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Ejemplos - Capítulo 4 - Libro: Microcontroladores PIC - Programación en BASIC

Capítulo 4: Ejemplos

El propósito de este capítulo es de proporcionar la información básica que necesita saber para ser capaz de utilizar microcontroladores  con éxito en la práctica. Por eso, este capítulo no contiene ningún programa muy elaborado, tampoco dispone de un esquema de dispositivo con soluciones extraordinarias. Por el contrario, los siguientes ejemplos son la mejor prueba de que escribir un programa no es un privilegio ni cosa de talento, sino una habilidad de “poner las piezas juntas del rompecabezas” al utilizar directivas. Tenga la seguridad de que el diseño y el desarrollo de los dispositivos generalmente siguen al método “probar-corregir-repetir”. Por supuesto, cuánto más ahonde sobre el tema, más se complica, ya que tanto los niños como los arquitectos de primera línea, ponen las piezas juntas del rompecabezas.

4.1 CONEXIÓN BÁSICA

Para que un microcontrolador funcione apropiadamente es necesario proporcionar lo siguiente:

  • Alimentación;
  • Señal de reinicio; y
  • Señal de reloj.
Conexión básica

Como se muestra en la figura anterior, se trata de circuitos simples, pero no tiene que ser siempre así. Si el dispositivo destino se utiliza para controlar las máquinas caras o para mantener funciones vitales, todo se vuelve mucho más complicado.

ALIMENTACIÓN

Aunque el PIC16F887 es capaz de funcionar a diferentes voltajes de alimentación, no es recomendable probar la ley de Murphy. Lo más adecuado es proporcionar un voltaje de alimentación de 5V DC. Este circuito, mostrado en la página anterior, utiliza un regulador de voltaje positivo de tres terminales LM7805. Es un regulador integrado y barato que proporciona una estabilidad de voltaje de alta calidad y suficiente corriente para habilitar el funcionamiento apropiado del controlador y de los periféricos (aquí suficiente significa una corriente de 1A).

SEÑAL DE REINICIO

Para que un microcontrolador pueda funcionar apropiadamente, un uno lógico (VCC) se debe colocar en el pin de reinicio. El botón de presión que conecta el pin  MCLR a GND no es necesario. Sin embargo, este botón casi siempre está proporcionado ya que habilita al microcontrolador volver  al modo normal de funcionamiento en caso de que algo salga mal. Al pulsar sobre el botón RESET, el pin MCLR se lleva un voltaje de 0V, el microcontrolador se reinicia y la ejecución de programa comienza desde el principio. Una resistencia de 10k se utiliza para impedir un corto circuito a tierra al presionar este botón.

SEÑAL DE RELOJ

A pesar de tener un oscilador incorporado,  el microcontrolador no puede funcionar sin componentes externos que estabilizan su funcionamiento y determinan su frecuencia (velocidad de operación del microcontrolador). Dependiendo de los elementos utilizados así como de las frecuencias el oscilador puede funcionar en cuatro modos diferentes:

  • LP - Cristal de bajo consumo;
  • XT - Crystal / Resonator;
  • HS - Cristal/Resonador de alta velocidad; y
  • RC - Resistencia / Condensador.
Oscilador se puede iniciar en 4 modos diferentes

¿Por qué son estos modos importantes? Como es casi imposible construir un oscilador estable que funcione  a un amplio rango de frecuencias, el microcontrolador tiene que “saber” a qué cristal está conectado, para poder ajustar el funcionamiento de sus componentes internos. Ésta es la razón por la que todos los programas utilizados para  escribir un programa en el chip contienen una opción para seleccionar el modo de oscilador. Vea la figura de la izquierda.

Cristal de cuarzo

Al utilizar el cristal de cuarzo para estabilizar la frecuencia, un oscilador incorporado funciona a una frecuencia determinada, y no es afectada por los cambios de temperatura y de voltaje de alimentación. Esta frecuencia se etiqueta normalmente en el encapsulado del cristal.
Aparte del cristal, los condensadores C1 y C2 deben estar conectados como se muestra en el siguiente esquema. Su capacitancia no es de gran importancia. Por eso, los valores proporcionados en la siguiente tabla se deben tomar como recomendación y no como regla estricta.

Cristal de cuarzo

Resonador cerámico

Un resonador cerámico es más barato y muy similar a un cuarzo por la función y el modo de funcionamiento. Por esto, los esquemas que muestran su conexión al microcontrolador son idénticos. No obstante, los valores de los condensadores C1 y C2 difieren un poco debido a las diferentes características eléctricas. Refiérase a la tabla que está a continuación.

Resonador cerámico

Estos resonadores se conectan normalmente a los osciladores en caso de que no sea necesario proporcionar una frecuencia extremadamente precisa.

Oscilador RC

Si la frecuencia de operación no es de importancia, entonces no es necesario utilizar los componentes caros y adicionales para la estabilización. En vez de eso, basta con utilizar una simple red RC, mostrada en la siguiente figura. Como aquí es utilizada sólo la entrada del oscilador de reloj del microcontrolador, la señal de reloj con la frecuencia Fosc/4 aparecerá en el pin OSC2. Ésta es la frecuencia de operación del microcontrolador, o sea la velocidad de ejecución de instrucciones.

Oscilador RC

Oscilador externo

Si se requiere sincronizar el funcionamiento de varios microcontroladores o si por alguna razón no es posible utilizar ninguno de los esquemas anteriores, una señal de reloj se puede generar por un oscilador externo. Refiérase a la siguiente figura.

Oscilador externo en modo EC

4.2 COMPONENTES ADICIONALES

A pesar del hecho de que el microcontrolador es un producto de la tecnología moderna, no es tan útil sin estar conectado a los componentes adicionales. Dicho de otra manera, el voltaje llevado a los pines del microcontrolador no sirve para nada si no se utiliza para llevar a cabo ciertas operaciones como son encender/apagar, desplazar, visualizar etc.

Esta parte trata los componentes adicionales utilizados con más frecuencia en la práctica, tales como resistencias, transistores, diodos LED, visualizadores LED, visualizadores LCD y los circuitos de comunicación RS-232.

INTERRUPTORES Y BOTONES DE PRESIÓN

Interruptores y botones de presión

Los interruptores y los botones de presión son los dispositivos  simples para proporcionar la forma más simple de detectar la aparición de voltaje en un pin de entrada del microcontrolador. No obstante, no es tan simple como parece...Es por un rebote de contacto. El rebote de contacto es un problema común en los interruptores mecánicos.

Al tocarse los contactos, se produce un rebote por su inercia y elasticidad. Por consiguiente, la corriente eléctrica es rápidamente pulsada en lugar de tener una clara transición de cero a la corriente máxima. Por lo general, esto ocurre debido a las vibraciones, los desniveles suaves y la  suciedad entre los contactos. El rebote ocurre demasiado rápido, asi que no es posible percibirlo al utilizar estos componentes en la vida cotidiana. Sin embargo, pueden surgir problemas en algunos circuitos analógicos y lógicos que responden lo suficientemente rápido de manera que malinterpreten los pulsos producidos al tocarse los contactos como un flujo de datos. De todos modos, el proceso entero no dura mucho (unos pocos micro - o milisegundos), pero dura lo suficiente para que lo detecte el microcontrolador. Al utilizar sólo un botón de presión como una fuente de señal de contador, en casi 100% de los casos ocurren los errores.

Rebote de contacto

El problema se puede resolver con facilidad al conectar un simple circuito RC para suprimir rápidos cambios de voltaje. Como el período del rebote no está definido, los valores de los componentes no están precisamente determinados. En la mayoría de los casos es recomendable utilizar los valores que se muestran en la siguiente figura.

Circuito RC

Si se necesita una estabilidad completa, entonces hay que tomar medidas radicales. La salida del circuito, mostrado en la siguiente figura (biestable RS, también llamado  flip flop RS), cambiará de estado lógico después de detectar el primer pulso producido por un rebote de contacto. Esta solución es más cara (interruptor SPDT), pero el problema es resuelto.

Flip-flop RS

Aparte de estas soluciones de hardware, hay también una simple solución de software. Mientras el programa prueba el estado de circuito lógico de un pin de entrada, si detecta un cambio, hay que probarlo una vez más después de un cierto tiempo de retardo. Si el programa confirma el cambio, esto significa que un interruptor/botón de presión ha cambiado de posición. Las ventajas de esta solución son obvias: es gratuita, se borran los efectos del rebote de contacto y se puede aplicar a los contactos de una calidad más baja también.

RELÉS

Relés

Un relé es un interruptor eléctrico que se abre y se cierra bajo el control de otro circuito electrónico. Por eso está conectado a los pines de salida del microcontrolador y utilizado para encender/apagar los dispositivos de alto consumo tales como: motores, transformadores,  calefactores, bombillas etc. Estos dispositivos se colocan casi siempre lejos de los componentes sensibles de la placa. Hay varios tipos de relés, pero todos funcionan de la misma manera. Al fluir la corriente por la bobina, el relé funciona por medio de un electromagneto, abriendo y cerrando uno o más conjunto de contactos. Similar a los optoacopladores no hay conexión galvánica (contacto eléctrico) entre los circuitos de entrada y salida. Los relés  requieren con frecuencia tanto un voltaje más alto y una corriente más alta para empezar a funcionar. También hay relés miniatura que se pueden poner en marcha por una corriente baja obtenida directamente de un pin del microcontrolador.

La figura que sigue muestra la solución utilizada con más frecuencia en caso de conectar un relé a los dispositivos alimentados por la red eléctrica.

Cómo conectar un relé

Para prevenir la aparición de un alto voltaje de autoinducción, causada por una parada repentina del flujo de corriente por la bobina, un diodo polarizado invertido se conecta en paralelo con la bobina. El propósito de este diodo es de “cortar” este pico de voltaje.

DIODOS LED

Probablemente sepa todo lo que necesita saber sobre los diodos LED, pero también debe pensar en los jóvenes... A ver, ¿cómo destruir un LED? Bueno...muy fácil.

Diodos LED

Quemar con rapidez

Como cualquier otro diodo, los LEDs tienen dos puntas - un ánodo y un cátodo. Conecte  un diodo apropiadamente a la fuente de alimentación y va a emitir luz sin ningún problema. Ponga al diodo al revés y conéctelo a la misma fuente de alimentación (aunque sea por un momento). No emitirá luz - ¡nunca más!

Quemar lentamente

Hay un límite de corriente nominal, o sea, límite de corriente máxima especificada para cada LED que no se deberá exceder. Si eso sucede, el diodo emitirá luz más intensiva, pero sólo por un período corto de tiempo.

Algo para recordar

De manera similar, todo lo que tiene que hacer es elegir una resistencia para limitar la corriente mostrada a continuación. Dependiendo de voltaje de alimentación, los efectos pueden ser espectaculares.

Proteger el diodo LED

VISUALIZADOR LED

VISUALIZADOR LED

Básicamente, un visualizador LED no es nada más que varios diodos LED moldeados en la misma caja plástica. Hay varios tipos de los visualizadores y algunos de ellos están compuestos por varias docenas de diodos incorporados que pueden visualizar diferentes símbolos. No obstante, el visualizador utilizado con más frecuencia es el visualizador de 7 segmentos. Está compuesto por 8 LEDs. Los siete segmentos de un dígito están organizados en forma de un rectángulo para visualizar los símbolos, mientras que el segmento adicional se utiliza para el propósito de visualizar los puntos decimales. Para simplificar la conexión, los ánodos y los cátodos de todos los diodos se conectan al pin común así que tenemos visualizadores de ánodo común y visualizadores de cátodo común, respectivamente. Los segmentos están etiquetados con letras de a a g y dp, como se muestra en la siguiente figura. Al conectarlos, cada diodo LED se trata por separado, lo que significa que cada uno dispone de su propia resistencia para limitar la corriente.

