Laboratorio N°8

JUEGO DE TIRO A CANASTA CON  INDICADOR DE PUNTOS 

FASE 4 :Implementación

1. COMPETENCIAS ESPECIFICAS

• Conocer el proceso de desarrollo de un proyecto con PIC 
• Aplicar todas las técnicas de programador conocidas hasta este momento 
• Aplicar estos conocimientos en la realización de un proyecto 

2. MARCO TEÓRICO

• Manejo de las interrupciones en un PIC 

            Una interrupción es una técnica particular del PIC que permite: 

• Interceptar eventos externos de un programa en ejecución, interrumpiendo momentáneamente la operación del programa, controla el evento con una subrutina apropiada, y retorna para continuar con la ejecución del programa en el punto donde se produjo la interrupción.
• La familia del PIC16F87x cuenta con hasta 14 fuentes de interrupción, de las cuales algunas de ellas se habilitan por medio de diferentes  registros de control:

·  La del convertidor A/D se encuentra en el registro PIE1, en este mismo registro está el bit del TIMER1 (TMRIE ,PIE1<0>) entre otros.     

  

·        Con INTCON podemos ver las fuentes de interrupción 

El registro INTCON cuenta  con tres controles de interrupción  cada uno derivado auna función específica:

·         Interrupciones ocasionadas en la patilla RBO/INT

·          Interrupciones ocasionadas por cambios de estado en las patillas RB7:RB4

·          Interrupciones que tienen lugar por el desbordamiento del temporizador TMR0

·         Interrupciones referidas al resto de los controles de periféricos y funciones especiales se encuentran en los registros PIR1, PIR2.

Tipos de Eventos y Bits de Habilitación

 Tenemos  tres controles de interrupción en el registro INTCON: 

1.       Un cambio de estado sobre la línea RB0 ( pin de interrupción externa RB0/INT

2.       Desbordamiento de la cuenta del registro TMR0 ( TMR0 overflow interrupt )

3.        Un cambio de estado sobre una de las líneas de RB4 a RB7 ( PORTB change interrupts ).

                                                                                                                                                                

1.      Interrupción de TMR0

Cuando  el flag de overflow (T0IF) del registro INTCON se habrá puesto a uno es porque el temporizador TMR0 se ha desbordado,. 

Entonces es evidente que previamente se habrán borrado todos los flags que pudieran ocasionar una interrupción, así se evitarán interrupciones re cursivas. Para habilitar esta interrupción se debe poner en 1 el bit T0IE.

2.      Interrupción externa por RB0/INT

Puede ocasionar una interrupción las transiciones de bajo a alto, o viceversa, de la patilla RB0/INT, el flanco que la producirá se elige con el bit INTEDG (OPTION_REG<6>).

 Cuando este bit se pone a uno, la interrupción tendrá lugar en la transición de cero a uno, por el contrario, el flanco de bajada ocasionará la interrupción cuando el bit se coloque a cero. En cuanto tenga lugar en la patilla RB0/INT el flanco elegido, el bit INTF (INTCON<1>) se pondrá a uno; el estado de los bits de interrupciones globales (GIE) e interrupción externa (INTE) determina si se atenderá o no la interrupción. Si están habilitadas y el microcontrolador se encuentra en reposo (Sleep) éste despertará.

3.      Interrupción por cambio de estado en RB4:RB7

Estos micro controladores además de la interrupción externa descrita,  se disponen de otro modo de ocasionar una interrupción externa

Cualquier cambio de estado que se produzca  en las patillas RB7:RB4 también la ocasionará, para habilitarla, hay que poner a uno el flag de interrupciones

RBIE (INTCON<3>). Cualquier cambio de estado que haya en estas patillas hará que el bit RBIF (INTCON<0>) se ponga a uno y se produzca la interrupción.

 Es necesario realizar algunas actuaciones previas que no son necesarias en otro tipo de interrupciones para que el sistema pueda ocasionar una interrupción por cambios de estado en las patillas RB7:RB4, ya que el estado de estas cuatro patillas es comparado continuamente, en la fase Q1 del reloj, con el estado previo de los latch del puerto.

