PRACTICA 1 PIC 16F84

PROGRAMACION DEL PIC 16F84

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PIC 16F84 (COMPOSICION,ARQUITECTURA,CONSTRUCCION)

ARQUITECRURA

El PIC 16C84 al igual que los demás miembros de su familia, se caracterizan por que:

• Su procesador es segmentado, "pipe-line".
• Su procesador es tipo RISC
• Tiene una arquitectura HARVARD
• El formato de las instrucciones es ortogonal.
• Todas las instrucciones tienen la misma longitud (14 bits) .
• La arquitectura está basada en banco de registros .

En las siguientes gráficas se muestra los diferentes tipos de arquitecturas y el diagrama de bloque de un Microcontrolador:

arquitectura harvad

arquitectura von neuman

CONSTRUCCION

A lo largo de las siguientes líneas nos referiremos a los microcontroladores fabricados por la compañía Microchip que reciben el nombre de PICmicro, o abreviadamente PIC, como normalmente se les conoce. Dentro de la gran variedad de modelos que fabrica esta compañía hay un tipo concreto que es muy conocido y utilizado entre los radioaficionados y que recibe la denominación PIC16F84. Se trata de un modelo barato, sencillo de programar, rápido, en el cual se pueden escribir y borrar los programas muchas veces. Sobre él hay mucha documentación, las herramientas de desarrollo son muy asequibles y hay muchos programas de control disponibles para este dispositivo. Sus principales características son:

Memoria Flash de programa (1K x 14).
Memoria EEPROM de datos (64 x 8).
Memoria RAM (68 registros x 8).
Manejo de interrupciones (de 4 fuentes).
Un temporizador/contador (timer de 8 bits).
Encapsulado DIP de 18 patillas.
Un divisor de frecuencia.
Varios puertos de entrada-salida (13 pines en dos puertos, 5 pines el puerto A y 8 pines el puerto B).
Perro guardián (watchdog).
Bajo consumo.
No posee conversores analógicos-digital ni digital-analógicos.
Repertorio de instrucciones reducido (RISC), con tan solo 35 instrucciones distintas.
Frecuencia de reloj externa máxima 10MHz. (Hasta 20MHz en nuevas versiones).
La frecuencia de reloj interna es un cuarto de la externa, lo que significa que con un reloj de 20Mhz, el reloj interno sería de 5Mhz y así pues se ejecutan 5 Millones de Instrucciones por Segundo (5 MIPS).

En la figura número uno se puede ver el patillaje del PIC16F84. La función de cada una de sus patillas es la siguiente.
VDD: Patilla por la que se aplica la tensión positiva de la alimentación.
VSS: Patilla conectada a tierra o negativo de la alimentación.
OSC1/CLKIN: Patilla por la que se aplica la entrada del circuito oscilador externo que proporciona la frecuencia de trabajo del microcontrolador.
OSC2/CLKOUT: Patilla auxiliar del circuito oscilador.
MCLR#: Esta patilla es activa con nivel lógico bajo, lo que se representa con el símbolo #. Su activación origina la reinicialización o Reset del PIC. También se usa esta patilla durante la grabación de la memoria de programa para introducir por ella la tensión de programación VPP, que está comprendida entre 12 y 14 V.
RA0-RA4: Son las 5 líneas de E/S digitales correspondientes a la Puerta A. La línea RA4 multiplexa otra función expresada por TOCKI. En este segundo caso sirve para recibir una frecuencia externa para alimentar al temporizador interno TMR0.
RB0-RB7: Estas 8 patitas corresponden a las 8 líneas de E/S digitales de la Puerta B. La línea RB0 multiplexa otra función, que es la de servir como entrada a una petición externa de una interrupción, por eso se la denomina RBO/INT.
En resumen, los PIC16F84 tienen un encapsulado de 18 patillas, dos de ellas soportan la tensión de alimentación, otras dos reciben la señal del oscilador externo y otra se utiliza para generar un Reset. Las 13 patillas restantes funcionan como líneas de E/S para controlar las aplicaciones.
Los PIC admiten cuatro tipos de osciladores externos para aplicarles la frecuencia de funcionamiento. El tipo empleado debe especificarse durante el proceso de grabación del programa de control.
OSCILADOR TIPO "RC". Se trata de un oscilador de bajo coste formado por una simple resistencia y un condensador. Proporciona una estabilidad mediocre de la frecuencia, cuyo valor depende de los valores de los dos elementos de la red RC.
OSCILADOR TIPO "HS". Se trata de un oscilador que alcanza una alta velocidad comprendida entre 4 y 10 MHz y está basado en un cristal de cuarzo o un resonador cerámico.
OSCILADOR TIPO "XT". Es un oscilador de cristal o resonador para frecuencias estándar comprendidas entre 100 KHz y 4 MHz.
OSCILADOR TIPO "LP". Oscilador de bajo consumo con cristal o resonador diseñado para trabajar en un rango de frecuencias de 35 a 200 KHz. El cristal de cuarzo o el resonador cerámico se coloca entre las patillas OSC1 y OSC2.

