UNIVERSIDAD NACIONAL SAN LUIS GONZAGA DE ICAUNIVERSIDAD NACIONAL SAN LUIS GONZAGA DE ICAFACULTAD DE INGENIERIA MECANICA - ELECTRICAFACULTAD DE INGENIERIA MECANICA - ELECTRICA
CURSO TALLER DE MICROCONTROLADORESCURSO TALLER DE MICROCONTROLADORESPIC – BASICPIC – BASIC
MICROCODE STUDIOMICROCODE STUDIO
SESION Nº 08SESION Nº 08
V FOINTEC - 2008V FOINTEC - 2008
- Control de Motores simples DC (2 terminales)- Control de Motores simples DC (2 terminales)- Control de Motores de Paso- Control de Motores de Paso- Introducción al manejo del Puerto Serial- Introducción al manejo del Puerto Serial
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CONTROL DE MOTORES DC CONTROL DE MOTORES DC SIMPLES DE 2 TERMINALESSIMPLES DE 2 TERMINALES
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MOTOR SIMPLE DE C.C.MOTOR SIMPLE DE C.C.
El motor eléctrico es un dispositivo electromotriz, esto quiere decir que El motor eléctrico es un dispositivo electromotriz, esto quiere decir que convierte la energía eléctrica en energía motriz. Todos los motores convierte la energía eléctrica en energía motriz. Todos los motores disponen de un eje de salida para acoplar un engranaje, polea o disponen de un eje de salida para acoplar un engranaje, polea o mecanismo capaz de transmitir el movimiento creado por el motor. mecanismo capaz de transmitir el movimiento creado por el motor.
Para cambiar la dirección de giro en un motor de Corriente Continua tan Para cambiar la dirección de giro en un motor de Corriente Continua tan solo tenemos que invertir la polaridad de la alimentación del motor. solo tenemos que invertir la polaridad de la alimentación del motor.
Para modificar su velocidad podemos variar su tensión de alimentación Para modificar su velocidad podemos variar su tensión de alimentación con lo que el motor perderá velocidad, pero también perderá par de giro con lo que el motor perderá velocidad, pero también perderá par de giro (fuerza) o para no perder par en el eje de salida podemos hacer un (fuerza) o para no perder par en el eje de salida podemos hacer un circuito modulador de anchura de pulsos (pwm) con una salida a circuito modulador de anchura de pulsos (pwm) con una salida a transistor de mas o menos potencia según el motor utilizado. transistor de mas o menos potencia según el motor utilizado.
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CONTROL UNIDIRECCIONAL DEL MOTOR CC USANDO ULN2003CONTROL UNIDIRECCIONAL DEL MOTOR CC USANDO ULN2003
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CONTROL UNIDIRECCIONAL DEL MOTOR CC USANDO L293BCONTROL UNIDIRECCIONAL DEL MOTOR CC USANDO L293B
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CONTROL BIDIRECCIONAL DEL MOTOR CC USANDO EL L293BCONTROL BIDIRECCIONAL DEL MOTOR CC USANDO EL L293B
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EJERCICIO: CONTROLAR UN MOTOR SIMPLE DE CC DE 12V. IMPLEMENTAR EL EJERCICIO: CONTROLAR UN MOTOR SIMPLE DE CC DE 12V. IMPLEMENTAR EL CONTROL DEL GIRO A LA DERECHA Y A LA IZQUIERDA.CONTROL DEL GIRO A LA DERECHA Y A LA IZQUIERDA.
