Este documento describe la importancia y clasificación de los microcontroladores PIC de Microchip. Explica que los PIC se clasifican en tres gamas principales (base, media y mejorada) dependiendo de sus características y capacidades. También describe brevemente los PIC de 16 bits, que son más potentes que los de 8 bits.

1. Microcontroladores Pic

2. Importancia de los microcontroladores PIC Microchip produce y se preocupa por el cumplimiento de las normas ecológicas y ofrece una gran gama de productos, numerosa y libre de plomo. La gran diversidad de modelos de microcontroladores permite al diseñador encontrar el micro que contenga todos los recursos y capacidades de memoria y así satisfaga todas las necesidades que tiene el comprador

3. La tecnología en la fabricación de los micros ha ido cambiando con el pasar de los años mudando de las 0.7 micras, en el 98, a las 0.22 micras en el 2006 La reducción como hecho del cambio que ha venido dándose en el microcontrolador es notoria debido a la reducción de voltaje de alimentación que ha pasado de los 2 y 5.5 V, para funcionar con 5V, a un margen entre 2 y 3.6 V, siendo el nominal 3.3V aunque las E/S trabajan normalmente con 5V.

4. La gran ventaja del microcontrolador es la posibilidad de “Migrabilidad” , que comprende la posibilidad de cambiar del modelo MCU y pasar a otros modelos mas potentes con mas capacidades de memoria y periféricos manteniendo la compatibilidad de software y repertorio de instrucciones, herramientas de desarrollo y compatibilidad de periféricos

6. Clasificación de los PIC

7. Los microcontroladores se caracterizan por su arquitectura Harvard con memorias de programa y de datos independientes, lo que permite accesibilidad simultanea y la diversidad en la longitud de las posiciones y tamaño de ambas memorias.

8. Los microcontroladores PIC de 8 bits se clasifican en 3 grandes gamas: La gama Base: los modelos de esta gama se caracterizan por responder a un juego de 33 instrucciones maquina de 12 bits de longitud cada una y disponen de una Pila de solo dos niveles de profundidad. Al ser reducido el numero de recursos internos se limita su campo de aplicación. Se compone de 14 modelos, de los cuales 6 están encapsulados solo con 6 patitas por lo que reciben el nombre de Enanos.

10. Para favorecer la migrabilidad en el hardware y permitir la transición a modelos PIC mas potentes y con mas patitas, se mantiene la distribución de funciones asignadas a las mismas, de manera que los cambios de conexionado y trazado de pistas sea mínimo

11. 2. La gama Media: Los micros de esta gama responden a un repertorio de 35 instrucciones con un formato de 14 bits de longitud, pila de 8 niveles de profundidad y con un vector de interrupción. la gama media puede clasificarse en las subfamilias: 2.1.Gama media estandar(PIC16C7X) 2.2.Gama media con comparador analogico(PIC16C62X/64X/66X) 2.3 Gama media con módulo de captura (CCP), modulación de anchura de impulsos (PWM) y puerta serie (PIC16C6X); 2.4. Gama media con CAD de 8 bits (PIC16C7X); 2.5Gama media con CAD de precisión (PIC14000); 2.6 Gama media con memoria Flash y EEPROM (PIC16F87X y PIC16X8X); 2.7.Gama media con driver LCD (PIC16C92X).

12. Principales características de la Gama media

14. 3.La Gama Mejorada: dispone de 77 instrucciones de repertoriode 16 bits de longitud cada una, una Pila con 31 niveles de profundidad y 2 vectores de interrupción. Los modelos de los PIC que responden a esta arquitectura responden a la nomenclatura PIC18Xxxx. Entre las aportaciones más representativas destacan: 3.1 Un espacio de direccionamiento para la memoria de programa que permite alcanzar los 2 MB, y 4 KB para la memoria de datos. 3.2 Inclusión de la tecnología FLASH para la memoria de código. 3.3 Potente juego de 77 instrucciones de 16 bits cada una. Permiten realizar una multiplicación 8 x 8 en un ciclo de instrucción, mover información entre las memorias y modificar el valor de un bit en un registro o en una línea de E/S. 3.4 Orientación a la programación en lenguaje C con la incorporación de compiladores muy eficientes para este lenguaje 3.5 Nuevas herramientas para la emulación

