LA MANERA MÁS FÁCIL Y RÁPIDA DE PROGRAMAR MICROCONTROLADORES PIC

 

Para programar cualquier microcontrolador, sea éste del fabricante que sea, se necesita disponer de una plataforma de desarrollo con un equipo hardware y un software compatibles entre sí y adecuados al tipo de microcontrolador elegido, es lo que se conoce como Entorno Integrado.

Afortunadamente, hoy día ya existen plataformas de desarrollo de muy bajo coste y al alcance de cualquier bolsillo que permiten diseñar aplicaciones y programar microcontroladores de forma fácil y rápida.

De entre las varias opciones que existen actualmente en el mercado, yo he elegido al fabricante Microchip Inc. y sus microcontroladores PIC por diversos motivos; en primer lugar, porque Microchip Inc. provee su propia plataforma nativa (Hardware y Software) con un entorno de desarrollo integrado, de muy bajo coste y elevadas prestaciones y en segundo lugar (y muy importante también) porque existe una gran cantidad de bibliografía e información en español, tanto en librerías y bibliotecas como en internet, sobre los microcontroladores PIC amén de la ingente cantidad de modelos entre los que se puede elegir para escoger el que mejor se adapta a los requerimientos de la aplicación en cada momento.

Una vez dicho lo anterior y sin más preámbulos, paso a describiros el conjunto de herramientas que yo uso.

Mi plataforma de desarrollo está formada por una herramienta hardware (el PicKit-3) y una herramienta software (el MPLAB). Ambas son desarrolladas por el propio fabricante de los microcontroladores PIC (Microchip Inc.), lo cual es un punto muy a favor de esta elección de herramientas ya que es garantía de compatibilidad y buen funcionamiento, algo muy de agradecer sobre todo al comienzo, cuando se está aprendiendo a programar PICs.

 

En cuanto al SOFTWARE:

El MPLAB^® X IDE es el mejor software que existe actualmente en el mercado para programar microcontroladores PIC, no lo dudéis!!!… descargaros la última versión desde la web oficial de Microchip Inc. es gratuita y os ahorraréis tiempo y dolores de cabeza, os lo aseguro.

El MPLAB^® X IDE es en realidad una plataforma ya que se trata de un Entorno de Desarrollo Integrado, IDE por sus siglas en inglés, que integra varias herramientas software entre las que destacan el “MPLAB® X IDE” propiamente dicho y el “MPLAB® IPE” Entorno de Programación Integrado (IPE, por sus siglas en inglés).

El “MPLAB® IPE” se instala en el mismo proceso de instalación del “MPLAB® X IDE” ya que forman parte del mismo pack MPLAB, sólo hay que seleccionarlo cuando el instalador nos lo solicite para su instalación.

El “MPLAB® IPE” es un software que hace de interface entre el “MPLAB® X IDE” y el PicKit-3 facilitando la comunicación con este último y la carga en el microcontrolador de los archivos ejecutables (“.exe”) generados con el “MPLAB® X IDE”.

La plataforma “MPLAB” es la solución software ideal para el diseño y desarrollo de programas y su posterior grabación en los Microcontroladores PIC.

Una vez que tengas el MPLAB X IDE (y el MPLAB IPE) instalados en tu ordenador, la siguiente tarea consiste en escribir y depurar tu programa con el objeto de obtener su archivo “.exe” correspondiente, el cual podrá ser transferido al microcontrolador a través del PicKit-3 usando para ello el software MPLAB IPE.

 

En cuanto al HARDWARE:

El PicKit-3 es un dispositivo que hace de interface entre el Ordenador y el Microcontrolador PIC, facilitando la comunicación entre ambos. Gracias al PicKit-3 podemos comunicarnos con el PIC para realizar operaciones de escritura, lectura, borrado y programación sobre él, empleando para ello el software MPLAB IPE.

El PicKit-3 es también una herramienta hardware de depuración en circuito, “In Circuit Serial Programming” (ICSP) es decir que permite la comunicación y operación con el microcontrolador PIC estando éste insertado en su circuito de aplicación y sin necesidad de extraerlo, fantástico ¿verdad?.

El siguiente es el aspecto del PICkit 3:

Y lo mejor de todo es que puedes tener uno por menos de 50€!!!

El PicKit-3 es la solución hardware ideal para el desarrollo de prototipos y/o pequeñas tiradas.

