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Transcripción

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TENDENCIAS
EN
MICROCONTROLADORES
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LA REVISTA
INTERNACIONAL
DE ELECTRONICA Y ORDENADORES
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Nº 294
Amp -T
Clase0 W
2x30
3 -1 98
: GU .
1998
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Enero
Febrero
Marzo
Abril
Mayo
Junio
Julio
Agosto
Septiembre
Octubre
Noviembre
Diciembre
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de
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Navaja del
Ejercito Suizo
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Todas las revistas
del año 1998 en CD
4€
Contenido
Redacción
VIDELEC, S.L.
Dirección
Eduardo Corral
Colaboradores
Jose Mª Villoch, Pablo de la Muñoza, Andrés Ferrer,
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08036 Barcelona
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Edita
Nº 294
NOVIEMBRE 2004
Montajes de Proyectos
30 Navaja del Ejército Suizo
44 Dado Rodante
50 Control Remoto por Bluetooth
68 Amplificador Clase T 2 x 300 W
Larpress, S.A.
Dirección de Producción
Gregorio Goñi
Dirección Financiero-Administrativa
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C/ Medea Nº 4, 5ª planta (Edificio ECU) - 28037 MADRID
Tel.: 91 754 32 88 - Fax: 91 754 18 58
Suscripciones y Pedidos:
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VIDELEC, S.L.
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Municipio de Naucalpan de Juárez. (53330) Estado de México
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Depósito legal: GU.3-1980
ISSN 0211-397X
30/Noviembre/2.004
Reservados todos los derechos de edición.
Se prohíbe la reproducción total o parcial del contenido de este número,
ya sea por medio electrónico o mecánico de fotocopia, grabación u otro
sistema de reproducción, sin la autorización expresa del editor.
Las opiniones expresadas a lo largo de los distintos artículos, así como el
contenido de los mismos, son responsabilidad exclusiva de los autores.
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Copyright=1996 Segment BV
Articulos Informativos
6 Tendencias en los Microcontroladores
58 Copia Revisada: Proteus VSM
60 Guía del Comprador
de Microcontroladores
Regulares
18 Noticias
28 Ojeada al próximo número
43 Libros
65 EPS
74 Nuevos Libros
6
30
Tendencias en los
Microcontroladores
Navaja del Ejercito Suizo
Prácticamente cada semana aparece un nuevo producto
en el mercado. Así, la elección del microcontrolador
correcto para un diseño en particular se convierte, cada
vez más, en una tarea difícil. Razón suficiente para
entrar a valorar los últimos desarrollos.
En este extenso artículo de Jim Spence se demuestra
la gran versatilidad de esta placa microcontroladora,
que pueden construir y programar incluso los
aficionamos que acaban de incorporarse a este
mundo. En este proyecto se incluye también un
programa (gratuito) muy especial nos muestra ese
código más secreto de manera que podamos hacer
que el controlador haga lo que deseemos. Existen dos
alternativas para comunicarnos con el circuito: USB
2.0 o a través de RS 232.
44
50
68
Dado Rodante
Control Remoto por
Bluetooht
Amplificador Clase T
2x300 W
En los artículos de esta revista
nuestros lectores han podido
encontrar una gran variedad de
diseños y formas de dados
electrónicos, pero todos ellos tienen
una cosa en común: son dados
diseñados en dos dimensiones.
Pero, ¡a partir de ahora esto va a
cambiar!
Bluetooth se ha convertido en un
enorme éxito comercial pero, por otro
lado, los aficionados a la electrónica
y los que trabajan en laboratorios
han visto su acceso restringido a los
módulos ya fabricados a este nuevo e
interesante medio. Ésta es la razón
por la que hemos cambiado el
objetivo de este artículo y se ha
escrito usando el lema: ¡módulos
Bluetooth para todos!. Un robot de
cadenas es la solución.
Una etapa de salida modulada por
anchura de pulso con características
hi-fi es algo especial. Nosotros ya
hemos descrito varios aspectos de este
diseño en el número de Junio del año
2004. Siguiendo en esa línea
continuamos con una descripción de
cómo construir este potente montaje
para la casa.
TENDENCIAS EN LOS MICR
Christian Tavernier
El número de microcontroladores
diferentes en el mercado aumenta
constantemente. Prácticamente
cada semana aparece un nuevo
producto. Así, la elección del
microcontrolador correcto para un
diseño en particular se convierte,
cada vez más, en una tarea difícil.
Razón suficiente para valorar los
últimos desarrollos.
6
elektor
ABUNDANCIA
ROCONTROLADORES DE OPCIONES
El mercado de los microcontroladores está dominado principalmente por unos pocos "pesos pesados", como pueden
ser las casas Microchip, Atmel y, con un poco menos de
mercado, Philips. Además, existe una gran variedad de
pequeños fabricantes que han realizado unos desarrollos
muy interesantes en esta área. También tenemos un cierto
número de fabricantes que
aún no son demasiado conocidos por sus productos en el
mundo de los microcontroladores, por lo que a veces se nos
olvida tenerlos en cuenta. Así,
algunos nombres que podemos recordar son Toshiba, con
su familia TMP 86XXX, y Zilog,
la inventora del famoso microprocesador Z80, que ahora
nos ofrece sus familias Z8 Encore y eZ80. Tampoco podemos olvidar a Dallas Semiconductor, con su DS 89C420,
la casa Ciprés con su PsoC (Sistema Programable en el propio CI), como el CY8C27x, o la hasta ahora prácticamente
desconocida, Cygnal, con su C8051xxx.
La mayoría de estos productos, a menudo interesantes,
proporcionan al usuario propiedades muy atractivas
para asegurarse una parte de la tarta en este mercado,
que está bastante saturado. Hace algunos años los
microcontroladores PIC de Microchip consiguieron su
éxito haciendo esto. Para otros fabricantes esto no es un
problema, por ejemplo, la casa Toshiba dispone de suficientes productos acabados donde montar sus microcontroladores, como ordenadores personales y otros productos electrónicos de consumo, que utilizan una
gran variedad de microcontroladores propios.
En este artículo nos concentraremos principalmente en los productos de los grandes
fabricantes, ya que sus placas de experimentación y sus importantes medios de
inicio, hacen posible que podamos
esperar los desarrollos más innovadores de mercado.
Estos circuitos integrados están disponibles en encapsulado de 8 ó 14 terminales y están pensados principalmente para aplicaciones de bajo coste donde, hasta
hace pocos años, se evitaban los microcontroladores
debido a su tamaño y/o precio. Los lectores más leales
de Elektor sabrán que el microcontrolador 12C508
(Figura 1) fue el primer
miembro de esta familia.
Pero les vamos a pedir que
nos dejen echar una pequeña
ojeada al microcontrolador
12F629, que en un encapsulado de 8 terminales tiene las
siguientes prestaciones que
ofrecernos: 1 Kbyte de
memoria Flash de programa, 128 bytes de memoria
EEPROM, 64 bytes de memoria RAM, 6 líneas de E/S,
y un temporizador de 8 bits y otro de 16 bits programables. Si todo esto no es suficiente, el modelo
12F675 puede ser más apropiado. Por desgracia
hemos olvidado indicar la numeración de sus terminales. Este microcontrolador es idéntico al modelo 629,
pero proporciona además un convertidor A/D de cuatro canales de 10 bytes cada uno. Estos circuitos integrados funcionan a partir de una fuente de reloj RC
interna de hasta 4 MHz o a través de un cristal externo
de hasta 20 MHz.
La casa Atmel no está tan bien situada en esta área,
pero también dispone de la familia ATtiny, la cual comprende nueve versiones diferentes de microcontroladores. Aunque en realidad se trata de una familia que no
es totalmente nueva, el modelo ATtiny 2313 es digno de
nuestra atención. Este circuito integrado tiene una memoria Flash de 2 Kbytes, una UART (Transmisor/Receptor
Asíncrono Universal) y hasta 18 líneas de E/S. La frecuencia del cristal que podemos utilizar puede alcanzar
hasta los 20 MHz. El controlador está alojado en un
encapsulado de 20 terminales.
Los dispositivos
de 16 bits parecen
algo del pasado
De mayor tamaño o
más pequeños
Una tendencia muy obvia es que
los microcontroladores son cada vez
más potentes: más memoria, más
entradas y salidas, más periféricos
integrados, etc. En la parte baja del
mercado podemos encontrar desarrollos
bastante menos conocidos que están realizándose actualmente, tanto de la casa
Microchip, como de la casa Atmel (algo
menos extendido). Por ejemplo, la casa Microchip ha desarrollado su familia 12Fxxx a partir de
la familia 12Cxxx. La letra que distingue las familias
indica una diferencia importante entre ellas: el componente 12C es un modelo OTP (On Time Programmable,
es decir, Programable Una sola Vez), mientras que el
componente 12F viene equipado con una memoria
Flash, que puede borrarse y programarse de manera
electrónica unos cuantos miles de veces.
elektor
El rfPIC o “radio” PIC
En el área de los pequeños microcontroladores es la
casa Microchip quien lidera el panorama.
Ahora que los microcontroladores se han convertido en
un elemento bastante común en los controles remotos,
la casa Microchip ha decidido ofrecer el modelo rfPIC,
que, literalmente, quiere decir que es un PIC por radiofrecuencia. Este modelo de microcontrolador forma
parte de la pequeña familia PIC de la que acabamos
de hablar en el párrafo anterior. En un único encapsulado, el microcontrolador rfPIC contiene, además del
propio microcontrolador, el circuito completo para un
transmisor ASK- o FSK- (Amplitud o Frecuency Shift
Keying). También está equipado, para asegurar una
estabilidad en frecuencia, con un VCO (Voltage Controlled Oscilador, es decir, Oscilador Controlador por Tensión) y un PLL (Phase Locked Loop, es decir, Lazo
Enganchado en Fase), basados en la frecuencia del
cristal del circuito.
En su versión básica el rf12C509 comprende un
12C509 y un transmisor interno. Pero para los diseñadores y creativos de nuestros lectores, el rf12F675
7
Figura 1. Ventana a
través de la que se
puede borrar la
memoria con rayos
ultravioleta. Muy
pronto esta imagen
será algo del
pasado, como
consecuencia del
aumento del uso de
memorias Flash.
es mucho más interesante. Después de todo, este
microcontrolador es un 12F675 con el módulo radio
añadido. La aplicación y uso de
estos controladores
es bastante sencilla, tal y como se
ilustra en la
Figura 2.
años se ha apreciado un desarrollo adicional en dos
áreas de los microcontroladores.
El primer desarrollo tiene que ver con la velocidad de
funcionamiento. Aunque hay todavía una gran cantidad
de circuitos que vienen equipados para funcionar con un
cristal de 4 MHz, los catálogos de productos de las
casas Microchip, Atmel y Motorola están ofreciendo al
mercado circuitos integrados que funcionan con frecuencias de 16 ó 20 MHz. Debemos señalar que no es justo
fijarnos tan sólo y comparar las frecuencias de reloj de
los microcontroladores. Así, por ejemplo, el modelo
ATmega 128 de la casa ATmel funciona con una frecuencia de reloj de "tan sólo" 16 MHz, pero ejecuta prácticamente todas las instrucciones en un único ciclo de
reloj. Por otro lado, el modelo MC 9S12D de la familia
HCS12, de la casa Motorola, trabaja a una velocidad
de 25 MHz, pero requiere múltiples ciclos de reloj por
cada instrucción.
La segunda tendencia importante tiene que ver con la
especialización de los periféricos internos de los
microcontroladores. El disponer de una UART y de una
interfaz SPI es algo que se ha convertido en común en
los microcontroladores de alta gama de la mayoría de
los fabricantes en estos últimos años. Pero en la actualidad se están añadiendo más interfaces con distintas
especializaciones. En principio, todos los fabricantes
soportan el bus I2C en sus microcontroladores. A
veces la interfaz funciona tan sólo con el modo
esclavo más sencillo, pero también se utiliza de vez en
cuando el modo maestro. La interfaz USB (Universal
Serial Bus, es decir,
Bus Serie Universal),
muy popular debido
al mercado de los
ordenadores, está
introduciéndose
rápidamente en el
mundo de los microcontroladores. Así,
la casa Microchip tiene los modelos 16C745, el 765
y los futuros 18F2455 y 255, etc. Por su parte, la
casa Atmel ofrece el modelo AT 91RM3400. Incluso la
casa Motorola ha adaptado la versión de su viejo
6805 en un modelo referenciado como 68HC705JBx.
El uso de los microcontroladores
en los coches es cada vez
más importante
Tendencias
A pesar del incremento habitual de la memoria integrada en el propio microcontrolador, durante los últimos
ARM
PS
R8
N.I.
rfPIC12F675
C4
270pF
R8
L2
220Ω
120nH
XTAL
C2
X1
5pF
loop antenna
L3
9.84375MHz
ANT
Figura 2. La parte
RF de un rfPIC es
fácil de utilizar.
8
C8
C5
22pF
100pF
040165 - 13
En nuestro alocado recorrido por el mundo de los microcontroladores no podemos ignorar los productos de la
casa ARM. Aunque la casa ARM, estrictamente
hablando, no fabrica actualmente microcontroladores,
ha proporcionado durante bastantes años núcleos de
32 bits para fabricantes reconocidos como pueden ser
AMI, Atmel, Cirrus, Philips, Samsung, STMicroelectronics, Texas Instruments e incluso para Intel, que los utiliza felizmente en sus propios productos. Por ello consideramos que todo esto tiene relación con una fase
importante del desarrollo. ¿Por qué molestarnos en desarrollar nuestro propio microcontrolador de 32 bits
cuando ya existe un modelo aceptado de manera industrial? La necesidad de proporcionar productos que presentan cada vez mejores avances y que, al mismo
tiempo, sean fáciles de mantener y de utilizar, inevitablemente tiene su influencia en la inteligencia de cada
sistema, en una palabra, el microcontrolador. La creciente necesidad de incluir un mayor número de funcio-
elektor
sobre las versiones de 16 bits, debido a que los microcontroladores de 32 bits ofrecen unas prestaciones
mucho mayores y una flexibilidad inigualable.
Aplicaciones
Figura 3. Fotografía
del interior del
cuerpo de un
microcontrolador.
nes conlleva a la transición de los tradicionales controladores de 4 ú 8 bits a los controladores de 32 bits.
Parece como si el progreso hubiera hecho un salto
El uso de microcontroladores es cada vez más importante, especialmente en los coches. Esto se debe a que
los fabricantes no solamente integran controladotes de
Bus CAN en su circuitos integrados, sino que los propios microcontroladores son cada vez más avanzados.
Este es el caso, por ejemplo, del microcontrolador
18F2332 de la casa Microchip, que puede trabajar a
una frecuencia de hasta 40 MHz. Lo mismo se puede
aplicar para el modelo MC 68HC908MRx de la casa
Motorola.
Sin embargo, en este océano de circuitos integrados
digitales, no debemos olvidar lo que está sucediendo
con el mundo analógico. En la actualidad, todos los
fabricantes tienen circuitos integrados en sus catálogos
de productos con conversores analógicos a digitales
muy avanzados. Un ejemplo de esto es el modelo
ATmega 128 de la casa Atmel. Este microcontrolador
contiene un modelo de ocho canales y 10 bits cada
uno, que funcionan en modo normal como un conversor
de ocho canales. También es posible que trabajen con
7 canales en modo diferencial, teniendo en cuenta que
dos de estos canales están equipados con un amplificador programable integrado (de 1 a 200 veces). Así,
para la mayoría de las aplicaciones no tendremos la
necesidad de recurrir a un conversor externo.
La adición de periféricos internos no está teniendo un
impacto negativo en cuanto a la cantidad de memoria
se refiere. Muy al contrario, los mejores circuitos integrados a menudo contienen memoria de grandes tamaños. La Tabla 1 proporcionar una vista global de las
características que presentan los mejores microcontrola-
Tabla 1. Principales especificaciones de tres modernos controladores de las casas
Atmel, Microchip y Motorola
ATmega128 (Atmel)
18F8720 (Microchip)
MC9S12H256 (Motorola)
Memoria de Programa Flash
128 K
128 K
256 K
Memoria de datos EEPROM
4K
1K
4K
Memoria RAM
Parámetros
10
4K
3.8 K
12 K
Temporizadores de 8 bits
2
2
0
Temporizadores de 16 bits
2
3
1
Captura y compara Temporizadores
4
5
8
Canales PWM
8
5
6
Líneas de E/S
53
68
99
UART
(Interfaz Serie Asíncrono)
2
2
2
SPI
(Interfaz Serie Síncrono)
1
1
1
Interfaz I2C
–
1
1
Conversor A/D
8 canales
16 canales
16 canales
Resolución A/D
10 bits
10 bits
10 bits
Comparadores analógicos
1
2
-
Máxima frecuencia de reloj
16 MHz
40 MHz
32 MHz
elektor
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m
Figura 4. Aunque el
programa MPLAB
es gratuito, contiene
todo lo necesario
para desarrollar
una aplicación para
un PIC con un
máximo de usuarios
amables.
La mayoría de los programadores
ahora prefieren BASIC ó C
en lugar de ensamblador
dores disponibles
hoy en el mercado
de las casas Microchip (la familia
18Cxxx), Atmel (la
familia ATmega) y
Motorola (la familia
HCS12). Un modelo que sobresale en esta tabla es el
microcontrolador MCS 12H256B de la casa Motorola
(ver Figura 3) con sus aplastantes 99 líneas de E/S y
256 Kbytes de memoria Flash. Estas prestaciones son
algo diferentes que las del microcontrolador 68705P3,
con sus 20 líneas de E/S y su 1,6 Kbytes de memoria.
VDD del circuito
VDD
R1
RESET
C1
Conector ISP
microcontrolador
Px
Py
Pz
Figura 5. Principio
de funcionamiento
del circuito de
programación (ISP
o ICSP).
12
S1
S2
S3
Al resto del circuito
Abierto durante
la programación
040165 - 18
Phoenix
Nuestros lectores
habrán oído hablar
del mítico pájaro
que resurgió de sus
propias cenizas,
pues bien, existe un microcontrolador que ha llamado
nuestra atención, a pesar del hecho de que estamos en
la segunda mitad del año 2004 y que en su forma
más básica apareció en el mercado a finales de los
años 80, es el famoso 8051, que es la base de
muchos de los nuevos desarrollos.
A pesar de su respetable edad, el 8051 ha sobrevivido
gracias no solamente a la inclusión de nuevos periféricos
internos y a la ampliación de la memoria interna de programa, sino también por las prestaciones adicionales
que se han utilizado y que se consideraban imposibles
(características como la de la programación en el propio
circuito impreso, que será tratado más adelante en este
artículo).
Si el programa ensamblador para el 8051 no guarda
demasiados secretos para muchos de nuestros lectores,
les recomendamos que echen una ojeada a la familia
de microcontroladores AT 89xxx de la casa Atmel.
Todos los circuitos integrados de esta familia fueron
desarrollados a partir del 8051, pero tienen la característica de programación en el propio circuito impreso,
nuevos periféricos internos y una ampliación de la
memoria de programa. Si aún le parece que estos circuitos integrados no están suficientemente bien equipados, puede que la nueva familia de microcontroladores
P89LPC900 de la casa Philips tenga algo que ofre-
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1 - Proyectos de software:
100 experimentos
2 - Amplificador operacional CI:
26 experimentos
3 - Circuitos de Radio:
5 experimentos
4 - Circuitos de test y medida:
9 experimentos
5 - Sobre el oscilador:
14 experimentos
6 - Viaje al mundo digital:
25 experimentos
7 - El mundo de los juegos:
12 experimentos
8 - Más sobre circuitos digitales:
14 experimentos
9 - Circuitos que cuentan:
26 experimentos
10 - Electrónica analógica y digital:
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C
U
I
T
S
1 - Transmisor código morse
2 - Contador / divisor por 4
3 - Inducción Electromagnética
4 - Puerta NOR C-MOS
5 - Del binario al BCD
6 - Introducción a la resistencia
7 - Transistor PNP
8 - Transistor NPN
9 - Multivibrador estable
10 - Multivibrador monoestable
11 - Transmisor AM
12 - Contador hexadecimal
13 - Decoder de 7 segmentos BCD
14 - Temporizador digital
cerle. En el caso de que este nombre no le suene, le
recomendamos que busque en los archivos de Elektor,
en Diciembre de 2003, donde se trató este circuito integrado de manera intensiva.
Programas y herramientas
de desarrollo
Inicialmente, cuando un microcontrolador apenas contenía 1 ó 2 Kbytes de memoria, la programación en
ensamblador era la única opción real. La memoria
disponible
podía rellenarse
fácilmente con
unas pocas
líneas de un lenguaje de programación de
alto nivel, ya
que una única
línea normalmente se traducía en numerosas líneas del lenguaje ensamblador,
como resultado de la expansión del programa que
generaba el compilador.
dores de BASIC, tales como el PicBasic Pro de la casa
Micro Engineering Lab y el Proton, de la casa Crownhill
Associates. Para la familia de microcontroladores AVR
de la casa Atmel podemos utilizar el compilador Bascom
AVR de la casa MCS Electronics. Para la familia del
8051 hay una gran variedad de compiladores. Así,
entre otros, tenemos una versión especial del Bascom de
la casa MCS, y el compilador SDCC, un compilador en
C gratuito. Sólo los productos de la casa Motorola adolecen de una disponibilidad limitada de compiladores,
ya que la cantidad de herramientas que se ofrecen en el
mercado es mínima.
Si aceptamos el
hecho de que la
mayoría de los
desarrolladores
de programas utilizan a menudo
idénticos elementos de programación, podemos
entender que a la
casa Microchip se
le haya ocurrido la siguiente idea original: un nuevo programa denominado "Maestro". Usando este programa
podemos desarrollar una aplicación que se parece bastante a la programación actual. Este entorno de desarrollo podemos descargarlo de manera gratuita de la
página web de la casa Microchip y hace posible enlazar conjuntamente módulos estándar de programas. De
esta manera un programa puede añadirse a otro prácticamente de manera automática.
Las herramientas de desarrollo gratuitas
incorporan todo aquello que el
programador hasta hace poco
sólo podía soñar
El programa ensamblador sigue siendo todavía una
herramienta indispensable si queremos crear un programa genuino de "tiempo real" o si queremos que
nuestro microcontrolador obtenga la mayores prestaciones posibles, pero actualmente, las tendencias y las preferencias se inclinan hacia los lenguajes de programación de alto nivel. Así, actualmente existen compiladores en lenguaje C para todas las familias de
microcontroladores. Su precio varía desde aquellos productos ligeramente caros, como puede ser el compilador
CCS C PIC, a los compiladores que se usan gratuitamente durante un cierto tiempo (denominados en inglés
"freeware”), los cuales son suficientes para la mayoría
de las aplicaciones.
Para todas aquellos que no desean trabajar ni en lenguaje C ni en ensamblador, existen excelentes compila-
Figura 6. El
programa FLIP de la
casa Atmel se
utiliza para la
programación “in
circuit” (en el propio
circuito impreso),
mediante
prácticamente
cualquier conexión
serie.
14
Además de un compilador, un proyecto con microcontrolador también requiere otras herramientas de desarrollo.
Las casas Microchip y Atmel van en cabeza con respecto
a estas herramientas con sus aplicaciones MPLAB (ver
Figura 4) y AVR Studio, respectivamente. Estas herramientas de desarrollo, que se ejecutan bajo Windows,
contienen todo lo que un programador pudiera soñar
hace tan sólo algunos años, incluyendo un simulador de
programas. Este desarrollo continúa aún en progreso, ya
que la aplicación MPLAB está actualmente en su versión
6.5, mientras que la aplicación AVR Studio está en su
versión 4, de manera que los nuevos productos también
puedan ser soportados.
A pesar del número reseñable de prestaciones de estas
herramientas de desarrollo, también tienen la gran ventaja de que son completamente gratuitas. Nuestros lectores tan sólo necesitarán volcar dichas herramientas
desde las páginas web de sus fabricantes para poder
iniciar sus propios proyectos. Hay que señalar que la
casa Motorola y otros fabricantes menos conocidos están
por detrás en esta área, siempre y cuando se comparen
con estos productos gratuitos.
Programación “In Circuit”
Aunque no es realmente algo nuevo, el ISP (In System
Programming, es decir, Programación en el Propio Sistema) o ICSP (In Circuit Serial Programming, es decir
Programación Serie en el Propio Circuito), es, sin
elektor
¬
Nº 1
YA A LA VENTA
duda, el desarrollo más importante desde el punto de
vista de los aspectos de la programación. Una vez que
el programador ha desarrollado el programa de una
manera correcta, los microcontroladores que soportan
dicho programa pueden programarse desde un ordenador estándar a través de una interfaz muy sencilla,
mientras que el propio controlador permanece conectado al circuito.
La Figura 5 nos muestra el principio de funcionamiento de este concepto. El microcontrolador obtiene
su tensión de alimentación y su señal de reloj de la
placa de circuito impreso. Dos o tres terminales del
puerto interno al circuito integrado tienen, de manera
temporal, una función alternativa que hace posible
borrar y programar la memoria del programa. Si la
aplicación no utiliza estos terminales, estos pueden
conectarse directamente a un ordenador. Como alternativa, unos pocos puentes o unos conmutadores DIP
pueden ser los accesorios ideales y requeridos para
aislar al circuito durante la programación. Todos los
microcontroladores modernos con memoria Flash
soportan este método de programación. Así, en Internet podemos encontrar grandes cantidades de programas gratuitos para los distintos controladores que existen en el mercado, de manera que pueden programarse de este modo.
