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Profesor: M. C. Rubén Loredo Amaro

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Carrera de Electricidad y Electrónica

Industrial

UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE ALTAMIRA

Blvd.. de los Ríos Km. 3+100, Puerto Industrial Altamira, 89608, Altamira, Tam. Tel/Fax (833) 260 0252

A partir del puerto P1 del microcontrolador manejar los tiempos de encendido y apagado de los

semáforos que se encuentra en un cruce de calles de un solo sentido.

En esta practica se aprenderá acerca de cómo utilizar los puertos de salida del microcontrolador, utilizar tablas de secuencias lógicas con los códigos de operación de los semáforos.

En la vida real los semáforos son dispositivos que controlan el trafico en la ciudad, resulta intere-sante la aplicación de los microcontroladores ya que en la mayoría de los casos tienen estos ele-mentos como parte integral del control del semáforo por lo que esta es una aplicación real del mi-crocontrolador.

1 pinzas de punta

1 pinzas de corte

Material vario

Cable telefónico

Tablilla de experimentos

1 Fuente de poder +5v

1 programador AT89S8252

1 Multimetro para probar conti-

nuidad y voltajes.

Fundamentos

Equipo Herramientas Materiales

Objetivo

Reglas de seguridad y ecológicas

El manejo de electricidad debe ser respetando las normas de seguridad de los laboratorios. Suponer que un equipo esta

apagado puede ser peligroso, para no sufrir una descarga eléctrica utilizar la conexión de tierra para evitar daños a equi-

po y personas. Una área de trabajo ordenada y limpia siempre reduce los problemas de conexión malas o accidentes.

Respete los códigos de colores preestablecidos rojo (+) negro (-) verde (GND) , si maneja sustancias peligrosas utilizar

protección personal (gafas, guantes, batas, casco etc.) y confinar en recipientes especiales las pilas en desuso así como

sustancias o residuos peligrosos. No traer puestos anillos o cadenas o ningún material conductor de electricidad en el

cuerpo para prevenir accidentes eléctricos

PRACTICA 3

SEMAFORO MICROCONTROLADO

1 Sistema Mínimo con micro-

controlador (ver practica 2)

2 LED Verdes

2 LEDS Amarillos

2 LEDS Rojos

6 resistencias de 330 ohms

Opcional

6 MOC3011 o MOC3041

6 SCR de 8 Amperes


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Planteamiento

Los semáforo que controlan el trafico en el primer cuadro de la ciudad, en la intersección de las calles Colón y Emilio Carranza son importantes para la vialidad en esta zona, ambas calles son de un solo sentido. El trafico de la calle Colon lo controla el semáforo A y la calle Emilio Carranza el semáforo B. Generalmente el trafico es inten-so por la cantidad de comercios, escuelas y oficinas de gobierno en la zona además de ser una ruta obligada del transporte publico que viene al centro de la ciudad. Se ha visto que la fluidez dependerá de una serie de factores como los vehículos que circulan a través de las dife-rentes calles en relación con el tiempo de otros semáforos en la zona, estos deben estar sincronizados. Como parte de trabajo de investigación será tomar los tiempos exactos de estas calles con un cronometro y encontrar los estados lógicos de la secuencia de colores de preferencia en una hora de trafico vehicular. Se recomienda hacer esto en equipo y anotar la secuencia de colores con los tiempos correspondientes. Se sugiere grabar con cámara video la secuencia para facilitar el análisis posterior o usar teléfonos celulares con cámara grabando todo un ciclo en cada semáforo, esto representará el 20% de la calificación de la unidad.

PRACTICA 3


Figura 1. Localización de los semáforos en el primer cuadro de la ciudad de Tampico

A

B


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Desarrollo

Se utilizara el puerto P1 del microcontrolador para conectar indicadores LED’S de colores verdes, rojos y amari-llos, la forma en que están conectados los LED’S hacen que brillen cuando reciben un cero lógico a través del puerto (polarización directa) y estén apagados cuando reciben uno lógico por el mismo puerto, (polarización inver-sa) la disposición de las conexiones se muestra en la tabla según el color y la dirección del bit del puerto uno el cual afectara, por ejemplo para el semáforo A, el LED verde será controlado por el P1.0 y el semáforo B el LED verde será controlado por P1.3. Los pines P1.6 y P1.7 no son usados por lo que aparecen en la columna N.C. de No Conexión. Los estados principales de la secuencia lógica son 4 y se programan en la siguiente tabla: ;-----------------------------------------------------------------

; Tabla de estados de cruce de calles de un solo sentido

;-----------------------------------------------------------------

estados: movc a,@a+pc

ret ;semáforo A semáforo B

db 1Eh ;p1.0 verde p1.5 rojo

db 1Dh ;p1.1 amarillo p1.5 rojo

db 33h ;p1.2 rojo p1.3 verde

db 2Bh ;p1.2 rojo p1.4 amarillo

No se toman en cuenta para la tabla de la subrutina en lenguaje ensamblador las filas que están sombreadas en gris, ya que estos valores son considerados para hacer las intermitencias del verde en cada semáforo por ejemplo: ;----------------------------------------------------------—------—------—------

