Exsto
Tecnologia
Kit Educacional PIC16
Manual de Operação e Manutenção
Exsto Tecnologia Ltda.
Ltda
R. Vereador José Eduardo da Costa, 169
Santa Rita do Sapucaí – MG
CEP: 37540-000
37540
+55 35 3471 6898
www.exsto.com.br
Kit PIC16 – Manual de Utilização e Manutenção
Revisão
Principais Autores
Descrição da Versão
1
2
José Domingos Adriano
Luiz Gustavo de C. Amorim
Versão inicial
Alterações no manual
Data de Término
© Copyright 2008 por Exsto Tecnologia Ltda.
Todos os direitos reservados
“Desenvolvido e produzido com orgulho no Brasil”
Exsto Tecnologia Ltda
R. Vereador José Eduardo da Costa, 169
Santa Rita do Sapucaí – MG
CEP: 37540-000
+55 35 3471 6898
www.exsto.com.br
Exsto Tecnologia
2
Kit PIC16 – Manual de Utilização e Manutenção
ÍNDICE
PÁGINA
1
Introdução ....................................................................................................................................... 5
2
Conteúdo do Kit: ............................................................................................................................. 6
2.1
3
4
Conteúdo do CD em pastas ...................................................................................................... 7
Instalações ....................................................................................................................................... 7
3.1
Instalação do Hardware............................................................................................................ 7
3.2
Instalação do Software ............................................................................................................. 8
Hardware ....................................................................................................................................... 14
4.1
Fonte de alimentação ............................................................................................................. 14
4.2
Conectores para acesso de I/O ............................................................................................... 15
4.3
Conector ICSP ....................................................................................................................... 15
4.4
Configuração .......................................................................................................................... 15
4.5
Dispositivos de entrada .......................................................................................................... 16
4.5.1
Teclado ........................................................................................................................... 17
4.5.2
Chaves ............................................................................................................................ 17
4.5.3
Push-Buttons .................................................................................................................. 17
4.6
Dispositivos de saída.............................................................................................................. 18
4.6.1
Display LCD ..................................................................................................................... 18
4.6.2
Displays de 7 segmentos ................................................................................................ 18
4.6.3
LEDs ................................................................................................................................ 18
4.7
Acionamentos ........................................................................................................................ 18
4.7.1
1 Buzzer .......................................................................................................................... 18
4.7.2
Relés ............................................................................................................................... 18
4.7.3
Lâmpada DC ................................................................................................................... 19
4.7.4
Resistência para aquecimento ....................................................................................... 19
4.7.5
Ventoinha ....................................................................................................................... 19
4.7.6
Sensor de rotação .......................................................................................................... 19
4.8
Dispositivos analógicos ......................................................................................................... 19
4.8.1
Potenciômetro ............................................................................................................... 19
4.8.2
Sensor de temperatura .................................................................................................. 19
4.8.3
Condicionador de sinais analógicos ............................................................................... 19
4.8.4
Conversor D/A ................................................................................................................ 20
4.9
Diversos ................................................................................................................................. 20
4.9.1
Memória EEPROM.......................................................................................................... 20
4.9.2
Potenciômetro digital SPI............................................................................................... 20
4.9.3
Relógio de tempo real (RTC) .......................................................................................... 20
4.9.4
Interface RS-232 ............................................................................................................. 20
Exsto Tecnologia
3
Kit PIC16 – Manual de Utilização e Manutenção
4.9.5
5
6
Software ......................................................................................................................................... 21
5.1
Criando um novo projeto. ...................................................................................................... 21
5.2
Adicionando um arquivo ao projeto....................................................................................... 25
5.3
Montando o projeto ................................................................................................................ 26
5.4
Simulação com o MPLAB ..................................................................................................... 26
Resolvendo Problemas .................................................................................................................. 28
6.1
7
Gerador de sinais ........................................................................................................... 21
Suporte Técnico ..................................................................................................................... 28
Garantia......................................................................................................................................... 28
Apêndice A - Esquemas elétricos.......................................................................................................... 29
Exsto Tecnologia
4
Kit PIC16 – Manual de Utilização e Manutenção
1 Introdução
Parabéns! Você acaba de adquirir um produto de alta qualidade e tecnologia de ponta. O Kit
Educacional PIC16 será de grande auxílio no aprendizado e desenvolvimento de sistemas digitais, na
elaboração de cursos e treinamentos que envolvam microcontroladores PIC de 8 bits.
A Exsto Tecnologia é uma empresa situada em Santa Rita do Sapucaí, Minas Gerais, cidade
conhecida como “Vale da Eletrônica” por seu destaque na indústria eletroeletrônica e pela excelência de
suas instituições de ensino. Nossa missão é sempre fornecer as melhores ferramentas para o
desenvolvimento e aprendizado em eletrônica e desenvolvimento de software. Visite nosso site
www.exsto.com.br para conhecer outras soluções e produtos oferecidos.
Este documento contém as principais características do kit educacional e visa ser o guia de
instalação, testes e manutenção desse equipamento.
