Libro Microcontroladores Motorola - Freescale - Programación

Descripción

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Microcontroladores motorola-freescale - programación, familias y sus distintas aplicaciones en la industria
Autor: VESGA, Juan Carlos
Páginas: 368
ISBN: 978-970-15-1329-3
Editorial: Alfaomega

UN MICROCONTROLADOR dispositivo electrónico integrado en un chip que incluye en su interior las tres unidades funcionales de un computador: CPU, memoria y unidades de E/S, es decir, se trata de un computador completo en un solo circuito integrado. Aunque sus recursos son limitados en comparación con un PC normal, adicional a su dicha integración, su principal característica es su alto nivel de especialización. Dedicado a controlar una aplicación determinada; sus líneas de entrada/salida soportan la conexión de sensores y dispositivos de control que permiten efectuar el proceso deseado. Una vez programado y configurado el
Microcontrolador, solamente sirve para controlar la tarea asignada.

Un microcontrolador es utilizado para controlar equipos electrónicos, diseño de sistemas de comunicación, monitoreo y adquisición de señales físicas, procesamiento y administración de señales analógicas y digitales.

Su presentación gráfica invita a continuar la lectura, haciendo que el lector disfrute y busque aprender más a cada paso.

En su formación didáctica incluye perfectamente definidos: Objetivo del capítulo, Conocimientos previos, Introducción, Reseña histórica, Notas para recordar señalizadas y enmarcadas, Resumen del tema, Resumen del capítulo y ejercicios propuestos ejercicios resueltos.
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Mensaje del editor ..............................................................................................................iii
Web de Apoyo ...................................................................................................................iv
Agradecimientos .................................................................................................................vi
El autor ..............................................................................................................................vii
Contenido ..........................................................................................................................ix
Prólogo de Freescale ..........................................................................................................xv
Introducción .................................................................................................................... xvii
Capítulo 1 INTRODUCCIÓN A LOS MICROCONTROLADORES MOTOROLA-FREESCALE
Objetivo del capítulo .......................................................................................................................................1
Conocimientos previos ....................................................................................................................................1
1.1 Introducción ...........................................................................................................................................1
1.2 Reseña histórica ......................................................................................................................................2
1.3 ¿Qué es un microcontrolador? ................................................................................................................3
1.6 Diferencias entre microprocesador y microcontrolador ...........................................................................4
1.7 Ventajas de un microcontrolador frente a un microprocesador ................................................................5
1.6 Relación entre microcontrolador y DSP ...................................................................................................6
1.7 Clasificación de los microcontroladores ...................................................................................................9
1.8 Arquitectura cerrada o abierta ...............................................................................................................12
1.9 Tipo de memoria de programa ..............................................................................................................12
1.10 Prestaciones y recursos especiales ..........................................................................................................14
1.11 Microcontroladores de uso común .........................................................................................................15
1.12 ¿Cómo elegir el microcontrolador adecuado? .........................................................................................17
1.13 Características de otros microcontroladores ............................................................................................17
1.14 Principios básicos de operación interna ..................................................................................................23
1.15 Sistemas de desarrollo ............................................................................................................................25
RESUMEN DEL CAPÍTULO ...........................................................................................................................31
CONTENIDO
ALFAOMEGA - FREESCALE
x JUAN CARLOS VESGA FERREIRA
Capítulo 2 LOS MICROCONTROLADORES MC68H(R)C908JL3/JK3/JK1
Objetivo del capítulo .....................................................................................................................................33
Conocimientos previos ..................................................................................................................................33
2.1 Introducción ..........................................................................................................................................33
2.2 Características de la CPU 08 ..................................................................................................................34
2.3 Características de los microcontroladores ...............................................................................................34
2.4 Distribución de pines del microcontrolador MC68H(R)C908JL3/JK3/JK1 ................................................39
2.5 Descripción de pines del JL3/JK3/JK1 ...................................................................................................41
2.6 Mapa de memoria del JL3 .....................................................................................................................42
RESUMEN DEL CAPÍTULO ...........................................................................................................................44
Capítulo 3 INTRODUCCIÓN A LA PROGRAMACIÓN DE LOS MICROCONTROLADORES
MOTOROLA- FREESCALE
Objetivo del capítulo .....................................................................................................................................45
Conocimientos previos ..................................................................................................................................45
3.1 Introducción ..........................................................................................................................................45
3.2 Registros de uso general ........................................................................................................................45
3.3 Modos de direccionamiento ..................................................................................................................49
3.4 Memoria RAM .......................................................................................................................................63
3.5 Set de instrucciones ..............................................................................................................................64
EJERCICIOS PROPUESTOS ............................................................................................................................70
RESUMEN DEL CAPÍTULO ...........................................................................................................................71
Capítulo 4 PUERTOS DE ENTRADA/SALIDA
Objetivo del capítulo .....................................................................................................................................73
Conocimientos previos ..................................................................................................................................73
4.1 Introducción ..........................................................................................................................................73
4.2 Registro PORT A (PTA) ...........................................................................................................................74
