A161Z332_Microcontroladores

SILABO Z332 MICROCONTROLADORES 2016-1 1. DATOS GENERA G ENERALES LES Facultad: Carrera:

Coordinador: Requisitos: Competencias:

Ingeniería de Sistemas y Electrónica Ingeniería Electrónica Ingeniería Mecatrónica Ingeniería Biomédica Alberto Alvarado Rivera. Z212 Circuitos Lógicos Secuenciales Ingeniería Mecatrónica Sistemas electrónicos y procesamiento de señales. Ingeniería Electrónica Sistemas electrónicos y procesamiento de señales. Ingeniería Biomédica. Sistemas electrónicos y procesamiento de señales. 

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Número de créditos: Número de horas:

4 Horas teóricopracticas

Horas de evaluación

56

2

Horas trabajo autónomo reflexivo 6

Total

64

2. FUNDAMENTACIÓN Esta asignatura brinda un gran campo de aplicaciones al estudiante ya que contribuye a obtener en su formación el desarrollo de sistemas electrónicos digitales utilizando los microcontroladores de MICROCHIP, el uso y aplicación de estos dispositivos son de gran importancia importancia en el rubro de la investigación investigación y la industria, permitiendo al estudiante la concepción sistémica de estos dispositivos. 3. SUMILLA El curso es teórico, práctico y experimental. I nicia con los microcontroladores

PIC18F4550, se estudia la arquitectura, set de instrucciones, configuraciones y modos de interrupciones. Asimismo, la configuración y programación de los módulos internos del microcontrolador, concluyendo con las interfaces y periféricos de comunicación. 1

4. LOGRO GENERAL DE APRENDIZAJE El alumno brindará soluciones usando microcontroladores mediante el análisis y diseño de sistemas digitales de complejidad media. El alumno utilizará el uso del lenguaje Assembler y lenguaje C para microcontroladores con las aplicaciones básicas e intermedias en ingeniería. 5. UNIDADES Y LOGROS ESPECÍFICOS DE APRENDIZAJE Unidad de aprendizaje 1: Semanas: 1, 2, 3, 4, 5 y 6. Arquitectura interna del Microcontrolador Logro específico de aprendizaje: Comprende y aplica los principios fundamentales de la arquitectura de los microcontroladores de 8 bits, complementando su importancia con el manejo y programación mediante software de simulación. Temario     

Introducción a los Microcontroladores PIC. Memoria de programa y datos Set de instrucciones y modos de direccionamiento Reset y puertos de comunicación. Interrupciones.

Unidad de aprendizaje 2: Configuración de los módulos del Semanas: 7, 8, 9 y 10. Microcontrolador Logro específico de aprendizaje: Analiza, diseña y programa los módulos internos del microcontrolador complementando su aprendizaje con herramientas informáticas de simulación, así como la implementación en prototipos de prueba. Temario Manejo del módulo LCD. Manejo de los módulos de tiempo (Timer 0, Timer 1 y Timer 2) Manejo del convertidor analógico – digital ( A/D )   

Unidad de aprendizaje 3: Interfaces y periféricos de comunicación del Semanas: 11, 12, 13 y 14. Microcontrolador Logro específico de aprendizaje: Analiza, diseña y programa las interfaces de comunicación y periféricos del microcontrolador complementando su aprendizaje con herramientas informáticas de simulación así como la implementación en prototipos de prueba. Temario Comunicación Serial Manejo del UART Comunicación I2C Reloj de tiempo real    

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6. METODOLOGÍA Se dictarán clases teóricas con desarrollo de exposiciones y la participación activa de los estudiantes mediante la realización de experiencias de laboratorio. Para ello se facilitarán guías de laboratorio y separatas de ejercicios para resolver según cada grupo.

7. SISTEMA DE EVALUACIÓN El Promedio Final del curso será:

0.1PC1 + 0.1PC2 + 0.2PC3 + 0.2PL + 0.4EF

PC1,PC2 y PC3 son Prácticas Calificadas Individuales PL es Promedio de Laboratorios Calificados ([LC1+LC2+LC3]/3) EF es Examen Final

Nota: Solo se podrá rezagar el Examen Final. El examen rezagado incluye los contenidos de todo el curso. No se elimina ninguna práctica calificada. La nota mínima aprobatoria es 12 (doce). En el caso de que un alumno no rinda una práctica calificada (PC) y, por lo tanto, obtenga NS, esta es reemplazada con la nota que se obtenga en el Examen Final o de Rezagado. En caso de que el alumno tenga más de una práctica calificada no rendida, solo se reemplaza la práctica calificada de mayor peso. No es necesario que el alumno realice trámite alguno para que este remplazo se realice.     

8. FUENTES DE INFORMACIÓN Bibliografía base: 

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ANGULO USATEGUI JOSE M.: Microcontroladores Pic: Diseño Práctico de Aplicaciones. MCGRAW HILL INTERAMERICANA DE ESPANA, S.A. 2007. KUO BENJAMIN: Sistemas de Control Digital. CECSA.