OSC1/CLKIN16
RB0/INT 6
RB1 7
RB2 8
RB3 9
RB4 10
RB5 11
RB6 12
RB7 13
RA0 17
RA1 18
RA2 1
RA3 2
RA4/T0CKI 3
OSC2/CLKOUT15
MCLR4
U1
PIC16F84A
1B1 1C 16
2B2 2C 15
3B3 3C 14
4B4 4C 13
5B5 5C 12
6B6 6C 11
7B7 7C 10
COM 9
U2
ULN2003A
IN12 OUT1 3
OUT2 6
OUT3 11
OUT4 14
IN27
IN310
IN415
EN11
EN29
VS
8
VSS
16
GND GND
U3
L293D
D11N4007
+88.8
D21N4007
D31N4007 D4
1N4007
12V
+88.8
R1
4k7
R2
4k7
R3
4k7
R4
4k7
R5
4k7
Start
Stop
Left
Right
Stop
+88.8D5
1N4007
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CÓDIGOCÓDIGO
TRISA = %11111111TRISA = %11111111TRISB = %00000000TRISB = %00000000PORTB = 0PORTB = 0
I I VARVAR BYTE BYTE
REPETIR:REPETIR:
I = PORTAI = PORTA
SELECT CASESELECT CASE I I CASE 1CASE 1^$1F: PAUSE 50: PORTB.7 = 1 ^$1F: PAUSE 50: PORTB.7 = 1 'Motor1 en ON'Motor1 en ON CASE 2CASE 2^$1F: PAUSE 50: PORTB.7 = 0 ^$1F: PAUSE 50: PORTB.7 = 0 'Motor1 en OFF'Motor1 en OFF CASE 4CASE 4^$1F: PAUSE 50: PORTB.0 = 0: PORTB.1 = 1 ^$1F: PAUSE 50: PORTB.0 = 0: PORTB.1 = 1 'Motor2 giro derecha'Motor2 giro derecha CASE 8CASE 8^$1F: PAUSE 50: PORTB.0 = 1: PORTB.1 = 0 ^$1F: PAUSE 50: PORTB.0 = 1: PORTB.1 = 0 'Motor2 giro izquierda'Motor2 giro izquierda CASE 16CASE 16^$1F: PAUSE 50: PORTB.0 = 0: PORTB.1 = 0 ^$1F: PAUSE 50: PORTB.0 = 0: PORTB.1 = 0 'Motor2 stop 'Motor2 stop END SELECTEND SELECT
GOTO REPETIRGOTO REPETIR
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CONTROL DE MOTORES DE CONTROL DE MOTORES DE PASOPASO
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MOTORES DE PASOMOTORES DE PASO
Los motores paso a paso son ideales para la construcción de Los motores paso a paso son ideales para la construcción de mecanismos en donde se requieren movimientos muy precisos.mecanismos en donde se requieren movimientos muy precisos.
La característica principal de estos motores es el hecho de poder La característica principal de estos motores es el hecho de poder moverlos un paso a la vez por cada pulso que se le aplique. Este paso moverlos un paso a la vez por cada pulso que se le aplique. Este paso puede variar desde 90° hasta pequeños movimientos de tan solo 1.8°, puede variar desde 90° hasta pequeños movimientos de tan solo 1.8°, es decir, que se necesitarán 4 pasos en el primer caso (90°) y 200 es decir, que se necesitarán 4 pasos en el primer caso (90°) y 200 para el segundo caso (1.8°), para completar un giro completo de 360°.para el segundo caso (1.8°), para completar un giro completo de 360°.
Estos motores poseen la habilidad de poder quedar enclavados en una Estos motores poseen la habilidad de poder quedar enclavados en una posición o bien totalmente libres. Si una o más de sus bobinas está posición o bien totalmente libres. Si una o más de sus bobinas está energizada, el motor estará enclavado en la posición correspondiente energizada, el motor estará enclavado en la posición correspondiente y por el contrario quedará completamente libre si no circula corriente y por el contrario quedará completamente libre si no circula corriente por ninguna de sus bobinas.por ninguna de sus bobinas.
