UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN AGUSTÍN FACULTAD DE INGENIERÍAS DE PRODUCCIÓN Y SERVICIOS ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA ELECTRÓNICA

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1 UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN AGUSTÍN FACULTAD DE INGENIERÍAS DE PRODUCCIÓN Y SERVICIOS ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA ELECTRÓNICA Laboratorio de Microcontroladores y Microprogramación Página:1/12 Jefe de Prácticas: Ing. Juan Carlos Cuadros Código: Semestre: VII Grupo: A, B, C y D Lab. Nº 03 FECHA: 21/JUN/2011 I. INFORME PREVIO 1. Leer previamente toda la práctica. 2. Llevar un PC o una Notebook para poder realizar la práctica de laboratorio. Debera tener instalado el software MPLAB 8.20 y Proteus 7.1 Professional o superiores. 3. Conseguir y llevar las instrucciones del PIC 16F877. Tener a mano la bibliografía acerca de: funcionamiento y sintaxis de la instrucción CLR funcionamiento y sintaxis de la instrucción BSF y BCF funcionamiento y sintaxis de la instrucción BTFSS Y BTFSC funcionamiento y sintaxis de la instrucción RLF y RRF II. OBJETIVOS Configurar los puertos de I/O como I/O digitales. Realizar programas que manejen I/O digitales III. MARCO TEÓRICO MEMORIA DE DATOS La memoria de datos del PIC16F877 se divide en cuatro bancos: 0, 1, 2 y 3. En las posiciones inferiores de ambos bancos se encuentran los registros especiales de función (SFR). En la posición 0x05, 0x06, 0x07, 0x08 y 0x09 respectivamente se encuentran los registros PORTA, PORTB, PORTC, PORTD y PORTE que se usan para leer o escribir datos, en tanto que en las posiciones 0x85, 0x86, 087, 0x88 y 0x89 se encuentran los registros TRISA, TRISB, TRISC, TRISD y TRISE respectivamente, es allí donde se configuran los puertos. Cabe señalar que el PORTB también aparece en el banco 2 en la posición de memoria 0x106 y el TRISB en la posición de memoria 0x186.

2 Laboratorio de Microcontroladores y Microprogramación Página: 2/12 PUERTOS PROGRAMABLES DE ENTRADA SALIDA El PIC 16F877 posee varias características que hacen a este microcontrolador un dispositivo muy versátil, eficiente y práctico para ser empleado en diferentes aplicaciones. El número de pines es de 40 (figura 1), de los cuales 07 pines, están asociados a: 4 pines para alimentación, están duplicados. 1 pin para MCLR y Vpp que es una tensión de 12 a 14 V. usada cuando está en modo programación. 2 pines relacionados con entradas o salidas de reloj, en función del tipo de reloj utilizado. Los 33 pines restantes son pines de entrada/salida, las principales características son: Programables como entradas o salidas individualmente. Capaces de trabajar con corrientes de 25 ma. en cada línea. No obstante la corriente total en los puertos A, B y E no puede superar los 200 ma. y en los puertos C y D otros 200 ma. Entradas tipo TTL o ST (Schmitt Trigger). Resistencias Pull-up (habilitables por programa) en el puerto B Las líneas de E/S están agrupadas en 5 puertos: A (6 bits), B (8 bits), C (8 bits), D (8 bits) y E (3 bits).

