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Ciencia
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FACULTAD DE INGENIERIA DE COMPUTACION Y SISTEMAS
Programación de Microcontroladores
Arduino - Matlab
ALUMNO: PIER ANTONY HORNA TREJO
PROGRAMACION DE MICROCONTROLADORES ARDUINO & MATLAB - UPA
Arduino
Arduino es una plataforma de electrónica abierta para la
creación de prototipos basada en software y hardware flexibles
y fáciles de usar. Se creó para artistas, diseñadores, aficionados
y cualquiera interesado en crear entornos u objetos interactivos.
Arduino puede tomar información del entorno a través de sus
pines de entrada de toda una gama de sensores y puede afectar
aquello que le rodea controlando luces, motores y otros
actuadores. El microcontrolador en la placa Arduino se
programa mediante el lenguaje de programación
Arduino(basasdo en Wiring) y el entorno de desarrollo Arduino
(basado en Processing). Los proyectos hechos con Arduino
pueden ejecutarse sin necesidad de conectar a un ordenador, si
bien tienen la posibilidad de hacerlo y comunicar con diferentes
tipos de software (p.ej. Flash, Processing, MaxMSP).
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Arduino
Las placas pueden ser hechas a mano o compradasmontadas de
fábrica; el software puede ser descargado de forma gratuita. Los
ficheros de diseño de referencia (CAD) están disponibles bajo
una licencia abierta, así pues eres libre de adaptarlos a tus
necesidades
Cuando se habla de Arduino, es necesario tener en cuenta que
este se halla constituido por tres elementos fundamentales y
que todos ellos se denominan bajo el mismo nombre (Arduino),
estos componentes son:
El hardware o placas de Arduino
El entorno de programación o IDE
El lenguaje de programación.
En general estos componentes fueron creados con la finalidad
de tener una plataforma de electrónica abierta para la creación
de prototipos basada en software y hardware flexibles y fáciles
de usar.
Lenguaje de Programación
PROGRAMACION DE MICROCONTROLADORES ARDUINO & MATLAB - UPA
con Arduino
La plataforma Arduino se programa mediante el uso de un leng
uaje propio basado en el popular lenguaje de programación
de alto nivel Processing.
Arduino está basado en C y soporta todas las funciones del
estándar C y algunas de C++.
Processing es un lenguaje de programación y entorno de
desarrollo integrado de código abierto basado en Java, de fácil
utilización, y que sirve como medio para la enseñanza y
producción de proyectos multimedia e interactivos de diseño
digital.
Figura 1. Aspecto de la placa Arduino Duemilanove.
Lenguaje de Programación
con Arduino
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El programa se implementará haciendo uso del entorno de progr
amación propio de Arduino y se transferirá empleando un cable
USB.
Si bien en el caso de la placa USB no es preciso utilizar
una fuente de alimentación externa, ya que el propio cable USB
la proporciona, para la realización de algunos de los
experimentos prácticos así que será necesario disponer de una
fuente de alimentación externa ya que la alimentación
proporcionada por el USB puede no ser suficiente
El voltaje de la fuente puede estar entre 6 y 25 Voltios.
Figura 2. Entorno de desarrollo.
Estructura Básica de un Programa
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Figura 3.
a) Compilar programa.
b) Botón de reset.
c) Transferir programa a la placa.
La estructura básica de programación de Arduino es bastante
simple y divide la ejecución en dos partes: setup y loop.
Setup() constituye la preparación del programa y loop() es la
ejecución.
En la función Setup() se incluye la declaración de variables y se
trata de la primera función que se ejecuta en el programa.
Lenguaje de Programación Arduino
Esta función se ejecuta una única vez y es empleada para configurar el pinMode.
(Ejm. Si un determinado pin digital es de entrada o
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salida) e inicializar la comunicación serie.
La función loop() incluye el código a ser ejecutado continua.
(Leyendo las entradas de la placa, salidas, etc.).
Como se observa en este bloque de código cada instrucción acaba con ; y los comentarios se indican con //. Al igual que en C se pueden introducir bloques de comentarios con /* … */.