 

Por consiguiente, antes de habilitar esta interrupción habrá que leer o escribir en él para que su contenido se quede almacenado en los latch; solamente los bits configurados como entradas se comparan y si son diferentes a los previamente almacenados pueden ocasionar una interrupción.

El resto de los controles de periféricos y funciones especiales se encuentran en los registros PIR1, PIR2 (Banderas) y PIE1, PIE2 (Mascaras).

 Una interrupción de cualquiera de estos eventos puede ser conseguida habilitando o deshabilitando independientemente los siguientes bits de los registro INTCON, PIR1 y, PIR2:

 • INTE. Si este bit está en 1 habilitará la interrupción de cambio de estado sobre la línea RB0

• T0IE. Si este bit está en 1 habilitará la interrupción de final de conteo del registro TMR0

• RBIE. Si este bit está en 1 habilitará la interrupción de cambio de estado sobre una de las líneas de RB4 a RB7

• EEIE. Si este bit está en 1 habilitará la interrupción de final de escritura sobre la EEPROM

• PSPIE. Si este bit está en habilitará la interrupción por lectura/escritura en el PSP

 • ADIE. Si este bit está en 1 habilitará la interrupción del convertidor A/D

• RCIE. Si este bit está en 1 habilitará interrupción por recepción en el USAR

 • TXIE. Si este bit está en 1 habilitará la interrupción de transmisión por el USAR

 • SSPIE. Si este bit está en 1 habilitará la interrupción del SSP

• CCP1IE. Si este bit está en 1 habilitará la interrupción del CCP1

• TMR2IE. Si este bit está en 1 habilitará la interrupción por desbordamiento de TMR2 emparejado a PR2

• TMR1IE. Si este bit está en 1 habilitará la interrupción por desbordamiento de TMR1

• CCP2IE. Si este bit está en 1 habilitará la interrupción de CCP2

 • BCLIE. Si este bit está en 1 habilitará la interrupción por colisión de bus SSP

Vector de interrupción y control de interrupción

                                 El PIC interrumpe la ejecución del programa, cuando cualquier evento que se a habilitado o se manifieste; almacena automáticamente en el STACK el valor actual del PROGRAM COUNTER 

Causando que  este pasa a ejecutar la instrucción presente en la dirección de memoria 0004H, denominada Interrupt Vector ( vector de interrupción )

 Por lo tanto, desde este punto debemos colocar la llamada a la subrutina de control denominada Interrupt Handler (control de interrupción).

Bandera de Interrupción

Ya que cualquier interrupción genera una llamada a la dirección 04H, en los registros INTCON, PIR1 y PIR2 está presente varias banderas que indican cuál evento es el que genera la interrupción, podemos verlas en la siguiente imagen 

El control de interrupción debe generar la interrupción correspondiente una vez conocida cual de las banderas esta activada

Diagrama lógico de las interrupciones

En la anterior imagen mostrada la lógica de activación de máscaras y banderas  puede entenderse en términos del diagrama lógico mostrado en la siguiente figura.

 En este diagrama se muestran las 14 fuentes de interrupción de los microcontroladores de la familia PIC16F87x 

Uusando los nombres específicos de cada fuente de interrupción para sus respectivas banderas y máscaras de interrupción.

A continuación podemos observa que en esta tabla se muestra las diferencias entre los dos modelos de 28 y 40 pines:

3. TAREAS GUIADAS DENTRO DEL LABORATORIO:

Laboratorio N° 7

TERMOSTATO DIGITAL CON PANTALLA LCD

FASE 3: Manejo del Timer y las interrupciones 

1. COMPETENCIAS ESPECIFICAS 

• Conocer el funcionamiento y la configuración de las interrupciones. 
• Conocer el funcionamiento y la configuración del Timer cero.
• Aplicar estos conocimientos en la realización de un cronometro.