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TIPOS DE MOTORES DE PASOTIPOS DE MOTORES DE PASOMOTOR BIPOLAR:MOTOR BIPOLAR: Estos tiene generalmente cuatro cables de salida. Necesitan ciertos trucos Estos tiene generalmente cuatro cables de salida. Necesitan ciertos trucos para ser controlados, debido a que requieren del cambio de dirección del flujo para ser controlados, debido a que requieren del cambio de dirección del flujo de corriente a través de las bobinas en la secuencia apropiada para realizar un de corriente a través de las bobinas en la secuencia apropiada para realizar un movimiento. En figura podemos apreciar un ejemplo de control de estos movimiento. En figura podemos apreciar un ejemplo de control de estos motores mediante el uso de un puente en H (H-Bridge). Como se aprecia, será motores mediante el uso de un puente en H (H-Bridge). Como se aprecia, será necesario un H-Bridge por cada bobina del motor, es decir que para controlar necesario un H-Bridge por cada bobina del motor, es decir que para controlar un motor Paso a Paso de 4 cables (dos bobinas), necesitaremos usar dos H-un motor Paso a Paso de 4 cables (dos bobinas), necesitaremos usar dos H-Bridges iguales al de la figura . En general es recomendable el uso de H-Bridge Bridges iguales al de la figura . En general es recomendable el uso de H-Bridge integrados como son los casos del L293integrados como son los casos del L293
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MOTOR BIPOLARMOTOR BIPOLARMANEJO DEL MOTOR BIPOLAR CON L293:MANEJO DEL MOTOR BIPOLAR CON L293:
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MOTOR BIPOLARMOTOR BIPOLARSECUENCIA PARA EL CONTROL DE UN MOTOR BIPOLAR:SECUENCIA PARA EL CONTROL DE UN MOTOR BIPOLAR:
PASOPASO TERMINALESTERMINALES
AA BB CC DD
11 11 00 11 00
22 11 00 00 11
33 00 11 00 11
44 00 11 11 00
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TIPOS DE MOTORES DE PASOTIPOS DE MOTORES DE PASO
UNIPOLAR:UNIPOLAR:Estos motores suelen tener 6 o 5 cables de salida, dependiendo de su Estos motores suelen tener 6 o 5 cables de salida, dependiendo de su conexionado interno (ver figura 2). Este tipo se caracteriza por ser más simple conexionado interno (ver figura 2). Este tipo se caracteriza por ser más simple de controlar. En la figura podemos apreciar un ejemplo de conexionado para de controlar. En la figura podemos apreciar un ejemplo de conexionado para controlar un motor paso a paso unipolar mediante el uso de un ULN2803, el controlar un motor paso a paso unipolar mediante el uso de un ULN2803, el cual es una array de 8 transistores tipo Darlington capaces de manejar cargas cual es una array de 8 transistores tipo Darlington capaces de manejar cargas de hasta 500mA. Las entradas de activación (Activa A, B , C y D) pueden ser de hasta 500mA. Las entradas de activación (Activa A, B , C y D) pueden ser directamente activadas por un microcontrolador. directamente activadas por un microcontrolador.
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EJERCICIO. CONTROLAR UN MOTOR DE PASO BIPOLAR. IMPLEMENTAR EJERCICIO. CONTROLAR UN MOTOR DE PASO BIPOLAR. IMPLEMENTAR GIRO DERECHA, IZQUIERDA Y STOPGIRO DERECHA, IZQUIERDA Y STOP
OSC1/CLKIN16
RB0/INT6
RB17
RB28
RB39
RB410
RB511
RB612
RB713
RA017
RA118
RA21
RA32
RA4/T0CKI3