Aquí le presentamos unas cosas importantes a las que debe prestar atención al comprar un visualizador LED:

  • Como hemos mencionado, dependiendo de si ánodos o cátodos están conecta dos al pin común, tenemos visualizadores de ánodo común y visualizadores de cátodo común. Visto de afuera, parece que no hay ninguna diferencia entre estos visualizadores, pues se le recomienda comprobar cuál se va a utilizar antes de instalarlo.
  • Cada pin del microcontrolador tiene un límite de corriente máxima que puede recibir o dar. Por eso, si varios visualizadores están conectados al microcontrolador, es recomendable utilizar así llamados LEDs de Bajo consumo que utilizan solamente 2mA para su funcionamiento.
  • Los segmentos del visualizador están normalmente etiquetados con letras de a a g, pero no hay ninguna regla estricta a cuáles pines del visualizador estarán conectados. Por eso es muy importante comprobarlo antes de empezar a escribir un programa o diseñar un dispositivo.
Modelo de visualizador LED

Los visualizadores LED conectados al microcontrolador normalmente ocupan un gran número de los pines de E/S valiosos, lo que puede ser un problema sobre todo cuando se necesita visualizar los números compuestos por varios dígitos. El problema se vuelve más obvio si, por ejemplo, se necesita visualizar dos números de seis dígitos (un simple cálculo muestra que en este caso se necesitan 96 pines de salida). La solución de este problema es denominada multiplexión. Aquí es cómo se ha hecho una ilusión óptica basada en el mismo principio de funcionamiento como una cámara de película. Un sólo dígito está activo a la vez, pero se tiene la impresión de que todos los dígitos de un número están simultáneamente activos por cambiar tan rápidamente  de las condiciones de encendido/apagado.

Multiplexión de los visualizadores LED

Veamos la figura anterior. Primero se aplica un byte que representa unidades al puerto PORT2 del microcontrolador y se activa el transistor T1 a la vez. Después de poco tiempo, el transistor T1 se apaga, un byte que representa decenas se aplica al puerto PORT2 y el transistor T2 se activa. Este proceso se está repitiendo cíclicamente a alta velocidad en todos los dígitos y transistores correspondientes.

Lo decepcionante es que el microcontrolador es sólo un tipo de computadora miniatura di-señada para interpretar el lenguaje de ceros y unos, lo que se pone de manifiesto al visualizar cualquier dígito. Concretamente, el microcontrolador no conoce cómo son unidades, decenas, centenas, ni diez dígitos a los que estamos acostumbrados. Por esta razón, cada número a visualizar debe pasar por el siguiente procedimiento:

Antes que nada, un número de varios dígitos debe ser dividido en unidades, centenas etc. en una subrutina específica. Luego, cada de estos dígitos se debe almacenar en los bytes particulares. Los dígitos se hacen reconocibles al realizar “enmascaramiento”. En otras pa-labras, el formato binario de cada dígito se sustituye por una combinación diferente de los bits por medio de una subrutina simple. Por ejemplo, el dígito 8 (0000 1000) se sustituye por el número binario 0111 1111 para activar todos los LEDs que visualizan el número 8. El único diodo que queda inactivo aquí está reservado para el punto decimal.

Si un puerto del microcontrolador está conectado al visualizador de tal manera que el bit 0 active el segmento ‘a’, el bit 1 active el segmento ‘b’, el bit 2 active el segmento ‘c’ etc, entonces la tabla que sigue muestra la “máscara” para cada dígito.

Enmascaramiento
Dígitos a visualizar
Segmentos del visualizador

dp a b c d e f g
0 0 1 1 1 1 1 1 0
1 0 0 1 1 0 0 0 0
2 0 1 1 0 1 1 0 1
3 0 1 1 1 1 0 0 1
4 0 0 1 1 0 0 1 1
5 0 1 0 1 1 0 1 1
6 0 1 0 1 1 1 1 1
7 0 1 1 1 0 0 0 0
8 0 1 1 1 1 1 1 1
9 0 1 1 1 1 0 1 1

Además de los dígitos de 0 a 9, hay algunas letras - A, C, E, J, F, U, H, L, b, c, d, o, r, t - que se pueden visualizar al enmascarar.

En caso de que se utilicen los visualizadores de ánodo común, todos los unos contenidos en la tabla anterior se deben sustituir por ceros y viceversa. Además, los transistores PNP se deben utilizar como controladores.

OPTOACOPLADORES

Un optoacoplador es un dispositivo frecuentemente utilizado para aislar galvánicamente el microcontrolador de corriente o voltaje potencialmente peligroso de su entorno. Los optoacopladores normalmente disponen de una, dos o cuatro fuentes de luz (diodos LED) en su entrada mientras que en su salida, frente a los diodos, se encuentra el mismo número de los elementos sensibles a la luz (foto-transistores, foto-tiristores, foto-triacs). El punto es que un optoacoplador utiliza una corta ruta de transmisión óptica para transmitir una señal entre los elementos de circuito, que están aislados eléctricamente. Este aislamiento tiene sentido sólo si los diodos y los elementos foto-sensitivos se alimentan por separado. Así, el microcontrolador y los componentes adicionales y caros están completamente protegidos de alto voltaje y ruidos que son la causa más frecuente de destrucción, daño y funcionamiento inestable de los dispositivos electrónicos en la práctica. Los optoacopladores utilizados con más frecuencia son aquéllos con foto-transistores en sus salidas. En los optoacopladores con la base conectada al pin 6 interno (también hay optoacopladores sin ella), la base puede quedarse desconectada.

Uso de los optoacopladores

La red R/C representada por una línea quebrada en la figura anterior indica una conexión opcional de la base de transistores dentro del optoacoplador, que reduce los efectos de ruidos al eliminar los pulsos muy cortos.

VISUALIZADOR LCD

Este componente está específicamente fabricado para ser utilizado con los microcontroladores, lo que significa que no se puede activar por los circuitos integrados estándar.  Se utiliza para visualizar los diferentes mensajes en un visualizador de cristal líquido miniatura. El modelo descrito aquí es el más utilizado en la práctica por su bajo precio y grandes capacidades. Está basado en el microcontrolador HD44780 (Hitachi) integrado y puede visualizar mensajes en dos líneas con 16 caracteres cada una. Puede visualizar todas las letras de alfabeto, letras de alfabeto griego,  signos de puntuación, símbolos matemáticos etc. También es posible visualizar símbolos creados por el usuario. Entre otras características útiles es el desplazamiento  automático de mensajes (a la izquierda y a la derecha), aparición del cursor, retroiluminación LED etc.

Visualizador LCD

Pines del visualizador LCD

A lo largo de un lado de una placa impresa pequeña del visualizador LCD se encuentran los pines que le permiten estar conectado al microcontrolador. Hay 14 pines en total marcados con números (16 si hay retroiluminación). Su función se muestra en la tabla que sigue:

Función Número
Nombre Estado lógico
Descripción
Tierra 1 Vss - 0V
Alimentación 2 Vdd - +5V
Contraste 3 Vee - 0 - Vdd
Control de funcionamiento
4 RS 0
1
D0 – D7 considerados como comandos
D0 – D7 considerados como datos
5 R/W 0
1
Escribir los datos (del microcontrolador al LCD)
Leer los daots (del LCD al microcontrolador)
6 E Transición de 1 a 0 Acceso al visualizador LCd deshabilitado
Funcionamiento normal
Datos/comandos se están transmitiendo al LCD
Datos / comandos 7 D0 0/1 Bit 0 LSB
8 D1 0/1 Bit 1
9 D2 0/1 Bit 2
10 D3 0/1 Bit 3
11 D4 0/1 Bit 4
12 D5 0/1 Bit 5
13 D6 0/1 Bit 6
14 D7 0/1 Bit 7 MSB

Pantalla LCD

Una pantalla LCD puede visualizar dos líneas con 16 caracteres cada una. Cada carácter consiste en  5x8 o 5x11 píxeles. Este libro cubre un visualizador de 5x8 píxeles que es utilizado con más frecuencia.

Pantalla LCD

El contraste del visualizador depende del voltaje de alimentación y de si los mensajes se visualizan en una o dos líneas. Por esta razón, el voltaje variable 0-Vdd se aplica al pin marcado como Vee. Un potenciómetro trimer se utiliza con frecuencia para este propósito. Algunos de los visualizadores LCD tienen retroiluminación incorporada (diodos LED azules o verdes). Al utilizarlo durante el funcionamiento, se debe de conectar una resistencia en serie a uno de los pines para limitar la corriente (similar a diodos LED).

Cómo conectar un LCD

Si no hay caracteres visualizados o si todos los caracteres están oscurecidos al encender el visualizador, lo primero que se debe hacer es comprobar el potenciómetro para ajustar el contraste. ¿Está ajustado apropiadamente? Lo mismo se aplica si el modo de funcionamiento ha sido cambiado (escribir en una o en dos líneas).

Memoria LCD

El visualizador LCD dispone de tres bloques de memoria:

  • DDRAM Display Data RAM (RAM de datos de visualización);
  • CGRAM Character Generator RAM (generador de caracteres RAM); y
  • CGROM Character Generator ROM (generador de caracteres ROM).

Memoria DDRAM

La memoria DDRAM se utiliza para almacenar los caracteres a visualizar. Tiene una capacidad de almacenar 80 caracteres. Algunas localidades de memoria están directamente conectadas a los caracteres en el visualizador.

El principio de funcionamiento de la memoria DDRAM muy simple: basta con configurar el visualizador para incrementar direcciones automáticamente (desplazamiento a la derecha) y establecer la dirección inicial para el mensaje que se va a visualizar (por ejemplo 00 hex).

Luego, todos los caracteres enviados por las líneas D0-D7 se van a visualizar en el formato de mensaje al que nos hemos acostumbrado - de la izquierda a la derecha. En este caso, la visualización empieza por el primer campo de la primera línea ya que la dirección inicial es 00hex. Si se envía más de 16 caracteres, todos se memorizarán, pero sólo los primeros 16 serán visibles. Para visualizar los demás, se debe utilizar el comando shift. Virtualmente, parece como si el visualizador LCD fuera una ventana, desplazándose de la izquierda a la derecha sobre las localidades de memoria con diferentes caracteres. En realidad, así es cómo se creó el efecto de desplazar los mensajes sobre la pantalla.

Memoria DDRAM

Si se habilita ver el cursor, aparecerá en la localidad actualmente direccionada. En otras palabras, si un carácter aparece en la posición del cursor, se va a mover automáticamente a la siguiente localidad direccionada.

Como sugiere su nombre, la memoria DDRAM es un tipo de memoria RAM así que los datos se pueden escribir en ella y leer de ella, pero su contenido se pierde irrecuperablemente al apagar la fuente de alimentación.

Memoria CGROM

La memoria CGROM contiene un mapa estándar de todos los caracteres que se pueden visualizar en la pantalla. A cada carácter se le asigna una localidad de memoria:

Memoria CGROM

Las direcciones de las localidades de memoria CGROM corresponden a los caracteres ASCII. Si el programa que se está actualmente ejecutando llega al comando ‘enviar el carácter P al puerto’, el valor binario 0101 0000 aparecerá en el puerto. Este valor es el  equivalente ASCII del carácter P. Al escribir este valor en un LCD, se visualizará el símbolo de la localidad 0101 0000 de la CGROM. En otras palabras, se visualizará el carácter P. Esto se aplica a todas las letras del alfabeto (minúsculas y mayúsculas), pero no se aplica a los números.

Como se muestra en el mapa anterior, las direcciones de todos los dígitos se desplazan por 48 en relación con sus valores (dirección del dígito 0 es 48, dirección del dígito 1 es 49, dirección del dígito 2 es 50 etc.). Por consiguiente, para visualizar los dígitos correctamente es necesario añadir el número decimal 48 a cada uno antes de enviarlos a un LCD.

Tabla del código ASCII - Caracteres estándar

¿Qué es un código ASCII? Desde su aparición hasta hoy en día, las computadoras han sido capaces de reconocer solamente números, y no las letras. Esto significa que todos los datos  que una computadora intercambia con un pe-riférico, reconocidos  como letras por los humanos,  en realidad están en  el formato binario (el teclado es un buen ejemplo). En otras palabras, a cada carácter le corresponde la combinación única de ceros y unos. El código ASCII representa una codificación de caracteres basada en el alfabeto inglés. El ASCII especifica una correspondencia entre los símbolos de caracteres estándar y sus equivalentes numéricos.

