Proteus VSM

1. Qué es Proteus?

Proteus VSM es un co-simulador de microprocesadores dentro de un simulador PSPICE de modo mixto(digital/analógico) desarrollado por Labcenter Electronics (página Web en http://www.labcenter.co.uk/).

Proteus permite el diseflo esquemático de circuitos conformado por microprocesadores, o microcontroladoresconectados con elementos electrónicos (fuentes, resistencias, capacitores, inductores, LED5), dispositivos deentrada/salida (displays siete segmentos y LCD, teclados, botones), elementos electromecánicos (botones, contactos,motores), circuitos integrados, y otros componentes.

Luego de construir el circuito mediante una interfaz de dibujo esquemático, el usuario puede programar virtualmente losmicros presentes en el circuito, y correr una completa simulación del mismo. Esto permite validar el diseflo, corregirerrores e introducir mejoras antes de implementar el circuito real en el Laboratorio.

La simulación de Proteus es interactiva, puesto que el usuario, mediante clicks del mouse sobre los dispositivosperiféricos, puede cambiar el estado de las señales de entrada al micro y observar Ia respuesta de éste de acuerdo a suprogra macion.

2. Sobre este Documento

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Click: apuntar con el mouse y presionar botón izquierdo Click-derecho: apuntar con el mouse y presionar botón derecho Arrastrar: apuntar con el mouse, presionar botón izquierdo, dejándolo presionado, mover el mouse hasta la

posición destino y luego liberarlo

Al momento del inicio, el programa presenta su pantalla principal. El area más grande de Ia pantalla se llama Ventana deEdición (Editing Window), y es donde se colocan componentes y lIneas de conexión. El area arriba a Ia izquierda, es elVisor (Overview Window), en el cual se presenta una vision global de Ia actual posición del pIano lógico y ademáscontiene Ia vista preliminar de cada objeto a ser colocado en el pIano. Debajo del Visor está el Selector de Objetos(Object Selector), en donde se despliega una lista de los componentes, símbolos, y otros objetos de las bibliotecas deProteus. En las partes superior y lateral se observan el menú principal, y las barras de herramientas.

4. Creando el Primer Circuito (contador binario ascendente)

Para crear nuestro primer circuito, vamos a implementar un contador binario ascendente con el PlC16F877. Primero,

vamos a crear un nuevo diseño, seleccionando File > New Design

Lo cual nos presentará una ventana que nos muestra los diferentes tipos de plantillas para nuestro diseño, y nosotros

elegiremos Ia plantilla predeterminada (Default) y hacemos click en OK DEFAULT > OK.

a. Seleccionar Dispositivo PlC

Ahora, seleccionamos el componente P1C16F877 en las bibliotecas de Proteus. Para ello, seleccionamos

Library> Pick Device/Symbol

Seguidamente se nos muestra en pantalla Ia Ventana de Selección de Dispositivos (Pick Devices). En esta ventana, se

pueden seleccionar los dispositivos mediante clicks en Category, Subcategory, Manufacturer.

La siguiente figura muestra las listas de dispositivos microprogramables disponibles del fabricante Microchip

Category: Microprocessor lCs > Sub-category: PlC 16 Family> Manufacturer: Microchip

Como puede observarse, Proteus contiene una gran cantidad de dispositivos en sus bibliotecas!

Haciendo click con el mouse, seleccionamos el dispositivo P1C16F877. Inmediatamente aparecerán, a Ia derecha de Ia

ventana de diálogo, las vistas preliminares del símbolo del dispositivo (PC16F877 Preview) y del diagrama de circuito

impreso (PCB Preview).

Debemos estar seguros de seleccionar el símbolo PCB correspondiente al DIL4O, correspondiente a 40 pines (Dual In-

Line 40 pins), que es el usado en el laboratorio. Hacemos click en OK

Seguidamente, aparecerá el símbolo del microprocesador en el Visor y el nombre P1C16F877 aparecerá en el selector de

objetos.

b. Colocar Dispositivo PlC en el Plano

Para colocar el PlC en el plano, basta con hacer click sobre el nombre en el Selector de Objetos y mover el mouse sobre el

lugar del plano donde queremos colocar el PlC.

El pulsador también pudo ser encontrado mediante el primer método, seleccionando Category: Switches & Relays>

Sub-category: switches > BUTTON

Siguiendo alguno de los dos procedimientos de selección descritos (selección o btsqueda), procedemos a traer de las

bibliotecas el dispositivo, los siguientes componentes:

d. Insertar componentes en circuito

Ahora con los componentes en el selector de objetos, procedemos a hacer click sobre el componente deseado y

seguidamente hacer tantos clicks sobre el piano como componentes deseamos, en los lugares correspondientes. A

g. Editar parámetros de los componentes

Para colocar valores en los componentes (nombre, valor de resistencia, capacitancia, frecuencia, según sea el caso) debeseleccionarse primero el Modo de Edición, en Ia barra de herramientas a Ia izquierda. Y luego hacer click en elcomponente a editar. Un cuadro de diálogo aparecerá, en el cual cambiaremos los parámetros del objeto, ypresionamos el botón OK.

