UNIVERSIDAD DE LAS FUERZAS ARMADAS ESPE EXTENSIÓN LATACUNGA CARRERA INGENIERÍA AUTOMOTRIZ MICROCONTROLADORES MICROCONTROLADORES Y PLC´S
INFORME PROYECTO DE UNIDAD TEMA: RELOJ DIGITAL CON SISTEMA DE IGUALACIÓN CON PULSADORES. INTEGRANTES: CABRERA MILTON GONZÁLEZ DAVID RAMÍREZ EDISON VARGAS FRANCISCO NIVEL: VI DOCENTE: ING. SIXTO REINOSO. NRC: 2947 FECHA DE ENTREGA: 08 DE FEBRERO DE 2018
PERIODO ACADÉMICO OCTUBRE 2017 – FEBRERO FEBRERO 2018
1. Tema: Reloj digital con sistema de igualación con pulsadores. 2. Objetivos 2.1.General
Realizar un reloj digital en formato de 24 horas con sistema de igualación mediante el uso de pulsadores, un PIC 18F4550 y una LCD 16x2.
2.2.Específicos
Elaborar el diagrama de flujo del funcionamiento del reloj digital y su programación en c con el uso del del software PCWHD COMPILER. COMPILER. Diseñar el circuito del reloj digital en el software PROTEUS y realizar la simulación. Armar el circuito del reloj digital en la protoboard, con los materiales necesarios, y verificar su funcionamiento.
3. Introducción 3.1.Microcontroladores Un microcontrolador ( Microncontroller ) es un circuito integrado digital monolítico que contiene todos los elementos de un procesador digital secuencial asíncrono programable de arquitectura Harvard o Princeton ( Von Neumann). Se le suele denominar también microcomputador integrado o empotrado ( Embedded processor processor ) y está especialmente orientado a tareas de control y comunicaciones.(Pérez, 2007, p. 11) Los microcontroladores se utilizan para la realización de sistemas electrónicos empotrados en otros sistemas (eléctricos, mecánicos, otros), como por ejemplo electrodomésticos, electrodomésticos, sistemas informáticos, sistema de telecomunicaciones, telecomunicaciones, sistema de control de maquinaria o sistema de automoción. En todas estas aplicaciones emulan numerosos sistemas digitales que antes se realizaban con circuitos integrados MSI (escala de integración medida) y LSI (gran escala de integración) como circuitos contadores, contadores, comparadores entre otros.(Bates, 2006, p. 3)
1. Tema: Reloj digital con sistema de igualación con pulsadores. 2. Objetivos 2.1.General
Realizar un reloj digital en formato de 24 horas con sistema de igualación mediante el uso de pulsadores, un PIC 18F4550 y una LCD 16x2.
2.2.Específicos
Elaborar el diagrama de flujo del funcionamiento del reloj digital y su programación en c con el uso del del software PCWHD COMPILER. COMPILER. Diseñar el circuito del reloj digital en el software PROTEUS y realizar la simulación. Armar el circuito del reloj digital en la protoboard, con los materiales necesarios, y verificar su funcionamiento.
3. Introducción 3.1.Microcontroladores Un microcontrolador ( Microncontroller ) es un circuito integrado digital monolítico que contiene todos los elementos de un procesador digital secuencial asíncrono programable de arquitectura Harvard o Princeton ( Von Neumann). Se le suele denominar también microcomputador integrado o empotrado ( Embedded processor processor ) y está especialmente orientado a tareas de control y comunicaciones.(Pérez, 2007, p. 11) Los microcontroladores se utilizan para la realización de sistemas electrónicos empotrados en otros sistemas (eléctricos, mecánicos, otros), como por ejemplo electrodomésticos, electrodomésticos, sistemas informáticos, sistema de telecomunicaciones, telecomunicaciones, sistema de control de maquinaria o sistema de automoción. En todas estas aplicaciones emulan numerosos sistemas digitales que antes se realizaban con circuitos integrados MSI (escala de integración medida) y LSI (gran escala de integración) como circuitos contadores, contadores, comparadores entre otros.(Bates, 2006, p. 3)
mi crocontroladores.. Figura 1. Campos de aplicación de los microcontroladores Fuente: Microcontroladores PIC. Sistema integrado para el autoaprendizaje.
