K51-AVR

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TARJETA DE EXPERIMENTACIÓN PARA MICROPROCESADORES DE LA FAMILIA 8051 Y AVR

Salvatore Damino

PRIMERA PARTE

En solo un espacio de 145cm2 se concentran una serie de recursos los cuales le permitirán iniciarse en el test y estudio de los siguientes controladores e interfaces:

 

Control de periféricos mediante la simulación del BUS I2C con solo 2 líneas de E/S de la CPU:

- Reloj en tiempo real PCF 8583 con batería de litio, RAM y reloj de alarma.
- Controlador de display de 4 digitos para displays de LED 7 segmentos, tipo SAA 1064.
- EEPROM serie, tipo 24C08.
- Control de 8 líneas bidireccionales de E/S a través de PCF 8574.
- Control de cuatro convertidores A/D de 8 bits y un convertidor D/A a través de PCF 8591.
- Medida de temperatura y control de función termostato a través de DS 1621.
- Conector interface bus I2C (conector de tornillo de 2 pins) para cualquier dispositivo externo I2C.

 

Sección CPU

En esta sección se incluye un circuito de Reset, controlado a través de TL 7705, capaz de generar tanto señales RESET como /RESET; un pulsador y un puente de 3 pins para conmutar entre las condiciones de uso del 8051 y las del AVR.
A esta sección hay que añadir también 1 cristal y 2 zócalos, del tipo ZIF (Zero Insertion Force), donde puede ir montada la CPU tanto de 20 como de 40 pins, montaje en línea dual.

 

Interface Serie

Está disponible, mediante conector tipo D de 90° 9 pins, una línea serie RS 232 estándar basada en el dispositivo MAX 202.
De este circuito integrado solo se utiliza una sección de las dos disponibles. La restante está a disposición del usuario para expansiones futuras.

 

Dispositivos y líneas de E/S

Los siguientes dispositivos están disponibles para experimentación:

- 4 displays de LEDs de tamaño 13 mm o 20 mm.
- 4 teclas directamente controladas por la sección CPU.
- Buzzer controlado por la sección CPU.
- Salida Termostato, monitorización mediante LED, disponible en conector.
- Salida de Reloj en tiempo real para control de /INT o frecuencia de salida.
- 16 líneas de E/S que salen de los 40 pins de la CPU.
- 11 líneas de conversión A/D, 12 bit, conectadas al TLC 2543.
- Conector estándar de 20 pins para la conexión de las entradas de 12 bit del convertidor A/D.
- Terminales para la conexión de un display LCD alfanumérico display y para el trimmer del contraste.
- Terminales para la alimentación externa y señales auxiliares.

Consideraciones Generales

K51-AVR nos da la oportunidad de obtener los conocimientos y la documentación hardware, tanto desde el punto de vista tanto software como hardware, para iniciar a experimentar de manera sencilla, paso a paso, y conseguir experiencia en el uso y conocimiento de las características de los elementos que forman parte de la electrónica de los microcontroladores.
Tomando como excusa el montaje de la alarma del reloj, incluido en varios elementos de la circuitería, cualquier información a cerca de su uso nos será útil y nos indicará como encontrar la información adecuada. Para este fin, utilizaremos la documentación técnica disponible en Internet y listaremos las direcciones necesarias.

Cualquier circuito integrado que se usa viene equipado con un ejemplo simple que nos ayudará a conocer como controlarlo y obtener un sistema listo para su uso.

La gran cantidad de ejemplos, cada vez más complejos, nos darán el conocimiento y los nuevos conceptos de uso, incrementado constantemente nuestro crecimiento cultural. En poco tiempo tendrán en sus manos los conocimientos para hacer cualquier cosa de manera correcta; incluso problemas complejos serán solucionados de manera correcta mediante un método sistemático.

Desde un punto de vista software, debemos de escoger un lenguaje de programación simple, eficaz y de bajo coste, nosotros hemos encontrado el candidato adecuado en el compilador BASIC de MCS-Electronic. Este compilador está disponible para la numerosa familia de 8051s o para el nuevo chip rápido de la familia ATMEL AVR, basado en tecnología RISC, son las referencias BASCOM-8051 y BASCOM-AVR. El manual de usuario también está disponible en Italiano.
Para clientes que prefieren realizar todo tipo de pruebas antes de realizar la comprar, existe la posibilidad de bajar directamente una versión demo del BASCOM para 8051 y AVR, desde la página web http://www.grifo.it. Esta versión demo tiene la limitación a la hora de generar código, la máxima capacidad es de 1K, suficiente para probar el producto. Pero podemos generar muchos ejemplos, incluido el reloj en tiempo real, utilizando sólo esta capacidad máxima. De manera que podremos realizar todos estos test antes de empezar con el montaje de la placa.
En esta primera parte utilizaremos una CPU pequeña de 20 pins. Para utilizarlo será necesario disponer de un programador capaz de gravar el programa compilado en el microprocesador utilizado. Si está pensando en utilizar un AT89C2051 de 2k o un AT89C4051 de 4k de memoria flash, las posibilidades son las siguientes:
- Utilizar algún programador de micros prestado.
- Crearse su propio programador. En la web http://www.grifo.com encontrará diagramas eléctricos y diseños de circuito impreso.
- Comprar un programador. En este caso tiene una amplia gama de soluciones:

Si se desea utilizar el RISC AT90S2313, solo podrá utilizar cualquiera de las dos últimas opciones.

 

Reloj de alarma digital

El circuito utilizado para la implementación del reloj de alarma se compone de un RTC PCF 8583, el controlador de display de 7 segmentos SAA 1064, 4 pulsadoresy el altavoz. Este circuito es controlado a través del protocolo I2C-BUS, inventado por Philips y ampliamente utilizado tanto en área civil como profesional. Este protocolo de comunicación utiliza dos hilos y permite intercambio de datos entre periféricos y unidades inteligentes. El compilador BASCOM permite el controlar este protocolo en alto nivel, es decir mediante comandos simples, y sin necesidad de conocimientos sobre el propio protocolo.
Para el que quiera mejorar sus conocimientos a cerca del protocolo, les sugerimos leer la completa y clara documentación de los informes que Philips incluye en los data books.
Para resumir la flexibilidad del protocolo I2C-BUS, rogamos tengan en cuenta para aquellos que deseen experimentar con los circuitos descritos, es posible el uso de la placa GPC® F2, que ya ha sido montada por muchos de ustedes, empezando por un kit. En esta placa es posible depurar y probar todos los programas suministrados.

 

Operatividad

El reloj de alarma dispone de los comandos de ajuste de tiempo y visualización del tiempo actual. Permite la configuración del tiempo que inhibe el sonido de alarma con las funciones de sleep, snooze, etc. El brillo del display puede ajustarse entre tres niveles diferentes.
La batería de litio asegura el dato de tiempo incluso sin alimentación. Los 256 bytes incluidos de memoria con batería pueden ser usados por el usuario para otros propósitos. Por ejemplo algunos intervalos de tiempo diferentes e independientes pueden ser seleccionados y controlados para activar o desactivar funciones específicas como la calefacción en una habitación, la iluminación, el ventilador, etc.
Por ahora esto es todo, nos encontraremos de nuevo el próximo mes.

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