Bibliografía complementaria: 

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LEHMANN STEFAN: Microcontroladores Pic: Prácticas de Programación. MARCOMBO, S.A. 2008. JOSÉ ADOLFO GONZÁLES VÁSQUEZ. Introducción a los Microcontroladores. Edición 2012. JAVIER MARTÍNEZ PÉREZ, MARIANO BARRÓN RUIZ. Prácticas con Microcontroladores de 8 Bits. Edición 2011 RONALD TOCCI. Sistemas Digitales. Edición 2010. 3

9. CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES Unidad de aprendizaje

Semanas

1

Tema Introducción a los Microcontroladores PIC. Memoria de Programa (Organización de la Memoria del Programa, paginación, contador del programa, registro Status) Memoria de Datos (Organización de la memoria RAM, registros de funciones especiales, registros de propósito general, Organización de la memoria de datos del PIC18F4550, Selección de Bancos de la memoria de datos) Set de Instrucciones de los microcontroladores PIC. Operaciones orientadas a Byte Operaciones Orientadas a Bit Operaciones con Literales y control. Registro de trabajo W 

Unidad 01: Arquitectura interna del Microcontrolador

2

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Actividades y Evaluaciones

Aplicación práctica de los microcontroladores como base de sistemas electrónicos digitales sincronizados. Se les entrega la tarea del trabajo autónomo.

Uso y aplicación de las instrucciones con el uso del lenguaje Assembler Prueba de entrada.

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Modos de Direccionamiento directo e indirecto. Pipelining de Instrucciones (Búsqueda/Ejecución y saltos de programa) Instrucción GOTO Las Instrucciones CALL y RETURN

3

Osciladores Tipos de Osciladores (LP, XT, HS, INTOSC, EXTRC) Reset Fuentes de Reset (MCLR, Power-on Reset, WDT time-out Reset, despertar del modo SLEEP) Determinando la fuente del Reset mediante el registro status.

Ejercicios de modos de direccionamiento, saltos, llamadas, ejecución de programas en el lenguaje Assembler.

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4

Análisis de los tipos de osciladores a utilizarse en el microcontrolador, configuraciones. Laboratorio dirigido N°1 Uso del software MPLAB X para la verificación de los ejercicios.

Puertos I/O Configuración interna de un puerto. Registros PORTx y TRISx Configuración del puerto en modo digital o analógico. 

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Análisis y programación básica en el compilador del MPALBX con el lenguaje Assembler

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4

Bits de configuración Programación serie en Circuito (ICSP) Interrupciones Definiciones y fuentes de interrupción. Funcionamiento del ciclo de interrupción. Registros de interrupción, habilitadores y banderas.

Laboratorio dirigido N°2 Uso del software MPLAB X para la verificación de los ejercicios.

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5

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Laboratorio Calificado 1:

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MPLABX – Compilador 

6

Herramientas del MPLAB X SIM, para depuración.

Práctica Calificada N°1

MPLABX – Compilador Función __delay_ms(x) y  __delay_us(x) Simulación usando Proteus 

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Unidad 02: Configuración y manejo de los módulos internos del Microcontrolador

07

Manejo del Módulo LCD alfanumérico HD44780. Funcionamiento del controlador HD44780. Uso de la CGRAM, CGROM y DDRAM. Código ejemplo en XC8. 

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Programación básica en el compilador MPLAB X con el lenguaje Assembler

Preguntas de la prueba de entrada: 4 puntos Preguntas de la práctica calificada: 16 puntos.

Análisis y programación en el compilador del MPLAB X. Manejo de puertos Y retardos con el lenguaje Assembler

Laboratorio dirigido N°3 Uso del software MPLAB X para la verificación de los ejercicios.

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08

Temporizadores (Timer 0, Timer1 y Timer 2). 

Descripción de los módulos de 5

Configuración del módulo LCD Laboratorio dirigido N°4

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temporización. Configuración del módulo TMR0 en modo temporizador. Calculo de la temporización. Configuración del módulo TMR0 usando interrupciones. Código ejemplo en XC8.

Convertidor Analógico-Digital Fundamentos de los convertidores A/D (muestreo, cuantización y codificador) Configuración del módulo A/D del microcontrolador. (Diagrama del módulo, registros de control, resultado y tiempos. Convertidor Analógico-Digital Código ejemplo en lenguaje Assembler.

Uso del software MPLAB X para la verificación de los ejercicios.

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09

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10

Práctica Calificada N°2 Comunicación Serial RS232 mediante lenguaje “C” 

11

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Unidad 03: Interfaces y periféricos de comunicación del Microcontrolador

Introducción a la comunicación Serial RS232. Módulo UART del microcontrolador Configuración del módulo UART del microcontrolador. Código ejemplo en XC8.

Comunicación Serial RS232 Uso del terminal serial para enviar y recibir datos. Transmisión de un dato de Temperatura a la computadora utilizando el puerto Serial y comunicación Bluetooth 

12

Laboratorio Calificado 2:

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Comunicación I2C Introducción al protocolo de comunicación, módulo y configuración de los registros. Código ejemplo en XC8 para una memoria EEPROM Práctica Calificada N°3

Evaluación escrita de la unidad 2 = 15 ptos. Trabajo autónomo = 5 puntos Programación en lenguaje “C” de una Comunicación Serial Laboratorio dirigido N°5 Uso del software MPLAB XC8 para la verificación de los ejercicios.

Programación en lenguaje “C” de una Comunicación Serial para enviar y transmitir datos Laboratorio Calificado 3:

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13



6

Evaluación escrita de la unidad 3.

Reloj de Tiempo Real DS1307 Introducción a los RTC Configuración de los registros del RTC DS1307. Código ejemplo para un Real Time Clock DS1307. 

“C” para la configuración

del Reloj en tiempo real Aplicaciones del reloj en tiempo real para las aplicaciones comunes de precisión. EXAMEN FINAL EXAMEN REZAGADOS



14

Programación en lenguaje

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15 16

TRABAJO AUTONOMO Actividad Trabajo autónomo reflexivo 01: Diseñar e implementar un circuitos electrónico basado en microcontroladores correspondiente a las unidades 1 y 2 . 10. FECHA DE ACTUALIZACIÓN:27/10/2015

7

Semana

Horas

10

6