PT-40

SISTEMA DE DESARROLLO PARA MICROCONTROLADORES PIC

Manual de Usuario y

Primeros Pasos

III NNN TTT RRR OOO DDD UUU CCC CCC III ÓÓÓ NNN El sistema de desarrollo para PT-40 es un equipo pequeño pero poderoso con el cual usted podrá utilizar una gran cantidad de Microcontroladores PIC, pertenecientes a diferentes familias de la serie F de microchip®. El PT-40, ha sido diseñado teniéndolo a usted en mente, procurando mantener un balance adecuado entre prestaciones y costo con el objetivo de lograr un producto de alta calidad al menor precio posible. Usted no tendrá que preocuparse más al momento de programar su microcontrolador por problemas con el programa de grabación, pues el software que acompaña al PT-40 es increíblemente estable y su uso es tan simple que lo sorprenderá. No importa si escribió sus programas en ensamblador, C, Basic o cualquier otro lenguaje, el PT-40 le permite descargar el código compilado en cuestión de segundos. El propósito de este manual de usuario es:

• Presentar las características, potencialidades y ventajas del PT-40. • Guiarlo durante el proceso de instalación del software incluido en el CD-ROM. • Suministrarle un conjunto de ejemplos e instrucciones de utilización que harán de su

experiencia con el PT-40 todo un éxito. Antes de continuar, tomaremos un tiempo para revisar el contenido del material que acompaña al sistema de desarrollo:

• Base de programación contenida en el impreso del sistema PT-40. • CD con programa de instalación y documentación adicional. • Microcontrolador PIC16F877 con resonador 20 MHz. • Pantalla LCD estándar de 2x16 caracteres. • Cable de programación USB. • Código de ejemplo para el PIC16F877. • Compilador en lenguaje Basic PROTON®, Sistema MPLAB® de microchip™. • Manual de uso y referencia del microcontrolador PIC16F877.

Requerimientos mínimos del computador.

• Procesador Pentium 266 Mhz o superior con Windows 9X, 2000, NT4 o XP. • Unidad de CDROM. • Puerto de comunicaciones USB. • Conexión a Internet (opcional para actualizar la versión de los programas incluidos en el CD-

ROM y descargar nuevos ejemplos disponibles en la RED).

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Características del sistema de desarrollo PT-40. El PT-40, es una herramienta poderosa, sólida y bien construida, pensada para resistir un trato duro y aún así brindar un acabado profesional; permite ser insertada sobre un “protoboard” cualquiera para que usted pueda armar sus circuitos con comodidad. Entre sus características destacan: • Incluye un microcontrolador PIC16F877 con resonador de 20 Mhz. Acepta cualquier

microcontrolador PIC16F y/o PIC18F con encapsulado en 40 Pines tipo DIP 0.6”. • Incluye un convertidor (interfaz) USB 2.0 a Serial TTL con drives de instalación. • Incluye un Led bicolor de señalización de tensión de alimentación (Led verde) y

comunicación/programación (Led rojo). • Se conecta - desconecta en forma sencilla a cualquier protoboard estándar. • Capacidad para programar a los microcontroladores en circuito sin sacarlos de la aplicación

(ICSP) a través de un conector estándar ICSP de 6 pines localizado en la parte posterior. • No requiere de fuente de poder externa ya que se alimenta del propio puerto USB. • Puede alimentar a los circuitos conectados en el protoboard (hasta unos 300mA @ 5 VDC). • Totalmente compatible con los compiladores de microchip™ MPLAB, Assembler, BASIC y

compiladores en C. • Su bajo costo lo hace Ideal para entusiastas, estudiantes y profesionales que deseen explorar

el mundo de los microcontroladores. Programación estable que le permite obtener una sorprendente relación precio/valor.

Figura 1.1. Fotografía del sistema de desarrollo PT-40.

LED Bicolor

Pantalla LCD 2x16

Base de inserción para pantalla LCD

Botón de “Reset”

PIC16F877-20

Base de inserción PIC 40 Pines

Convertidor FT232 USB 2.0 -> Serial

Resonador 20 MHz

Adaptador 6P 0.1” Estándar para

programador ICSP

Figura 1.2. Diagrama esquemático del sistema de desarrollo PT-40.