16. Microcontroladores PIC de 16BITS Son mas potentes que los de 8 bits, y para entenderlos se ha diseñado nuevos dispositivos que manejan el modo nativo datos de 16 bits existen dos gamas de micros de 16 BITS: MCU: tienen una nomenclatura genérica PIC24F que se fabrica con tecnología de 0.25 micras, y que alcanza un rendimiento de 16MIPS a 32 MHz. Poseen una arquitectura Harvard modificada con un bus de datos de 16 bits e instrucciones de 24 bits.

17. Tiene una alimentación del núcleo de 2.5 V, aunque las líneas de E/S se alimentan con 3.3V y pueden funcionar con niveles de TTL de 5V. La otra familia MCU sigue la nomenclatura PIC 24H y tienen un rendimiento de 40MIPS, disponiendo de una memoria Flash de hasta 256KB y una RAM de hasta 16KB.Ademas estos poseen un controlador DMA de 8 canales.

18. DSC: Estos microcontroladores añaden las prestaciones de los MCU , los recursos y software propios de los DSP (Procesadores Digitales de Señales) lo que es optimo para el procesamiento digital de señales, Constan de las familias dspic30f y la dspic33f, ambos compatibles por tener el mismo repertorio de instrucciones, distribución de patillaje y herramientas de desarrollo.Sin embargo los dspic33f se distinguen por: 1. Se alimentan con 3.3 V aunque las E/S pueden trabajar con niveles TTL. 2.Incorpora un controlador DMA de 8 canales. 3.Aumenta el numero de interrupciones y excepciones. 4.Alcanza un rendimiento de 40MIPS. 5.Posee un interfaz para CODEC. 6.Hay modelos con 256KB de memoria FLASH y 30 KB de RAM.

19. La principales aplicaciones son adecuadas en voz y audio, seguridad,electromedicina,modem,etc.

21. Programación de PIC

22. Programar PIC es fácil Recordando el viejo PIC16F84 La programación de los nuevos PIC hace mas sencilla la realización de ciertas tareas en muchos casos. Enunciado Si tenemos trabajando un PIC a 4MHz , el cual tiene conectado 2 interruptores en las líneas de la puerta A y 2 leds en las líneas de la puerta B. El programa debe mostrar cuando el valor lógico que introducimos en ambos interruptores es cero.

23. Esquema eléctrico Tras entender lo que se pide debemos especificar el esquema eléctrico del circuito para ver como están conectados los periféricos.

24. Organigrama Otra practica recomendable antes de empezar a programar es el plasmar un organigrama la forma de resolver un problema.

25. Programa comentado Una vez dados los pasos previos estamos en disposición de comenzar la programación. Con lo cual vamos a seguir unas reglas básicas a la hora de escribir los programas que, aunque no son obligadas facilitan la lectura y comprensión de la misma. 1. Tanto las directivas como la etiquetas se escribirán con mayúsculas y las instrucciones van en minúsculas. 2.Las instrucciones deben tabularse respecto a la etiquetas. 3.Se pondrán comentarios que aclaren el contenido de instrucciones y rutinas.

26. Y para probar la solución del problema para ver si se comporta como esta previsto. Los pasos a realizar serán: 1. Llamar a un editor de textos cualquiera y copiar el programa. Garbarlo sin formato con extensión <<ASM>> 2. Ensamblarlo con el MPASM .Corregir errores si estos existirían volviendo al paso 1. 3. Grabar el microcontrolador usando por ejemplo un modulo de entrenamiento 4. Probar la solución utilizando los periféricos contenidos en el modulo de entrenamiento

28. Grabación y prueba de un programa en el MicroPIC

29. Diseñar con PIC es fácil Debido a que los PICs nos sirven para hacer un sin numero de aplicaciones comerciales y su aprendizaje es muy didáctico y sencillo, existen ciertas aplicaciones muy comunes para las cuales el PIC se busca sea mas útil y cómodo de usar.