OSC2/CLKOUT15
MCLR4
U1
PIC16F84A
IN12
OUT13
OUT26
OUT311
OUT414
IN27
IN310
IN415
EN11
EN29
VS
8
VSS
16
GND GND
U3
L293D
12V
R3
4k7
R4
4k7
R5
4k7
Left
Right
Stop
R1
4k7
R2
4k7
+88.8
D11N4007
D21N4007
D31N4007 D4
1N4007
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CÓDIGOCÓDIGO
TRISA = %11111111TRISA = %11111111
TRISB = %00000000TRISB = %00000000
PORTB = 0PORTB = 0
I I VARVAR BYTE BYTE
J J VARVAR BYTE BYTE
REPETIR:REPETIR:
SELECT CASESELECT CASE PORTA PORTA
CASE 1^$1FCASE 1^$1F: PAUSE 50: GOSUB DERECHA: PAUSE 50: GOSUB DERECHA
CASE 2^$1FCASE 2^$1F: PAUSE 50: GOSUB IZQUIERDA: PAUSE 50: GOSUB IZQUIERDA
CASE 4^$1FCASE 4^$1F: PAUSE 50: PORTB=0: PAUSE 50: PORTB=0
END SELECTEND SELECT
GOTO REPETIRGOTO REPETIR
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CÓDIGOCÓDIGODERECHA:DERECHA:
FORFOR I=0 I=0 TOTO 3 3
LOOKUPLOOKUP I,[10,9,5,6], PORTB I,[10,9,5,6], PORTB
FOR J=0 TO 100FOR J=0 TO 100
PAUSE 1PAUSE 1
IF PORTA != $1F THEN: RETURNIF PORTA != $1F THEN: RETURN
NEXT JNEXT J
NEXT INEXT I
GOTO DERECHAGOTO DERECHA
IZQUIERDA:IZQUIERDA:
FOR FOR I=3 I=3 TOTO 0 0 STEPSTEP -1 -1
LOOKUPLOOKUP I,[10,9,5,6], PORTB I,[10,9,5,6], PORTB
FOR J=0 TO 100FOR J=0 TO 100
PAUSE 1PAUSE 1
IF PORTA != $1F THEN: RETURNIF PORTA != $1F THEN: RETURN
NEXT JNEXT J
NEXT INEXT I
GOTO IZQUIERDAGOTO IZQUIERDA
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MOTOR UNIPOLARMOTOR UNIPOLAR
MANEJO DEL MOTOR UNIPOLAR CON ULN 2003, ULN 2803MANEJO DEL MOTOR UNIPOLAR CON ULN 2003, ULN 2803
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MOTOR UNIPOLARMOTOR UNIPOLARCONEXION CON L293CONEXION CON L293
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SECUENCIAS DE CONTROL PARA MOTORES UNIPOLARESSECUENCIAS DE CONTROL PARA MOTORES UNIPOLARES
PASOPASO Bobina ABobina A Bobina BBobina B Bobina CBobina C Bobina DBobina D
11 11 11 00 00
22 00 11 11 00
33 00 00 11 11
44 11 00 00 11
SECUENCIA NORMAL: MAYOR TORQUE (RECOMENDADA)SECUENCIA NORMAL: MAYOR TORQUE (RECOMENDADA)
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SECUENCIAS DE CONTROL PARA MOTORES UNIPOLARESSECUENCIAS DE CONTROL PARA MOTORES UNIPOLARES
PASOPASO Bobina ABobina A Bobina BBobina B Bobina CBobina C Bobina DBobina D
11 11 00 00 00
22 00 11 00 00
33 00 00 11 00
44 00 00 00 11
SECUENCIA WAVE DRIVE: MENOR TORQUESECUENCIA WAVE DRIVE: MENOR TORQUE
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SECUENCIAS DE CONTROL PARA MOTORES UNIPOLARESSECUENCIAS DE CONTROL PARA MOTORES UNIPOLARES
PASOPASO Bobina ABobina A Bobina BBobina B Bobina CBobina C Bobina DBobina D
11 11 00 00 00
22 11 11 00 00
33 00 11 00 00
44 00 11 11 00
55 00 00 11 00
66 00 00 11 11
77 00 00 00 11
88 11 00 00 11
SECUENCIA MEDIO PASOSECUENCIA MEDIO PASO
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EJERCICIO:EJERCICIO: CONTROLAR UN MOTOR DE PASO UNIPOLAR CON LA CONTROLAR UN MOTOR DE PASO UNIPOLAR CON LA SECUENCIA WAVE DRIVE. IMPLMENTAR GIRO DERECHA, IZQUIERDA, STOPSECUENCIA WAVE DRIVE. IMPLMENTAR GIRO DERECHA, IZQUIERDA, STOP
OSC1/CLKIN16
RB0/INT6
RB17
RB28
RB39
RB410
RB511
RB612
RB713
RA017
RA118
RA21
RA32
RA4/T0CKI3
OSC2/CLKOUT15
MCLR4
U1
PIC16F84A
1B1
1C16
2B2
2C15
3B3
3C14
4B4
4C13
5B5
5C12
6B6
6C11
7B7
7C10
COM9
U2
ULN2003A
IN12
OUT13
OUT26
OUT311
OUT414
IN27
IN310
IN415
EN11
EN29
VS
8
VSS
16
GND GND
U3
L293D
12V
R3
4k7
R4
4k7
R5
4k7
Left