Un programa que sobresale por sí mismo sobre los
demás es el llamado FLIP (ver Figura 6). Este programa lo proporciona, de manera gratuita, la casa
Atmel, y puede programar una gran cantidad de
microcontroladores de este fabricante, siempre y
cuando dispongamos de algún tipo de interfaz serie
(RS 232, SPI, USB e incluso CAN-Bus). Actualmente
éste es el programa más versátil existente en el mercado sobre esta materia.
de circuito impreso que contiene un microcontrolador
rápido que ha sido preprogramado con un intérprete
para un lenguaje de alto nivel. Este lenguaje normalmente es BASIC, pero en la actualidad están emergiendo
otros lenguajes de alto nivel tales como Java, para el
Javelin Stamp de la casa Parallax, incluso es posible realizar la programación en un lenguaje orientado a objetos con el programa OOPic.
Sin embargo, aún pensando en aquellos productos que
han tenido un gran éxito, este tipo de solución es muy
cara comparada con el precio de un microcontrolador
real, debido principalmente al modo en que han sido
fabricados. Estos equipos parece que son más adecuados para aplicaciones de experimentación o pequeñas
producciones.
Conclusión
Podemos decir mucho más sobre este tema, pero si
tenemos que resumir los desarrollos en el campo de los
microcontroladores en pocas palabras diremos que el
avance de los microcontroladores en todos los aspectos
de la electrónica es cada vez más importante. Estos
componentes son, por un lado, dispositivos cada vez
más potentes y, por otro lado, se suministran en versiones más pequeñas y baratas. La aplicación y el uso de
los microcontroladores se está haciendo cada vez más
fácil con herramientas de desarrollo y compiladores
muy potentes.
Así, podemos decir que el microcontrolador se ha convertido en un elemento indispensable de la electrónica.
Esto se demuestra fácilmente por la gran cantidad de
proyectos que contienen microcontroladores que han
aparecido y seguirán apareciendo en nuestra revista
Elektor.
(040165-1)
¿Microcontroladores o no?
En este artículo no podemos dejar de hacer una mención
especial a microcontroladores como el Basic Stamp, el
PIC Basic y el Basic Tiger. Estos circuitos integrados, con
24, 28 ó 40 terminales, vienen en una pequeña placa
Direcciones de
Internet
Toshiba:
Zilog:
Página Web del Autor (en Francés): http://www.tavernier-c.com/
Parallax:
OOPic:
Basic Tiger:
Microcontroladores y herramientas de desarrollo
ARM:
Atmel:
Microchip:
Cygnal:
Cypress:
Motorola:
Philips:
16
http://www.arm.com/
http://www.atmel.com/
http://www.microchip.com/
http://www.cygnal.com/
http://www.cypress.com/
http://mot-sps.com/
http://www.semiconductors.philips.com/
http://www.toshiba.com/taec/
http://www.zilog.com/
Microcontroladores Especiales
http://www.parallax.com/
http://www.oopic.com/
http://www.wilke.de/
Compiladores
Compilador en C Pic CCS C:
Compilador en C PICC-Lite:
Bascom AVR en Bascom 8051:
Compilador Proton - Basic:
Compilador PicBasic (Pro):
Compilador SDCC:
http://www.ccsinfo.com/
http://www.htsoft.com/
http://www.mcselec.com/
http://www.picbasic.org/
http://www.melabs.com/
http://sourceforge.net/projects/sdcc
elektor
IC transmisores de baja corriente para controlar la presión
de neumáticos
Atmel Corporation, empresa representada en España
por Anatronic, S.A., anuncia la disponibilidad de dos
nuevos IC transmisores UHF
ASK / FSK optimizados para
uso en módulos de Sistema de
Monitorización de Presión de
Neumáticos (TPMS) alimentados por batería.
El ATA5756 ha sido diseñado para aplicaciones en el
rango de 315 MHz (América
del Norte), mientras que el
ATA5757 está dirigido al
rango de 433 MHz (Europa),
pero también puede operar a
448 MHz (mercado coreano).
Gracias a su bajo consumo
de corriente activa, los nuevos
IC TPMS ayudan a reducir
drásticamente el consumo
total de energía y ampliar el
periodo de vida de los módulos. Esto es fundamental para
las aplicaciones de monitorización de la presión de los
neumáticos, ya que los módulos TPMS montados en la
llanta de las ruedas del vehículo, que transmiten continuamente los datos de presión, deben garantizar una
duración de diez años.
El tiempo de respuesta es inferior a 0.85 ms, ahorrando así
potencia de batería, especial-
mente en tarjetas de sensor
TMPS. Esto hace que los dispositivos estén bien indicados
para PEG (Passive Entry Key),
donde se precisa rapidez en
los tiempos de reacción.
Para ampliar la vida operativa
de los módulos, los sistemas
TPMS también requieren,
cuando trabajan con temperaturas muy bajas, voltajes operativos de 2.0 V. En contraste
con los dispositivos de la competencia, que sólo son capaces de operar a 2.1 V con
bajas temperaturas, los nuevos
IC transmisores de Atmel ofrecen una operación garantizada de 2 V a -40 °C.
El interface 3-wire-compatible
permite conectar dispositivos
adicionales, tales como un
receptor LF, en paralelo a los
puertos de microcontrolador,
haciendo más flexible el
diseño de la tarjeta de sensor
TPM. Los transmisores convencionales sin interface con compatibilidad 3-wire necesitan
puertos adicionales.
Los nuevos dispositivos emplean cristales de 13 MHz
state-of-the-art que hacen posible encapsulados de cristal
más pequeños. El VCO se cierra a 24 x fXTAL (315 MHz) y
32 x fXTAL (433.92 MHz), respectivamente.
Tarjetas inteligentes Cardag
Cardag, empresa representada en España por Anatronic, S.A., anuncia su amplia
serie de tarjetas inteligentes
(Smart Cards), que son usadas en muchas aplicaciones
de tarjeta.
Empleando IC de los principales fabricantes de semiconductores, la gama de
productos incluye dispositivos de tarjeta de memoria
sin características de seguridad y tarjetas basadas en
microprocesador con varios
métodos de cifrado, soportando sistemas operativos
como TCOS, CardOS, IBM
JCOP o MTCOS, entre
otros.
Dentro de la amplia gama de
productos destacan los siguientes:
• SLE4442 (Infineon): dispositivo de memoria protegida con
256 bytes.
• SLE4428 (Infineon): dispositivo de memoria protegida con
1024 bytes.
• AT24Cxxx (Atmel): dispositivo de memoria con protocolo
18
Las Smart Cards de Cardag con diferentes memorias y microcontroladores.
de bus I2C en varios tamaños
de memoria de 2 kbit (256
bytes) a 512 kBit (64 kbytes),
sin funcionalidad de protección de memoria.
• AT88SCxxxx (Atmel): disposi-
tivo de memoria protegida con
varios tamaños de memoria y
funcionalidad de seguridad.
elektor
cias noticias noticias noticias noticias noticias noti
Módulo Bluetooth para equipos industriales
μSysCom, empresa representada en España por Anatronic, S.A., anuncia el
módulo Bluetooth μBT, que permite añadir, de forma muy
rápida y sencilla, capacidades
de comunicación inalámbrica
a equipos industriales a través
de Bluetooth, permitiendo un
alcance de 100 metros.
Los equipos que integran el μBT
se benefician de las ventajas
que ofrece la tecnología Bluetooth, ya que pueden controlar
equipos industriales sin necesidad de cables e incluir nuevos
equipamientos en redes industriales existentes sin necesidad
de tirar cables adicionales.
El μBT ha sido diseñado con
las características de robustez
y fiabilidad requeridas para
entornos industriales, soportando el rango de temperatura
operativa de -40 a +70 °C.
El μBT, que mide 31 x 55 x 8
mm, se integra fácilmente dentro de los equipos industriales,
disponiendo de un conector de
sistema estándar de 20 pines,
mediante el cual es posible alimentar y comunicarse a través
El μBT permite comunicaciones Bluetooth a 100m de distancia.
de su puerto serie.
Este módulo Bluetooth también
ha sido concebido especialmente para soportar protocolos industriales maestro –
esclavo, gracias a su gestión
avanzada de buffer, cuyo
comportamiento se puede configurar fácilmente mediante
comandos AT.
Otras características son
amplio rango de alimentación
de 3,6 a 15 V, soporte en sus
líneas de datos a niveles
RS232, TTL o niveles CMOS
configurables para sistemas de
lógica de 3.3 y 5 V, posibilidad de carga de su firmware
a través del aire, marcado CE
y certificado de interoperatividad Bluetooth.
Primer altavoz piezo ultra plano para teléfonos móviles / GSM
SONITRON, empresa representada en España por
Anatronic, S.A., ha introducido el SPS3035-02, su nuevo
altavoz que ha sido desarrollado especialmente para aplicaciones de teléfonos móviles
/ GPS.
Este altavoz tiene una respuesta de frecuencia amplia y
plana con una frecuencia de
700 Hz. La distorsión es muy
baja y, con voltajes de drive
superiores, es posible una
reproducción de tono muy
sonora. En comparación con
un altavoz electro-dinámico
estándar, el rendimiento del
SPS3035-02 es mucho mejor.
Debido a su diseña plano, los
elektor
El SPS3035-02 ha sido desarrollado especialmente para teléfonos móviles.
19
altavoces piezo cerámicos
ofrecen grandes posibilidades
para las aplicaciones en las
que las limitaciones de espacio y el consumo de energía
son aspectos primordiales.
Además, al eliminarse los componentes magnéticos en el
diseño del altavoz piezo, no
se crean campos electromagnéticos y, por lo tanto, se evitan los problemas EMC.
Estos altavoces piezo ultra
planos para equipos multimedia son extremadamente fiables y se pueden usar en condiciones ambientales adversas, gracias a su resistencia
al agua, humedad, vibraciones y shock.
La elevada calidad de sonido y
la baja distorsión garantizan
una reproducción perfecta de
música y conversación.
Convertidor analógico a digital de 500 Msps dual
Ofrece a los diseñadores
mayor flexibilidad y la capacidad de controlar las prestaciones y el coste del sistema final
Atmel Corporation, empresa representada en España
por Anatronic, S.A., anuncia el lanzamiento de su convertidor analógico a digital
(ADC) de 8 bit dual para aplicaciones multicanal y de baja
potencia, tales como osciloscopios de muestra, ATE (Automated Test Equipment) y conversión I/Q directa.
El nuevo AT84AD004 es un
convertidor analógico a digital dual, que ofrece 500 Msps
sampling por canal y un sampling de 1 Gsps de un canal
en modo ‘interleaving’. Este
ADC también integra track /
holds on-chip dual que dota de
un excelente rendimiento dinámico sobre un ancho de
banda con frecuencia de
entrada de 1 GHz.
Este nuevo ADC ofrece 500 Msps por canal.
El ENOB (Effective Number of
Bits) típico es de 7.3 bit a 500
Msps / 250 MHz (Nyquist).
Estas prestaciones se complementan con unos demultiplexores de salida de datos seleccionable 1:2 o 1:1 dual onchip y consumo de potencia
de 700 mW por canal.
El AT84AD004 comparte la
misma función que el
AT84AD001 (ADC 1 Gsps de
8 bit dual), ofreciendo compatibilidad total pin a pin y bus
de interface serie 3-wire de
Atmel para la auto-calibración
de offset de canal y ganancia,
BIST (Built-in Self Test) y ajuste
de retardo de muestra para
dos canales analógicos.
Estos convertidores emplean
un proceso avanzado de elevada velocidad y arquitecturas
apropiadas, especialmente
indicadas para las aplicaciones de muestra encontradas en
adquisición dual, como osciloscopios digitales y demodulación directa RF.
Los nuevos dispositivos se presentan en un encapsulado
LQFP de 144 pines (20 x 20
mm), que se caracteriza por
entradas diferenciales (500
mVpp) y salidas LVDS (100
Ohmios), estando disponibles
en rangos de temperatura
comercial e industrial.
Para más información:
Anatronic, S.A.
Tel: 913660159
Fax: 913655095
E-Mail: [email protected]
Sistema de interconexión RF board-to-board de 2 mm
Radiall, empresa representada
en España por Ibérica de
Componentes, S.A., anuncia
su sistema de interconexión RF
board-to-board de 2 mm, que ha
sido diseñado para reemplazar
dos o tres conectores RF mediante
una conexión board-to-board.
Este sistema de interconexión,
que es muy fiable y fácil de usar
en procesos pick and place,
ofrece unas tolerancias de montaje vertical excelentes, ya que
permite una variación del 20%
de valor nominal de 2 mm.
20
Un sistema de interconexión muy fiable y fácil de usar en procesos
“pick and place”.
Otras características del sistema de interconexión son facilidad y rapidez de instalación,
altura de 2 mm, peso de 0.02
gramos y frecuencia operativa
DC a 6 GHz.
Este sistema de interconexión
ha sido desarrollado para una
amplia variedad de aplicaciones inalámbricas, incluyendo
teléfonos móviles de 900 y
1900 MHz, así como dispositivos WLAN, Wi-Fi o Bluetooth,
y productos informáticos que
usen IEEE 802.11a, b o g.
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Transceptor monomodo bidireccional
NEOPTEK, empresa comercializada en España por Ibérica de Componentes,
S.A., anuncia el transceptor
monomodo
bidireccional
NTBT-R1xxH09-xx, un módulo
de elevado rendimiento para
comunicación de datos con
conectores SC incorporados.
Estos dispositivos se componen
de un diodo láser InGaAsP
SMQW-FP como transmisor y
un fotodiodo InGaAs como
receptor. Además, un filtro
WDM (Wavelength Division
Multiplex) se integra como
WDM de 1310 / 1550 nm
para una fibra. Las funciones
del transceptor (transmisor y
receptor) se encuentran disponibles con un patillaje de
salida 1x9 y encapsulado con
SC incorporado.
Los módulos bidireccionales,
que poseen un ratio de datos
de 155 Mbps, pueden ser aplicados en una gran variedad de
aplicaciones de comunicación
de datos con elevada velocidad
Se trata de módulos transceptores de elevado rendimiento para comunicaciones de datos.
en grandes distancias. La baja
reflexión y el ancho de banda
soportan un rendimiento estable
en un amplio rango de temperatura operativa.
El transmisor incorpora un
Láser 1310 / 1350 nm
InGaAs SMQW FP muy fiable
y circuito de driver que convierte datos PECL (Pseudo Emitter Coupled Logic) en luz. El
receptor, por su parte, incorpora un fotodiodo InGaASP /
InP PIN que convierte la señal
de luz en una corriente eléctrica, que se amplifica y regenera en datos compatibles
PECL. El IC amplificador de
transimpedancia tiene un AGC
interno para un amplio rango
dinámico.
La tarjeta de memoria Flash más rápida del mercado
Pretec
Electronics
Corp., empresa representada en España por
Ibérica de Componentes, S.A., ha mostrado una tarjeta de
memoria Flash, la MMC
4.0 con velocidad de lectura de 22.5 Mbps y
velocidad de escritura de
18 Mbps, convirtiéndose
en la tarjeta de memoria
Flash SFF más rápida del
mundo, ya que mejora
en 120 y 150 veces respectivamente, los anteriores registros.
Compatible con la
mayoría de slots Secure
Digital (SD) usados por
teléfonos móviles, cámaras digitales y otros
dispositivos digitales
22
Hasta 22,5 Mbps en lectura y 18 Mbps en
escritura.
portátiles, MMC (MultiMediaCard) es una de
las tarjetas de memoria
más populares en la
actualidad.
La versión 4.0 es el lanzamiento más reciente,
con una velocidad de
transferencia máxima
hasta veinte veces superior que una MMC actual
o cuatro veces mayor
que una tarjeta SD sin
royalties para el interface
de elevada velocidad.
La velocidad de la tarjeta Pretec MMC 4.0 es
un 200 % superior que
la tarjeta SD más rápida
del mercado y alrededor del 800 % mayor
que la Pretec 1 GB (V
3.2), que es el disposi-
tivo más rápido y con la mayor
capacidad del mercado.
Con una operación de voltaje
dual de 3 / 1.8 V, la tarjeta
Pretec MMC 4.0 es la tarjeta
de memoria Flash de menor
consumo del mundo cuando
opera a 1.8 V. Pretec también
ofrece la tarjeta Reduced-Size
(RS) MMC 4.0, que sólo mide
18 x 24 x 1.4 mm, siendo un
62% más pequeña que una
tarjeta SD convencional. La tarjeta Pretec RS-MMC 4.0 es una
de las tarjetas de memoria
Flash más pequeña del mundo.
Ibérica de Componentes, S.A.
Tel: 916587320
Fax: 916531019
www.ibercom.net
E-mail: [email protected]
elektor
Switch gestionado de 24 puertos 10 / 100M TP y dos módulos slot
RubyTech, compañía representada por CeINCOM Conversores e Interfaces de
Comunicaciones,
S.L.,
anuncia el RC-2024, un switch
gestionado que implementa
24 puertos 10 / 100 Mbps TP
y dos módulos slot movibles
para varios medios Ethernet,
estando especialmente indicado para aplicación MTU.
El RC-2024 es totalmente compatible con los estándares IEEE
802.3/u/x/z/ab. Con SNMP
y gestión basada en Web, el
administrador de red puede
conectar el switch para monitorizar y configurar.
Además, el RC-2024 incluye
características como QoS
(Quality of Service), Rapid
El Rc-2024 está especialmente indicado para aplicación MTU.
Spanning tree, VLAN basada
en etiqueta / puerto, trunking
de puerto, control de ancho
de banda, seguridad de
puerto, RMON y capacidad
snooping IGMP vía el software inteligente.
El RC-2024, que soporta control de flujo simétrico y asimétrico para full duplex en
puerto Gigabit, ha mejorado
la gestión y la eficiencia de
red para aplicaciones de elevada ancho de banda con
seguridad.
CeINCOM Conversores e Interfaces
de Comunicaciones, S.L.,
www.ceincom.com
[email protected]
Primer medidor de potencia industrial System-on-Chip
TDK Semiconductor Corp.,
empresa representada por
DIODE España, S.A., ha
desarrollado el primer systemon-chip para medidores de
potencia polifásicos industriales y residenciales.
El nuevo producto de TDK,
71M6513H, integra en un
solo chip un conversor sigmadelta de 21 bit, un procesador
de cálculo de 32 bit, un microcontrolador del tipo 8051,
generador de reloj en tipo real
y drivers para LCD.
Utilizando la tecnología
“Single Converter Technology” de TDK y compensación de temperatura digital,
el 71M6513H logra una
precisión de 10 PPM / °C,
que hasta el momento sólo
era posible con múltiples
chips y componentes externos costosos.
En un sólo chip todo lo necesario para medir potencia electrica con
una precisión del 0,1%.
El 71M6513H viene programado por defecto con las funciones de medida más habituales, entre las que se encuentran: energía activa, energía
aparente, rms de voltaje y rms
de corriente. El chip permite
además la descarga de ecuaciones de cálculo adicionales
por parte del cliente.
El nuevo medidor de potencia
tiene una precisión superior al
0,1% y consume menos de 30
mW en modo operación y 13
μW en modo de batería.
Incluye 64 kb para almacenamiento de programa / datos
MCU, 7 KB de RAM, RTC, drivers para LCD de 5 V, 2 UART
y un interface I2C.
El dispositivo se presenta
en versiones FLASH y ROM,
y está disponible en un
encapsulado epLQFP de
100 pines.
TDK desarrolla el módem con menor coste del mercado
TDK Semiconductor Corp.,
empresa representada por
DIODE España, S.A., ha
lanzado el último miembro de
su familia de módems embebidos, el nuevo 73M2901CE
V.22 bis, que integra detección de llamada e intrusión sin
componentes adicionales, consiguiendo una reducción de
costes del 25% y de dimensiones del 35% en comparación con otras soluciones
basadas en DAA discreto o
de silicio del mercado.
El nuevo módem embebido
73M2901CE es ideal para
aplicaciones donde el coste es
un factor esencial. Este pro-
24
Este nuevo modem embebido reduce los costes un 25% respecto al resto de los existentes en el mercado.
elektor
ducto innovador ofrece la
solución módem con el hardware de menor coste disponible en el mercado y es compatible pin a pin con el AFE
73M1903 de TDK.
El 73M2901CE se presenta
en un encapsulado QFN de
5 x 5 mm, convirtiéndolo en
la solución V.22bis más
pequeña del mercado. Este
módem embebido también
ofrece soporte de mensajes
SMS, modos CID-II y FSK
mejorados y una nueva arquitectura DAA de transforma-
dor de bajo coste que se
puede configurar fácilmente
para varios estándares internacionales, incluyendo CTR21 y FCC.
El dispositivo se encuentra disponible en encapsulados QFN
y TQFP de 32 pines.
DIODE España, S.A.
www.diode.es
Tel: 914 568 100
Fax: 915 554 917
Data logger universal con cinco entradas
Ahlborn, empresa distribuida
por Euro Instruments, S.L.,
anuncia el ALMEMO 2690-8,
un data logger universal con
cinco entradas paca conectar
cualquier tipo de sensor. El
nuevo registrador de datos se
caracteriza por un display
luminoso con operación softkey, menús específicos de aplicación, interface de red y
salida analógica escalable.
El Display de gran tamaño con
iluminación de LED blanco, las
teclas, el bloque de cursor y un
sofisticado sistema de menú
con textos de ayuda específicos
hacen que el instrumento de
medición universal ALMEMO
Nuevo registrador para
cualquier tipo de sensor.
elektor
2690-8 sea un dispositivo muy
fácil de utilizar.
Gracias a la tecnología de
conexión patentada ALMEMO,
todos los sensores conectados y
los módulos de salida son evaluados automáticamente, sin la
necesidad de una programación especial. Los usuarios de
este registrador de datos pueden configurar todos los sensores y parámetros del dispositivo,
así como los propios menús.
El ALMEMO también destaca
por su tecnología state-of-theart con conversor A/D deltasigma de 24 bit y microprocesador Flash de 16 bit, memoria de datos EEPROM de 512
KB con función de memoria.
Las cinco entradas de sensor
aisladas eléctricamente disponen cuatro canales cada una
y cuatro canales para valores
diferenciales, promedios, flujo
de volumen, etc. Además, una
‘medición inteligente’ permite
no sólo adquirir todos los
datos de un punto de medi-
ción, sino también procesar el
canal seleccionado con un
ratio constante superior.
Euro Instruments, S.L.
Avda. Manzanares, 66
28019 Madrid
Tel: 914603813
Fax: 914604325
Tarjeta CPU CompactPCI de bajo consumo con procesador Intel
Pentium M 745
Ofrece mejoras en eficiencia
de potencia, prestaciones y
durabilidad
Los 1.8 GHz del procesador
Intel Pentium M 745 de la tarjeta CPU 3HE CompactPCI
CP306 de Kontron Modular
Computers ofrecen la misma
potencia que el procesador
Office Intel Pentium 2.8 GHz.
No obstante, la tarjeta sólo
necesita métodos de ventilación
pasiva, ya que la disipación de
potencia se ha reducido aproximadamente en un cincuenta
por ciento. Como el procesador
y la memoria están soldados
directamente a la tarjeta, el
CP306 es idóneo para su uso
en entornos adversos. Las aplicaciones típicas incluyen
robots, sistemas de adquisición
de datos móviles y cabinas de
mandos en aeronaves y trenes.
Además de los procesadores
Pentium M de 1.1 y 1.6 GHz
con métodos de ventilación
pasiva, Kontron también
ofrece la versión de 1.8 GHz
(Intel Pentium M Processor
745). En comparación con la
versión de 1.6 GHz, la memoria caché L2 se ha duplicado
y, al mismo tiempo, la disipación de potencia se ha reducido significativamente, debido al nuevo proceso de producción de 90 nm.
La tarjeta CPU CP306 incluye
interfaces de comunicación,
Esta tarjeta es idónea para su uso en entornos adversos.
así como un procesador de
elevado rendimiento con un
ratio de reloj de hasta 1.6
GHz, 1 MB L2 en caché, ratio
de reloj de memoria de 333
MHz y bus de procesador de
400 MHz. Los interfaces de
comunicaciones son un Gigabit Ethernet, un Fast Ethernet,
cuatro USB 2.0 y hasta cuatro
canales COM. Kontron puede
mejorar la interconexión de
periféricos usando módulos de
I/O trasera.
La nueva tarjeta también posee
un interface ATA100 dual y un
socket CompactFlash, mientras
que entre las opciones de
memoria destaca 1 GByte DDRSDRAM/PC333 (con ECC).
La tarjeta se encuentra disponible con un solo slot (4HP) o
slot dual (8HP). La versión 8HP
CP306 ofrece soporte legacy
y un portador HDD de 2.5”. Si
se requiere un menor rendimiento, los sistemas pueden
ser escalados con la versión
de 1.1 GHz. El CP306 también ha sido diseñado papa
soportar un rango de temperatura ampliado.
Los sistemas operativos soportados son Windows XP, XP Embedded y 2000, Linux y VxWorks.
Scan) y VOR (Voice Operated
Recording), todo ello con una
elevada calidad de sonido.
Otros aspectos a destacar de
la nueva grabadora de voz
digital son memoria Flash integrada (32, 64 o 128 MB), display LCD (iluminación trasera
mediante LED), interface USB,
vida de batería (2 AAA) de
unas doce horas y capacidad
de hasta 396 ficheros (99
ficheros para cada una de las
cuatro carpetas).
Además, se puede conectar a
un teléfono para grabar, automáticamente, la conversación
en cuanto se descuelga el
KONTRON Embedded Computers, AG.
Gobelas, 21
28023 Madrid
Tel: 917102020
Fax: 917102152
Grabadora de voz digital
Master Coelectrónic, S.L.,
compañía líder en el sector
de componentes electrónicos
y electrónica profesional,
anuncia su nueva grabadora
de voz digital para PC USB,
que destaca por su pequeño
tamaño y elevadas prestaciones.