FUNCIONES
Lenguaje de Programación Arduino
VARIABLES
Una variable puede ser declarada en el inicio del programa antes de Setup (), localmente a una determinada función e incluso dentro de un bloque como pueda ser un bucle.
El sitio en el que la variable es declarada determina el ámbito de la misma. Una variable global es aquella que puede ser empleada en cualquier función del programa.
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Estas variables deben ser declaradas al inicio del programa (Antes de la función setup ()).
MATLAB
MATLAB es un lenguaje de alto nivel y un entorno interactivo
para el cálculo numérico, visualización y programación. Usando
MATLAB, se puede analizar los datos, desarrollar algoritmos y
crear modelos y aplicaciones. El lenguaje, las herramientas y las
funciones integradas de matemáticas permiten explorar
múltiples enfoques y llegar a una solución más rápida que con las
hojas de cálculo o lenguajes de programación tradicionales, como
C / C + + o Java.
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Entre sus prestaciones básicas se hallan: la manipulación
de matrices, la representación de datos y funciones, la
implementación de algoritmos, la creación de interfaces de
usuario (GUI) y la comunicación con programas en
otros lenguajes y con otros dispositivos hardware. El paquete
MATLAB dispone de dos herramientas adicionales que expanden
sus prestaciones, a saber, Simulink (plataforma de simulación
multidominio) y GUIDE (editor de interfaces de usuario - GUI).
Además, se pueden ampliar las capacidades de MATLAB con
las cajas de herramientas (toolboxes); y las de Simulink con
los paquetes de bloques (blocksets).
Programación con Matlab
GUIDE es un entorno de programación visual disponible en
MATLAB para realizar y ejecutar programas que necesiten
ingreso continuo de datos. Tiene las características básicas de
todos los programas visuales como Visual Basic o Visual C++.
PARTES DE MPLAB
Editor
Project Manager
Simulador
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Ensamblador
Linker
Programador
CAMPO DE ETIQUETAS
Las etiquetas son nombres de subrutinas o secciones de código
fuente. Dando nombres a partes del programa, se posibilita que
las instrucciones puedan saltar o hacer referencia a esas partes
sin necesidad de recordar las direcciones físicas donde están
ubicadas.
Programación con Matlab
El ensamblador MPASM permite etiquetas de hasta 32
caracteres. Una etiqueta puede ir seguida de dos puntos (:),
espacios, tabuladores o RETURN. Deben empezar por un
carácter alfanumérico o de subrayado (_) y pueden contener
cualquier combinación de caracteres alfanuméricos
CAMPO DE INSTRUCCIONES
La segunda columna corresponde al campo de instrucciones.
Puede ser una instrucción del microcontrolador o una
instrucción para el ensamblador, llamada directiva
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Figura 1. Listado del programa
Programación con Matlab
Convenciones en la escritura del código fuente
Para hacer la tarea del programador más grata, se usan algunas
convenciones. Con ellas, se facilita la revisión y comprensión de
un programa. Algunas de las convenciones más utilizadas son:
· Los ficheros de código fuente llevarán la extensión *.ASM o
*.SRC
· Los ficheros de listado llevarán la extensión *.LST
· Los ficheros de código objeto llevarán la extensión *.OBJ
· Los ficheros ejecutables llevarán la extensión *.HEX
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Programación con Matlab
Creando el fichero fuente.
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Creando el fichero fuente
Programación con Matlab
El siguiente paso para desarrollar una aplicación desde
MPLAB-IDE es creando un proyecto, la forma más sencilla es
utilizar la herramienta MPLAB Project Wizard.
1. Abrir la herramienta MPLAB Project Wizard seleccionando
Project>Project Wizard.
2. Elegir el modelo de microcontrolador PIC16F84.
3. Confirmar la localización de Microchip Toolsuite, y
seleccionad MPASM Assembler. Ingeniería de Sistemas y
Automática Prácticas de Microcontroladores PIC
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4. Introducir un nombre para denominar el proyecto
(Proyecto1) y seleccionar el directorio donde se desea guardar.
5. Añadir el fichero fuente creado anteriormente
(ejemplo1.asm) al proyecto.
6. Pulsar el botón de Finalizar para salir del asistente.
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