Download - Curso de Robótica y otras aplicaciones en el Aula de ... · Curso de Robótica y otras aplicaciones en el Aula de Tecnología IES Joan Miró Página 2 1.- MANEJO DEL LABORATORIO

Curso de Robótica y aplicaciones a el Aula de Tecnología

IES Joan Miró Página 1

Curso de Robótica y otras

aplicaciones en el Aula de

Tecnología

Pedro Alonso Sanz

IES Joan Miró

Enero 2009

Curso de Robótica y otras aplicaciones en el Aula de Tecnología


1.- MANEJO DEL LABORATORIO ELECTRÓNICO VIRTUAL “PROTEUS”. ............................ 4

1.1.- ISIS (CAPTURA Y SIMULACIÓN DE CIRCUITOS ELECTRÓNICOS). ............................................. 4

1.1.1.- Introducción. ............................................................................................................................. 4

1.1.2.- Captura Electrónica: Entorno Gráfico (ISIS) .............................................................................. 5

1.1.3.- Depuración de programas. ....................................................................................................... 9

1.2.- ARES (DISEÑO DE PLACAS). .............................................................................................. 17

1.2.1.- Diseño de un esquema con ISIS. .............................................................................................. 17

1.2.2.- Generación del listado de conexiones “Netlis to Ares”. .......................................................... 21

1.2.2.1.- Entorno de Trabajo .......................................................................................................................... 22

1.2.3.- Creación del tamaño de la placa de PCB. ............................................................................... 22

1.2.4.- Posicionamiento de los componentes dentro de la placa. ...................................................... 25

1.2.4.1.- Posicionamiento Automático. ......................................................................................................... 25

1.2.4.2.- Posicionamiento Manual. ................................................................................................................ 26

1.2.5.- Rutado de la pistas. ................................................................................................................ 27

1.2.5.1.- Rutado Automático. ........................................................................................................................ 28

1.2.5.2.- Rutado manual. ............................................................................................................................... 29

1.3.- CREACIÓN DE SÍMBOLOS EN ISIS Y ENCAPSULADOS EN ARES. .......................................... 34

1.3.1.- Creación de una biblioteca de encapsulados en ARES. ........................................................... 34

1.3.2.- Creación de un encapsulado en ARES. ................................................................................... 36

1.3.3.- Creación de una biblioteca de símbolos en ISIS. ..................................................................... 39

1.3.4.- Creación de un símbolo en ISIS. ............................................................................................. 41

2.- PRINCIPIOS DE FUNCIONAMIENTO DE UN MICROCONTROLADOR PIC. ...................... 47

2.1.- DIAGRAMA EN BLOQUES. ................................................................................................... 49

2.2.- MAPA DE MEMORIA. ........................................................................................................... 50

2.2.1.- Memoria de Programa. .......................................................................................................... 50

2.2.2.- Memoria de Datos. ................................................................................................................. 50

3.- INICIACIÓN A LA PROGRAMACIÓN EN C EN UC PIC. ........................................................ 51

3.1.- COMPILADOR CCS. ............................................................................................................... 51

3.1.1.- Introducción. ........................................................................................................................... 51

3.1.2.- Estructura de un programa. ................................................................................................... 51

3.1.3.- Constantes. ............................................................................................................................. 53

3.1.4.- Tipo de variables. .................................................................................................................... 54

3.1.5.- Operadores. ............................................................................................................................ 55

a) Asignación. ................................................................................................................................................ 55

b) Aritméticos. ............................................................................................................................................... 55

c) Relacionales. .............................................................................................................................................. 55

d) Lógicos. ...................................................................................................................................................... 55

e) De Bits. ...................................................................................................................................................... 56

f) Punteros. .................................................................................................................................................... 56

3.1.6.- Funciones. ............................................................................................................................... 56

3.2.- MANEJO DE LAS DECLARACIONES DE CONTROL. ................................................................ 59

3.2.1.- If-Else. .................................................................................................................................. 60

3.2.2.- Switch-Case. ....................................................................................................................... 63

3.2.3.- For. ........................................................................................................................................ 66

3.2.4.- While. .................................................................................................................................... 70

3.2.5.- Do-While. ............................................................................................................................. 72

3.3.- CREACIÓN DE FUNCIONES. ................................................................................................ 74

3.4.- MANEJO Y CREACIÓN DE DRIVER O LIBRERÍAS. .................................................................... 80



4.- EJEMPLOS PRÁCTICOS. ......................................................................................................... 82

4.1.- INTERFACE OPTOACOPLADA ENTRE DISPOSITIVOS DIGITALES Y ANALÓGICOS ...................... 82

4.1.1.- Control con Relés. ................................................................................................................... 82

4.1.2.- Control con Optotransistores. ................................................................................................. 84

4.1.3.- Control con Optotriac. ............................................................................................................ 86

4.2.- CONTROL DE UNA PANTALLA LCD. .................................................................................... 88

4.2.1.- LCD_ejemplo1.c ...................................................................................................................... 91

4.2.2.- LCD_ejemplo2.c ...................................................................................................................... 92

4.2.3.- LCD_ejemplo3.c ...................................................................................................................... 93

4.2.4.- LCD_ejemplo4.c ...................................................................................................................... 94

4.2.5.- LCD_ejemplo5.c ...................................................................................................................... 95

4.2.6.- LCD_ejemplo6.c ...................................................................................................................... 96

4.2.7.- LCD_ejemplo7.c ...................................................................................................................... 97