Memoria CGRAM

Además de los caracteres estándar, el visualizador LCD puede visualizar símbolos definidos por el usuario. Esto puede ser cualquier símbolo de 5x8 píxeles. La memoria RAM deno-minada CGRAM de 64 bytes lo habilita.

Los registros de memoria son de 8 bits de anchura, pero sólo se utilizan 5 bits más bajos.  Un uno lógico (1) en cada registro representa un punto oscurecido, mientras que 8 localidades agrupados representan un carácter. Esto se muestra en la siguiente figura:

Memoria CGRAM

Los símbolos están normalmente definidos al principio del programa por una simple escri-tura de ceros y unos de la memoria CGRAM así que crean las formas deseadas. Para visualizarlos basta con especificar su dirección. Preste atención a la primera columna en el mapa de caracteres CGROM. No contiene direcciones de la memoria RAM, sino los símbolos de los que se está hablando aquí. En este ejemplo ‘visualizar 0’ significa visualizar ‘sonrisa’, ‘visualizar 1’ significa - visualizar ‘ancla’ etc.

Comandos básicos del visualizador LCD

Todos los datos transmitidos a un visualizador LCD por las salidas D0-D7 serán interpretados como un comando o un dato, lo que depende del estado lógico en el pin RS:

  • RS = 1 - Los bits D0 - D7 son direcciones de los caracteres a visualizar. El procesador LCD direcciona un carácter del mapa de caracteres y lo visualiza. La dirección DDRAM especifica la localidad en la que se va a visualizar el carácter. Esta dirección se define antes de transmitir el carácter o la dirección del carácter anteriormente transmitido será aumentada automáticamente.
  • RS = 0 - Los bits D0 - D7 son los comandos para ajustar el modo del visualizador.

En la siguiente tabla se muestra una lista de comandos relacionados con la operación del LCD:

Comando RS RW D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 Tiempo de ejecución
Borrar el visualizador 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1.64mS
Poner el cursor al inicio 0 0 0 0 0 0 0 0 1 x 1.64mS
Modo de entrada 0 0 0 0 0 0 0 1 I/D S 40uS
Activar/desactivar el visualizador 0 0 0 0 0 0 1 D U B 40uS
Desplazar el cursor/visualizador 0 0 0 0 0 1 D/C R/L x x 40uS
Modo de funcionamiento 0 0 0 0 1 DL N F x x 40uS
Establecer la dirección CGRAM 0 0 0 1 Dirección CGRAM 40uS
Establecer la dirección DDRAM 0 0 1 Dirección DDRAM 40uS
Leer la bandera “BUSY”(ocupado)(BF) 0 1 BF Dirección DDRAM -
Escribir en la CGRAM o en la DDRAM 1 0 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 40uS
Leer la CGRAM o la DDRAM 1 1 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
I/D 1 = Incremento (por 1)                               R/L 1 = Desplazamiento a la derecha
0 = Decremento (por 1) 0 = Desplazamiento a la izquierda

S 1 = Desplazamiento del visualizador activado DL 1 = Bus de datos de 8 bits
0 = Desplazamiento del visualizador desactivado 0 = Bus de datos de 4 bits

D 1 = Visualizador encendido N 1 = Visualizar en dos líneas
0 = Visualizador encendido 0 = Visualizar en una línea

U 1 = Cursor activado F 1 = Carácter de 5x10 puntos
0 = Cursor desactivado 0 = Carácter de 5x7 puntos

B 1 = Parpadeo del cursor encendido D/C 1 = Desplazamiento del visualizador
0 = Parpadeo del cursor apagado 0 = Desplazamiento del cursor

¿QUÉ ES UNA BANDERA DE OCUPADO (BUSY FLAG)?

En comparación al microcontrolador, el LCD es un componente extremadamente lento. Por esta razón, era necesario proporcionar una señal que, al ejecutar un comando, indicaría que el visualizador estaba listo para recibir el siguiente dato. Esta señal denominada bandera de ocupado (busy flag) se puede leer de la línea D7. El visualizador está listo para recibir un nuevo dato cuando el voltaje en esta línea es de 0V (BF=0).

Conectar el visualizador LCD

Dependiendo de cuántas líneas se utilizan para conectar un LCD al microcontrolador, hay dos modos de LCD, el de 8 bits y el de 4 bits. El modo apropiado se selecciona en el inicio del funcionamiento en el proceso denominado ‘inicialización’. El modo de LCD de 8 bits utiliza los pines D0-D7 para transmitir los datos, como hemos explicado en la página anterior.

El propósito principal del modo de LCD de 4 bits es de ahorrar los valiosos pines de E/S del microcontrolador. Sólo los 4 bits más altos (D4-D7) se utilizan para la comunicación, mientras que los demás pueden quedarse desconectados. Cada dato se envía al LCD en dos pasos - primero se envían 4 bits más altos (normalmente por las líneas  D4-D7), y luego los 4 bits más bajos. La inicialización habilita que el LCD conecte e interprete los bits recibidos correctamente.

Conectar el LCD al microcontrolador

Pocas veces se leen los datos del LCD (por lo general se transmiten del microcontrolador al LCD) así que, con frecuencia, es posible guardar un pin de E/S de sobra. Es simple, basta con conectar el pin L/E a Tierra. Este “ahorro” del pin tiene su precio. Los mensajes se visualizarán normalmente, pero no será posible leer la bandera de ocupado ya que tampoco es posible leer los datos del visualizador. Afortunadamente, hay una solución simple. Después de enviar un carácter o un comando es importante dar al LCD suficiente tiempo para hacer su tarea. Debido al hecho de que la ejecución de un comando puede durar aproximadamente 1.64mS, el LCD tarda como máximo 2mS en realizar su tarea.

Inicializar el visualizador LCD

Al encender la fuente de alimentación, el LCD se reinicia automáticamente. Esto dura aproximadamente 15mS. Después de eso, el LCD está listo para funcionar. Asimismo,  el modo de funcionamiento está configurado por defecto de la siguiente manera:

  1. Visualizador está borrado
  2. Modo
    DL = 1 - Bus de datos de 8 bits
    N = 0 - Datos se visualizan en una línea
    F = 0 - Formato fuente de caracteres es 5 x 8 píxeles
  3. Visualizador/Cursor encendido/apagado
    D = 0 - Visualizador apagado
    U = 0 - Cursor apagado
    B = 0 - Parpadeo del cursor apagado
  4. Introducción de caracteres
    ID = 1 Direcciones visualizadas se incrementan automáticamente en 1
    S = 0 Desplazamiento del visualizador desactivado

Por lo general, el reinicio automático se lleva a cabo sin problemas. ¡En la mayoría de los casos, pero no siempre! Si por cualquier razón, el voltaje de alimentación no llega a su má-ximo valor en 10mS, el visualizador se pone a funcionar de manera completamente imprevisible. Si la unidad de voltaje no es capaz de cumplir con las condiciones o si es necesario proporcionar un funcionamiento seguro, se aplicará el proceso de inicialización. La inicialización, entre otras cosas, reinicia de nuevo al LCD, al habilitarle un funcionamiento normal.

Hay dos algoritmos de inicialización. Cuál se utilizará depende de si la conexión al microcontrolador se realiza por el bus de datos de 4 o 8 bits. En ambos casos, después de inicialización sólo queda especificar los comandos básicos y después, será posible enviar  los  mensajes al visualizador LCD.

Refiérase a la Figura que sigue para el procedimiento de inicialización por el bus de datos de 8 bits:

Procedimiento de inicialización por el bus de datos de 8 bits

¡Esto no es un error! En este algoritmo el mismo valor se envía sucesivamente tres veces al visualizador LCD envía sucesivamente.

El procedimiento de inicialización por el bus de datos de 4 bits:

Procedimiento de inicialización por el bus de datos de 4 bits

Vamos a hacerlo en mikroBasic...

' En mikroBasic for PIC, basta con escribir sólo una función para realizar todo el    
' proceso de la inicialización del LCD. Antes de llamar esta función es necesario         
' delarar los bits LCD_D4-LCD_D7, LCD_RS y LCD_EN.

...
sub procedure Lcd_Init ' Inicializar el LCD

...

EJEMPLOS PRÁCTICOS

Nuevo proyecto

El proceso de crear un proyecto nuevo es muy simple. Seleccione la opción New Project del menú Project como se muestra en la Figura de la derecha.

Nuevo proyecto en Wizard

Aparecerá una ventana que le guiará a través del proceso de creación de un proyecto nuevo. La ventana de entrada de este programa contiene una lista de acciones a realizar para crear un proyecto nuevo. Pulse el botón Next.

El proceso de creación de un proyecto nuevo consiste en cinco pasos:

  1. Seleccione el tipo de microcontrolador a programar. En este caso se trata del PIC16F887.
  2. Seleccione la frecuencia de reloj del microcontrolador. En este caso el valor seleccionado es 8 MHz.
  3. Seleccione el nombre y la ruta del proyecto. En este caso, el nombre del proyecto es First_Project. Está guardado en la carpeta C:\My projects. Al nombre del proyecto se le asigna automáticamente la extensión .mbppi. Se creará en el proyecto el archivo fuente con el mismo nombre (First_Project .mbas).
  4. Si el nuevo proyecto consiste de varios archivos fuente, se necesita especificarlos y pulse sobre el botón Add para incluirlos. En este ejemplo no hay archivos fuente adicionales.
  5. Por último, se necesita confirmar todas las opciones seleccionadas. Pulse sobre Finish.

Después de crear el proyecto, aparecerá una ventana blanca en la que debe escribir el programa. Vea la siguiente figura:

Cuerpo de programa

Una vez creado el programa, es necesario compilarlo en un código .hex. Seleccione una de las opciones para compilar del menú Project:

  • Para crear un archivo .hex, seleccione la opción Build (Ctrl+F9) del menú Project o pulse sobre el icono Build de la barra de herramientas Project.
  • Por medio de la opción Build All Projects (Shift+F9) se compilan todos los archivos del proyecto, librerías (si el código fuente contiene alguna de ellas) y los archivos def para el microcontrolador utilizado.
  • La opción Build + Program (Ctrl+F11) es importante ya que permite al compilador mikroBasic PRO for PIC cargar automáticamente el programa en el microcontrolador después de la compilación. El proceso de la programación se realiza por medio del programador PICFlash.

Todos los errores encontrados durante la compilación aparecerán en la ventana Messages. Si no hay errores en el programa, el compilador mikroBasic PRO for PIC generará los correspondientes archivos de salida.

4.3 EJEMPLO 1

Escribir cabecera, configurar pines de E/S, utilizar la función Delay

El único propósito de este programa es de encender varios diodos LED en el puerto PORTB. Utilice este ejemplo para examinar cómo es un programa real. La siguiente figura muestra el esquema de conexión, mientras que el programa se encuentra en la siguiente página.

Configurar los pines de E/S

Al encender la fuente de alimentación, cada segundo, el diodo LED en el puerto PORTB emite luz, lo que indica que el microcontrolador está conectado correctamente y que funciona normalmente.

En este ejemplo se muestra cómo escribir una cabecera correctamente. Lo mismo se aplica a todos los programas descritos en este libro. Para no repetir, en los siguientes ejemplos no vamos a escribir la cabecera.  Se considera estar en el principio de cada programa, marcada como Cabecera.

Ejemplo de cabecera

Para hacer este ejemplo más interesante, vamos a habilitar que los LEDs conectados al puerto PORTB parpadeen. Hay varios modos de hacerlo:

  1. Tan pronto como se encienda el microcontrolador, todos los LEDs emitirán la luz por un segundo. La función Delay se encarga de eso en el programa. Sólo se necesita ajustar la duración del tiempo de retardo en milisegundos.
  2. Después de un segundo, el programa entra en el bucle for, y se queda allí hasta que la variable k sea menor que 20. La variable se incrementa en 1 después de cada iteración. Dentro del bucle for,  el ciclo de trabajo es 5:1 (500mS:100mS). Cualquier cambio de estos estados lógicos hace todos los LEDs parpadear.
  3. Al salir del bucle for, el estado lógico del puerto POTRB cambia (0xb 01010101) y el programa entra en el bucle infinito while y se queda allí hasta que 1=1 (bucle infinito). El estado lógico del puerto PORTB se invierte cada 200mS.
Ejemplo de programa

4.4 EJEMPLO 2

Utilizar instrucciones en ensamblador y el oscilador interno  LFINTOSC...