Lo puedes encontrar en http://www.compic.es/herramientas/358-programador-pickit3.html

 

Componentes electrónicos: EL DIODO

El diodo es un componente electrónico de dos terminales, con polaridad, que permite la circulación de cargas eléctricas solamente en un sentido mientras las bloquea en el otro.

Dependiendo de cómo se conecten sus terminales a la fuente de alimentación la polaridad será directa (con el Ánodo conectado a positivo y el Cátodo al negativo), o inversa (con el Ánodo a negativo y el Cátodo a positivo).

El diodo semiconductor también es conocido como diodo en estado sólido en oposición a las válvulas termoiónicas que lo precedieron.

Existen en la actualidad diversos tipos de diodos. Los más comunes son los rectificadores, LED, Fotodiodo, Zener, de Barrera y Varicap.  Existen muchos otros tipos de diodos pero por sus características y comportamiento eléctrico así como por la evolución de la tecnología moderna, han quedado en desuso o se emplean en aplicaciones muy concretas y limitadas.

Los diodos rectificadores se emplean generalmente para bloquear la circulación de cargas eléctricas en un sentido y permitir su circulación en el otro. Su símbolo eléctrico es el siguiente:

Al ser un componente con polaridad, para su conexión y correcto funcionamiento conviene observar la misma.

El diodo rectificador permite la circulación del máximo número de cargas eléctricas cuando se polariza directamente y todo lo contrario cuando se polariza inversamente.

Cumple por tanto una función similar a la válvula antiretorno empleada en circuitos hidráulicos:

 

Otro tipo de diodo muy común es el conocido como Zener, cuyo símbolo se muestra a continuación:

Construido en silicio, el diodo Zener se caracteriza por poseer muchas más impurezas en su semiconductor de silicio que un diodo rectificador normal. Gracias a ello, el Zener puede trabajar en zonas de ruptura.

El nombre de Zener se le puso en honor al físico estadounidense Clarence Melvin Zener quien describió el efecto que lleva su nombre.

Otro tipo de diodo muy popular en la actualidad es el conocido como LED, acrónimo del inglés «Light Emitting Diode» o diodo emisor de luz, cuyo símbolo eléctrico se muestra a continuación:

El LED fue inventado en 1962 por el científico estadounidense Nick Holonyak.

Muy pronto comenzó a fabricarse industrialmente a pesar de su reducido campo de aplicaciones. Al principio, en los años 60 del siglo pasado, sólo se podían fabricar de 3 colores (Rojo, Verde y Amarillo) y eran de muy baja intensidad luminosa, tanto era así que sólo se aplicaban como indicadores de encendido/apagado en todo tipo de aparatos eléctricos o como señalizadores en paneles de información.

Hubo que esperar hasta la década de los 90 del s.XX, para que se inventara el LED de color azul y el de radiación Ultravioleta. Se abría el camino para crear el color blanco con la mezcla de los 3 colores base RGB. Además también se incrementó la potencia lumínica de los LEDs con lo que su campo de aplicaciones se amplió exponencialmente al incorporarse su uso al mundo de la iluminación.

Otro tipo de diodo es el conocido como Varicap, que posee la característica de variar la capacitancia con la variación de tensión entre sus terminales, comportándose como un condensador variable.

Su símbolo eléctrico es el siguiente:

El diodo de barrera o diodo Schottky, por el físico alemán  que lo desarrolló Walter H. Schottky es un tipo de diodo que proporciona una velocidad de conmutación muy elevada (<1ns). Por ello el diodo Schottky encuentra aplicación en sistemas digitales y de control que operan a altas frecuencias.

Su símbolo eléctrico es el siguiente:

Existe un tipo especial de diodo que es sensible a la radiación visible e infraroja, es el Fotodiodo, el cual polarizado inversamente permite la circulación de un número de cargas eléctricas que varía en función de la cantidad de radiación que lo ilumina.

Su símbolo eléctrico es el siguiente:

Debido a su funcionamiento, el fotodiodo también puede utilizarse como célula fotovoltaica ya que en ausencia de tensión y al ser iluminado genera una pequeña corriente entre sus terminales.

Hay otros tipos de diodos a añadir a esta larga lista sobre los que no me voy a extender más y me limitaré a mencionar, como son los LASER (acrónimo del inglés «Light Amplificated and Stimulated for Emission of Radiation») muy extendidos en la industria y en lectores ópticos de todo tipo, los Diodos PIN, el Diodo Avalancha (TVS), Diodo Túnel, Diodo Gunn, Diodo de Corriente Constante, Diodo Térmico, etc.