3.2.PIC Es un microcontrolador muy eficiente en el manejo de entradas y salidas.
3.3.Microcontrolador PIC 18F4550 El microcontrolador posee bloques e interconexiones. Los boques de memoria de programa (Program memory) y de datos (Data memoy) se encuentran separados, separados, tal y como corresponde a la arquitectura Harvard, en contraposición a la arquitectura de Von Neumann, en que los datos y las instrucciones compartes la misma memoria. La arquitectura Harvard, es la más utilizada por los microcontroladores de Mircrochip. Permitiendo que los datos tengan una longitud en bits diferente a la de las instrucciones, así el anidamiento de los ciclos de búsqueda y ejecución de instrucciones, lo que reviste en una mayor velocidad de ejecución del código.( Diseño y construcción construcción de un espectrómetro espectrómetro óptico óptico por USB, s. f., p. 38)
3.3.1. Características
Interfaz USB 2.0 de velocidad total (12Mbit / s)
1K byte RAM de doble puerto + 1K byte GP RAM
Transceptor Transceptor de velocidad completa
16 Puntos finales (IN / OUT)
Puerto de transmisión
Resistores internos Pull Up (D + / D-)
Rendimiento de 48 MHz (12 MIPS)
Pin-to-pin compatible con PIC16C7X5
3.3.2. Distribución de pines
Figura 2. Esquema de líneas de E/S
del microcontrolador 18F4550 Fuente: Diseño y construcción de un espectrómetro óptico por USB
3.4.Proteus El entorno de diseño electrónico PROTEUS VSM de LABCENTER ELECTRONICS (www.labcenter.co.uk) ofrece disponibilidad de simular código microcontrolador de alto y bajo nivel y, simultáneamente, con la simulación en modo mixto de SPICE. Esto permite el diseño tanto a nivel hardware como software y realizar la simulación en un mismo y único entorno. Para ello, se suministran tres potentes subentornos como son ISIS para el diseño gráfico, VSM (Virtual System Modelling) para la simulación y el ARES para el diseño de placas.
Figura 3. Entorno de trabajo PROTEUS.
Fuente: Labcenter electronics.
3.4.1. Entorno gráfico ISIS Permite realizar esquemas de diseño electrónico que permite realizar esquemas que pueden ser simulados en el entorno VSM o pasados a un circuito impreso ya en el entorno ARES. Posee una muy buena colección de librerías de modelos tanto para dibujar, simular o para las placas. Permite la creación de nuevos componentes, su modelización para su simulación e, incluso, la posibilidad de solicitar al fabricante (Labcenter Electronics) que cree su modelo.
Figura 4. Entorno de trabajo ISIS.
Fuente: Labcenter electronics.
3.5.Compilador CCS C. Ha sido desarrollado específicamente para PIC MCU, obteniendo la máxima optimización del compilador con estos dispositivos. Dispone de una amplia librería de funciones predefinidas, comandos de preprocesado y ejemplos. Suministra los controladores (drivers) para diversos dispositivos como LCD, convertidores AD, relojes en tiempo real, EEPROM serie, entre otros. Un compilador convierte el lenguaje de alto nivel a instrucciones en código máquina; un cross-compiler es un compilador que funciona con un procesador (normalmente en un PC) diferente al procesador objeto. El Compilador CCS C es un cross compiler. Los programas son editados y compilados a instrucciones máquina en el entorno de trabajo del PC, el código máquina puede ser cargado del PC al sistema PIC mediante ICD2 (o mediante cualquier programador) y puede ser depurado desde el entorno de trabajo del PC.(García Breijo, 2008)
Figura 5. Estructura básica de un programa en CCS C.