A continuación se muestran las pantallas para asignar Ia frecuencia del cristal del reloj a 20Mhz:

y las resistencias de los LEDs a 330 Ohmnios.

1) Modo Edición: permite editarvalores de los componentes

2) Click sobre el componente a ed itar

Resistencia seleccionada está detrás delcuadro de diálogo

También se cambiaron las etiquetas de los dos pulsadores. Uno se llamó RESET, y el otro UP. De acuerdo a loestablecido en el diseño.

5. Programar el Micro

Ahora que tenemos listo el circuito, procedemos a escribir el programa que será ejecutado simuladamente por el microseleccionado.

a. Agregar archivo fuente en lenguaje ensamblador

Para ello vamos primero a agregar el archivo fuente en el menú Source > Add/Remove Source files

En el cuadro de diálogo presionamos New

Esto a su vez abrirá un nuevo cuadro de diálogo en el cual escribiremos el nombre deseado del archivo (contador.asm). Esrecomendable que el archivo de lenguaje ensamblador resida en el mismo directorio donde tenemos el diseño.

El sistema hará una advertencia, explicando que el archivo no existe y preguntará si queremos crearlo, entonces diremosquesI.

Seguidamente, se regresa al cuadro dialogo anterior y elegimos Ia herramienta de generación de código (CodeGeneration Tool): MPASMWIN, que es el ensamblador de microchip, el cual viene incluido con Proteus. Presionamos OK.

b. Editar archivo fuente

En este moment000 vamos a transcribir el código ensamblador para el micro, proveniente del algoritmo solución que

hayamos creado previamente. Seleccionamos Source> 1. Contador.asm

A partir de este momento se abre un editor en una ventana aparte. En este editor escribimos el programa en lenguaje

ensamblador. El mismo se transcribe a continuación:

c. Ensamblar archivo

Para ensamblar el archivo, debemos cambiar de ventana (puede dejar Ia ventana de editor abierta) para regresarnuevamente a Ia del Proteus y seleccionar en el menti Source> Build All

Esto ensamblará el archivo fuente. Si hay errores, se desplegará una ventana indicando los errores correspondientes. Para lo cualhay que regresar a Ia ventana del editor y hacer los cambios necesarios. En el momento que el ensamblado sea exitoso, apareceráuna ventana indicando que no se encontraron errores. Seguidamente presionaremos el botón Close

d. Programar el microprocesador del circuito (asignarle el código ejecutable)

El siguiente paso es muy importante: indicar en Proteus que el programa recién ensamblado será programado a un micro

presente en nuestro circuito. Para ello hacemos click en el modo edición > seleccionamos el micro de nuestro circuito

> editamos el campo Program File. Para ello hacemos click en el Icono de carpeta al lado del campo y localizamos el

archivo contador.hex es decir, el archivo elecutable.

Se presiona OK

6. Simulación

Para simular el circuito, presionamos los botones de simulación situados abajo a Ia izquierda de Ia ventana de Proteus. A

continuación se muestran los botones Correr (Run), Paso a Paso (Step), Pausa y Parar (Stop), respectivamente.

Procedemos a hacer click en RUN. En este momento, todos los terminales en voltaje bajo aparecerán con un cuadro azul,

y aquellos con voltaje alto aparecerán con voltaje en rojo. Igualmente Ia indicación de ANIMATING y el primero de

segundos de tiempo transcurrido aparecerá en Ia barra inferior de Ia ventana.

En este momento podemos empezar a interactuar con el circuito haciendo click en los pulsadores. Es importante que no

esté el modo de edición activado, para ello, puede hacer click en el Icono Components, arriba a Ia izquierda.

Se debe observar que Ia cuenta en binario se despliega en el puerto B y con cada click en el botón UP, Ia cuenta se

incrementa en uno. Si se presiona RESET, Ia cuenta regresa a cero (se apagan todos los LED5).

De esta forma se puede verificar fácilmente, y dentro de una ventana de simulación, Ia forma en que el micro responde alos estImulos externos (Botones UP y RESET), y cómo manipula las salidas (Puerto B).

Puede detener Ia simulación en cualquier momento haciendo click en STOP

Los leds muestrancuenta en binario enpuerto B

Procure que el modo de edición no esté

activado. Puede hacer click en Components.

Haga click sobre los pulsadores

para cerrarlos

Presionar el botón RUN

para iniciar Ia simulación