4.3.- DIGITALIZACIÓN DE UNA SEÑAL ANALÓGICA CON EL SISTEMA DE ADQUISICIÓN DE DATOS...... 99

4.3.1.- Conversión_A/D_D/A.c ......................................................................................................... 101

4.3.2.- Conversión_A-D1.c ................................................................................................................ 104

4.3.3.- Conversión_A-D2.c ............................................................................................................... 106

4.3.4.- Conversión_A-D3.c ................................................................................................................ 107

4.4.- CONTROL DE VELOCIDAD Y SENTIDO DE GIRO DE MOTORES DE CORRIENTE CONTINUA. ...... 109

4.4.1.- PWM1.c ................................................................................................................................ 110

4.4.2.- PWM2.c ................................................................................................................................ 111

4.4.3.- PWM3.c ................................................................................................................................ 115

4.5.- CONTROL DE UN SERVO DE POSICIÓN. ............................................................................. 117

4.5.1.- Control_2_Servos_Posición.c ................................................................................................ 118

4.6.- DISEÑO DE MANDOS TRANSMISORES Y RECEPTORES DE RADIO FRECUENCIA. ................... 123

4.6.1.- Introducción. ......................................................................................................................... 123

4.6.1.1.- Transmisión serie asíncrona. ......................................................................................................... 123

4.6.1.2.- Modulación en AM. ....................................................................................................................... 124

4.6.1.3.- Protocolo de Comunicaciones entre el Mando y el Receptor. ...................................................... 124

4.6.2.- Ejemplo 1 (Transmisión Simple). ........................................................................................... 126

4.6.3.- Ejemplo2 (Transmisión Compleja). ....................................................................................... 131

4.6.4.- Apertura de una puerta. ....................................................................................................... 140

4.7.- DISEÑO Y CREACIÓN DE UN ROBOT RASTREADOR Y COCHE TELEDIRIGIDO. ....................... 146



Fabricación de la Placa Creación del

Prototipo

Desarrollo

del software Pruebas del

Prototipo Diseño esquemático

del prototipo

Diseño de la

Placa

En caso de error en el prototipo se

tiene que repetir el proceso

En caso de error se depura hasta

obtener los resultados adecuados

Fabricación

de la Placa

Desarrollo

del software

Fabricación del

Prototipo Diseño esquemático

del prototipo

Diseño de

la Placa Simulación del

Circuito

1.- Manejo del laboratorio electrónico virtual “Proteus”.

1.1.- ISIS (Captura y Simulación de circuitos electrónicos).

1.1.1.- Introducción.

El laboratorio virtual electrónico PROTEUS VSM de LABCENTER ELECTRONICS, nos

permite simular circuitos electrónicos analógicos/ digitales y microprocesados. Es capaz de

realizar simultáneamente una simulación hardware y software (Lenguaje de bajo y alto nivel

Ensamblador y C respectivamente) en un mismo entorno gráfico. También enlaza con una

herramienta que nos permite desarrollar las placas para realizar los prototipos.

Para ello suministra tres potentes herramientas:

· ISIS (Diseño Gráfico)

· VSM(Virtual System Modelling) Simulación de Componentes.

· ARES (Diseño de Placas).

Las herramientas tradicionales de diseño seguían el siguiente proceso:

Con las herramientas de diseño tradicionales, el desarrollo del software y la comprobación del

prototipo, no puede realizarse hasta que este no se desarrolla. Esto puede suponer semanas

de retraso. Si se localiza un error hardware, la totalidad del proceso se debe repetir.

Usando Proteus VSM, el desarrollo del software puede comenzar tan pronto como el diseño

esquemático este acabado y la combinación del hardware y el software nos permite testear el

prototipo y ver si funciona.



1.1.2.- Captura Electrónica: Entorno Gráfico (ISIS)

Isis es un programa de diseño electrónico que permite realizar esquemas que pueden

simularse en el entorno VMS y/o pasarlos a un circuito impreso a través del entorno de ARES.

Posee una colección de bibliotecas de componentes. Permite crear nuevos componentes y su

modelización para la simulación.

Sin entrar profundamente en este entorno (Requeriría un libro solo para el entorno de ISIS), se

va a explicar cómo dibujar cualquier circuito electrónico. El programa de ISIS posee un

entorno de trabajo formado por una ventana de trabajo y barras de herramientas.

Para dibujar el circuito electrónico se deben primero seleccionar el modo componentes

“Component.” y seleccionar el botón “P” de búsqueda de componentes “Pick Devices” en las

bibliotecas.

Comandos de

Fichero e

Impresión

Comandos de

Visualización

Barra de

Menús

Comandos

de Edición

Ventana de Edición

Herramientas

de Diseño

Ventana de componentes y

Biblioteca

Modos de Trabajo

Herramientas de

Diseño Electrónico

Comandos de dibujo

Comandos de rotación

y reflexión

Barra de simulación

Barra de estado

Ventana de Trabajo

Component.

Pick Devices



Ventana de Edición

Se abre un menú asociado a la búsqueda de componentes. Se busca el componente de dos

maneras diferentes por categorías o poniendo el nombre o palabra clave en la ventana

Keywords (Ejemplo: DAC0808_JOAN)

Al localizar el componente adecuado se realiza una doble pulsación y

aparecerá en la columna de dispositivos “DEVICE”. Se puede realizar esta

acción tantas veces como componentes se quiera incorporar al esquema. Una

vez finalizado el proceso se cierra la ventana de

búsqueda de componentes.

