Arquitectura Microcontrolador PIC18F4550

José Alberto Beristain
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Arquitectura Microcontrolador PIC18F4550

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Arquitectura Microcontrolador PIC18F4550
1 Encapsulado
1.1 El PIC se puede encontrar en diferentes encapsulados, los cuales son: PDIP, TQFP y QFN
1.1.1 PDIP - 40 Pines
1.1.2 TQFP - 44 Pines
1.1.3 QFN - 44 Pines
2 Caracteristicas Generales
2.1 • Microcontrolador con módulo USB 2.0. Soporta Low speed 1.5Mb/s y full speed 12Mb/s. • 1kB de memoria de doble acceso vía USB • 35 pines I/O disponibles • Memoria de programa flash de 32 kB • RAM de 2048 Bytes • EEPROM de datos de 256 Bytes • Velocidad de la CPU 12 MIPS • Oscilador externo de dos modos hasta 48 MHz • Oscilador interno selecionable entre 8 frecuencias desde 31kHz hasta 8MHz • Oscilador secundario con Timer 1 de hasta 32kHz • Opciones de oscilador dual permiten que la velocidad de la CPU y del módulo USB sean diferentes • 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 • 4 Timer. Uno de 8 bits y 3 de 16 bits
2.2 • 2 módulos de captura/comparación/PWM • 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 • 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
3 Arquitectura
3.1 El PIC18F4550 pertenece a la familia 18X de Microchip es de 8 bits y funciona mediante una arquitectura Harvard, es decir cuenta con un bus de datos y un bus de instrucciones por separado.
4 Funciones
4.1 WatchDog Timer
4.1.1 Producie un reset del microcontrolador PIC cada cierto período de tiempo con lo cual se reinicia la ejecución del programa, con la finalidad de evitar que el dispositivo entre en un lazo infinito. Usa un oscilador libre RC en el chip con un período del timeout programable entre 18ms y 3.0s
4.2 Clock
4.2.1 El PIC 18F4550 cuenta con 12 modos diferentes de configuración en su Reloj. Los cuales son: XT, XTPLL, HS, HSPLL, EC ,ECIO, ECPLL, ECPIO, INTHS, INTXT, INTIO, INTCKO. Las distintas configuraciones pueden mediante componentes internos o externo.
4.2.1.1 XT
4.2.1.1.1 Cristal u Oscilador
4.2.1.2 XTPLL
4.2.1.2.1 Cristal u Oscialador con PLL Activado
4.2.1.3 HS
4.2.1.3.1 Cristal u Oscilador de Alta Velocidad
4.2.1.4 HSPLL
4.2.1.4.1 Cristal u Oscilador de Alta Velocidad con PLL Activado
4.2.1.5 EC
4.2.1.5.1 Señal Externa con frecuencia/4 en RA6
4.2.1.6 ECIO
4.2.1.6.1 Señal Externa con pin de Entrada/Salida en RA6
4.2.1.7 ECPLL
4.2.1.7.1 Señal Externa PLL Activado con frecuencia/4 en RA6
4.2.1.8 ECPIO
4.2.1.8.1 Señal Externa PLL Activado con pin de Entrada/Salida en RA6
4.2.1.9 INTHS
4.2.1.9.1 Oscilador Interno para el PIC. Oscilador tipo HS para el USB
4.2.1.10 INTXT
4.2.1.10.1 Oscilador Interno para el PIC. Oscilador tipo XT para el USB
4.2.1.11 INTIO
4.2.1.11.1 Oscilador Interno para el PIC. Oscilador tipo EC para el USB
4.2.1.12 INTCKO
4.2.1.12.1 Oscilador Interno para el PIC. Oscilador tipo EC para el USB con frecuencia/4 en RA6
4.3 Ports
4.3.1 Este Microprocesador cuenta con 35 pines configurables como de Entradas/Salidas. De estos 13 son configurables como Análogos mediantel el registro ADCON1. Están divididos en 5 Puertos (A,B,C,D,E) de 8 bits cada uno, sin embargo no todos tiene todos sus bits implementados
4.3.1.1 Funciones Adicionales
4.3.1.1.1 • Entrada de voltajes de referencia para ADC. • Entradas y salidas de periféricos (UART, USB, SPI, I 2C, etc.). • Entradas de contadores de Timers. • Entradas de voltaje analógico. • Salida de oscilador • Entrada de voltaje y datos de programación.
4.3.1.2 Manejo de Puertos
4.3.1.2.1 Cada puerto tiene 3 registros asociados: TRISx PORTx LATx
4.3.1.2.1.1 TRISx
4.3.1.2.1.1.1 El registro TRISx se usa para configurar el sentido de datos del puerto, puede ser Entrada (con “1”) o Salida (con “0”).
4.3.1.2.1.2 PORTx
4.3.1.2.1.2.1 Por medio del registro PORTx se accede a los datos de los pines. Cuando se escribe en PORTx, se escribe en el latch del puerto. Cuando se lee el PORTx, se lee el valor directamente del pin.
