Programando Embedded System
Microcontroller con Metologia interactiva.
GILBERTO PASCUAL, 2021
Hardware el Microcontrolador AVR
Passive Avr
Programmer
Figura2
“Ahora usted puede aprender a Programar Microcontroladores de forma muy fácil”.
1.
Hardware,
el Microcontrolador AVR:
Un Microcontrolador es un circuito
electrónico de propósito general; es una computadora completa dentro de un
circuito integrado (IC o chip). Normalmente conocido como IC o chip, por
ejemplo el amplificador TDA2822M o el opam LM386 su función y sus pines son
fijos, no tienes control sobre lo que hacen y, por lo tanto, el control es limitado
al propósito que fueron creados.
• Cuál será la función del CI
• Para qué se utilizan la mayoría de los
pines (entradas o salidas).
• Y a qué dispositivos externos de entrada / salida están conectados estos pines.
Si desea un temporizador de huevos, una alarma para el automóvil, un control remoto por infrarrojos o lo que sea, todo se puede hacer con un Microcontrolador.
ATMEL (www.atmel.com) dispone de una gama
comercial de Microcontroladores denominada "AVR". Comenzaremos usando
el ATMEGA16, tiene 16kbytes de Flash para almacenamiento de programas, 1024
bytes de RAM y 512 bytes de EEPROM para almacenamiento de datos a largo plazo.
Figura 3. Pines del Microcontrolador Atmega16.
• VCC (10) y GND (11,31) están dedicados a
la alimentación, VCC es voltaje positivo, por ejemplo, 4,5 V
• AVCC (30) es un voltaje especial para
medir voltajes analógicos (conectar a VCC / 5V).
• Hay cuatro puertos de E / S accesibles
portA, portB, portC y portD (los
Microcontroladores AVR más grandes tienen más puertos) Un puerto es un grupo de
8 pines de E / S que se pueden controlar juntos.
• PB5 (6), PB6 (7), PB7 (8), RESET (9) son
pines que se utilizan para cargar los programas (PB0, PB1, PB2 se pueden usar como
E / S).
2. Fuentes de alimentación:
La mayoría de los Microcontroladores funcionan con voltajes bajos de 4,5 V a 5,5 V, por lo que pueden funcionar con baterías o con CC fuente de alimentación, los voltajes superiores a estos destruirán el micro. Una L en un número de modelo de AVR significa puede funcionar a un voltaje aún menor. Algunos solo funcionan a 1,8 V, ¡así que consulte la hoja de datos!
Por ejemplo el Microcontrolador Atmega16, pueda trabajar con el
siguiente rango de voltajes
Figura 4. Rango de voltajes de operatividad del
Microcontrolador Atmega16.
3. Programación de AVR
Los Microcontroladores, como el AVR, están controlados por software y no hacen nada hasta que tienen un programa dentro de ellos.
Los programas AVR se escriben en una PC
utilizando el BASCOM-AVR.
Este software es un tipo de programa de computadora llamado compilador, proviene de www.mcselec.com.
Figura 5. Software BASCOM AVR para programación
del Microcontrolador Atmega16.
El sistema operativo en el cual hemos instalado el programa y haremos
uso durante el curso es Windows 10 Pro x 64bits.
Figura 6. Sistema Operativo Windows 10 Pro a
usar dentro del curso.
4.
Tablero
de circuitos
A menudo, en electrónica se requiere algo de experimentación para crear prototipos (probard) circuitos específicos. Un prototipo se necesita un circuito antes de diseñar una PCB para el circuito final.
Se utiliza una placa protoboard para hacer un prototipo del circuito. Tiene agujeros en los que se pueden insertar componentes y tiene conexiones eléctricas entre los orificios según el diagrama siguiente.
El uso de una placa de pruebas significa
que no hay soldaduras y un circuito se puede construir rápidamente y modificar
fácilmente antes de que se decida una solución final.
Figura 7. Protoboard, para la implementación de circuitos.
Nuestros diseños y simulaciones de los circuitos implementados serán realizados en ISIS de Proteus, en su versión compatible para Windows 10 Pro.