O Kit Educacional PIC16 é um ambiente de desenvolvimento que visa facilitar o aprendizado e o
desenvolvimento usando microcontroladores RISC de 8 bits da Microchip.
O hardware do Kit Educacional PIC16 foi desenvolvido procurando disponibilizar o máximo de
recursos possíveis ao usuário. Nesse sentido, o kit traz diversos circuitos de aplicação que permitem
explorar não só a programação do microcontrolador como também seus periféricos, em diversas
aplicações.
Algumas das suas características:
a) Fonte de alimentação
a. Entrada 127/220V protegida;
b. Saídas: +5V e +12V protegidas contra curto e sobre corrente;
a) Conectores para acesso de I/O
b) Conector para programar o PIC (ICSP);
c) Display LCD de 2 linhas por 16 colunas
d) 4 displays de 7 segmentos multiplexados
e) Teclado matricial de 16 teclas por varredura
f)
8 LEDs (convencionais)
g) 2 LED's bicolores
h) 8 chaves (dip swicth)
i)
Memória EEPROM externa I2C
j)
Potenciômetro digital SPI
k) Relógio de tempo real (RTC)
l)
1 Buzzer piezoelétrico
Exsto Tecnologia
5
Kit PIC16 – Manual de Utilização e Manutenção
m) 2 relés (contatos NA,NF e comum)
n) Lâmpada DC
o) Sensor de temperatura
p) Resistência para aquecimento
q) Ventoinha para refrigeração (motor DC controlador por PWM)
r) Sensor de rotação da ventoinha (contador de pulsos)
s) Interface RS-232 (para aplicação e gravação/depuração)
t) Conversor D/A a partir de PWM
u) Condicionador de sinais analógicos externos
v) Proto Board de 500 pontos;
2 Conteúdo do Kit:
Depois de retirar o seu kit da embalagem, verifique se o mesmo possui os seguintes itens:
•
Kit educacional em bastidor metálico, com fonte de alimentação;
•
Gravador/Depurador ICD-2, que acompanha;
o
Fonte de ali;mentação do ICD-2 (9VDC);
o
Cabo USB
o
Cabo Serial;
o
CD com instalações e documentação;
o
Manual ;
o
Header para gravação independente de microcontroladores;
o
Cabo de conexão com o header;
•
Cabo tripolar para alimentação do bastidor;
•
Cabo serial para aplicações de comunicação;
•
Manual e Utilização e Manutenção;
•
Apostila do curso de microcontroladores;
•
Caderno de experiências;
•
CD com instalações, manuais, exemplos, etc..
Caso ocorra a falta de algum destes itens ou defeito, consulte a Exsto Tecnologia para
esclarecimentos.
Exsto Tecnologia
6
Kit PIC16 – Manual de Utilização e Manutenção
2.1 Conteúdo do CD em pastas
CD
Esquemas
Exemplos
Manuais
Material Didático
Programas
Figura 01
– Distribuição em arvore do conteúdo do CD
Na pasta Esquemas estão os esquemas elétricos do Kit.
A pasta Exemplos contém exemplos de aplicação e solução dos exercícios do caderno de experiências.
A pasta Manuais contém os manuais dos componentes usados no kit, do PIC16F877A e este manual em
formato PDF.
Na pasta Material Didático estão a apostila e o caderno de experiências em formato PDF.
Por fim, na pasta Programas estão diversos programas
programas úteis, como o MPLAB, o leitor de PDF, etc...
3 Instalações
3.1 Instalação do Hardware
Ao retirar o kit da embalagem confirme a presença de todos os acessórios e equipamentos, conforme
descrito no item 2 deste manual.
Para alimentar o kit ligue o cabo tripolar
tripolar ao kit e a uma tomada de alimentação. O kit é equipado com
fontes chaveadas que operam, de forma automática, com 110 ou 220V, em 50 ou 60Hz. Para ligar o kit,
use a chave que se encontra na lateral esquerda.
Atenção: o kit possui proteções contra descargas
descargas na entrada de alimentação e sua carcaça
car
é aterrada
para maior segurança dos usuários. Porém, esses recursos de proteção só são eficazes se o terceiro pino
do cabo tripolar estiver conectado a um aterramento de qualidade. A Exsto tecnologia não se
responsabiliza por danos ou acidentes ocasionados por baixa qualidade ou inexistência de aterramento.
Exsto Tecnologia
7
Kit PIC16 – Manual de Utilização e Manutenção
O passo seguinte é a instalação do kit ICD-2. Em primeiro lugar conecte o ICD-2 ao kit através do conector
CN9 ou CN20 (canto superior esquerdo do kit) utilizando o cabo apropriando. Alimente o ICD-2 utilizando
a fonte adequada. Conecte o ICD-2 a um PC através de cabo serial ou USB (nunca os dois ao mesmo
tempo).
Para maiores detalhes de instalação e utilização do ICD-2 leia o manual especifico desse
equipamento.
Pronto! O kit estah instalado e pronto para ser usado!
