Guía de ejercicios resueltos tema 2

GUÍA DE EJERCICIOS RESUELTOS

TEMA 3:

HERRAMIENTAS DE PROGRAMACIÓN

Prof. Luis Zurita 1 Microcontroladores I

PROCEDIMIENTO DE RESOLUCIÓN

El procedimiento estándar para la resolución de un proyecto en general
recomendado por el autor, consiste en segmentar el proyecto en tres pasos:

Paso 1. Enunciado y delimitación del Hardware: El enunciado es la
razón de ser de cualquier proyecto. Es el problema que debe ser solucionado.

Si el enunciado es proporcionado junto con el hardware, este paso nos
los ahorraremos. En caso contrario, se deben delimitar y definir todas las
variables de entradas y de salida. Debemos asignar los pines que van a actuar
como entrada de datos (Sensores) y los que van a actuar como salida de datos
(Actuadores o elementos finales de control).

Se debe tratar de develar todo lo que se espera que haga el
funcionamiento del diseño que se está proponiendo. Se debe establecer un
resumen de cómo se debe comportar el circuito de control en base a lo que
queremos diseñar.

Sirve para:

• Ponerle límites a nuestro proyecto

• Determinar las funciones que se espera que haga.

• Y fundamentalmente para especificar el hardware que va a ser
controlado y gobernado por el microcontrolador

Paso 2. Diagrama de Flujo: Este nos proporcionará el funcionamiento lógico
del problema, proyecto o sistema que queremos diseñar.

Si un proyecto es de mediana o gran complejidad, se recomienda
seccionar el diagrama de flujo en partes para analizar su funcionamiento y
posteriormente unirlo, bajo el lema de segmentar un proyecto grande en partes
pequeñas para su entendimiento y luego se agrupan, obteniendo la solución total
del proyecto.


Generalmente se parte del enunciado que se ha delimitado en el paso
anterior.

Como recomendación general, antes de pasar a la elaboración del lenguaje
ensamblador, hágase las siguientes preguntas:

 ¿El diagrama de flujo tiene continuidad y lógica?
 ¿Cumplo con las normas de elaboración de un diagrama de flujo, vistas en
clases?
 ¿El diagrama de flujo cumple con el enunciado?

Si estas preguntas son afirmativas, bien, vayamos al paso 3. En caso
contrario debemos corregirlo, hasta lograr que funcione como se exige o como
lo deseamos.

Paso 3. Elaboración del Lenguaje Ensamblador: Si usted ha elaborado
correctamente el diagrama de flujo, este paso será sencillo de llevar a cabo,
recordando que a cada bloque que se haya colocado en el diagrama le
corresponderá un conjunto de instrucciones que salen exclusivamente de las 35
disponibles que traen los microcontroladores de la familia 16F con la que se
trabaja en este curso. Su documentación previa, experiencia, inventiva e
ingenio le permitirán combinarlas para que realicen la misma función expresada
en el diagrama de flujo.

Se deben tener presente las diferentes rutinas ya estudiadas y vistas a
lo largo del curso, así como otras rutinas estándares que existen para el uso en
diferentes procedimientos, tales como: Rutinas matemáticas, manejo de LCD,
comunicaciones, conversiones entre códigos, etc.

Veamos un diagrama de flujo de la metodología de resolución de
problemas:


1. Dado el siguiente circuito:

Realice un programa que permita explorar el estado del bit RA3. Si RA3 es uno,
se debe mostrar en el display el número 5. Caso contrario se debe mostrar el
número3. (8 ptos)

SOLUCIÓN:

Paso 1. Enunciado y delimitación del Hardware: si el enunciado y el hardware
ya se nos ha proporcionado, saltaremos este paso.