Antes de situar los componentes en la “Ventana de trabajo” se pude

comprobar la orientación en la “Ventana de Edición” y rotarlos con los

“Comandos de Edición”.

Una vez seleccionado el componente en

la “Columna de Dispositivos” se pincha sobre la

“Ventana de Trabajo” y este se posiciona. Si pulsamos más veces sobre dicha ventana se

insertaran componentes con una referencia automática. (Tiene que

estar activa para ello seleccionar TOOLS àReal Time Anotation).

Si pasamos el ratón por encima del componente, aparece una

“X” en la patilla del componente, esto nos indica que podemos tirar hilo

hasta la siguiente pata de otro o el mismo componente.

Permite localiza los

componentes por nombre

Muestra el resultado de la búsqueda de los

componentes a que bibliotecas pertenecen y

una descripción breve de cada uno de ellos

Permite localiza los

componentes por categoría,

clase y fabricante

Represente el símbolo del

Componente en ISIS y si

está simulado

Represente el encapsulado

del Componente en ARES

es decir su encapsulado

Comandos de Edición

Columna de Dispositivos

DEVICE

Recorrido del Ratón



Una vez situado los componentes en la “Ventana de Trabajo” se pueden mover, rotar,

copiar, borrar. Para ello se seleccionan con el botón derecho del ratón (Se ponen en rojo) y se

seleccionan los “Comandos de Edición” en “Herramientas de Grupo” ó “Comandos de

rotación y reflexión “ para un solo elemento.

Cada componente electrónico se puede editar, se selecciona con el botón derecho del ratón

(Se pone en rojo) y con el botón izquierdo se abre.

Rotar un conjunto de componentes

Se puede cambiar su referencia y valor Se puede ocultar referencias,

Valores, etc.

Se puede cambiar de encapsulado

Se puede excluir de la simulación Se puede excluir del diseño de la placa

Rotar un solo componente



Para la unión de diferentes componentes “Sin Cables” se pueden utilizar el Icono “Inter-sheet-

Terminal” de la caja de Herramientas de Diseño. Este abrirá una ventana donde

aparecen los diferentes terminales.

Si queremos unir cables en forma de bus se utiliza el Icono de la caja de Herramientas de

Diseño y etiquetarlos con el icono del Modo de Trabajo .

Terminal Bidireccional

Terminal por defecto

Terminal de masa

Terminal de salida

Terminal de Alimentación

Terminal de entrada

Terminal bus

Etiquetado de Cable Etiquetado de bus

Terminal de Alimentación

Terminal de masa Terminal de salida

Terminal de entrada



Se pueden introducir Generadores de señal, Voltímetros, Osciloscopios, etc. Utilizando los

iconos de las Herramientas de Diseño.

1.1.3.- Depuración de programas.

Una de las características importantes del PROTEUS

VSM es la capacidad de depurar programas fuentes de

distintos lenguajes de programación (Lenguajes

ensamblador, C , Basic, etc). La herramienta que se

utiliza está en la barra de tareas llamada “Source”

Inter-sheet-Terminal (Terminales) Device Pin (Patillas de Componentes)

Simulation Graph (Simulación Gráfica) Tape Recorder (Grabadora)

Generator (Generador) Voltaje Probe (Sondas de Tensión)

Current Probe (Sondas de Corriente) Virtual Instruments (Instrumentos Virtuales)

Osciloscopio

Voltímetro (CA) Generador de Tensión Sinusoidal



Con la opción añadir o remover ficheros fuentes “Add/Remove Source files” introducimos los

fichero fuentes que queremos añadir a nuestro hardware y elegimos la herramienta de

compilación (Programa que traduce un lenguaje de programación a código Binario)

Con la opción “Define Code Generation Tools” podemos introducir nuevos compiladores y

depuradores de programas.

Herramienta de Compilación

Ficheros Fuente

Cambiar el Fichero Fuente

Nuevos Ficheros Fuente Quitar Ficheros Fuente

Se introduce el Compilador C de

CCSC para uC PIC dentro del

Proteus

Generador de Ficheros

Se introduce el Depurador de

Programas en el Proteus



Con la opción “Setup External Text Editor” podemos elegir el Editor de Texto.

La opción Build All compila el programa fuente ejecuta el programa que traduce un lenguaje

de programación a código Binario.

Si hemos utilizado el editor de texto del Compilador CCSC este nos permite depurar el

programa y ver los errores. Abrimos el Fichero “Dec_Hex_Bin.c” y ejecutamos el Icono

“Compile”

Al compilar se genera varios ficheros (ERR, HEX, SYM, LST, COF, PJT, TREE, STA) . El fichero con

“Dec_Hex_Bin.COF”, nos permite depurar el Programa en el Proteus y el fichero

“Dec_Hex_Bin.HEX” es el código binario que se introduce de forma real al uC PIC.

Editor de texto del Compilador CCSC Editor de texto del Proteus

Compila un fichero no un proyecto



La forma de introducir el fichero “Dec_Hex_Bin.COF” en un microcontrolador uC PIC

es seleccionar lo con el botón derecho del ratón (El uC PIC se pondrá en color rojo) y pulsar el

botón izquierdo. Se abrirá una ventana contextual e introduciremos el fichero.COF.

Una vez cargado del microcontrolador con el programa fuente “ Dec_Hex_Bin.COF” , se puede

proceder a la simulación del circuito empleando la Barra de Simulación.