Fuente: Compilador CSS C y simulador PROTEUS para microcontroladores PIC
3.6.LCD 16 x 2 El LCD(Liquid Crystal Dysplay) o pantalla de cristal líquido es un dispositivo empleado para la visualización de contenidos, mediante caracteres, símbolos o pequeños dibujos dependiendo del modelo. (Angulo, 2003) El lcd posee un número de líneas variables y números de caracteres por línea también variable como por ejemplo que trabaja con dos líneas de 16 caracteres cada una.
Figura 6. Pantalla LCD
16 x 2. Fuente: Compilador CSS C y simulador PROTEUS para microcontroladores PIC
3.6.1. Conexión En la siguiente imagen de Proteus se puede observar la estructura de sus pines. Lo podemos dividir en los Pines de alimentación, pines de control y los pines del bus de datos bidireccional. Por lo general podemos encontrar además en su estructura los pines de Ánodo y cátodo de led.
Figura 7. Pantalla LCD 2
x16 pines de conexion. Fuente: aprendiendoelectronicafacil.blogspot.com..
3.6.2. Pines de alimentación: : : + 5 : .
3.6.3. Pines de control: RS: Corresponde
al pin de selección de registro de control de datos (0) o registro de datos (1). Es decir, el pin RS funciona paralelamente a los pines del bus de datos. Cuando RS es 0 el dato presente en el bus pertenece a un registro de control/instrucción. y cuando RS es 1 el dato presente en el bus de datos pertenece a un registro de datos o un carácter.
RW: Corresponde
al pin de Escritura (0) o de Lectura (1). Nos permite escribir un dato en la pantalla o leer un dato desde la pantalla.
E: Corresponde
al pin Enable o de habilitación. Si E(0) esto quiere decir que el LCD no esta activado para recibir datos, pero si E(1) se encuentra activo y podemos escribir o leer desde el LCD.
3.6.4. Pines de Bus de datos: El Bus de datos bidireccional comprende desde los pines D0 a D7. Para realizar la comunicación con el LCD podemos hacerlo utilizando los 8 bits del bus de datos(D0 a D7) o empleando los 4 bits más significativos del bus de datos(D4 a D7) (Angulo, 2003)
Figura 8. Pines de bus de datos lcd.
Fuente:aprendiendoelectronicafacil.blogspot.com.
4. Desarrollo 4.1.Equipos y materiales
MATERIALES N°
NOMBRE
CARACTERISTICA
PIC 18F4550
Microcontrolador, cuando ésta programado guarda el código fuente para el funcionamiento del circuito
1
4
PULSADORES NORMALMENTE ABIERTOS
Permiten el flujo de corriente mientras son accionados. Cuando ya no se presiona sobre él vuelve a su posición de reposo
1
PROGRAMADOR Comunica al PIC con la PC, para PIC KIT II programarlo mediante la conexión USB.
2
PROTOBOARD
Tablero con orificios conectados eléctricamente entre sí, habitualmente siguiendo patrones de líneas, en el cual se pueden insertar componentes electrónicos y cables para el armado y prototipado de circuitos electrónicos y sistemas similares.
FIGURA
1
FUENTE DE 5V
Dispositivo electrónico, que alimenta regulablemente el voltaje según sea la necesidad del circuito.
5
RESISTENCIAS
Utilizadas para proteger a los dispositivos electrónicos
DE 330Ω
1
LCD
Lcd de 16 x 2.
-
CABLES
Comúnmente utilizado por porque tiene un conector en cada punta.
LAPTOP
Instrumento para comunicar el pic con el quemador mediante el cable usb.
4.2.Procedimiento 1. Realizar un diagrama de flujo para el funcionamiento de un reloj en formato de 24 horas. Función principal
Funciones y subprogramas
2. Abrir CCS Compiler y escribir el código en c en relación al diagrama realizado. Código en PIC C Compiler
3. Compilar el código en CCS Compiler. 4. Diseñar el circuito en el programa PROTEUS del reloj digital de acuerdo a la programación realizada.