3 Laboratorio de Microcontroladores y Microprogramación Página: 3/12

4 Laboratorio de Microcontroladores y Microprogramación Página: 4/12 Cada puerto de E/S tiene asociados dos registros TRISX y PORTX. El primer registro dispone de un bit por cada línea del puerto, y controlará si funciona como entrada (Input, 1) o como salida (Output, 0). El segundo registro nos permite acceder al puerto. Con una escritura se modifican los bits configurados como salida, y con una lectura accedemos tanto a los de entrada como a los de salida. El Puerto A: Tiene todas sus salidas Totem pole, excepto la RA4 que es del tipo Open collector (open drain de forma más exacta) lo que obliga a poner una resistencia de Pull Up para poder obtener '1'. Además después de un reset estas líneas están configuradas como entradas analógicas (como digitales devuelven '0'). Por medio del registro ADCON se pueden convertir en entradas digitales. Solo dispone de 6 líneas (RA0-RA5), son bidireccionales y se configuran a través del registro TRISA, situado en el Banco 1. En cada bit del registro TRISA de la Puerta se configura la correspondiente línea. Si el bit es 0, la línea está configura como salida, a su vez, si se pone a 1, la línea se configura como entrada. Las líneas R0/AN0, R1/AN1 y R2/AN2, además de líneas de E/S digitales, también pueden actuar como los canales 0, 1 y 2 por los que se puede aplicar una señal analógica al conversor A/D. La pata RA3/AN3/Vref+, también puede actuar como entrada de Tensión de Referencia para los periféricos que la precisan. La pata RA4/TOCKI actúa además de E/S digital, como entrada de señal de reloj para el Timer 0. La pata RA5/AN5/SS# tiene multiplexadas tres funciones: E/S digital, canal 4 para el conversor A/D y selección del modo esclavo cuando se trabaja con la comunicación serie síncrona. Para seleccionar si las líneas de la Puerta A van a trabajar como E/S digitales o como canales de entrada para el conversor A/D, hay que escribir el valor adecuado sobre el registro ADCON1. Si se carga en dicho registro el valor 011x en sus 4 bits de menos peso, todas las líneas de puertas funcionan como E/S digitales. X u : Significa desconocido. : Significa que no cambia. - : Significa que no está implementado y se lee como 0. Los canales de entrada se implementan mediante los bits bajos del Puerto A, de manera que es necesario configurar el uso de estos pines, ya sea para el tratamiento de señales digitales o la aceptación de señales analógicas. Esto se logra escribiendo los cuatro bits menos significativos de ADCON1.

5 Laboratorio de Microcontroladores y Microprogramación Página: 5/12 Entonces En cuanto al bit ADFM, él se utiliza para justificar a la derecha o la izquierda el resultado de la conversión, que tiene 10 bits, en el espacio disponible de 16 bits que corresponden a los registros ADRESH y ADRESL Cuando se trata de configurar el Puerto A de este microcontrolador es necesario escribir en los registros ADCON1 y TRISA, si la palabra de control colocada en el primero de ellos programa alguno de los bits del Puerto para el manejo de señales digitales.

6 Laboratorio de Microcontroladores y Microprogramación Página: 6/12 El Puerto B: dispone de resistencias Pull-up que pueden activarse por software cuando funcionan como entradas. La activación se realiza con el bit RBPU (bit 7) del registro OPTION_REG (direcciones 81h y 181h). Además la línea RB0 puede funcionar como entrada de petición de interrupción. Para ello se debe activar el bit INTE (bit 4) del registro INTCON (direcciones 0Bh, 8Bh, 10Bh y 18Bh). Con el bit INTDEG (bit 6) de OPTION_REG (direcciones 81h y 181h) se selecciona si se activa la interrupción con flanco de subida (1) o de bajada (0). X u : Significa desconocido. : Significa que no cambia. - : Significa que no está implementado y se lee como 0. El Puerto C: Consta de 8 líneas bidireccionales cuyo sentido se configura mediante el registro TRISC. Todas las patas de esta puerta tienen multiplexadas diferentes funciones: RC0/T1OSO/T1CKI: Esta línea puede actuar como E/S digital, como salida del Timer 1 o como entrada de impulsos para el Timer 1. RC1/T1OSI/CCP2: E/S digital, entrada al oscilador del Timer 1, entrada del modulo de Captura 2, Salida del comparador 2, salida del PWM2. RC2/CCP1: E/Sdigital, entrada Captura 1, Salida de comparador uno, salida del PWM1. RC3/SCK/SCL: E/S digital, Señal de reloj modo SPI, Señal de reloj modo I2C. RC4/SDI/SDA: E/S digital, Señal de datos modo SPI, Señal de datos modo I2C. RC5/SDO: E/S digital, Salida de datos en modo SPI. RC6/TX/CK: E/S digital, Línea de transmisión en USART, Señal de reloj síncrona en transmisión serie. RC7/RX/DT: E/S digital, Línea de recepción USART, Línea de datos en transmisión serie síncrona. La Puerta D: Consta de 8 líneas bidireccionales. Solo la tienen los PIC encapsulados con 40 patas (16F877). Se configura mediante el registro TRISD. Todas las patas disponen en su entrada de un Trigger Schmitt. Además de usarse como líneas de E/S digitales normales, implementan una puerta paralela esclava de 8 líneas (PSP), que sirve para permitir la comunicación en paralelo con otros elementos del sistema. Las patas se denominan RD0/PSP0- RD7/PSP7, y para que funcionen como puerto de comunicación esclava en paralelo, es preciso poner el bit PSP MODE=1.

