Microcontroladores 2p2008

UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE BOLÍVAR VICERRECTORÍA ACADÉMICA PLAN DE CURSO Y SYLLABUS 1. GENERALIDADES Facultad de Ingeniería. Nombre del docente:

Programa de Ingeniería Electrónica. Luis Enrique Acosta Galván

Código:

0430577

2. IDENTIFICACIÓN DEL CURSO Denominación:

Código:

MICROCONTROLADORES

Nº de Créditos:

Horas semanales presenciales:

3

030440

Horas semanales independientes: 6

3. DESCRIPCIÓN DEL CURSO Los microcontroladores hoy en día han reemplazado a los microprocesadores en aplicaciones de complejidad media, utilizándose en campos tan diversos como la automatización, el control, las comunicaciones, la medicina, la robótica entre otros. Este curso ha sido preparado con la intención de que cada uno de los ejercicios y actividades dentro de clase ofrezcan un reto e incrementen el conocimiento relacionado con el diseño de sistemas micro-controlados.

4. INTENCIONES EDUCATIVAS La asignatura microcontroladores tiene como objetivos desarrollar las habilidades en el diseño y fabricación de equipos basados en sistemas embebidos, consolidando conceptos de diseño electrónico, programación, DSP, etc. vistos en el transcurso de la carrera. Además se fomenta el trabajo grupal, aplicado en el desarrollo de trabajos de investigación laboratorios y exposiciones. 5. COMPETENCIAS Cognitivas • Conocer las características y las herramientas para el desarrollo de sistemas embebidos. • Conocer la arquitectura interna de los microcontroladores de gama media de MICROCHIP. • Aprender a programar microcontroladores. • Diseñar prototipos que permita brindar solución a problemas en las áreas de control, instrumentación y comunicaciones. Procedí mentales • Desarrollar programas en lenguaje de alto nivel para desarrollar aplicaciones rápidamente. • Emplear la herramienta MPLAB junto con un compilador en C para desarrollo de programas. • Desarrollo de laboratorios para afianzar conceptos aprendidos en la fase teórica. • Ampliar conceptos apoyados en trabajos de investigación grupal.

Actitudinales • • • •

Desarrollar la habilidad de trabajo y aprendizaje cooperativo en las actividades en equipo. Adoptar un compromiso con la materia desarrollando las actividades de la materia con la finalidad de desarrollar aplicaciones embebidas. Desarrollar las habilidades investigativas que permitan dar solución a problemas de ingeniería a través de sistemas embebidos. Desarrollar las habilidades de redacción, compresión de lectura, a través artículos científicos propios de proyectos de final de curso.

6. TEMÁTICA MÓDULO 1: INTRODUCCIÓN Presentación del curso. Introducción al diseño de sistemas embebidos. Características y aplicaciones. Introducción a los microcontroladores. Gama de microcontroladores microchip.

MÓDULO 2: ARQUITECTURA DE UN MICROCONTROLADOR. Arquitectura Harvard y Von Neuman. Memoria de Programa y Datos. Microcontroladores de gama media PIC16F87X Versiones comerciales. Características. Distribución de terminales. Conexión típica. MODULO 3: ARQUITECTURA INTERNA DE LA SERIE 16F87X. Arquitectura interna. Organización de memoria. Oscilador principal. Perro guardián. Reset. Modo sleep. Power-On Reset (POR). Power-up Timer (PWRT). Brown-Out Reset (BOR). Watchdog Timer (WDT). Puertos de entrada y salida del pic. MODULO 4: PROGRAMACIÓN DE MICROCONTROLADORES. Lenguajes de programación. Entorno de desarrollo MPLAB, otros entornos.cla Construcción de programas en Lenguaje C. Simulación. Temas complementarios y aplicaciones. Manejo de puestos digitales de entrada y salida. Manejo de teclados. Técnicas de manejo de display.

Manejo de Displays LCD. Temas complementarios y aplicaciones.

MÓDULO 5: PERIFERICOS DEL MICROCONTROLADOR 16F877. Conversor análogo digital. Timer0, Timer1, Timer2. Modulo PWM. Temas complementarios y aplicaciones. Memorias internas y externas. USART. Master Synchronous Serial Port (MSSP). Temas complementarios y aplicaciones.

MÓDULO 6: DISEÑO DE SISTEMAS EMBEBIDOS Características de los sistemas embebidos Herramientas de diseño. Pasos para un proyecto de sistema embebido. MÓDULO 7: PROGRAMACION AVANZADA. Uso de interrupciones. Reutilización de puertos. Programación sincrónica. C e instrucciones ASM.

7. METODOLOGIA Actividades programadas durante el desarrollo del curso. •

Orientación de los temas por parte del profesor.

•

Experiencias de laboratorio.

Actividades programadas al inicio del curso. •

Trabajos de investigación.

•

Exámenes parciales.