;Subrutina que hace que se prenda y apague el verde en el semáforo A 3 veces

;----------------------------------------------------------—------—------—------

flash_SemA: push acc ;Guarda el acumulador en el stack pointer

mov r1,#00h ;inicializa R1 contador de la subrutina en cero

parpadeoA: inc r1 ;incrementa R1 contador del subrutina flash_semA

mov p1,#1fh ;VERDE OFF ROJO ON

call medio_segundo ;RETARODO DE MEDIO SEGUNDO

mov p1,#1eh ;VERDE ON ROJO ON

call medio_segundo ;RETARDO DE MEDIO SEGUNDO

cjne R1,#3h,parpadeoA ;REPITE 3 VECES

pop acc ;SALE Y RESTAURA EL VALOR DEL ACUMULADOR (CONTADOR DE ESTADO)

ret ;RETORNO DE SUBRRUTINA

La subrutina de intermitencia para el semáforo B es muy similar al semáforo A, solo con los códigos de operación del puerto P1 serán 33h y 3Bh para prender y apagar el verde en P1.3

PRACTICA 3


Tabla 1. Lógica de la secuencia de colores con su equivalente de binario a hexadecimal


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Desarrollo

1. Armar el siguiente circuito, recuerde que el circuito del sistema mínimo del microcontrolador fue parte de la practica 2 por lo que usted solo tendrá que agregar los LED’S de los colores correspondientes según la figura 2

2. Los LEDS se encuentran en serie con resistencias limitadoras de 330 ohms, los ánodos de todos los LEDS se encuentran conectados al positivo de la fuente, por lo cual el microcontrolador se usará como sumidero de la corriente que pase por el LED cuando este brille cuando se polariza directamente con un estado lógi-co bajo. En otras palabras cuando P1.0 = 1 Lógico, LED apagado y P1.0 = 0 Lógico, LED encendido.

PRACTICA 3


Figura 2. Semáforo microcontrolador con LED´S indicadores


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ETAPA DE POTENCIA

Si queremos activar lámparas de potencia como las utilizadas en los semáforos, sustituya los LEDS por opto–acopladores (ver figura 3) estas aíslan la etapa de potencia con la del microcontrolador. Esto se hace porque si existiera algún problema de cortocircuito en las lámparas no afectara la etapa de control porque no hay conexio-nes en donde se pueda desviar alguna corriente de corto circuito. El acoplamiento es por medio de Luz emitida por los diodos LEDS disparan un opto-DIAC, que a su vez dispara a un TRIAC por su compuerta. Los TRIACS manejan individualmente corrientes hasta 8 Amperes de la línea eléctri-ca para las lámparas del semáforo, según sea la orden dada por el puerto P1 del microcontrolador. Los opto-acopladores que puede utilizar son los MOC3011, o también los MOC3041 con detector de cruce por cero, estos se disparan solo cuando la onda senoidal del voltaje de alterna cruza por cero, ocasionando que la vida útil de las lámpara se prolongue; ya que no es activada cuando el voltaje ya esta presente en la lámpara redu-ciendo así su vida útil.

PRACTICA 3


Figura 3. Etapa de Opto-aislada para el manejo de lámparas de potencia del semáforo


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;programa semáforo que controla trafico de dos calles un solo sentido

;rev 1.2 CON FLASHEO EN VERDE

;29 DE SEPTIEMBRE 2008, ING. RUBEN LOREDO AMARO

;-----------------------------------------------------------------

;asignación de estados

st1 equ 1h

st2 equ 2h

st3 equ 3h

st4 equ 4h

;-----------------------------------------------------------------

org 00h

jmp inicio

org 030h

inicio: mov sp,#64h ;guarda datos del stack pointer a partir de la dirección 64h en adelante

otravez: mov a,#00h ;inicializamos el acumulador con 0

ciclo: inc acc ;INCREMENTA EL REGISTRO ACUMULADOR (CONTADOR DE ESTADO DEL SEMAFORO)

push acc ;SALVA AL ACUMULADOR EN EL STACK POINTER

;-----------------------------------------------------------------

call estados ;LLAMA LOS ESTADOS DE LOS SEMAFOROS

mov p1,a ;SEGUN EL ESTADO, PRENDE LOS COLORES DADOS POR LA TABLA DE ESTADOS

pop acc ;DEVUELVE EL VALOR DEL ACUMULADOR (CONTADOR DE ESTADO DEL SEMAFORO)