26
Esta grabadora de voz ultraligera (mide 32 x 16 x 86.5
mm y pesa 33.3 gramos) se
caracteriza por un modo de
grabación con frecuencia de
muestreo de 11 kHz), función
de repetición, función de registro adicional, función de búsqueda rápida de archivo (Intro
elektor
pubpress
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Enviar este cupón a LARPRESS, S.A. C/ La Forja, 27-29 Torrejón de Ardoz 28850 Madrid. Tel.: 91 677 70 75 Fax: 91 676 76 65 [email protected]
Usted tiene derecho a acceder a la información que le concierne, recopilada en nuestro fichero de datos y a cancelarla o rectificarla de ser erronea. Si no desea
recibir información comercial de esta u otras empresas, le rogamos nos lo haga saber mediante comunicación escrita con todos sus datos personales.
auricular, interrumpiéndose la
misma al colgar el auricular.
Con las características anteriormente mencionadas, la
grabadora de voz digital
puede ser usada en un amplio
número de aplicaciones, lecturas, mítines, entrevistas, estudio de idiomas, seminarios,
registro de ideas, seguridad y
otras muchas más.
Su interface USB permite una
rápida descarga en el PC que,
mediante el software incorporado,
convierte la grabación en un
archivo ‘wav’ para ser posteriormente modificado o escuchado
desde el propio ordenador.
Esta pequeña
grabadora
incorpora
memorias de
hasta 128Mb.
Master Coelectrónic, S.L.
web: www.mastercoelectronic.com
Tel: 902420052
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Osciloscopios
El osciloscopio es una de las herramientas más
versátiles y potentes que podemos tener a
nuestra disposición para analizar el comportamiento de los circuitos electrónicos (raros, erróneos o inesperados), encontrar fallos y repararlos. En este artículo proponemos una panorámica de los osciloscopios de CRT que existen
normalmente en el mercado, sus especificaciones y uso, dependiendo, por supuesto, de
nuestras posibilidades económicas.
Software de medida para PCs
Adios al ’16, bienvenido el
PIC18F
Los dispositivos de la serie de microcontroladores 18Fxx2 que se han introducido recientemente son compatibles pin
a pin con sus predecesores de las series
16F87x e incorporan algunas mejoras
significativas. En este artículo de dos
partes el creador analiza las ventajas
de estas potentes series 18F.
Los sistemas profesionales de medida, control y tecnología de procesos están en la
actualidad dominados por tarjetas de
medida para PC. Para asegurarnos que
puedan usarse en muchas configuraciones,
dichas tarjetas vienen con un mínimo de
inteligencia, de tal forma que el software
que se vende con ellas es el encargado de
realizar todas las operaciones. En este artículo veremos LabView y ProfiLab Expert, dos
programas para esta aplicación que difieren
considerablemente, no sólo en complejidad
sino también en popularidad y precio.
28
elektor
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• Desarrollo
del proyecto,
• Selección de
materiales,
• Elección de escalas
• Pasos de
construcción
Navaja del Ejerci
Jim Spence
¿Está usted en un aprieto? ¿Necesita conseguir un proyecto
con microcontrolador de la nada enseguida? Este extenso
artículo demuestra la gran versatilidad de esta placa
microcontroladora, que incluso los aficionamos que acaban
de incorporarse a este mundo pueden construir y programar.
El circuito principal está basado en el microcontrolador
89C8252 de la casa Atmel, el cual dispone de la
arquitectura de un 8052.
ito Suizo
En este proyecto se incluye un programa (gratuito) muy especial, que nos
muestra ese código más secreto, de
manera que podamos conseguir que el
controlador haga lo que deseemos.
Existen dos alternativas para comunicarnos con el circuito: por USB 2.0 o a
través de RS 232.
La intención original era producir un
controlador con un programa BASIC
integrado, que pudiera retener dicho
programa después de una desconexión, iniciar de nuevo el programa automáticamente en el momento del encendido y que no estuviese formado por
demasiados circuitos integrados. Dicho
proyecto también debería ser muy sencillo de utilizar y no tendría que requerir ningún programa especial sobre el
ordenador. Esto se ha conseguido, más
o menos, con un único circuito integrado, ya que el microcontrolador
89C8252 dispone de una memoria
EEPROM de datos de 2 KBytes que
puede ser programada con instrucciones de alto nivel. El microcontrolador
AT 89C8252 se utilizó por primera vez
en el artículo “Tarjeta Micro Flash 51”
publicado en el año 2002 y se ha convertido en un clásico de ventas de placas de circuito impreso en el rango de
los “kits”.
Nuestros lectores también puede que
se pregunten por qué no se ha utilizado
un compilador BASIC o C en nuestro
ordenador para, posteriormente, montar el código objeto sobre el microcontrolador. Ésta es una buena opción, sin
embargo, perdemos la inmediatez de
nuestras acciones. La placa de la
“Navaja del Ejercito Suizo” ejecuta
inmediatamente cualquier código que
se le envía. Escribiendo “Pz1 = 0” en la
consola, configuraremos inmediatamente todas las líneas del puerto 1 a
nivel lógico bajo. Además, para poder
trabajar con compiladores de BASIC
y/o C es necesario tener unos conocimientos mínimos al respecto antes de
elektor
BASIC de bajo nivel,
ensamblador 8051, RS 232
y USB, todo en un proyecto
que podamos conseguir ninguna aplicación efectiva. Si sólo queremos conectarnos con nuestro proyecto de robot
favorito, ésta es la mejor manera de
hacerlo. Debe tenerse en cuenta que
podemos seguir utilizando los compiladores o el lenguaje ensamblador más
tarde, cuando ya hayamos realizado
algún que otro experimento.
RS 232 y/o USB
El autor de este diseño se cansó de usar,
de manera sistemática, sistemas de
comunicación dedicados con cualquier
placa que desarrollase, y en especial
cuando no eran necesarios para la aplicación final. Esto llevaba a la necesidad
de disponer de una fuente de alimentación independiente y una conectividad
RS 232 que podría usarse con otros circuitos. Sin embargo, como el formato de
una comunicación RS 232 está quedándose algo anticuado y muchas veces ya
no se incluye en algunos de los ordenadores más modernos, se consideró que
sería más positivo disponer de una interfaz USB, con la ventaja añadida de que
el bus USB puede alimentar el circuito
que se conectará. El resultado del
esfuerzo de diseño es que nuestros lectores, en realidad los usuarios, pueden
elegir entre una comunicación RS 232 y
otra USB, cuando deseen hablar con el
microcontrolador en nuestra "Navaja del
Ejercito Suizo".
La placa está formada por tres secciones: la placa del microcontrolador
(MCU), la interfaz RS 232 y la USB.
Cada uno de estos elementos será
tratado de manera separada más
adelante.
Circuito
microcontrolador
El circuito MCU que se muestra en la
Figura 1 contiene el popular microcontrolador AT 89C8252, que trabaja a
una velocidad de 22,118 MHz y que ha
sido programado con una versión de
Tiny Basic denominada Tiny Control
Basic (TCB). El circuito que se muestra
es tan reducido como se ve. Es posible
programar el código en la memoria
permitiendo el uso de una especie de
mezcla de programación en alto nivel
y en ensamblador. Para facilitar esta
tarea se ha incluido el circuito integrado IC2, aunque este componente
podría omitirse en la aplicación final o si
no se requiere trabajar con una programación en el propio circuito
impreso. Si nos fijamos en los conectores nos daremos cuenta que el conector K1, un modelo “boxheader” de 40
terminales, trabaja con todas las líneas
de E/S, mientras que el conector K2 es
un modelo “pinheader” acodado que
se acopla con su complementario de
cualquiera de las otras dos placas. Los
terminales 1 y 2 forman la comunicación serie. Los terminales de gestión
de la comunicación no se ven involucrados en esta comunicación serie.
El microcontrolador AT 89C8252 puede programarse de manera serie utilizando tres líneas de control: SCK
(reloj), MISO (salida) y MOSI (entrada).
Utilizando estas tres líneas y enviando
bytes de datos especiales es posible
conseguir un acceso directo al código
de la memoria sin tener que retirar el
circuito integrado del circuito, en términos de "programación en el propio
circuito impreso". El terminal 5 del
conector K1, la línea DTR, inicia este
proceso y el resto de los terminales se
comportan como se describe en la
Tabla 1. La señal DTR habilita el cambio de nivel de la mitad superior de las
líneas del circuito integrado IC2, un
búfer inversor de tres estados. Todas
las líneas son invertidas por el circuito
integrado IC2, de manera que el programa debe de tener esto en cuenta.
El terminal ByVac, que se describe
más adelante, dispone de un pequeño
trozo de programa dedicado para él.
31
Prestaciones
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
Integrador BASIC (TCB) interno
BASIC puede llamar a programas en ensamblador
Ejecución instantánea de código, sin fase de compilación
Sólo necesita un sencillo emulador de terminal para poder programar
Detección automática de velocidad
Programa BASIC de usuario, la línea 10 ejecutó un reset (reinicio)
Programa código de memoria en el propio circuito impreso utilizando el Terminal ByVac
Conectividad de E/S
Opción USB 2.0
Opción RS 232
Todos los programa disponibles son gratuitos
+5V
C3
C4
S1
10μ 16V
R4
1k
100n
40
9
29
P0.0
39
P0.1
38
P0.2
37
P0.3
36
P0.4
35
P0.5
34
P0.6
33
P0.7
32
K1
RESET
EA/VP
PSEN
ALE/P
P0.0
P2.0
P0.1
P2.1
P0.2
P2.2
IC1
P0.3
P2.3
P0.4
P2.4
P0.5
P2.5
P0.6
P2.6
P0.7
P2.7
31
P0.0
1
2
P0.1
30
P0.2
3
4
P0.3
P0.4
5
6
P0.5
21 P2.0
P0.6
7
8
P0.7
22 P2.1
P1.0
9
10
P1.1
23 P2.2
P1.2
11
12
P1.3
24 P2.3
P1.4
13
14
P1.5
25 P2.4
P1.6
15
16
P1.7
26 P2.5
P2.6
17
18
P2.7
27 P2.6
P2.4
19
20
P2.5
28 P2.7
P2.2
21
22
P2.3
P2.0
23
24
P2.1
10 P3.0
P3.0
25
26
P3.1
11 P3.1
P3.2
27
28
P3.3
12 P3.2
P3.4
29
30
P3.5
13 P3.3
P3.6
31
32
P3.7
14 P3.4
33
34
15 P3.5
35
36
16 P3.6
37
38
17 P3.7
39
40
AT89S8252
P1.0
1
P1.1
2
P1.2
3
P1.3
4
P1.4
5
P1.5
6
P1.6
7
P1.7
8
P1.0
P3.0
P1.1
P3.1
P1.2
P3.2
P1.3
P3.3
P1.4
P3.4
P1.5
P3.5
P1.6
P3.6
P1.7
P3.7
X1
20
19
+5V
X2
18
X1
20
C5
IC2
C2
C1
22p
+5V
22p
10
R5
22p
10k
22.1184MHz
CTS
IC2
1
DTR
19
PWREN
EN
EN
K2
P3.0
P1.3
P3.1
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
P3.0
RTS
P1.4
P1.6
PWR
P1.0
+5V
+5V
2
18
P1.7
4
16
P1.5
6
14
8
12
11
9
13
7
15
5
17
3
+5V
D1 R1
1k
D2 R2
1k
D3 R3
1k
74HC240
030448 - 11
Figura 1. Esquema eléctrico de la placa principal del microcontrolador (MCU). Esta
placa utiliza el microcontrolador Flash 89S8252 de la casa Atmel.
Continuando con la programación en
el circuito impreso, también hay otras
señales que están disponibles y que se
han aplicado a la interfaz USB. El terminal 6 es el Indicador de Llamada.
Suponiendo que el ordenador y la
placa USB estén configurados correc-
32
tamente, esta línea puede "despertar"
a un ordenador que esté en modo
"reposo". Colocando esta línea a nivel
bajo, el circuito integrado USB enviará
las señales correctas hacia el ordenador para activar y sacar al ordenador
de su estado de reposo. Para que esto
funcione adecuadamente el microcontrolador no puede estar alimentado por
sí mismo, ya que la corriente disponible en el modo de reposo es insuficiente para hacer trabajar al microcontrolador sin que se vuelva a su estado
de reposo. En el modo de reposo, el
microcontrolador no será capaz de iniciar ninguna señal.
La especificación USB tiene un control
estricto sobre la cantidad de corriente
que puede obtenerse de dicha interfaz
y en qué momento. Una interfaz USB
normal es capaz de proporcionar una
cantidad de corriente limitada (de 100
mA) hasta que se ha configurado de
manera correcta. Una vez que se ha
conseguido dar este primer paso, el
bus USB puede llegar a proporcionar
una corriente de hasta 500 mA. El terminal 7 pasa a nivel bajo para indicar
que el bus USB ha sido configurado de
manera correcta. Esta acción habilita a
la mitad inferior del circuito integrado
IC2 y, como resultado, el diodo LED
PWR se encenderá indicando que la
alimentación (PWR) está activa y que
la corriente se puede obtener de dicho
circuito. La alimentación para dispositivos externos se toma del terminal 8.
El circuito USB (ver más adelante) no
proporcionará ninguna tensión sobre
este terminal hasta que haya sido configurado de manera apropiada.
El terminal 9 es una señal proveniente
de la interfaz USB que pasa a nivel
bajo durante el estado de reposo. El
usuario no puede monitorizar esta
línea. El terminal 14 está alimentado
desde el bus USB, independientemente de que ya haya sido configurado o no. Este terminal tan sólo es
capaz de proporcionar una corriente
de unos 100 mA cuando el bus aún no
ha sido configurado. Por esta razón los
dispositivos externos deben utilizar la
línea PWR en lugar de Vcc.
Monitorizando las anteriores líneas del
circuito integrado IC2 podemos pasar
la placa del microcontrolador al modo
elektor
Jim Spence
Jim nació en el año 1953 y obtuvo su diploma en construcción en 1979.
Actualmente trabaja como gestor del proyecto IT para una compañía global de IT. El último artículo de Jim se publicó hace 10 años en la revista
Electronics Today Internacional. Se trataba de otra placa independiente
basada en un computador, el famoso Z80, el cual ejecutaba el sistema
operativo Forth. Antes de trabajar como gestor de proyectos, Jim trabajó
como profesor en Computer Aided Design (Diseños Asistidos por
Ordenador). Sus principales intereses son la electrónica y los lenguajes de
programación. Jim dice que ha vuelto al tiempo de las válvulas y que ha
tenido suficiente suerte para ver la introducción de los transistores, los circuitos integrados y, a continuación, la industria de los ordenadores personales, surgir de la nada.
[email protected]
+5V
100n
3
7
2
IC2
DI
PRE
R6
6
PE
SK
+5V
4
DO
1
CS
R2
2k2
93C46B
5
C3
100n
+5V
+5V
IRLML6402
R7
T1
1k
C7
C6
6V3
100n
3
10μ
1
Interfaz USB
elektor
10k
8
2
5
+5V
R5 20
1k5
La interfaz USB que se muestra en la
Figura 2 utiliza un circuito integrado
de la casa Future Technology Devices
Intl. Ltd. (FTDI). El circuito sigue las
indicaciones que se dan en las hojas de
características del circuito integrado
FT 232BM y ha sido diseñado como
una interfaz RS 232, que es sustituible
casi al 100%, y que se convierte en un
puerto COM del ordenador cuando se
instalan todos los controladores del
dispositivo. También hay compradores
para otros sistemas operativos. El circuito integrado y los programas controladores asociados eliminan cualquier problema que pueda surgir de la
construcción de una interfaz USB.
Sólo hay algunos aspectos del circuito
sobre los que debemos centrar nuestra
atención. El primero de ellos es el transistor MOSFET de canal N que proporciona alimentación al terminal 8 del
conector K2 cuando la señal PWREN
está a nivel bajo. Se ha configurado de
esta manera para que los dispositivos
externos puedan alimentarse desde el
bus USB, cuando el circuito integrado
FT 232BM ha sido inicializado. El proceso de inicialización se denomina
enumeración. La otra parte del circuito
tiene en cuenta el circuito integrado
R1
C1
470Ω
suspendido cuando el ordenador entre
también en su estado suspendido. La
línea RI puede usarse para despertar
al ordenador siempre y cuando el dispositivo USB y las interfaz desde el
ordenador estén configuradas de
manera correcta. Para hacer esto el circuito integrado IC1 también debe estar
alimentado por sí mismo.
El diodo LED P1.0 está conectado a
través de los inversores a la línea de
E/S P1.0 del circuito integrado IC1, de
manera que puede ser utilizada para
cualquier cosa. Es muy interesante y
útil disponer de algún dispositivo
para propósitos de verificación.
R3
K1
USB-B
7
R4
8
27Ω
2
1
12
16
27Ω
3
11
26
EEDATA
AVCC
EESK
EECS
RSTOUT
RTS
IC1
DSR
RXD
RXLED
DCD
TXLED
PWREN
TXDEN
TXD
USBDP
CTS
USBDM
DTR
FT232BM
4
4
13
6
C2
14
RESET
SLEEP
TEST
3V3OUT
AGND
PWRCTL
10n
XIN
9
RI
C5
30
100n
32
23
24
19
K2
15
25
1
2
22
3
4
21
5
6
18
7
8
10
9
10
31
11
12
29
13
14
+5V
XOUT
27
28 17
X1
C4
47n
6MHz
030448 - 12
IRLM6402
D
S
G
Figura 2. Esquema eléctrico de una interfaz USB.
IC2. Esta parte es opcional y sólo se
requiere sí necesitamos utilizar las
características especiales de este circuito integrado, por ejemplo, el estándar USB 2.0, o si están utilizándose dos
circuitos integrados en el mismo sistema. El circuito funciona perfectamente sin este integrado.
Antes de continuar es interesante
conocer algo sobre la interfaz USB.
Esta interfaz es increíblemente útil,
no solamente desde el punto de
vista de que proporciona una interfaz de alta velocidad, sino que además también suministra la alimentación.
33
LISTA DE
MATERIALES
Condensadores:
C1,C2 = 22pF
C3 = 10μF 16V condensador electrolítico
de 16 V radial
C4,C5 = 100nF
Placa de Circuito Impreso, código de
pedido nº: 030448-1
Programas del proyecto en dos disquetes,
código de pedido nº: 030448-11 o a
través de descarga gratuita.
PLACA MCU
Semiconductores:
D1,D2,D3 = Diodo LED de baja corriente,
colores según gusto personal
IC1 = AT89S8252-24PC, encapsulado
DIP de 40 terminales, programado, con
código de pedido 030448-41
IC2 = 74HC240
Resistencias:
R1-R4 = 1kΩ
R5 = 10kΩ
Varios:
K1 = Conector tipo “boxheader” de 40 (2
terminales por fila)
R1
2k7
R2
2k7
D1
+5V
4V7
C5
10μ
K1
RS232
16V
2
1
C1
6
2
10μ
16V
7
1
3
14
3
8
8
7
4
13
9
C2
5
V+
C1+
16
IC1
C1–
T1OUT
T1IN
R2IN
R2OUT
T2IN
T2OUT
R1IN
4
R1OUT
9
1
2
10
3
4
12
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
C3
C2+
MAX232
10μ
16V
SUB D9
5
K2
11
15
C2–
10μ
16V
V6
+5V
C4
10μ
16V
K3
IC2
3
1
+5V
7805
B1
2
B80C1500
C6
C7
C8
1000μ
25V
100μ
16V
100n
030448 - 13
Figura 3. Esquema eléctrico de una interfaz RS 232.
La primera vez que lo conectemos al
dispositivo debe consumir una
corriente no superior a los 100 mA,
hasta que el dispositivo haya sido
enumerado (inicializado). Una vez que
el bus ha sido enumerado puede proporcionar una corriente de hasta 500
mA. En modo suspendido el consumo
se reduce hasta los 500 μA. Todos los
dispositivos USB tienen un único identificador ID registrado. Así, el circuito
integrado FT 232BM tiene un identificador ID integrado por defecto. Para
realizar un uso comercial de este com-
External RAM
8000 - FFFF
32 K
8K
SFR
80 - FF
128 bytes
Internal RAM
00 - FF
256 bytes
EEPROM
0000 - 07FF
2K
Program Flash
0000 - 1FFF
8K
6K
TCB
0
030448 - 14
Figura 5. Estructura de memoria Harvard aplicable al microcontrolador Flash
89S8252 en este proyecto. El TCB ocupa 6 Kb de los 8 Kb disponibles en la zona
de memoria Flash de Programa.
34
K2 = Conector tipo “pinheader” de 14
terminales en ángulo recto, dos filas de
receptores
S1 = Conmutador miniatura de un solo contacto
X1 = Cristal de cuarzo de 22,1184 MHz
PLACA Interfaz USB
Todos los componentes SMD tienen un
encapsulado con forma 1206
Resistencias:
R1 =10kΩ
R2 = 2kΩ2
R3,R4 = 27Ω
R5 = 1kΩ5
R6 = 470Ω
R7= 1kΩ
ponente su identificador ID debe estar
registrado. Además, si estamos pensando usar más de un dispositivo en
el mismo sistema, cada dispositivo
debe tener su propia y única identificación ID de producto. Es posible configurar todo esto dentro de la memoria EEPROM, IC2.
Cuando la enumeración se ha realizado, de lo cual se encarga totalmente el circuito integrado FT
232BM, la línea PWREN se pone a
nivel bajo. Esta indicación se lleva al
terminal 7 del conector K2 de manera
que pueda monitorizarse por el microcontrolador si fuese necesario. También se activa el transistor T1, el cual,
a su vez, permite suministrar una
corriente de 500 mA desde el bus
USB a través del terminal 8 de K2.
Hay dos tipos principales de conectores en el bus USB: el conector “A” y el
“B”. El conector “A”es un dispositivo
que proporciona alimentación y es el
modelo que se monta sobre los ordenadores. El conector tipo “B”es el que
lleva la alimentación al circuito usuario
y, según nuestros conocimientos, se
presenta en tres formas diferentes. La
utilizada en la placa de circuito
impreso de nuestro montaje es el
modelo más autorizado comúnmente,
aunque existen otros más pequeños
que cuestan algo más encontrarlos en
el mercado. Estos tipos de conectores
no se encuentran fácilmente en cámaras de fotos y dispositivos similares.
El circuito integrado FT 232BM requiere
un controlador de dispositivo, incluso
para el sistema operativo XP. Todos los
controladores del dispositivo, los programas y la documentación requerida
para este componente, puede obtenerse en la página web de la casa FTDI.
El controlador que se necesita es el
“Virtual COM Port (VCP)”. Esto nos
permitirá utilizar el dispositivo como si
se tratase de un puerto COM real.
Si montamos el circuito de memoria
EEPROM podemos programarlo utili-
elektor
Condensadores:
C1,C3,C5,C6 = 100nF
C2 = 10nF
C4 =47nF
C7 = 10μF 6.3V SMD
X1 = Cristal de cuarzo de 6 MHz
PLACA Interfaz RS 232
Semiconductores:
T1 = IRLML6402
IC1 = FT232BM (Casa FTDI,
www.ftdichip.com)
IC2 = no montar (93C46B SO8)
Resistencias:
R1,R2 = 2kΩ7
Condensadores:
C1-C5 = 10μF, 16V condensador
electrolítico de 16 V radial
C6 = 1.000 μF, condensador electrolítico
de 25 V radial
C7 = 100 μF, condensador electrolítico de
16 V radial
C8 = 100nF
Varios:
K1 = Conector USB tipo “B”, para
montaje en placa de circuito impreso
receptores
C1
H5
C2
K2
C2
C3
IC1
IC1
C4
R7
C5
R1
030448-1
C1
D1
R1
R2
R2
C1
K1
C3 K1
C5
X1
IC2
R6
Varios:
K3 = Conector sub-D de 9 terminales
hembra, formando ángulo recto, para
montaje en placa de circuito impreso
receptores
K2 = Conector de adaptador de tensión
de red, con terminales formando ángulo
recto, para montaje en placa de circuito
impreso
K1
H3
R5
R3
R4
Semiconductores:
B1=B80C1500, puente rectificador de
encapsulado redondo (80V piv, 1.5A)
D1 = Diodo zéner de 4,7 V, 500mW
IC1 = MAX232 (encapsulado DIP 16)
IC2 = 7805
C4
K2
C8
R1
R2
C7
H1
R3
D3
D2
D1
S1
H2
IC1
K2
IC2
C5
C6
X1
C3
R4
R5
IC2
C4
C2
C7
T1
C6
B1
K3
Figura 4. Vista general de la cara de componentes del conjunto de placas MCU / RS 232 / USB, con código de pedido
030448-1. Si queremos utilizar la interfaz USB dejaremos unida la placa USB a la placa del microcontrolador (MCU) o las
separaremos y las conectamos a través de un cable plano.
zando los controladores D2XX, además de algunas de las muchas utilidades de programas que se proporcionan en esta página web. Debemos
señalar que estos controladores no
pueden coexistir al mismo tiempo, es
decir, tendremos que desinstalar uno
de ellos para poder utilizar el otro.
¡Bien por el viejo
RS 232!
Este apartado está dedicado a aquellos lectores que no tengan una gran
afición por el bus USB. En la Figura 3
se muestra el esquema eléctrico del
circuito de la interfaz RS 232. Como
todo puerto RS 232, el circuito principal no es capaz de producir suficiente
tensión de alimentación, por lo que es
necesario incorporar una sencilla
fuente de alimentación de + 5 V en el
diseño. Probablemente, la colocación
del puente rectificador B1 nos impactará, pero vale la pena pagar el coste
extra si con ello conseguimos usar el
circuito con una tensión de alimentación de salida AC y además no tene-
elektor
mos que preocuparnos de la polaridad de sus terminales, como sucedía
con una tensión de alimentación DC.