Right
Stop
+88.8
R1
4k7
R2
4k7
+88.8
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CÓDIGOCÓDIGO
TRISA = %11111111TRISA = %11111111
TRISB = %00000000TRISB = %00000000
PORTB = 0PORTB = 0
I I VARVAR BYTE BYTE
J J VARVAR BYTE BYTE
REPETIR:REPETIR:
SELECT CASESELECT CASE PORTA PORTA
CASE 1^$1FCASE 1^$1F: PAUSE 50: GOSUB DERECHA: PAUSE 50: GOSUB DERECHA
CASE 2^$1FCASE 2^$1F: PAUSE 50: GOSUB IZQUIERDA: PAUSE 50: GOSUB IZQUIERDA
CASE 4^$1FCASE 4^$1F: PAUSE 50: PORTB=0: PAUSE 50: PORTB=0
END SELECTEND SELECT
GOTO REPETIRGOTO REPETIR
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CÓDIGOCÓDIGODERECHA:DERECHA:
FORFOR I=0 I=0 TOTO 3 3
PORTB = (DCD I)PORTB = (DCD I)
FOR J=0 TO 100FOR J=0 TO 100
PAUSE 1PAUSE 1
IFIF PORTA != $1F PORTA != $1F THENTHEN: RETURN: RETURN
NEXT JNEXT J
NEXT INEXT I
GOTO DERECHAGOTO DERECHA
IZQUIERDA:IZQUIERDA:
FORFOR I=3 I=3 TOTO 0 0 STEP STEP -1-1
PORTB = (PORTB = (DCD IDCD I))
FOR J=0 TO 100FOR J=0 TO 100
PAUSE 1PAUSE 1
IFIF PORTA != $1F PORTA != $1F THENTHEN: RETURN: RETURN
NEXT JNEXT J
NEXT INEXT I
GOTO IZQUIERDAGOTO IZQUIERDA
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CONSIDERACIONES FINALESCONSIDERACIONES FINALES
Como comentario final, cabe destacar que debido a que los motores Como comentario final, cabe destacar que debido a que los motores paso a paso son dispositivos mecánicos y como tal deben vencer paso a paso son dispositivos mecánicos y como tal deben vencer ciertas inercias, el tiempo de duración y la frecuencia de los pulsos ciertas inercias, el tiempo de duración y la frecuencia de los pulsos aplicados es un punto muy importante a tener en cuenta. En tal sentido aplicados es un punto muy importante a tener en cuenta. En tal sentido el motor debe alcanzar el paso antes que la próxima secuencia de el motor debe alcanzar el paso antes que la próxima secuencia de pulsos comience. Si la frecuencia de pulsos es muy elevada, el motor pulsos comience. Si la frecuencia de pulsos es muy elevada, el motor puede reaccionar en alguna de las siguientes formas:puede reaccionar en alguna de las siguientes formas:
- Puede que no realice ningún movimiento en absoluto. - Puede que no realice ningún movimiento en absoluto. - Puede comenzar a vibrar pero sin llegar a girar. - Puede comenzar a vibrar pero sin llegar a girar. - Puede girar erráticamente. - Puede girar erráticamente. - O puede llegar a girar en sentido opuesto. - O puede llegar a girar en sentido opuesto.
Para obtener un arranque suave y preciso, es recomendable comenzar Para obtener un arranque suave y preciso, es recomendable comenzar con una frecuencia de pulso baja y gradualmente ir aumentándola con una frecuencia de pulso baja y gradualmente ir aumentándola hasta la velocidad deseada sin superar la máxima tolerada. El giro en hasta la velocidad deseada sin superar la máxima tolerada. El giro en reversa debería también ser realizado previamente bajando la reversa debería también ser realizado previamente bajando la velocidad de giro y luego cambiar el sentido de rotación.velocidad de giro y luego cambiar el sentido de rotación.
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PARA RECORDARPARA RECORDAR
- Un motor de paso con 5 cables es casi seguro de 4 fases y - Un motor de paso con 5 cables es casi seguro de 4 fases y unipolar. unipolar.
