Aprendiendo a programar Microcontroladores PIC en Lenguaje C con CCS

Transcripción

1 Aprendiendo a programar Microcontroladores PIC en Lenguaje C con CCS Los compiladores de lenguaje C hoy son ampliamente utilizados para la creación de programas con microcontroladores PIC. El compilador que mejor soluciona las necesidades del programador enmascarando el hardware y simplificando la implementación de una aplicación es el fabricado por la compañía CCS. Por Andrés Raúl Bruno Saravia Entrega Nº 2. En nuestra entrega anterior aprendimos a crear un proyecto dentro del MPLAB para escribir nuestro primer código en lenguaje C, hoy crearemos nuestro primer código y aprenderemos la función que cumplen sus elementos principales. Creando Nuestro Primer Código Ya que hemos aprendido a crear nuestro primer proyecto, escribiremos nuestro primer código, el cual adicionaremos a nuestro proyecto. Para ello nos moveremos con el Mouse hasta el ícono de New File y haremos clic sobre el mismo:

2 Y se desplegará una nueva ventana en la cual escribiremos el código de nuestro programa. Por ser este nuestro primer programa, simplemente haremos titilar un LED con un tiempo de flashing de 500ms. La idea es introducirnos de a poco, y muchas veces querer comenzar con un código demasiado elaborado es complejo. #include<16f887.h> #use delay(osc= ) //configura fusibles de configuración #fuses XT //Oscilador a cristal standar #fuses NOWDT //sin WatchDog Timer #fuses NOPROTECT //sin proteccion de memoria de programa #fuses NOPUT //sin PowerUp Timer #fuses NOBROWNOUT //sin brownout #fuses NOLVP //sin programación en baja tensión //rutina principal void main(void) { //abrimos la función principal Setup_adc_ports(NO_ANALOGS);//configuramos los puertos digitales while(1) //creamos un bucle infinito { //abrimos el bucle output_high(pin_b0); //prendemos RB0 output_low(pin_b0); //borramos RB0 } //cerramos el bucle } //cerramos la función principal Este código lo hemos escrito en lo que se conoce en la jerga técnica como codigo en C nativo ya que usamos las funciones de control de entrada / salida de CCS El código inicia siempre en lo que se conoce como cabecera, es decir el principio. En esta cabecera encontraremos instrucciones dirigidas al compilador y no al microcontrolador, dichas instrucciones se denominan directivas. Las directivas se diferencian de las instrucciones en que: Siempre se encuentran en la cabecera del programa Todas comienzan con el símbolo del numeral # En nuestro caso estas son las directivas: #include<16f887.h> #use delay(crystal= ) //configura fusibles de configuración #fuses XT //Oscilador a cristal standar #fuses NOWDT //sin WatchDog Timer #fuses NOPROTECT //sin proteccion de memoria de programa #fuses NOPUT //sin PowerUp Timer #fuses NOBROWNOUT //sin brownout #fuses NOLVP //sin programación en baja tensión La directiva : #include<16f887.h> nos permite decirle al compilador para que microcontrolador hemos escrito el código.

3 Seguidamente con la directiva #use delay(crystal= ) le indicamos a que frecuencia esta funcionando nuestro oscilador. El orden de las directivas es crucial ya que siempre primero debemos indicarle al compilador cual es el PIC que estamos usando y luego cual es la frecuencia del oscilador. Posteriormente podemos agregar el resto de directivas. Si esto no se respeta podemos tener errores en el proceso de compilación sobre todo cuando usamos alguna función propia del compilador (llamadas funciones embebidas) para manejar algún periférico, y que la misma necesita saber la frecuencia del oscilador. La directiva puede tener distintas formas ya que amolda la configuración interna a la frecuencia que le indicamos. Así esta directiva nos permite activar multiplicadores y divisores internos, o accionar los osciladores internos cuando el microcontrolador los trae; por ejemplo: #use delay(crystal= , clock= ) Le indica al compilador que tenemos un cristal externo de 4Mhz, y que la frecuencia que llega a la CPU es de 16Mhz, por lo tanto el compilador configurará correctamente el PLL de la CPU para alcanzar los 32Mhz. Otro ejemplo pero usando el reloj interno es el siguiente: #use delay(internal= , clock= ) Sin embargo esta directiva debe usarse con precaución ya que el clock que definimos nunca debe sobrepasar la máxima velocidad de procesamiento del PIC que se esté usando. Este parámetro se denomina MIPS (Millones de Instrucciones por Segundo) y se obtiene dividiendo la frecuencia de entrada por cuatro. MIPS = fosc/4 La directiva #fuse xx nos permite activar o desactivar las características del nucleo, como ser el circuito de Watch Dog Timer, que reseta al microcontrolador ante un cuelgue del mismo, el Brown Out Detect, que resetea el microcontrolador ante un fallo de la alimentación, el tipo de oscilador, etc. Las etiquetas usadas para activar o desactivar la propiedad, están incluidas en el archivo de cabecera y deben ser consultadas siempre, ya que las mismas suelen cambiar entre versiones del compilador o tipos de microcontroladores. En líneas generales podemos decir que anteponiendo la palabra NO al fusible de configuración (así se llama al seteo de las propiedades), se le informa al compilador que el fusible en cuestión está desactivado, mientras que colocando solo el nombre activamos la propiedad. Por otra parte para activar o desactivar los distintos fusibles se puede realizar en varias líneas (como en el ejemplo) o se pueden activar y desactivar en una sola línea separando cada fusible con comas: #fuse NOWDT,HS,NOPUT,NOLVP,NOMCLR,NOPROTECT,NOBROWNOUT La cabecera además puede incorporar redefinición de nombres de pines, definición de variables y constantes. Y prototipo de funciones. Esto será visto en nuestras próximas lecciones.