Sencillamente bastará con conectarlo
y todo funcionará sin problemas.
La tensión para la fuente de alimentación se toma del terminal 8 del conector
K2, señalando a la placa principal que
la tensión está accesible. El terminal 7
está conectado permanentemente a
masa, indicando a la placa principal
que la tensión está disponible. El circuito formado por las resistencias R1 y
R2 y el diodo D1, instala tensión en la
línea RTS y la adapta a la que sea adecuada para llevarla sobre el circuito
integrado IC1 en la placa principal.
Todas las líneas de E/S del circuito
integrado IC1 se utilizan de manera
que se facilite la programación sobre la
propia placa de circuito impreso. Sólo
las líneas TXD y RXD son necesarias si
no se requiere trabajar con la programación del propio circuito.
Algunas de las funcionalidades de la
placa USB no están disponibles sobre
la interfaz RS 232, de manera que los
terminales 6 y 9 del conector K2 se
han dejado sin conectar.
Montaje y pruebas:
MCU y RS 232...
Si miramos en el plano de distribución de componentes que se muestra
en la Figura 4, podemos ver que
tanto la placa MCU como las placas
USB y RS 232 se suministran como
una única placa, bajo el código de
pedido 030448-1, a través de nuestro
Servicio de Lectores.
Dependiendo de las distintas conexiones que tengamos previstas para nuestro Cuchillo del Ejército Suizo, tendremos que seleccionar también si montamos la parte de la placa USB o la de la
placa RS 232. Por supuesto, nuestros
lectores son libres de construir ambas
secciones, pero deben recordar que no
pueden utilizarlas al mismo tiempo.
Las secciones MCU y RS 232 no tienen nada especial cuando se trata
del montaje de las propias placas.
Sencillamente, tendremos que ir
montando los distintos componentes
que se indican en la lista de componentes. Se recomienda utilizar zócalos para la instalación de los circuitos
integrados. El conector de 14 termi-
35
Terminal ByVac
A
El terminal tiene una serie de funciones integradas que permiten
obtener el máximo de prestaciones, además de una manera fácil
de utilizar desde nuestro proyecto "Cuchillo del Ejército Suizo". La
Versión 1.0 podemos descargarla, de manera gratuita, de la sección “Descargas Gratuitas” (Free Downloads) de nuestra página
web: www.elektor-electronics.co.uk. Como ejemplo, si queremos
volcar un programa desde nuestro editor de texto, simplemente tendremos que utilizar la función “Send File” (Enviar Fichero). Sin
embargo, si estamos utilizando el espacio de una memoria
EEPROM, nos encontraremos con que existe un retardo importante
desde que se envía la información hasta que la línea ha sido escrita. En algunos emuladores de terminal existe una opción para
enviar línea a línea e insertar un retardo entre líneas. Esto funciona
bastante bien, pero tendremos que estar alimentando constantemente el envío de datos, lo que significa que la descarga se hace
mucho más lenta de lo que sería deseable.
Integrado sobre la aplicación TCB tenemos el comando “LOADB”,
que dispone de un protocolo muy sencillo y realiza esta misma función. Después de ejecutar este comando, la aplicación TCB espera
a que se envíe una línea de BASIC. Cuando la línea ha sido recibida se procesa y se devuelve el código ASCII 6 (ACK) hacia el terminal, para indicar que ya está listo para recibir la siguiente línea.
Con este sencillo protocolo se trabaja perfectamente bien y el terminal ByVAc tiene dicho protocolo integrado en su sistema.
B
Otra ventaja es que es capaz de utilizar las prestaciones de
la programación en el propio circuito impreso para ensamblar código que puede ser escrito y volcarlo después, en el
espacio de código de memoria.
Ya hemos visto cómo funciona el encendido y apagado del diodo
LED de la placa, utilizando un sencillo programa que podemos
escribir en nuestro terminal. Así, podemos verificar que todo funciona de manera correcta escribiendo los siguientes comandos:
Pz1=254
Pz1=255
El envío de estos dos comandos provoca la acción de encender el
diodo LED (con el primero) y después apagarlo de nuevo (con el
segundo). Podemos editar programas de la aplicación TCB volviendo a escribir la línea. Para borrar una línea simplemente bastará con escribir el número de línea. Sin embargo, este método de
trabajo puede llegar a ser bastante tedioso. Una manera mucho
más cómoda de crear y editar el programa es utilizar la aplicación “Notepad”del sistema operativo Windows, o un editor de
texto similar y, a continuación, volcar el programa sobre la placa.
nales acodado, puede cortarse a la
altura que requiera nuestro proyecto.
El circuito integrado regulador de
tensión, IC2, no precisa el uso de un
radiador asociado.
Antes de insertar los circuitos integrados sobre sus zócalos, conectaremos la placa MCU a una tensión de
alimentación de + 5 V y la encenderemos. Verificaremos con un polímetro que tenemos los 5 V, con la polaridad correcta, entre los terminales 20
y 40 del circuito integrado IC1, y terminales 10 y 20 para el circuito integrado IC2. Si todo está correcto, desconectaremos la fuente de alimentación, insertaremos los circuitos
integrados en sus zócalos y volveremos a conectar la alimentación. Si disponemos de una puntade prueba
lógica o de un osciloscopio, comprobaremos la señal en el terminal 2 del
36
Así, abrimos nuestro editor de texto e introducimos el programa
que se muestra más abajo. Esto es muy similar al programa que
hemos utilizado en la introducción de la aplicación TCB. Hay que
señalar que las líneas 20 y 40, en lugar de asignar un valor directamente al puerto 1, se ha utilizado un operador lógico (“and” y/o
“or”). Esto tiene el mismo efecto pero no afecta a ninguna otra
línea del mismo puerto. También tenemos que observar que el
conector K2 ( terminal 11 de circuito
integrado IC1). Para ello, pulsaremos
el botón de reset y después de 1 ó 2
segundos podremos ver la firma de la
señal. Dicha firma estará compuesta
por una corta trama de pulsos, a una
velocidad de 9.600 baudios.
No podemos dejar esta sección sin
decir que el circuito integrado IC1
debe estar preprogramado con la
aplicación TCB (Tiny Control BASIC)
para poder realizar el trabajo que acabamos de describir.
No hay mucho más que podamos
hacer sin la presencia de las otras dos
placas. El circuito MCU es tan sencillo
que la única cosa que podría ser errónea serían las soldaduras realizadas y
la colocación de los componentes (por
lo que verificaremos que todos los
componentes están en su lugar
correcto y en la posición adecuada).
…y USB
Como podemos ver en el plano de serigrafía de la placa de circuito impreso, la
placa interfaz USB está conectada a la
sección MCU por medio de pistas de
cobre. Si queremos colocar la placa
interfaz USB a una cierta distancia de
la placa MCU, las dos secciones de la
placa de circuito impreso tienen que
separarse haciendo un corte sobre la
parte más débil que las une y, posteriormente, realizar una pequeña conexión por cable entre los correspondientes conectores.
Ahora tenemos que dar una mala
noticia a nuestros lectores. El circuito
integrado FT 232BM solamente se
suministra en su versión para montaje
superficial y además es bastante
pequeño. Por lo tanto, nuestros lectores tendrán que tener un poco de des-
elektor
comando “end”, de la parte final del programa, no lleva ningún
número de línea. Esto es para indicar a la aplicación TCB que la
descarga ha acabado. En la práctica, si olvidamos colocar este
comando tampoco pasa nada pues funcionará exactamente igual.
10
20
30
40
50
60
70
C
for j = 1 to 10
pz1 = pz1 and 254
gosub 500
pz1 = pz1 or 1
gosub 500
next j
end
500 for k = 1 to 20
510 next k
530 return
end
Salvar del programa con la extensión TCB, por ejemplo,
"LedFlash.tcb”. Si estamos trabajando con la aplicación
Notepad debemos tener cuidado con seleccionar la opción
de "todos los tipos de ficheros" antes de guardar el fichero,
ya que de otra manera el terminal habrá salvado el fichero
con el nombre “LedFlash.tcb.txt”, que no tiene la extensión
que deseamos. Esto sólo sucede la primera vez que guardamos el programa, pero llega a ser algo molesto si no nos
damos cuenta de dónde está el problema.
Como ya se ha indicado, la aplicación TCB dispone de un protocolo de transferencia de ficheros bastante sencillo pero muy efectivo,
y el Terminal ByVac se aprovecha completamente de ello. Así, para
empezar, lanzaremos el terminal y utilizaremos la configuración inicial que se muestra en la Figura A. Hay que señalar que la
opción “End of line wait for carácter” (es decir, “El fin de línea
espera un carácter”) está marcada. Como tipo de terminal hay que
escribir la opción LOADB, tal como se muestra en la Figura B.
A partir de este momento, la aplicación TCB está lista para aceptar
un programa básico que utilice este sencillo protocolo. Así, utilizaremos la opción de menú “File” (Fichero) y después seleccionaremos
“Transmit text file” (Transmitir fichero de texto), o utilizaremos el
cuarto icono comenzando desde la izquierda. Seguidamente,
seleccionaremos nuestro fichero “LedFlash.tcb” y en ese momento
estará cargado en la memoria de la aplicación TCB.
A partir de ahora será el programa el que realice la carga.
Escribiremos RUN para ver los frutos de nuestros esfuerzos.
Para conseguir acelerar las cosas basta con que alteremos la
configuración de la transferencia de ficheros de texto, tal
como se muestra en la Figura C. Así, si seleccionamos un
fichero con la extensión “tcb”, el programa seleccionará por
nosotros la aplicación por defecto LOADB. Cualquier cambio
treza para montar este circuito integrado sobre la placa, aunque puede
realizarse con un sencillo soldador y
algo de estaño o con pasta de soldar.
Les animamos a que intenten realizar
este trabajo que, aunque no es tarea
para principiantes, tampoco es algo
imposible.
Por desgracia, la pasta de soldar es
bastante cara, aunque hace el proceso bastante más sencillo. Una alternativa a utilizar en lugar de la pasta
de soldar es usar estaño en una cantidad mayor y retirar el exceso con
una malla para desoldar.
La punta del desoldador también es
capaz de realizar este trabajo de limpieza de manera aceptable, aunque
esto no es tan importante si el soldador es capaz de llegar a todos los rincones del circuito integrado. El detalle más importante a tener en cuenta
elektor
que realicemos sobre la configuración del enlace RS 232
requiere que la conexión entre el ordenador y el Cuchillo del
Ejército Suizo sea abortada y restaurada de nuevo.
Utilizaremos el quinto icono, comenzando por la izquierda,
para volver a cargar el mismo fichero. El ciclo para el desarrollo sería el que se describe a continuación:
1.
2.
3.
4.
5.
Editar programa
Salvar
Usar el icono “reload” (recarga)
RUN
Volver al punto 1
Si queremos detener el programa cuando está en ejecución, utilizaremos la combinación de teclas “CTRL.-C” o, sencillamente,
seleccionaremos el botón de reset. La belleza de un sistema interactivo como éste es que todo lo que se hace se ejecuta de manera inmediata. Así, podemos intentar cualquier cosa sobre la línea
de comando y veremos la reacción de manera instantánea. Al
final del desarrollo tendremos nuestro propio producto acabado.
En nuestra página web, nuestros lectores podrán encontrar
dos programas de dados, uno bastante sencillo y otro algo
menos, que les permitirán verificar la secuencia anterior.
en este proceso es la correcta orientación del circuito integrado IC1. Este
circuito debe estar colocado perfectamente en línea y en escuadra con
todos los puntos de soldadura de sus
terminales y permanecer en esta
posición durante todo el tiempo que
dura el proceso de soldadura. Si se
produce cualquier deslizamiento del
circuito integrado es muy probable
que tengamos problemas posteriores.
Por todo esto, recomendamos a nuestros lectores que no les importe gastar
algo de tiempo alineando correctamente el circuito integrado IC1 y,
cuando estén seguros de su posicionamiento, soldar tan sólo algunos terminales. Es aconsejable soldar primero
dos terminales de los que estén en la
diagonal del componente, de manera
que nos permita una fácil corrección en
caso de movimiento de circuito inte-
grado. Una vez que estemos seguros
que la posición es correcta, terminaremos echando estaño al resto de los terminales del circuito integrado. Como
hemos dicho, es preferible perder algo
de tiempo en este proceso porque, una
vez soldado el componentes sobre la
placa, es prácticamente imposible retirarlo sin dañar parte del circuito. Para
finalizar, retiraremos todo el exceso de
estaño con la trencilla y volveremos a
verificar que no ha quedado ningún
tipo de cortocircuito entre los terminales del componente.
El resto de los componentes no son tan
complicados de montar. Estos componentes han sido elegidos por su gran
tamaño (comparados con el resto de
modelos). El conector K2 es del tipo
“pinheader” y probablemente será
necesario acortarlo a la distancia que
nos convenga.
37
Tabla1. Programación e InterfazUSB
Terminal en J1
Nombre
Función
1
RXD (SCK)
Parte del circuito serie de IC1, interfaz de programación “in circuit”.
2
TXD
Salida serie de IC1
3
CTS (MISO)
Salida de IC1 de la interfaz de programación serie.
4
RTS (MOSI)
Entrada a IC1 de la interfaz de programación serie.
5
DTR
A nivel bajo activa el modo de programación, también a nivel bajo y luego a nivel alto reiniciará IC1.
6
RI
Toma el valor bajo para despertar al PC (requiere una configuración especial)
7
PWREN
A nivel bajo o/p en la interfaz USB, indica que los 500 mA de dicha interfaz están disponibles en la línea PWR.
8
PWR
5 V @ 500 mA
9
SLEEP
Pasa a nivel bajo para indicar que el ordenador conectado ha pasado a su estado de “dormido”.
10-12
No usados
13
GND
Masa
14
VCC
100 mA, 5V
Antes de conectar nuestro circuito al
ordenador tendremos que descargarnos los controladores del dispositivo
FTDI y descomprimirlos en el directorio correspondiente. Si todo se ha
desarrollado de manera correcta,
cuando conectemos nuestro circuito
por primera vez sobre el ordenador,
se nos preguntará por la ubicación
del controlador del dispositivo. Antes
de hacer nada más se recomienda
volver a inspeccionar el circuito para
buscar algún tipo de cortocircuito,
utilizando, si fuese necesario, un polímetro. Aunque la especificación USB
dice que el circuito está protegido
contra cortocircuitos, nunca se sabe
y, por lo tanto, es mucho más barato
construir un nuevo adaptador USB
que comprar un nuevo ordenador. Si
sirve de consuelo a nuestros lectores,
el circuito prototipo no fue verificado
lo suficiente la primera vez, y cuando
lo conectamos al ordenador, el resto
de dispositivos USB dejaron de funcionar repentinamente, incluyendo el
propio ratón. Por fortuna, bastó con
volver a arrancar el ordenador para
que todas las cosas volvieran a su
estado normal. Debemos decirles que
no fue una experiencia agradable.
Suponiendo que todo esté correctamente, el ordenador deberá detectar
el nuevo dispositivo y pedirnos la
situación de los controladores del
mismo. Instalaremos estos controladores como lo hacemos con cualquier
otro dispositivo. Si no estamos completamente seguros de lo que estamos
haciendo, no es mala idea dar una
vuelta por la página web de FTDI en
busca de información, donde podemos
encontrar las instrucciones de instalación, así como los distintos controladores para Windows y algunos otros
sistemas operativos.
38
Si todo ha ido correctamente, tendremos un nuevo puerto COM. Para
encontrar qué nuevo número de
puerto ha sido asignado, deberemos
tener en mente cuál es el sistema operativo sobre el que estamos trabajando. Así, para Windows XP, tendremos que ir al Panel de Control ➛ Sistema ➛ Hardware ➛ Administrador
de Dispositivos y abrir el árbol de
Puertos (COM & LPT), pulsando sobre
el icono “+”. Deberemos ver el nuevo
puerto COM. Si no es así, tendremos
que volver a instalar el controlador del
dispositivo y tomar nota de cualquier
mensaje de error.
Verificación completa
del circuito
Conectaremos las dos placas que
hayamos elegido juntas, utilizando el
circuito RS 232 o el USB. Ejecutaremos
en el ordenador la utilidad del Terminal ByVac, para lo cual podemos consultar el apartado dedicado expresamente a ello, denominado “Terminal
ByVac”. Si utilizamos la placa RS 232
necesitaremos disponer de un cable de
conexión 1:1, donde el terminal 2
estará unido al terminal 2, el terminal
3 al 3, y así sucesivamente. En algunos
cables estos terminales están cruzados, por lo que, si no estamos seguros,
conviene verificarlos con un polímetro.
También necesitamos habilitar la señal
RTS en la casilla ICP del programa. Pulsaremos reset (S1), esperaremos
durante algunos segundos y deberemos ver el signo de un mensaje. Si no
es así, tendremos que verificar que el
signo del mensaje viene del circuito
integrado IC1. Si aquí sí está presente
la señal y no somos capaces aún de ver
el mensaje, tendremos que verificar las
configuraciones, la velocidad de transmisión de datos, los conectores, el
cable y el cableado.
He aquí el TCB
En el corazón de este proyecto encontramos el programa TCB (Tiny Control
BASIC) que, por supuesto, corre sobre
cualquier sistema 89C8252, con o sin
memoria RAM externa. Si disponemos
de cualquier memoria RAM presente
en el proyecto, este programa la
detectará automáticamente aunque,
claro está, en nuestro proyecto no disponemos de memoria RAM.
Hay tres maneras de introducir el
programa TCB sobre el circuito integrado IC1:
1. Utilizando la interfaz de programación.
2. Comprando un circuito integrado
ya programado bajo el código de
pedido 030448-41, a través de
nuestro Servicio de Lectores.
3. Utilizando un programador para el
89C8252.
Aunque es posible, no recomendamos realizar la opción 1, ya que tanto
la interfaz de programación como el
programa han sido diseñados para
trabajar con pequeños programas (<
de 100 líneas). También se debe a
que no podemos verificar adecuadamente los circuitos hasta que no los
hayamos completado en su totalidad,
porque, ¿cómo sabremos si el circuito
ha sido montado correctamente antes
de haber hecho la programación del
mismo? Sin embargo, sí es posible
verificar el circuito, aunque esto nos
llevará unos 25 minutos de pruebas.
Para ello tendremos que leer detenidamente el apartado de “Código
Ensamblador”. Las opciones 2 ó 3 son
elektor
Tabla 2. Principales especificaciones del lenguaje de control de bajo nivel BASIC
Números:
Enteros de 16 bits con signo, en el rango de –32767 to 32767
Variables:
De una sola letra de la A a la L (12)
Aritméticos:
+, -, *, /, y MOD
Lógicos:
NOT, AND, OR, XOR
Comparaciones:
>, <, =, <>, >=, <=
Comandos:
RUN, LIST, NEW, DUMP, RND, ABS, IF, THEN, GOTO, FOR, TO, NEXT, REM, CALL,
RETURN, GOSUB, ROM, RAM, IRAM, LOADH, LOADB, DECIMAL, HEX, LET, PRINT,
INPUT, BAUD
Registros de funciones
especiales:
PZ0, PZ1, PZ2, PZ3, TCON, TMOD, TL0, TL1, TH0, TH1, SCON, SBU, IE, IP, T2CON,
WMCON, SPCR, SPSR, SPDR, PCON
Interrupciones:
ONEX0, ONEX1, ONT0, ONT1, ONT2, ONSP, EI, DI
las más adecuadas si estamos construyendo el circuito por primera vez.
Tanto el procesador como su arquitectura interna han sido tratados
varias veces en distintos artículos. Sin
embargo, el aspecto de la memoria no
lo ha sido tanto y, por lo tanto, necesita comprenderse más claramente.
Por este motivo vamos a tratarla brevemente en el siguiente apartado.
Memoria
El espacio de memoria del 8052 utiliza
una arquitectura que comparte áreas
paralelas de memoria. Por medio de
una combinación lógica, las señales OE
y PSEN se utilizan para acceder a la
memoria RAM, lo que significa que se
puede utilizar una memoria RAM
externa como memoria de programa.
Por su parte, la arquitectura del 8051
es más vieja y, en aquellos tiempos, era
más seguro utilizar zonas de memoria
separadas para los datos y para el programa. Esto es lo que se conoce como
Arquitectura Harvard y, al menos en la
teoría, quiere decir que es posible leer
el código de una instrucción al mismo
tiempo que se hace con un dato, en un
mismo ciclo máquina.
La Figura 5 nos muestra el mapa de
memoria y puede provocar alguna
confusión en aquellos que están acostumbrados a utilizar la configuración
de memoria convencional. El espacio
de memoria EEPROM es un espacio
de memoria exclusivamente para
datos y los programas en ensamblador
no se pueden ejecutar en este espacio,
aunque los programas de alto nivel sí
que pueden hacerlo, como veremos
más tarde. Existen 256 bytes de
memoria RAM interna que comparten
la mitad superior de este espacio con
los registros de funciones especiales.
elektor
El truco consiste en acceder a varias
capas de espacio de memoria con el
mismo juego de instrucciones. Nos llevaría bastante tiempo y espacio explicar con más detalle cómo funciona
todo, pero, como ejemplo, vamos a
decir que cuando accedemos a la zona
de memoria de código usamos la instrucción MOVC, pero cuando accedemos a la memoria externa se utiliza la
instrucción MOVX. También se utilizan otras técnicas para realizar un
acceso directo e indirecto a los espacios de la memoria RAM interna.
La memoria Flash incorporada en la
placa contiene la aplicación TCB en su
versión 1, y sólo ocupa alrededor de los
6 KBytes primeros de la misma. Si todo
esto es lo suficientemente bueno para
nuestras aplicaciones, podemos olvidarnos de todo lo que hemos dicho
acerca de los distintos modos de direccionamiento de memoria, ya que la
aplicación TCB se encargará de ello.
especiales como pueden ser IROM,
ROM y RAM, respectivamente. Así, si
escribimos el comando IRAM , podemos ver el siguiente mensaje:
Introducción a la
programación en TCB
Rom 0000 to 07FF
(es decir, memoria ROM de 0000
a 07FF)
OK
e>
El integrado BASIC es una versión
modificada del compilador Tiny BASIC,
denominado Tiny Control Basic (TCB),
que fue diseñado específicamente para
permitir a los usuarios obtener el
máximo de prestaciones de un microcontrolador en el menor tiempo posible,
sin tener que gastar una gran cantidad
de tiempo en aprendizaje o en la instalación de programas especiales.
La arquitectura del microcontrolador
8052 dispone de tres espacios de
memoria que son tratados dentro de
la aplicación TCB: memoria interna
RAM y EEPROM y memoria externa
RAM. Se puede acceder a estas
memorias a través de comandos
i>iram
Internal Ram 00B4 to 00FF
(es decir, Memoria RAM interna
de 00B4 a 00FF)
OK
i>
El mensaje ‘i >’ indica que ahora disponemos de un espacio de memoria
RAM. Como podemos apreciar, tan sólo
tenemos unos pocos bytes, pero es
espacio suficiente para escribir 2 ó 3
líneas de programa. La aplicación TCB
nos avisará si estamos trabajando fuera
de espacio. Para acceder a la zona de
memoria EEPROM escribiremos ROM:
i>rom
Ahora, como podemos ver, estamos
dentro del espacio de memoria ROM,
que tiene un tamaño de 2 KBytes, y va
desde la dirección 0000 a la dirección
07FF. En cualquier momento, podemos
escribir el comando ‘DUMP’ para
poder ver el contenido de la memoria.
La ventaja de utilizar este espacio es
que podemos almacenar el programa
incluso después de que hayamos retirado la alimentación. La desventaja es
que este tipo de memoria es bastante
más lenta de escribir que la memoria
RAM y, además, estamos limitados en
la cantidad de veces que podemos
39
Código ensamblador
En algún momento determinado podemos necesitar un
mayor control o velocidad de procesamiento que la que
puede proporcionar un lenguaje de alto nivel. En estos
casos no hay más alternativa que recurrir al uso del lenguaje ensamblador, el cual es el equivalente directo a la
propia programación del procesador.
&MOD8252
Es el inicio de todo y contiene todos los nombres especiales asociados con
el procesador, por lo que necesitamos que esté colocada en su lugar para
el 89C8252
Cseg
Le dice al lenguaje ensamblador que lo siguiente que viene es el código; existe
la instrucción correspondiente “dseg” para datos.
Para hacer este trabajo lo más efectivo posible tendremos que
disponer de un programa ensamblador. Se trata de un programa que transforme los códigos de un tamaño de entre 2 y 4
letras, a números que el procesador pueda entender. Existen
muchos programas ensambladores, disponibles de manera
gratuita para este procesador. En los ejemplos que se muestran en este apartado hemos utilizado el programa “ASM51”.
Dicho programa podemos descargarlo de distintas fuentes.
Org
Ésta es la dirección de origen del programa. La aplicación TCB finaliza alrededor de
la dirección 1650h, por lo que no podemos trabajar con una dirección por debajo
de este valor, ya que si no fuese así, podríamos dañar la propia aplicación TCB.
setb p1.0
Selecciona el bit 0 del puerto 1 a nivel lógico alto, justo como lo hace la instrucción pz1 = 1.
Call
Es el equivalente de una instrucción “Gosub”
delay:
Se trata de una subrutina, donde hay que señalar que los “:” son una imposición que
requiere el ensamblador ASM51. Debido a la gran velocidad del procesador, se requiere el uso de dos retardos. De hecho, esta subrutina ejecuta 61.000 instrucciones antes
de retomar el control, lo cual proporciona un retardo de unos 0,25 segundos.
