Microcontrolador PIC16F84

Resumen Del Libro:

“Microcontrolador PIC16F84”

Temas:

1.- Microcontrolador PIC16F84

2.- Periféricos Básicos

3.- Organización De La Memoria

4.- Arquitectura Interna

5.- Ensamblaje

“1.- Microcontrolador PIC16F84”

Un microcontrolador es un circuito integrado programable que contiene todos los componentes necesarios para controlar el funcionamiento de una tarea determinada, como el control de una lavadora, un teclado de ordenador, una impresora, un sistema de alarma, etc. Para esto, el microcontrolador utiliza muy pocos componentes asociados.

Los PIC (Peripheral Interface Controller) son una familia de micaucos troladorea que ha tenido gl- i aceptación y desarrollo en los últimos años gracias a que sus buenas características, bajo precio, reducido consumo, pequeño tamaño, gran calidad, fiabilidad y abundancia de información, lo convierten en muy fácil, cómoda y rápido de utilizar.

El microcontrolador PIC 16E84 puede trabajar con una frecuencia máxima de 10 MIIz. La versión avanzada PIC’I (&84A-20 puede llegar hasta los 20 Mll'z. Todos los circuitos planteados en este libro se han analizado con el PIC16E84A-04 (4 MHz más).

Alimentación De Un PIC:

Normalmente el microcontrolador PIC 16F144 se alimenta con 5 voltios aplicados entre los pines V00 y Vss que son respectivamente, la alimentación y la masa del chip.

Se describe de un circuito de alimentación que obtiene los 5 voltios a partir de una tensión continua de 12 voltios y de al menos 1 amperio- Este circuito se basa en el popular regulador de tensión 7805. Dispone de w1 diodo a la entrada para protegerlo en el caso que se aplicaran tensiones con la polaridad invertida. El condensador C4 reduce considerablemente el rizado de la tensión de entradas que finalmente el regulador 7805 se encarga de estabilizar a los 5 voltios de alimentación de todo el entrenador. Por último dispone de un diodo LED indicador de encendido.

Puertos De Entrada Y Salida:

El PIC 16F84 tiene dos puertos, tal como se ilustra en la figura 1-2:

1. El Puerto A con 5 líneas, pines RAO a RA4.

2. El Puerto B con 8 líneas, pines RB0 a RB7.

Cada línea puede ser configurada como entrada o como salida, independientemente unas de otras, según se programe. Así, por ejemplo, en el circuito de la figura 1-2 el Puerto A es configurado como entrada para leer los interruptores y el Puerto B es configurado como salida para activar la barra de diodos LEDs y el display de siete segmentos.

Las líneas son capaces de entregar niveles L cuando la tensión de alimentación aplicada en VDD es de 5V. La máxima capacidad de corriente de cada una de ellas es:

1. 25 mA, cuando el pin está a nivel bajo, es decir, cuando consume corriente (modo sink). Sin embargo, la suma de las intensidades por las 5 líneas del Puerto A no puede exceder de 80 mA, ni la suma de las 8 líneas del Puerto B puede exceder de 150 mA.

2. 20 mA, cuando el pin está a nivel alto, es decir, cuando proporciona corriente (modo source). Sin embargo, la suma de las intensidades por las 5 líneas del Puerto A no puede exceder de 50 mA, ni la suma de las 8 líneas del Puerto B puede exceder de 100 mA.

Oscilador:

Todo microcontrolador requiere de un circuito que le indique la velocidad de trabajo, es el llamado oscilador o reloj. Éste genera una onda cuadrada de alta frecuencia que se utiliza como señal para sincronizar todas las operaciones del sistema. En el PIC 16F84 los pines OSC 1/CLKIN y OSC2ICLKOUT son las líneas utilizadas para este fm.

1) Oscilador XT: Es el más utilizado y está basado en el oscilador a cristal de cuarzo o en un resonador cerámico. Es un oscilador estándar que permite una frecuencia de reloj muy estable comprendida entre L00 kHz y 4 MHz.

2) Oscilador RC: Es un oscilador de bajo costo formado por una red RC. Su principal inconveniente es la baja precisión, pero como contrapartida está su bajo precio, que lo hace interesante para muchas aplicaciones en las que no importa la exactitud de tiempos.

3) Oscilador HS y LP: El oscilador de cristal o resonador de alta velocidad HS (High Speed Crytal/Resonator) trabaja a una frecuencia comprendida entre 4 MHz y 20 MHz para el PIC16F84A. El Oscilador de cristal de cuarzo o resonador cerámico de baja potencia LP (Low Power Crystal) es un oscilador de bajo consumo. Su cristal o resonador está diseñado para trabajar con frecuencias comprendidas entre 32 KHz y 200 KHz.