III NNN SSS TTTAAA LLL AAA CCC III ÓÓÓ NNN DDD EEE LLL OOO SSS DDD RRR III VVV EEE RRR SSS El PT-40, se acompaña de un CD de instalación que contiene todos los elementos necesarios para su utilización. La instalación del software es sumamente sencilla, con una interfaz para Windows® muy amigable. Le agradecemos que lea detenidamente las siguientes indicaciones antes de continuar.

1 Introduzca el CD que acompaña al programador etiquetado como “PT-40” en la unidad de CD-ROM de su PC.

2 Conecte el cable de programación USB al sistema PT-40 y posteriormente al PC. 3 El LED de color verde deberá encender, de lo contrario, desconecte el cable de programación y

revise que no exista cortocircuito en los puntos de conexión del PT-40 en el protoboard.. 4 El computador le indicará que se ha detectado un nuevo hardware y le solicitará que

especifique la ubicación de los controladores (“drivers”) mostrando el cuadro de dialogo de la figura 2.1.

Figura 2.1. Cuadro de dialogo del asistente para hardware nuevo encontrado del S.O. Windows®.

Seleccione la opción “No por el momento” y presione continuar. Ahora aparecerá una pantalla como la indicada en la figura 2.2, mostrada a continuación. Seleccione la opción Instalar desde una lista o ubicación especifica.

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Figura 2.2. Cuadro de dialogo del asistente para la instalación de hardware, opción “Instalar desde una ubicación específica (avanzado).

5 Elija “Buscar el controlador más adecuado en estas ubicaciones” y seleccione “Incluir esta

ubicación en la búsqueda”, puede utilizar el directorio donde usted previamente instaló el software CD, o especificar siempre la ubicación de los archivos en CD, como se indica en la figura 2.3. Normalmente se estila copiar el directorio completo de drivers en el disco C del PC.

Figura 2.3. Cuadro de dialogo del asistente para hardware, opción “Buscar el controlador más adecuado”.

6 Haga clic sobre “Examinar” y ubique dentro del CD de instalación del PT-40 la carpeta “Drivers”

que contiene los controladores requeridos. Si no tiene a la mano el CD o descargó el programa de instalación de Internet, busque en el directorio de instalación del PT-40, el cual será típicamente: C:\PT-40\, la carpeta llamada “Drivers”, esta carpeta contiene todos los drivers requeridos para el funcionamiento del equipo.

7 Presione “Siguiente”. El computador le indicará que se está instalando el software para el PT-40 y si está utilizando el sistema operativo Windows XP®, le aparecerá el cuadro de dialogo de la figura 2.4.

Figura 2.4. Cuadro de dialogo en Windows XP® advirtiendo la posible incompatibilidad entre el controlador instalado y el sistema operativo.

8 Haga clic en “Continuar” para proseguir con la instalación. Una vez instalado el controlador, le

aparecerá el mensaje mostrado en la figura 2.5, presione “Finalizar” para concluir el proceso.

Figura 2.5. Finalización de instalación del controlador del puerto USB.

9 Ahora, el computador, le indicará que se ha detectado un nuevo hardware llamado “USB Serial Port” ó “PT-40”, repita los pasos del 4 al 8 para que se cree una conexión a puerto serial requerida por el sistema de desarrollo.

Al instalar los controladores que acompañan al programador PT-40, se creará en su computador un puerto COM virtual que será utilizado para comunicarse con el PT-40. A este puerto se le asignará un número de identificación, por ejemplo COM2, COM3 o COM7. Debe identificar el nombre que se le ha dado al puerto COM-USB antes de poder utilizarlo, para ello siga los siguientes pasos: • Ubique el administrador de dispositivos de Windows® haciendo clic en Panel de

Control/Sistema/Hardware/Administrador de dispositivos (para Windows XP®). • En el árbol de dispositivos de su computador despliegue la opción “Puertos COM y LPT”, ver

figura 2.6 como referencia referencia. • Observe el nombre que aparece junto al puerto del PT-40, en la figura 2.6 es COM3. Este

puerto serial será el utilizado de ahora en adelante para trabajar con el sistema de desarrollo PT-40.