R0,#0f0h
R0 es un registro de propósito general de los que existen 8, R0 a R7. De
hecho, hay cuatro bancos de estos registros, pero solamente uno de los
mismos se puede utilizar cada vez. Lo que esta instrucción hace es colocar
el valor F0 (hex) en el interior del registro R0. El símbolo”#” se conoce
como el codificador "inmediato". Si escribimos la instrucción R0, 0f0h,
entonces el contenido de la dirección de memoria F0 pasa al interior del
registro R0. (Sí, es verdad, existe una gran cantidad de fuentes de error).
Djnz
Esta instrucción equivale a un Decremento y Salto si no 0, de manera que
en el propio lazo, el registro R1 se decrementará y si no es 0, el programa saltará a la instrucción con la etiqueta”del1:”. Tenemos que hacer
notar que en esta instrucción, el registro se reduce antes de verificar si su
valor es 0, de manera que un registro cuyo contenido inicial sea de 0, se
reducirá al valor FF antes de verificar si su valor es 0.
Lo más normal es que sea necesario disponer de memoria
RAM para ejecutar el código ya ensamblado, utilizando la instrucción LOADH, pero en este proyecto no se dispone de este
tipo de memoria. Sin embargo, sí tenemos espacio de código
libre en la memoria EEPROM de arranque, que comienza en
la dirección 1700h, el cual está accesible a través de la aplicación de programación en el propio circuito impreso.
Comienzo
:¿Siempre es la parte más dura? Realmente no seremos
capaces de programar en ensamblador sin conocer algo
sobre el procesador con el que vamos a trabajar y, por
ello, siempre necesitaremos disponer, como mínimo, de las
hojas de características del procesador y de algunos conocimientos sobre los juegos de instrucciones de los microcontroladores 8051 y 8052, aunque los siguientes ejemplos nos proporcionan una manera sencilla de hacerlo.
Programa ejemplo
Para acostumbrarnos a trabajar con el lenguaje ensamblador vamos a comenzar por la parte más sencilla, que es
la de hacer parpadear de nuevo el diodo LED que tenemos en la placa de control. Como ya sabemos, para ello
necesitamos pasar la línea P1.0 a nivel lógico 0 y, más
tarde, a nivel lógico 1 de nuevo.
; Ejemplo de cómo hacer parpadear un diodo LED
; Usamos la aplicación ASM51
; La línea P1.0 tiene el diodo LED conectado a ella
;
$MOD8252
flash:
;
delay:
del2:
del1:
cseg
org
; pulso
setb
call
clr
call
jmp
; retardo
mov
r0,#0f0h
mov
r1,#0
nop
djnz
r1,del1
djnz
r0,del2
ret
end
40
1700h
sobre P1.0 a nivel alto y bajo
p1.0
delay
p1.0
delay
flash
El funcionamiento del programa se explica convenientemente por medio de la siguiente tabla.
Ensamblado
Utilizaremos la aplicación de Windows, Notepad, o cualquier otro editor de texto para crear el programa que hemos
indicado anteriormente y lo salvaremos con una extensión
“asm”, por ejemplo, con el nombre FlashLed.asm. Ahora que
ya tenemos el programa escrito, necesitamos convertirlo a un
formato que el procesador pueda entender. Para hacer esto
necesitamos utilizar la línea de comandos, si estamos utilizando el sistema operativo Windows. Si estamos usando el
sistema operativo DOS ya debemos estar sobre esta línea de
comandos.
Elegiremos un directorio determinado donde colocar los ficheros, el programa FlashLes.asm, el compilador ASM51 y
MOD8252 (a menos que conozcamos cómo asignar los distintos caminos donde localizar los ficheros, en los distintos
programas). En la línea de comandos escribiremos "asm51
flashled.asm”. Al pulsar la tecla “ENTER” deberemos obtener
una pantalla similar a la que se muestra en la Figura A.
Debemos señalar que el compilador ASM51, o en su defecto,
cualquier otro compilador para el 8051, tenemos que conseguirlo de manera separada, es decir, no está incluido con los
distintos programas que se suministran para este proyecto.
El proceso que acabamos de describir genera dos nuevos
ficheros que utilizan el mismo nombre pero con diferentes
extensiones. Estos ficheros son: FlashLed.hex y FlashLed.lst. El
fichero LST es donde encontraremos cualquier tipo de error
generado durante la compilación, si lo hay, mientras que el
fichero HEX es un fichero con un formato especial, desarrollado por Intel, para permitir que el código pueda volcarse
sobre el procesador. Como dato interesante, este formato
está formado por líneas de texto precedidas por un “;”, tal y
como se muestra en el ejemplo siguiente:
elektor
:10170000D29012170CC29012170C80F478F0790066
Los dos primeros números, “10”, es la longitud del código
en formato hexadecimal, los cuatro números siguientes es la
dirección de memoria, en nuestro caso 1700, que va seguida por el tipo de registro que, casi siempre, será 00. El
resto de la línea está formada por el código actual que va
a ser cargado en la dirección de memoria determinada,
excepto por los dos últimos números "66", los cuales son
una suma de verificación (checksum), que ayuda a determinar si la línea recibida es correcta.
Descarga del programa
El siguiente trabajo consiste en volcar este programa sobre
el espacio de memoria de código. Es en este momento
donde entran en juego las características
especiales. Pulsaremos con el ratón sobre el
icono "101" y el fondo de la pantalla se
volverá negro. Ahora estamos en el modo
de programación de la memoria flash.
Usaremos la letra "p" y el texto pasará a
ser de color amarillo, lo que nos indica que
estamos utilizando el espacio de memoria
de Código o de Programa (es decir, la
zona de memoria flash). Escribiremos ahora
“v” “88 <enter>” y a continuación “99
<enter>”, lo que nos permitirá ver el contenido de la memoria de código desde las
direcciones de memoria 0088 a 0099. Ésta
es la zona donde el mensaje de signo de la
aplicación TCB se encuentra localizado.
Todos los números están en formato hexadecimal, como podemos ver en la Figura B.
Si no deseamos trabajar con el formato hexadecimal, la
función CALL 5888 también funcionará perfectamente, ya
que el valor 5888 es el equivalente decimal a la dirección
1700h.
En estos momentos el diodo LED debe estar indicándonos
que estamos ejecutando el programa ensamblador.
Nuestros lectores deben notar que, como éste es un programa muy sencillo, la única manera de detenerlo es la
de pulsar la tecla reset. Haremos esto en nuestro terminal
utilizando el icono que está al lado del icono “101”, o utilizando el pulsador que está situado en la placa principal.
Una vez que el programa se está ejecutando en la memoria flash, se mantendrá en ella incluso aunque la tensión
de alimentación se haya retirado. Debido a la propia
naturaleza de la programación serie, este proceso es algo
lento y no es el más adecuado para trabajar con ficheros
A
B
Para programar esta zona de memoria
con nuestro programa ensamblador escribiremos “h”en la línea de comandos. Esto
hará que aparezca una ventana de diálogo que nos permitirá seleccionar el fichero
FlashLed.hex con el que queremos trabajar. Dicho fichero se cargará en la memoria y obtendremos unos mensajes similares
a los que aparecen en la Figura C. En
ese instante, la programación se iniciará
de manera automática y llevará algún
tiempo hasta que se complete.
Ejecución del programa
Lo primero que tendremos que hacer es
volver al modo terminal pulsando la letra
“x” o sobre el icono “101”. Para ejecutar
este programa, la aplicación TCB dispone
de la función de llamada “CALL”. La sintaxis de dicha función es “CALL n”, donde
“n” es la dirección a la que deseamos saltar. La dirección donde hemos colocado el
programa ha sido 1700h. La aplicación
TCB trabaja por defecto en formato decimal, por lo que tendremos que cambiar el
tipo de formato con el que va a trabajar a
HEX. A partir de ahora todo estará en formato hexadecimal hasta que reiniciamos el
programa o escribamos el tipo DECIMAL.
Esto se aplica a los programas normales
de BASIC, ya que los números de línea en
hexadecimal aparecen bastante extraños.
C
Así, escribiremos los siguientes comandos
para ejecutar el programa:
HEX
CALL 1700
elektor
41
grandes. A pesar de ello, podemos hacerlo, aunque la
aplicación TCB puede tomar cerca de 25 minutos para el
fichero Basic.hex. Sencillamente, algunas cosas no se pueden utilizar tan sólo mediante la aplicación TCB, ya que
esta característica intenta que el proyecto sea completamente versátil.
Por suerte, también podemos emplear una especie de
mezcla entre ensamblador y la aplicación TCB. Por ejemplo, podemos ensamblar el código en la dirección 1700 y
usar dos sencillas líneas de un programa Basic:
grabar sobre este tipo de memoria,
aproximadamente 100.000 veces. En
este proyecto no se dispone de una
memoria RAM externa, por lo que si
escribimos el comando RAM obtendremos un mensaje de error de
retorno. Todos los programas TCB se
escribirán sobre la memoria EEPROM.
La aplicación TCB es capaz de ejecutar un programa al inicio de su ejecución, pero dicho programa debe
comenzar en el número de línea 10. Si
la línea 10 no existe, el programa será
borrado. El procedimiento de inicio se
ejecuta como sigue:
1. Se verifica si hay alguna entrada
del usuario (barra espaciadora).
Se espera de 1 a 2 segundos.
2. Si no se recibe ninguna entrada,
se revisa el espacio de la memoria para comprobar si hay un programa que ejecutar en la línea 10.
3. Si existe un programa se ejecuta,
si no se comprueba el espacio de
memoria RAM para ver si existe
un programa que se inicie en la
línea 10 y ejecutarlo.
Si no hay un programa que se inicie en la
línea 10 de la memoria RAM y ésta
existe, la memoria RAM será borrada
(comando NEW) y tendremos el signo
de encendido en el espacio de memoria
RAM. Si no existe físicamente la memoria RAM, el proceso se centrará en el
espacio de memoria RAM interno
(IRAM). Esta memoria no se borrará si
pulsamos la barra espaciadora dentro
de los dos primeros segundos después
del encendido del equipo. Por supuesto,
en este proyecto no disponemos de
memoria RAM externa, por lo que, en
nuestro caso, nuestro programa mirará
sobre el espacio de memoria RAM
interna “i >”, a menos que exista un
programa en la línea 10 del espacio de
la memoria ROM, en cuyo caso se podrá
ejecutar el programa escrito aquí.
Si conseguimos presionar la barra espaciadora dentro de los dos segundos que
42
10 HEX
20 CALL 1700
Esto hará que el diodo LED comience a parpadear en el
momento en que se aplique la tensión de alimentación a
la placa. De acuerdo, ya hemos conseguido que el diodo
LED parpadee, pero lo importante es que nos hayamos
quedado con la idea.
continúan al encendido del equipo (o
de reset del mismo), el programa TCB
detectará la velocidad de transmisión
de datos y volverá su atención sobre el
espacio de memoria RAM interna.
La aplicación no llegará a borrar el
espacio de memoria RAM, solamente
colocará el marcador de fin de programa (FF) en su primer byte de
dirección. Esto podemos verificarlo
utilizando el comando DUMP después
del comando NEW.
Haciendo referencia a la placa de circuito impreso MCU, el diodo LED D3
está conectado a la línea del puerto
P1.0 a través de 2 buffers existentes en
el circuito integrado IC2. Por defecto,
esto se configura en su estado de desconexión. Esto se debe a que, en el
momento de arranque, las líneas del
puerto están a nivel alto.
Para encender el diodo LED escribiremos sencillamente:
PZ1=254
i>pz1=254
OK
i>
PZ1 hace referencia a la variable del
puerto 1, por lo que cualquier variación
en la configuración que hagamos aquí,
afectará al puerto 1. Al configurar el
puerto 1 el valor 254, es decir, 1111
1110 en binario, estaremos seleccionando el terminal 0 del puerto 1 a nivel
lógico 0. Por convención, este terminal
se nombra con la referencia p1.0
Intente lo siguiente:
ROM
10 FOR J = 1 TO 10
20 PZ1=254
30 GOSUB 200
40 PZ1=255
50 GOSUB 200
60 NEXT J
70 END
200 FOR K = 1 TO 50
210 NEXT K
220 RETURN
El programa que acabamos de escribir debe encender y apagar el diodo
LED 20 veces.
La Tabla 2 da una breve descripción
de dicho lenguaje.
Algunos detalles y fin
La masiva cantidad de documentación
que ha proporcionado Jim para este
proyecto podría rellenar fácilmente la
mitad de la revista. Por este motivo
algunos apartados de dicha documentación han sido retirados y trasladados
a nuestra página web, donde pueden
descargarse de manera gratuita. Estos
apartados incluyen la Guía Rápida de
Inicio ilustrada del Cuchillo del Ejército
Suizo, el manual de la aplicación “Tiny
Control BASIC” y el programa “Simple
Dice” (es decir, “Dado Sencillo”).
Empiecen la descarga...
(030448-1)
Páginas web
Controladotes USB FT 232MB:
www.ftdichip.com
Descargas gratuitas
Byvac-Terminal para ordenadores (instalar
el fichero con soporte para ficheros
OCX), TCB (fichero hexadecimal),
Número de fichero: 030448-11.zip
Dos sencillos programas de dados
(Fichero de Word). Número de fichero:
030448-12.zip
Guía Rápida de Inicio para el Cuchillo del
Ejército Suizo (fichero Word). Número
de fichero 030448-13.zip
Manual del Tiny Control BASIC (fichero
pdf). Número de fichero: 030448-14.zip
Diagramas de pistas y planos de
implantación de componentes de la PCB
en formato PDFNúmero de fichero:
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Nota: Los cheques serán en pesetas y conformados por una entidad bancaria.
❏ Cheque (nominativo a VIDELKIT, S.L.)
❏ Giro postal. Cuenta Postal (BBVA)
Los precios y las descripciones están sujetas a
cambio. La editorial se reserva el derecho de
cambiar los precios sin notificación previa. Los
precios y las descripciones aquí indicadas anulan
las de los anteriores números de la revista.
Nº 0182-4919-74-0202708815
❏
Fecha de caducidad:
Firma:
Número de tarjeta:
elektor
43
Dado Ro
Paul Goossens
Anteriormente han aparecido en Elektor
proyectos de dados electrónicos.
Diferentes diseños y caminos han tenido
su sitio en la revista, pero todos tienen
una cosa en común: son dados de dos
dimensiones, lo cual, a partir de ahora
va a cambiar.
dante
elektor
El dado electrónico se construye normalmente en placas planas. Para dar la
impresión de un dado real, se usan normalmente siete LEDs en disposición
similar a la de un dado convencional. La
intención primera de este diseño era
basar este circuito en un tradicional
diseño plano, hasta que alguien de
nuestro personal de la editorial sugirió
que debería ser un dado que se pudiera
tirar. Después de todo, un dado no es un
elemento que se pueda tirar en la mesa.
Pero, realmente nos preguntaremos:
¿cuál es la ventaja de un dado electrónico? No necesitamos espacio
extra para tirarlo y por tanto para que
ruede sobre la mesa. Éste fue el
motivo que sugestionó a nuestro personal a la hora de realizar el diseño.
Pero el editor, de forma inexorable,
dijo: ‘este dado tiene que rodar’.
Afortunadamente el equipo de Elektor está acostumbrado a llevar tales
situaciones con soltura, sin invertir
mucho tiempo y preparándonos para
otra visión del tema.
Las ideas no tardaron mucho en surgir
y plasmarse en papel. Un diseño obvio
para un dado electrónico que pueda
rodar es colocar los LEDs en un cubo,
mostrando en cada cara un número de
LEDs equivalente al número que representa. Los LEDs se excitan a través de
resistencias limitadoras de corriente
desde una pila de 9 V.
Rápidamente surgió un problema con el
dado y es que era extremadamente difícil de conseguir el centro de gravedad
exactamente en el centro. Ello implicaba
tomar una decisión a tal efecto. Una posible solución sería el que una de las caras
fuese mayor que las otras. El tamaño del
lado con menos luces, debe ser mayor
para que la cara tenga más peso.
en cada cara. Después de tirar el dado,
las siete caras deberían tener un valor
aleatorio diferente. De esta forma podemos garantizar que el resultado al tirar
el dado sea completamente ‘honesto’,
aunque esta solución requiere un poco
más de electrónica. Lo primero de todo,
tenemos que detectar cuándo el dado
está en el proceso de ser tirado. Para
esto usaremos un interruptor de mercurio. Esto también posibilita tirar el dado
con tan sólo agitarlo.
La electrónica que se ha hecho
genera números aleatorios que aparecen en las seis caras del dado. El
uso de un microcontrolador parece la
mejor solución. Esto hará que el circuito sea relativamente pequeño, lo
cual facilitará el manejo del dado.
Otra parte del diseño que requiere pensar un poco es la conexión entre ambas
placas. No parece una buena idea usar
docenas de conexiones desde la placa
principal a las otras cinco placas. Para
reducir el número de conexiones al
mínimo, hemos elegido conexiones serie
entre placas. En cada placa un registro
de desplazamiento se encarga de excitar los LEDs. De esta forma sólo se
requieren cuatro conexiones: dos para la
tensión de alimentación, una para datos
y la cuarta para una señal de reloj.
Otro aspecto que necesita considerarse es el consumo de corriente y el
interruptor de on/off.
En este diseño no se puede usar un interruptor estándar, porque nada puede
sobresalir del dado. Por otro lado, si el
interruptor sobresale algo, además de
girar extrañamente, se puede apagar.
Nosotros dimos vueltas a este problema
añadiendo un pulsador para encender el
circuito. De esta forma se apaga completamente de forma automática.
Y el resto ¿cómo?
PCB principal
Después de darle algunas vueltas llegamos a la conclusión de que la mejor solución era hacer un dado con siete LEDs
Después de estas consideraciones llegamos a los circuitos del dado. En el
corazón del circuito está IC1, un
Electrónica
tridimensional
microcontrolador de Atmel (Figura 1).
Nosotros hemos usado este tipo previamente y hemos dado una descripción detallada en pasados artículos
de Elektor. Por consiguiente, basta
mencionar que el software para este
proyecto se puede descargar de
forma gratuita de la página de Elektor. Como este controlador tiene una
memoria flash interna para el programa no es necesario añadir memoria externa. El cristal X1, junto con C2
y C1, proporciona una señal de reloj.
El circuito integrado IC1 excita directamente los 7 LEDs a través de sus
pines de I/O. Como nosotros hemos
usado LEDs de baja corriente no es
necesario utilizar buffer extra.
La sección de alimentación puede
parecer al principio poco usual, porque queremos encender el circuito
con un pulsador y dejar al microcontrolador que corte la alimentación. La
parte del circuito alrededor de T1 y
T2 proporciona esta funcionalidad. K2
es el conector para la batería de 9 V.
Cuando el pulsador S1 de la placa 2
esté pulsado, una pequeña corriente
circulará desde los + 9 V a través de
la unión base/emisor de T1 y R8 a
masa. Esto hace que T1 conduzca,
entregando una corriente al regulador de tensión IC2. Éste entonces
proporciona alimentación al resto del
circuito con 5 V.
Cuando soltemos el pulsador, la
corriente dejará de circular a través
de la resistencia R8. Por supuesto,
deseamos que el circuito no tenga
pérdidas de potencia. Intentaremos
mantener el pulsador accionado
durante un intervalo, lo cual no es
exactamente bueno para un dado.
Para evitar esto, hemos añadido la
resistencia R9 y el transistor T2. T2
se ataca a través del microcontrolador. Cuando el circuito está accionado, el transistor T2 conduce,
haciendo que circule corriente a través de la base de T1 hacia masa a
45
3.
a
r
u
g
i
F
ción
c
u
r
t
s
Con
do.
a
d
l
e
d
+5V
+5V
C5
R1
1k5
D1
R2
1k5
D2
R3
1k5
D3
7
R4
1k5
D4
15
R5
1k5
D5
R6
1k5
D6
20
10u
1
RXD/P3.0
RST
TXD/P3.1
R10
1k
12
13
14
P1.0/AIN0
INT0/P3.2
P1.1/AIN1
INT1/P3.3
P1.2
IC1
P1.3
8
9
T0/P3.4
P1.4
T1/P3.5
P1.5
2
3
6
16
17
89C2051 P1.6 18
11
P3.7
P1.7
X1
S1
D7
1k5
X0
5
10
R7
19
+5V
4
X1
K3
C2
C1
mercury switch
22p
22p
4MHz
2
CLK
DATA
T1
BCP 28
R8
10k
R9
K2
IC2
10k
BT1
9V
78L05
+5V
Otras placas
Los circuitos para las otras placas (2
a 6) son casi idénticos. La principal
diferencia es que el circuito 2 tiene un
interruptor, el cual no está presente
en las otras placas.
La Figura 2 muestra el esquema del
circuito de la placa 2 y de las otras
cuatro placas. Obviamente no es
necesario un conector pasante (K2)
para la última placa.
En el centro del circuito tenemos el registro de desplazamiento, un 74HCT4094.
Este tipo de circuito integrado tiene un
registro de salida paralelo. Cada flanco
de subida de la entrada de reloj hace que
los 8 bits de datos del integrado se desplacen uno a uno. El primer bit toma el
valor del dato de entrada. El último bit
desplazado hacia afuera se conecta a
través del pin 9 de la entrada de datos
del registro de desplazamiento de la
placa siguiente. Esto, efectivamente,
convierte a todas las placas en un gran
registro de desplazamiento.
T2
R11
C3
C4
100n
100n
1k
BC847
040248 - 11
BCP28
BC847
C
C
E
E
C
B
B
Figura 1. La placa principal es más compleja.
través de R9 y T2. La tensión de alimentación no es mayor dependiendo
de si S1 está presionado.
Cuando el procesador nota que no se
ha movido durante un tiempo (varios
minutos), deja de excitar T2. Después
el dado se apaga de forma automática. Cuando el interruptor S1 se presiona de nuevo, toda la secuencia se
repite.
46
Cuando se aplica la alimentación el
microcontrolador, C5 y R10, generan
una señal de reset fiable. Las señales
CLK y DATA se transmiten a la
siguiente placa a través del conector
K3, el cual también tiene conexiones
para la alimentación y el encendido
(pin 5). El interruptor tiene que colocarse en la placa 2 debido a la falta de
espacio en la placa principal.
Construcción
El montaje de las placas difiere un poco
de las formas tradicionales que conocemos. En todos los casos hemos utilizado componentes estándar, que tienen que ser de montaje superficial. Las
razones para esto es que de esta forma
evitamos tener patillas saliendo de las
placas. Esto nos permitiría evitar zonas
puntiagudas en el exterior del dado, las
cuales podrían dañar nuestro mobiliario cuando tiramos el dado, y esto, por
supuesto, no es nuestra intención. Para
dejar las cosas claras, hemos incluido
una serie de fotos del montaje del prototipo en la Figura 3, no debemos olvidar que en muchos casos una imagen
vale más que mil palabras.
La cara de componentes de todas las
placas puede verse en la Figura 4. Lo
primero de todo, los componentes
SMD se sueldan a las placas. Después
elektor
es el turno de los zócalos de los integrados, los cuales también necesitan
de montaje superficial. Ahora necesitaremos doblar los pines, curvarlos y
cortarlos a la longitud (tomar la
medida desde la primera placa).
Después le toca el turno a los 42 diodos LEDs. Las patillas de los LEDs
necesitan doblarse en ángulo recto tal
y como se muestra en la Figura 5.
Debemos tener mucho cuidado en
colocar de forma correcta el ánodo y el
cátodo en la placa. El encapsulado del
LED debe pasar a través de un agujero. Los extremos finales de las patillas deberían estar colocados de forma
plana sobre la placa, de tal forma que
se puedan soldar. En esta etapa no es
importante si los LEDs no tienen todos
la misma altura. Después de soldar
todos los LEDs deben quedar mirando
hacia fuera, ya que esa es la parte que
va a sobresalir de la superficie del
dado. Si nosotros presionamos la placa
sobre la mesa, los LEDs deberían colocarse todos a la altura correcta.
Aparte de los integrados en encapsulados DIL, hay algunos componentes más
que tienen patillas normales. Como no
queremos que en la parte exterior del
dado sobresalgan ni patillas ni soldaduras, también tendrían que ser de montaje superficial. Esto incluye el cristal y el
interruptor de mercurio. Las patillas de
los componentes se deben cortar bastante cortas, y después doblar por los
extremos unos 90 grados. Estos extremos son los que se tienen que soldar a la
placa. Tendremos cuidado de no cortar
demasiado las patillas.
Conexión de las placas
Una vez que todas las placas se han
colocado es hora de conectarlas juntas. La Figura 4 muestra cómo hacer
esto. Deberíamos usar trozos de cable
sueltos con una longitud de unos 5
cm. Si los cables son demasiado cor-
elektor
+5V
+5V
+5V
IC1
15
1
K1
3
1
EN3
C2
SRG8
R1
1k5
C1/
R2
1k5
2
1D
2D
3
4
5
6
7
14
13
S1
12
11
R3
1k5
R4
1k5
R5
1k5
R6
1k5
R7
9
1k5
10
K2
D1
5
D2
D3
D4
+5V
D5
D6
C1
16
IC1
D7
100n
8
74HCT4094
040248 - 12
+5V
+5V
+5V
IC1
15
1
K1
EN3
C2
SRG8
3
2
C1/
1D
2D
3
4
5
6
7
14
13
12
* see text
11
9
10
R1
1k5
D1
R2
1k5
D2
R3
1k5
D3
R4
1k5
R5
1k5
R6
1k5
R7
1k5
K2
D4
*
+5V
D5
D6
C1
D7
16
IC1
100n
8
74HCT4094
040248 - 13
Figura 2. Arriba está el circuito para la placa 2, debajo está el circuito para los
otros cuatro.
tos será más difícil para fijar las placas juntas en la última etapa. También existe la posibilidad de que uno
o más de los cables se quede tan
corto que haya que tirarlo.
Por último, los integrados se enchufan en sus zócalos (nos aseguraremos de hacerlo correctamente al
colocarlos).