Paso 2. Diagrama de Flujo:


Paso 3. Del Diagrama de Flujo al Lenguaje Ensamblador:

Si tenemos el Diagrama de Flujo bien diseñado, lo demás es “Carpintería”,
veamos:
List P=16F84A
Include P16F84A.inc ; Encabezado
org 00H
goto INICIO
; Bloque 1:
INICIO bsf STATUS,5 ;Ir a banco 1
bsf TRISA,3 ;RA3 se configura como entrada
clrf TRISB ;RB7 a RB4 como salida
bcf STATUS,5 ;Regresar al banco 0
; Bloque 2:
EXPLORA btfss PORTA,3 ;RA3= 1?
goto TRES ;RA3 =0. Mostrar 3 en display
goto CINCO ;Este paso podemos obviarlo.
; Bloque 3:
CINCO movlw B’10100000’ ;RA3=1. Mostrar 5 en display
movwf PORTB ;5→Display
goto EXPLORA ;Seguimos explorando el Bit RA3
; Bloque 4:
TRES movlw B’11000000’ ;RA3=0. Mostrar 3 en display
movwf PORTB ;3→Display
end

Nota: Otra forma de hacer los bloques 3 y 4 sería la siguiente:
Bloque 3: Bloque 4:
bsf PORTB,7 bsf PORTB,7
bcf PORTB,6 bsf PORTB,6
bsf PORTB,5 bcf PORTB,5
bcf PORTB,4 bcf PORTB,4
Observe la conexión del puerto B con el display.


2. Dado el siguiente circuito:

Realice un programa que permita mostrar en el display la letra “C”, si la entrada
está en nivel bajo ó la letra “U” si la entrada está en nivel alto. (8 ptos)

SOLUCIÓN:

Paso 1. Enunciado y delimitación del Hardware: Tenemos el enunciado pero
el hardware no está del todo claro.

Como no se especifica que bit del microcontrolador controla a cuál
segmento del display, debemos especificarlo. Además no se especifica que
display vamos a utilizar, no sabemos si es ánodo común o cátodo común. Por lo
tanto lo asignaremos a nuestro criterio. Eligiendo un cátodo común tendremos:

Bits de microcontrolador
RB7 RB6 RB5 RB4 RB3 RB2 RB1 RB0
Segmentos del Display
dp g f e d c b a LETRA Valor Hex
0 0 1 1 1 0 0 1 C 39H
0 0 1 1 1 1 1 0 U 3EH
La identificación de los segmentos de un display a nivel internacional es la
siguiente:




El lenguaje ensamblador es similar al ejercicio 1:
List P=16F84A
org 00H
goto INICIO
; Bloque 1:
clrf TRISB ;Todo el Puerto B como salida
; Bloque 2:
EXPLORA btfss PORTA,1 ;RA1= 1?
goto CCC ;RA1 =0. Mostrar C en display


goto UUU ;Este paso podemos obviarlo.
; Bloque 3:
UUU movlw 3EH ;RA1=1. Mostrar U en display
movwf PORTB ;3EH→Display
; Bloque 4:
CCC movlw 39H ;RA1=0. Mostrar C en display
movwf PORTB ;39H→Display
end

3. Diseñe un contador de 8 bits, que se incrementa cada vez que se pulsa
“P” (RA3). Visualice el resultado por el puerto B. Activar un led (RA0),
cuando el contador llegue a D’125’ y apagarlo cuando llegue a D’221’.
Repetir el ciclo.

SOLUCIÓN:

Paso 1. Enunciado y delimitación del Hardware: Tenemos el enunciado y
parte del hardware definido.

 Se ha asignado a RA3 como un sensor de entrada (Pulsador)
 Se ha asignado a RA0 como un elemento de salida (Led)
 Se pide al puerto B que muestre el valor de un contador (Son ocho bits),
por lo que es un elemento de salida (8 leds)

¿Cómo quedaría delimitado el hardware?

Asignaremos la lógica del Pulsador (Lógica negativa):

 Si P es presionado, RA3=0
 Si P no es presionado, RA3=1.

Si usted desea trabajar con lógica positiva, no hay problema, debe
reconfigurar el circuito del pulsador.


VDD

C1
22p
U1 R1
X1 16
15
OSC1/CLKIN RA0
17
18
1k
Pulsador
PULSADOR
CRYSTAL OSC2/CLKOUT RA1 VSS
C2 1
RA2
4 2
MCLR RA3
3
RA4/T0CKI
22p
VSS
6
RB0/INT
7
RB1
8
RB2 VSS
9
RB3
10
RB4
11
RB5
12
RB6
13
RB7
PIC16F84A

Todas las Resistencias= 330 Ohmios
Todas las Resistencias= 330 Ω
VSS

Listo, tenemos el cascarón vacío del proyecto. Ahora vamos a darle
inteligencia.