Pulsar con el botón derecho del ratón y

después con el botón izquierdo

Pulsar con el botón Izquierdo

del ratón y buscar el

fichero.COF deseado

La frecuencia del reloj se fija

aquí independientemente

del hardware que se utilice

externamente (Cristal de

Cuarzo)

Marcha Paso a Paso Pausa Stop



Con la opción Marcha la simulación se inicia (el botón se vuelve verde) y funciona en modo

continuo. La simulación no es en tiempo real.

Con la opción Stop la simulación se para.

Con la opción Paso a Paso permite trabajar en tramos de tiempo predefinidos, permitiendo

utilizar herramientas de depuración. Esta opción está asociada a la configuración de

Animación, que está en la Barra de Menús en SYSTEMà Set Animation Options.

La opción SPICE Options define las características de simulación del

sistema. Son parámetros que podemos manipular para obtener más

precisión en la simulación (No se aconseja tocar si se desconocen)

Si disminuimos los parámetros RELTOL, GMIN y PIVTOL el sistema

converge antes, pero es menos preciso.

Aquí , ya se puede simular (Animar) un sistema con microcontroladores .Lo más

interesante de una simulación es la utilización de las herramientas de depuración que

contiene este sistema de desarrollo.

A estas herramientas se accede pulsando primero Pausa de la Barra de Tareas y

después Debug de la Barra de Menús.

Número de veces que la pantalla

de ISIS se refresca en 1 Segundo

Tiempo de simulación por cada uno

de los Frames (Suele ser el valor

inverso a Frames per Second)

Incremento de tiempo que se

desea cada vez que se pulsa la

tecla Paso a Paso

Si los valores en la simulación son inferiores a

estos valores, no se visualizan los efectos de

Animation Options

Se muestra las corrientes y

tensiones de las puntas de

prueba que tengamos en el

circuito

Se muestra en las patillas de

circuitos de Lógica Digital

unos cuadrito de color

rojo “1” o azul “0”

Los cables de los

esquemas toman

diferentes colores

en función de la

intensidad que

pasen por ellos.

Se muestran en los cables de los

esquemas el sentido de las Intensidades.



La ventana Watch Window es la más

versátil se pueden añadir variables propias y

del uC y visualizarlas en plena simulación.

Barra de Simulación

Ejecución de un programa sin puntos de ruptura.

Ejecución de un programa hasta un tiempo determinado

Herramientas de Ejecución de

un programa Paso a Paso

Visualización de las variables creadas por el usuario y las

propias del microcontrolador, con la simulación en marcha.

Visualización de los registros del uC utilizando las

herramientas de ejecución paso a paso.

Visualización de las variables del sistema mientras se están

utilizando las herramientas de ejecución paso a paso.

Visualización del programa fuente para poder utilizar las


Visualización de la memoria de datos del uC utilizando las


Visualización de la memoria

EPROM del uC utilizando las

herramientas de ejecución

paso a paso.

Visualización de la memoria de

Programa del uC utilizando las

herramientas de ejecución paso

a paso.

Visualización de la memoria

Pila del uC utilizando las

herramientas de ejecución

paso a paso.



Si se pincha con el botón derecho del ratón sobre la ventana Watch Window aparece un

menú contextual siguiente:

Permite añadir variables del uC PIC

Permite añadir variables propias

Permite poner puntos de ruptura al programa

en función de determinadas variables

Permite seleccionar todas las variables

Buscar variables

Indica el Tipo de variables (Tiene que estar

seleccionada la variable)

Muestra el formato de la variables

Binario, Decimal, Hexadecimal, etc.

(Tiene que estar seleccionada la

variable)



Si queremos ejecutar un programa en modo depuración, tenemos que realizar los siguientes

pasos:

1.- Crear una carpeta para contener el hardware y el software “Representación en

Binario, BCD, Hexadecimal”

2.- Crear un Sistema Microprocesado con PIC en la ventana de trabajo de ISIS

3.- Generamos un programa en C “Dec_Hex_Bin.c” desde Source àADD/Remove

Source filesàNew.

4.- Compilamos el Programa desde CCSC. (Se genera el fichero. COF

“Dec_Hex_Bin.COF”)

5.- Introducimos el fichero.COF “Dec_Hex_Bin.COF” dentro del uC PIC.

6.- Ejecutamos Paso a Paso ó Pause de la Barra de Simulación.

7.- Pinchamos Debug y abrimos las ventanas siguientes:

· Watch Windows

· PIC CPU Source Code - U1

· PIC CPU Variables - U1

· PIC CPU Registers - U1

8.- Ejecutamos paso a paso el programa desde PIC CPU Source Code - U1 utilizando las

Herramientas de Ejecución y visualizamos como

varían las variables y el hardware. Es conveniente

poner puntos de ruptura y ejecutar de golpe el programa hasta dicho punto.

El triangulo indica la instrucción que se va a ejecutar



1.2.- Ares (Diseño de Placas).

En este manual de ARES se mostrará los pasos básicos para realizar el rutado de una

placa PCB, no se pretende enseñar de forma precisa el manejo del programa pero sí las

funciones principales del mismo. Pasos a seguir:

1.2.1.- Diseño de un esquema con ISIS.

Buscar componentes que tengan el encapsulado o huella (PCB)

Simulación en modo continuo, no

permite ver las ventanas de depuración

a excepción de Watch Window

Ejecuta una instrucción,

subrutina ó función de

golpe

Permite ejecutar una instrucción. Si es

una subrutina o una función entra

dentro de ella.