4.3 Registro de configuración del PORT A (DDRA) .......................................................................................76
4.4 Registro PTAPUE ....................................................................................................................................77
4.5 Registro PORT B (PTB) ...........................................................................................................................78
4.6 Registro de configuración del PORT B (DDRB) .......................................................................................79
4.7 Registro PORT D (PTD) ..........................................................................................................................79
4.8 Registro de configuración del PORT D (DDRD) ......................................................................................80
4.9 Registro de control del PORT D (PDCR) .................................................................................................80
4.10 EJERCICIOS RESUELTOS .......................................................................................................................81
EJERCICIOS PROPUESTOS ............................................................................................................................88
RESUMEN DEL CAPÍTULO ...........................................................................................................................88
ALFAOMEGA - FREESCALE
CONTENIDO xi
Capítulo 5 MANEJO DE TEMPORIZACIÓN BÁSICA
Objetivo del capítulo .....................................................................................................................................89
Conocimientos previos ..................................................................................................................................89
5.1 Introduccón ...........................................................................................................................................89
5.2 Display de cristal líquido ........................................................................................................................91
EJERCICIOS PROPUESTOS ............................................................................................................................95
RESUMEN DEL CAPÍTULO ..........................................................................................................................116
Capítulo 6 INTERRUPCIONES (SISTEMA DE INTEGRACIÓN MODULAR)
Objetivo del capítulo ...................................................................................................................................117
Conocimientos previos ................................................................................................................................117
6.1 Introducción ........................................................................................................................................117
6.2 Interrupciones .....................................................................................................................................118
6.3 Estado de interrupción del registro 1 ....................................................................................................120
6.4 Estado de interrupción del registro 2 ....................................................................................................120
6.5 Estado de interrupción del Registro 3 ...................................................................................................120
6.6 La instrucción SWI ...............................................................................................................................121
6.7 RESET ..................................................................................................................................................121
RESUMEN DEL CAPÍTULO ..........................................................................................................................122
Capítulo 7 MÓDULO DE INTERRUPCIÓN POR TECLADO (KBI)
Objetivo del capítulo ...................................................................................................................................123
Conocimientos previos ................................................................................................................................123
7.1 Introducción ........................................................................................................................................123
7.2 Registro de control y estado de teclado (KBSCR) ..................................................................................124
7.3 Registro de habilitación de interrupciones de teclado (KBIER) ..............................................................124
7.4 Inicialización del teclado .....................................................................................................................125
7.5 EJERCICIOS RESUELTOS .....................................................................................................................126
EJERCICIOS PROPUESTOS ..........................................................................................................................133
RESUMEN DEL CAPÍTULO .........................................................................................................................133
Capítulo 8 INTERRUPCIÓN EXTERNA IRQ
Objetivo del capítulo ...................................................................................................................................135
Conocimientos previos ................................................................................................................................135
8.1 Introducción ........................................................................................................................................135
8.2 Características .....................................................................................................................................136
8.3 Descripción del funcionamiento .........................................................................................................136
8.3 Registro de control de estado de IRQ (INTSCR) ...................................................................................137
ALFAOMEGA - FREESCALE
xii JUAN CARLOS VESGA FERREIRA
8.4 EJERCICIOS RESUELTOS ......................................................................................................................138
EJERCICIOS PROPUESTOS ..........................................................................................................................142
RESUMEN DEL CAPÍTULO .........................................................................................................................143
Capítulo 9 MANEJO DE LOS TIMERS CON EL MICROCONTROLADOR MOTOROLA-FREESCALE
Objetivo del capítulo ...................................................................................................................................145
Conocimientos previos ................................................................................................................................145
9.1 Introducción .......................................................................................................................................145
9.2 Fuentes de interrupción debidas al TIM ..............................................................................................147
9.3 Registro TSC .......................................................................................................................................147
9.4 Registro contador del TIM TCNTH/L ...................................................................................................148
9.5 Registro módulo de tiempo TMODH/L ...............................................................................................149
9.6 Registro de estado y control de canales del TIM .................................................................................149
9.7 Los registros de canales del TIM (TCH0H/L:TCH1H/L) ........................................................................152
9.8 Función PWM ....................................................................................................................................153
9.9 Implementación PWM en el microcontrolador ....................................................................................154
9.10 EJERCICIOS RESUELTOS .....................................................................................................................156
EJERCICIOS PROPUESTOS ..........................................................................................................................176