Ahora que hemos acabado el montaje
eléctrico, deberíamos pasar a la fase
de comprobación del circuito. Sabemos que hay que hacer esto antes de
que el dado esté completamente
ensamblado. En esta etapa la electrónica aún es fácilmente accesible,
por si fuera necesario hacer algún
tipo de reparación.
47
Resistencias:
R1-R7 = 1kΩ5 SMD
Resistencias:
R1-R7 = 1kΩ5 SMD
R8,R9 = 10kΩ SMD
R10 = 1kΩ SMD
R11 = 100kΩ SMD
Condensadores:
C1 = 100nF SMD
Semiconductores:
D1-D7 = LED, 3mm, rojo, baja corriente
IC1 = 74HCT4094
Condensadores:
C1,C2 = 22pF
C3,C4 = 100nF SMD
C5 = 10μF 16V radial
R3
5
R2
D1
R1
R5
R6
D5
3
040248-3
4
3
4
D3
D2
K1 C1
R5
R2
K1
D2
D3
R4
K2
R5
R1
D6
R6
R6
5
R1
4
R2
D1
D1
R4
R3
R4
D5
IC1
D3
D4
1
D6
R7
K1
6
040248-6
6
D2
3
1
D7
K2
6
C1
IC1
Varios:
X1 = cristal de cuarzo de 4 MHz
S1 = interruptor de mercurio
(Farnell # 178-338)
Pila de 9 V con clip de conexión
Zócalo para integrado de 20 pines
3
D4
Semiconductores:
D1-D7 = LED, 3mm, rojo, baja corriente
IC1 = AT89C2051-12PI, programado,
código de pedido 040248-41
IC2 = 78L05
T1 = BCP28 (Conrad Electronics #
153225-8B)
T2 = BC547B
040248-3
R7
D5
040248-4
4
2
040248-6
R7
2
D6
D7
D7
IC1
D4
040248-4
48
(por placa)
PCB # 2
6
La electrónica se puede completar, pero
todavía no hemos logrado simular completamente un dado. Las placas se tienen que fijar juntas en un cubo. La
placa número 4 se coloca plana sobre la
mesa y las placas 2, 3, 5 y 6 se fijan en
ángulo recto sobre ella (ver Figura 6).
Usaremos una sección angular de
plástico (disponible desde la mayoría
de los almacenes DIY) para fijar las
placas juntas. Deberíamos cortar la
sección angular en pequeños trozos y
usarlos para pegar las placas juntas.
No pegaremos la última placa (placa 1),
porque ésta se tiene que quitar cada
vez que sea necesario sustituir las
pilas. Necesitamos pegar un trozo de
angular de plástico en las otras placas,
de tal forma que queden alineadas con
los agujeros de 3 mm en la placa 1.
Ahora taladraremos cuidadosamente
un agujero de 2,5 mm a través de cada
sección de ángulo en el punto donde
tenemos el agujero de la placa 1, después haremos una rosca de 3 mm en
él. Si queremos una rosca mayor, podemos pegar una pieza plana de plástico
en cada sección angular, la cual debería
ser taladrada y roscada también.
La parte interior del dado debería
rellenarse con algodón o goma espumosa, evitando que la pila de 9 V se
mueva o se produzca un corto-cir-
ABS (plástico duro) sección angular
2 tornillos M3(cabeza avellanada)
PCB # 2 hasta la # 6
R3
3D
Listado de
componentes
C1
Si ya hemos comprobado meticulosamente que no hay cortocircuitos,
podemos conectar la batería de 9 V.
Cuando accionemos el interruptor (en
la placa 2) el circuito se pondrá en
marcha y se iluminará un número aleatorio de LEDs en las placas.
Si agitamos la placa 1, el dado simulará estar rodando. El número total de
caras cambiará regularmente. Después de unos pocos segundos cambian lentamente y el resultado de las
vueltas aparecerá en las placas.
elektor
Orden de
construcción
– Soldar las resistencias y condensadores SMD.
– Doblar y cortar los pines de los
zócalos de integrados.
– Soldar los zócalos de los integrados.
– Conectar las placas juntas.
– Doblar y soldar los LEDs.
– Añadir lana y la batería.
– Preparar las conexiones entre
placas.
–Fijar la última placa en su lugar.
– Prueba final.
– Comprobar.
T1
K2
R5
T2
R9
2
1
040248-1
R8
HOEK3
cuito. Ahora podemos atornillar la
placa 1 en su lugar.
Para finalizar
2
1
D3
S1
D2
C1
6
R1
IC1
5
2
R2
D1
D1
R3
R4
R4
IC1
3
R5
R5
D5
R6
D5
D6
D7
Deberíamos dar una mano de pintura
al exterior del dado, tal y como hemos
hecho con nuestro prototipo, pero eso
lo vamos a dejar a gusto de cada lector. En cualquier caso, esperamos que
todos disfruten con la construcción y
montaje de este divertido dado que
podremos usar en muchos juegos.
(040248-1)
2
040248-2
R7
4
4
040248-2
5
040248-5
D6
D7
040248-5
R7
6
0V +
D5
R7
D6
K1
D4
K2
D2
D3
D4
R2
R1
R6
040248 - 18
Figura 5. Doblar las patillas de los
LEDs de acuerdo a este ejemplo.
R1
R6
D7
K3
K1
C1
R3
HOEK2
R2
R3
D1
X1
C2
+
040248-1
5
1
K2
IC2
D2
D3
D4
C1
HOEK4
R10 C5
5
Disco, ficheros fuente y código hex,
código de pedido 040248-11 o
descarga gratuita
C4
R11
S1
R4
IC1
PCB, código de pedido 040248-1
(contiene seis secciones para un dado
completo)
C3
1
3
HOEK1
Varios:
Zócalo para integrado de 16 pines
S1 = interruptor tipo DTS61K (sólo en
placa # 2)
1
6
3
2
5
040248-19
4
Figura 4. Cara de componentes. Cuatro de las seis placas son casi idénticas.
Figura 6. Las seis caras configuran un
cubo.
elektor
49
Control remoto po
Richard Hoptroff
Bluetooth es un éxito comercial pero,
hasta ahora, tanto los aficionados como
los trabajadores de los laboratorios han
sido excluidos del acceso a módulos
preparados para este novedoso sistema.
La razón es sencilla, a los fabricantes les
gusta tratar sus productos como cajas
negras y únicamente están interesados en líneas de producción de
cientos de miles de unidades por día del Lejano Oriente o China. Nos
oponemos a esta actitud publicando este artículo, escrito usando el lema:
¡Módulos de Bluetooth para todos! Un robot rastreador realiza el truco.
50
elektor
r Bluetooth
Hojeando cualquier revista de electrónica, tanto profesional como para aficionados, podemos ver una amplia
gama de ordenadores de placa única y
placas de microcontroladores. Para
muchas aplicaciones, se hacen desarrollos de producto mucho más simples de lo que se hacían hace unos 5 ó
10 años. Simplemente uniendo unos
pocos componentes auxiliares y un
panel de control y escribiendo el
código del programa hemos terminado.
Lo que hace este proceso más sencillo
es que la placa del ordenador es programable, así que un componente de
entrega inmediata o fabricación normalizada puede usarse para varias tareas.
Pero, ¿puede llevarse este concepto aún
más lejos? Siempre se necesitarán algunos componentes auxiliares para un producto dado, pero ¿y el panel de control
(interfaz de usuario)? ¿no podría fabricarse un componente programable de
fabricación normalizada para reemplazar paneles de control hechos a medida
en dispositivos electrónicos como PDAs
y GSM, pero también en sistemas microcontroladores expresamente diseñados?
El modulo “Flexipanel BASIC Stamp
Edition” de FlexiPanel Ltd. puede darnos la respuesta. En este artículo nos
concentraremos en la versión Bluetooth de FlexiPanel, el módulo Device
Pinout, usando la interfaz radio Bluetooth, (a 2,4 GHz), interroga un dispositivo remoto dentro de su alcance
(digamos una PDA), un teléfono móvil,
un PC portátil, u otro dispositivo portátil para crear un panel de control en
su pantalla. El módulo tiene un radio
Clase 1, así que el dispositivo remoto
puede estar hasta 100 metros de distancia. El módulo opera con niveles
TTL y nos han informado de que un
dispositivo RS232 autónomo pronto se
comenzara a producir. Un usuario dentro de la zona de cobertura del modulo
FlexiPanel Bluetooth puede conectarse al aparato en cualquier momento
usando cualquier dispositivo equipado
elektor
desde PDA o
teléfono móvil
con Bluetooth. Algunos ejemplos se
muestran más adelante.
El software de los dispositivos remotos es el mismo para cada aplicación
y no requiere configuración o reinstalación. Se puede descargar gratuitamente desde www.flexipanel.com.
En el momento de escribir este articulo, el software para Pocket Pcs, Pcs
con Windows y Smartphones (por
ejemplo el SPV E200 de Orange) está
soportado. También se ha publicado
el software para sistemas operativos
Palm y teléfonos Java que cumplan el
estándar JABWT (por ejemplo el
Nokia 6600 y el Sony Ericsson P900).
Proyectos con control
Bluetooth
No nos entusiasmemos demasiado por
una tecnología muy moderna como los
teléfonos GSM y PDAs equipados con
Bluetooth. Empleando un ejemplo,
demostraremos que se pueden desarrollar aplicaciones para la combinación FlexiPanel-Bluetooth que son lo
suficientemente sencillas como para ser
abordadas por (relativos) principiantes.
El ejemplo, un sencillo robot rastreador
emplea una versión especialmente
adaptada de la placa educativa de electrónica Elektor, originalmente lanzada
en el número de septiembre de 1999 y
el mundialmente conocido Parallax
BS2p BASIC Stamp. Parallax Inc., que
suministra el Basic Stamp, también distribuye el módulo FlexiPanel a través de
sus representantes autorizados (en UK
Milford Instruments).
En el caso de que no lo sepa, el BASIC
Stamp puede programarse usando el
lenguaje de programación BASIC desde
cualquier PC empleando un cable serie.
El mismo enlace se usa para programar
el panel de control en el módulo Flexipanel-Bluetooth que se usa como parte
del proyecto: un controlador de un robot
rastreador de rutas.
Los programas en BASIC y los archivos de datos del FlexiPanel Designer
que se usan en éste y otros dos proyectos más están disponibles en
Elektor para descargar de forma gratuita. Los otros dos proyectos consisten en un sistema de acceso y un
registrador de temperatura y no son
el objeto de este artículo.
Placa de
Entrenamiento (BoE)
modificada
El diagrama del circuito de la Placa de
Entrenamiento (BoE) modificada se
muestra en la Figura 1. Los “cerebros”
son un módulo BS2p (BASIC Stamp 2)
que está conectado en el conector de 24
vías. Como su predecesor de 1999, esta
placa tiene un conector RS232 (K2) y un
área de prototipo encerrada entre K7,
K3, K6, K8, K4 y K5. Usaremos este área
más adelante para acoplar un par de
componentes que el robot necesita para
ser capaz de darnos su localización.
El módulo Flexipanel Bluetooth se
conecta directamente en un zócalo dedicado, K9. La Placa de Entrenamiento
tiene su propio regulador de voltaje, IC2,
y cuando se usa de forma independiente,
por ejemplo durante una sesión de programación, puede alimentarse con una
batería de 9 voltios. Las utilidades de
programación y el editor de BASIC están
disponibles en la web de Parallax, Inc.
(www.parallax.com), buscando “Board
of education” puede encontrarse una
gran cantidad de información.
El plano de montaje de componentes
de la nueva Placa de Entrenamiento
está en la Figura 2 . ¡Hurras y aplausos al llegar a este punto!, puesto
que la placa es de una sola cara.
Robot rastreador
Si sus amigos se huelen otro pequeño
robot estilo “buggy”, dígales que
51
+5V
K2
K5
1
K4
6
K7
2
7
Sout
1
24
Sin
2
ATN
3
8
P15
23
P14
P14
3
22
P13
P13
4
21
P12
P12
P0
5
20
P15
P11
P11
P1
6
19
P14
P10
P10
P12
P2
7
18
P13
P9
P9
P10
P3
8
17
P12
P8
P8
P8
P4
9
16
P11
P7
P7
P6
P5 10
15
P10
P6
P6
P4
P6 11
14
P9
P5
P5
P2
P7 12
13
P8
P4
P4
P3
P3
P2
P2
P1
P1
P0
P0
C2
4
9
100n
5
C1
100n
K8
P15
BASIC
STAMP
II
Vin
S1
IC2
LM2904T-5.0
+5V
Vin
+5V
K9
Vin
R1
K1
2k2
C3
C4
47μ
40V
1μ
25V
K3
K6
D1
+5V
040186 - 11
Figura 1. Diagrama de circuito de la Placa de Entrenamiento (BoE), específicamente adaptada para el módulo FlexipanelBluetooth Parallax.
0
K2
C3
C4
S1
1-681040
IC1
040186-1
C1
H1
P15
P14
P13
P12
P11
P10
P9
P8
P7
P6
P5
P4
P3
P2
P1
P0
Vin
K4
+
G1
P15
P14
P13
P12
P11
P10
P9
P8
P7
P6
P5
P4
P3
P2
P1
P0
Vin
K3 K6
K7
K8
K9
D1
+
H4
G
+
C2
K5
R1
T
IC2
T
K1
Figura 2. Diseño PCB para la placa BoE modificada.
este control remoto se diferencia de
muchos otros en que es capaz de
enviar información de vuelta al dispositivo portátil utilizando un enlace
de datos vía radio. Usando una brújula electrónica acoplada al robot, su
ruta es registrada y enviada a la unidad portátil.
Lista de
componentes
Semiconductores:
D1 = LED, rojo, baja corriente
IC1 = Basic Stamp (BS2, BS2sx, BS2e or
BS2p) (Parallax Inc, Milford Instruments)
IC2 = LM2940T-5.0
Resistencias:
R1 = 2kΩ2
Miscellaneous:
K1 = regleta de 2 vías para PCB,
separación de pines de 5 mm
K2 = sub-D hembra de 9 pines
acodados, montaje en PCB
K7,K8 = conector SIL de 17 pines
K9 = zócalo SIL de 10 pines
S1 = pulsador, contacto simple, montaje
en PCB, p.j, D6R
Condensadores:
C1,C2 = 100nF
52
La Figura 3 muestra qué hay que añadir a la Placa de Entrenamiento para
hacerla adecuada para nuestro experimento. En primer lugar, tenemos el
módulo combinado FlexiPanel-Bluetooth enganchado al BS2p por cinco
líneas. Las dos unidades usan comunicación serie bidireccional con handshaking. Como habrán conjeturado, el
FlexiPanel también es un sistema
microcontrolador (y de los inteligentes). El BS2p ejecuta software capaz
de enviar comandos que solicitan o
modifican valores del FlexiPanel, su
contenido o información de estado.
Más aún, el FlexiPanel puede requerir
la atención del BS2p cuando un dispositivo cliente ha cambiado un control
vía Bluetooth. Esto se hace usando un
tipo de interrupción transmitida por la
línea Data, que en nuestro caso es
monitorizada por un LED. El módulo
de la brújula electrónica tipo CMPS03
es un dispositivo I2C de Devantec.
Está disponible, por ejemplo, en Milford Instruments.
La Placa de Entrenamiento (BoE) con
su circuitería auxiliar embutida en el
área de prototipo está montada en la
superestructura del robot que suministra Parallax Inc. Ésta tiene ruedas
motorizadas que pueden ser controladas por modulación de ancho de pulsos
directamente desde el BASIC Stamp,
como se indica en la Figura 3. El robot
rastreador, listo para iniciar su viaje, se
elektor
Pinout del dispositivo
Pin
1
2
3
Nombre
Vss
4
5
TxD
RTS
6
CTS
7
8
Mod
Data
9
10
Vdd
RxD
Función
Conectar a 0 V.
No conectado
Entrada de datos serie del BASIC Stamp para operaciones serout.
Salida de datos serie al BASIC Stamp para operaciones serie.
Salida de control de flujo serial BASIC Stamp para operaciones serout.
Entrada serie de control de flujo del BASIC Stamp para
operaciones serin.
Ver texto.
Salida de datos alto cuando un control ha sido actualizado por un cliente FlexiPanel.
No conectada.
conectado a + 5 V.
1
FlexiPanel
Module
Bluetooth
Radio
10
040186 - 13
Debe tenerse cuidado en insertar el módulo en el lado correcto del slot AppMod y
con la orientación adecuada, asegúrese de que Vss se conecta a Vss y que Vdd
se conecta a Vdd (¡no a Vin!). Un error al hacer esto puede dañar al módulo.
Placa de enseñanza
muestra en la fotografía de la introducción. Nótese que la foto muestra la
Placa de Entrenamiento de Parallax.
RxD
P2
TxD
P4
FlexiPanel
RTS
Module 5
P6
3
4
FlexiPanel y
programación Bs2p
Usando Flexipanel Designer, una utilidad de programación que suministra Hoptroff, se crea una interfaz de
usuario que contiene:
- Pantalla de dirección de la brújula.
- Botones de picaporte para parar,
adelante, atrás, izquierda y derecha.
- Una tabla que muestra la ruta
seguida por el robot.
6
8
VSS
VDD
1k
CTS
P8
Date
P12
Area de prototipos
7
CMPS03
P0
SDA
BS2p
P1
BASIC 6
P15
Stamp 20
SCL
5
9
11
13
19
17
VSS
elektor
2
Digital
Compass
7
P14
VDD
1
4k7
4k7
VDD
50/60Hz
9
VSS
100n
100μ
VSS
5Vreg
LM2904
Vunreg
SCL
V+
V-
100μ
Flexipanel Designer genera un programa para PBasic que permite programar al hardware del FlexiPanel.
Empleando el PC y el editor de Basic
Stamp Editor, este programa se carga
en el Stamp, donde se ejecutará.
Puede ocurrir que el FlexiPanel deba ser
reseteado primero, por ejemplo, si un
intento anterior de programarlo no tuvo
éxito. En ese caso, la tensión de alimentación del circuito debe ser desconectada
y vuelta a conectar -el botón de reset de
la Placa de Entrenamiento sólo tiene
efecto en el Stamp only y no en el FlexiPanel; cuando el circuito vuelve a conectarse, la programación se reanuda automáticamente- puesto que el programa
aún está disponible en la EEPROM, no
3
Left
Motor
Power In
Right
Motor
040186 - 12
Figura 3. La circuitería auxiliar del robot rastreador consiste en un módulo de
brújula electrónica.
es necesario volverlo a cargar desde el
PC. Nótese que el FlexiPanel necesita
unos 10 segundos para arrancar, así que
uno puede remover su café o té antes de
que la programación comience realmente. Para tener al menos un indicio de
lo que ocurre durante la fase de arranque, se puede conectar un LED de baja
intensidad entre la línea Data y tierra, sin
olvidar una resistencia de 1K (vease
Figura 3). Después de conectar la alimentación, o después de un reset
“soft”del modulo (lo que ocurre automáticamente después de la programación), el LED se encenderá durante unos
segundos y después se apagará tras el
proceso de arranque. El LED volverá a
encenderse brevemente cuando el FlexiPanel reciba un comando por Bluetooth
(petición de interrupción).
53
¿Qué puedo hacer con esto?
El propósito de este recuadro es el de estimular el desarrollo de proyectos usando el modulo FlexiPanelBluetooth de Parallax. ¡Eche un vistazo a lo que se puede hacer con él! La documentación del proyecto y el
software están disponibles para su descarga gratuita:
El FlexiPanel con la sub-placa
radio Bluetooth montada encima.
Tiene la descripción de los pines
y las hojas de catálogo, nada le
impide acoplarle un
microcontrolador.
Interfaz del robot
rastreador en un Pocket PC.
FlexiPanel Designer
para un proyecto de
registrador de datos.
Diseñe sus propios
botones tal y como
aparecerán en un
dispositivo Bluetooth.
Creo que hemos
saltado un giro
en algún sitio! La
ruta del robot
rastreador en un
Pocket PC.
El Editor de BASIC
Stamp programando
el modulo del
FlexiPanel (la versión
antigua, ahora
sustituida por “drag
‘n drop”).
54
elektor
Nos hemos perdido,
¿verdad? La ruta
del robot rastreador
visualizada en un
Smartphone.
Histórico de
temperatura en un
Smartphone.
Interfaz gráfica de
usuario de un
control de acceso en
un Smartphone.
Interfaz del
registrador de
temperatura en un
Smartphone.
Interfaz gráfica de
usuario del robot
rastreador en un
Smartphone.
elektor
Registro de control
de acceso
visualizado en un
Smartphone.
55
Un protocolo Bluetooth
Bluetooth es un protocolo de comunicación digital vía
radio a 2,4 GHz desarrollado y patentado por Ericsson.
Pensado para las Redes de ámbito personal (‘personal
area network’), Los dispositivos Bluetooth pueden conectarse y desconectarse de la red con facilidad. En contraste,
el protocolo WiFi, que opera a la misma frecuencia, está
más adaptado a infraestructura inalámbrica más permanente, con cada nodo con una dirección IP fija.
Gracias a los auriculares Bluetooth, éste se ha arraigado sólidamente en el mercado de los teléfonos móviles. Intel pretende incorporar Bluetooth a sus chipset Centrino 2, que serán
presentados en Otoño de 2004. Esto no sólo permitirá a los
PC conectarse a impresoras de forma inalámbrica, sino que
también acelerará el crecimiento de VoIP (voice over internet
protocol), esto es, las llamadas de voz por Internet.
El estándar Bluetooth proporciona interfaces para una
amplia gama de protocolos de comunicación, desde un sim-
ple puerto serie a audio. Al igual que muchos otros protocolos de alto nivel, como el intercambio de archivos OBEX,
FlexiPanel se sitúa sobre la capa de emulación de puerto
serie de la pila de protocolos de Bluetooth. Esto no es parte
del estándar oficial Bluetooth. Sin embargo, el estándar es
relativamente abierto en el sentido de que cualquiera puede
crear software para dispositivos remotos y componentes
comerciales como el módulo FlexiPanel, que se fabrican
bajo licencia, exactamente igual que cualquier módulo
radio Bluetooth. Los primeros productos FlexiPanel fueron
librerías software para proporcionar control remoto para
aplicaciones Windows y sistemas empotrados “high-end”.
Desde la perspectiva de la electrónica del producto, el
módulo FlexiPanel es un periférico que proporciona servicios de interfaz grafica. Mantiene una lista de controles
que requiere el producto, y el estado actual de dichos controles. El producto puede actualizar un control en cualquier momento y si un usuario modifica un control, se le
notifica al producto.
Instalación de un adaptador Bluetooth
Los PCs de escritorio emplean típicamente adaptadores
externos Bluetooth para
comunicarse con dispositivos
como el FlexiPanel.
Habitualmente, la instalación
de dichos adaptadores es
muy sencilla, usando el software facilitado, sin embargo, en el caso del
FlexiPanel se requieren algunos ajustes finos.
Para estos adaptadores se
instalan una serie de puertos
Un doble clic en esta opción le lleva a la siguiente ventana (aplicaciones cliente).
Inspeccione las propiedades del COM y asegúrese de que Conexión Segura está desactivado.
COM que supervisan el enlace con los otros dispositivos
Bluetooth. Estos enlaces están protegidos normalmente
contra accesos no autorizados al PC por el software de
instalación. Sin embargo, FlexiPanel no usa un enlace
protegido y por ello necesitará cambiar los parámetros
del Puerto COM del PC. En el panel de control pueden
56
encontrarse las configuraciones de Bluetooth, para
empezar.
Para estos y otros detalles sobre Bluetooth, lea
la FAQ en la dirección:
www.flexipanel.com/comports/index.htm
elektor
Listado 1 Código BS2p del robot rastreador
BackUp:
PULSOUT lPort, lMaxZ
PULSOUT rPort, rMaxZ
PAUSE 20
FwRvSp = 2
GOSUB CheckCompass
IF DataPin = 1 THEN ReadControls
GOTO BackUp
CheckCompass:
‘ only check every 50 pulses
CmpCount = CmpCount - 1
IF CmpCount > 0 THEN GoBack
CmpCount = 50
‘ Get compass direction in binary radians and in tenths of a degree
I2CIN SerPt, CmpIn, 1, [brad, degs.HIGHBYTE, degs.LOWBYTE]
‘ Send degrees value to bearing control (code generated by FlexiPanel Designer)
SEROUT TxPin\CTSPin, BaudM, [SetData, ID_Bearing, degs.LOWBYTE, degs.HIGHBYTE, 0, 0]
‘ Calculate position with Send binary radians value to bearing control
‘ (code generated by FlexiPanel Designer & cut’n’pasted)
IF FwRvSp = 1
xloc = xloc
yloc = yloc
ELSEIF FwRvSp
xloc = xloc
yloc = yloc
ENDIF
THEN
+ COS( brad
+ SIN( brad
= 2 THEN
- COS( brad
- SIN( brad
)
)
)
)
‘ if moving, send to trace
IF NOT FwRvSp = 0 THEN
SEROUT TxPin\CTSPin, BaudM, [AddRow, ID_Route_trace, yloc.LOWBYTE, yloc.HIGHBYTE,
xloc.LOWBYTE, xloc.HIGHBYTE ]
ENDIF
‘ return to motor control
GoBack:
RETURN
El resultado de usar FlexiPanel Designer puede verse en el recuadro What
do I with it: Simples botones para pulsar en un pocket PC o teléfono GSM,
y un mapa que devuelve el robot indicando dónde se ha desplazado.
Cuando la interfaz de usuario se ha
programado en el módulo del FlexiPanel, el programa a ejecutar, que se
muestra en el Listado 1, se ha cargado
en el BASIC Stamp. Después de la inicialización, el programa testea qué tipo
de pulso de control del motor se espera
que se emplee. Entonces, lee la brújula
y escribe la dirección en la pantalla de
ruta y en el indicador de rumbo.