Trabaja de modo continuo hasta que

encuentra un retorno de cualquier

subrutina o función y sale de ella.

Trabaja de modo continuo

hasta que encuentra un

punto de ruptura.

Habilita o deshabilita

los punto de ruptura.

Encapsulado(PCB)

Componente a buscar



Dibujamos el esquema.

Antes de realizar la placa comprobar si algún componente tiene pines o patillas ocultas. Los

Circuitos Integrados ocultan los pines de masa “GND, VSS” y alimentación “VCC , VDD”.

Editamos el Componente

Si está la pestaña Hidden Pins

indica que existen patillas

ocultas



Vemos que patillas están ocultas pinchando

sobre las pestana “Hidden Pin “

Para que estas patillas “GND ó VCC” se conecten en un circuito real, se tienen que

etiquetar los cables donde queremos unir. Seleccionamos de la barra Modos de Trabajo el

icono etiquetado de cable “Wire Label”

Buscamos una Masa ó Tierra “GROUND”. Seleccionamos el cable que está unido a ella con el

botón derecho del ratón (Se pone rojo) y pulsamos el botón izquierdo. Se abre un menú

contextual y escribimos GND.

E

Patillas ocultas

Modos de Trabajo

Etiquetado de Cable

Wire Label

Buscamos una masa

GND y seleccionamos

el cable con el botón

derecho del ratón.

Se abre el menú

contextual y

escribimos GND.



Buscamos el positivo de la “Pila de 5V”. Seleccionamos el cable que está unido a ella con el

botón derecho del ratón (Se pone rojo) y pulsamos el botón izquierdo. Se abre un menú

contextual y escribimos VCC.

El resultado es el siguiente:

Buscamos el positivo de la pila de 5V y seleccionamos el

cable con el botón derecho

del ratón.

Se abre el menú

contextual y

escribimos VCC.

Nota: Cuando etiquetamos

con VCC el cable la simulación no funciona

Todos los componentes tienen que

tener nombre (Ejemplo: R1, E2, etc ),

si no lo tuvieran no aparecerían en el

diseño de la placa.



1.2.2.- Generación del listado de conexiones “Netlis to Ares”.

Pulsamos el icono de Herramientas de Diseño “ARES”

Si algún componente no tuviera máscara te pediría que la insertaras, aparece un menú

contextual:

Después de asignar las máscaras a los componentes que no las tenían aparece la Aplicación

ARES

Herramientas de Diseño

Herramienta de diseño de placas PCB

ARES

Seleccionamos el Encapsulado Dentro de una Biblioteca de

componentes

Pulsamos con el botón izquierdo del

ratón y aparecerá aquí

Componente sin encapsulado

Aparecen todos los componentes

que tienen encapsulado para el

diseño de placas



1.2.2.1.- Entorno de Trabajo

1.2.3.- Creación del tamaño de la placa de PCB.

Una vez situados los componentes en el Selector de objetos “Object Selector” con las

Herramientas de diseño gráfico “2D Graphics” seleccionamos la cuadrado “2D Graphics box”

Barra de Menús

Comandos de archivos y

de Impresión

File/Print Commands

Comandos de Visualización

Display Commands


Editing Commands


Layout Tools

Herramientas de Posicionamiento y Rutado

Placing & Routing

Herramientas de emplazamientos de PAD

Pad Placement

Herramientas de diseño gráfico

2D Graphics

Herramientas de Rotación y Reflexión

Rotation & Reflection

Barra de Estado Test de errores

Selector de Caras

Layer Selector

Ventana de Edición

Selector de Objetos

Object Selector

Ventana de

Trabajo


2D Graphics

Cuadrado

2D Graphics box



Con el Selector de Caras “Layer Selector” seleccionamos borde de placa “Board Edge”

Con el ratón nos situamos en la Ventana de Trabajo y dibujamos el tamaño de la placa.

Ponemos las cotas y los agujeros para sujetar la placa a un soporte.

Para poner los agujeros para sujetar la placa a un soporte buscamos en Herramientas de

diseño gráfico “2D Graphics” seleccionamos el circulo “2D Graphics circle”


Con el ratón nos situamos en la Ventana de Trabajo y dibujamos el circulo.

Selector de Caras

Layer Selector

Borde de placa

Board Edge

Borde de placa

Board Edge

Agujeros para

sujetar la placa

a un soporte

Cotas


2D Graphics

Cuadrado

2D Graphics circle

Selector de Caras

Layer Selector

Borde de placa

Board Edge



Para poner las Cotas, elegiremos si queremos trabajar en pulgadas o en milímetros. Si

queremos milímetros vamos a los Comandos de Visualización y pinchamos sobre el icono

“Select Metric/ Imperial Coordinates”

Se visualiza en la parte baja derecha de la Ventana de trabajo.

Estas coordenadas X/Y son con respecto a el punto de origen que está en

el centro de la Ventana de trabajo

Si queremos resolución a la hora de dibujar

(Pistas, Cotas, Tamaños de Placa, etc.), tenemos que

cambiarla, para ello vamos a la Barra de Menús y

seleccionamos VIEW y cambiamos dicha resolución.

Una vez realizado los ajustes adecuados, procedemos a poner las cotas. Para ello,

buscamos en Herramientas de diseño gráfico “2D Graphics” y seleccionamos Cotas

“Dimension object placement”


Con el ratón nos situamos en la Ventana de Trabajo y dibujamos las Cotas.