En realidad, esto es una continuación del ejemplo anterior, pero se ocupa de un problema un poco más complicado... El propósito es hacer los LEDs en el puerto PORTB parpadear lentamente. Se puede realizar al introducir un valor suficiente grande para el parámetro del tiempo de retardo en la función Delay. No obstante, hay otra manera más eficiente para ejecutar el programa lentamente. Acuérdese de que este microcontrolador tiene un oscilador incorporado LFINTOSC que funciona a una frecuencia de 31kHz. Ahora llegó la hora de “darle una oportunidad”.

El programa se inicia con el bucle do-while y se queda allí por 20 ciclos. Después da cada iteración, llega el tiempo de retardo de 100ms, indicado por un parpadeo relativamente rápido de los LEDs en el puerto PORTB. Cuando el programa salga de este bucle, el microcontrolador se inicia al utilizar el oscilador LFINTOSC como una fuente de señal de reloj. Los LEDs parpadean más lentamente aunque el programa ejecuta el mismo bucle do-while con un tiempo de retardo 10 veces más corto.

Con el propósito de hacer evidentes algunas situaciones potencialmente peligrosas, se activan los bits de control por medio de las instrucciones en ensamblador. Dicho de manera sencilla, al entrar o salir una instrucción en ensamblador en el programa, el compilador no almacena los datos en un banco actualmente activo de la RAM, lo que significa que en esta sección de programa, la selección de bancos depende del registro SFR utilizado. Al volver a la sección de programa escrito en Basic, los bits de control RP0 y RP1 deben recuperar el estado que tenían antes de introducir la secuencia en ensamblador. En este caso se utiliza la variable auxiliar saveBank para guardar el estado de estos dos bits.

'Cabecera *********************************************
program example_2 ' Nombre de programa
dim k as byte ' Variable k es de tipo byte
dim saveBank as byte ' Variable saveBank es de tipo byte
main: ' Inicio del programa
k = 0 ' Valor inicial de la variable k
ANSEL = 0 ' Todos los pines de E/S se configuran como digitales
ANSELH = 0
PORTB = 0 ' Todos los pines del puerto PORTB se ponen a 0
TRISB = 0 ' Pines del puerto PORTB se configuran como salidas

do
PORTB = not PORTB ' Invertir el estado lógico del puerto PORTB
Delay_ms(100) ' Tiempo de retardo de 100mS
k = k+1 ' Incrementar k en 1
loop until k=20 ' Quedarse en bucle hasta que k<20

k=0 ' Reiniciar variable k
saveBank = STATUS and %01100000 ' Guardar el estado de los bits RP0 y RP1
' (bits 5 y 6 del registro STATUS)
asm ' Inicio de una secuencia en ensamblador
bsf STATUS,RP0 ' Seleccionar el banco de memoria que contiene el
bcf STATUS,RP1 ' registro  OSCCON
bcf OSCCON,6 ' Seleccionar el oscilador interno LFINTOSC
bcf OSCCON,5 ' de frecuencia de 31KHz
bcf OSCCON,4
bsf OSCCON,0 ' Microcontrolador utiliza oscilador interno
end asm ' Final de la secuencia en ensamblador

STATUS = STATUS and %10011111 ' Bits RP0 y RP1 recuperan el estado original
STATUS = STATUS or saveBank

do
PORTB = not PORTB ' Invertir el estado lógico del puerto PORTB
Delay_ms(10) ' Tiempo de retardo de 10 mS
k = k+1 ' Incrementar k en 1
loop until k=20 ' Quedarse en el bucle hasta que k<20

stay_here: goto stay_here ' Bucle infinito

end. ' Final de programa

Usted ha notado que la señal de reloj ha sido cambiado al vuelo. Para asegurarse de eso, quite el cristal de cuarzo antes de encender al microcontrolador. El microcontrolador no podrá empezar a funcionar porque la Palabra de Configuración cargada en el programa requiere proporcionar el cristal de cuarzo. Al quitar el cristal más tarde durante el funcionamiento, no pasará nada, o sea, eso no afectará nada al microcontrolador.

4.5 EJEMPLO 3

Timer0 como un contador, declarar variables nuevas, utilizar símbolos, utilizar relés...

En cuanto a los ejemplos anteriores, el microcontrolador ha ejecutado el programa sin haber sido afectado de ninguna forma por su entorno. En la práctica, hay pocos dispositivos que funcionen de esta manera (por ejemplo, un simple controlador de luz de neón). Los pines de entrada se utilizan también en este ejemplo. En la siguiente figura se muestra un esquema, mientras que el programa está en la siguiente página. Todo sigue siendo muy simple. El temporizador TMR0 se utiliza como un contador. La entrada del contador está conectada a un botón de presión, así que cada vez que se presiona el botón, el temporizador Timer0 cuenta un pulso. Cuando el número de pulsos coincida con el número almacenado en el registro TEST, un uno lógico (5V) aparecerá en el pin PORTD.3. Este voltaje activa un relé electromecánico, y por eso este bit se le denomina ‘RELÉ’ en el programa.
En este ejemplo, el registro TEST almacena el número 5. Por supuesto, eso puede ser cualquier número obtenido al calcular o definido como una constante. Además, el microcontrolador puede activar algún otro dispositivo en vez de relé, mientras que el sensor se puede utilizar en vez del botón de presión. Este ejemplo muestra una de las aplicaciones más comunes del microcontrolador en la industria; al realizar una cosa el suficiente número de veces, otra cosa debe estar encendida o apagada.

Timer0 como un contador
' Cabecera ******************************************************
program example_3 ' Nombre del programa
symbol RELAY = PORTD.3 ' Pin del puerto PORTD.3 es denominado RELÉ
dim TEST as byte ' Variable TEST es de tipo byte
main: ' Inicio del programa
TEST = 5 ' Constante TEST = 5
ANSEL = 0 ' All I/O pins are configured as digital
ANSELH = 0
PORTA = 0 ' Reiniciar el puerto PORTA
TRISA = 0xFF ' Todos los pines de E/S se configuran como digitales
PORTD = 0 ' Reiniciar el puerto PORTD
TRISD = %11110111 ' Pin RD3 se configura como una salida, mientras que los
' demás se configuran como entradas
OPTION_REG.5 = 1 ' Contador TMR0 recibe los pulsos por el pin RA4
OPTION_REG.3 = 1 ' Valor del pre-escalador es 1:1
TMR0 = 0 ' Reiniciar el temporizador/contador TMR0

while 1
if TMR0 = TEST then ' ¿Coincide el número en el temporizador con la constante TEST?
RELAY = 1 ' Números coinciden. Poner el bit RD3 a uno (salida RELÉ)
end if
wend
' Quedarse en el bucle infinito

end. ' Final de programa

Sólo un símbolo (RELÉ) se utiliza aquí. Se le asigna el tercer pin del puerto PORTD en la declaración.

symbol RELAY = PORTD.3 ' Símbolo RELÉ = PORTD.3

4.6 EJEMPLO 4

Utilizar los temporizadores Timer0, Timer1 y Timer2. Utilizar interrupciones, declarar nuevos procedimientos...

Al analizar los ejemplos anteriores, es probable que se haya fijado en la desventaja de proporcionar tiempo de retardo por medio de la función Delay. En estos casos, el microcontrolador se queda ‘estático’ y no hace nada. Simplemente espera que transcurra una cierta cantidad de tiempo. Tal pérdida de tiempo es un lujo inaceptable, por lo que se  deberá aplicar otro método.

¿Se acuerda usted del capítulo de los temporizadores? ¿Se acuerda de lo de interrupciones? Este ejemplo los conecta de una manera práctica. El esquema se queda inalterada, y el desafío sigue siendo presente. Es necesario proporcionar un tiempo de retardo suficiente largo para darse cuenta de los cambios en el puerto. Para este propósito se utiliza el temporizador TMR0 con el pre-escalador asignado. Siempre que se genere una interrupción con cada desbordamiento en el registro del temporizador, la variable cnt se aumenta automáticamente en 1 al ejecutarse cada rutina de interrupción. Cuando la variable llega al valor 50, el puerto PORTB se incrementa en 1. Todo el procedimiento se lleva a cabo “entre bastidores”, lo que habilita al microcontrolador hacer otra tarea.

Ejemplo 4
' Cabecera******************************************************
program example_4a ' Inicio del programa
dim cnt as byte ' Definir la variable cnt como un byte

sub procedure interrupt ' Este subprocedimiento determina qué se lo que se
' debe hacer cuando se genere una interrupción
cnt = cnt + 1 ' Interrupción causa que la cnt se incremente en 1
TMR0 = 96 ' El valor inicial se devuelve en el temporizador TMR0
INTCON = 0x20 ' Bit T0IE se pone a 1, el bit T0IF se pone a 0
end sub ' Final de la rutina de interrupción

main: ' Inicio del programa
OPTION_REG = 0x84 ' Pre-escalador se le asigna al temporizador TMR0
ANSEL = 0 ' Todos los pines de E/S se configuran como digitales
ANSELH = 0
TRISB = 0 ' Todos los pines de puerto PORTB se configuran como salidas
PORTB = 0x0 ' Reiniciar el puerto PORTB
TMR0 = 96 ' Temporizador T0 cuenta de 96 a 255
INTCON = 0xA0 ' Habilitada interrupción TMR0
cnt = 0 ' A la variable cnt se le asigna un 0

while 1 ' Bucle infinito
if cnt = 50 then ' Incrementar el puerto PORTB después 50 interrupciones
PORTB = PORTB + 1 ' Incrementar número en el puerto PORTB en 1
cnt = 0 ' Reiniciar la variable cnt
end if
wend

end
. ' Final de programa
Ejemplo 4: cómo utilizar el TMR0

Siempre que se produzca un desbordamiento en el registro del temporizador TRM0, ocurre una interrupción.

'Cabecera******************************************************
program example_4b ' Nombre del programa
dim cnt as byte ' Definir la  variable cnt

sub procedure interrupt ' Definir el subprocedimiento de interrupción
cnt = cnt+1 ' Interrupción causa que la cnt se incremente en 1
PIR1.TMR1IF = 0 ' Reiniciar el bit TMR1IF
TMR1H = 0x80 ' El valor inicial se devuelve en los registros
TMR1L = 0x00 ' del temporizador TMR1H y TMR1L
end sub ' Final de la rutina de interrupción

main: ' Inicio del programa
ANSEL = 0 ' Todos los pines de E/S se configuran como digitales
ANSELH = 0
PORTB = 0xF0 ' Valor inicial de los bits del puerto PORTB
TRISB = 0 ' Los pines del puerto PORTB se configuran como salidas
T1CON = 1 ' Configurar el temporizador TMR1
PIR1.TMR1IF = 0 ' Reiniciar el bit TMR1IF
TMR1H = 0x80 ' Poner el valor inicial para el temporizador TMR1
TMR1L = 0x00
PIE1.TMR1IE = 1 ' Habilitar la interrupción al producirse un desbordamiento
cnt = 0 ' Reiniciar la variable cnt
INTCON = 0xC0 ' Interrupción habilitada (bits GIE y PEIE)

while 1 ' Bucle infinito
if cnt = 76 then ' Cambiar el estado del puerto PORTB después de 76 interrupciones
PORTB = not PORTB ' Número en el puerto PORTB está invertido
cnt = 0 ' Reiniciar la variable cnt
end if
wend

end
. ' Final de programa
Ejemplo 4: cómo utilizar el TMR1

En este caso, una interrupción se habilita después de que se produzca un desbordamiento en el registro del temporizador TMR1 (TMR1H, TMR1L). Además, la combinación de los bits que varía en el puerto POTRB difiere de la en el ejemplo anterior.