Debemos usar un registro que lleve la cuenta (Contador de 8 bits) por lo
que debemos declararlo en el paso 3.

Veamos el diagrama de flujo:


INICIO

Bloque 1
Declarar
Registro Contador
Bloque 2
Configurar
Puerto A y B
Bloque 3
Inicializamos
Registro Contador
Bloque 4

Contador→PORTB

Bloque 5 1
RA3=0?

NO
¿Se ha
pulsado P?

SI Bloque 6

Contador=Contador+1
Bloque 7

Contador→PORTB
Bloque 9
Bloque 8

NO NO
¿Contador=125? ¿Contador=221? 1

SI SI

Led=ON Led=OFF

1 1



Recuerde la declaración el registro CONTADOR:

List P=16F84A
;Bloque 1: (Declaraciones)
CONTADOR equ 20H ;Declaramos el Registro

org 00H
goto INICIO
; Bloque 2:
bcf TRISA,0 ;RA0 como salida
clrf TRISB ;Todo el Puerto B como salida
; Bloque 3:
clrf CONTADOR ;Inicializamos el contador
clrf PORTB ;Limpiamos el Puerto B
; Bloque 4:
movf CONTADOR,0 ;CONTADOR→W
movwf PORTB ; W→PORTB
; Bloque 5:
CUENTA btfsc PORTA,3 ;RA3= 1? ¿Se ha pulsado P?
NO goto CUENTA ;No. Seguimos explorando
goto SI ;Si. Vamos al bloque 6
; Bloque 6:
SI incf CONTADOR,1 ;Si. Contador= Contador + 1
; Bloque 7:
movf CONTADOR,0 ;CONTADOR→W
movwf PORTB ; W→PORTB
; Bloque 8:
sublw .125 ;¿Contador=125? W =Contador.


btfss STATUS,2 ;Z=1?
goto VALOR2 ;Ir a preguntar si Contador=221
bsf PORTA,0 ;Contador=125, Led=ON
goto EXPLORA ;Volvemos a explorar el Pulsador
; Bloque 9:
VALOR2 movf CONTADOR ; CONTADOR→W
;Aquí pasamos contador a W porque no sabemos si W tenía su valor
sublw .221 ;¿Contador=221?
btfss STATUS,2 ;Z=1?
goto EXPLORA ; Volvemos a explorar el Pulsador
bcf PORTA,0 ;Contador=221, Led=OFF
goto EXPLORA ;Volvemos a explorar el Pulsador
end

4. Diseñe un control de nivel para un tanque. Al pulsar “INICIO”, se
activa la bomba B1. La bomba permanece encendida hasta alcanzar el
nivel máximo, mediante el cual se apagará. Se debe abrir la válvula de
vaciado. La bomba (B1) se volverá a activar de forma automática
cuando se alcance el nivel mínimo procediendo a cerrar la válvula de
vaciado, hasta que alcance el nivel máximo, repitiendo el ciclo de forma
automática sin necesidad de volver a pulsar “INICIO”.


Paso 1. Enunciado y delimitación del Hardware: Tenemos el enunciado pero
el hardware debemos delimitarlo.

Para lograr esta tarea debemos asignar los pines de control de Entrada y
de salida, con la finalidad de saber qué vamos a controlar y quién nos dará la
información.

Debemos identificar cuales elementos son entrada y cuales salida:

ENTRADA ¿Qué pin SALIDA ¿Qué pin
Asignamos? Asignamos?
Sensor Máximo RA0 Bomba B1 RB0
Sensor Mínimo RA1 Válvula Vaciado RB1
Pulsador “INICIO” RA2

¿Y si quiero asignar otros pines? Perfecto, queda a libre elección.


Veamos el diagrama de flujo:


INICIO

Bloque 1
Configurar
Puerto A y B
Bloque 2

Bomba=OFF
Bloque 3

Válvula Vaciado=OFF

Bloque 4
RA2=0?

NO
¿Se pulsó
Inicio?

SI
1 Bloque 5

Bomba=ON
Bloque 6

Válvula Vaciado=OFF

Bloque 7
NO

¿Nivel Máximo?

Bloque 8
SI

Bomba=OFF
Bloque 9

Válvula Vaciado=ON

Bloque 10
NO

¿Nivel Mínimo?