Selector de Caras

Layer Selector

Borde de placa

Board Edge


2D Graphics

Cotas

Dinension object placement

Comandos de Visualización

Display Commands

Milímetros/Pulgadas

Select Metric/ Imperial Coordinates

Coordenadas X/Y en mm



1.2.4.- Posicionamiento de los componentes dentro de la placa.

Existen dos posibilidades a la hora de situar los componentes.

1.2.4.1.- Posicionamiento Automático.

Seleccionar en las Herramientas de Diseño “Layout Tools” el icono Posicionamiento

Automático dentro de la Placa “Autoplace the components onto the board”.

Se abre este menú contextual marcamos las reglas de diseño y seleccionamos los

componentes que queremos posicionar de forma automática.

No obstante se puede posicionar determinados componentes de forma manual y el resto de

forma automática.


Layout Tools

Posicionamiento Automático dentro de la Placa

Autoplace the components onto the board

Marcamos que componentes queremos

posicionar de forma automática

Reglas de Diseño y Peso

Restaurar valores



1.2.4.2.- Posicionamiento Manual.

Seleccionamos el icono de Edición y situación de componentes “Component

placement and editing” de Herramientas de Posicionamiento y Rutado “Placing & Routing” y

aparecen los componentes de diseño de la placa en ISIS.

Situamos los componentes en la placa, para ello posicionamos el ratón sobre la placa y

pulsamos el botón izquierdo del ratón y el componente que este marcado en azul en el

Selector de Objetos “Object Selector” se insertara en la placa.

Componentes de diseño

de la placa en ISIS


Placing & Routing

Edición y situación de componentes

Component placement and editing

Selector de Objetos

Object Selector

Uniones entre componentes

Netlis



Los componentes puestos en la placa se pueden mover, cortar, copiar, etc con los

Comandos de Edición (Conjunto de componentes) y las Herramientas de Rotación y Reflexión

(Un solo componente). Se seleccionan el ó los componentes con el botón derecho del ratón

(Se ponen en rojo) y después se selecciona la herramienta que queremos utilizar (Rotar,

mover, etc).

1.2.5.- Rutado de la pistas.

Existen dos posibilidades a la hora de realizar el ruteado. Pero antes de rutar, podemos marcar

las estrategias de diseño. Para realizarlo nos vamos a la Barra de Menú y seleccionamos

System àSet_Strategies

Marcamos las estrategias para pistas de potencia y para pistas de señal.


Editing Commands

Herramientas de Rotación y Reflexión

Rotation & Reflection

Rotación a Derecha de un componente (90º)

Rotación a Izquierda de un componente (-90º)

Reflexión a Derechas de un componente

Reflexión a Izquierda de un componente

Rotación de un conjunto de componente Mover un conjunto de componente

Copiar un conjunto de componente Borrar un conjunto de componente

Deshacer o rehacer operaciones realizadas

Pistas de Potencia

Optimizar las

esquinas

Tácticas de rutado

Tipo de Vías

Normales

Ciegas Superiores

Ciegas Inferiores

Ocultas

Reglas de diseño

Distancia mínima entre PADs .

Distancia mínima entre PAD y Pista .

Distancia mínima entre Pista .

Distancia mínima a Gráficos.

Distancia mínima al Borde de la Placa o

Ranuras.

Tamaño de

las Pistas

Tamaño de

las Vías

Tipo de

prioridad

Tamaño de

las Vías

Tipo cuello

Pistas

Horizontales

y Verticales.

Se trazan

por las

Capas

Superiores



1.2.5.1.- Rutado Automático.

Seleccionar en las Herramientas de Diseño “Layout Tools” el icono Diseño automático de

pistas “Autorouter the conections specified by de ratsnest”.

Se abre este menú contextual marcamos las reglas de diseño y seleccionamos los

componentes que queremos posicionar de forma automática.

Pistas de Señal

Pistas

Horizontales

y Verticales.

Se trazan

por las

Capas

Inferiores


Layout Tools

Diseño automático de pistas especificadas por las conexiones

Autorouter the conections specified by de ratsnest

Opciones de Rutado

Permiso de rutado

Permiso de Ordenamiento

Protección manual de las pistas

trazadas manualmente

Son las estrategias de la Barra de

Menú seleccionando System y

Set_Strategies



El diseño quedaría:

1.2.5.2.- Rutado manual.

Para el rutado manual tenemos las Herramientas de Posicionamiento y Rutado Placing &

Routing

Edición y situación de componentes

Component placement and editing

(Componentes del Diseño)

Edición y situación de las mascaras

Package placement and editing

(Nos permite editar los encapsulados y

añadir otros tipos de encapsulados

que no son del proyecto).

(Abre el director de Biblioteca de

encapsulados)

Selecciona el Tipo de Pistas

Track placement and editing

Selecciona el Tipo de Vías

Via placement and editing

Planos de Masa o Alimentación

Zone placement and editing

Herramientas de Posicionamiento Placing & Routing



Si queremos tirar pistas por la cara de abajo de la placa procedemos de la siguiente manera:

Seleccionamos el Tipo de Pistas “Track placement and editing”

Con el Selector de Caras “Layer Selector” seleccionamos pistas de tipo Bottom Cooper

Con el ratón nos situamos en la Ventana de Trabajo y dibujamos la pista de una patilla a otra

siguiendo las uniones entre componentes “Netlis”.