Figura 2.6. Asignación del puerto COM de programación al PT-40. Nota: Si el puerto COM asignado presenta algún problema puede ser cambiado, para ubicar otro puerto COM disponible, siga estas indicaciones: • Haga doble clic sobre el puerto PT-40 para ver sus propiedades. • Seleccione la pestaña “Port Settings” y luego “Advanced”. • En la lista de opciones llamada “COM Port Number” seleccione como nuevo puerto COM a utilizar

cualquiera entre los listados esté o no utilizado.

PPP RRR III MMM EEE RRR OOO SSS PPPAAA SSS OOO SSS

Vamos a comenzar a utilizar el PT-40, para ello es necesario que ubique claramente cada uno de los componentes.

• Sistema de desarrollo PT-40, ver figura 3.1 • Cable de programación USB, ver figura 3.2 • Placa experimentación sin soldadura “Protoboard” (no incluido), ver figura 3.3.

Figura 3.1. Sistema PT-40. Figura 3.2. Cable de programación.

Figura 3.3. El protoboard.

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El microcontrolador PIC16F877 incluido en el sistema de desarrollo PT-40, viene pre cargado con el código “bootloader” para BASIC PROTON. Esto no significa que éste sistema de desarrollo se pueda utilizar única y exclusivamente con el BASIC PROTON. En esta sección explicaremos en forma detallada como cargar un programa de ejemplo (incluido en el CD del PT-40) en el microcontrolador PIC16F877. Paso No. 01: Instalación del compilador BASIC PROTON. En el CD incluido junto al sistema de desarrollo, se encuentra el instalador del compilador BASIC PROTON en la Carpeta ..\30 Compilador. Abra ésta carpeta y se encontrará con dos sub-carpetas denominada 10 Manual, 20 Compilador. Abra la carpeta 20 Compilador y ejecute el instalador como aparece en la figura 3.4, siga las instrucciones indicadas en pantalla.

Figura 3.4. Pantalla de instalación del compilador PROTON. Paso No. 02: Ejecute el entorno PROTON haciendo “click” en el ícono creado en el escritorio por el programa de instalación o a través del menú Inicio\todos los programas\Proton\ProtonDEMO.exe, como aparece en la figura 3.5.

Figura 3.5. Pantalla inicial del IDE PROTON. Paso No. 03: Ahora realice la configuración del cargador de programas (Loader). Para ello seleccione la opción Loader… del menú View.

Figura 3.6. Menú de configuración del cargador (Loader).

Seleccione ahora el puerto de comunicaciones serial donde se instaló previamente el sistema de desarrollo PT-40. Como referencia puede ver la figura 2.6.

Figura 3.7. Selección del puerto serial de conexión al PT-40. Paso No. 04: Abra el archivo PT-40_DEMO.hex a través de el Menú File/Open .

Figura 3.8. Pantalla de selección del archivo de ejemplo.

Paso No. 05: Presione el ícono de grabar programa en el microcontrolador, como se muestra en el círculo.

Figura 3.9. Pantalla del menú de programación del IDE PROTON.

Figura 3.10. Pantalla final presentada por el IDE del PROTON.

Figura 3.11. Fotografía de la ejecución del programa PT-40_DEMO.Hex cargado en el PIC16F877 del sistema de desarrollo PT-40.

Listado del Programa: Programa realizado en PROTON Basic, ejemplo incluido en el CD del sistema PT-40.

PPP RRR OOO GGG RRR AAA MMM AAA CCC AAA RRR GGG AAA DDD OOO RRR “““BBB OOO OOO TTT LLL OOO AAA DDD EEE RRR ””” Los microcontroladores PIC16F87x(A) y PIC18Fxxx(x) pueden escribir su propia memoria de programa (Flash) sin necesidad de utilizar un programador externo, para ello, deberán ser cargados inicialmente con un pequeño código de programa denominado “bootloader”, el cual, permite que tanto el código del programa de usuario como el valor de los registros en EEprom transmitidos al microcontrolador desde un puerto de comunicación serial y/o USB, sean efectivamente almacenados en dicho microcontrolador.

