MCE Starter KIT Student LAB - Manual de usuario by mcelectronics

MCE Starter KIT Student LAB Placa de entrenamiento diseñada por ingenieros, pensada para estudiantes.

mc electronics



Garantía de Calidad Somos un equipo de profesionales que trabaja con pasión para asegurar que Ud. tenga siempre un producto innovador. Cuidamos los detalles para fabricar herramientas de calidad. Todos nuestros productos son diseñados y fabricados en Argentina. Este producto cuenta con 1 año de garantía por defectos de fabricación o falla de sus componentes.

Alejandro Airoldi

Responsable del Control de Calidad

Información actualizada on-line: http://www.mcelectronics.com.ar/desarrollos

Introducción Presentamos la nueva MCE Starter KIT Student LAB, nuestra placa más completa, especialmente diseñada para quienes quieran aprender electrónica y programación de microcontroladores PIC®. Incluye programador, debugger express y analizador lógico de 3 canales incorporado en el PCB. Conjuntamente con la placa desarrollamos un curso on-line con los fundamentos de la electrónica y la programación de PIC®. A lo largo del curso se realizarán prácticas básicas como encender un LED y leer un pulsador que luego irán incrementando su complejidad hasta comunicaciones USB, control de motores y PWM.

Contenido del KIT

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Contenido del KIT Componentes La placa incluye los siguientes componentes en el PCB: PIC18F46K20-I/P Sensor de Temperatura Motor de CC LED RGB 4 Pulsadores 4 LEDs 1 Relay Conexión USB Fuente de alimentación variable Programador y Analizador Lógico

Experimente con seguridad

Accesorios

La placa cuenta con soportes de goma antideslizantes, precinto de seguridad para el motor y protección contra inversión de polaridad.

Incluye cable USB, wire jumpers y componentes para realizar las prácticas en el protoboard. Adicionalmente se pueden adquirir los módulos MCE MicroStick para realizar prácticas de Ethernet, GSM y GPS.

Contenido del KIT Protoboard Es posible realizar diversas practicas en el protoboard. Se incluye un set de resistencias, leds, diodos, capacitores y un driver L293D para controlar el motor. Además 40 cables precortados y pelados (wire jumpers) para realizar las conexiones.

Packaging + DVD Incluye un DVD con 32 hs de clase grabadas en nuestro Centro de entrenamiento. La placa y los componentes se envían en un packaging antiestático.

Layout versión 100612 Sensor de Temperatura

Relay

Fuente de alimentación de 3.3v, 5v y variable

Conexión USB

Programador y Analizador Lógico

Motor de CC

Protoboard

Layout versión 100612 Sensor de Temperatura

Relay

Fuente de alimentación de 3.3v, 5v y variable

Conexión USB

Programador y Analizador Lógico

Motor de CC

Protoboard

Conector Board Este header permite acceder a los distintos dispositivos de la placa. Además, incluye las 3 entradas del analizador lógico (CH1-CH2-CH3). VREG entrega la tensión del LM317 saeteada con el pote. Puede variar de 1,5v a 9v. Ver diagrama esquemático para conectar cada salida.

VPP/NC

VREG

PGD/CH1

VREG

PGC/CH2

VREG

AUX/CH3

VREG

VDDT

+5V

RELAY

+5V

RGB1

+5V

RGB2

+5V

RGB3

+3.3V

LEDA

+3.3V

LEDB

+3.3V

LEDC

+3.3V

LEDD

+3.3V

SWA

+3.3V

SWB

GND

SWC

GND

SWD

GND

MTRA

GND

MTRB

GND

TEMP

GND

Conector Board

LED RGB Se activa con 1 l贸gico en los pines RGB1, RGB2, RGB3. Se puede variar con PWM para obtener todo el espectro.

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Conector Board LEDs Se activa con 1 l贸gico en los pines LEDA, LEDB, LEDC, LEDD.

Pulsadores Al presionarse el pulsador se recibe un 0 en el pin correspondiente. SWA, SWB, SWC o SWD.

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Conector Board Sensor de Temperatura TC1047 de Microchip, entrega 10mV/ºC. Conectar a una entrada analógica del PIC.

Motor Motor de continua. Ver especificaciones de corriente en el PCB. Tensión máxima 6v. Se puede variar la velocidad por PWM o bien controlar el sentido con el driver L293D incluido.

Conector PIC MCLR

RB7

Este header permite acceder a los todos los pines del PIC18F46K20.

RA0

RB6

RA1

RB5

Los conectores del header están vinculados directamente a los pines del PIC del mismo nombre.

RA2

RB4

RA3

RB3

RA4

RB2

RA5

RB1

RE0

RB0

RE1

VDD

RE2

VSS

VDD

RD7

VSS

RD6

OSC1

RD5

OSC2

RD4

RC0

RC7

RC1

RC6

RC2

RC5

RC3

RC4

RD0

RD3

RD1

RD2

Ver diagrama esquemático para conectar cada salida.

Conector PIC

Los conectores del header estĂĄn vinculados directamente a los pines del PIC del mismo nombre.