4) Utilizando una señal de reloj externa: Esta posibilidad suele ser utilizada para hacer funcionar varios microcontroladores a partir de una única señal de reloj. La frecuencia del oscilador dividida por cuatro, está disponible en el pin OSC2/CLKOUT. Se utiliza en pocas ocasiones.

Reset:

El llamado “Reset” es un microcontrolador que provoca la reinicialización de su funcionamiento, un “comienzo a funcionar desde cero”. En este estado, la mayoría de los dispositivos internos del microcontrolador toman un estado conocido. En los microcontroladores se requiere un pin de Reset para reiniciar el funcionamiento del sistema cuando sea necesario. El pin Reset en los PIC se denomina MCLR (Master Clear) y produce un Reset cuando se aplica un nivel lógico bajo. El PIC16F84 también permite el llamado “Power-On Reset” (POR) porque proporciona un Reset al microcontrolador en el momento de conectar la fuente de alimentación. También dispone de un “Reset PWRT” (Power-Up Timer), que proporciona un retardo de 72ms.

Montaje Del Entrenador:

Una vez analizado el entrenador para el aprendizaje del microcontrolador PIC16F84 descrito en la figura 1-2 se puede pasar a su montaje bien sobre placa de prototipos Protoboard, sobre una placa wrapping, circuito impreso, o cualquier otro soporte. En el montaje hay que respetar las siguientes normas:

1) Comprobar todos los componentes que sea posible antes de su montaje.

2) El PIC se situará de manera tal que sea fácilmente extraible, preferiblemente en el lateral derecho de la placa (izquierdo para zurdos), de modo que no pasen cables por encima.

3) Es recomendable alojar el microcontrolador en un zócalo de pines torneados para no doblar las patillas y evitar que se rompan.

4) Los indicativos de menor peso de los diodos LEDs e interruptores se colocarán a la derecha.

5) Los cables deben ser lo más corto posible.

6) Hay que respetar el rojo para el positivo de la alimentación y el negro para el negativo.

7) Una vez terminado todo, debe procederse a la comprobación de nuevo de todas las conexiones. No se debe: temer el "perder" diez minutos en esta fase, ya que después puede ahorrar gran cantidad de tiempo en averías.

“2.- Periféricos Básicos”

Diodo LED:

El diodo LED es un dispositivo que permite comprobar el funcionamiento de los circuitos de forma cómoda mediante la emisión de luz. Es barato y fácil de conectar a la salida de un microcontrolador. Se polariza en directo con una tensión en extremos entre 1,2 y 2,2 V, según modelo, y sólo requiere de 5 a 30 mA para su encendido. El PIC16F84 es capaz de gobernar directamente diodos LED de dos 1 retas distintas, tal como se indica:

1) Conectando el cátodo del diodo a la salida del microcontrolador y cl ánodo al positivo de la alimentación a través de una resistencia limitadora, como el diodo D1 de la figura 2-1. En este caso, el LED se ilumina con un nivel bajo de salida (0 V).

2) Conectando el ánodo del diodo a la salida del microcontrolador a través de una resistencia limitadora y el cátodo a masa, coma el diodo D2 de la figura 2-1. En este caso, el LED se ilumina von un nivel alto de salida (5 V). La resistencia limita el valor de la corriente a un valor adecuado para iluminar cl LED.

Interruptores Y Pulsadores:

Estos dispositivos permiten introducir un nivel lógico "0" ti "1" según la posición en que se encuentren, "cerrado" o "abierto". La lectura del estado de interruptores y pulsadores es muy simple, basta con conectar estos dispositivos entre una entrada y salida, y forzar la entrada a un nivel lógico alto (5 V) mediante una resistencia de Pull-Up de unos 10k. Hay muchos tipos de conmutadores, finales de carrera, detectores y sensores digitales con un funcionamiento similar a los pulsadores e interruptores.

Entradas Digitales Con Optoaclopadores:

En algunos proyectos es necesaria utilizar corno entrada señales de alta tensión u señales relacionadas con la tensión de la red eléctrica. Estas tensiones no se pueden aplicar directamente al microcontrolador. El 4N25 es un popular optoacoplador cuya capsula del -6 se encierra un lado LE;I) y un transistor. Es fácil deducir su funcionamiento:

1) Cuando se aplica una tensión VIN, circula una corriente por el LED del optoacoplador emitiendo un haz de luz que incide sobre el transistor y lo satura. En este caso a la entrada del microcontrolador se aplica un nivel bajo, igual que cuando estaba cerrado el interruptor.

2) Cuando no se aplica tensión alguna el LED está apagado bloqueando el transistor. En la entrada se aplica un nivel alto igual que cuando estaba abierto el

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