5. Simular el circuito del reloj en el programa PROTEUS con el código del archivo compilado extensión. hex generado al compilar en CCS Compiler.
6. Verificar el funcionamiento del reloj.
7. Armar el circuito en el protoboard del reloj digital con los materiales ya especificados.
8. Mediante el uso del pick kit 2 realizar la grabación del código c del reloj hacia el pic mediante el programa Pick Kit 2.
9. Colocar el pic 18f4550 en el circuito.
10. Alimentar el circuito y verificar el funcionamiento del reloj digital.
5. Funcionamiento
Al prender el circuito en el lcd se observará en la primera línea la carrera y en la segunda línea los integrantes del grupo con desplazamiento de texto hacia la izquierda.
Al terminar el desplazamiento del texto pasado un tiempo aparecerá la palabra reloj digital centrado en el lcd en la primera fila y en la segunda fila centrado el reloj en formato de 24 horas.
Al pulsar el botón iniciar los segundos empezaran a contar y el reloj empezará a funcionar
Luego al pulsar por primera vez el siguiente pulsador MODIF-HH/MM, empezara a titilar solo las horas y procederemos a igualar o configurar las horas con los dos siguientes pulsadores << y >> que permiten disminuir o aumentar las horas.
Al pulsar por segunda vez el pulsador MODIF-HH/MM, empezara a titilar los minutos y las horas dejaran de titilar ya que pasaremos a modificar solo los minutos y procedemos con los mismos pulsadores << y >> que permite aumentar o disminuir los minutos.
Al pulsar por tercera vez el pulsador MODIF-HH/MM saldrá de la configuración dejando el reloj en modo automático.
6. Conclusiones
Se realizó de la forma esperada el circuito del reloj digital con sistema de igualación mediante pulsadores, el uso del PIC 18F4550, y el lcd 16 x 2.
Se elaboró el diagrama para el funcionamiento del reloj digital y la programación adecuada para que se exponga en el LCD, primero el registro o igualación de la hora mediante pulsadores y su correspondiente funcionamiento.
Se diseñó el circuito del reloj digital en el programa PROTEUS y se verificó el funcionamiento mediante la simulación.
Mediante el diseño y la simulación se armó el circuito del reloj digital en la protoboard con los componentes necesarios y se verificó el funcionamiento del reloj con su sistema de igualación por medio de los pulsadores.
7. Recomendaciones
Al momento de realizar el código en c con instrucciones muy extensas el uso de funciones permite un trabajo más ordenado.
Antes de armar un circuito en físico se debe utilizar un simulador como PROTEUS o similar a este programa para el diseño y para su verificación del circuito a elaborar.
Tener mucho cuidado al momento de manipular el pic, ya que estos componentes son muy sensibles y podrían dañarse al momento de colocarlos en la protoboard.
Realizar más proyectos relacionados a manejos de lcd con pulsadores y el uso de otros pics.
8. Bibliografía
Angulo, I. (2003). Microcontroladores PIC. Madrid: McGrawHill. Microcontrolador .
(18
de
Noviembre
de
2012).
Obtenido
https://microcontroladoressesv.wordpress.com/arquitectura-de-losmicrocontroladores/
de
Bates, M. (2006). Interfacing PIC microcontrollers: embedded design by interactive simulation. Amsterdam ; Boston: Elsevier/Newnes.
Diseño y construcción de un espectrómetro óptico por USB . (s. f.). Yohan Pérez-
Moret.
García Breijo, E. (2008). Compilador C CCS y simulador PROTEUS para microcontroladores PIC . México: Alfaomega.
Pérez, E. M. (2007). Microcontroladores PIC: sistema integrado para el autoaprendizaje. Marcombo.
9. Anexos
Bibliografía bases digitales Espe ProQuest ebrary