SI
1



List P=16F84A
org 00H
goto INICIO
; Bloque 1:
bsf TRISA,0 ;RA0 entrada. Sensor máximo.
bsf TRISA,1 ;RA1 entrada. Sensor mínimo.
bsf TRISA,2 ;RA2 entrada. Pulsador.
bcf TRISB,0 ;RB0 salida. Bomba B1
bcf TRISB,1 ;RB1 salida. Válvula Vaciado.
; Bloque 2:
bcf PORTB,0 ;Bomba=OFF
; Bloque 3:
bcf PORTB,1 ; Válvula Vaciado=OFF
; Bloque 4:
EXPLORA btfsc PORTA,2 ;¿Se ha pulsado INICIO?
goto EXPLORA ;No. Seguimos explorando
; Bloque 5:
REPITE bsf PORTB,0 ;Se pulsó INICIO. Bomba=ON
; Bloque 6:
bcf PORTB,1 ;Válvula=OFF
; Bloque 7:
MAXIMO btfsc PORTA,0 ;¿Se ha llegado al máximo?
goto MAXIMO ;No. Seguimos explorando
; Bloque 8:
SIMAX bcf PORTB,0 ;Nivel Máximo. Bomba=OFF.
; Bloque 9:
bsf PORTB,1 ;Válvula=ON
MINIMO btfsc PORTA,1 ;¿Se ha llegado al mínimo?
goto MINIMO ;No. Seguimos explorando
goto REPITE ;Nivel mínimo, repetimos ciclo.
end


5. Se desea diseñar un sistema de protección para una línea de
ensamblaje que contiene 4 máquinas soldadoras.

 M1 (RA0) M2 (RA1) M3 (RA2) M4 (RA3)
 Máquina activa= 1 Máquina inactiva= 0
* Cada máquina tiene dos leds que indican si están funcionando:

 (Led Verde=ON) o si están apagadas (Led Rojo=ON).
* Si ninguna máquina está activa, debe activarse adicionalmente una señal
sonora (RA4).

SOLUCIÓN:

Paso 1. Enunciado y delimitación del Hardware: si el enunciado y el hardware
ya se nos ha proporcionado, saltaremos este paso.



INICIO 1

Configurar
Puerto A y B ¿Motor 4= NO
OK?
Declarar Registro LVM4=OFF
SI
Indicador
LVM4=OFF LRM4=ON
Todos los Leds=OFF LRM4=ON
Indicador=1

Sirena=OFF

¿Indicador= NO
Registro Indicador=0
0?
CICLO
SI
Sirena=OFF
Sirena=ON
¿Motor 1= NO
OK?
LVM1=OFF CICLO
SI CICLO
LVM1=OFF LRM1=ON

LRM1=ON
Indicador=1
¿Qué función tiene el registro Indicador?
Indicador=0
El ciclo de exploración de las máquinas
empieza por la primera. Si esta no funciona,
¿Motor 2= NO Indicador vale 0. Si funciona, Indicador vale 1.
OK? Si alguna de las restantes máquinas
LVM2=OFF funciona, Indicador pasará a valer 1, lo que
SI
nos informa que al menos hay una máquina
LVM2=OFF LRM2=ON trabajando, por lo que no debería activarse la
LRM2=ON alarma.
Indicador=1
Ahora. Si la máquina 1 no funciona, y no
funciona ninguna de las restantes, Indicador
seguirá valiendo 0, por lo que al preguntar
por su valor, se debe activar la alarma, tal
¿Motor 3= NO como se exige en el enunciado.
OK? Existen otras formas de hacerlo, como por
LVM3=OFF ejemplo, preguntar al final si cada máquina es
SI
cero para activar o no la alarma, pero el
LVM3=OFF LRM3=ON diagrama de flujo quedaría más extenso, así
LRM3=ON como su programa.
Indicador=1

1



Existe una forma más resumida de hacer este problema, pero
necesitamos el uso de las tablas, tema que veremos en otra unidad. Veamos la
forma extendida:

List P=16F84A
Include P16F84A.inc ;Encabezado
INDICADOR equ 20H ;Declaramos el registro Indicador

org 00H
goto INICIO

movlw B’00001111’
movwf TRISA ;Configuramos el Puerto A
clrf TRISB ;Configuramos el Puerto B

clrf PORTB ;Todos los Leds=OFF
bcf PORTA,4 ;Sirena=OFF
clrf INDICADOR ;Registro Indicador=0
MAQ1 btfsc PORTA,0 ;Máquina 1 inactiva?
goto M1OK ;Vamos a Máquina 1 bien.
M1MAL bcf PORTB,0 ;LVM1=OFF
bsf PORTB,1 ;LRM1=ON
clrf INDICADOR ;Indicador a cero
goto MAQ2 ;Vamos a explorar Máquina 2
M1OK bsf PORTB,0 ;LVM1=ON
bcf PORTB,1 ;LRM1=OFF
movlw .1
movwf INDICADOR ;Indicador=1

movlw .1
movlw .1
goto ALARMA ;Vamos a explorar la Alarma
movlw .1
goto ALARMA ;Vamos a explorar la Alarma
ALARMA movf INDICADOR,0 ;INDICADOR→W
sublw 00H
btfss STATUS,2 ;Z=1? INDICADOR=0?
goto ALAOFF ; Hay al menos una máquina=ON.
goto ALAON ; Todas las máquinas= OFF
ALAON bsf PORTA,4 ; ALARMA=ON
goto MAQ1 ;Repetimos el ciclo de exploración.
ALAOFF bcf PORTA,4 ; ALARMA=OFF
goto MAQ1 ;Repetimos el ciclo de exploración.
end ;Fin del Programa


6. Diseñe un control de nivel para un tanque.
Se tiene un interruptor selector de “MODO”
Si “MODO” es manual, las bombas se activan sin importar el nivel
del tanque subterráneo.
Si “MODO” es automático, la activación de las bombas dependerá
de:
Si el nivel del agua está por debajo del nivel mínimo, se activará la
bomba 1 hasta que se alcance el nivel Máximo, y procederá a apagarse.
Si el nivel del agua está por encima del nivel mínimo, pero por
debajo del nivel máximo, se activará la bomba 2 hasta que se alcance
el nivel Máximo y procederá a apagarse.
Se debe monitorear si ha cambiado el “MODO”.

SOLUCIÓN:

Paso 1. Enunciado y delimitación del Hardware: Tenemos el enunciado, sin
embargo debemos delimitar el hardware.

Para lograr esta tarea debemos asignar los pines de control de Entrada y
de salida, con la finalidad de saber qué vamos a controlar y quién nos dará la
información.

Debemos identificar cuales elementos son entrada y cuales salida:

ENTRADA ¿Qué pin SALIDA ¿Qué pin
Asignamos? Asignamos?
Interruptor “INICIO” RA0 Bomba B1 RB0
Sensor Máximo RA1 Bomba B2 RB1
Sensor Mínimo RA2

¿Y si quiero asignar otros pines? Perfecto, queda a libre elección.



INICIO

Configurar
Puerto A y B

Inicializar
Puerto B

M

SI Bomba 1= ON
¿Manual?
Bomba 2= ON

NO

SI SI Bomba 1= ON
¿SMáximo? ¿SMínimo?
Bomba 2= OFF

NO NO 1

Bomba 1= OFF
2
Bomba 2= ON SI
¿Smáximo?

NO
1 2

Bomba 1= OFF
Bomba 2= OFF

M



list P=16F84A
include P16F84A.INC

org 00H
goto INICIO

INICIO bsf STATUS,5
clrf TRISB
movlw 1FH
movwf TRISA
bcf STATUS,5
clrf PORTB

MODO btfsc PORTA,0 ;MODO AUTO?
goto AUTO
MANUAL bsf PORTB,0 ;No. Modo manual. Bomba 1= ON
bsf PORTB,1 ;Bomba 2=ON
goto MODO
AUTO btfsc PORTA,1 ;MÁXIMO?
goto DOS
btfsc PORTA,2 ;MÍNIMO
goto MODO1
MODO2 bsf PORTB,0 ;Bomba 1=ON
bcf PORTB,1 ;Bomba 2=OFF
UNO btfss PORTA,1 ;MÁXIMO ALCANZADO
goto UNO
DOS bcf PORTB,0 ;Bomba 1=OFF
bcf PORTB,1 ;Bomba 2=OFF
goto MODO
MODO1 bcf PORTB,0 ;Bomba 1=OFF
bsf PORTB,1 ;Bomba 2=ON
goto UNO
end


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