COMPOSICION

Se trata de uno de los microcontroladores más populares del mercado actual, ideal para principiantes, debido a su arquitectura de 8 bits, 18 pines, y un set de instrucciones RISC muy amigable para memorizar y fácil de entender, internamente consta de:

• Memoria Flash de programa (1K x 14).
• Memoria EEPROM de datos (64 x 8).
• Memoria RAM (68 registros x 8).
• Un temporizador/contador (timer de 8 bits).
• Un divisor de frecuencia.
• Varios puertos de entrada-salida (13 pines en dos puertos, 5 pines el puerto A y 8 pines el puerto B).

Otras características son:

• Manejo de interrupciones (de 4 fuentes).
• Perro guardián (watchdog).
• Bajo consumo.
• Frecuencia de reloj externa máxima 10MHz. (Hasta 20MHz en nuevas versiones). La frecuencia de reloj interna es un cuarto de la externa, lo que significa que con un reloj de 20Mhz, el reloj interno sería de 5Mhz y así pues se ejecutan 5 Millones de Instrucciones por Segundo (5 MIPS)
• No posee conversores analógicos-digital ni digital-analógicos.
• Pipe-line de 2 etapas, 1 para búsqueda de instrucción y otra para la ejecución de la instrucción (los saltos ocupan un ciclo más).
• Repertorio de instrucciones reducido (RISC), con tan solo 30 instrucciones distintas.
• 4 tipos distintos de instrucciones, orientadas a byte, orientadas a bit, operación entre registros, de salto.

ANTECEDENTES Y ARQUITECTURA DE LOS PICS

ORIGEN

Inicialmente cuando no existan los microprocesadores las personas se ingeniaban en diseñar sus circuitos electrónicos y los resultados estaban expresados en diseños que implicaban muchos componentes electrónicos y cálculos matemáticos. Un circuito lógico básico requería de muchos elementos como transistores, resistencias.
Al principio se creía que el manejo de un microprocesador era para aquellas personas con un coeficiente intelectual muy alto; Por lo contrario con la aparición de este circuito integrado todo seria mucho mas fácil de entender y los diseños electrónicos serian mucho mas pequeños y simplificados.

Los microcontroladores están conquistando el mundo, pero la invasión acaba de comenzar y el nacimiento del siglo XXI sera testigo de la conquista masiva de estos diminutos computadores, que gobernarán la mayor parte de los aparatos que se fabrican hoy en días. Cada vez existen mas productos que incorporan un Microcontrolador con el fin de aumentar sustancialmente sus prestaciones, reducir su tamaño y costo, mejorar su fiabilidad.