7 Laboratorio de Microcontroladores y Microprogramación Página: 7/12 El Puerto E: Solo la tienen los PIC de 40 patas. Dispone de tres patas multifunción, que se configuran como entrada o salida, según el valor de los tres bits de menos peso del registro TRISE. RE0/RD#/AN5: E/S digital, Señal de lectura en modo puerta paralela esclava, Canal 5 de conversor A/D. RE1/WR#/AN6: E/S digital, Señal de escritura en modo PSP, Canal 6 de conversor A/D. RE2/CS#/AN7: E/S digital, Selección de chip en modo PSP, Canal 7 de conversor A/D. bit 7 : IB F : Inpu t B u ffe r F u ll S ta tu s bit 1 =A w ord ha s be e n re c e ive d a nd is w a iting to be re a d by the C P U 0 =N o w ord ha s be e n re c e ive d bit 6: OBF : Output Buffer Full Status bit 1 = The output buffer still holds a previously written w o rd 0 = The output buffer has been read b it 5: IB OV : Input Buffer Overow Detect bit (in microprocessor m ode ) 1 = A write occurre d when a prev iously input word ha s not be e n re a d (must be cleared in software) 0 = No overow occurred b it 4: P S P M O D E : Parallel Slave Port Mode Select b it 1 = Parallel slave port mode 0 = Genera l purpose I/O mode bit 3: Unimplemented : Read a s '0' P O R T E D a ta D i re c tio n B i ts b it 2: Bit2: Direction Control bit for pin R E 2/C S /A N 7 1 = Input 0 = O utput b it 1: Bit1: Direction Control bit for p in R E 1/W R /A N 6 1 = Input 0 = O utput b it 0: Bit0: Direction Control bit for p in R E 0/R D /A N 5 1 = Input 0 = O utput

8 Laboratorio de Microcontroladores y Microprogramación Página: 8/12 REGISTRO DE STATUS (Direcciones 03h, 83h,103h, 183h) bit 7: IRP: Selección de Bancos para el direccionamiento indirecto. 1 = Bancos 2 y 3 (1 00h- 1 FFh). 0= Bancos 0 y 1 (00h-FFh). bit 6-5: RP1:RP0: Selección del Banco para el direccionamiento directo. RP1 RP0 1 1 = Banco 3 (1 80h- 1 FFh). 1 0 = Banco 2(100h-17Fh). 0 1 = Banco 1 (80h-FFh). 0 0 = Banco 0 (00h-7Fh). Cada Banco es de 128 bytes. bit 4:#TO: Flag de Timer Out. 1= Después de conectar VDD o ejecutar CLRWDT o SLEEP. 0= Al desbordarse el temporizador de WDT. bit 3:#PD:Flag de Power Down. 1= Después de conectar VDD o al ejecutar la instrucción CLRWDT 0 = Al ejecutar la instrucción SLEEP. bit 2: Z: Flag de Cero. 1= El resultado de la última operación aritmética o lógica es Cero. 0= El resultado de la última operación aritmética o lógica es distinto cero. bit 1: DC: Flag de acarreo en el 4º bit de menos peso. 1 = Acarreo en la suma. 0 = No acarreo en la suma. En la resta es al contrario. bit 0:C: Flag de acarreo en el octavo bit. 1 = Se ha producido un acarreo en la suma y no en la resta. 0= Se ha producido un acarreo en la resta y no en la suma. Este bit también se utiliza en las instrucciones de rotación. REGISTRO OPTION u OPTION_REG (Dirección 81h,181h) El Registro de OPTION_REG es un registro que puede ser leído o escrito y que contiene varios bits de control para configurar la asignación del preescaler al TMR0 o al WDT, la interrupción externa, el TMR0 y las resistencias de pull-up del PORTB.