Figura 2 – Diagrama de instalação do kit
3.2 Instalação do Software
A Microchip, fabricante dos microcontroladores PIC, disponibiliza gratuitamente uma IDE (Integrated
Development Environment - Ambiente de Desenvolvimento Integrado) chamado MPLAB. Ele permite criar
projetos, editar arquivos, compilá-los e gravá-los. Além disso, dá suporte também a simulação.
O MPLAB está presente no CD que acompanha o kit, em sua versão mais recente no momento em que
este manual é escrito. Recomendamos, contudo, que periodicamente se verifique o lançamento de novas
versões em www.microchip.com/MPLAB.
Para instalar o MPLAB, siga os passos abaixo:
1. Insira o CD no driver. Uma página para navegação pelo conteúdo do CD deverá abrir
automaticamente. Clique em Instalar MPLAB. Iniciada a instalação a primeira tela que aparacerá
é a mostrada a seguir. Caso não se abra automaticamente a página, vá na pasta
Programas\MPLAB e execute o arquivo MPLAB_Install.exe.
Exsto Tecnologia
8
Kit PIC16 – Manual de Utilização e Manutenção
2. Na tela de apresentação, clique em Next.
3. Na tela seguinte é apresentado a licença de uso do programa. Leia atentamente os termos,
estando de acordo, marque a opção I accept the terms of the license agreement e clique em
Next.
Exsto Tecnologia
9
Kit PIC16 – Manual de Utilização e Manutenção
4. Na próxima tela é possível escolher o tipo de instalação. Recomendamos marcar a opção
Complete. Em seguida clique em Next.
5. Na tela seguinte é possível escolher a pasta onde o MPLAB será instalado. Recomendamos que
seja mantida a pasta padrão (c:\Arquivos de Programas\Microchip). Clique em Next.
Exsto Tecnologia
10
Kit PIC16 – Manual de Utilização e Manutenção
6. Nas telas anteriores são apresentados as licenças de uso de outros programas que fazem parte do
pacote MPLAB. Leia-as com atenção e, estando de acordo com os termos, marque a opção I
accept the terms of the lincense agreement e clique em Next.
Exsto Tecnologia
11
Kit PIC16 – Manual de Utilização e Manutenção
7. Nesta tela é apresentado um resumo das opções escolhidas. Estado tudo em ordem clique em
Next. Caso haja algum problema ou queira mudar alguma configuração, clique em Back para
voltar as telas anteriores.
8. A instalação teve início! A tela acima informará o andamento do processo.
Exsto Tecnologia
12
Kit PIC16 – Manual de Utilização e Manutenção
9. Uma vez concluída a instalação é necessário que se reinicie o computador. Para isso basta marcar
a opção Yes, I want to restart my computer now e clicar em Finish.
Pronto! O MLAB está instalado e pronto para ser usado!
Para um guia rápido de uso do MPLAB, veja o capítulo 5 deste manual.
Para maiores informações do uso do MPLAB com o ICD-2 consulte o manual do ICD-2.
Para informações detalhadas sobre o MPLAB consulte a documentação instalada na pasta de
trabalho do MPLAB.
Exsto Tecnologia
13
Kit PIC16 – Manual de Utilização e Manutenção
4 Hardware
A figura 2 apresenta a serigrafia da placa principal do kit.
Figura 2 – Serigrafia do kit PIC16
A descrição de hardware abaixo faz referências aos esquemas elétricos do kit. Estes se encontram no
anexo A deste manual ou na pasta esquemas do CD que acompanha o kit.
Muitos dos circuitos aqui discutidos têm pontos de teste (Test Points) associados a seus principais sinais.
Os manuais dos principais componentes do kit estão no CD na pasta Manuais\kit.
4.1 Fonte de alimentação
O kit PIC16 é equipado com duas fontes chaveadas independentes de +5VDC/3A e +12VDC/1A. A tensão de
entrada dessas fontes é de 90 a 240 VAC (fullrange), em 50 ou 60 Hz.
Estas fontes têm proteção de saída contra curto-circuito e sobrecarga que desativas as saídas, retornando
a operação normal assim que o problema deixa de existir. Adicionalmente, existe uma proteção entrada
contra surtos de tensão. O bastidor metálico é aterrado, para maior proteção dos usuários.
Atenção: os recursos de proteção só são eficazes se o terceiro pino do cabo tripolar estiver
conectado a um aterramento de qualidade. A Exsto tecnologia não se responsabiliza por danos ou
acidentes ocasionados por baixa qualidade ou inexistência de aterramento.
Exsto Tecnologia
14
Kit PIC16 – Manual de Utilização e Manutenção
4.2 Conectores para acesso de I/O
Na lateral direita da placa existem conectores que dão acesso aos portais do microcontrolador. A
serigrafia da placa indica a disposição dos pinos.
Atenção: quando usar um pino do microcontrolador para aplicações externas verifique o circuito
que se encontra associado esse pino no esquema elétrico. Quando possível, desligue as chaves de
configuração associadas ao pino em questão.