Más acerca del
software del proyecto
Para realizar este proyecto, se necesitará lo siguiente:
1. Windows 2000 o posterior.
2. FlexiPanel Software Development
Kit (SDK).
3. Basic Stamp Editor (BSE).
4. FlexiPanel.
Algunas notas: El FlexiPanel Software
Development Kit SDK (anteriormente
elektor
conocido como FlexiPanel BASIC
Stamp Developer’s Kit) sólo funciona
con versiones recientes de Windows.
El SDK permite que se pueda diseñar
la interfaz de usuario en un PC, esto
es, tú decides los controles necesarios para el producto definitivo y su
aspecto en el dispositivo Bluetooth.
Con respecto al BSE, sólo se soportan
los Bs2, Bs2sx, Bs2e and BS2p. La
versión p es la preferida, debido a su
velocidad y al tamaño de su memoria.
Nótese que el Bs2p40 de 40 pines no
podrá acoplarse en cualquier Placa de
Entrenamiento (BoE) puesto que sólo
hay un zócalo de 24 pines.
Para Windows 95/98 puede descargarse gratuitamente una versión de
FlexiPanel, así como versiones para
MS Smartphone, Pocket PC, Java
para dispositivos JABWT y Palm OS.
su voltaje comience a decaer a niveles en los que la electrónica comienza
a ‘browning-out’.
El módulo FlexiPanel puede generar
una señal indicando que una unidad
remota se ha conectado. El robot
puede detenerse automáticamente si
se sale de la zona de cobertura de la
unidad remota. El funcionamiento de
la brújula electrónica depende fuertemente del metal que se sitúe en su
cercanía y de la existencia de corrientes continuas. Estos efectos pueden
contrarrestarse realizando una calibración local de la brújula.
Notas finales sobre
el proyecto de robot
rastreador
Descargas Gratuitas
El BoE-Bot se alimenta con cuatro
pilas AA, lo que en la práctica supone
que sólo duraran unas pocas decenas
de minutos antes de que se agoten o
(040186-1)
Direcciones Web
Parallax: www.parallax.com
FlexiPanel: www.flexipanel.com
Milford Instruments: www.milinst.demon.co.uk
Basic stamp (.bsp) and Flexipanel (.FxP)
programs for Tracking Robot,
Datalogger and Access Controller
projects. Full project documentation
(.doc). Fichero número: 040186-11.zip
PCB layout en formato PDF. Fichero
número: 040186-1.zip
www.elektor-electronics.co.uk/dl/dl.htm,
seleccionando el mes de publicación.
57
ada copia revisada copia revisada copia revisada co
Proteus VSM
también simula
microcontroladores
David Daamen
Dibujar esquemas, hacer diseños PCB y probar
el diseño. Actualmente todo esto se hace en un
PC. Los programas de simulación han alcanzado
tal nivel de sofisticación que incluyen co-simulación de microcontroladores en los diseños.
Proteus VSM de Labcenter Electronics es un
amplio paquete de software que ofrece características profesionales a un precio asequible.
58
El “Proteus Virtual System
Modelling” es un programa
que realiza simulaciones de
circuitos analógicos, digitales o incluso una mezcla de
ambos. Por supuesto, todo
ello comienza con la introducción de un diagrama del
circuito (“schematic capture”). En esta fase, se emplea el capturador de esquemas ISIS.
Del mismo fabricante, pero
como una herramienta separada, se emplea ARES para
el diseño PCB, que proporciona una impecable conexión con ISIS. Juntos, ISIS y
ARES componen la combinación tradicional que, a pesar
de todo, hace muy sencillo
pasar un circuito a PCB.
Naturalmente, se encuentran características como
verificación de la conectividad (electrical rule and connectivity check), un emplazador automático de componentes y un trazador de
pistas automático. En realidad, nada fuera de lo
corriente, ya que otros productos ofrecen unas funcionalidades similares.
En el caso de Proteus VSM,
es la parte de simulación la
que ofrece unas características poco usuales, incluyendo
una que no se había visto
hasta ahora en paquetes de
simulación/diseño de un precio asequible y es que los
elektor
pia revisada copia revisada copia revisada copia rev
microcontroladores pueden
ser incluidos en los circuitos.
Esta capacidad sí que está
presente en otros programas,
pero Proteus VSM es capaz
de simular el código que ejecuta el micro.
Una vez más, se puede
argumentar que no es un
rasgo innovador, pero aún
hay otra novedad. Durante
la simulación, se puede trabajar interactivamente con
los potenciómetros e interruptores del circuito como
si se tratase del circuito
“real” y el estado de los
LEDs o la información de los
LCD es visible de manera
inmediata. La característica
es rápida y es perfectamente posible generar señales periódicas con frecuencias dentro del rango
de audio a través de la tarjeta de sonido del PC.
Una pantalla táctil LCD
completa conectada a un
microcontrolador no sólo se
refresca durante la simulación, sino que también
puede controlarse usando
el ratón. Todo esto ocurre
virtualmente en tiempo
real. En un Pentium II a 300
MHz se puede simular un
sistema estándar 8051 a 12
MHz.
El simulador
El núcleo del simulador se
llama ProSPICE, una combinación de un simulador analógico y un simulador digital
rápido controlado por eventos, lo que permite que una
mezcla de electrónica digital
y analógica (un circuito de
tipo mixto) se pueda simular
sin problemas.
La ventaja de SPICE es que
los modelos de componentes
que suministran los fabricantes pueden añadirse rápida y
fácilmente. De cualquier
manera, Proteus VSM se
suministra con unos 6.000
modelos de SPICE.
elektor
La simulación también emplea “modelos animados”,
animaciones gráficas que
pueden cambiar de aspecto
durante la simulación, por
ejemplo, para indicar la dirección del flujo, o mostrar que
una bombilla efectivamente
se enciende. También es
posible definir nuestros propios modelos (animados), en
principio sin necesidad de
programarlos.
Se suministra un Kit de Desarrollo de Software (SDK) documentado, lo que permite
crear modelos en forma de archivos DLL.
Medidas
Los ensayos virtuales implican medidas virtuales, no
sólo usando simples voltímetros y amperímetros, sino con instrumentos más
avanzados como osciloscopios, generadores de funciones, generadores de modelos, contadores y terminales asíncronos. Hasta donde
corresponde a la operación y
opciones, estos son simplemente “instrumentos”, tal y
como se pueden ver sobre
un banco de pruebas. Un
“extra” muy útil es la posibilidad de mostrar el nivel
lógico de cualquier conexión
o unión del circuito en tiempo real usando un punto de
color.
Medidas más avanzadas como representaciones gráficas
o medidas de respuesta en
frecuencia, ruido y análisis de
distorsión pueden realizarse
con la utilidad “Advanced
simulation option”.
Cosimulación de
microcontroladores
El VSM es capaz de unir dos
simulaciones: una del programa que se ejecuta en el
interior del microprocesador
y la otra de la totalidad de
la electrónica alrededor del
micro. Por ejemplo, cuando
el
procesador
escribe
código en un puerto supone
los correspondientes cambios de nivel lógico en el circuito. Y a la inversa, si un
(sub)circuito cambia un
nivel lógico, entonces el
programa simulado lo advertirá.
Los modelos incluidos en el
VSM soportan no sólo simples puertos de entrada/
salida, sino también interruptores, temporizadores,
USARTs, etc. (dependiendo
por supuesto del procesador
que se esté simulando).
Incluso es posible incluir
múltiples procesadores en el
circuito, solamente es una
cuestión de trazar unas
pocas líneas para conectar
los chips implicados.
En el momento de escribir
este artículo, existen versiones de Proteus VSM para
Stamp BASIC, PIC, AVR HC11
y procesadores 8051.
Dependiendo de la familia
del microprocesador elegida, y de las herramientas
de programación disponibles, es incluso posible
transitar por código escrito
en lenguajes de alto nivel
como C.
Recomendamos encarecidamente Proteus VSM a aquellos diseñadores que trabajen
con frecuencia en circuitos
que contengan electrónica
digital y analógica conjuntamente.
El precio de Proteus VSM
depende de la familia de
procesadores, extensiones
opcionales y el uso que se
pretenda dar, comercial o
educativo.
Labcenter Electronics,
53-55 Main Street,
Grassington BD23 5AA, UK.
Tel. (+44) 1756 753440,
fax (+44) 1756 752857.
www.labcenter.co.uk,
[email protected]
Depuración
Puesto que el diseño del circuito de un microprocesador
o microcontrolador raramente
se termina y aprueba en un
intento, el proceso de
“debugging” o eliminación
de errores sigue siendo
esencial.
De manera comprensible,
Proteus VSM le presta
mucha atención al asunto.
En particular, la herramienta
de simulación paso a paso
será bienvenida por los diseñadores.
Exactamente igual que con
un depurador software que
se usa habitualmente, el código del microprocesador
puede ejecutarse línea por
línea. Sin embargo, en este
caso, pueden observarse los
resultados de la ejecución
del programa del microprocesador sobre la totalidad
del circuito en vez de sobre
el micro de forma aislada.
59
GUÍA DEL COMPRADOR
Un sin fin de lecciones
de componentes...
La mayoría de los fabricantes de componentes también
suministran microcontroladores. La gran cantidad de
versiones disponibles y su creciente flexibilidad no hacen
nada fácil la elección para encontrar el microcontrolador
correcto para nuestra aplicación específica.
DE MICROCONTROLADORES
La comparación y la valoración de las especificaciones de
los microcontroladores es bastante subjetiva, ya que no es
posible dar unas reglas rápidas y severas para todo aquel
que desee elegir el mejor microcontrolador para un trabajo
determinado. En la mayoría de los casos, el punto de inicio
será la aplicación actual con sus requerimientos específicos. Este artículo no intenta dar un listado resumido de los
miles de microcontroladores diferentes que existen en el
mercado, sino más bien hacer una selección resumida, con
el criterio de ayudar a nuestros lectores a reducir el número
de microcontroladores que podrían utilizar, desde los más
maravillosos hasta los más manejables.
Velocidad
La velocidad de un microcontrolador no depende sólo de la
máxima frecuencia de reloj de la CPU y el generador de reloj
(cristal de cuarzo). También debemos tener en cuenta el
número de ciclos de reloj que el microcontrolador utiliza para
ejecutar una instrucción, así como el lenguaje de programación empleado (el lenguaje ensamblador puede ser varias
veces más rápido que un lenguaje de alto nivel). Dependiendo de la frecuencia de reloj, los controladores universales
son los más adecuados para aplicaciones que trabajen en el
rango de los megahercios (procesamiento de vídeo).
Memoria de programa
El programa que tiene que ejecutar el microcontrolador se
almacena en una memoria no volátil. Una memoria interna
del tipo EPROM OTP solamente puede grabarse una vez,
por lo que, normalmente, durante la fase de desarrollo del
programa se utilizan microcontroladores más caros que disponen de memoria Flash interna. La memoria Flash puede
grabarse en segundos y, con la misma sencillez, también
puede borrarse. Esta tarea se realiza mediante un programador o una programación en el propio circuito impreso
(ISP). Hoy día, el tamaño de una memoria de programa
interna convencional está en el rango de 0 a 1.024 Kbytes
de memoria Flash (quizás incluso más).
Los microcontroladores que disponen de una pequeña ventana para el borrado de la memoria EPROM, utilizando luz
ultravioleta, están ya obsoletos. Del mismo modo, actualmente sólo se emplean las memorias EPROM externas con
ventanas en el caso de que estemos trabajando con programas muy largos. La memoria RAM Flash ha incrementado su uso en lugar del tipo de memoria EPROM.
Memoria EEPROM
Cuando las variables del programa tienen que almacenarse,
incluso si el microcontrolador está desconectado completamente, la memoria EEPROM no volátil, interna o externa, es
la que se usa más frecuentemente. Contrariamente a lo que
la mayoría de la gente cree, el número de operaciones de
escritura que soporta una memoria EEPROM no es infinito.
En general, las memorias EEPROM externas se conectan
al microcontrolador a través de un bus de dos hilos.
elektor
Estas memorias se utilizan normalmente cuando ciertos
datos específicos de la aplicación (como valores de calibración), tienen que ser leídos al inicio del programa.
Memoria RAM
La memoria RAM se emplea para almacenar variables durante
la ejecución del programa. La memoria RAM interna de los
microcontroladores está normalmente limitada a 4 KBytes y los
requerimientos actuales normalmente son bastante inferiores.
También es posible utilizar una memoria RAM externa.
Entradas/Salidas Digitales (E/S)
El número de líneas de E/S digitales que podemos necesitar
en nuestra aplicación específica tiene que ser fácil de definir.
Sin embargo, si los recursos internos del microcontrolador son
un poco limitados, las líneas de E/S también pueden usarse
para conectar circuitos periféricos. Para aplicaciones sencillas
disponemos de una gran variedad de selección de microcontroladores que soportan unas pocas líneas de E/S (por ejemplo, los componentes “Tiny” de la casa Atmel, que tan sólo
disponen de 8 terminales). En algunos casos, se requieren
puertos completos en modo paralelo y estos son los momentos
en los que no podemos evitar utilizar esas "bestias" que tienen tantos terminales y que son tan difíciles de soldar.
Temporizadores / Contadores
Si un programa tiene períodos de medida o contadores de
eventos, quiere decir que el microcontrolador que dedicamos debe tener temporizadores y/o contadores internos.
Afortunadamente, la mayoría de los modelos actuales de
microcontroladores contienen hasta 3 temporizadores y
contadores, cada uno de ellos de 8 ó 16 bits, que están
bajo el control estricto de los registros internos. Los temporizadores y contadores también son necesarios para generar
una señal de reloj independiente (PWM, UART).
El temporizador de vigilancia es un caso especial. Este
dispositivo se configura a un intervalo determinado por
el programa que se está ejecutando, teniendo una señal
de reinicio en todas las veces.
Interrupciones externas
No sólo los temporizadores y los contadores generan
interrupciones. Cuando un evento externo tiene que detener la ejecución del programa principal y forzar la ejecución del servicio de una subrutina, se dispone de una o
dos entradas externas de interrupción en la mayoría de
los microcontroladores para este propósito.
Interfaces
Siempre será muy útil disponer internamente en los microcontroladores que elijamos de algunos de los interfaces
estándares definidos en la industria, como pueden ser I2C,
I2S, SPI, CAN, USB, LIN y uno más para la tradicional pantalla LCD. Es verdad que algunos de estos interfaces pueden
ser emulados en el propio programa, pero si lo intentamos
61
nos daremos cuenta que ello requiere una gran cantidad de
tiempo, a la vez que nos obliga a profundizar en los conocimientos de programación del código ensamblador.
Circuitos analógicos
La mayoría de los microcontroladores suelen proporcionar prestaciones como la de interfaces integrados para
el mundo analógico. Estos interfaces incluyen conversores analógicos/digitales (con resoluciones diferentes y
multiplexores analógicos enfrente de los mismos), contadores analógicos e incluso amplificadores operacionales
(con salida a un terminal).
Modos de funcionamiento
También es interesante comprobar si un microcontrolador
puede trabajar con un circuito alimentado a través de
una batería. Así, un cierto número de pequeños circuitos
internos del microcontrolador pueden conectarse en su
modo de "reposo", para ahorrar energía.
Facilidad de programación
Cuando el controlador dispone de una interfaz ISP,
quiere decir que puede programarse en el propio circuito que lo aloja. Si no es así, necesitaremos disponer
de un programador más o menos complejo. Un controlador que no disponga del bus ISP y que esté soldado al
circuito, no podrá programarse de nuevo sin tener que
realizar una gran labor de montaje y desmontaje.
Prestaciones especiales
Existen microcontroladores que solamente son adecuados para una aplicación específica, por ejemplo, la de
control de motores, DSP y contadores con una sección
de entrada de RF. Si estamos planificando trabajar con
este tipo de aplicaciones, estos dispositivos especiales
pueden ser la mejor opción a considerar.
Precio, disponibilidad y encapsulado
El precio de un microcontrolador es demasiado importante
si estamos haciendo un único proyecto o una pequeña
serie de un proyecto. Sin embargo, siempre nos puede fastidiar bastante si, finalmente, hemos encontrado el modelo
ideal para nuestra aplicación y descubrimos que el circuito
integrado solamente está disponible en cantidades de
10.000 y que se entrega directamente desde Corea. El
encapsulado del microcontrolador de nuestros sueños también es un factor importante. Después de todo, ¿quién es
capaz de soldar de manera manual el encapsulado plano
de 256 terminales a una distancia inferior al milímetro?
Sistemas de desarrollo y empresas
Este apartado tiene un interés marcado para aquellos desarrolladores semiprofesionales. Si estamos realizando nuestro programa en lenguaje ensamblador, cada nueva familia de microcontroladores con los que estemos dispuestos a trabajar implicará el uso y el aprendizaje de un nuevo lenguaje. Si no nos
gusta hacer esto, la alternativa será trabajar con los mismos
controladores durante años o hacer una inversión en compiladores de lenguaje de alto nivel como C, Pascal o Basic. Estos
productos normalmente son adecuados para varios controladores, aunque su tendencia es la de generar bastante más
código que el que se consigue con el lenguaje ensamblador.
Esto tendrá que añadirse al coste de un sistema de desarrollo. Para algunas familias de microcontroladores, los
fabricantes ofrecen entornos de desarrollo que suelen ser
gratuitos, mientras que para otros tendremos que buscar
en nuestro bolsillo a ver de cuánto disponemos. En particular, los programadores comerciales que vienen con
elementos complejos (zócalos para los controladores)
pueden tener unos precios bastante elevados.
(040286-1)
Panorama General de Fabricantes
de Microcontroladores
Familias de 4-, 8-, 16-, 32- y 64 bits
Altera - www.altera.com
32-bits: EPXAxxx (ARM V4T), Nios (Nios)
Analog Devices - www.analog.com
8-bits:
ADuC8xx (8051)
AMD - www.amd.com
32-bits: Au1x00 (MIPS)
Cirrus Logic - www.cirrus.com
32-bits: CS89712, EP73xx, EP93xx, PS7500xx (ARM)
Atmel - www.atmel.com
Cybernetic Micro Systems www.controlchips.com
8-bits:
P-51 (8051)
4-bits:
8-bits:
16-bits:
Cygnal Integrated Products - www.cygnal.com
8-bits:
C8051Fxxx (8051)
T48C510, ATAxxx (MARC-4)
AVR (AVR), AT89xxxx (8051), Mega AVR (AVR)
C251 (8051), AT91xxxx (ARM)
ARC International - www.arc.com
32-bits: ARC501 (ARCompact), ARC7xx, ARC6xx,
ARCtangent (RISC)
62
ARM - www.arm.com
32-bits: ARM10xx, ARM11xx, ARM7xx, ARM9xx,
SCxxx, MPCore (ARM)
Cypress Microsystems www.cypressmicro.com
8-bits:
CY8C2xxxx (M8C)
elektor
Dallas Semiconductor
(Maxim Integrated Products) www.maxim-ic.com
8-bits:
DS2xxx, DS5xxx, DS80Cxxx, DS87Cxxx,
DS89Cxxx, MAX765x (8051)
Fujitsu Microelectronics - www.fujitsu.com
8-bits:
MB89xxx (F2MC-8L)
16-bits: MB90xxx (F2MC-16)
32-bits: MB91xxx (FR)
IDT - www.idt.com
32-bits: RC32xxx (MIPS)
Infineon Technologies - www.infineon.com
8-bits:
C5xx, C868 (8051)
16-bits: C16xxx (C166 v1), XC16xxx (C166 v2)
32-bits: TC11IB, TC19xx (TriCore V1.3), TC17xx
(TriCore V1.2)
Rabbit Semiconductor www.rabbitsemiconductor.com
8-bits:
Rabbit 2000, Rabbit 3000 (Z80/180)
Renesas Technology - www.renesas.com
4-bits:
M45xx (720), H4xxx (HMCS400)
8-bits:
M38xx, M78xx, M3754x, H8/380xx (H8)
16-bits: M77xx, M79xx (740), H8/30xxx (H8),
H8S2xxx (H8S), M16C/xx, M32C/xx
(M16C), H8/36xx, H8SX/1xxx (H8)
32-bits: SH-xxxx (SuperH), M321xx (RISC)
Silicon Storage Technology - www.sst.com
8-bits:
SST89xxxx (FlashFlex 51)
Sharp Microelectronics - www.sharpsma.com
16-bits: LH754xx (ARM)
32-bits: LH7952x, LH7A4xx (ARM)
Intel - www.intel.com
8-bits:
8xC251x, 8xC51xx (MCS51)
16-bits: 80C18x, 8xCx96xx (=MCS-x96xxx)
32-bits: 80960 (i960), IXC1100, IXP4 (StrongARM v5TE)
STMicroelectronics - www.stm.com
8-bits:
ST62xx (ST6), ST72xxx, ST7FLite (ST7),
uPSD3xxxx (8032)
16-bits: ST10xxxx (80C166), ST92Fxxx (ST9),
STR7xxx (ARM)
32-bits: ST40RA (SH4)
Microchip Technology - www.microchip.com
8-bits:
PIC12xxx, PIC14xxx, PIC16xxx, PIC17xxx,
PIC18xxx, rfPIC (PIC micro)
16-bits: dsPICxxxx (Modified Harvard RISC)
SuperH - www.superh.com
32-bits: SH-4xxx (SuperH)
64-bits: SH-5xxx (SuperH)
MIPS Technologies - www.mips.com
32-bits: 4Kxx , M4K, 24Kx (MIPS)
64-bits: 20k, 10Kx, 5Kx (MIPS)
Motorola Semiconductor - www.freescale.com
8-bits:
MC68Hxxx (HC0x)
16-bits: HCS12x, M68HCxx (HCS12)
32-bits: 68300 (68K), MCF5xxx (ColdFire),
Mcore xxx (RISC), MAC7xxx (ARM),
MPC5xxx (PowerPC)
National Semiconductor - www.national.com
8-bits:
COP8xxxx (Modified Harvard RISC)
16-bits: CR16xxxx (Compact RISC)
NEC Electronics - www.necel.com
8-bits:
78K0S/Kx1, 78K0/Kx1 (NEC K)
32-bits: v850ES/Kx1 (v800)
64-bits: VR41xx, VR5xxx (MIPS)
Oki Semiconductor - www.okisemi.com/us
4-bits:
MSM6318xx, MSM6415xx (nX)
32-bits: ML67xxxx (ARM7TDMI)
Philips Semiconductors www.semiconductors.philips.com
8-bits:
P8xC5x, P89LPC9xx, P8xLPC76x (8051)
16-bits: PXAxxx (XA)
32-bits: LPC2x0x (ARM7)
elektor
Tensilica - www.tensilica.com
32-bits: Xtensa V, Xtensa LX (Xtensa)
Texas Instruments - www.ti.com
16-bits: MSP430xxxx (MSP), TMS470 (ARM)
Toshiba America Electronic Components http://chips.toshiba.com
8-bits:
TMPx8xxxx (TLCS)
16-bits: TMP96xxxx, TMP91xxxx, TMP95xxxx,
TMP93xxxx (TLCS)
32-bits: TMP92xxxx, TMP94xxxx (TLCS), TMPR19xxx,
TMPR39xxx (MIPS)
64-bits: TMPR49xx, TMPR99xx (MIPS)
Triscend - www.triscend.com
8-bits:
E5 (8051)
Ubicom - www.ubicom.com
8-bits:
SXxxxx, IP2012/2022 (MASI)
32-bits: IP3023 (MASI V2)
Xemics - www.xemics.com
8-bits:
E88LC0x (RISC)
Xilinx - www.xilinx.com
32-bits: PowerPC 405 (PowerPC)
Zilog - www.zilog.com
8-bits:
eZ80xxx, Z8xxxx, Z8Fxxx, Z8 Encore! (Z80/180)
63
sos circuitos impresos circuitos impresos circuitos imp
C
C
C
C
C
C
030448-1
030217-1
(C) ELEKTOR
Amplificador Clase-T 2x300 W
030217-1L1
040186-1
Control remoto por Bluetooth
040186-L1
Navaja del Ejercito Suizo
030448-1L1
Todos los circuitos están a tamaño real (100%)
excepto indicación en contra.
64
elektor
es servicio lectores servicio lectores servicio lectores
NOVIEMBRE 2004
Código
Precio
(€)
030217-91
59,00
040248-1
040248-11
040248-41
26,00
9,00
16,00
030448-1
030448-11
030448-41
17,71
12,12
48,00
030178-11
030178-41
9,12
19,00
044034-11
9,12
030060-91
044026-91
044026-92
044026-1
119,00
78,00
195,00
20,00
020336-1
020336-11
16,45
9,12
030320-11
9,12
030403-1
030403-11
030403-41
20,19
9,12
40,02
030209-11
030209-41
9,12
27,41
030385-1
29,00
020046-1
020046-2
020046-3
020046-11
020046-41
16,00
14,00
12,50
9,00
52,00
030371-11
030371-41
9,00
33,00
020148-1
020148-11
16,00
9,12
030402-1
030402-11
030402-41
20,00
9,12
38,50
020416-1
16,50
030365-1
030365-11
17,00
9,00
020434-1
020434-11
020434-41
14,40
9,00
27,41
020382-11
020382-41
9,00
16,24
030136-1
030136-11
030136-41
17,50
9,00
15,00
030096-11
030096-41
9,11
28,36
020163-11
020163-41
14,02
25,94
E294 NOVIEMBRE 2004
Amplificador Clase-T 2x300 W:
- Placa amplificador con SMD premontado; núcleos para L1 y L2
Dado rodante:
CONDICIONES GENERALES
Los circuitos impresos, carátulas autoadhesivas, ROMs, PALs, GALs, microcontroladores y disquetes que aparecen en las páginas de ELEKTOR se encuentran a disposición de los lectores que lo requieran. Para solicitarlos es necesario utilizar el cupón de pedido que se encuentra en las páginas anexas.