El programa cargador “MicroCode” es un ejemplo de esto; permite programar al microcontrolador conectado en un puerto de comunicaciones con el programa realizado por el usuario. En la figura 4.1 se observa la ventana principal del programa MicroCode Loader.

Figura 4.1. Fotografía de la pantalla principal del programa MicroCode Loader.

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FUNCIONAMIENTO: Antes de utilizar el programa MicroCode Loader es necesario que el microcontrolador a utilizar ya haya sido pre programado con el código “bootloader”, esto se deberá realizar con un programador para PIC, ya sea fuera de circuito y/o tipo ICSP. Nosotros recomendamos utilizar el programador de nuestra casa comercial modelo iPROG18. El sistema de desarrollo PT-40 incluye un conector estándar ICSP para programación, compatible con todos los programadores ICSP existentes en el mercado. El conector se puede observar a través de la figura 4.2.

Figura 4.2. Fotografía del conector para programadores ICSP Incluido en el sistema de desarrolloPT-40.

En el CD incluido con el sistema de desarrollo, carpeta 12 Bootloader, se encuentra el archivo correspondiente al código “bootloader” (16F877_20.hex), el mismo, deberá ser cargado en el microcontrolador PIC16F877 a través de un programador estándar. Si este programa no se carga en el microcontrolador, el programa MicroCode Loader no se podrá comunicar en un futuro con el microcontrolador. El funcionamiento del “bootloader” se puede explicar de la siguiente forma. Al energizar al microcontrolador, o al realizar un “reset” del microcontrolador, el programa pre cargado en el microcontrolador “bootloader” realiza un chequeo de comunicación a través del UART del micro, si existe un programa cargador como el MicroCode Loader, se le da el control del microcontrolador al programa MicroCode Loader, si no se encuentra ninguna actividad en el puerto de comunicaciones, el microcontrolador saldrá del programa “bootloader” y ejecutará el programa que tiene contenido en su memoria flash. El código (firmware) “bootloader” reside o se almacena en las últimas 256 palabras de la memoria de programación (Flash) del microcontroladores de la serie PIC16F, y en las últimas 336 palabras de la memoria de programación (Flash) de los microcontroladores de la serie PIC18F. Todos los registros de la memoria EEprom y del microcontrolador están disponibles como recursos para el usuario. El software MicroCode Loader se comunica con el microcontrolador a través del UART del microcontrolador (USART). Los PIC16F87x tienen ubicado el UART de recepción (Rx) en el pin PORTC.7 y el de transmisión el el pin PORTC.6. En la figura 4.3. se observa la conexión de UART del microcontrolador con el convertidor FT232 USB a SERIAL TTL, explicado en capítulos anteriores.

CONECTOR ICSP 6P.

Figura 4.3. Parcial del diagrama esquemático del sistema de desarrolloPT-40.

Debido a que el código “bootloader” reside en la parte superior de la memoria Flash, es necesario, al energizar el microcontrolador, indicarle que la primera instrucción a ejecutar sea la indicada por el código contenido en el “bootloader” , es necesario un salto (Jump) a esta dirección. Para hacer esto, se utilizan las cuatro primeras palabras de programación o localidades de la flash del microcontrolador denominadas vector de interrupción. En un programa escrito en “assembler” esto ser verá así:

Para microcontroladores PIC16Fxxx ORG 0 GOTO StartOfProgram ORG 4 StartOfProgram ; El programa de usuario comienza aquí Para microcontroladores PIC18Fxxx ORG 0 GOTO StartOfProgram ORG 8 StartOfProgram ; El programa de usuario comienza aquí

Puerto USB del PC

Convertidor USB -> SERIAL

Conector ICSP

UART del Micro Tx y Rx

BARRA DE HERRAMIENTAS DEL PROGRAMA MicroCode Loader:

Figura 4.4. Fotografía del menú principal del programa MicroCode Loader.