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Conectores adicionales Conector de programaci贸n Colocando los 4 jumpers (por defecto) se puede programar directamente el PIC18F46K20 en el PCB. Retirar los jumpers para utilizar el conector ICSP.

Conector ICSP Permite programar dispositivos externos con el programador incluido en la placa. Retirar los jumpers del conector de programaci贸n para utilizar el conector ICSP.

MCLR

RB7

RB6

VDD

MCLR VDDT VSS PGD PGC AUX

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Dispositivos anal贸gicos de Microchip 5v 3.3v

TC1262-3.3

3.3v

PIC 18F46K20

ANALOG

TC1047 Sensor de temperatura anal贸gico 10mV/C

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Modo Programador La placa MCE Starter KIT Student LAB incorpora un programador USB capaz de programar el PIC18F46K20-I/P (incluido) como así también PIC12, PIC16, PIC18, PIC24, dsPIC y PIC32. Se pueden programar en la placa los micros de la familia PIC16 y PIC18 de 40 pines. En cualquier otro caso se requiere utilizar el conector “ICSP” ubicado en la parte inferior izquierda de la placa.

MCLR VDDT VSS PGD PGC AUX

Modo Programador Comencemos programando el PIC18F46K20. Para ello debemos instalar el software PICkit2Setup.msi incluido en nuestro servidor. Una vez instalado en la carpeta por defecto, se debería ver la siguiente pantalla: En este caso aparece la leyenda “pickit2 no encontrado”, vamos a conectar la placa MCE Starter KIT Student LAB a la PC a través del puerto USB para comenzar a trabajar.

Modo Programador Debemos conectar los jumpers para programar el PIC18F46K20. De ahora en mas los pines pintados de un mismo color están unidos por un jumper. Es decir, conectamos (MCLR-VP), (PG-RB7), (PC-

MCLR

RB7

RB6

RB6) y (VT-VDD).

VDD

Abrimos nuevamente el programa “PICkit2 v2.61” (Programas->Microchip-> PICkit2 v2.61) o bien si ya tenemos el software abierto seleccionamos Tools – Check Communication para detectar el PIC.

Modo Programador Vemos que ya reconoció el PIC. Estamos listos para trabajar. Si necesita información sobre como utilizar la aplicación “PICkit 2 Programmer” de Microchip, por favor consulte el manual PICkit 2 User Guide DS51553E incluido en nuestro servidor de soporte.

Modo Programador Para cargar un nuevo programa en el PIC, debemos seleccionar File->Import HEX Luego hacemos click en “Write” y debe aparecer la leyenda “Programación exitosa” una vez concluida la verificación.

Es posible cambiar el seteo de los registros CONFIG sin necesidad de recompilar el proyecto, haciendo click en “Configuration”. El procedimiento de conexión y programación es idéntico para el PIC18F46K20.

Modo Programador en MPLAB® Otra posibilidad es programar el micro directamente desde el MPLAB. Puede descargar la versión mas reciente desde www.microchip.com/mplab

Program the target device: Con este icono grabamos el micro Read target device memories: Leemos todas las memorias de programa y EEPROM del micro Read the target EEDATA memory: Leemos la memoria de datos estática. Verify the contents of the target device: Verificamos el estado de la grabación Erase the target device memories: Borrado del Microcontrolador Verify that target memories are erased: Verificamos el borrado del micro.

Debugger en MPLAB® Podemos utilizar la placa Student LAB como debugger aprovechando el entorno del MPLAB. Esta utilidad nos será de gran ayuda para depurar nuestro código tanto a nivel software como hardware.

Realizaremos un pequeño ejemplo utilizando la placa MCE Starter Kit Student. En el Entorno del MPLAB seleccionamos el dispositivo con el cual trabajaremos: Configure -> Select Device…

Debugger en MPLABÂŽ En el cuadro de dialogo debemos observar cuales son las herramientas que permiten depurar este dispositivo, en este caso nos interesara que el PICkit2 lo soporte (un icono de color verde nos indica que podemos depurarlo con esta herramienta).

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Debugger en MPLAB® Comenzamos la depuración cambiando la configuración del proyecto del modo “Release” al modo “Debug”.

En este caso estamos utilizando un ejemplo en asm, pero perfectamente se puede realizar en C. Compilamos el proyecto seleccionando Project -> Build All. Seleccionamos el PICkit2 como herramienta de depuración : Debugger -> Select Tool -> PICkit 2. Se agregaran los siguientes iconos en la barra de herramientas que nos permitirán obtener un rápido acceso a las funciones utilizadas en modo debugger

Run - Halt - Animate - Step Into - Step Over - Step Out - Reset

Debugger en MPLAB® Podremos ejecutar el código en tiempo real con “Run” o línea por línea con “Step into”, “Step over”, “Step Out “o “Animate”. Podemos también parar la ejecución del programa con “Halt” o a través de los Breakpoints. Para cargar el programa en el dispositivo seleccionamos Debugger -> Program Ahora estamos en condiciones de correr el programa presionando el botón Run. Paramos la ejecución del programa oprimiendo en Halt y reseteamos el micro con Reset.