Selector de Caras

Layer Selector

Tipo de Pista

Botton Cooper


Track placement and editing Herramientas de Posicionamiento

Placing & Routing



Si queremos tirar pistas por la cara de abajo, pasar por una vía y tirar pistas por la capa de

arriba procedemos de la siguiente manera:

Seleccionamos el Tipo de Pistas “Track placement and editing”


Con el ratón nos situamos en la Ventana de Trabajo y dibujamos la pista “Bottom Cooper “ de

una patilla a otra siguiendo las uniones entre componentes “Netlis”, pulsas dos veces con el

botón izquierdo del ratón según estas trazando la pista, sale una “VÍA” y las pistas pasan a ser

“Top Cooper”, seguimos trazando la pista y si pulsas otras dos veces con el botón izquierdo del

ratón sale una “VÍA” y las pistas pasan a ser “Bottom Cooper”.

Otra forma más fácil es poner “VÍA” y trazar las pistas con Bottom ó Top

Cooper .

Selector de Caras

Layer Selector

Tipo de Pista

Bottom


Track placement and editing

Pista Bottom Cooper

Pista Bottom Cooper

VIA

Selecciona el Tipo de Vias

Via placement and editing

Tamaño de la VIA




Si queremos que una determinada zona de una cara sea un plano de masa o alimentación

podemos utilizar Zone placement and editing de las Herramientas de Posicionamiento y

Rutado Placing & Routing


Con el ratón nos situamos en la Ventana de Trabajo y dibujamos la Zona que queremos de

cobre. Aparece un menú contextual donde decimos tamaño de la zona de cobre, Zonas de

clareo, etc.

La placa queda:

Planos de Masa o Alimentación

Zone placement and editing


Tipo de Zona

Top Cooper

Selector de Caras

Layer Selector

Clareo

Tamaño de las Zona

de Cobre



Si queremos cambiar el tamaño o la forma de los PAD de un determinado componente

utilizar herramientas de emplazamientos de PAD “Pad Placement”

Seleccionamos el tipo de PAD.

Pinchamos el PAD de un componente de nuestro circuito y este se sustituye.

PAD Redondo


Pad Placement

PAD Cuadrado

PAD tipo DIL

Tamaño del PAP Tipo de PAP

Tamaño del PAP S50-25

Tamaño del PAP S90-50



Utilizando las herramientas de diseño de placas que nos proporciona ARES tenemos como

resultado el siguiente circuito:

1.3.- Creación de símbolos en ISIS y encapsulados en ARES.

1.3.1.- Creación de una biblioteca de encapsulados en ARES.

Para crear una Biblioteca propia en ARES, se deben primero seleccionar el modo de edición y

situación de componentes “Package placement and editing.” y seleccionar el botón “L”

de manejo de Bibliotecas “Manage Libraries”.

Se abre un menú contextual, donde podemos crearnos nuestra propia Biblioteca, añadir

encapsulados de otra Biblioteca, borrar encapsulados, etc.


Placing & Routing

Edición y situación de los Encapsulados

Package placement and editing

Manejo de Bibliotecas

Manage Libraries



Cuando pulsamos “Create Library” tenemos que dar un nombre a la biblioteca

“Robótica_ARES” y donde queremos crear la biblioteca “C:\Archivos de Programa\Labcenter

Electronic\Proteus 6 Professional\Library”.

Pulsamos “OK” y la biblioteca se crea. En la biblioteca nueva “Robótica_ARES”, podemos

copiar componentes “CONN-DIL8” de otras bibliotecas ”CONNECTORS”. Seleccionamos el

encapsulado y damos al icono de copiar “Copy Items”

Creación de una Biblioteca

Nos pedirá un número

máximo de Encapsulados.

Máximo 4000



1.3.2.- Creación de un encapsulado en ARES.

a) Dibujamos el componente sin PAD.

Abrimos el ARES y seleccionamos Herramientas de diseño gráfico “2D Graphics”.

Con el Selector de Caras “Layer Selector” seleccionamos borde de encapsulado “Top Silk” y

dibujamos el encapsulado.

Biblioteca

Robótica_ARES

Confirmación

de copia


2D Graphics

Selector de Caras

Layer Selector

Borde de Encapsulado

Top Silk



b) Le añadimos los PAD.

Seleccionamos PAD Redondo de las Herramientas de emplazamiento de PAD

“Pad Placement “ los insertamos en el encapsulado dibujado.

c) Editamos el PAD (Poner un número)

Seleccionamos el PAD con el botón derecho del ratón del ratón “El PAD se pone blanco” y

pulsamos el izquierdo. Numeramos el PAP “U” con “1”.

d) Hacer el encapsulado y almacenarlo.

Seleccionamos el encapsulado con el botón derecho del ratón (se pone en blanco), pinchamos

sobre el icono de realizar un encapsulado “Make Package” de los “Comandos de edición”


Pad Placement

PAD Redondo

Tamaño del PAP

Numeramos el PAP


Editing Commands

Hacer el encapsulado

Make Package



Aparece un menú contextual y escribimos el nombre de la huella “MOTOR-TRI_ROBOTICA” su

categoría “Connectors”, tipo de agujero de PAD “agujero pasante” “Through Hole” y la

biblioteca donde se almacena “Robótica_ARES”

e) Deshacer el encapsulado y almacenarlo.