•

Proyecto

8. PROGRAMA ANALITICO DEL CURSO Ver al final del documento.

9. EVALUACIÓN Actividad Examen parcial Laboratorios Trabajos, quices y exposiciones Proyecto final

• • •

Corte 1 50% 30% 20%

Corte 2 40% 20% 20% 20%

Corte 3 0% 20% 20% 60%

Parcial1: Seguidor de línea con modos de navegación, velocidad y con lector de señales. Parcial2: Solución de un problema de laberintos. Parcial3: Proyecto.

Laboratorios • • • • • • •

Laboratorio 1: Control de servomotores RC. Laboratorio 2: Aplicaciones con display de 7 segmentos, odómetro, navegador inteligente. Laboratorio 3: Implementación de una pantalla LCD y teclado, programación de secuencias Laboratorio 4: Medidor de distancia utilizando sensor sharp. Laboratorio 5: Manejo de memorias con el Microcontrolador. Laboratorio 5: Manejo del robot por puerto serie de una PC y Visual Basic. Laboratorio 6: Control vía RF.

Trabajos de investigación. • Programación en lenguaje C, Librerías, tipos de datos, variables globales y locales, arrays, constantes, instrucciones orientadas a bits, Sintaxis de instrucciones: if, while, for, do, swich case, funciones. Fecha: 8 de agosto 2008. •

Microcontroladores serie 18xxxx, Gama, arquitectura interna, herramientas de desarrollo. Fecha: 5 de septiembre de 2008.

•

Microcontroladores DSPIC. Gama, arquitectura interna, herramientas de desarrollo. Fecha: 3 de octubre 2008.

Parciales •

Consiste en el desarrollo de una aplicación asignada por el docente teórico práctico. Estos deben estar presentados en baquelita.

Proyecto Final. Este proyecto vale por la nota del parcial para el corte 3, El proyecto consiste en la programación de un robot móvil que permita ser manejado en una pista propuesta por el docente de la materia. Al finalizar el curso se debe entregar un producto terminado con especificaciones, formas de uso y funcionando. Se debe entregar un documento en formato IEEE con el desarrollo del proyecto. La primera entrega consiste en la entrega de forma algorítmica de la lógica de control que permita solucionar el problema planteado.

Entrega 1: 2 de octubre de 2008. Entrega 2 final: 7 de noviembre de 2008.

10. BIBLIOGRAFÍA Texto guía: •

Microcontroladores PIC.J. M. Angulo, S. Romero, I. Angulo, Editorial McGraw Hill.

Textos de Consultas: • Datasheet 16f874. MICROCHIP. • www.microchip.com. • Savant, C.J. Diseño electrónico circuitos y sistemas Pearson Education • www.altium.com

Firma del docente

Firma del director de programa

Fecha de elaboración

1P-07

PROGRAMA ANALÍTICO DEL CURSO Semana/ Fecha 1

Tema (s) • • •

2

• •

3

• • • • • •

4

Introducción a los microcontroladores. Gama de microcontroladores microchip.

Arquitectura Harvard y Von Neuman. Memoria de Programa y Datos. Microcontroladores de gama media PIC16F87X Versiones comerciales. Características. Distribución de terminales.

•

Conexión típica.

• •

Arquitectura interna. Organización de memoria. Oscilador principal. Perro guardián. Reset. Modo sleep. Power-On Reset (POR). Power-up Timer (PWRT). Brown-Out Reset (BOR). Watchdog Timer (WDT). Puertos I/O. Lenguajes de programación. Entorno de desarrollo MPLAB. Construcción de programas en Lenguaje C. Simulación.

• • • • • • • •

5

Presentación del curso. Introducción al diseño de sistemas embebidos. Características y aplicaciones.

• • • • •

Actividad (es) en el aula Discusión del curso.

Actividades independientes Actividad en grupo, diseño de un sistema embebido.

Presentación.

Tallar comparativo de las diferentes gamas de microcontroladores.

Presentación.

Taller. Descripción de los pines del la gama media.

Discusión de arquitecturas.

Trabajo de investigación

Exposiciones de trabajos de

Desarrollo de aplicación 1

investigación.

6 – Fecha limite para entrega del primer reporte de calificaciones: 2 de Marzo de 2007 7

•

Conversor digital.

análogo

Timer1,

8

•

Timer0, Timer2.

9

•

10

•

11

Presentación

Laboratorio

Modulo PWM.

Presentación

Laboratorio

USART.

Presentación

Laboratorio

– Fecha limite para entrega del segundo reporte de calificaciones:13 de Abril de 2007

•

Master Synchronous Serial Port (MSSP).

13

•

Uso de interrupciones. Reutilización de puertos.

•

15

Laboratorio, prepuesta del proyecto final.

12

14

Presentación

•

Programación sincrónica.

•

C e instrucciones ASM.

•

C e instrucciones

Presentación

Laboratorio

Presentación

Laboratorio

Presentación

Laboratorio, proyecto

Presentación

Laboratorio, proyecto

ASM. 16 – Fecha limite para entrega del tercer reporte de calificaciones: 25 de Mayo de 2007