;-----------------------------------------------------------------

cjne a,#st1,sigue1

call retardo10 ;RETARDO PARA EL VERDE SEMAFORO A

call flash_SemA ;PARPADEA EL VERDE SEMAFORA A

;-----------------

sigue1: cjne a,#st2,sigue2

call retardo3 ;RETARDO PARA EL AMARILLO SEMAFORO A

;-----------------

sigue2: cjne a,#st3, sigue3 ;RETARDO PARA EL VERDE SEMAFORO B

call retardo10

CALL FLASH_SEMB ;PARPADEO DEL VERDE SEMAFORO B

;------------------

sigue3: cjne a,#st4, ciclo

call retardo3 ;RETARDO AMARILLO SEMAFORO B

;------------------

jmp otravez ;SALTA AL PRINCIPIO DEL CICLO E INICIALIZA EL CONTADOR OTRAVEZ

;-----------------------------------------------------------------

; tabla de estados de cruce de calles de un solo sentido

;-----------------------------------------------------------------

estados: movc a,@a+pc

ret ;semáforo A semáforo B

db 1Eh ;p1.0 verde p1.5 rojo

db 1Dh ;p1.1 amarillo p1.5 rojo

db 33h ;p1.2 rojo p1.3 verde

db 2Bh ;p1.2 rojo p1.4 amarillo

;-----------------------------------------------------------------

;subrutina que hace que se prenda y apague el verde en el semáforo A 3 veces

;-----------------------------------------------------------------

flash_SemA: push acc ;Guarda el acumulaor en el stak pointer (guarda conteo del estado del semaforo)

mov r1,#00h ;inicializa el R1 contador de la sub en cero

parpadeoA: inc r1 ;incrementa R1 contador del subrrutina flash_semA

mov p1,#1fh ;VERDE OFF ROJO ON

call medio_segundo ;RETARODO DE MEDIO SEGUNDO

mov p1,#1eh ;VERDE ON ROJO ON

call medio_segundo ;RETARDO DE MEDIO SEGUNDO

cjne R1,#3h,parpadeoA ;REPITE 3 VECES

pop acc ;SALE Y RESTAURA EL VALOR DEL ACUMULADOR (CONTADOR DE ESTADO)

ret ;RETORNO DE SUBRRUTINA

;-----------------------------------------------------------------

;subrutina que hace que se prenda y apague el verde en el semáforo B

;-----------------------------------------------------------------

flash_SemB: push acc

mov r1,#00h

parpadeoB: inc r1

mov p1,#3Bh

call medio_segundo

mov p1,#1eh

call medio_segundo

cjne R1,#33h,parpadeoB

pop acc

ret

SEMAFORO.ASM

PRACTICA 3



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;-----------------------------------------------------------------

retardo10: PUSH ACC

MOV R0,#00H

SIGUE: INC R0

CALL UNSEGUNDO

CJNE R0,#0AH, SIGUE

POP ACC

ret

;-----------------------------------------------------------------

unsegundo: mov a,#250d

call delay

mov a,#250d

call delay

mov a,#250d

call delay

mov a,#250d

call delay

ret

;-----------------------------------------------------------------

medio_segundo: mov a,#250d

call delay

mov a,#250d

call delay

ret

;-----------------------------------------------------------------

retardo3: PUSH ACC

MOV R0,#00H

SIGUE_2: INC R0

CALL UNSEGUNDO

CJNE R0,#03H, SIGUE_2

POP ACC

ret

;-----------------------------------------------------------------

; subrutina delay (retardo en milisegundo según sea el

; acumulador antes de llamarla, destruye acumulador después

; de efectuarse

delay:

dec a ; 1

d_olp:

push acc ; 2 \

mov a, #0a6h ; 1 |

; |

d_ilp: inc a ; 1 \ |

nop ; 1 | |

nop ; 1 | |

nop ; 1 | |

nop ; 1 | |

nop ; 1 |- 11 | (acc-1)

nop ; 1 | cycles |- msec

nop ; 1 | |

nop ; 1 | |

jnz d_ilp ; 2 / |

; |

nop ; 1 |

nop ; 1 |

nop ; 1 |

pop acc ; 2 |

; |

djnz acc,d_olp ; 2 /

; need to wait 998 microseconds more

SEMAFORO.ASM (CONTINUACION…)

PRACTICA 3



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mov a, #0a6h ; 1

d_lp2: inc a ; 1 \

nop ; 1 |

nop ; 1 |

nop ; 1 |

nop ; 1 |

nop ; 1 |- 11

nop ; 1 | cycles

nop ; 1 |

nop ; 1 |

jnz d_lp2 ; 2 /

nop ; 1

nop ; 1

nop ; 1

nop ; 1

nop ; 1

ret ; 2

end

SEMAFORO.ASM (CONTINUACION…)

PRACTICA 3


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Conclusiones


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NOMBRE DEL EQUIPO___________________________

FECHA DE REVISION:_____________________

CALIFICACION:___________________________

GRUPO:____

FIRMA PROFESOR

HOJA DE EVALUACION

PRACTICA 3


NO. NO. CONTROL NOMBRE DEL ALUMNO FIRMA

1

2

3

4

5

6

ASPECTOS A EVALUAR 100 25 75 50

AUTONOMIA EN EL DESARROLLO

OBJETIVOS DE LA PRACTICA ALCANZADOS

RELACIONA LA PRACTICA CON EXPERIENCIAS ANTERIORES

MANIPULA LAS HERRAMIENTAS Y EQUIPOS

INTERACTUAN TODOS EN EQUIPO PARA HACER LA PRACTICA

ORDEN Y LIMPIEZA

ENTREGO PRACTICA EN FECHA ESTABLECIDA

OBSEVACIONES DEL PROFESOR

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