Debugger en MPLAB® Con las Función Step podemos ejecutar el código línea por línea.

Breakpoints La cantidad de breakpoints (puntos donde se detiene la ejecución del programa) depende del dispositivo seleccionado, en la mayoría de los PIC de rango medio se permite un sólo breakpoint.

Debugger en MPLAB® Si necesita modificar el código fuente, no olvide compilar el proyecto de nuevo y cargarlo al micro seleccionando Debugger -> Program. Al finalizar la depuración exitosamente ya puede grabar el micro, para ello salga del modo Debug con Debugger -> None y seleccione el programador para cargar el código con Programmer -> Program.

Analizador l贸gico Se pueden utilizar los pines del programador como 3 canales de entrada para el analizador l贸gico. Esto resulta 煤til, por ejemplo, para monitorear los pulsos que ingresan a un motor o que controlan la intensidad de un led.

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Analizador lógico En este ejemplo vamos a utilizar el analizador para monitorear la salida por PWM que controla la intensidad lumínica de un LED.

Considerar que tenemos 3 canales (CH1-CH2CH3) que se pueden conectar a cualquiera de los pines de la placa Student LAB. Como máximo soportan 5v. Desconectar los jumpers del programador antes de utilizar los canales del analizador lógico.

VPP/NC PGD/CH1 PGC/CH2 AUX/CH3 VDDT

Analizador lógico Para ejecutar la funcionalidad de Analizador Lógico, vamos a Tools -> Logic Tool -> Analyzer dentro de la misma aplicación que utilizamos para programar.

Esta es la ventana principal del Analizador Lógico. Se puede seleccionar una fuente de Trigger para cada canal. En este caso seleccionamos que se dispare cuando CH1 = 1 (VDD). La frecuencia de muestreo podemos dejarla en 1 MHz para visualizar correctamente la forma de la señal. Se debe conectar un wire jumper desde el CH2 al pin que se quiera monitorear. Una vez completados todos los pasos estamos listos para capturar la señal.

Analizador lógico Dentro de la aplicación de captura, hacemos clic en RUN.

Se aprecia el CH1 en 1, el CH3 en 0 y el CH2 muestra, en este ejemplo, la señal de PWM que esta controlando el brillo de un LED. Si variamos la intensidad lumínica vemos como aumenta o disminuye el ancho efectivo del pulso.

Analizador lógico La aplicación nos da la posibilidad de medir el ancho de pulso mediante cursores: También es posible exportar la imagen a un archivo bmp, haciendo clic en SAVE.

Ejemplo de aplicación Encender un led de la placa de demostración MCE Starter KIT Student LAB, utilizando el PIC18F46K20. Recuerde conectar un wire jumper desde el PORT RB7 al LED que quiera encender, por ejemplo el LED A. #include "p18f46K20.h" void main (void) { TRISB = 0b01111111; // Configuro bit 7 del Port B como salida, los demás son entradas LATBbits.LATB7 = 1; // Enciendo Led a través del bit 7 del registro LATB while (1) }

Ejemplo de aplicación El programa comienza definiendo los registros del procesador con la directiva #include, esta directiva incorpora el archivo de cabecera o Header p18f4620.h a nuestro proyecto. Todos los programas en C deben comenzar con la función main, lo definimos de la forma void main (void) { //Sentencias del programa principal }

Las sentencias void indican que la función no retornara ningún valor y tampoco tomara ningún argumento (Esto lo veremos mas en detalle cuando trabajemos con funciones, pero si usted lo desea, le sugiero que vea las clases de programación en C, ARG012 y ARG013 disponibles en nuestro servidor). Entre corchetes colocamos el cuerpo del programa, allí residen las sentencias que conformaran nuestro código.

Ejemplo de aplicación Inicializamos el registro TRISB indicándole que la única salida del Port B será el pin 7. La directiva 0b indica al compilador que la constante que se escribirá debe tomarlo como un dato binario. Encendemos el led asignando un 1 a la variable LATBbits.LATB7 que controla los latch de salida de los puertos y nos quedamos en un loop infinito con la sentencia while (1); La sintaxis de la sentencia while es while (expresión) Sentencias Mientras la expresión sea verdadera, se ejecutara el bloque de sentencias que conforman el While, pero si la expresión es falsa salimos del ciclo continuando con nuestro programa. Para el Compilador C18, si el resultado de la expresión es igual a cero, lo tomara como false (falso), pero cualquier resultado distinto de cero lo tomara como True (Verdadero), en nuestro caso la expresión de nuestro código es 1, que siempre será verdadero, esta es una manera elegante de generar un loop infinito en C. Ahora puede crear el proyecto en su MPLAB IDE añadiendo los archivos de cabecera y los linkers que necesite.

Descargas Por favor descargue las versiones actualizadas de estos programas antes de empezar a programar. MPLAB庐: http://www.microchip.com/pagehandler/en-us/family/mplabx/ Aplicaci贸n del PICKit 2 y Analizador L贸gico: http://www.microchip.com/stellent/idcplg?IdcService=SS_GET_PAGE&nodeId=1406&dDocName=en 027813

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