'Cabecera******************************************************
program example_4c ' Nombre del programa
dim cnt as byte ' Definir la variable cnt como un byte

sub procedure Replace ' Definir el procedimiento ‘Reemplazar’
PORTB = not PORTB ' Definir el nuevo procedimiento ‘Reemplazar’
end sub ' Procedimiento invierte el estado del puerto

sub procedure interrupt ' Definir el subprocedimiento de interrupción
if PIR1.TMR2IF then ' Si el bit TMR2IF = 1,
cnt = cnt +1 ' Incrementar variable la cnt en 1
PIR1.TMR2IF = 0 ' Reiniciar el bit y
TMR2 = 0 ' Reiniciar el registro TMR2
end if
end sub
' Final de la rutina de interrupción

main: ' Inicio del programa
cnt = 0 ' Reiniciar la variable cnt
ANSEL = 0 ' Todos los pines de E/S se configuran como digitales
ANSELH = 0
PORTB = %10101010 ' Estado lógico en los pines del puerto PORTB
TRISB = 0 ' Todos los pines del puerto PORTB se configuran como salidas
T2CON = 0xFF ' Configurar el temporizador T2
TMR2 = 0 ' Valor inicial del registro del temporizador TMR2
PIE1.TMR2IE = 1 ' Interrupción habilitada
INTCON = 0xC0 ' Bits GIE y PEIE se ponen a 1

while 1 ' Bucle infinito
if cnt > 30 then ' Cambiar el estado del puerto PORTB después de más de 30 interrupciones
Replace ' Subprocedimiento Reemplazar invierte el estado del puerto PORTB
cnt = 0 ' Reset variable cnt
end if
wend

end
. ' Final de programa
Ejemplo 4: cómo utilizar el TMR2

En este ejemplo, una interrupción ocurre después de que se produce un desbordamiento en el registro del temporizador TMR2. Para invertir el estado lógico de los pines del puerto se utiliza el procedimiento Reemplazar, que normalmente no pertenece al lenguaje mikroBasic.

4.7 EJEMPLO 5

Utilizar el temporizador perro - guardián

Este ejemplo muestra cómo NO se debe utilizar el temporizador perro-guardián. Un comando utilizado para reiniciar este temporizador se omite a propósito en el bucle del programa principal, lo que habilita al temporizador perro guardián “ganar la batalla del tiempo” y reiniciar al microcontrolador. Por consiguiente, el microcontrolador se va a reiniciar sin parar, lo que indicará el parpadeo de los LEDs del puerto PORTB.

Ejemplo 5
'Cabecera ******************************************************
program example_5 ' Nombre de programa
main: ' Inicio del programa
OPTION_REG = 0x0E ' Pre-escalador se le asigna al temporizador  WDT  (1:64)
asm CLRWDT ' Comando en ensamblador para reiniciar el temporizador WDT
end asm
PORTB = 0x0F ' Valor inicial del registro PORTB
TRISB = 0 ' Todos los pines del puerto PORTB se configuran como salidas
Delay_ms(300) ' Tiempo de retardo de 30mS
PORTB = 0xF0 ' Valor del puerto PORTB diferente del inicial
while 1 ' Bucle infinito. El programa se queda aquí hasta que el
wend ' temporizador WDT reinicie al microcontrolador
end. ' Final de programa

Para que este ejemplo funcione apropiadamente, es necesario habilitar al temporizador perro-guardián al seleccionar la opción Tools/mE Programmer/Watchdog Timer - Enabled.

Ejemplo 5: Los LEDs parpadean al ejecutar el programa

4.8 EJEMPLO 6

Módulo CCP1 como generador de señal PWM

Este ejemplo muestra el uso del módulo CCP1 en modo PWM. Para hacer las cosas más interesantes, la duración de los pulsos en la salida P1A (PORTC,2) se puede cambiar por medio de los botones de presión simbólicamente denominados ‘OSCURO’ y ‘CLARO’. La duración ajustada se visualiza como una combinación binaria en el puerto PORTB. El funcionamiento de este módulo está bajo el control de las funciones pertenecientes a la librería especializada PWM. Aquí se utilizan las tres de ellas: 

  1. PWM1_init tiene el prototipo: sub procedure PWM1_Init(const freq as longint)
    El parámetro freq ajusta la frecuencia de la señal PWM expresada en hercios. En este ejemplo equivale a 5kHz.
  2. PWM1_Start tiene el prototipo: sub procedure PWM1_Start()
  3. PWM1_Set_Duty tiene el prototipo: sub procedure PWM1_Set_Duty(dim duty_ratio as byte)
    El parámetro duty_ratio ajusta la duración de pulsos en una secuencia de pulsos.

La librería PWM también contiene la función PWM_Stop utilizada para deshabilitar este modo. Su prototipo es: sub procedure PWM1_Stop()

Ejemplo 6
' Cabecera ******************************************************
program example_6 ' Nombre de programa
dim current_duty, old_duty, oldstate as byte ' Definir las variables current_duty
' old_duty y oldstate
main: ' Inicio del programa
ANSEL = 0 ' Todos los pines de E/S se confguran como digitales
ANSELH = 0
PORTA = 255 ' Estado inicial del puerto PORTA
TRISA = 255 ' Todos los pines del puerto PORTA se configuran como entradas
PORTB = 0 ' Estado inicial del puerto PORTB
TRISB = 0 ' Todos los pines del puerto PORTB se configuran como salidas
PORTC = 0 ' Estado inicial del puerto PORTC
TRISC = 0 ' Todos los pines del puerto PORTC se configuran como salidas
PWM1_Init(5000) ' Inicialización del módulo PWM (5 KHz)
current_duty = 16 ' Valor inicial de la variable current_duty
old_duty = 0 ' Reiniciar la variable old_duty
PWM1_Start() ' Inicialización del módulo PWM1

while 1 ' Bucle infinito
if oldstate and Button(PORTA, 0,1,1) then ' Si se presiona el botón conectado al RA0
current_duty = current_duty + 1 ' incrementar el valor de la variable current_duty
if Button(PORTA, 0, 1, 1) then
oldstate = 255
end if
end if

if
oldstate and Button(PORTA, 1,1,1) then ' Si se presiona el botón conectado al RA1
current_duty = current_duty - 1 ' decrementar el valor de la variable current_duty
if Button(PORTA, 1, 1, 1) then
oldstate = 255
end if
end if

if
old_duty <> current_duty then ' Si current_duty y old_duty no son iguales
PWM1_Set_Duty(current_duty) ' ajustar un nuevo valor a PWM,
old_duty = current_duty ' guardar el nuevo valor
PORTB = old_duty ' y visualizarlo en el puerto PORTB
end if

Delay_ms(200) ' Tiempo de retardo 200mS
wend

end
. ' Final de programa

Para que este ejemplo funcione apropiadamente, es necesario marcar las siguientes librerías en la ventana Library Manager antes de compilar el programa:

  • PWM
  • Button

4.9 EJEMPLO 7

Utilizar el convertidor A/D

El convertidor A/D del microcontrolador PIC16F887 se utiliza en este ejemplo. ¿Hace falta decir que todo es pan comido? Una señal analógica variable se aplica al pin AN2, mientras que el resultado de la conversión de 10 bits se muestra en los puertos POTRB y PORTD (8 bits menos significativos en el puerto PORTD y 2 bits más significativos en el puerto PORTB). La Tierra (GND) se utiliza como voltaje de referencia bajo Vref-, mientras que VCC se utiliza como voltaje de referencia positivo.

Si se utiliza el voltaje variable como Vref+ (refiérase a la línea punteada), se habilita estirar y encojer la escala de medición.

Ejemplo 7

En otras palabras, el convertidor A/D siempre genera un resultado binario de 10 bits, lo que significa que reconoce 1024 niveles de voltaje en total (210=1024). La diferencia entre dos niveles de voltaje no es siempre la misma. Cuánto menor sea la diferencia entre Vref+ y Vref-, tanto menor será la diferencia entre dos de 1024 niveles. Como hemos visto, el convertidor A/D es capaz de detectar pequeños cambios de voltaje.

'Cabecera******************************************************
program example_7 ' Nombre de programa
dim temp_res as word ' Variable temp_res es de tipo word
main: ' Inicio del programa
ANSEL = 0x0C ' Pin AN2 se configura como analógico
TRISA = 0xFF ' Todos los pines del puerto PORTA se configuran como entradas
ANSELH = 0 ' Los demás pines se configuran como digitales
TRISB = 0x3F ' Pines del puerto PORTB, RB7 y RB6 se configuran como salidas
TRISD = 0 ' Todos los pines del PORTD se configuran como salidas
ADCON1.B4 = 0 ' Voltaje de referencia positivo es VCC.

while 1 ' Bucle infinito
temp_res = ADC_Read(2) ' Resultado de la conversión A/D es copiado a temp_res
PORTD = temp_res ' 8 bits menos significativos se mueven al puerto PORTD
PORTB = temp_res >> 2 ' 2 bits más significativos se mueven a los bits RB6 y RB7
wend

end
. ' Final de programa

Para que este ejemplo funcione apropiadamente, es necesario marcar la librería ADC en la ventana Library Manager antes de compilar el programa:

  • ADC

4.10 EJEMPLO 8

Utilizar memoria EEPROM

Este ejemplo muestra cómo escribir y leer la memoria EEPROM incorporada. El programa funciona de la siguiente manera. El bucle principal lee constantemente el contenido de localidad de la memoria EEPROM en la dirección 5. Luego el programa entra en el bucle infinito en el que el puerto PORTB se incrementa y se comprueba el estado de entradas del puerto PORTA.2. En el momento de presionar el botón denominado MEMO, un número almacenado en el puerto PORTB será guardado en la memoria EEPROM en la dirección 5, directamente leído y visualizado en el puerto PORTD en forma binaria.

Ejemplo 8
'Cabecera******************************************************
program example_8 ' Nombre de programa
main: ' Inicio del programa
ANSEL = 0 ' Todos los pines de E/S se configuran como digitales
ANSELH = 0
PORTB = 0 ' Valor inicial del puerto PORTB
TRISB = 0 ' Todos los pines del puerto PORTB se configuran como salidas
PORTD = 0 ' Valor inicial del puerto PORTB
TRISD = 0 ' Todos los pines del puerto PORTD se configuran como salidas
TRISA = 0xFF ' Todos los pines del puerto PORTA se configuran como entradas
PORTD = EEPROM_Read(5) ' Leer la memoria EEPROM en la dirección 5

while 1 ' Bucle infinito
PORTB = PORTB + 1 ' Incrementar el puerto PORTB en 1
Delay_ms(100) ' Tiempo de retardo de 100mS
while not PORTA.B2 ' Quedar en este bucle hasta que el botón esté pulsado
if not PORTA.B2 then
EEPROM_Write(5,PORTB) ' Si se pulsa el botón MEMO, guardar el puerto PORTB
PORTD = EEPROM_Read(5) ' Leer el dato escrito
end if
wend
wend

end
. ' Final de programa

Para que este ejemplo funcione apropiadamente, es necesario marcar la librería EEPROM en la ventana Library Manager antes de compilar el programa:

  • EEPROM

Para comprobar el funcionamiento de este programa, basta con pulsar el botón MEMO y apagar el microcontrolador. Después de reiniciar el dispositivo, el programa visualizará en el puerto PORTD el valor guardado en la memoria EEPROM en la dirección 5. Acuérdese de que en el momento de escribir, el valor fue visualizado en el puerto PORTB.

4.11 EJEMPLO 9

Contador de cuatro dígitos LED, multiplexión

En este ejemplo el microcontrolador funciona como un contador de dos dígitos. La variable i se incrementa (suficiente lentamente para ser visible) y su valor se visualiza en un visualizador de cuatro dígitos LED (9999-0). El punto es habilitar una conversión de un número binario en un decimal y partirlo en cuatro dígitos (en miles, centenas, decenas y unidades). Como los segmentos del visualizador LED se conectan en paralelo, es necesario asegurar que alternen rápidamente para tener una impresión de que emiten la luz simultáneamente (multiplexión por división en tiempo). 

En este ejemplo, el temporizador TMR0 está encargado de la multiplexión por división en tiempo, mientras que la función mask convierte un número binario a formato decimal.

