GUIA DE LAB No 1 - MICROCONTROLADOR PIC18

Laboratorio de Microprocesadores I Docente: M.Sc. Gregorio Mamani M.
Lab. No. 1. INTRODUCCIÓN DE MICROCONTROLADOR PIC18F4550

1. OBJETIVO
✓ Introducción a microcontroladores PIC de la empresa Microchip
✓ Conocer las características técnicas del microcontrolador Pic18F4550
✓ Usando el diagrama en bloques del PIC18F4550, conocer la arquitectura del microcontrolador
PIC18F4550
2. EQUIPOS Y MATERIALES
✓ Fuente de alimentación de corriente continua
✓ Guía de laboratorio y manual de Microcontrolador Pic18F4550
✓ Microcontrolador Pic18F4550
✓ Tester Digital / Analógico
✓ Protoboard
✓ Otros
3. MARCO TEÓRICO
3.1. TIPOS DE PROCESADORES
MICROPROCESADOR
Un microprocesador es un sistema programable abierto (configuración variable) con el que puede construirse
un computador con las características que se desee, acoplándole los módulos necesarios.
- Requiere de varios circuitos integrados para crear un sistema completo: ROM, RAM, Puertos I/O,
Periféricos
- Tiene alta capacidad de procesado
- Memorias masivas de programas y datos
- De propósito general
- Alto consumo de energía
- Costo elevado
- Principal fabricante: INTEL
MICROCONTROLADOR
Es un sistema programable cerrado que contiene un computador completo y de prestaciones limitadas que no
se pueden modificar.
- Incorpora todos los circuitos integrados para crear un sistema completo: ROM, RAM, Puertos I/O,
Periféricos.
- Tiene baja capacidad de procesado
- Memorias reducidas para programas y datos
- De propósito específico: Control
- Bajo consumo de energía
- Costo reducido
- Principal fabricante en el mercado de 8-bit: Microchip
1
3.2. FAMILIAS DE MICROCONTROLADORES PIC

Los PIC son una familia de microcontroladores tipo RISC (Reduced Instruction Set Computer) fabricados por
Microchip Technology Inc. El significado original de PIC es Peripheral Interface Controller (controlador de
interfaz periférico)
Los microcontroladores PIC se clasifican en 3 grandes ramas
GAMA BASE
Estos modelos incorporan 33 instrucciones máquina de 12 bits de longitud cada una y disponen de una pila
con 2 niveles de profundidad. Su capacidad de memoria es muy limitada por lo que las aplicaciones que se
pueden hacer con el también. Lo componen 14 modelos. Ejemplo: Microcontrolador PIC12F629
2
GAMA MEDIA
Estos microcontroladores incorporan 35 instrucciones con 14 bits de longitud cada una, tiene una pila de 8
niveles de profundidad y tiene un vector de interrupción. Esta gama tiene en la actualidad 71 modelos
diferentes, tienen de 8 a 68 patitas. Ejemplo: Microcontrolador PIC16F877A
GAMA MEJORADA
Estos PIC disponen de 77 instrucciones de 16 bits de longitud cada una, una Pila de 31 niveles de
profundidad y 2 vectores de interrupción. Algunos modelos incorporan un módulo USB. Ejemplo:
Microcontrolador PIC18F4550
CARACTERÍSTICAS DE PIC18F4550
✓ Microcontrolador con módulo USB especificación 2.0. Soporta Low speed 1.5Mb/s y full speed 12Mb/s.
✓ Hasta 35 pines I/O disponibles en 5 puertos
✓ Pines con salida de alta corriente de hasta 25 mA
✓ Memoria de programa flash de 32 kBytes
✓ Memoria de datos RAM de 2048 Bytes
✓ Memoria EEPROM de datos de 256 Bytes
✓ Memoria de Pila de 16 niveles
✓ Memoria de configuración de 12 Bytes
✓ Velocidad de la CPU 12 MIPS
✓ Oscilador externo hasta 48 MHz
✓ Oscilador interno seleccionable entre 8 frecuencias desde 31kHz hasta 8MHz
✓ Opciones de oscilador dual permiten que la velocidad de la CPU y del módulo USB sean diferentes
✓ Conversor ADC de 10 bits y 13 canales
✓ Tecnología nanoWatt que brinda características y funciones de bajo consumo y ahorro de energía
✓ Voltaje de operación 4.2V a 5.5V
✓ 2 módulos de captura/comparación/PWM
✓ 4 Timers Timer0 a Timer4. Uno de 8 bits y 3 de 16 bits
✓ Interface serial EUSART, SPP, SPI, I²C.
✓ 20 fuentes de interrupciones (3 externas)
✓ Resistencias de pull-ups en el puerto B programables
✓ Función del pin MCLR opcional
✓ Brown-out Reset de valor programable
✓ Power-on Reset
3
✓ Power-up Timer y Oscillator Start-up Timer

