Unidad 4. Herramientas Para La Programación de Los Microcontroladores

TECNOLÓGICO NACIONAL DE MÉXICO INSTITUTO TECNOLÓGICO SUPERIOR de los Ríos

Ingeniería Electromecánica

6to Semestre

Grupo: “A”

Microcontroladores Unidad 4. Herramientas para la programación de los microcontroladores

Profesor: Ing. Amalio García Salvador 

Equipo: Gabriel de la cruz Montiel. Toñoalexis Durán Méndez Pérez Luis Fredy Sánchez Díaz.   

4.1 Ambiente integrado de desarrollo (IDE) para microcontrolado microcontroladores res

Un   ento entorn rno o de desa desarr rrol ollo lo inte integr grad ado o o   ento entorn rno o de (IDE), es una aplicación desa desarr rrol ollo lo inte intera ract ctiv ivo o info inform rmát átic ica a que que prop propor orci cion ona a serv servic icio ioss int integra egrale less para para facilitarle al desarrollador o programador el desarrollo de software. Norm Normal alm ment ente, un IDE IDE cons consis istte de un edit editor or de códi código go fuent ente, herrami amient entas de construcci ció ón auto utomáticas y un depurador. La mayoría de los IDE tienen autocompletado inteligente de código (IntelliSense). Algunos IDE contienen un compilador, un intérprete.

Propósito del IDE para microcontroladores

Los IDE están diseñados para maximizar la productividad del programador  proporcionando componentes muy unidos con interfaces de usuario similares. Los IDE presentan un único programa en el que se lleva a cabo todo el desarrollo. Generalmente, este programa suele ofrecer muchas características para la creación, modificación, compilación, implementación y depuración de software. Uno de los propósitos de los IDE es reducir la configuración necesaria para reconstruir múltiples utilidades de desarrollo, en vez de proveer el mismo set de servicios como una unidad cohesiva.

4.1.1 Lenguaje ensamblador y lenguaje C El lenguaje ensamblador , es un lenguaje de programación de bajo nivel. Consiste en un conjunto de mnemónicos que representan instrucciones básicas para los computadores, microprocesadores, microcontroladores y otros circuitos integrados programables. Implementa una representación simbólica de los códigos de máquina binarios y otras constantes necesarias para programar una arquitectura de

procesador

y

constituye

la

representación

más

directa

máquina específico para cada arquitectura legible por un programador.

del

código

Características •El código escrito en lenguaje ensamblador posee una cierta dificultad de

ser entendido ya que su estructura se acerca al lenguaje máquina, es decir, es un lenguaje de bajo nivel. •El lenguaje ensamblador es difícilmente portable, es decir, un código

escrito para un microprocesador, puede necesitar ser modificado, para poder ser usado en otra máquina distinta. Al cambiar a una máquina con arquitectura

diferente,

completamente.

generalmente

es

necesario

reescribirlo

•Los programas hechos por un programador experto en lenguaje ensamblador son

generalmente mucho más rápidos y consumen menos recursos del sistema (memoria RAM y ROM) que el programa equivalente compilado desde un lenguaje de alto nivel. •Con el lenguaje ensamblador se tiene un control muy preciso de las tareas

realizadas por un microprocesador por lo que se pueden crear segmentos de código difíciles y/o muy ineficientes de programar en un lenguaje de alto nivel, ya que, entre otras cosas, en el lenguaje ensamblador se dispone de instrucciones del CPU que generalmente no están disponibles en los lenguajes de alto nivel. •También se puede controlar el tiempo en que tarda una rutina en ejecutarse, e

impedir que se interrumpa durante su ejecución.

Lenguaje C El lenguaje C es del tipo lenguaje estructurado. Sus instrucciones son muy parecidas a otros lenguajes incluyendo sentencias como if, else, for, do y while.  Aunque C es un lenguaje de alto nivel (puesto que es estructurado y posee sentencias y funciones que simplifican su funcionamiento) tenemos la posibilidad de programar a bajo nivel ( como en el Assembler tocando los registros, memoria etc. ). Para simplificar el funcionamiento de el lenguaje C tiene incluidas librerías de funciones que pueden ser incluidas haciendo referencia la librería que las incluye, es decir que si queremos usar una función para borrar la pantalla tendremos que incluir  en nuestro programa la librería que tiene la función para borrar la pantalla.

Ventajas •   Lenguaje

muy eficiente puesto que es posible utilizar sus características de bajo nivel para realizar implementaciones óptimas.

•

A pesar de su bajo nivel es el lenguaje más portado en existencia, habiendo compiladores para casi todos los sistemas conocidos.

•

Proporciona facilidades para realizar programas modulares y/o utilizar  código o bibliotecas existentes.