Open Hex File Se utiliza para cargar en memoria del programa MicroCode Loader un archivo del tipo *.hex

Program El botón “program” se utiliza para cargar el archivo *.hex en el microcontrolador. Cuando se programa el microcontrolador, se realiza una verificación normalmente del programa contenido en el microcontrolador, la verificación asegura que tanto los datos contenidos en la memoria de programa como en la Eeprom se cargaron correctamente. Se puede eliminar la opción de verificación desmarcando esta opción en el menú del programa. La opción se puede desmarcar en forma individual referida a las áreas de programación en forma independiente, ya sea la memoria de programa “Verify Code When Programming” ó en la Eeprom “Verify Data When Programming”. Otras opciones están también disponibles a través del menú principal, tales son:

• “Verify After Programming”, verificar después de programar. • “Load File Before Programming”, cargar el archivo antes de programar. • “Run User Code After Programming”, ejecutar el código o programa del usuario

despues de programar al microcontrolador. • “Program Code”, programar sólo el área Código de programas. • “Program Data”, programar sólo la memoria Eeprom.

Read Al presionar el botón de leer, el programa MicroCode Loader leerá tanto la memoria de programación como los registros de la Eeprom del microcontrolador utilizado.

Verify Mediante esta opción se puede comparar el código interno del microcontrolador (área de programa y Eeprom) con el mostrado en la pantalla del programa MicroCode Loader. Si la verificación es correcta ambos códigos deberán coincidir. Nota: se puede también realizar la verificación del área de programas y de la memoria Eeprom por separado utilizando las opciones “Verify Code y Verify Data”.

Erase Al presionar el botón de borrar (Erase) se borrará toda la información contenida en el microcontrolador PIC, tanto en el área del código de Programa como en la Memoria Eeprom.

Run User Code El botón de “run user code button” al ser presionado, hace que el programa “bootloader” termine su funcionamiento y se ejecute el programa almacenado en la memoria flash del microcontrolador.

Loader Information Muestra la información acerca de la versión del “firmware” ó “bootloader” utilizado, al mismo tiempo, muestra el tipo de microcontrolador utilizado. En este caso mostrará PIC16F877.

Loader Serial Port Mediante esta caja de texto, se selecciona el puerto de comunicaciones a utilizar por el programa MicroCode Loader y es donde físicamente estará conectado el microcontrolador PIC. Es importante seleccionar correctamente el puerto serial a utilizar, si esto no se realiza el programa MicroCode loader presentará en mensaje de error.

Solución de problemas frecuentes.

Problema. Al conectar el PT-40 al puerto USB, el LED verde no enciende.

Causa Posible.

• El cable USB está flojo o mal conectado. • El cable USB está dañado. • Existe un cortocircuito o sobrecarga en los terminales de suministro de alimentación +5V y GND al microcontrolador. • El puerto USB del computador está defectuoso

Solución.

• Revise la conexión entre el PT-40 y el cable, así como entre la computadora y el cable. Apriételos firmemente. • Reemplace el cable USB. • Desconecte cualquier componente o cable conectado a los terminales identificados como +5V y GND a través de protoboard. • Desconecte la causa de la sobrecarga, retire la alimentación del sistema y espere 1 min antes de volver a conectarla. • Instale el PT-40 en otro puerto USB del PC.

Problema. Aparece un cuadro de dialogo con el mensaje “Port Access Error” Solución.

• Verifique que el cable USB esté correctamente conectado. • Verifique que el puerto serial COM donde está instalado el sistema PT-40 sea el correcto. Para ello verifique lo indicado en el Paso No. 3. Figura 3.7.

Problema. Aparece el mensaje “Reset Required”, Aparece el mensaje Microcontroller Series Mismatch

Solución. • Presione momentáneamente el botón de “Reset” del sistema de desarrollo PT-40.

Solución. • Está declarando en el programa un microcontrolador diferente al cual está intentado programar. Corrija la definición del microcontrolador utilizado en el programa principal.

Sitios de interés en la RED. www.roso-control.com. La página de nuestra compañía, donde encontrará información de otros productos y excelente bibliografía sobre microcontroladores entre otras cosas.