4 Finalizada la cabecera, continúa el código, que es el que se traducirá en instrucciones al microcontrolador luego del proceso de compilación. En nuestro caso nuestro código es bastante sencillo: void main(void) { //abrimos la función principal setup_adc_ports(no_analogs);//configuramos los puertos digitales while(1) //creamos un bucle infinito { //abrimos el bucle output_high(pin_b0); //prendemos RB0 output_low(pin_b0); //borramos RB0 } //cerramos el bucle } //cerramos la función principal Todo programa siempre inicia en una rutina principal. En el lenguaje C las rutinas se denominan funciones. Las funciones son un conjunto de sentencias u ordenes que realizan una operación determinada, como lo hacen las rutinas, sin embargo las funciones tiene una característica extra; a ellas se les puede pasar valores de variables para que las procesen, y son capaces de devolvernos los resultados de dichos procesos. Básicamente actúan como las funciones matemáticas. Todo programa C siempre inicia en la función principal, la cual se denomina main. Dicho nombre no puede ser distinto, todo programa debe tener una función main, de lo contrario el compilador nos indicará un error. La función encierra una serie de sentencias, las cuales forman el bloque de dicha función. Dicho bloque inicia con una llave { y finaliza con otra llave }. Entre estas dos llaves se encuentran las sentencias y las estructuras lógicas. La función main es una función especial ya que no puede recibir ningún valor, ni tampoco puede devolver uno. Por lo tanto observe que va acompañada por dos palabras void lo cual en el lenguaje C significa vacío; es decir que no devuelve ningún valor (primer void) ni puede recibir ningún valor, (segundo void, el cual esta encerrado entre paréntesis). void main(void) { } Nuestro código Nuestro código lo hemos escrito en formato CCS nativo. Esto significa que hemos usado todas las funciones embebidas (incluidas dentro) del compilador para simplificar la escritura del código y que nos ahorran mucho tiempo. Debe observarse que cada línea la hemos decalado (separado del origen) por medio del TABULADOR; esto es una buena práctica para poder advertir a simple vista cuales sentencias son las que estas anidadas dentro de cada bloque del programa principal. La primera línea o sentencia le indica al compilador que debe desactivar todos los puertos analógicos del PIC y que debe configurarlos como puertos digitales: setup_adc_ports(no_analogs);

5 Usamos la función embebida setup_adc_ports, la cual esta embebida en el compilador, y que se encarga básicamente de setear que puertos van a trabajar como analógicos y que puertos van a trabajar como digitales. La función configura los bits PCFG o ANSEL dependiendo con que PIC estemos trabajando y lo realiza de forma automática. Observe que hemos escrito entre paréntesis NO_ANALOGS lo cual le dice al compilador que no hay puertos analógicos. Esta etiqueta la obtenemos del archivo de cabecera del procesador (16f887.h). Es importante resaltar que las etiquetas siempre van en mayusculas, mientras que las instrucciones se escriben en minúscula. Es muy importante que se respete el orden mayúscula-minúscula pues el compilador es sensible a ello. Si escribimos una instrucción con mayúscula, NO LA IDENTIFICARÁ. Debe observarse también que las sentencias siempre terminan con un punto y coma. La siguiente sentencia de nuestro código es una instrucción estructural: while El while es una instrucción condicional la cual determina la ejecución de una o mas instrucciones en tanto y en cuanto se cumpla una condición, la cual se encierra entre paréntesis. En programación, si una condición se cumple, se dice que es verdadera, y esto se simboliza con el número 1; por el contrario, si la condición no se cumple, es falsa y se simboliza con el número 0. En un while, lo que este dentro del bloque del mismo, se ejecutará, siempre que la condición de verdadera, caso contrario no se ejecutará ninguna sentencia que se encuentre dentro del while. En nuestro caso hemos forzado la condición 1, con lo cual el while se ejecutará eternamente. Es decir que las sentencias encerradas dentro del bloque while (limitado por las llaves{}), se ejecutaran por siempre. Observe que dentro del while usamos también funciones embebidas: output_high(pin_b0); output_low(pin_b0); Estas son funciones de salida de datos, se encargan de poner en uno o en cero un puerto, el cual la misma función se encarga de configurar como salida, no debe hacerlo el programador. Entre paréntesis le indicamos el PIN a encender o apagar. En nuestro caso es el RB0, al cual CCS lo denomina dentro del archivo de cabecera del microcontrolador como PIN_B0. Este formato si bien parece en principio raro porque no se adapta al usado en el data sheet, es práctico para los programadores NO ELECTRÓNICOS, y es el que ha adoptado CCS. Por ejemplo el RA0 CCS lo llama PIN_A0, y al RC6, PIN_C6, y así sucesivamente. Otra de las sentencias usadas es

6 La cual es una función de tiempo que nos permite crear un tiempo de espera en milisegundos. También existe el delay_us que nos permite crear un delay de microsegundos. La exactitud de la función delay depende de que hayamos definido correctamente la frecuencia de clock. De esta forma hemos hecho falshear un LED en nuestro primer código. Bueno, esto es todo por ahora, en las próximas entregas iremos descubriendo paso a paso las utilidades de la programación en lenguaje C y del entorno CCS. Continuará...