Existen tres sentencias condicionales en C, if, else, y else if: -Sentencia if: Esta sentencia permite la ejecución de un bloque de código, si y solo si, se ha cumplido la condición dentro del "if", si no se cumplió la condición, se pasa a las instrucciones que estén fuera del "if". En la programación es esencial el manejo de bifurcaciones (si-entonces), en el Lenguaje C se usa la sentencia if(). Modo de Uso if(condicion ) {  Acciones

} Las acciones dentro de las llaves {}   se ejecutarán siempre y cuando se cumpla la condición especificada entre los paréntesis (). También es posible omitir las llaves si se fuera a ejecutar una sola acción. La condición puede ser cualquier expresión lógica como por

-Sentencia else:  En esta sentencia no se plantea directamente una condición, es mas bien, una respuesta a la condición que se formulo dentro de la sentencia "if". Si la condición de "if" no se cumplió, entonces se ejecuta el bloque de código que contenga la sentencia "else". Además, no puedo haber una sentencia "else" sin su respectiva sentencia "if" -Sentencia else if o else colgante:   Esta sentencia es parecida a "else", con la diferencia de que en ésta si se evalúa una condición. Si la condición de un "if" anterior a "else if" no se cumplió, entonces se evalúa la condición de "else if", en caso de que no se cumpla la condición de la sentencia "else if", se ejecutara el siguiente bloque de código que este fuera de "else if". De nuevo, no puede existir un "else if", sin que exista un "if" antes de él.

Operadores Logicos (And, Or, Not):

Operadores relacionales :

Expresiones Lógicas Están constituidas por números, constantes o variables y operadores lógicos o relacionales. El valor que pueden tomar estas expresiones es el de verdadero o falso. Se utilizan frecuentemente en las estructuras selectivas (dependiendo del resultado de la evaluación se toma por un determinado camino alternativo) y en las estructuras repetitivas ( dependiendo del resultado de la evaluación se continúa con el ciclo o se interrumpe el mismo).

Suma de dos números (en lenguaje C)

Código fuente de programa Resuelto con la instrucción if else

 Area de una esfera ( En lenguaje C )

Media aritmética (en lenguaje c)

Código fuente de programa. Resuelto con la instrucción if.

4.1.2 Compilador y Simulador  Un  compilador  es un programa informático que traduce un programa que ha sido escrito en un lenguaje de programación a un lenguaje diferente, usualmente lenguaje de máquina, aunque también puede ser  traducido a un código intermedio (bytecode) o a texto. Este proceso de traducción se conoce como compilación. Proteus VSM es un completo entorno de diseño, que permite realizar  todas las tareas de diseño de circuitos electrónicos, tales como: dibujo de esquemas de circuitos, simulación interactiva de circuitos analógicos, digitales, y con microcontroladores, con animación en tiempo real, además del diseño de circuitos impresos. Cuenta con una extensa librería de componentes genéricos y específicos.

4.1.3 Equipos programadores (downloaders) de microcontroladores Modelo: PIC-600

Modulo cargador/programador de microcontroladores PICs. La comunicación con la computador es a través del puerto USB y puede programar una amplia gama de microcontroladores PIC de última generación por medio del software incluido US-Burn. Cuenta con base de cero esfuerzo (ZIF) de 40 pines, perfecta para casi todo tipo de PICs de las familias 12F, 16F, y dsPICs 30F.

4.2 Ejemplos de uso de las herramientas de desarrollo El proceso de crear y ejecutar un proyecto contiene los siguientes pasos: 1.Crear un proyecto (nombre de proyecto, configuración de proyecto, dependencias entre archivos) 2.Editar un programa 3.Compilar el programa y corrección de errores; 4.Depurar (ejecutar el programa paso a paso para asegurarse de que se ejecutan las operaciones deseadas) 5.Programar un microcontrolador (cargar el archivo .hex generado por el compilador en el microcontrolador utilizando el programador PICflash).

Proteus VSM  es una aplicación para los diseños SPICE, que es un

acrónimo de 'Simulation Program with Integrated Circuits Emphasis' (Programa de simulación con énfasis en circuitos integrados). Este tipo de programas se utilizan para simular circuitos electrónicos de modo que puedan testearse antes de ponerse en práctica en la realidad. Precisamente lo que hace  Proteus VSM  es la simulación tanto de alto como de bajo nivel para todos los micro controladores. Gracias a su sistema de pruebas podrás analizar todos los procesos antes de construir el prototipo real del circuito integrado.

MikroBasic PRO for PIC Como implica su nombre, está pensado para escribir los programas para los microcontroladores PIC en Basic. Este compilador contiene las informaciones de arquitectura de los microcontroladores PIC (registros, sus direcciones exactas, módulos de memoria, funcionamiento de sus módulos, juego de instrucciones, disposición de pines etc.). Además incluye las herramientas apropiadas para programar los microcontroladores PIC.