Seleccionamos el encapsulado con el botón derecho del ratón (se pone en blanco), pinchamos

sobre el icono de deshacer encapsulados. “Decompose” de los “Comandos de edición”

Variamos el encapsulado, lo seleccionamos con el botón derecho del ratón y volvemos

almacenarlo pulsando Make Package

Nombre del

Encapsulado

Tipo de agujero del

PAD

Biblioteca donde se

almacena

Categoría


Editing Commands

Deshacer el Encapsulado

Decompose



1.3.3.- Creación de una biblioteca de símbolos en ISIS.

Para crear una biblioteca propia en ISIS, se deben primero seleccionar el modo

componentes “Component.” y seleccionar el botón “L” de manejo de

bibliotecas “Manage Device Libraries”.

Se abre un menú contextual ,

donde podemos crearnos nuestra

propia biblioteca, añadir símbolos

de otra biblioteca, borrar

símbolos, etc.

Cuando pulsamos “Create Library” tenemos que dar un nombre a la biblioteca “Robótica_ISIS”

y donde queremos crear la biblioteca “C:\Archivos de Programa\Labcenter Electronic\Proteus

6 Professional\Library”.

Component.

Manage Device Libraries

Creación de una Biblioteca

Nos pedirá un número

máximo de simbolos.

Máximo 4000



Pulsamos “OK” y la biblioteca se crea. En la biblioteca nueva “Robótica_ISIS”, podemos copiar

componentes “2N2907” de otras bibliotecas ”Bipolar”. Seleccionamos el encapsulado y

damos al icono de copiar “Copy Items”

Biblioteca

Robótica_ISIS

Confirmación

de copia



1.3.4.- Creación de un símbolo en ISIS.

a) Dibujamos el componente sin patillas.

Abrimos el ISIS y seleccionamos “Comandos de Dibujo”

b) Le añadimos pines ó patillas.

Seleccionamos Patillas de Componentes “Device Pin“ de las Herramientas de Diseño

Ponemos los pines en el dibujo realizado, teniendo en cuenta lo siguiente:

· Que los caracteres no estén excesivamente próximos al pin (El pin no conectará con el hilo si esto ocurre y habría que descomponer el componente y modificarlo).

· Que el tipo de de rejilla sea mayor de Snap 50th (Ver View de la Barra de Menús), para poder insertar el hilo de forma más cómoda.

c) Editamos el pin (Poner el nombre y número)

Seleccionamos el pin con el botón derecho del ratón del ratón “El pin se pone rojo” y

pulsamos el izquierdo. Nombramos al Pin “U” y lo numeramos “1”.

Comandos de Dibujo


Patillas de Componentes

Device Pin

Tipo de Pin



d) Hacer el símbolo y almacenarlo.

Seleccionamos el símbolo con el botón derecho del ratón (se pone en rojo), pinchamos sobre

el icono de realizar un dispositivo “Make device” de los “Comandos de edición”

Aparece un menú contextual y escribimos el nombre del componente “MOTOR-TRI_ROBOTICA”

y un parámetro de referencia “M”.

Nombre

Número

Comandos de

Edición

Make device



Pulsamos “Next” aparece otra ventana donde podemos asignarle el encapsulado físico (Si esta

creado lo asignamos, se puede no asignar y pasar a la siguiente ventana contextual). Pulsamos

añadir encapsulado Add/Edit .

Aparece un menú contextual donde pulsamos añadir el encapsulado

Añadir Encapsulado

Añadir Encapsulado



Aparece otro menú contextual que abre el ARES y elegimos el encapsulado adecuado.

Aparece otro menú contextual en el que podemos añadir pines y poner este encapsulado

como principal.

Elegimos el encapsulado adecuado

MOTOR-TRI_ROBOTICA

Ponemos la palabra

clave MOTOR y aparecen

diferentes motores

Vista del encapsulado

Añadir Pines

Encapsulado por defecto

Usar Bibliotecas de

ARES



Si pulsamos asignación de huella “Assign Package(s)” esta queda asignada al símbolo de ISIS

Se abre otro menú contextual donde se puede introducir el modelo de componte simulado



Se abre otro menú contextual donde se puede introducir un documento donde se especifique

sus características “Data Sheet”

Se abre otro menú contextual donde se le asigna categoría, Biblioteca.

Introducción del

Documento

Categoría

Biblioteca



e) Deshacer el símbolo y almacenarlo.

Seleccionamos el símbolo con el botón derecho del ratón (se pone en rojo), pinchamos sobre

el icono de deshacer un dispositivo “Decompose” de los “Comandos de edición”

Variamos el simbolo, lo seleccionamos con el botón

derecho del ratón y la volvemos almacenarlo pulsando

Make Device

2.- Principios de funcionamiento de un Microcontrolador PIC.

Antes de definir un sistema digital basado en microcontroladores habría que definir un

sistema basado en microprocesadores.

Un microprocesador es básicamente un chip que contiene la CPU (Central Proccesing

Unit) que se encarga de controlar todo un sistema. Un sistema digital basado en un

microcontrolador es un sistema abierto ya que su configuración difiere según a la aplicación a

la que se destine. Se pueden acoplar los módulos necesarios para configurarlo con las

características que se desee. Para ello se saca al exterior las líneas de sus buses de datos,

direcciones y control de modo que permita su conexión con la memoria y los módulos de

entrada/ salida. Finalmente resulta un sistema implementado por varios circuitos integrados

dentro de una misma placa de un circuito impreso.

Comandos de

Edición

Deshacer el símbolo

Decompose