a cabo con ayuda del instructivo contenido en el Kit del brazo k-680 de Steren. Para llevar a cabo el armado del circuito para el control del brazo robótico se necesitan los siguientes materiales y equipo: Lista de materiales (Simbología basada en el diagrama del circuito armado de la figura 7.4) C1 a C5 Capacitores de 1μF C6 y C7 Capacitores de 33ηF D1 a D5 Diodos 1N4001 (configuración en Puente Darlington) J1 Conector DB9 J2 Puerto MOTORES J3 Puerto SENSORES R0 a R5 Resistencias de 1KΩ SW1 DipSwitch U1 Driver Para Rx y Tx Serial MAX232 U2 Micro controlador PIC16F877A U3 a U5 Driver Buffer L293B X Oscilador De Cristal 4MHz El diagrama de conexión para el control del brazo robótico se presenta a continuación: 47

48 Figura 7.4. Esquema de conexiones para el control del brazo robótico En donde el conector DB9 se conecta como se puede observar al MAX232 estableciendo de esa forma la interfaz entre la PC y el PIC16F877A, se puede ver que se usa el registro TXD 48

49 para la transmisión y el registro RXD para la recepción, esto de acuerdo con lo visto en el capítulo IV con respecto a transmisión serial. Teniendo en cuenta las características mencionadas de transmisión como son: Velocidad: 2400 baudios. Sin bit de paridad. 8 bits de datos. 1 bit de paro. De igual forma que en la entrada del PIC, se observa que la salida se amplifica haciendo uso de Drivers Buffers (L293B) y de diodos 1N4001 en configuración de Puente Darlington, y de esta forma llegar a los motores para un mejor funcionamiento: En la figura 7.4 se tiene el puerto de sensores (J3), de los que no se había hablado ya que durante las pruebas en el brazo se observó que se necesitaba un límite de paro para los motores, ya que sin este límite las partes plásticas de los motores podrían sufrir daños cuando el motor girara indefinidamente, ya que por la estructura externa del brazo esto no puede suceder, un ejemplo de esto serían las tenazas, cuando estas han cerrado o abierto por completo el chasis del brazo no permita que se abran más y ocasiona que si los motores siguen girando las partes plásticas se desgasten rápidamente y no funciona de una forma correcta, es por ese motivo que nos dimos a la tarea de cambiar el software dentro del código en ensamblador para que permitiera tener sensores, que registraran a los motores cuando estos están en su límite de trabajo. Cuando los sensores se encienden automáticamente se apagan los motores que se encuentran en un límite de trabajo esto con la finalidad de no sufrir desgaste. CAPITULO VIII 49

50 8.1 INTERFACE DE USUARIO. Una vez obtenido todos los elementos de hardware y software, se procede a explicar la interface de usuario, que como ya se mencionó, fue implementada en C. La pantalla inicial es la que se muestra en la figura siguiente, en esta nos da la bienvenida y espera que se oprima una tecla si se comprueba que el puerto COM1 se abrió con éxito. Figura 8.1. Pantalla inicial. Una vez presionada una tecla, aparece el menú principal en el cual se puede seleccionar el movimiento manual del brazo o reproducir una rutina previamente grabada. Figura 8.2. Plantilla principal. En caso de seleccionar la opción F1 MOVIMIENTO MANUAL se despliega el siguiente menú. 50