Ejercicios de programación con microcontroladores PIC

CONTENIDO La utilización de sistemas basados en microcontroladores ha invadido literalmente nuestra vida diaria sin apenas darnos cuenta. Estos sistemas microcontroladores, integrados en hornos, lavavajillas, alarmas, etc. permiten la realización de múltiples y complejas tareas de forma rápida, sencilla y a muy bajo coste. De esta manera, el conocimiento asociado al desarrollo e implementación de aplicaciones basadas en estos sistemas se ha convertido en un requerimiento básico para los nuevos y futuros profesionales del sector. El elevado número de modelos de microcontroladores existentes en la actualidad supone una gran ventaja a la hora de diseñar una aplicación, pero es necesario un amplio conocimiento de las diferentes alternativas para realizar una elección adecuada, algo que resulta complejo ya que entran en juego muy diferentes consideraciones. Existe gran cantidad de información y documentación en el mercado que aborda el estudio de sistemas basados en microcontroladores de forma teórico-práctica, sin embargo, los autores de este texto hemos detectado una importante carencia de material que plantee y resuelva problemas o ejercicios basados en estos sistemas y se encuentre orientado principalmente hacia la docencia de titulaciones técnicas como las que en nuestro caso impartimos en la Universidad Pública de Navarra. Así pues, el objetivo de este libro consiste en suplir dicha carencia mediante la elaboración de una colección de ejercicios resueltos sobre sistemas microcontroladores que cubran las diferentes características y módulos que integran estos dispositivos y que permitan al lector explorar el funcionamiento de los mismos de forma práctica, así como afianzar los conocimientos ya adquiridos de forma teórica. Los ejercicios propuestos estarán basados en el microcontrolador de Microchip® PIC16F877A, un microcontrolador de 8 bits de gama media que cuenta con un juego reducido de instrucciones (35 en total), aunque muchos de ellos pueden trasladarse directamente al resto de microcontroladores PIC de gama media. Más concretamente, el libro incluye un total de 84 ejercicios estructurados en 8 capítulos diferentes. Los ejercicios propuestos en cada capítulo profundizan en el estudio de las diferentes partes que integran el microcontrolador: memoria de programa, memoria de datos, puertos de entrada/salida (leds, pulsadores, displays 7 segmentos, pantalla LCD, etc.), temporizadores, módulos de captura, comparación y modulación de anchura de pulsos (control de motores, zumbadores), conversor analógico digital, comparador analógico, generador de tensión de referencia y módulos de comunicaciones USART e I2C. La metodología empleada en la mayoría de los ejercicios consiste en un planteamiento inicial del problema. A continuación se detalla una explicación sobre la configuración de los módulos que intervienen en la resolución y las conexiones necesarias con el microcontrolador, seguida por el código fuente del programa y una simulación del resultado. La simulación y comprobación de los problemas se ha realizado utilizando el entorno de programación proporcionado por Microchip®, MPLAB IDE®, un programa gratuito que facilita, simplifica y abarata el aprendizaje al no requerir de ningún módulo externo. Además, para facilitar el trabajo del lector, el código fuente de los programas se encuentra también disponible como material complementario de forma online en la sección de descargas del libro en www.marcombo.com. Índice 1. Conceptos básicos de microprocesadores y microcontroladores ............................................................ 1 2. Conceptos básicos de programación en ensamblador . 21 3. Estructuras avanzadas de control ................................. 39 4. Puertos de entradas y salidas ....................................... 47 5. Temporizadores ............................................................ 69 6. Módulos de Captura, Comparación y Modulación de Anchura de Pulsos (PWM) ................................................ 91 7. Módulos Analógicos ................................................. 123 8. Módulos de Comunicaciones.................................... 149 A1. Instrucciones en ensamblador ............................... 165 A2. Registros de Funciones Especiales (SFRs) .............. 167 A3. Introducción a MPLAB-IDE/MPLAB-SIM .................177 A4. Subrutinas de control LCD (p16LCD.asm) ...............195