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Electiva Disciplinar I Microcontroladores
Ingeniería ElectromecánicaUniversidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia
2013
MICROCONTROLADOR
Circuito integrado CI programable
Se emplea para controlar el funcionamiento de una tarea determinada. CI de aplicación especifica.
De pequeño tamañoEmbedded Controller:
Controlador o Sistema embebidoControlador o sistema incrustado
Controlador o sistema empotrado
SISTEMA EMBEBIDO
Relacionado con la era Post-PCComputadores
tradicionales disminuirán su dominio
Procesadores y software en sistemas muy
pequeños
Sistemas invisibles o que están en todas partes, que
no notamos que existen
Se consideran como las aplicaciones más importantes en los próximos años
• Sistema para el procesamiento de información que esta incrustado dentro de otros sistemas.
SISTEMA EMBEBIDO
Electiva Disciplinar I Microcontroladores
Este curso busca instruir a los estudiantes en el uso de microcontroladores como procesadores digitales programables, dispositivos de gran auge en la investigación y desarrollo de dispositivos de pequeña y mediana complejidad de procesamiento para la industria y la academia.
Se propone el estudio de las características generales de los microcontroladores, el análisis de los fundamentos de programación, así como la configuración y uso de los recursos con lo que cuenta como los puertos de entrada/salida digital, módulos de interrupción, procesamiento de datos analógicos y digitales, temporización, comunicaciones, entre otros.
PRESENTACIÓN
Aumento de la fiabilidad y disminución del volumen de los circuitos
Disminuye el riesgo de averías y facilita la búsqueda de fallas
Mayor flexibilidad ya que las características de control son programables
Mayor velocidad de procesamiento
Menor consumo de potencia
Electiva Disciplinar I Microcontroladores
JUSTIFICACIÓN
Identificar las unidades básicas de control y ejecución de un microcontrolador.
Mostrar tácticas para la implementación y codificación de algoritmos para los microcontroladores.
Analizar y solucionar problemas relacionados a la electromecánica usando microcontroladores.
Electiva Disciplinar I Microcontroladores
COMPETENCIAS
1. CARATERISTICAS GENERALES DE LOS
MICROCONTROLADORES
• Introducción Procesadores Digitales. • Descripción general de Procesadores digitales
(microprocesadores vs. Microcontroladores, PLD, FPGA), tecnologías, arquitecturas, fabricantes, lenguajes de programación de bajo, medio y alto nivel.
• Introducción Microcontroladores• Descripción general de los microcontroladores
tecnologías, fabricantes, características, herramientas de hardware y software.
• Familia microcontroladores Motorola Freescale, Microchip PIC y ATMEL.
• Ejemplos de aplicaciones• Arquitectura interna y externa del
microcontrolador• Criterios de selección
Electiva Disciplinar I Microcontroladores
CONTENIDOS
SEMANA 1
2. PROGRAMACIÓN DEL MICROCONTROLADOR
• Fundamentos para la programación de microcontroladores con lenguajes assembler y C.
• Modos de direccionamiento. • Conjunto de instrucciones. • Instrucciones aritméticas. • Instrucciones lógicas. • Instrucciones de control de programa. • Programación del microcontrolador. • Estructura de un programa. • Manejo de módulos y recursos: CPU, mapa
de memoria, periféricos (puertos de entrada/salida digital, convertidor analógico a digital, temporizadores, interrupciones).
• Practica 1. Programación de microcontroladores: manejo de software y herramientas de simulación.
Electiva Disciplinar I Microcontroladores
CONTENIDOS
SEMANA S
2-3
3. PUERTOS DE ENTRADA/SALIDA
DIGITAL
• Modos de direccionamiento• Registros de configuración• Programación de retaros• Aplicación de lógica secuencial de
acuerdo a lectura de tablas y aplicación de retardos
• Práctica 2: control de un motor paso a paso integrable a un brazo robótico de 2GDL.
Electiva Disciplinar I Microcontroladores
CONTENIDOS
SEMANAS
6-7
4. MÓDULOS DE
INTERRUPCIÓN
• Modos de direccionamiento• Registros de configuración• Interrupción de Inicio/Reinicio
(RESET)• Interrupción enmascarable (IRQ)• Fuentes de interrupción del
microcontrolador (conversor A/D, KBI, temporizador, etc).
Electiva Disciplinar I Microcontroladores
CONTENIDOS
SEMANAS
8-9
5. PROCESAMIENTO DE DATOS
ANALÓGICOS Y DIGITALES
• El Convertidor Analógico/Digital ADC: características y configuración.
• Modos de direccionamiento• Programación de interrupciones del
módulo de conversión. • Acondicionamiento de señales
analógicas: cambio de escala, linealización y método de mínimos cuadrados.
• Práctica 3: programación de un sistema de control ON/OFF de temperatura
Electiva Disciplinar I Microcontroladores
CONTENIDOS
SEMANAS
10-11
6. MODULO DE INTERRUPCIÓN POR TECLADO
• Módulos de interrupción por teclado KBI: características y configuración.
• Modos de direccionamiento• Práctica 4: Integración
teclado matricial y pantalla LCD
Electiva Disciplinar I Microcontroladores
CONTENIDOS
SEMANAS
12-13
8. MÓDULOS DE COMUNICACIONES
• Módulos de comunicaciones seriales: características y configuración.
• Modos de direccionamiento• Práctica 6: desarrollo de
tarjeta de adquisición de datos e integración con un PC por puerto USB.
Electiva Disciplinar I Microcontroladores
CONTENIDOS
SEMANAS
14-16
9. DESARROLLO Y APLICACIONES CON
MICROCONTROLADORES A TRAVÉS DEL DESARROLLO DE
UN PROYECTO QUE INTEGRE LA APLICACIÓN DE LOS MÓDULOS DE UN MICROCONTROLADOR.
• Control de motor monofásico para apertura y cierre automático de puertas.
• Control de robot manipulador o móvil
• Desarrollo de publik o dispositivo luminoso para la presentación de mensajes, entre otros.
Electiva Disciplinar I Microcontroladores
CONTENIDOS
SEMANAS
1-16
Exposiciones o relatorías en el espacio asignado para las clases teóricas y practicas.
Participación en clase mediante la discusión de los temas asignados.
Programación, simulación y desarrollo de practicas de laboratorio.
Desarrollo de un proyecto final de integración de los temas vistos con su correspondiente documentación de apoyo como informes de avance y finales.
Electiva Disciplinar I Microcontroladores
METODOLOGÍA
Electiva Disciplinar I Microcontroladores
MEDIOS RECURSOS
• Aula de clase• Laboratorio de electrónica• Aula de sistemas
• Software de programación
Electiva Disciplinar I Microcontroladores
EVALUACIÓN
EVALUACIÓN COLECTIVA
• Equivalente al 40% de la nota total.
• Desarrollo de prácticas de laboratorio en grupos de 2 personas.
EVALUACIÓN INDIVIDUAL
• Equivalente al 60% de la nota total.
• Desarrollo de evaluaciones escritas y ejercicios prácticos de programación y aplicación.
CRÉDITO ACADÉMICO
http://www.mineducacion.gov.co/1621/article-87727.html
Electiva Disciplinar I Microcontroladores
CÓDIGO: 54030811
NÚMERO DE CRÉDITOS: 3
48horas X 3 = 144 horas
144 horas / 16 semana = 9 horas/semana para µC
9 horas/semana = 4 presenciales (clase,labs) + 5 trabajo estudiante
GENERAL
TAREA:
• http://www.genbeta.com/actualidad/por-que-esta-si-es-la-era-post-pc