- Un motor de paso con 6 cables también puede ser de 4 fases y - Un motor de paso con 6 cables también puede ser de 4 fases y unipolar, pero con 2 cables comunes para alimentación. pueden unipolar, pero con 2 cables comunes para alimentación. pueden ser del mismo color. ser del mismo color.
- Un motor de pasos con solo 4 cables es comúnmente bipolar. - Un motor de pasos con solo 4 cables es comúnmente bipolar.
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INTRODUCCIÓN AL MANEJO DEL PUERTO INTRODUCCIÓN AL MANEJO DEL PUERTO SERIALSERIAL
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EL PUERTO SERIALEL PUERTO SERIALUn puerto de serie es una interfaz de comunicaciones de datos Un puerto de serie es una interfaz de comunicaciones de datos digitales, frecuentemente utilizado por computadoras y periféricos, en digitales, frecuentemente utilizado por computadoras y periféricos, en donde la información es transmitida bit a bit enviando un solo bit a la donde la información es transmitida bit a bit enviando un solo bit a la vez.vez.El puerto serial utiliza la norma RS-232 que determina la interfaz y El puerto serial utiliza la norma RS-232 que determina la interfaz y lógica usada en la transferencia de datos.lógica usada en la transferencia de datos.
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PINES USADOS EN EL CONECTOR DB9 (SERIAL)PINES USADOS EN EL CONECTOR DB9 (SERIAL)
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EL CIRCUITO INTEGRADO MAX232EL CIRCUITO INTEGRADO MAX232
Dado que los niveles lógicos del estándar TTL y del RS232 (Puerto serial) Dado que los niveles lógicos del estándar TTL y del RS232 (Puerto serial) son diferentes, se requiere de un adaptador. EL cricuito integrado son diferentes, se requiere de un adaptador. EL cricuito integrado MAX232 adapta fácilmente estos niveles y es por eso su utilización en MAX232 adapta fácilmente estos niveles y es por eso su utilización en los diseños de circuitos que usen transferencia serial.los diseños de circuitos que usen transferencia serial.
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ADAPTADOR TTL – RS232ADAPTADOR TTL – RS232
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EJERCICIO. TRANSMITIR LA PALABRA “PIBASIC”, GENERADA EJERCICIO. TRANSMITIR LA PALABRA “PIBASIC”, GENERADA DESDE UN PIC16F84 HACIA UNA PC MEDIANTE EL PUERTO DESDE UN PIC16F84 HACIA UNA PC MEDIANTE EL PUERTO SERIALSERIAL
RA0/AN02
RA1/AN13
RA2/AN2/VREF-4
RA4/T0CKI6
RA5/AN4/SS7
RE0/AN5/RD8
RE1/AN6/WR9
RE2/AN7/CS10
OSC1/CLKIN13
OSC2/CLKOUT14
RC1/T1OSI/CCP216
RC2/CCP117
RC3/SCK/SCL18
RD0/PSP019
RD1/PSP120
RB7/PGD40
RB6/PGC39
RB538
RB437
RB3/PGM36
RB235
RB134
RB0/INT33
RD7/PSP730
RD6/PSP629
RD5/PSP528
RD4/PSP427
RD3/PSP322
RD2/PSP221
RC7/RX/DT26
RC6/TX/CK25
RC5/SDO24
RC4/SDI/SDA23
RA3/AN3/VREF+5
RC0/T1OSO/T1CKI15
MCLR/Vpp/THV1
U1
PIC16F877E
RR
OR
TX
D3
RX
D2
CT
S8
RT
S7
DS
R6
DT
R4
DC
D1
RI
9
COMPIM.DLL
RX
D
RT
S
TX
D
CT
S
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CODIGOCODIGO
' Define parámetros para el Usart' Define parámetros para el Usart
DEFINE HSER_TXSTA 24hDEFINE HSER_TXSTA 24hDEFINE HSER_BAUD 9600DEFINE HSER_BAUD 9600DEFINE HSER_SPBRG 25DEFINE HSER_SPBRG 25
Pause 500 ' Espera 0.5 segPause 500 ' Espera 0.5 seg
Loop:Loop:
HSEROUT HSEROUT ["PICBASIC"] ["PICBASIC"] Pause 1000 Pause 1000
Goto loopGoto loop EndEnd
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