| Tema |
Subtema |
| TEMA 1: Introducción a la programación de microcontroladores en lenguaje C |
Conceptos básicos del lenguaje C: tipos de datos, operadores, funciones, estructuras de control de flujo. Programación del PIC18F47Q10-Microchip con XC8. |
| TEMA 2: Entrada/Salida serie en microcontroladores |
Introducción a la conexión serie entre procesadores. Comunicación síncrona. Ejemplos SPI y I2C. Comunicación asíncrona. Estructura básica de un periférico para la entrada/salida serie. Estudio de periféricos para la E/S serie en el PIC18F47Q10 (USART y SSP). Ejemplos de aplicación asíncrona y síncrona. |
| TEMA 3: Unidad de captura y comparación en microcontroladores |
Variables temporales. Generación y medida. Estructura básica de un periférico de captura y comparación. Modulación de anchura de impulso (PWM). Estudio de periféricos CCP de un PIC18F47Q10. Ejemplos de aplicación y programación. |
| TEMA 4: Modos de funcionamiento especiales. |
Consumo en procesadores digitales. Modos de bajo consumo. Modos de bajo consumo en el PIC18F47Q10. Ejemplos de aplicación y programación. Estrategias de vigilancia por tiempo (watch-dog). Estudio de la solución en el PIC18F47Q10. Ejemplos de aplicación y programación. |
| TEMA 5: Organización de memoria en un microcontrolador |
Jerarquía de memoria en procesadores digitales. Memoria cache: estructura básica, alternativas, ejemplos de funcionamiento. Ampliación de memoria de un microcontrolador. Acceso directo a memoria (DMA). |
| TEMA 6: Circuitos aritméticos |
Formatos numéricos: enteros con y sin signo, coma fija, coma flotante. Precisión. Multiplicación y división enteras: algoritmos y bloques funcionales. Optimización de las prestaciones. Operaciones en coma flotante. |
| TEMA 7: Diseño de periféricos específicos |
Acoplamiento de periféricos a microcontroladores. Temporizador / contador: estructura y aplicaciones. Serializador/Deserializador |
| TEMA 8: Ejemplos de diseño de sistemas electrónicos digitales de instrumentación y control industrial |
Casos prácticos |
| Práctica 1. Comunicación serie con el microcontrolador. Conexión de un Display a través del bus I2C. |
Tarea 1: Estudio de la unidad de acoplamiento serie MSSP del PIC18F47Q10.
Tarea 2: Programación de una subrutina que envíe datos a través del bus I2C.
Tarea 3: Conexión serie I2C de un display alfanumérico al uC PIC. Estudio de los comandos de control del display.
Tarea 4: Monitorización del bus I2C con el Analizador Lógico (AL) para estudiar cómo es una trama.
Tarea 5: Hacer un programa que escriba un mensaje de bienvenida "HOLA MUNDO" en el display. |
| Práctica 2: Control de entrada y salida de usuario por medio de un teclado y un display. |
Tarea 1: Estudio de la conexión de un teclado matricial al uC a través del puerto paralelo B.
Tarea 2: Diseñar e implementar un algoritmo de exploración del teclado y un decodificador de las teclas pulsadas. Utilizar los LEDs del entorno de prueba para mostrar los códigos de las teclas pulsadas.
Tarea 3: Hacer un programa para el PIC que escriba en el display las teclas que se pulsan en el teclado. Se puede reservar una de ellas para realizar alguna acción de control, por ejemplo, para borrar el display, cambiar de línea, etc.
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| Práctica 3: Regulación de velocidad en Bucle Abierto (BA) de un motor de cc con un control PWM |
Tarea 1: Estudio de la unidad CCP de captura y comparación del microcontrolador en modo PWM.
Tarea 2: Programación de una subrutina de inicialización de la unidad CCP.
Tarea 3: Control del Motor en Bucle Abierto (BA). Utilizar el convertidor AD del uC para convertir la señal analógica del potenciómetro del entorno de prueba. Esta será la señal de consigna de velocidad, que es, a su vez, la entrada al PWM.
Tarea 4: Conectar la salida del PWM a un amplificador de corriente L293 antes de conectarlo al motor. Visualizar la señal PWM de salida del uC en el Osciloscopio y medir su valor medio Vdc.
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| Práctica 4: Medida de velocidad de un motor de cc mediante un sensor que genera impulsos de frecuencia variable (Encoder incremental) |
Tarea 1: Estudio de la medida de la velocidad del motor por medio de una señal de impulsos que proporciona un sensor optoelectrónico de barrera.
Tarea 2: Programar una subrutina que implemente una conversión F/V usando los temporizadores del microcontrolador para convertir la frecuencia de los impulsos a un valor binario. Visualizar la medida de velocidad en los diodos LEDs.
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| Práctica 5: Regulación de velocidad en Bucle Cerrado (BC) de un motor de cc con un control PI |
Tarea 1: Programar un regulador en bucle cerrado del tipo PI para controlar la velocidad de giro del motor. Se deben reutilizar las subrutinas desarrolladas en las tareas anteriores.
Tarea 2: Conectar el display para visualizar la consigna, la velocidad, el error y la señal de salida del regulador (la entrada del actuador).
Tarea 3: Introducir la consigna de velocidad a través del teclado matricial.
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| Práctica 6. Diseño e implementación de una unidad de acoplamiento serie SPI para un convertidor A/D. |
Tarea 1: Estudio de un módulo de control de la comunicación serie y del formato de datos.
Tarea 2: Diseño e implementación de un módulo de control SPI para conexión a un convertidor A/D.
Tarea 3: Captura de una entrada analógica con un circuito convertidor A/D con interfaz serie SPI. Visualización del dato de entrada en los display de 7 segmentos.
Tarea 4: Utilización del AL para monitorizar el puerto SPI.
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| Práctica 7. Diseño e implementación de una unidad de acoplamiento serie para un convertidor D/A. |
Tarea 1: Diseño e implementación de un módulo de control SPI para conexión a un convertidor D/A.
Tarea 2: Generación de una señal analógica a partir de un dato digital establecido con los interruptores externos conectados a la FPGA.
Tarea 3: Utilización del AL para monitorizar el puerto SPI.
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| Práctica 8. Diseño y modelado de una memoria en un circuito FPGA para implementar una tabla de búsqueda. |
Tarea 1: Implementación de una tabla de búsqueda con los datos de una señal a reconstruir.
Tarea 2: Generación de una señal analógica utilizando la tabla de búsqueda y el convertidor D/A con su correspondiente módulo SPI.
Tarea 3: Monitorización de la señal generada con el osciloscopio digital.
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| Práctica 9. Implementación de un sistema de procesado en tiempo real. |
Tarea 1: Con los recursos hardware realizados en las anteriores prácticas obtener un bypass con una señal analógica de entrada (muestreo, retención y reconstrucción) y visualizar en el osciloscopio dicha entrada y la salida analógica.
Tarea 2: Implementación de un filtro digital de promediado con entrada y salida analógica para intercalar en el circuito de la tarea anterior: entrada analógica - filtro digital - salida analógica.
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