El funcionamiento y aplicaciones de los microcontroladores y los microprocesadores permiten profundizar en los aspectos tecnológicos de las arquitecturas de las nuevas computadoras, convirtiéndose de esta forma en una herramienta útil para el desarrollo de variadas aplicaciones que contribuyen al avance tecnológico y desarrollo integral de la sociedad. Estas aplicaciones que han surgido con propósitos, para solucionar las diversas necesidades existentes, que frustraban la realización de actividades ejecutadas por personas en los diferente escenarios industriales, empresariales entre otros.

En el año 1969, un equipo de ingenieros japoneses de la compañía BUSICOM llegó a Estados Unidos con una idea, ellos deseaban usar para sus proyectos pocos circuitos integrados de los que se usaban en las calculadoras. La proposición se hizo a INTEL, y Marcian Hoff era el responsable del proyecto. Ya que él era quien tenia experiencia trabajando con una computadora (PC) PDP8, se le ocurrió pensar en una solución fundamentalmente diferente en lugar de la construcción sugerida. Esta solución presumía que la función del circuito integrado se determinaría por un programa almacenado en él. Eso significaba que la configuración sería más simple, pero que requeriría mucho más memoria de lo que requería el proyecto que propusieron los ingenieros japoneses.

ANTECEDENTES

El cual en un principio anterior a la época de los 70 estaban expresados en diseños que implicaban muchos componentes electrónicos y cálculos matemáticos. Ocurrió un cambio decisivo en 1971 con la aparición del primer microprocesador entre los primeros microprocesadores entre los cuales estaba el Z-80 y el 8085, pero después de un tiempo aparecieron los microcontroladores ya que estos son más eficientes en espacio, costo, en tiempo de desarrollo de proyectos electrónicos.

Diferencia entre microprocesadores y microcontroladores.
El microprocesador las unidades están físicamente separadas que las memorias RAM, ROM y otros periféricos por medio de buses en el exterior, mientras que el microcontrolador es solo un circuito integrado que contiene todos los elementos del microprocesador y también los elementos exteriores que utiliza el microprocesador.

HISTORIA

Las circunstancias con las que nos encontramos hoy en el campo de los

Microcontroladores tienen sus raíces en el desarrollo de la tecnología de los Circuitos integrados.

Este desarrollo ha hecho posible contener cientos de miles de transistores en un solo chip. Ése era uno de los requisitos previos para la producción de los microprocesadores, y las primeras computadoras eran hechas agregando periféricos externos como la memoria, timers etc. lo que aumentaba el volumen de los circuitos integrados. Estos circuitos integrados contenían procesador y periféricos. Así es cómo se desarrollo el primer chip que contenía una microcomputadora, o lo que después se llegaría a conocer como un microcontrolador.

 

En el año 1969, un equipo de ingenieros japoneses de la compañía BUSICOM llegó a Estados Unidos con una idea, ellos deseaban usar para sus proyectos pocos circuitos integrados de los que se usaban en las calculadoras.

Que la configuración sería más simple, pero que requeriría mucho más memoria

De lo que La proposición se hizo a INTEL, y Marcían Hoff era el responsable del proyecto. Ya que él era quien tenía experiencia trabajando con una computadora (PC) PDP8, se le ocurrió pensar en una solución fundamentalmente diferente en lugar de la construcción sugerida. Esta solución presumía que la función del circuito integrado se determinaría por un programa almacenado en él. Eso significaba requería el proyecto que propusieron los ingenieros japoneses. Después de un tiempo, aunque los ingenieros japoneses probaron soluciones más fáciles, la idea de Marcían ganó, y el primer microprocesador nació. Para transformar esta idea en un producto ya fabricado, Federico Faggin, se unió a INTEL, y en sólo 9 meses tuvo éxito. INTEL obtuvo los derechos para vender este "bloque integrado" en 1971. Primero, compraron la licencia de la compañía