2. MARCO TEÓRICO

 INTERRUPCIONES EN UN PIC 

                Son señales recibidas por el sistema de un PIC  para decirle que debe  interrumpir la ejecución  actual y pasar a tratar un código o señal especifica  para  tratar esta situación 

Interrupciones del pic 16F876A

• El PIC 16F876A tiene un único vector de interrupción y todas las interrupciones que ocurran  provocan un salto que se dirija ese vector, para este suceso la rutina de manejo de la interrupción debe reconocer que  evento o efecto interrumpió el programa para ejecutar la rutina correcta.
• Al finalizar la rutina del ciclo de interrupción  (RETFIE) el programa retorna al punto donde fue interrumpido
• Las interrupciones permiten la interrupción del programa a cualquier suceso ya sea de tipo interno o externa, la interrupción que se da en el PIC  salta a la dirección del vector  (0004h) de interrupción y ejecuta el ciclo 
• El PIC  posee registros con flags  de interrupción los cuales les permiten  identificar el evento.

Para la interrupciones que se puedan dar en el PIC 16F876A existen tres tipos de registros de interupcion:

• Registros de interrupción numero 4 

• Registros de interrupción numero 5

• Registros de interrupción numero 6

      En los CCS tambien se dan interrupciones, pero de la siguiente manera: 

• Interrupciones en CCS CCS dispone de directivas para el manejo de interrupciones por ejemplo:   #int_XXXX. La directiva especifica que la función que la sigue es la función de interrupción correspondiente

        Sus funciones CCS 8 se ven validadas en una pantalla, donde se ven reflejados los diferentes tipos de conectores ( valores de  recepción del PIC 16F876A)

En el CCS  vemos algunas funciones anexadas  para la interrupción:

 Para facilitar el manejo de interrupciones en C, el compilador incluye funciones

•  enable_interrupts(level) Activa las interrupciones indicadas por level.

•  disable_interrupts(level) desactiva las interrupciones indicadas por level.

•  clear_interrupts(level) Borra el flag de interrupción indicado

Partiendo de estas especificacions obtenemos un variable que debemos reconocer el LEVEL 

1. Level es una constante definida en el fichero de cabecera (#include) generando el código necesario para activar las interrupciones correspondientes modificando los registros ITCON, PIE1 y PIE2. Debemos activa el “global mente” cuando se activamos alguna interrupción 

            

Definiciones de cada registro de level  

            ´Para estos registros se muestra un ejemplo general del código de registro

TEMPORIZADOR 

   En este caso los temporizadores etarana referidos en base al PIC 16F876A:

El PIC 16F876A dispone de tres temporizadores/contadores:

•  Timer 0: 8 bits.
•  Timer 1: 16 bits.
•  Timer 2: 16 bits. 

Pueden funcionar como contadores de flancos externos o como temporizador (contador de ciclos máquina)y disponen de “prescaler” para ampliar el tamaño de la cuenta (hasta x256), ademas un temporizador posee una cuenta de 16 bits en dos registros de 8 bits:

•  TMR1H (parte alta) 
•  TMR1L (parte baja)

Podemos leer y escribir los registros de cuenta, tambien surge  un interrupción por desbordamiento de FFFFh a 0000h. Controlado por el registro T1CON.

Funcionamiento como:

1. Temporizador (incrementa cada ciclo máquina).
2.  Contador síncrono.
3.  Contador asíncrono

Aqui podemos observar el diagrama de bloques  del timer 

El registro de control del timer es el siguiente:

El timmer en C proporciona  diversas funciones de configuración de los temporizadores  el set up, el get , el set  se veran cada uno de ellos a continuacion:

• setup_timer_X (modo) Programa el modo de funcionamiento del timer X
•  get_timerX () Lee el valor de la cuenta.
• set_timerX (valor) Escribe “valor” en los registros de cuenta.