RESUMEN DEL CAPÍTULO .........................................................................................................................176
Capítulo 10 CONVERSOR ANÁLOGO/DIGITAL
Objetivo del capítulo ...................................................................................................................................179
Conocimientos previos ................................................................................................................................179
10.1 Introducción ......................................................................................................................................179
10.2 Descripción del funcionamiento del ADC ..........................................................................................180
10.3 Voltaje de conversión .........................................................................................................................181
10.4 Tiempo de conversión .......................................................................................................................181
10.5 Registro de control y estado del A/D (ADSCR) ...................................................................................181
10.6 Registro de conversión A/D (ADR) ......................................................................................................183
10.7 Registro de configuración del reloj para el conversor A/D (ADCLK) ....................................................183
10.8 EJERCICIOS RESUELTOS ....................................................................................................................185
EJERCICIOS PROPUESTOS ..........................................................................................................................195
RESUMEN DEL CAPÍTULO .........................................................................................................................195
Capítulo 11 EL OSCILADOR
Objetivo del capítulo ...................................................................................................................................197
Conocimientos previos ................................................................................................................................197
11.1 Introducción ......................................................................................................................................197
ALFAOMEGA - FREESCALE
CONTENIDO xiii
EJERCICIOS PROPUESTOS ..........................................................................................................................201
RESUMEN DEL CAPÍTULO .........................................................................................................................201
Capítulo 12 RECURSOS DE CONFIGURACIÓN AVANZADA
Objetivo del capítulo ...................................................................................................................................203
Conocimientos previos ................................................................................................................................203
12.1 Introducción ......................................................................................................................................203
12.2 Memoria Flash ...................................................................................................................................204
12.3 Borrado de la memoria flash en bloque .............................................................................................205
12.4 Programación de la memoria flash .....................................................................................................206
12.5 Protección de la memoria flash ..........................................................................................................206
12.6 Módulo de ruptura ............................................................................................................................207
12.7 Configuración del registro CONFIG ...................................................................................................210
RESUMEN DEL CAPÍTULO ..........................................................................................................................212
Capítulo 13 PROGRAMACIÓN EN C
Objetivo del capítulo ...................................................................................................................................215
Conocimientos previos ................................................................................................................................215
13.1 Introducción al lenguaje C .................................................................................................................215
13.2 Estructura de un programa en C .........................................................................................................217
13.3 Definición de estructuras iniciales en C ..............................................................................................218
13.4 Definición de variables ......................................................................................................................219
13.5 Programa principal ............................................................................................................................227
13.6 Operadores ......................................................................................................................................228
13.7 Sentencias de control .........................................................................................................................231
13.8 Arreglos o vectores .............................................................................................................................237
13.9 Funciones ..........................................................................................................................................238
13.10 Interrupciones ..................................................................................................................................243
RESUMEN DEL CAPÍTULO ..........................................................................................................................247
Capítulo 14 INTRODUCCIÓN A LOS MICROCONTROLADORES SO8Q
Objetivo del capítulo ...................................................................................................................................249
Conocimientos previos ................................................................................................................................249
14.1 Introducción ........................................................................................................................................249
14.2 Características de los microcontroladores MC9S08QG8/QG4 ..............................................................250
14.3 Módulo Timer Interface (MTIM) ...........................................................................................................261
14.4 Real Time Interrupt (RTI) ......................................................................................................................270
14.5 Módulo de comparación analógico ......................................................................................................284
ALFAOMEGA - FREESCALE
xiv JUAN CARLOS VESGA FERREIRA
14.6 Módulo de conversión análogo/digital ..................................................................................................288
Descripción del funcionamiento del adc ..............................................................................................289
Modulos de comunicaciones con el S08 ..............................................................................................297
14.7 Módulo interface de comunicaciones seriales (SCI) ..............................................................................................299
14.8 Transmisiones seriales sincronas - módulo spi .......................................................................................311
14.9 Módulo I2C (Inter – Integrated Circuit) ................................................................................................323
CONCLUSIONES FINALES ..........................................................................................................................347
RESUMEN DEL CAPÍTULO ..........................................................................................................................212
BIBLIOGRAFÍA ...........................................................................................................................................349