Ejemplo 9
'Cabecera******************************************************
program example_9 ' Nombre de programa
dim shifter, portd_index as byte ' Variables shifter y portd_index son de tipo byte
digit, number as word ' Variables digit y number son de tipo word
portd_array as word[4] ' Matriz portd_array tiene 4 miembros de tipo word
sub function mask (dim num as Word) as Word ' Subrutina para enmascarar
select case num ' utilizada para convertir
case 0 result = $3F ' números binarios en la
case 1 result = $06 ' combinación de bits apropiada
case 2 result = $5B ' que se visualizará en el LED
case 3 result = $4F
case 4 result = $66
case 5 result = $6D
case 6 result = $7D
case 7 result = $07
case 8 result = $7F
case 9 result = $6F
end select ' Final de la sentencia Case
end sub ' Final de la subrutina

sub procedure interrupt ' Inicio de la rutina de interrupción
PORTA = 0 ' Apagar todos los visualizadores de 7 segmentos
PORTD = portd_array [portd_index] ' Enviar el valor apropiado al puerto PORTD
PORTA = shifter ' Encender el visualizador apropiado de 7 segmentos
shifter = shifter << 1 ' Mover shifter al siguiente dígito

if (shifter > 8) then
shifter = 1
end if

Inc(portd_index) ' Incrementar portd_index

if (portd_index > 3) then
portd_index = 0 ' Encender el primero, apagar el cuarto visualizador de 7 segmentos
end if

TMR0 = 0 ' Reiniciar el valor del TIMER0
T0IF_bit = 0 ' Borrar la bandera de interrupción del Timer0
end sub ' Final de la rutina de interrupción

main: ' Inicio del programa
ANSEL = 0 ' Configurar los pines analógicos como pines de E/S digitales
ANSELH = 0
OPTION_REG = $80 ' Configuración del Timer0 (Timer0 funciona como temporizador
' con el pre-escalador)

digit = 0 ' Valor inicial de la variable digit
portd_index = 0 ' Encender el primer visualizador LED
shifter = 1 ' Valor inicial de la variable shifter
TMR0 = 0 ' Borrar el Timer0
INTCON = $A0 ' Habilitar interrupción con los bits GIE y T0IE
PORTA = 0 ' Borrar el PORTA
TRISA = 0 ' Configurar el PORTA como salida
PORTD = 0 ' Borrar el PORTD
TRISD = 0 ' Configurar el PORTD como salida
number = 6789 ' Un valor inicial en el visualizador LED

while TRUE ' Bucle infinito
digit = number / 1000 ' Extraer miles
portd_array[3] = mask(digit) ' y almacenarlo en la matriz PORTD
digit = (number / 100) mod 10 ' Extraer centenas
portd_array[2] = mask(digit) ' y almacenarlo en la matriz PORTD
digit = (number / 10) mod 10 ' Extraer decenas
portd_array[1] = mask(digit) ' y almacenarlo en la matriz PORTD
digit = number mod 10 ' Extraer unidades
portd_array[0] = mask(digit) ' y almacenarlo en la matriz PORTD

Delay_ms(1000) ' Retardo de un segundo
Inc(number) ' Incrementar número

if (number > 9999) then ' Empezar a contar de cero
number = 0
end if
wend

end
. ' Final de programa

4.12 EJEMPLO 10

Utilizar el visualizador LCD

Este ejemplo muestra cómo utilizar un visualizador LCD alfanumérico. Las librerías de funciones simplifican este programa.

Dos mensajes escritos en dos líneas aparece en el visualizador:

mikroElektronika
LCD example

Dos segundos más tarde, el segundo mensaje se susituye por el voltaje presente en la entrada del convertidor A/D (el pin RA2). Por ejemplo:

mikroElektronika
voltage:3.141V

En un dispositivo real se puede visualizar temperatura actual o algún otro valor medido en vez de voltaje.

Ejemplo 10

Para que este ejemplo funcione apropiadamente, es necesario marcar las siguientes librerías en la ventana Library Manager antes de compilar el programa:

  • ADC
  • LCD
'Cabecera******************************************************
program example_10 ' Nombre de programa

dim LCD_RS as sbit at RB4_bit ' Conexiones del módulo Lcd
LCD_EN as sbit at RB5_bit
LCD_D4 as sbit at RB0_bit
LCD_D5 as sbit at RB1_bit
LCD_D6 as sbit at RB2_bit
LCD_D7 as sbit at RB3_bit
LCD_RS_Direction as sbit at TRISB4_bit
LCD_EN_Direction as sbit at TRISB5_bit
LCD_D4_Direction as sbit at TRISB0_bit
LCD_D5_Direction as sbit at TRISB1_bit
LCD_D6_Direction as sbit at TRISB2_bit
LCD_D7_Direction as sbit at TRISB3_bit ' Final de las conexiones del módulo Lcd  
dim text as string [16] ' Variable text es de tipo string
dim ch, adc_rd as word ' Variables ch y adc_rd son de tipo word
dim tlong as longword ' Variable tlong es de tipo longword
main: ' Inicio del programa
TRISB = 0 ' Todos los pines del puerto PORTB se configuran como salidas
PORTB = 0xFF
INTCON = 0 ' Todas las interrupciones deshabilitadas
ANSEL = 0x04 ' Pin RA2 se configura como una entrada analógica
TRISA = 0x04
ANSELH = 0 ' Los demás pines se configuran como digitales
Lcd_Init() ' Inicialización del visualizador LCD
Lcd_Cmd(_LCD_CURSOR_OFF) ' Comando LCD (apagar el cursor)
Lcd_Cmd(_LCD_CLEAR) ' Comando LCD (borrar el LCD)

text = "mikroElektronika" ' Definir el primer mensaje
Lcd_Out(1,1,text) ' Escribir el primer mensaje en la primera línea
text = "LCD example" ' Definir el segundo mensaje
Lcd_Out(2,1,text) ' Definir el segundo mensaje en la segunda línea
ADCON1 = 0x80 ' Voltaje de referencia para la conversión A/D es VCC
TRISA = 0xFF ' Todos los pines del puerto PORTA se configuran como entradas
Delay_ms(2000)
text = "Voltage=" ' Definir el tercer mensaje

while 1 ' Bucle infinito
adc_rd = ADC_Read(2) ' Conversión A/D. Pin RA2 es una entrada.
Lcd_Out(2,1,text) ' Escribir el resultado en la segunda línea
tlong = adc_rd * 5000 ' Convertir el resultado en milivoltios
tlong = tlong / 1023 ' 0..1023 -> 0-5000mV
ch = (tlong / 1000) mod 10 ' Extraer voltios (miles de milivoltios)
' del resultado
Lcd_Chr(2,9,48+ch) ' Escribir resultado en formato ASCII
Lcd_Chr_CP(".") ' Escribir el punto decimal
ch = (tlong / 100) mod 10 ' Extraer centenas de milivoltios
Lcd_Chr_CP(48+ch) ' Escribir resultado en formato ASCII
ch = (tlong / 10) mod 10 ' Extraer decenas de milivoltios
Lcd_Chr_CP(48+ch) ' Escribir resultado en formato ASCII
ch = tlong mod 10 ' Extraer unidades de milivoltios
Lcd_Chr_CP(48+ch) ' Escribir resultado en formato ASCII
Lcd_Chr_CP("V") ' Escribir etiqueta para el voltaje "V"
Delay_ms(1) ' Retardo de 1mS
wend

end. ' Final de programa

4.13 EJEMPLO 11

Comunicación serial RS232

Este ejemplo muestra cómo utilizar el módulo EUSART del microcontrolador. La conexión entre el microcontrolador y una PC se establece de acuerdo con el estándar de comunicación RS-232. El programa funciona de la siguiente manera. Cada byte recibido por medio de la comunicación serial se visualiza al utilizar los LEDs conectados al puerto PORTB y después se devuelve automáticamente al transmisor. La manera más fácil es comprobar el funcionamiento del dispositivo en la práctica al utilizar un programa estándar de Windows denominado Hyper Terminal.

Ejemplo 11
' Cabecera******************************************************
program example_11 ' Nombre de programa
dim i as byte ' Variable es de tipo byte
main: ' Inicio de programa
UART1_Init(19200) ' Inicializar el módulo USART
' 8 bits, tasa de baudios 19200, no hay bit de paridad...)
while 1 ' Bucle infinito
if UART1_Data_Ready() then ' Si se ha recibido un dato
i = UART1_Read() ' leerlo
UART1_Write(i) ' y enviarlo atrás
end if
wend

end
. ' Final de programa

Para que este ejemplo funcione apropiadamente, es necesario marcar la librería UART en la ventana Library Manager antes de compilar el programa:

  • UART

4.14 EJEMPLO 12

Medición de temperatura por medio del sensor DS1820. Uso del protocolo ‘1-wire’...

La medición de temperatura es una de las tareas más frecuentes realizadas por el microcontrolador. En este ejemplo, se utiliza un sensor DS1820 para medir. Es capaz de medir en el rango de 55 °C a 125 °C con exactitud de 0.5 °C. Para transmitir los datos al microcontrolador se utiliza un tipo especial de la comunicación serial denominado 1-wire. Debido al hecho de que estos sensores son simples de utilizar y con una amplia gama de aplicaciones, las funciones  almacenadas en la librería One_Wire ponen en marcha y gobiernan estos sensores.

Ejemplo 12

Esta librería contiene en total tres funciones:

  • Ow_Reset se utiliza para reiniciar el sensor;
  • Ow_Read se utiliza para recibir los datos del sensor; y
  • Ow_Write se utiliza para enviar los comandos al sensor.

Este ejemplo muestra la ventaja de utilizar librerías con las funciones listas para ser utilizadas. Concretamente, no tiene que examinar la documentación proporcionada por el fabricante para utilizar el sensor. Basta con copiar las funciones apropiadas en el programa. Si le interesa saber cómo se declaran, basta con pulsar sobre alguna de ellas y seleccionar la opción Help.

' Cabecera******************************************************
program example_12 ' Nombre de programa

dim LCD_RS as sbit at RB4_bit ' Conexiones del módulo LCD
LCD_EN as sbit at RB5_bit
LCD_D4 as sbit at RB0_bit
LCD_D5 as sbit at RB1_bit
LCD_D6 as sbit at RB2_bit
LCD_D7 as sbit at RB3_bit
LCD_RS_Direction as sbit at TRISB4_bit
LCD_EN_Direction as sbit at TRISB5_bit
LCD_D4_Direction as sbit at TRISB0_bit
LCD_D5_Direction as sbit at TRISB1_bit
LCD_D6_Direction as sbit at TRISB2_bit
LCD_D7_Direction as sbit at TRISB3_bit ' Final de conexiones del módulo LCD

'
Ajustar la constante TEMP_RESOLUTION a la resolusión correspondiente del sensor:
' DS18x20 utilizado: 18S20: 9 (ajustes por defecto pueden ser 9,10,11 o 12); 18B20: 12

const TEMP_RESOLUTION as byte = 9 ' Constante TEMP_RESOLUTION es de tipo byte

dim
text as char[9] ' Variable text es de tipo char
temp as word ' Variable temp es de tipo word
sub procedure Display_Temperature( dim temp2write as word )
const RES_SHIFT = TEMP_RESOLUTION - 8
dim temp_whole as byte ' Variable temp_whole rd fr tipo byte
temp_fraction as word ' Variable temp_fraction es de tipo word
text = "000.0000"

if (temp2write and 0x8000) then ' Comprobar si la temperatura es negativa
text[0] = "-"
temp2write = not temp2write + 1
end if

temp_whole = word(temp2write >> RES_SHIFT) ' Extraer temp_whole

if ( temp_whole div 100 ) then ' Convertir temp_whole en caracteres
text[0] = temp_whole div 100 + 48
else
text[0] = "0"
end if

text[1] = (temp_whole div 10) mod 10 + 48 ' Extraer dígito de decenas
text[2] = temp_whole mod 10 + 48 ' Extraer dígito de unidades
temp_fraction = word(temp2write << (4-RES_SHIFT)) ' Extraer temp_fraction
temp_fraction = temp_fraction and 0x000F ' y convertirlo en
temp_fraction = temp_fraction * 625 ' unsigned int
text[4] = word(temp_fraction div 1000) + 48 ' Extraer dígito de miles
text[5] = word((temp_fraction div 100) mod 10 + 48) ' Extraer dígito de centenas
text[6] = word((temp_fraction div 10) mod 10 + 48) ' Extraer dígito de decenas
text[7] = word(temp_fraction mod 10) + 48 ' Extraer dígito de unidades
Lcd_Out(2, 5, text) ' Visualizar temperatura en el Lcd

end sub

main: ' Inicio de programa
ANSEL = 0 ' Configurar pines analógicos como digitales de E/S        
ANSELH = 0

text = "000.0000"
Lcd_Init() ' Inicializar el Lcd
Lcd_Cmd(_LCD_CLEAR) ' Borrar el Lcd
Lcd_Cmd(_LCD_CURSOR_OFF) ' Apagar el cursor
Lcd_Out(1, 1, " Temperature: ")