4.3 Conector ICSP
Para conectar o kit ao gravador/depurador ICD-2 existem dois conectores disponíveis no canto superior
esquerdo da placa(CN9 ou CN20). Estes conectores seguem o padrão ICSP (In-Circuit Serial Programming)
da Microchip. Esses conectores permitem a gravação do microcontrolador na própria placa, não havendo
necessidade de retirá-lo.
Para mais informações sobre o uso do ICD-2, consulte seu manual.
4.4 Configuração
O microcontrolador tem um número limitado de pinos para poder interagir com todos os circuitos
presentes no kit. Além disso, vários pinos têm mais de uma função, podendo trabalhar de forma diferente
com cada circuito a ele associado. Para maximizar o número de aplicações que podem ser realizadas se
faz necessário atribuir mais de um circuito a cada terminal do componentes e selecionar o circuito a ser
usado em cada caso.
Alguns circuitos estão simplesmente ligados em paralelos, como por exemplo, LEDs e LCD, teclado e
chaves. Outros são selecionados através de chaves de configuração. A tabela abaixo apresenta as
configurações possíveis, indicando o portal do microcontrolador, o sinal utilizado, sua função e direção
(em relação o microcontrolador).
Nos pinos o microcontrolador que tem mais de uma função associada apenas uma deve ser
selecionada por vez.
Portal do
microcontrolador
RC0
RC1
RC2
RC5
RA2
RA3
RA4
RC4
RE1
RE0
RA5
RA3
Sinal
555_OUT
TACOGRAFO
AQUECEDOR
LAMP
VENTILADOR
BUZZER
DAC
RELE2
LCD_CS
POT
TACOGRAFO
RELE1
LED_1G
LED_1R
LED_2G
LED_2R
Direção
Entrada
Entrada
Saída
Saída
Saída
Saída
Saída
Saída
Saída
Entrada
Entrada
Saída
Saída
Saída
Saída
Saída
Função
Sinal do gerador de sinais
Sinal do tacógrafo (conta-giros) da ventoinha
Controle da resistência para aquecimento
Controle da lâmpada DC
Controle da ventoinha
Controle do buzzer
Entrada do filtro do DAC do PWM
Acionamento do Relé 2
Chip Select do display gráfico
Sinal analógico do potenciômetro
Sinal do tacógrafo (conta-giros) da ventoinha
Acionamento do Relé 1
Aciona cor verde do LED bicolor 1
Aciona cor vermelha do LED bicolor 1
Aciona cor verde do LED bicolor 2
Aciona cor vermelha do LED bicolor 2
Exsto Tecnologia
15
Kit PIC16 – Manual de Utilização e Manutenção
RA0
RA1
RA2
RA3
RA0
ANALOG1
ANALOG2
ANALOG3
ANALOG4
POT
DPOT
TEMP
DAC_OUT
RA1
Entrada
Entrada
Entrada
Entrada
Entrada
Entrada
Entrada
Entrada
Entrada Analógica AN1
Entrada Analógica AN1
Entrada Analógica de 0 a 10 V
Entrada Analógica de 4 a 20 mA
Potenciômetro
Potenciômetro digital
Sensor de temperatura
Feedback do conversor D/A
A tabela abaixo mostra a configuração dos dip switch para cada circuito.
Portal do microcontrolador
RC0
RC1
RC2
RC5
RA2
RA3
RA4
RC4
RE1
RE0
RA5
RA3
RA0
RA1
RA2
RA3
RA0
RA1
Sinal
555_OUT
TACOGRAFO
AQUECEDOR
LAMP
VENTILADOR
BUZZER
DAC
RELE2
LCD_CS
POT
TACOGRAFO
RELE1
LED_1G
LED_1R
LED_2G
LED_2R
ANALOG1
ANALOG2
ANALOG3
ANALOG4
POT
DPOT
TEMP
DAC_OUT
Chave nº
1
2
3
4
5
6
7
8
1
2
3
4
5
6
7
8
1
2
3
4
5
6
7
8
Dip switch
U21
U21
U21
U21
U21
U21
U21
U21
U19
U19
U19
U19
U19
U19
U19
U19
U16
U16
U16
U16
U16
U16
U16
U16
4.5 Dispositivos de entrada
Vários dos dispositivos de entrada estão conectados ao portal B. Como os pinos de gravação e
depuração são RB7 e RB6 estes pinos não estarão disponíveis para uso se estiver sendo usado o
depurador.
Quando usar um dispositivo de entrada certifique-se que outro não esteja em condição que
atrapalhe o uso. Por exemplo, se as chaves estiverem acionadas o teclado não funcionará
corretamente.
Exsto Tecnologia
16
Kit PIC16 – Manual de Utilização e Manutenção
4.5.1 Teclado
Um teclado matricial esta disponível. Trata-se de um teclado que opera por varredura, isto é, são
aplicados diferentes valores nas linhas e pelo valor lido nas colunas é possível identificar a tecla
pressionado, com uma clara economia de pinos (8 pinos para ler 16 teclas). O teclado esta ligado ao
microcontrolador conforme a tabela baixo.