9 Laboratorio de Microcontroladores y Microprogramación Página: 9/12 bit 7:#RBPU: Resistencia de Pull-up en, el PORTB. 1=Resistencia de Pull-up desactivada. 0= Resistencia de Pull-up activada. bit6 1:INTEDG:, Flanco, de control de interrupciones. 1:Interrupción por flanco ascendente en el pin RB0/INT. 0:Interrupción por flanco: descendente en el pin RB0/INT. bit 5:T0SC. Selección del tipo de Reloj para TMRO. 1 = Los pulsos se introducen a través del, pin RA4/TOCK1. 0 = Los Pulsos de reloj internos- Fosc/4. bit 4:T0SE: Tipo de flanco para TMR0. 1 = Incremento de TMR0 en cada flanco, descendente por el pin RA4/TOCKI. 0 = Incremento de TMR0 en cada flanco ascendente por el pin RA4/TOCKI. bit 3:PSA: Asignación del Preescaler. 1 = El preescaler se le asigna al WDT. 0 = El preescaler se le asigna al TMR0. bit 2-0:PS2 a PS0: Rango de actuación del preescaler. PS2 PS1 PS0 Divisor de TMR0 Divisor de WDT :2 1: :4 1: :8 1: :16 1: :32 1: :64 1: :128 1: :256 1:128 El pre escalador es compartido entre el TMR0 y el WDT; su asignación es mutuamente excluyente ya que solamente puede uno de ellos ser pre escalado a la vez. IV. MATERIALES Y/O EQUIPOS A UTILIZAR PC y/o Notebook con MPLAB y Proteus instalado. V. DESARROLLO DE LA PRÁCTICA 1. Cree una carpeta (Grupo N ) donde pueda guardar sus archivos. 2. Cree los proyectos necesarios para realizar los siguientes programas, haga las modificaciones necesarias para simular el proyecto, corrija las informaciones de la ventana de salida.

10 Laboratorio de Microcontroladores y Microprogramación Página: 10/12 Ejemplo 1: Configuración de los pines RA0 a,ra3 del puerto A para manejar el encendido y apagado de 4 diodos. En este caso, el hardware es muy simple, además de conectar las señales de reloj de acuerdo a alguna de las opciones descritas en teoría, consiste en 4 LEDs conectados a las patitas RA0,...,RA3 con las respectivas resistencias limitadoras de corriente. Al ejecutar el programa en un PIC real con un cristal de 4 Mhz (no simulado) a simple vista no podemos apreciar el parpadeo de los LEDs, ya que éstos se encienden durante tres a seis μseg y se apagan durante 1 a 3 μseg. ;CONTROL DE LUCES EN ESCALERA Include p16f877.inc org 0x0000 ;Inicia en el vector de reset ;INICIALIZANDO EL PUERTO ;CONTROL DE LOS LED s

11 Laboratorio de Microcontroladores y Microprogramación Página: 11/12 Ejercicio 1: Configurar los pines RA0 y RA1 como entradas digitales y RA5 como salida digital del puerto A conectada a un LED, dicha salida se controlara de acuerdo al estado de RA0 y RA1. ;REALIZAR PROGRAMA AQUI 1. Simule el proyecto. 2. Agregue las variables necesarias para poder ver los cambios 3. Comente cada uno de los programas anteriormente desarrollados. 4. Modifique el programa de Encendido y apagado de 4 diodos de tal manera que cada led se prenda una a continuación de con una pausa de 5 segundos entre cada led.

12 Laboratorio de Microcontroladores y Microprogramación Página: 12/12 VI. CUESTIONARIO FINAL 1. Obtuvo errores de compilación? Si su respuesta es afirmativa, En qué líneas los obtuvo? Corroboró el formato de escritura de código? Corroboró que la sintaxis de los op-code fuese correcta?. 2. Qué es el efecto rebote y como se elimina? 3. Explique y haga el diagrama de flujo del siguiente programa? LIST P=16F877 INCLUDE "P16F877.INC" ORG 0X000 GOTO INICIO INICIO BSF STATUS,RP0 MOVLW 0XFF MOVWF TRISB CLRF TRISD BCF STATUS,RP0 CICLO MOVF PORTB,W MOVWF PORTD GOTO CICLO END Depure el programa, que errores obtuvo en el programa? VII. CONCLUSIONES (Realice al menos 4 conclusiones respecto a la práctica) VIII. BIBLIOGRAFÍA (Consigne la bibliografía utilizada por usted para el desarrollo de la práctica). _