32. ENTRADAS DIGITALES Están formadas por 5 interruptores (SW2-SW6) conectados a las líneas RAO-RA4 de la puerta A, capaces de introducir niveles lógicos «1» y «0» por las mismas. Dichas líneas pueden para actuar de diferentes formas. Así, RAO-RA3 puede actuar, además, como entradas analógicas y RA4 como entrada exterior de pulsos de reloj para el TMRO (TOCKI). Estas líneas tienen asociados unos jumpers con los que se selecciona el tipo de entrada que se les va a aplicar. Los jumpers J8(0)-J8(3) seleccionan individualmente si por RAO-RA3 se van a introducir entradas digitales con los interruptores SW2-SW5, entradas analógicas con los potenciómetros P2-P5 o, simplemente, si estas líneas van a quedar desconectadas tanto de los interruptores como de los potenciómetros y poder así usarse con otros periféricos distintos. Con el jumper J9 se selecciona si RA4 actúa como entrada digital procedente del interruptor SW6, entrada de señal de reloj para el TMRO (TOCKI), que se aplica desde el exterior mediante el conector J2(1), o simplemente, si esta línea va a quedar desconectada y libre, poder usarla con otro periférico distinto. ENTRADAS ANALÓGICAS Están formadas por 4 resistencias variables o potenciómetros (P2-P5), que se alimentan con l a tensión general de +5 V. Según se mueva el eje de cualquiera de estos potenciómetros, se obtiene una tensión variable entre 0 y 5 V por los terminales centrales (cursores) de los mismos. La tensión variable presente en cualquiera de los 4 cursores de los potenciómetros P2-P5 va a parar a los jumpers J8(0)-J8(3), respectivamente. Si cualquiera de ellos está en la posición «analógico», la línea correspondiente (RAO-RA3) recibirá dicha tensión para su posteriorprocesamiento. Conviene recordar que aunque a nivel de hardware una o más líneas se configuren com entradas analógicas o digitales mediante los jumpers J8(0)-J8(3), el sofware de control del PIC debe ir acorde con las mismas, programando adecuadamente las características de dichas líneas de entrada. SALIDAS DIGITALES Están conectadas a la puerta B y consisten, por una parte, en una barra de diodos leds luminosos (D8) que representan el estado lógico de las señales RBO-RB7, y por otra, un display alfanumérico de 7 segmentos.

33. SALIDAS DIGITALES Están conectadas a la puerta B y consisten, por una parte, en una barra de diodos leds luminosos (D8) que representan el estado lógico de las señales RBO-RB7, y por otra, un display alfanumérico de 7 segmentos. EL MÓDULO LCD Se trata de un módulo de visualización alfanumérico de cristal líquido, capaz de presentar 21íneas con 16 caracteres cada una Aplicándole los códigos necesarios se puede provocar diferentes efectos de visualización como parpadeo, scroll, activación de un cursor, etc. Incluso es posible la generación de nuevos caracteres definidos por el usuario. Las 8 líneas de datos DO-D7 están conectadas con las 8 líneas de la puerta B (RBO-RB7). Esta puerta, a veces, actúa como salida del PIC y entrada hacia el módulo. Por ella se leaplican los diferentes códigos de control para realizar diferentes efectos de visualización, así como los códigos ASCII de los caracteres a visualizar. En otras ocasiones la Puerta B debe actuar como entrada hacia el PIC, ya que a su través el módulo LCD devuelve códigos indicando su estado interno, el contenido del buffer de memoria interna, etc. El módulo está conectado a las líneas RAO, RA1 y RA2 de la puerta A del PIC. Estas líneas actúan como salida y se emplean para enviar las siguientes señales de control al módulo:

35. EL CIRCUITO GRABADOR

36. Bibliografia: ANGULO USATEGUI, Familia de microcontroladores 2ª y 3ª edicion CAPITULO 1-APENDICE C