3. EVIDENCIAS DENTRO DE LABORATORIO

1.   Probar y simular en el entrenador el programa mostrado de acuerdo al circuito y código siguiente. Asegurandonos que el LCD esté conectado al PUERTO D mediante interruptores rojos debajo del mismo:

#include &lt;16f877a.h&gt; // Incluimos archivo con PIC a utilizar

#device adc=8 // Utilizamos 8 bits de RESOLUCION de lectura

#use delay (clock=20M) // Indicamos al compilador que trabajaremos a 20Mhz

#fuses HS, NOPROTECT, NOWDT // Configuración básica de los fusibles

#define LCD_ENABLE_PIN PIN_D3 //Definimos los pines a ser utilizados por la

#define LCD_RS_PIN PIN_D2 //pantalla LCD

#define LCD_RW_PIN PIN_C7

#define LCD_DATA4 PIN_D4

#define LCD_DATA5 PIN_D5

#define LCD_DATA6 PIN_D6

#define LCD_DATA7 PIN_D7

#include &lt;lcd.c&gt; // Incluimos librería para manejar Pantalla LCD

int centesimas=0,segundos=0,minutos=2;

#int_TIMER0 // FUNCION DE INTERRUPCION POR

void TIMER(VOID) // DESBORDAMIENTO DEL TIMER 0

{

++centesimas; // incrementar una centésima

if (centesimas&gt;99)

{

++segundos; // si llegamos a 100, incrementar un segundo

centesimas=0;

}

if (segundos&gt;59)

LABORATORIO MICROCONTROLADORES

Nro.

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{

++minutos; // si llegamos a 60, incrementar un minuto

segundos=0;

}

if (minutos==3) // si llegamos a 3 minutos, hacer alguna acción

{

minutos=0;

disable_interrupts (INT_TIMER0); //habilita interrupcion de timer0

// agregar cualquier otra acción necesaria.

}

set_timer0 (61); //reinicar cuenta desde 61

}

void main ()

{

lcd_init () ; // Inicializamos pantalla LCD

setup_timer_0(RTCC_INTERNAL|RTCC_DIV_256); //configuracion del timer0

set_timer0 (61); // interrupción cada centésima

enable_interrupts (INT_TIMER0); //habilita interrupcion de timer0

enable_interrupts (GLOBAL); //todas las interrupciones activadas

printf (lcd_putc, &quot;\f***CRONOMETRO***&quot;) ; // Mandamos mensaje por única vez

WHILE (true)

{

lcd_gotoxy(2,2);

Printf(lcd_putc,&quot;Tiempo %02u:%02u&quot;,minutos, segundos);

}

}

2.    A partir del código mostrado, realice los cambios necesarios para realizar un programa que CUENTE EN FORMA DESCENDENTE, (temporizador regresivo), bajo  las siguientes condiciones:

a.    Al presionar pulsador en A5, incrementar MINUTOS. el temporizador aún no debe estar contando el tiempo. (sirve para configurar tiempo de cuenta).

b.    Al presionar pulsador en D0, iniciar CUENTA REGRESIVA desde los minutos previamente configurados.

c.    Si la cuenta llega a 00:00, congelar la cuenta y sonar BIP 3 veces.

3.   Para verificar que una variable de tiempo (digamos “minutos”) llegó a cero, hacerlo con la instrucción “if (minutos==-1)”

EVIDENCIA REALIZADA :

 Programación realizado en CCS COMPILER:

#include <16f877a.h>             // Incluimos archivo con PIC a utilizar

#use delay (clock=20M)           // Indicamos al compilador que trabajaremos a 20Mhz

#fuses HS, NOPROTECT, NOWDT      // Configuración básica de los fusibles

#define LCD_ENABLE_PIN        PIN_D3   //Definimos los pines a ser utilizados por la

#define LCD_RS_PIN            PIN_D2   //pantalla LCD

#define LCD_RW_PIN            PIN_A0  

#define LCD_DATA4             PIN_D4

#define LCD_DATA5             PIN_D5

#define LCD_DATA6             PIN_D6

#define LCD_DATA7             PIN_D7 

#include <lcd.c>                 // Incluimos librería para manejar Pantalla LCD

int centesimas=0,segundos=0,minutos=0;