Lcd_Chr(2,13,178) ' Visualizar el carácter de grado, 'C' para centígrados
' Distintos visualizadores LCD tienen diferentes códigos de caracteres para el grado
Lcd_Chr(2,14,"C") ' si ve la letra griega Alfa, introduzca 178 en vez de 223

while 1 ' Leer la temperatura en el bucle principal
Ow_Reset(PORTE, 2) ' Señal de reinicio de Onewire
Ow_Write(PORTE, 2, 0xCC) ' Ejecutar el comando SKIP_ROM
Ow_Write(PORTE, 2, 0x44) ' Ejecutar el comando CONVERT_T
Delay_us(120)

Ow_Reset(PORTE, 2)
Ow_Write(PORTE, 2, 0xCC) ' Ejecutar el comando SKIP_ROM
Ow_Write(PORTE, 2, 0xBE) ' Ejecutar el comando READ_SCRATCHPAD

temp = Ow_Read(PORTE, 2)
temp = (Ow_Read(PORTE, 2) << 8) + temp

Display_Temperature(temp) ' Formatear y visualizar el resultado en el LCD

Delay_ms(520) ' Retardo de 520 ms
wend
end
. ' Final de programa

Para que este ejemplo funcione apropiadamente, es necesario marcar las siguientes librerías en la ventana Library Manager antes de compilar el programa:

  • One_Wire
  • LCD

4.15 EJEMPLO 13

Generación de sonido, librería de sonido...

Las señales de audio se utilizan con frecuencia cuando se necesita llamar la atención de usuario para hacer algo, confirmar que alguno de los botones se ha pulsado, avisar que se ha llegado hasta los valores mínimos o máximos etc. Pueden ser una simple señal de pitido así como melodías de una duración más larga o más corta. En este ejemplo se muestra cómo generar un sonido por medio de funciones que pertenecen a la librería Sound.

Ejemplo 13

Además de estas funciones, la función Button que pertenece a la misma librería se utiliza para probar los botones de presión.

' Cabecera******************************************************
program example_13 ' Nombre de programa

sub procedure Tone1()
Sound_Play(659, 250) ' Frecuencia = 659Hz, duración = 250ms

end sub

sub procedure
Tone2()
Sound_Play(698, 250) ' Frecuencia = 698Hz, duración = 250ms
end sub

sub procedure
Tone3()
Sound_Play(784, 250) ' Frecuencia = 784Hz, duración = 250ms
end sub

sub procedure
Melody() ' Tocar una melodía divertida 1
Tone1() Tone2() Tone3() Tone3()
Tone1() Tone2() Tone3() Tone3()
Tone1() Tone2() Tone3()
Tone1() Tone2() Tone3() Tone3()
Tone1() Tone2() Tone3()
Tone3() Tone3() Tone2() Tone2() Tone1()
end sub

sub procedure
ToneA() ' Tonos utilizados en la función Melody2
Sound_Play( 880, 50)
end sub

sub procedure
ToneC()
Sound_Play(1046, 50)
end sub

sub procedure
ToneE()
Sound_Play(1318, 50)
end sub

sub procedure
Melody2() ' Tocar Melody2
dim counter as byte
for
counter = 9 to 1 step -1
ToneA()
ToneC()
ToneE()
next counter
end sub

main: ' Inicio de programa

ANSEL = 0 ' Configurar pines analógicos como digitales de E/S
ANSELH = 0

C1ON_bit = 0 ' Deshabilitar los comparadores
C2ON_bit = 0

TRISB = 0xF0 ' Configurar los pines RB7..RB4 como entradas y RB3 como salida

Sound_Init(PORTD, 3)
Sound_Play(880, 5000)

while TRUE ' Bucle infinito
if (Button(PORTB,7,1,1)) then ' Si se presiona PORTB.7 tocar Tone1
Tone1()
while (RB7_bit <> 0)
nop ' Esperar que se suelte el botón
wend
end if

if
(Button(PORTB,6,1,1)) then ' Si se presiona PORTB.6 tocar Tone1
Tone2()
while (RB6_bit <> 0)
nop ' Esperar que se suelte el botón
wend
end if

if
(Button(PORTB,5,1,1)) then ' Si se presiona PORTB.5 tocar Tone1
Melody2()
while (RB5_bit <> 0)
nop ' Esperar que se suelte el botón
wend
end if

if
(Button(PORTB,4,1,1)) then ' Si se presiona PORTB.4 tocar Tone1

Melody()
while (RB4_bit <> 0)
nop ' Esperar que se suelte el botón
wend
end if
wend

end
. ' Final de programa

Para que este ejemplo funcione apropiadamente, es necesario marcar las siguientes librerías en la ventana Library Manager antes de compilar el programa:

  • Button
  • Sound

4.16 EJEMPLO 14

Utilizar el visualizador LCD gráfico

Un LCD gráfico (GLCD) proporciona un método avanzado para visualizar mensajes. Mientras que un LCD de caracteres puede visualizar sólo caracteres alfanuméricos, el LCD gráfico puede visualizar los mensajes en forma de dibujos y mapas de bits. El LCD gráfico utilizado con más frecuencia tiene una resolución de pantalla de 128x64 píxeles. El contraste de un GLCD se puede ajustar por medio del potenciómetro P1.

Aquí, el GLCD visualiza un camión cuyo mapa de bits se almacena en el archivo truck_bmp.mbas.

Ejemplo 14
'Cabecera******************************************************

program example_14 ' Nombre de programa

dim GLCD_DataPORT as byte at PORTD

dim GLCD_CS1 as sbit at RB0_bit ' Conexiones del módulo Glcd
GLCD_CS2 as sbit at RB1_bit
GLCD_RS as sbit at RB2_bit
GLCD_RW as sbit at RB3_bit
GLCD_EN as sbit at RB4_bit
GLCD_RST as sbit at RB5_bit

dim GLCD_CS1_Direction as sbit at TRISB0_bit
GLCD_CS2_Direction as sbit at TRISB1_bit
GLCD_RS_Direction as sbit at TRISB2_bit
GLCD_RW_Direction as sbit at TRISB3_bit
GLCD_EN_Direction as sbit at TRISB4_bit
GLCD_RST_Direction as sbit at TRISB5_bit ' Final de conexiones del módulo Glcd

dim counter as byte
someText as char[18]

sub procedure Delay2S() ' Subfunción de retardo de 2 segundos

Delay_ms(2000)
end sub

main: ' Inicio de programa
ANSEL = 0 ' Configurar pines analógicos como digitales de E/S

ANSELH = 0
Glcd_Init() ' Inicializar el Glcd
Glcd_Fill(0x00) ' Borrar el Glcd
while TRUE ' Bucle infinito
Glcd_Image(@truck_bmp) ' Dibujar imagen
Delay2S() delay2S()

Glcd_Fill(0x00) ' Borrar el Glcd

Glcd_Box(62,40,124,63,1) ' Dibujar la caja
Glcd_Rectangle(5,5,84,35,1) ' Dibujar el rectángulo
Glcd_Line(0, 0, 127, 63, 1) ' Dibujar la línea

Delay2S()
counter = 5

while (counter <= 59) ' Dibujar líneas horizontales y verticales
Delay_ms(250)
Glcd_V_Line(2, 54, counter, 1)
Glcd_H_Line(2, 120, counter, 1)
Counter = counter + 5
wend

Delay2S()

Glcd_Fill(0x00) ' Borrar el GLCD

Glcd_Set_Font(@Character8x7, 8, 7, 32) ' Seleccionar la fuente "Character8x7"
Glcd_Write_Text("mikroE", 1, 7, 2) ' Escribir la cadena

for counter = 1 to 10 ' Dibujar los círculos
Glcd_Circle(63,32, 3*counter, 1)
next counter
Delay2S()

Glcd_Box(10,20, 70,63, 2) ' Dibujar la caja

Delay2S()

Glcd_Fill(0xFF) ' Llenar el Glcd
Glcd_Set_Font(@Character8x7, 8, 7, 32) ' Cambiar de la fuente
someText = "8x7 Font"
Glcd_Write_Text(someText, 5, 0, 2) ' Escribir la cadena
delay2S()

Glcd_Set_Font(@System3x5, 3, 5, 32) ' Cambiar de la fuente
someText = "3X5 CAPITALS ONLY"
Glcd_Write_Text(someText, 60, 2, 2) ' Escribir la cadena
delay2S()

Glcd_Set_Font(@font5x7, 5, 7, 32) ' Cambiar de la fuente
someText = "5x7 Font"
Glcd_Write_Text(someText, 5, 4, 2) ' Escribir la cadena
delay2S()

Glcd_Set_Font(@FontSystem5x7_v2, 5, 7, 32) ' Cambiar de la fuente
someText = "5x7 Font (v2)"
Glcd_Write_Text(someText, 5, 6, 2) ' Escribir la cadena
delay2S()
wend
end
. ' Final de programa

truck_bmp.mbas file:

module bitmap ' Módulo con el código de mapa de bits

const truck_bmp as byte[1024] =
(0,0,0,0,0,248,8,8,8,8,8,8,12,12,12,12,12,10,10,10,10,10,10,9,9,9,9,9,9,9,9,9,9,
9,9,9,9,9,9,9,9,9,137,137,137,137,137,137,137,137,137,137,137,137,137,9,9,9,9,9,
9,9,9,9,9,9,13,253,13,195,6,252,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,
0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,255,0,
0,0,0,0,0,0,0,0,0,240,240,240,240,240,224,224,240,240,240,240,240,224,192,192,22
4,240,240,240,240,240,224,192,0,0,0,255,255,255,255,255,195,195,195,195,195,195,
195,3,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,255,240,79,224,255,96,96,96,32,32,32,32,32,32,32,3
2,32,32,32,32,32,64,64,64,64,128,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0
,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,255,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,255,255,255,255,255,0,0
,0,0,255,255,255,255,255,0,0,0,0,255,255,255,255,255,0,0,0,255,255,255,255,255,1
29,129,129,129,129,129,129,128,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,255,1,248,8,8,8,8,8,8,8,8
,8,8,8,8,8,8,16,224,24,36,196,70,130,130,133,217,102,112,160,192,96,96,32,32,160
,160,224,224,192,64,64,128,128,192,64,128,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,
63,96,96,96,224,96,96,96,96,96,96,99,99,99,99,99,96,96,96,96,99,99,99,99,99,96,9
6,96,96,99,99,99,99,99,96,96,96,99,99,99,99,99,99,99,99,99,99,99,99,99,96,96,96,
96,96,96,96,64,64,64,224,224,255,246,1,14,6,6,2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,130,67,114,6
2,35,16,16,0,7,3,3,2,4,4,4,4,4,4,4,28,16,16,16,17,17,9,9,41,112,32,67,5,240,126,
174,128,56,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,1,1,1,1,1,1,1,1,1,127,127,127,127,255
,255,247,251,123,191,95,93,125,189,189,63,93,89,177,115,243,229,207,27,63,119,25
5,207,191,255,255,255,255,255,255,255,255,127,127,127,127,127,127,127,127,255,25
5,255,127,127,125,120,120,120,120,120,248,120,120,120,120,120,120,248,248,232,14
3,0,0,0,0,0,0,0,0,128,240,248,120,188,220,92,252,28,28,60,92,92,60,120,248,248,9
6,192,143,168,216,136,49,68,72,50,160,96,0,0,0,0,0,0,0,0,0,128,192,248,248,248,2
48,252,254,254,254,254,254,254,254,254,254,254,254,255,255,255,255,255,246,239,2
08,246,174,173,169,128,209,208,224,247,249,255,255,252,220,240,127,255,223,255,2
55,255,255,255,255,254,254,255,255,255,255,255,255,255,254,255,255,255,255,255,2
55,255,254,254,254,254,254,254,254,254,254,254,254,254,254,254,255,255,255,255,2
55,255,254,255,190,255,255,253,240,239,221,223,254,168,136,170,196,208,228,230,2
48,127,126,156,223,226,242,242,242,242,242,177,32,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,1,1,1,1,3,
3,3,7,7,7,7,7,15,15,15,7,15,15,15,7,7,15,14,15,13,15,47,43,43,43,43,43,47,111,23
9,255,253,253,255,254,255,255,255,255,255,191,191,239,239,239,191,255,191,255,25
5,255,255,255,255,255,255,255,255,255,255,255,255,255,255,255,255,255,255,255,25
5,255,255,255,255,255,255,127,127,127,127,255,255,191,191,191,191,255,254,255,25
3,255,255,255,251,255,255,255,127,125,63,31,31,31,31,31,31,63,15,15,7,7,3,3,3,0,
0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,
0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,1,1,0,1,1,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,1,1,1,1,1,1,1,1,3,3,3,11,11,11
,11,7,3,14,6,6,6,2,18,19,19,3,23,21,21,17,1,19,19,3,6,6,14,15,15,7,15,15,15,11,2
,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0)

implements

end. ' Final del módulo

Para que este ejemplo funcione apropiadamente, es necesario marcar la librería GLCD en la ventana Library Manager antes de compilar el programa. Asimismo, es necesario incluir el documento Bitmap.mbas en el proyecto.