RB4
RB5
RB6
RB7
RB3
1
4
7
*/E
RB2
2
5
8
0
RB1
3
6
9
#/F
RB0
A
B
C
D
Para o correto funcionamento do teclado é necessário ativar os resistores de pull-up internos do
microcontrolador por software.
4.5.2 Chaves
Estão disponíveis 8 chaves dip switch ligadas ao portal B do microcontrolador. Observe que essas chaves
foram projetadas para ser baixo ativas, portanto ao serem colocadas na posição ON elas aterram os pinos
do microcontrolador. Estando aberto o nível lógico alto nas entradas do microcontrolador é garantido
pelos resistores de pull-up internos.
Para o correto funcionamento das chaves é necessário ativar os resistores de pull-up internos do
microcontrolador por software.
4.5.3 Push-Buttons
Existem 5 chaves pulsativas (push-buttons) ligados a pinos do microcontrolador. Alguns desses pinos
possuem funções especiais, como interrupções e contadores. Essas chaves são baixo ativas, portanto ao
serem pressionados forçam nível lógico baixo nos pinos do microcontrolador e quando não estão
pressionadas tem nível lógico alto garantido por resistores de pull-up. A tabela abaixo mostra a ligação
das chaves push bottons até ao microcontrolador.
Chave
Nome
SW1
SW4
SW5
SW6
SW2
SW3
RESET
INT0
INT1
INT2
TMR1
CH0
Ponto ligado no
microcontrolador
MCLR/VPP
RB0/INT
RB1
RB2
RC0
RC1
Para o correto funcionamento das chaves associadas a RB0, RB1 e RB2 é necess
ário ativar os resistores de pull-up internos do microcontrolador por software.
Exsto Tecnologia
17
Kit PIC16 – Manual de Utilização e Manutenção
4.6 Dispositivos de saída
4.6.1 Display LCD
O kit possui um display LCD alfanumérico de 2 linhas por 16 colunas, ligado ao conector P1. O ajuste de
contraste desse LCD é feito pelo trimpot R37.
O kit suporta também displays LCD gráficos (não inclusos) através do conector P2. O ajuste de contraste
desse LCD é feito pelo trimpot R37. Para habilitar o display tem que ligar a chave 1 do dip switch U19
conforme a tabela da pagina 16.
Para mais informações sobre o uso do LCD consulte o capítulo dedicado a esse assunto na apostila.
4.6.2 Displays de 7 segmentos
O kit PIC16 possui também 4 displays de sete segmentos. Estes displays trabalham de forma multiplexada,
isto é, seus segmentos estão todos ligados em paralelo e os comuns dos displays são acionados por um
processo de varredura, dando a impressão de estarem simultaneamente ativos. Paras habilitar o display
consulte a tabela de dip switch da pagina 16.
4.6.3 LEDs
No portal D estão ligados 8 leds convencionais baixo ativos (acendem com nível lógico baixo).
Há ainda 2 LEDs bicolores ligados a outros pinos do microcontrolador, conforme o esquema elétrico.
Para saber como habilitar os leds bicolor consulte a tabela de dip switch da pagina 16.
4.7 Acionamentos
Há diversos circuitos de aplicação que podem ser acionados pelo PIC16. A maioria desses circuitos esta
associada aos pinos com função de PWM, mas nada impede de usar esse pinos simplesmente para ligar e
desligar os circuitos em questão.
Todos estes circuitos usam como drive o integrado ULN2803, que possui saída open-colector com
capacidade de até 500mA.
Consulte as tabelas da pagina 16 de configuração do microcontrolador e faça os ajustes necessários
nas dip switch antes de usar os circuitos aqui descritos.
4.7.1 1 Buzzer
Um buzzer piezelétrico permite a geração de sons no kit. Para esse buzzer operar é necessário aplicar um
sinal variável na freqüência que se deseja ouvir. Ele não produzirá som algum se for simplesmente
alimentado.
4.7.2 Relés
Dois relés estão disponíveis para aplicações do usuário. É possível ter acesso aos terminais Com (comum),
NA (normalmente aberto) e NF (normalmente fechado).
Os reles tem capacidade de acionar cargas de até 10A, com tensão máxima de até 250V.
Exsto Tecnologia
18
Kit PIC16 – Manual de Utilização e Manutenção
4.7.3 Lâmpada DC
Diversas aplicações interessantes podem ser feitas com a lâmpada DC presente no kit. Em especial,
aplicações de PWM podem variar a intensidade de brilho. Essa lâmpada é alimentada com 12VDC.
4.7.4 Resistência para aquecimento
Para aplicações envolvendo malhas de controle existe um conjunto de dispositivos formados pela
resistência para aquecimento, sensor de temperatura, ventoinha e sensor de rotação. Um sensor de
temperatura (vide 4.8.2) é montado junto ao resistor para realização de medidas
Esse resistor de potencia está ligado a 12VDC e pode também ser controlador pelo módulo PWM.