BUSICOM, que no tenía idea del tesoro que poseían. Durante ese año, apareció

En el mercado un microprocesador que se llamó 4004, este fue el primer

Microprocesador de 4 bits con velocidad de 6 000 operaciones por segundo. No

Mucho tiempo después de eso, la compañía americana CTC pidió a INTEL y

Texas Instruments que hiciera un microprocesador de 8 bits. Aunque después a CTC no le interesó mas la idea, Intel e Texas Instruments siguieron trabajando en el microprocesador y el primero de abril de 1972, el microprocesador de 8 bits aparece en el mercado con el nombre de 8008. Podía direccionar 16 Kb de memoria, con un set de 45 instrucciones y una velocidad de 300 000 operaciones por segundo. Este microprocesador es el predecesor de todos los microprocesadores de hoy. Intel mantuvo sus desarrollos y saco al mercado el procesador de 8 bits bajo el nombre 8080, el cual podía direccionar 64K de memoria, con 75 instrucciones, a un precio de 360 dlls.

HISTORIA DE LOS PICS

Un micro controlador es un dispositivo electrónico capaz de llevar a cabo procesos lógicos. Estos procesos o acciones son programados  en lenguaje ensamblador por el usuario, y son introducidos en este a través de un programador. Esto suena un poco complicado, pero sólo es un resumen de 3 líneas. A lo largo de este curso veremos todas las reglas y trucos de este lenguaje complicado por su sencillez.

Inicialmente cuando no existían los microprocesadores las personas se ingeniaban en diseñar sus circuitos electrónicos y los resultados estaban expresados en diseños que implicaban muchos componentes electrónicos y cálculos matemáticos. Un circuito lógico básico requería de muchos elementos electrónicos basados en transistores, resistencias, etc., lo cual desembocaba en circuitos con muchos ajustes y fallos; pero en el año 1971 apareció el primer microprocesador el cual originó un cambio decisivo en las técnicas de diseño de la mayoría de los equipos. Al principio se creía que el manejo de un microprocesador era para aquellas personas con un coeficiente intelectual muy alto; por lo contrario con la aparición de este circuito integrado todo sería mucho más fácil de entender y los diseños electrónicos serian mucho más pequeños y simplificados. Entre los microprocesadores más conocidos tenemos el popular Z-80 y el 8085. Los diseñadores de equipos electrónicos ahora tenían equipos que podían realizar mayor cantidad de tareas en menos tiempo y su tamaño se redujo considerablemente; sin embargo, después de cierto tiempo aparece una nueva tecnología llamada micro controlador que simplifica aun más el diseño electrónico.

Los micro controladores están conquistando el mundo. Están presentes en nuestro trabajo, en nuestra casa y en nuestra vida, en general. Se pueden encontrar controlando el funcionamiento de los ratones y teclados de los computadores, en los teléfonos, en los hornos microondas y los televisores de nuestro hogar. Pero la invasión acaba de comenzar y el nacimiento del siglo XXI será testigo de la conquista masiva de estos diminutos computadores, que gobernarán la mayor parte de los aparatos que fabricaremos y usamos los humanos.

Cada vez existen más productos que incorporan un micro controlador con el fin de aumentar sustancialmente sus prestaciones, reducir su tamaño y coste, mejorar su fiabilidad y disminuir el consumo.

Algunos fabricantes de micro controladores superan el millón de unidades de un modelo determinado producidas en una semana. Este dato puede dar una idea de la masiva utilización de estos componentes.

Los micro controladores están siendo empleados en multitud de sistemas presentes en nuestra vida diaria, como pueden ser juguetes, horno microondas, frigoríficos, televisores, computadoras, impresoras, módems, el sistema de arranque de nuestro coche, etc. Y otras aplicaciones con las que seguramente no estaremos tan familiarizados como instrumentación electrónica, control de sistemas en una nave espacial, etc. Una aplicación típica podría emplear varios micro controladores para controlar pequeñas partes del sistema. Estos pequeños controladores podrían comunicarse entre ellos y  con un procesador central, probablemente más potente, para compartir la información y coordinar sus acciones, como, de hecho, ocurre ya habitualmente en cualquier PC.

Páginas web:

http://es.wikipedia.org/wiki/Microcontrolador_PIC

http://usuarios.multimania.es/sfriswolker/pic/uno.htm