Figura 8. Software ISIS Proteus para diseñar y
simular los circuitos electrónicos.
Figura 9. Esquema electrónico diseñado en ISIS Proteus.
Figura 10. Esquema electrónico implementado en
un Protoboard.
5.
Descripción
del circuito
El conector de 5 pines es para programación.
• El condensador electrolítico de 100 uF
sirve para reducir cualquier variación en el voltaje de la fuente de
alimentación.
• El 10k es una resistencia pull-up para
el pin de reinicio, un nivel bajo en este pin detendrá el Microcontrolador y cuando
se mantiene alto, el programa se ejecutará desde el principio.
• El 1N4148 es un diodo de protección que
detendrá altos voltajes que posiblemente dañen el Microcontrolador (solo se
requiere en el pin de reinicio porque todos los demás pines del
Microcontrolador tienen diodos incorporados).
• Hay un LED con una resistencia de
"límite de corriente" de 1k. Un LED solo necesita 2 V para funcionar,
así que si conectado sin una resistencia en serie fluiría demasiada corriente y
destruiría el LED. Con 2 V a través del LED, habrá 3 V a través de la
resistencia y la corriente se limitará a (V / R) 3/1000 = 3 mA.
• Los condensadores de 0.1uF son para detener el ruido eléctrico que posiblemente interfiera con los Microcontroladores.
6. Programación del Microcontrolador AVR
Se usara el programador USBISP 2.0. El
cual permite programar el microcontrolador desde el puerto USB del computador y
grabar por medio del protocolo ISP del Microcontrolador. Además se usara un
cable adaptador para hacer el grabado de manera directa en el Protoboard.
Figura 11. Grabador USB ISP V2.0 de fábrica.
7. Programando con Bascom-AVR IDE
BASCOM-AVR son cuatro programas en un paquete, se conoce como IDE (desarrollo integrado ambiente); incluye el editor de programas, el compilador, el programador y el simulador, todos juntos.
Figura 13. Software BASCOM-AVR para desarrollo
de programas par microcontroladores AVR.
Después de instalar el programa, hay algunas opciones de configuración que deben cambiarse.
En el menú, seleccione.
OPTIONS - PROGRAMMER y seleccione Sample
Electronics programador. Elija la pestaña paralela y seleccione la dirección
LPT de 378 para LPT1 (si solo tiene 1 puerto paralelo en la computadora, elija esto),
también seleccione flash automático.
Lo siguiente no es absolutamente
necesario, pero le ayudará a obtener mejores impresiones.
OPCIONES - IMPRESORA cambiar los márgenes
a 15.00 10.00 10.00 10.00
OPCIONES - MEDIO AMBIENTE - EDITOR cambia la Posición del comentario a 040.
El
compilador
El comando para iniciar el compilador es
F7 o la imagen IC negra en la barra de herramientas.
Esto cambiará su programa BÁSICO de alto
nivel a código de máquina de bajo nivel.
Si su programa tiene un error, la compilación no se completará y aparecerá un cuadro de error. Doble haga clic en el error para llegar a la línea que tiene el problema.
El
programador
Cuando haya compilado exitosamente un programa presionando F4 o la imagen verde de IC en la barra de herramientas inicia el programador. Si no hay ningún Microcontrolador conectado, aparecerá un error. Si el CI está conectado luego el BASCOM completa el proceso de programación y reinicia automáticamente su Microcontrolador para iniciar la ejecución de su programa.
El programador que usaremos será el
aplicativo ProgISP, el cual es compatible con el grabador de PIC y el sistema
operativo.
Figura 14. Software PROGISP para el grabado del código
dentro del Microcontrolador.
8. Leer y escribir usando diagramas de flujo
Símbolos de diagrama de flujo
Figura 15. Cuadros de control de flujo de inicio y fin.
Figura 16. Cuadros de flujo para acciones y
condicionales.
Diagrama de flujo de rutina diaria:
Figura 17. Ejemplo de diagrama de Flujo de
tareas diarias.
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recuerda que hay otros que desean aprender y tú puedes ayudarlos también comentando
y compartiéndolo en tus
redes”.
¡Gracias!
Atte. Gilberto Pascual
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