4.7.5 Ventoinha
A ventoinha presente na placa é um motor DC que pode ser ligado ou desligado ou ter sua velocidade
controlada por PWM. Essa ventoinha esta ligada ao lado da resistência, podendo ser usada para refrigerála.
4.7.6 Sensor de rotação
Associada a ventoinha foi colocado um sensor de rotação (tacógrafo). Este é composto por um emissor
infravermelho constantemente ativo e um receptor infravermelho, cada um de um lado da ventoinha. Ao
girar, as pás da ventoinha interrompem periodicamente o fluxo, fazendo com que o circuito do receptor
gere um sinal quadrado de freqüência proporcional a velocidade de gira da ventoinha.
4.8 Dispositivos analógicos
Diversos circuitos analógicos estão ligados aos canais do ADC do PIC.
Para usar o ADC do PIC consulte o capítulo específico na apostila.
Verifique as configurações necessárias para usar cada periférico analógico.
4.8.1 Potenciômetro
Trata-se de um potenciômetro linear ligado entre +5VDC e GND, de forma que a excursão de seu cursor
gera valores entre estes limites.
4.8.2 Sensor de temperatura
Este sensor de temperatura LM35 fica junto à resistência de aquecimento. Ele fornece uma tensão de 10
mV por grau Celsius, sendo que essa variação é linear em toda a faixa.
4.8.3 Condicionador de sinais analógicos
Para a leitura de sinais analógicos externos foram inclusas no kit 4 entradas analógicas com circuitos
condicionadores de sinal. São elas:
•
•
An1 e An2: entradas amplificadas com ganhos ajustáveis de 1 a 10 vezes. O ganho desses
amplificadores é ajustado pelos respectivos trimpots.
0 a 10 V: esta entrada divide o sinal por 2. Ela foi pensada para permitir a interação com sistemas
industriais que usam a escala de 0 a 10 V para medidas.
Exsto Tecnologia
19
Kit PIC16 – Manual de Utilização e Manutenção
•
4 a 20 mA: esta entrada é na verdade uma entrada de corrente. Um circuito conversor de
corrente para tensão converte o sinal de entrada de forma que 20 mA corresponderão a 5 V no
terminal do PIC.
As saídas dos condicionadores de sinal têm proteção contra sobre tensão. Apesar disso, não se deve
aplicar sinais superiores a 12 V nas entradas.
4.8.4 Conversor D/A
Uma possibilidade de uso do PWM é para geração de níveis analógicos de tensão. O princípio de
funcionamento é que ao passar o sinal do PWM por um filtro passa baixas a saída apresenta um nível de
tensão proporcional ao duty-cicle do sinal de entrada. O filtro passa baixo necessário já está presente no
kit. A saída desse filtro é amplificada com ajuste de ganho permitindo gerar sinais com até 10 V de
amplitude para o duty-cicle de 100%. Existem muitos dispositivos industriais controlados por sinais de
tensão de 0 a 10 V, como por exemplo o inversor de freqüência.
Existe ainda um feedback do sinal gerado para o microcontrolador, para averiguar o correto
funcionamento.
4.9 Diversos
Essa seção descreve alguns circuitos que se comunicam com o microcontrolador através dos protocolos
I2C e SPI. A presença desses componentes é, além do estudo deles em si, o estudo desses protocolos.
Para maiores informações sobre esses componentes e seus protocolos comunicação consulte os manuais
dos mesmos no CD.
4.9.1 Memória EEPROM
O componente 24C08 (U15) é uma memória EEPROM que se comunica através do protocolo I2C. Ela tem
capacidade de 8kbit (1 kbyte).
4.9.2 Potenciômetro digital SPI
Mais uma inovação do kit. O potenciômetro digital utiliza a comunicação serial SPI (Serial Peripheral
Interface), que é utilizada para a comunicação entre dois componentes em curta distância.
Assim como o potenciômetro convencional, o potenciômetro digital está ligado de tal maneira que é
possível ler o valor de seu cursor, tensão esta que varia de 0 a 5V.
4.9.3 Relógio de tempo real (RTC)
O HT1380 (U12) é um relógio de tempo real (RTC – Real Time Clock) e calendário com comunicação serial.
Ele possui um cristal próprio para geração da base de tempo (X1) e é mantido por uma bateria
recarregável(BAT1), mesmo se o kit for desligado da energia.
O protocolo de comunicação desse componente assemelha-se ao protocolo SPI, porém apresenta
algumas divergências do padrão, consulte seu manual para mais detalhes de funcionamento.
4.9.4 Interface RS-232
O microcontrolador PIC possui uma UART, isto é, uma interface de comunicação serial. Apesar desse
módulo do microcontrolador realizar toda a temporização e tratamento lógico da comunicacao, para que
se possa conectá-lo a um computador é necessários um conversos de nível que adéqüe os sinais de saída
Exsto Tecnologia
20
Kit PIC16 – Manual de Utilização e Manutenção
do microcontrolador para o padrão RS-232 (EIA-232C). Isto é feito pelo CI MAX232 (U5) e componentes
ligados a ele. Existe também um conector DB-9 (CN4) para a ligação do kit ao PC. Para monitorar a
atividade na porta serial foram incluídos dois LEDs ligados aos pinos TX e RX do microcontrolador.