4.3.1.2.1.3 LATx
4.3.1.2.1.3.1 Este registro está directamente conectado con el latch del puerto(Normalmente escritura). Cuando se escribe en el LATx se escribe en el latch del puerto y cuando se lee el LATx se lee del latch del puerto.
4.4 ADC
4.4.1 Este dispositivo cuenta con un Convertidor Análogo - Digital y 13 canales para su uso(Configurables en el registos ADCON0). Tiene una resolución de 10 bits y es posible indicarle al PIC voltajes de referencia VREF(-) y VREF(+). Cabe resaltar que es necesario indicar un valor de reloj especial para la adquisición del ADC, esto en función del tiempo de carga interno, tiempo interno de amplificación y un coeficiente de temperatura.
4.4.1.1 ADRESH Y ADRESL
4.4.1.1.1 Son los registros en los cuales se guarda el numero resultado de la conversión. Es posible alinear los resultado a la derecha o a la izquierda. Configuración realizada en el ADCON2
4.4.1.2 Valor de Bits - Voltaje
4.4.1.2.1 Tomando como referencia valores de 0 a 5v y sabiendo que se dividen en 10 bits (1024). cada bit valdria en voltaje aproximadamente 5mV (5/1024)
5 Funciones
5.1 Timer
5.1.1 El PIC cuenta con 4 timers internos (TIMER0,TIMER1,TIMER2, TIMER3), de los cuales uno es de 8 bits(TIMER0) y el resto son de 16 bits. Estos se puede definir como contadores que estan conectados al reloj del sistema. Por defecto la señal que van a contabilizar los timers corresponde a la frecuencia del oscilador dividida por cuatro. Las configuraciones generales del TIMER se realizan mediante el registro T0CON.
5.1.1.1 TMR0L y TMR0H
5.1.1.1.1 Registros que permiten acceder (lectura/escritura) al valor del contador (TMR0L para el byte menos significativo y TMR0H para el más significativo).
5.1.1.2 INTERRUPCIONES
5.1.1.2.1 Es posible realizar interrupciones en el TIMER0, utilizando el registro INTCON
5.2 Interrups
5.2.1 Son llamadas a funciones disparadas por eventos del Hardware, a dichas funciones no se les puede pasar parámetros ni tampoco pueden devolver parámetros. Existen dos tipos, Alta y Baja prioridad. Para habilitarlo se utiliza el registro INTCON.
5.2.1.1 Fuentes de Interrupiones
5.2.1.1.1 • Externas (INT0-INT3) • PORTB Interrupción por cambio (RB4-RB7) • Timer Rollover/Overflow • Cambio en la salida del comparador • Final de Conversión A/D • Eventos en el canal de comunicaciones • Eventos en otros periféricos
5.3 PWM
5.3.1 Modulación por ancho de pulso, en esta forma de trabajo del módulo CCP1 o CCP2, lo que se logra con el uso del módulo CCPx en modo PWM es obtener por el pin CCPx una señal periódica, este pin debe ser configurado como una salida digital mediante el correspondiente TRISC, con parte de la señal obtenida en alto y parte de la señal en bajo. en la señal PWM el tiempo que la señal está en alto Talto se le conoce como ancho de pulso y si está expresado en porcentaje como ciclo de trabajo
5.3.1.1 Variables Importantes
5.3.1.1.1 • La frecuencia del oscilador principal Fosc • El pre-escalador (PRE) o divisor previo del timer TMR2 • El registro PR2 (0-255) asociado al timer TMR2
5.3.1.2 Funcionamiento
5.3.1.2.1 El valor del registro CCPxH se compara permanentemente con el valor que va tomando el registro TMR2 y cuando se hacen iguales el pin CCPx se pondrá a 0, de esta manera se fija el ancho de pulso, y como l cual el registro TMR2 se hará igual a 0 y el ciclo anterior volverá a repel TMR2 seguirá aumentando de valor hasta que este se haga igual nuevamente al valor almacenado en el registro PR2, momento en eetirse.
5.4 EUSART
5.4.1 Enhanced Universal Asynchronous Receiver Transceiver es un periférico que maneja comunicaciones de entrada/salida de tipo serial. Recordemos que la comunicación serial es una manera de comunica dos dispositivos utilizando únicamente dos cables.
5.4.1.1 Configuraciones
5.4.1.1.1 Full Duplex
5.4.1.1.1.1 Útil para las comunicaciones con sistemas periféricos, tales como terminales y ordenadores personales.
5.4.1.1.2 Half Duplex
5.4.1.1.2.1 Está destinado a las comunicaciones con dispositivos periféricos, tales como ADC o DAC, circuitos integrados, memorias EEPROM seriales u otros microcontroladores.
5.4.1.1.3 TXSTA RCSTA BAUDCON
5.4.1.1.3.1 • Transmit Status and Control (TXSTA) - Transmisión de Datos • Receive Status and Control (RCSTA) - Recepción de Datos • Baud Rate Control (BAUDCON) – Timer controlador de 8 o 16 bits
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