4.17 EJEMPLO 15

Utilizar el panel táctil...

Un panel táctil es un panel fino, autoadhesivo y transparente, colocado sobre la pantalla de un LCD gráfico. Es muy sensible a la presión así que un suave toque provoca algunos cambios en la señal de salida. Hay diferentes tipos de paneles táctiles. El más sencillo es el panel táctil resistivo.

Ejemplo 15

Un panel táctil está compuesto por dos láminas rígidas, formando una estructura de ‘sándwich’ que tiene capas resistivas en sus caras internas. La resistencia de estas capas no excede normalmente de 1K. Los lados opuestos de las láminas disponen de los contactos para acceder a un cable plano.

Panel táctil

El procedimiento para determinar las coordenadas de la posición del panel que ha sido presionado se puede dividir en dos pasos. El primero es determinación de  la coordenada X, y el segundo es de determinar la coordenada Y de la posición.

Para determinar la coordenada X, es necesario conectar el contacto izquierdo en la superficie A a la masa (tierra) y el contacto derecho a la fuente de alimentación. Esto permite obtener un divisor de voltaje al presionar el panel táctil. El valor de voltaje obtenido en el divisor se puede leer en el contacto inferior de la superficie B. El voltaje variará en el rango de 0V al voltaje suministrado por la fuente de alimentación y depende de la coordenada X. Si el punto está próximo al contacto izquierdo de la superficie A, el voltaje estará próximo a 0V.

Determinar las coordenadas

Para la determinación de la coordenada Y, es necesario conectar el contacto inferior de la superficie B a masa (tierra), mientras que el contacto superior se conectará a la fuente de alimentación. En este caso, el voltaje se puede leer en el contacto izquierdo de la superficie A. 

Para conectar un panel táctil al microcontrolador es necesario crear un circuito para el control del panel táctil. Por medio de este circuito, el microcontrolador conecta los contactos adecuados del panel táctil a masa y a la voltaje de alimentación (como describimos anteriormente) para determinar las coordenadas X y Y. El contacto inferior de la superficie B y el contacto izquierdo de la superficie A están conectados al convertidor A/D del microcontrolador. Las coordenadas X e Y se determinan midiendo el voltaje en los respectivos contactos. El software consiste en mostrar un menú en una pantalla LCD gráfica, conmutar de encendido a apagado del panel táctil (control del panel táctil) y leer los valores del convertidor A/D que representan realmente las coordenadas X e Y de la posición.

Una vez determinadas las coordenadas, es posible decidir qué es lo que deseamos que haga el microcontrolador. En este ejemplo se explica cómo conmutar entre encendido y apagado dos pines digitales del microcontrolador, conectados a los LEDs A y B.  

En este ejemplo se utilizan las funciones que pertenecen a las librerías Glcd y ADC.

Teniendo en cuenta que la superficie del panel táctil es ligeramente mayor que la del LCD gráfico,  en caso de requerir una mayor precisión en la determinación de las coordenadas, es necesario incluir el software de calibración del panel táctil.

'Cabecera******************************************************

program example_15 ' Nombre de programa

dim GLCD_DataPORT as byte at PORTD ' Conexiones del módulo Glcd

dim GLCD_CS1 as sbit at RB0_bit
GLCD_CS2 as sbit at RB1_bit
GLCD_RS as sbit at RB2_bit
GLCD_RW as sbit at RB3_bit
GLCD_EN as sbit at RB4_bit
GLCD_RST as sbit at RB5_bit

dim GLCD_CS1_Direction as sbit at TRISB0_bit
GLCD_CS2_Direction as sbit at TRISB1_bit
GLCD_RS_Direction as sbit at TRISB2_bit
GLCD_RW_Direction as sbit at TRISB3_bit
GLCD_EN_Direction as sbit at TRISB4_bit
GLCD_RST_Direction as sbit at TRISB5_bit ' Conexiones del módulo Glcd

dim x_coord, y_coord,
x_coord128, y_coord64 as longint ' Almacenar la posición de las coordenadas x e y

sub function GetX() as word ' Leer la coordenada X

PORTC.0 = 1 ' DRIVEA = 1 (electrodo izquierdo (LEFT) conectado, electrodo
' derecho (RIGHT) conectado, electrodo superior (TOP) desconectado)
PORTC.1 = 0 ' DRIVEB = 0 (electrodo inferior (BOTTOM) desconectado)
Delay_ms(5)
result = ADC_Read(0) ' LEER-X (BOTTOM)

end sub

sub function
GetY() as word ' Leer la coordenada Y

PORTC.0 = 0 ' DRIVEA = 0 (electrodo izquierdo (LEFT) desconectado, electrodo
' derecho (RIGHT) desconectado, electrodo superior (TOP) conectado)

PORTC.1 = 1 ' DRIVEB = 1 (electrodo inferior (BOTTOM) conectado)


Delay_ms(5)
result = ADC_Read(1) ' LEER-X (LEFT)
end sub

main: ' Inicio de programa

PORTA = 0x00
TRISA = 0x03 ' RA0 y RA1 son entradas analógicas
ANSEL = 0x03
ANSELH = 0 ' Configurar otros pines analógicos como digitales de E/S

PORTC = 0
TRISC = 0 ' Pines del puerto PORTC se configuran como salida

Glcd_Init() ' Glcd_Init_EP5
Glcd_Set_Font(@font5x7, 5, 7, 32) ' Seleccionar el tamaño de fuente 5x7
Glcd_Fill(0) ' Borrar el GLCD

Glcd_Write_Text("TOUCHPANEL EXAMPLE",10,0,1)
Glcd_Write_Text("MIKROELEKTRONIKA",17,7,1)

Glcd_Rectangle(8,16,60,48,1) ' Visualizar 'dos botones' en el GLCD:
Glcd_Rectangle(68,16,120,48,1)
Glcd_Box(10,18,58,46,1)
Glcd_Box(70,18,118,46,1)
Glcd_Write_Text("BUTTON1",14,3,0)
Glcd_Write_Text("RC6 OFF",14,4,0)
Glcd_Write_Text("BUTTON2",74,3,0)
Glcd_Write_Text("RC7 OFF",74,4,0)

while TRUE ' Leer X-Y y convertirlo en la resolución de 128x64 píxeles

x_coord = GetX()
y_coord = GetY()
x_coord128 = (x_coord * 128) / 1024
y_coord64 = 64 -((y_coord *64) / 1024)

' Si BUTTON1 ha sido seleccionado:
if ((x_coord128 >= 10) and (x_coord128 <= 58) and (y_coord64 >= 18) and (y_coord64 <= 46)) then
if
(PORTC.6 = 0) then
PORTC.6 = 1
Glcd_Write_Text("RC6 ON ",14,4,0)
else
PORTC.6 = 0
Glcd_Write_Text("RC6 OFF",14,4,0)
end if
end if


' Si BUTTON2 ha sido seleccionado:
if ((x_coord128 >= 70) and (x_coord128 <= 118) and (y_coord64 >= 18) and (y_coord64 <= 46)) then
if
(PORTC.7 = 0) then
PORTC.7 = 1
Glcd_Write_Text("RC7 ON ",74,4,0)
else
PORTC.7 = 0
Glcd_Write_Text("RC7 OFF",74,4,0)
end if
end if


Delay_ms(100)
wend ' Mientras verdadero

end. ' Final de programa

Para que este ejemplo funcione apropiadamente, es necesario marcar las siguientes  librerías en la ventana Library Manager antes de compilar el programa.

  • GLCD
  • ADC
  • C_Stdlib

4.18 EJEMPLO 16

Utilizar el teclado 4x4

Un teclado representa un conjunto de botones de presión conectados de tal manera que formen  'filas' y 'columnas', así reduciendo el número de los pines de E/S necasarios para su conexión. En este ejemplo utilizaremos un teclado con 16 botones de presión organizados en cuatro filas y columnas. La librería Keypad 4x4 contiene todas las funciones necesarias para leer este teclado así como para inicializar el puerto al que está conectado. Para demostrar el funcionamiento del teclado 4x4, el mensaje será visualizado en un LCD.

Ejemplo 16
'Cabecera******************************************************

program example_16 ' Nombre de programa
dim kp, curX, curY as byte
dim
keypadPORT as byte at PORTD ' Esta variable debe estar definida en todos los proyectos por
' medio
de la librería Keypad. Así se define el puerto utilizado para conectar el teclado

dim LCD_RS as sbit at RB4_bit ' Conexiones del módulo Lcd
LCD_EN as sbit at RB5_bit
LCD_D4 as sbit at RB0_bit
LCD_D5 as sbit at RB1_bit
LCD_D6 as sbit at RB2_bit
LCD_D7 as sbit at RB3_bit
LCD_RS_Direction as sbit at TRISB4_bit
LCD_EN_Direction as sbit at TRISB5_bit
LCD_D4_Direction as sbit at TRISB0_bit
LCD_D5_Direction as sbit at TRISB1_bit
LCD_D6_Direction as sbit at TRISB2_bit
LCD_D7_Direction as sbit at TRISB3_bit ' Final de conexiones del módulo LCD

main: ' Inicio de programa
curX=1 ' Memorizar de la posición del cursor en el visualizador LCD 2x16
curY=1
ANSEL = 0 ' Configurar pines analógicos como digitales ed E/S
ANSELH = 0
TRISB = 0
PORTB = 0xFF
Keypad_Init() ' Inicializar el teclado en el puerto PORTC
Lcd_Init() ' Inicializar el LCD en el puerto PORTB,
Lcd_Cmd(_LCD_CLEAR) ' Borrar el visualizador

while true ' Esperar que alguna tecla se presione y suelte

kp = 0
while kp = 0
kp = Keypad_Key_Click()
Delay_ms(10)
wend

select case
kp ' Preparar el valor comoo salida
case 1 kp = "1"
case 2 kp = "2"
case 3 kp = "3"
case 4 kp = "A"
case 5 kp = "4"
case 6 kp = "5"
case 7 kp = "6"
case 8 kp = "B"
case 9 kp = "7"
case 10 kp = "8"
case 11 kp = "9"
case 12 kp = "C"
case 13 kp = "*"
case 14 kp = "0"
case 15 kp = "#"
case 16 kp = "D"
end select

if
(curY > 16) then ' Cambiar de posición del cursor
if (curX = 1) then
Lcd_Cmd(_LCD_SECOND_ROW)
curX = 2
curY = 1
else
Lcd_Cmd(_LCD_FIRST_ROW)
curX = 1
curY = 1
end if
end if


Lcd_Chr_CP(kp) ' Visualizar en el LCD
Inc(curY)
wend

end
. ' Final de programa

Para que este ejemplo funcione apropiadamente, es necesario marcar las siguientes librerías en la ventana Library Manager antes de compilar el programa.

  • Keypad4x4
  • LCD

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