4.9.5 Gerador de Freqüência
Muitas aplicações do microcontrolador precisam de um sinal periódico aplicado aos pinos do
microcontrolador. Para prover o kit conta com um gerador de freqüências capaz de gerar sinais
quadrados de 60 Hz a 4 kHz (aproximadamente). Esse circuito tem como núcleo o CI LM555 (U26). A
freqüência pode ser ajustada através do potenciômetro R36.
5 Software
O MPLAB é um poderoso IDE (Integrated Development Environment – Ambiente de Desenvolvimento
Integrado ) fornecido pela fabricante do PIC, a Microchip. Um IDE é um software que agrega diversos
outros em um ambiente gráfico comum. Dentre os softwares que estão (ou podem ser )integrados ao
MPLAB estão compiladores, simuladores, interfaces com ferramentas de hardware, etc.
A seguir será apresentado um guia rápido de uso do MPLAB. Para mais informações, consulte a ajuda do
MPLAB através do menu Help Topics.
5.1 Criando um novo projeto.
1. Para criar um novo projeto usando o assistente de projetos, clique no menu Project
Project
Wizard...
2. Na de boas vindas acima, clique em Next.
Exsto Tecnologia
21
Kit PIC16 – Manual de Utilização e Manutenção
3. Escolha na lista, o microcontrolador a ser usado no projeto e clique em Next.
4. Nesta tela é possível escolher a ferramenta de linguagem de programação a ser usada. Observe
que algumas ferramentas, apesar de estarem presentes na lista, não são fornecidas junto com o
MPLAB e devem ser adquirida diretamente de seus fabricantes. Escolha Microchip MPASM
Toolsuite na lista Active Toolsuite e clique em Next.
Exsto Tecnologia
22
Kit PIC16 – Manual de Utilização e Manutenção
5. Na tela acima clique na tecla Browse... para escolher a pasta onde o novo projeto deve ser
armazenado e dê um nome para esse projeto (no caso, Exemplo1). Feito isso clique em Next.
6. Nesta tela é possível adicionar arquivos já existentes ao projeto. Selecione o arquivo na lista e
clique em Add >> para adicionar o arquivo ao projeto. Em seguida clique em Next.
Exsto Tecnologia
23
Kit PIC16 – Manual de Utilização e Manutenção
7. Na última tela é apresentado um resumo das configurações feitas. Se quiser alterar alguma
configuração, clique em Back até voltar a tela desejada. Se estiver tudo ok, clique em Finish.
8. A tela acima apresenta o aspecto do MPLAB com o projeto Criado.
Para abrir um projeto já criado basta ir em Project
Open... e selecionar o projeto.
Exsto Tecnologia
24
Kit PIC16 – Manual de Utilização e Manutenção
5.2 Adicionando um arquivo ao projeto
Uma vez criado o projeto pode-se adicionar arquivos, já existentes ou arquivos em branco.
Para criar um novo arquivo e adicioná-lo ao projeto, siga os seguintes passos:
1. Para criar um novo arquivo clique em File Add New File to Project...
2. Na janela que se abre, escolha a pasta do arquivo e nomeio, não esquecendo seu nome (no caso,
Exemplo1.ASM, um arquivo de código fonte em Assembly). Clique em Save.
3. O arquivo criado será aberto e incluído no projeto, como se pode observar na janela do projeto,
no canto esquerdo.
Exsto Tecnologia
25
Kit PIC16 – Manual de Utilização e Manutenção
4. Para adicionar um arquivo já existente, basta clicar no menu Project
Add Files to Project... e
selecionar o arquivo.
5.3 Montando o projeto
Uma vez criado o projeto, o mesmo deve ser “construído” para que possa ser gravado no
microcontrolador.
Cabe aqui dizer que os arquivos de código fonte Assembly possuem a terminação .ASM. Arquivos de
biblioteca (das quais trataremos no decorrer do curso) tem terminação .INC. O montador (MPASM
Assembler) interpreta esses dois tipos de arquivos criados pelo usuário o cria diversos outros. Os de maior
importância são os arquivos de erro (terminação .ERR) que permitem visualizar mensagens de erro e os
arquivos binários (terminação .HEX) que são os arquivos gravados no microcontrolador.
Para construir um projeto use a tecla de atalho Ctrl+F10 ou vá em:
Project Build All
Feito o isso aparecerá a tela Output apresentando o resultados de compilação, bem como mensagens,
avisos ou erros encontrados. Se ocorrerem erros no processo de compilação os mesmos são apresentados
em lista e um clique duplo nobre eles mostra no código fonte a linha onde se encontra o erro. Não
havendo erros a última linha da janela Output apresentará a mensagem BUILD SUCCEEDED seguida da
data.