✓ Soporta 100,000 ciclos de borrado/escritura en memoria flash
✓ Soporta 1,000,000 ciclos de borrado/escritura en memoria EEPROM
✓ Retención de datos mayor a 40 años
✓ Protección de código y datos programable
✓ Encapsulado DIP de 40 pines
3.3. DIAGRAMA DE BLOQUES DEL PIC18F4550
4
3.4. ORGANIZACIÓN DE LA MEMORIA
MEMORIA DE PROGRAMA O CÓDIGO (32768 Bytes de

ROM Flash)
✓ Los 32 KBytes ocupan las direcciones de 0000H hasta 7FFFH

✓ Almacena instrucciones y constantes/datos
✓ Las instrucciones ocupan 2 bytes (excepto CALL, MOVFF,
GOTO y LSFR que ocupan 4). Por lo tanto la memoria de
programa puede almacenar hasta 16.384 instrucciones.
✓ La operación de lectura en posición de memoria por encima de
7FFFH da ´0´como resultado (equivalente a la instrucción NOP)
✓ Direcciones especiales de la memoria de programa son:
✓ Vectorización del Reset es 0000H
✓ Vectorización de las interrupciones de alta prioridad es la
0008H
✓ Vectorización de las interrupciones de baja prioridad es la
0018H
MEMORIA DE CONFIGURACIÓN (12 Bytes de ROM flash

para Bits de configuración 2 Bytes de ROM Flash para Registros de
Identificación)
Se trata de un bloque de memoria situado a partir de la posición 30000H de memoria de programa (más allá
de la zona de memoria de programa de usuario)
Los Bits de configuración permiten configurar de algunas opciones del uC como:

✓ Opciones del oscilador
✓ Opciones de reset
✓ Opciones del watchdog
✓ Opciones de la circuiteria de depuración y programación
✓ Opciones de protección contra escritura de memoria de programa y memoria EEPROM de datos
Estos bits se configuran generalmente durante la programación del uC, aunque también pueden ser leídos y
modificados durante la ejecución del programa. Los Registros de identificación están situados en las
direcciones 3FFFFEH y 3FFFFFH que contienen información del modelo y revisión del dispositivo. Son
registros de solo lectura y no pueden ser modificados por el usuario.
MEMORIA EEPROM DE DATOS (256 Bytes de EEPROM)

Almacena datos que se deben conservar aun en ausencia de tensión de alimentación
✓ El acceso a esta memoria se realiza mediante los registros SFR: EECON1, EECON2, EEDATA,
EEADR.
✓ Esta memoria permite hasta 1.000.000 de ciclos de borrado/escritura
✓ Se puede leer/escribir de forma individual en cada una de las 256 posiciones de memoria
✓ Cuando se realiza una operación de escritura la circuitería interna del microcontrolador se encarga de
borrar previamente la posición en la que se desea escribir. La duración de un ciclo completo de
borrado/escritura de un byte en la memoria EEPROM suele ser de unos 4ms.
5
MEMORIA DE DATOS (2048 BYTES DE SRAM)

En este espacio de 2k Byte están incluidos los SRF (Registros de Función Especial) Almacena datos de forma
temporal durante la ejecución del programa. La SRAM de 2048 bytes está dividida en 8 bancos de 256 bytes.
Además dispone de 160 bytes dedicados a los registros de función especial (SFR) situados en la parte alta del
banco 15.
✓ Para acceder a un byte de la memoria RAM de datos primero

debe seleccionarse el banco al que pertenece el byte mediante
el registro de selección de banco (BSR) y a continuación
direccionar el byte dentro del banco. Además existe una
modalidad de acceso rápido a las 96 posiciones de la parte
baja del banco 0 y a los 160 bytes de SFR
✓ Los bancos 4, 5, 6 y 7 se utilizan también para el USB
MEMORIA DE PILA (Stack) (31 Palabras de 21 Bytes de

SRAM)
Almacena la dirección de la instrucción que debe ser ejecutada
después de una interrupción o subrutina La Pila es un bloque de
memoria SRAM independiente que sirve para almacenar
temporalmente el valor del Contador de Programa (PC) cuando se
produce una llamada a subrutina o una interrupción.
El puntero de pila (registro SFR STKPTR) es un contador de 5
bits que indica la posición actual del final de pila.
✓ Cuando se procesa una interrupción o se ejecutan las

instrucciones las instrucciones CALL o RCALL (el PC está
apuntando a la siguiente instrucción) se incrementa el STKPR
y se almacena en el final de pila el valor del PC.
✓ Cuando se ejecutan las instrucciones RETURN, RETLW o RETFIE se copia el valor almacenado en la
cima de pila en el PC y se decrementa el STKPTR.
MAPA DE REGISTROS DE FUNCIÓN ESPECIAL SFR