INT encendido=0;

void BIP();

#int_TIMER0                      // FUNCION DE INTERRUPCION POR

void TIMER(VOID)                 // DESBORDAMIENTO DEL TIMER 0

{

   ++centesimas;                 // incrementar una centésima

   if (centesimas>99)

      {

      --segundos;                // si llegamos a 100, incrementar un segundo

      centesimas=0;

      }

   if (segundos==-1)

      {

      --minutos;                 // si llegamos a 60, incrementar un minuto

      segundos=59;

      }

   if (minutos==-1)                // si llegamos a 3 minutos, hacer alguna acción

      {

      minutos=0;

      disable_interrupts (INT_TIMER0);          //habilita interrupcion de timer0

      // agregar cualquier otra acción necesaria.

      }

  

   set_timer0 (61);              //reinicar cuenta desde 61

}

void main ()

{

   lcd_init () ;                                // Inicializamos pantalla LCD

   setup_timer_0(RTCC_INTERNAL|RTCC_DIV_256);   //configuracion del timer0

   set_timer0 (61);                             // interrupción cada centésima

   enable_interrupts (INT_TIMER0);              //habilita interrupcion de timer0

   enable_interrupts (GLOBAL);                  //todas las interrupciones activadas

  

   printf (lcd_putc, "\f***Temporizador***") ;    // Mandamos mensaje por única vez

  

   WHILE (true)

   {

      lcd_gotoxy(2,2);

      Printf(lcd_putc,"Tiempo %02u:%02u",minutos, segundos);

     

   IF(!input(PIN_A5))                  // AUMENTA 1 MIN

   {

   minutos = minutos + 1;

   delay_ms(500);

   }

   IF(!input(PIN_E2))

   {

   disable_interrupts (INT_TIMER0);   //CUENTA REGRESIVA DESACTIVADOR

   delay_ms(500);

   }

   IF(!input(PIN_D0))               //CUENTA REGRESIVA

   {

   enable_interrupts (INT_TIMER0);

   encendido =1;

   }

   IF (minutos==0 && segundos==0 && encendido==1)

   {

      delay_ms(100);

      BIP();

      delay_ms(500);

      BIP();

      delay_ms(500);

      BIP();

      delay_ms(500);

    

      minutos=0;

      segundos=0;

      encendido =0;

    }

   }

}

void BIP()

{

      int i; // Declaración de VARIABLE LOCAL

         FOR (i=0;i<=50;++i)

         {

         output_high(PIN_E1); // Pone a "1" el pin E1 (envía 5 voltios)

         delay_ms(1); // "Congela el tiempo" durante 1ms

         output_low(PIN_E1); // Pone a "0" el pin E1

         delay_ms(1); // "Congela el tiempo" durante 1ms

         }

}

4. OBSERVACIONES

·   Para generar los segundos, minutos y centésimas, debemos usar 3 variables de tipo entero   

·       Si queremos saber el tiempo de un segundo real debemos usar el timer 0 el cual es de 8 bits

·  Si queremos parar el cronómetro, usamos la sentencia: “disable_interrups” y el pulsador en el pin A5 el cual también aumenta los minutos y para iniciarlo de nuevo:  “enable_interrups” y el pulsador en el pin D0. 

       5.  CONCLUSIONES 

         

·    Hemos creado una función que hemos llamado BIP para emitir 3 pitidos una vez el temporizador llegue a 0.

Creamos una variable que llamada encendido la cual con una función AND se activa con los minutos y segundos en cero, para que cuando iniciemos el contador os bips no produzcan sonido

·         Para el caso de realizar un cronómetro con cuenta hacia atrás. Fue necesario asignar a la variable segundos 59 y terminarla en -1, igualmente con minutos.

·       Aprendimos el uso correcto de las interrupciones para programas un temporizador