5.4 Simulação com o MPLAB
Uma das ferramentas mais interessantes integradas ao MPLAB é o simulador MPLAB SIM. A simulação é
bastante útil para aprofundar o funcionamento de trechos de código, apesar de se tornar pouco prática
quando se trata de programas completos.Para ativá-lo, siga os passos abaixo:
Segue abaixo um guia rápido de utilização do MPLAB 7.30 para simulação.
Conforme apresentado na Lição 1, abra o MPLAB ID. Crie um novo projeto ou abra um pré-existente.
Construa o projeto (Crtl+F10)
Modo Simulação
Menu Debugger Select Tool MPLAB SIM
Janelas de visualização
Através do menu View é possível abrir diversas janelas de visualização da simulação:
Disassembly Listing: listagem do código.
Hardware Stack: Conteúdo da pilha.
Program Memory: Conteúdo da memória de programa do microcontrolador.
File Registers: Conteúdo de todos os endereços da memória de dados.
EEPROM: Conteúdo da memória de dado EEPROM.
Watch: (veja abaixo).
Special Function Register: conteúdo dos registros de função especial.
Exsto Tecnologia
26
Kit PIC16 – Manual de Utilização e Manutenção
Janela Watch: permite a escolha dos endereços de memória RAM (SFR ou de uso geral) e de bits
para visualização. Permite:
Adicionar SFR:
o Selecione o SFR na lista da esquerda e clique “Add SFR”
Adicionar Símbolo (bits e variáveis criadas)
o Selecione o símbolo na lista da direita e clique “Add Symbol”
Alterar o valor dos SFR e símbolos
o Basta dar um clique duplo sobre o campo “Valor” e digitar o valor desejado.
Simulação
Acompanhar o andamento do programa pela janela no programa ou pela janela Dissasnebly
Listing (recomendável).
Comandos (os comando podem ser dados através do Menu Debugger, de teclas de atalho e da
barra de ferramentas):
Comando Atalho
Run
F9
Ícone
Descrição
Executa o programa em tempo real
Halt
F5
Para a execução do programa no ponto onde estiver
Animate
-
Executa continuamente Step Into
Step Into
Step Over
Step Out
Reset
F7
F8
F6
Execução passo-a-passo; entra em sub-rotinas
Execução passo-a-passo; salta em sub-rotinas
Sai da sub-rotina atual
Reseta o programa
Outras funcionalidades
Breakpoints: param a execução do programa quando a instrução marcada é atingida
o Clique o botão direito do mouse na área cinza ao lado da instrução;
o Selecione “Set Breakpoint”.
o Para retirar, clique com o botão direito do mouse sobre o breakpoint e selecione
“Remove Breakpoint”.
Desviar o programa para uma determinada instrução
o Clique na instrução desejada com o botão direito do mouse.
o Selecione “Set PC to Cursor”
Alterar o valor de um registro(ou variável):
o Na janela Watch:
Clique duplo no campo “Value” do registro e entre com o novo valor
o Na janela File Registers
Clique duplo no endereço do registro e entre com o novo valor
Compilação: antes de simular um programa, ele deve ser compilador (montado)
o Clique na janela do programa
o Menu Project Quickbuild <nome_do_arquivo> ou Alt+F10
Formato do dado mostrado na janela Watch
o Selecione a linha do registro
o Clique com o botão direito do mouse e selecione “Properties...”
o Selecione o formato desejado no campo “Format”
Quando for selecionado “Decimal” aparece o campo “Signed” que se marcado
apresenta o resultado como um número sinalizado.
Exsto Tecnologia
27
Kit PIC16 – Manual de Utilização e Manutenção
6 Resolvendo Problemas
6.1 Suporte Técnico
A Exsto Tecnologia oferece suporte técnico gratuito para questões de utilização de seus produtos
através do e-mail [email protected] ou do telefone (35) 3471-6898.
7 Garantia
O Kit tem garantia total contra defeitos de fabricação pelo período de 1 (um) ano. Não estão
cobertos quaisquer danos causados pelo ou ao kit por mau uso do mesmo.
No. de Controle: _______________________
Data: _____ / _____/ ____
Resp.: ________________________________
Ass.: __________________________
Proprietário:______________________________________________________________
Endereço:________________________________________________________________
CEP.: _________________________________
Fone: __________________________
Cidade:________________________________
Estado: _________________________
Exsto Tecnologia
28
Kit PIC16 – Manual de Utilização e Manutenção
Apêndice A - Esquemas elétricos
Exsto Tecnologia
29
Kit PIC16 – Manual de Utilização e Manutenção
Exsto Tecnologia
30
Kit PIC16 – Manual de Utilização e Manutenção
Exsto Tecnologia
31
Kit PIC16 – Manual de Utilização e Manutenção
Exsto Tecnologia
32
Kit PIC16 – Manual de Utilização e Manutenção
Exsto Tecnologia
33
Kit PIC16 – Manual de Utilização e Manutenção
Exsto Tecnologia
34
Kit PIC16 – Manual de Utilização e Manutenção
Exsto Tecnologia
35