La memoria RAM de datos se compone de registros de propósito general (GPR) y de registros de función
especial (SFR). Los SFR son los registros mediante los cuales se pueden monitorizar/controlar el
funcionamiento de la CPU y de las unidades funcionales del microcontrolador.
Se distinguen dos conjuntos de SFR:
✓ SFR asociados con el núcleo del microcontrolador

- CPU: WREG, STATUS, BSR, etc...
- Interrupciones: INTCON, PIE1, PIR1, IPR1, etc...
- Reset: RCON
✓ SFR asociados con las unidades funcionales:

- Timers: T0CON, TMR1H, TMR1L, T1CON, etc...
- Convertidor A/D: ADRESH, ADRESL, ADCON0, ADCON1, etc...
- EUSART: TXREG, TXSTA, RCSTA, etc...
- CCP: CCPR1H, CCPR1L, CCP1CON, etc...
- MSSP: SSPSTAT, SSPDATA, SSPCFG, etc...
- Puertos de E/S: TRISA, PORTA, TRISB, PORTB, etc...
6
3.5. PUERTOS DE ENTRADA/SALIDA

El microcontrolador PIC18F4550 dispone 5 puertos de E/S que incluyen un total de 35 como E/S:
No PUERTO LÍNEAS DE ENTRADA / SALIDA

1 PORTA 7 líneas de entrada / salida
2 PORTB 8 líneas de entrada / salida
3 PORTC 6 líneas de entrada / salida + 2 líneas de entrada
4 PORTD 8 líneas de entrada / salida
5 PORTE 3 líneas de entrada / salida + 1 línea de entrada
REGISTROS DE UN PUERTO DE E/S

Cada puerto de E/S tiene asociado 3 registros:
✓ Registro TRIS: mediante este registro se configuran cada una de las líneas de E/S del puerto como:
ENTRADA (bit correspondiente a '1') y SALIDA (bit correspondiente a '0')
✓ Registro PORT: mediante este registro se puede LEER el nivel en el pin de E/S (Entrada de Datos)
✓ Registro LAT: mediante este registro se ESCRIBIR el valor de del pin de E/S (Salida de Datos)
4. PRE INFORME
4.1. Objetivos de laboratorio No 1.
4.2. Dibuje Microcontrolador Pic18F4550
4.3. Cuál es la diferencia entre microprocesador y microcontrolador
7
5. PROCEDIMIENTO
5.1. Conocer, Dibujar: circuito electrónico y en forma física con dimensiones reales microcontrolador
Pic18F4550
5.2. Diseño de fuente de alimentación de 5 voltios DC (LM317T) para microcontrolador Pic18F4550,

desarrollo de proyectos electrónicos y demostrar su funcionamiento en hardware
5.3. Alimentar con fuente de alimentación DC de 5 voltios a microcontrolador Pic18F4550, aplicar reset,
medir sus puertos de entradas/salidas y demostrar en hardware.
6. CUESTIONARIO
6.1. Realizar la investigación de las características técnicas de microcontrolador Pic18F4550
6.2. Realizar la investigación de conjunto de instrucciones del Pic18F4550 y sus ejemplos
6.3. Diseño fuente de alimentación switching de 5 Voltios para Pic18F4550 y desarrollo de proyectos

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Lab. No. 1. INTRODUCCIÓN DE MICROCONTROLADOR PIC18F4550

3.2. FAMILIAS DE MICROCONTROLADORES PIC

Los microcontroladores PIC se clasifican en 3 grandes ramas

✓ Power-up Timer y Oscillator Start-up Timer

3.3. DIAGRAMA DE BLOQUES DEL PIC18F4550

3.4. ORGANIZACIÓN DE LA MEMORIA

MEMORIA DE PROGRAMA O CÓDIGO (32768 Bytes de

✓ Los 32 KBytes ocupan las direcciones de 0000H hasta 7FFFH

MEMORIA DE CONFIGURACIÓN (12 Bytes de ROM flash

Los Bits de configuración permiten configurar de algunas opciones del uC como:

MEMORIA EEPROM DE DATOS (256 Bytes de EEPROM)

MEMORIA DE DATOS (2048 BYTES DE SRAM)

✓ Para acceder a un byte de la memoria RAM de datos primero

✓ Los bancos 4, 5, 6 y 7 se utilizan también para el USB

MEMORIA DE PILA (Stack) (31 Palabras de 21 Bytes de

✓ Cuando se procesa una interrupción o se ejecutan las

MAPA DE REGISTROS DE FUNCIÓN ESPECIAL SFR

✓ SFR asociados con el núcleo del microcontrolador

✓ SFR asociados con las unidades funcionales:

3.5. PUERTOS DE ENTRADA/SALIDA

No PUERTO LÍNEAS DE ENTRADA / SALIDA

REGISTROS DE UN PUERTO DE E/S

5.2. Diseño de fuente de alimentación de 5 voltios DC (LM317T) para microcontrolador Pic18F4550,

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