Este mismo cupón también puede utilizarse para efectuar pedidos de los libros de la colección de ELEKTOR (en
versión original inglesa).
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limitación de espacio no se garantiza la publicación de todos los circuitos. En estos casos los lectores interesados pueden solicitar los diseños, utilizando el mismo cupón de pedido y les serán enviados a su domicilio contra reembolso de 500 pts. (incluidos gastos de envio).
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Los precios y las descripciones de los diferentes productos estan sujetos a cambios. La editorial se reserva el
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- Set de PCB’S (6 caras)
- Disco, código fuente y hex
- AT89C2051-12PI, programado
Cuchillo del Ejercito Suizo:
- Set de PCB’S: MCU, RS232, USB
- Set de discos (a+b), todo el software del proyecto
- AT89S8252-24PC, programado
E293 OCTUBRE 2004
Analizador R/C:
- Disco, PIC código fuente
- PIC16F627-4/CP, programado
Convertidor USB Controlado a través de HTML:
- Disco, programas ejemplo
E292 SEPTIEMBRE 2004
Micro Servidor Web con placa MSC1210:
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lectores pueden formular pedidos por teléfono llamando al número 91 327 37 97 de lunes a viernes en horario
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las demandas. Los gastos de envio serán abonados por el comprador, tal como se indica en el cupón.
- Placa microprocesador, ensamblada y comprobada
- Placa de expansión de red, ensamblada y comprobada
- Paquete combinado (incluyendo 030060-91 + 044026-91 y todos los artículos)
- Placa de expansión de red, sólo PCB
E291 AGOSTO 2004
Multi Programador:
- PCB
- Disco, firmware y código fuente
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El pago puede realizarse mediante cheque conformado de cualquier banco residente en territorio español, giro
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Nunca se deberá enviar dinero en metálico con el pedido. Los cheques y los giros postales deben ser nominativos a la orden de VIDELEC S.L.
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COMPONENTES UTILIZADOS EN LOS PROYECTOS
Todos los componentes utilizados en los proyectos ofrecidos en las páginas de la Revista se encuentran generalmente disponibles en cualquier establecimiento especializado o a través de los anunciantes de este ejemplar.
Si existiera alguna dificultad especial con la obtención de alguna de las partes, se indicará la fuente de suministro en el mismo artículo. Lógicamente los proveedores indicados no son exclusivos y cualquier lector podrá
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Pocket Pong:
- Disco, software PIC
Router de vías:
- PCB
- Disco, software PC Y PIC
- PIC16F877-20/P, programado
Operador Silencioso:
- Disco, PIC software
- PIC16F84-10P, programado
E290 JULIO 2004
Diseño de Nuestro Propio Circuito Impreso:
- PCB
Preamplificador de Gama Alta Controlado Digitalmente (2):
- PCB placa principal
- PCB placa de relés
- PCB placa de alimentación
- Disco
- PIC18LF452-I/L, programado
Medidor de Velocidad y Dirección del Viento:
- Disco, software del proyecto
- PIC16F871, programado
E289 JUNIO 2004
Construya su Propio Receptor DRM:
CONDICIONES GENERALES DE VENTA
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Devoluciones: Aquellos envios que se encuentren defectuosos o con la falta de alguno de los componentes
podrán ser devueltos para su reposición, solicitando previamente nuestro consentimiento mediante llamada
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por nuestra cuenta el gasto de envio de la devolución, debiéndolo hacer así constar el remitente en su oficina
postal. A continuación se le enviará nuevamente el pedido solicitado sin ningún gasto para el solicitante.
En cualquiera de los casos anteriores, solo se admitirán las devoluciones en un plazo de tiempo de 14 dias
contados a partir de la fecha de envio del pedido.
Patentes: Algunos de los circuitos o proyectos publicados pueden estar protegidos mediante patente, tanto en
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Limitación de responsabilidad: Todos los materiales suministrados a los lectores cumplen la Normativa
Internacional en cuanto a seguridad de componentes electrónicos y deberán ser utilizados y manipulados
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pos la inadecuada manipulación de los materiales enviados.
- PCB
- Disco, proyecto ejemplo
Caja De Música y el Sonido de Pandora:
- PCB
- PIC16F871/P, programado
Explorador de VHF de Banda Baja:
- PCB
E288 MAYO 2004
Construya su Propio Receptor DRM:
- PCB
- Disco, programa DRM.exe
Cerradura Codificada:
- PCB
- PIC16F84A-4P, programado
Multicanal Seguro para Modelos Controlados por Radio:
- Disco, código fuente
- AT89C52-24JI, programado
Medidor de Frecuencia Multifunción:
- PCB
E287 ABRIL 2004
Reloj Digital con Alarma:
CONSULTORIO TECNICO
Existe un Consultorio técnico telefónico gratuito a disposición de todos los lectores. Este sevicio se presta
todos los lunes y martes laborables en horario de 17 a 19 h.
El número de teléfono para consultas es el 91 375 02 70.
elektor
- Disco, PIC código fuente y hex
iAccess:
- Disco set, código fuente y control
65
res servicio lectores servicio lectores servicio lector
✂
✂
CUPON DE PEDIDO
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ADELTRONIK
Apartado de Correos 35128
28080 Madrid
ESPAÑA
Nombre
Domicilio
Tel. 91 327 37 97
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Tel.
Fax
Fecha
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microcontroladores y disquetes indique el número de código y la descripción.
Cant. Código
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Total
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Sub-total
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Total
3
Nº 0182-4919-74-0202708815
❏
Fecha de caducidad:
Firma:
Número de tarjeta:
Código
Precio
(€)
020435-1
16,00
030214-11
030214-41
9,12
11,49
Sencillo Inversor de Tensión de 12V a 230V:
- PCB
Conmutador Controlado por Tacto:
- Disco, PIC código fuente
- PIC12C508A04/S08, programado
E286 MARZO 2004
030076-1
030076-11
14,44
9,12
E283 DICIEMBRE 2003
030066-1
030066-11
19,03
31,74
- PCB, generador
- PCB, control/alimentación
- AT90S8515 8PC, programado
030168-1
030168-11
030168-41
33,00
9,12
15,02
E285 FEBRERO 2004
034044-1
19,00
020350-11
020350-41
9,12
24,52
020127-11
9,12
020395-11
9,12
030204-1
16,24
Cronómetro de Proyectos:
- Disco, códigos fuente y objeto
- PIC16F84-10P, programado
Descubriendo el motor paso a paso (II):
Generador de Reloj Universal:
66
9,00
- PCB
- Disco, códigos hex y software Windows
- PIC16C765, programado
020374-1
020374-11
020374-41
14,00
9,00
25,00
020299-1
020299-2
020299-41
22,00
23,00
57,00
020290-1
17,00
020295-11
020295-41
020295-42
9,12
28,37
25,70
020294-1
020294-11
020294-41
22,00
9,12
27,50
030060-2
14,00
Generador de Señal de RF con DDS:
Detector de metal por inducción balanceada:
- PCB
Generador de imágenes ATV:
Interruptor remoto mediante teléfono DTMF:
- PCB
- PIC16F84A-20/P, programado
Display de Cristal Líquido con Bus I2C:
Enlace RS232 sin hilos:
- PCB
020407-11
E282 NOVIEMBRE 2003
Receptor de Control Remoto en FM:
- PCB
- PCB
- 89C2051-12PC, programado
Conversor USB analógico:
Ruleta a Diodos Led:
- PCB
- 89C2051-12PC, programado
33,00
9,00
16,00
Contador de revoluciones para modelos de radio-control:
17,45
9,12
18,66
11,38
Codificador FMS para Simulador de Vuelo:
- PCB
- 87LPC767BN, programado
024111-1
024111-11
024111-41
E284 ENERO 2004
030042-1
030042-11
030042-21
030042-31
Registrador Climático:
- PCB
- Disco, software Windows
Precio
(€)
Visualizador de Texto con Desplazamiento:
Placa flash 64-K 80C552:
- PCB
- Disco, misc. software del proyecto
- 29F010, programado
- GAL 16V8D15QP, programado
Código
- PCB
elektor
es servicio lectores servicio lectores servicio lectore
Código
Precio
(€)
010202-1
010202-11
010202-41
17,00
9,12
44,00
030060-91
68,00
020383-1
020383-2
020383-3
22,00
21,00
19,00
020403-11
9,46
034050-1
18,33
030030-1
030030-11
14,60
9,46
034039-1
16,79
020293-11
020293-41
9,29
14,33
034036-1
17,50
020365-11
10,00
020337-11
020337-41
9,46
12,09
030026-1
030026-2
030026-11
030026-41
15,40
16,70
9,46
29,43
020308-11
020308-41
9,46
24,40
020114-1
020114-11
16,79
9,46
020115-11
020115-41
9,46
24,89
010103-1
010103-11
010103-21
010103-22
010103-31
25,55
9,46
19,36
19,36
9,30
020296-11
020296-41
9,40
26,00
012013-11
012013-21
9,40
28,00
020071-1
020071-2
28,40
18,80
Código
Precio
(€)
020181-1
27,00
020170-11
020170-41
10,00
23,50
020085-1
020085-11
020085-41
27,00
10,00
20,60
010134-1
010134-2
010134-11
010134-41
17,00
22,00
10,00
15,00
020032-1
020032-11
020032-41
32,00
10,00
31,28
020054-2
16,46
020144-1
020144-11
020144-41
15,00
10,00
32,00
020036-1
020036-11
020036-41
38,00
10,00
32,00
020054-1
16,00
020005-1
020005-11
020005-41
23,00
11,14
70,24
020110-1
27,00
020157-1
25,00
020133-1
020133-11
12,00
10,00
010113-1
010113-2
010113-11
010113-41
17,00
25,00
10,00
43,00
020307-11
10,00
PICProg 2003:
- PCB
- Disco, software Windows
Central de Medida de Precisión (2):
- Placa ensamblada y comprobada
Preamplificador a válvulas (I):
- PCB, placa amplificador
- PCB, placa alimentación
- PCB, placa I/O
E281 OCTUBRE 2003
Selector de Disco Duro:
- PCB
Herramienta de Programación para el ATtiny 15:
- PCB
E280 SEPTIEMBRE 2003
Adición de un destello:
- PIC12C509A-04/SM, programado
Programador AT90S2313:
- PCB
Mini display para texto en movimiento:
E279 AGOSTO 2003
Tenis TV con AVR:
- PCB principal
- PCB pulsadores
- Disco, código fuente AVR
- AT908515, programado
Agenda electrónica de bolsillo:
- Disco, software PC y controlador
- AT90S2313-10PCprogramado
Controlador LCD de bajo coste (ii):
- PCB
Control de luz nocturna:
Tarjeta de desarrollo XA Universal (II):
- PCB
- Disco, código GAL, EPROM, XADEV
- EPROM IC8, 27C256-90, programado
- EPROM IC9, 27C256-90, programado
- GAL 16V8, programado
E278 JULIO 2003
Temporizador descendente:
- AT90S1200, programado
Grabador de audio USB:
- Disco, código EPROM
- EPROM 27C512, programado
010131-1
010131-4
25,34
44,70
010059-1
010059-11
36,00
9,00
020054-4
21,00
020054-3
19,40
Pico PLC:
Simple chip para Control de Tono:
- PCB
E276 MAYO 2003
Fuente de Alimentación Conmutada de 17 V/10 A:
- PCB
020126-1
020126-11
020126-41
19,00
10,00
32,00
020351-1
020351-11
27,36
10,00
Sistema de Desarrollo AVRee:
- PCB
- Disco, programas ejemplo
elektor
- PCB
- Disco, programa demostración
Sistema de Altavoces Activo (II):
- PCB
Medidor de Capacidad con Escala Automática:
- PCB
- PCB
E274 MARZO 2003
Sistema de altavoces activo (I):
- PCB
Lanzador de Dado RPG Electrónico:
- PCB
Ahuyentador de roedores:
- PCB
Conectores de red controlados SMS:
- PCB
E273 FEBRERO 2003
Interface CompactFlash para sistemas de microcontrolador:
- PCB
- Disco, código fuente de la demo
Bus DCI:
- PCB, conversor
- PCB, terminal
- Disco, software del proyecto and código fuente
Ampliación de líneas y ADC:
Dispositivo de bloqueo programable para números de teléfono:
- PCB
- AT89C2051-1, programado
020106-1
020106-11
020106-41
25,00
10,00
13,00
020178-1
22,00
024066-1
024066-11
024066-31
18,50
10,00
10,00
012019-11
012019-41
10,00
40,00
020189-1
18,50
012016-1
012016-11
012016-41
20,00
10,00
21,00
020138-1
18,50
E272 ENERO 2003
Emulador de EPROM:
- PCB
- Disco, listado JEDEC GAL
- GAL 16V89, programado
Linterna a LED:
- PIC12C672-04/SM, programado
Comprobador de Nivel de Audio:
Unidad de conmutación complementaria para modelismo R/C:
- PCB
- PIC16C712-041/SO, programado
E275 ABRIL 2003
- PCB
Controlador de luces de discoteca de 8 canales:
- PCB
- Disco, programa de test
- PCB, controlador
- PCB, placa LED
- AT89C2051-12PC, programado
Codec de audio USB con S/PDIF:
E277 JUNIO 2003
- PCB
- 87C750 or 87C71, programado
- PCB
- 87LPC764BN, programado
- Disco, programas BASCOM-51
Amplificador Final a Válvulas (2):
- Placa amplificador (1 canal)
- Placa fuente alimentación
Sustitución del SAA3049:
Reloj de arena electrónico:
Control Remoto de Luz con Regulador de Intensidad:
- AT89C2051-12, programado
- MSP430F1121, programado
Analizador Lógico 20/40 MHz:
Amplificador de coche en puente cuádruple:
- PCB
- PCB
Temporizador Inteligente para Ventilador:
Desplazamiento de luces bicolor:
Mini Generador de Carta de Ajuste:
Caja de conmutación con efectos de guitarra:
- PCB
Monitorizador telefónico de bebé:
- PCB
Adaptador para Diagnóstico de Vehículo:
- PCB
67
Amplificador Clase-T
Ton Giesberts
Una etapa de salida modulada por anchura
de pulso con características hi-fi es algo
especial. Nosotros ya hemos descrito
varios aspectos de este diseño en
números anteriores. Siguiendo
en esa línea continuamos
con una descripción de
cómo construir este
potente montaje
para la casa.
elektor
2x300 W
El amplificador modulado por anchura
de pulso del que hablamos aquí está
basado en el integrado driver TA3020
de Tripath. El término ‘modulado por
anchura de pulso’ puede dar lugar a
asociaciones negativas, que en este
caso están fuera de lugar. Las característica técnicas son excelentes, y el
amplificador es ciertamente tan bueno
como cualquiera de los modelos de
mayor rango que hay en el mercado.
Para hacer la construcción tan fácil
como sea posible para todos los lectores
de Elektor, podemos conseguir la placa
de circuito impreso para este proyecto
con todos los componentes SMD ya
colocados a un precio muy atractivo.
No olvide que en una placa de circuito
impreso hay integrado un completo
amplificador estéreo de 2 x 300 W.
Componentes
especiales
Antes de comenzar la compra de componentes de forma entusiasta, deberíamos hacer énfasis en que no se puede
integrar un doble amplificador de 300
W en una caja realizada con materiales
estándar. Cuando toda esta potencia
está en ejecución, incluso la fuente de
alimentación debe tener unos requisitos
especiales. Además de eso, estamos
tratando con un amplificador de modo
conmutado. Eso hace que la placa del
circuito y la calidad de los componentes sean especialmente importantes.
Para evitar problemas potenciales,
necesitamos saber los requerimientos
impuestos por los distintos componentes antes de comenzar el montaje o
ensamblaje de la placa del circuito para
este amplificador final.
La mayoría de componentes se puede
obtener del catálogo de Farnell y varios
en marcas tales como C-I Electronics y
Geist Electronics que ofrecerá kits completos para este ampificador. Es esencial para algunos de los componentes
elektor
Construcción
de la placa del
amplificador (II)
que sean de tipo SMD, debido a las
características de los SMDs y a los cortos caminos de señal (pistas) que se
pueden hacer con ellos. Sin embargo,
esto no significa que el proceso de soldadura sea un problema, porque todos
los SMDs ya están fijados en la placa.
Los núcleos de ferrita de las bobinas
también están incluidos en la placa de
circuito impreso (dos por placa). El bobinado con cable de cobre esmaltado de
1,5 mm requiere unos dedos fuertes,
pero diremos más sobre esto más tarde.
Desacoplado
La sección que requiere mayor atención
con este amplificador es la interferencia
que se puede generar rápidamente conmutando grandes corrientes. La placa
de circuito, por tanto, se ha diseñado de
tal forma que las pistas que llevan grandes corrientes tienen un menor acoplamiento con el resto del circuito. Además,
las tensiones de alimentación están
siempre desacopladas localmente, en lo
que se refiere a mantener los bucles en
subcircuitos que lleven corrientes tan
grandes como sea posible.
En particular, este desacoplo lo proporciona C5, C18, C32, C33, C36 y
C37 para los transistores de salida.
Nosotros seleccionamos condensadores MKT de 250 V para esos desacoplos, porque soportan mejor las elevadas corrientes de conmutación.
Los condensadores C6 y C19 también
merecen especial atención. Para esos
dos electrolíticos, es extremadamente
importante tener la inductancia lo
más baja posible y resistencias serie
efectivas además de un buen comportamiento térmico.
La red amortiguada (C4/R12 y
C17/R33) ayuda a eliminar picos de HF.
Para ahorrar espacio, las resistencias
R12 y R33 están montadas verticalmente. Cuando las coloquemos, reduciremos el bucle tanto como sea posible para mantener su autoinductancia
tan baja como se pueda. Como usamos
resistencias de 1 W, debemos permitir
un diámetro más grande de lo normal
(ver Figura 1). Hemos seleccionado
condensadores de tipo cerámico y 200
V (C4 y C17). Esto es porque la tensión
máxima que tienen que soportar esos
condensadores puede ser casi la tensión de alimentación (aproximadamente 110 V entre las líneas de positivo y negativo) o incluso más con cualquier subida que se pueda presentar.
Supresión de picos
inductivos
Debido a las dimensiones físicas de los
componentes, la autoinductancia parásita siempre estará presente. La consecuencia de esto es que particularmente
los picos inductivos (residuos emf) de las
bobinas en los filtros de salida se pueden suprimir parcialmente usando diodos Schottky y diodos ultra-rápidos,
como diodos fijadores de nivel. Este trabajo lo realizan los diodos D3, D4, D6,
D7, D10, D11, D13 y D14. Los diodos que
tienen encapsulado DO-15 (MUR120)
son el D3, D4, D10 y D11 (MUR120) y se
colocan en la placa del circuito. Los diodos D6, D7, D13 y D14, son de tipo
SMD con encapsulados DO-214AA
(MURS120T3) y se colocan en la cara soldada bajo el integrado (Figura 2).
Ambos tipos de diodos soportan unas
especificaciones de 1 A/ 200 V, con un
tiempo de recuperación de sólo 25 ns.
Circuitos excitadores
a MOSFET
En la placa de circuito impreso hemos
puesto especial atención a los posibles bucles en los caminos entre los
driver de salida del integrado y las
puertas de los MOSFETs.
Esos bucles deben ser tan pequeños
como sea posible. El bucle en el circuito
69
D10
D3
C6
D4
C4
C17
C19
D11
R33
R12
T1
T2
T4
C5
C18
T3
C37
R8
L1
K6
K7
K8
C30
C39
D6
C25
D13
C12
C38
C35
C31
D7
D14
C9
C10
R43
R21
C26
R49
R52
R50
P1
C27
C28
030217-1
R24
R51
C15
R23
BBM0
R5
+5V
R2
C3
R4
R1
T
mute
R47
R46
R48
C14
K10
R45
T
JP1
JP2
IC2
R3
C2
1
R26
0
1
C16
R25
0
R22
C1
T
BBM1
P2
R37
R42
T
R40
R14
R38
A
R41
K5
R39
R44
C23
R35
D15
C13
C24
R36
LS+
K1
LS-
C8
C7
C29
R16
L3 IC1
R15
R19
D5
D12
C20
C21
C22
R20
C11
K2
C34
LSK4
K3
LS+
R13
R34
R17
R6
R7
L2
K9
R18
D1
C36
R11
D2
R9
R32
D9
R30
C33
R27
R28
R29
C32
R10
R31
D8
-driver- excitador del MOSFET superior
de cada canal consta del driver HO, la
resistencia de puerta, la capacitancia
de la puerta-fuente y la conexión del
driver de retorno (HO1COM o
HO2COM). Para el MOSFET inferior, el
bucle consta del driver LO, la resistencia de puerta, la capacitancia puertafuente y la conexión de masa del driver
(LO1COM o LO2COM). Los impulsos
encargados de conmutar los MOSFETs
están limitados por las resistencias
incorporadas en los circuitos de puerta.
Esto nos conduce inevitablemente a un
compromiso entre los retardos para
pasar a corte un MOSFET y el paso a
activo del otro. Para este amplificador,
recomendamos las resistencias limitadoras de 5,6 Ω. Esto también permite
que parte de la potencia que debería
disiparse en los transistores driver
pueda hacerlo en las resistencias.
Otro compromiso naturalmente es la
máxima potencia que es capaz de disipar el amplificador y el MOSFET seleccionado. Desdichadamente, la máxima
corriente de drenador va mano a mano
con la elevada capacitancia puertafuente (Ciss = 3800 pF max.). La autoinductancia parásita de la puerta también es un factor, se puede construir o
quitar el que la tiene más baja, ya que
carga la puerta más rápida.
Para acelerar el corte del MOSFET, los
diodos se pueden colocar en paralelo
Condensadores:
C1,C14 = 3μF3 50V, MKT, separación de
patillas 5 ó 7,5 mm
C4,C17 = 220pF 200 V, COG,
separación de patillas 5 mm, cerámico
radial multicapa, Multicomp
(Farnell # 747-075, 1+)
C5,C18,C32,C33,C36,C37 = 100nF
250V, separación de patillas 7,5 ó 10
-
Resistencias:
R6,R11,R27,R32 = 0Ω01, separación de
patillas 9 mm, MPC75-E01 (H.O.D1,
Bürklin2)
R7,R9,R28,R30 = 5Ω6/1 W separación
de patillas 15mm (max.), PR01
mm, w x l = 6 x 13 mm (max.), Wima
MKS4 (Farnell # 148-888, 1+)
C6,C19 = 47μF 160V radial, separación
de patillas 5 mm, diámetro 10 mm
(max.), 105ºC, Panasonic EEUED2C470
(Farnell # 83-6400, 1+)
C8,C21,C38 = 47μF 25V radial
C9,C22 = 220nF 400V MKP, separación
de patillas 15 mm, w x l = 8.5 x 18 mm
(max.), Epcos B32652-A4224-J
(Farnell # 400-3755, 1+)
C10,C23 = 100nF 400V MKP,
separación de patillas 15 mm,
w x l = 7 x 18 mm (max.), Epcos
B32652-A4104-J
(Farnell # 400-3731, 1+)
C30,C31,C34,C35 = 470μF 63V
radial, separación de patillas 5 mm,
--
Los componentes SMD pre-fijados no aparecen en la lista. Si
necesitamos identificar dichos componentes, podemos
descargarlos de nuestra página web. Algunos proveedores
sugeridos son mencionados sólo con componentes inusuales.
Esos suministradores no son exclusivos.
BCComponents (Farnell # 337-584,
10+)
R12,R33 = 15Ω 1W, PR01,
BCComponents (Farnell # 337-638,
10+)
R13,R34 = 240Ω
R14,R35 = 22Ω 5W (vertical))
P1,P2 = 10kΩ preset
++ 0
Lista de
componentes
Figura 1. Capa de componentes (parte superior de la placa del amplificador).
elektor
diámetro 13 mm (max.), 105ºC,
Nichicon UPM1J471MHH (Farnell #
415-3030, 5+)
Bobinas:
L1,L2 = 11μH3, 29 vueltas 1,5 mm ECW
(SWG 16) en núcleo T106-2
(Micrometals) (núcleo suministrado con
PCB pre-fijada)
Semiconductores:
D1-D4,D8-D11 = MUR120 1 A/200 V
ultra-rápido, ON Semiconductor
(Farnell # 930-994, 1+)
D15 = LED, rojo, alta eficiencia
T1-T4 = STW38NB20, TO-247
encapsulado, 200 V/38 A, ST
(Farnell # 323-9408, 1+)
IC1 = TA3020, Tripath3
IC2 = CNY17-2
Varios:
JP1,JP2 = conector de 3 pines con
jumper
K1-K4,K6-K9 = espadín, vertical, montaje
en PCB
K5 = regleta de 2 vías para PCB,
separación de patillas 5 mm
K10 = conector de 2 vías
Zócalo para integrado 48 pines, zócalo
DIP con pines torneados 0,6” de
(15,24 mm) separación de filas
(Farnell # 416-8653, 1+)
4 arandelas cerámicas AOS220SL,
Fischer, 14 x 18 mm, 4.5 mm thick
(Huijzer-Avera4)
Disipador 0.6 K/W, 160 x 150 mm,
Marston 938SP01500A200
(Farnell # 526-794, 1+)
PCB, código de pedido 030217-91.
Viene con todos los componentes SMD
premontados y se suministra con los
núcleos para L1 y L2.
1. www.hod-electronics.nl
2. www.buerklin.de
3. [email protected]
4. www.huijzer.com/
Tensión de
alimentación y masa
Figura 2. Lado de pistas de la placa amplificadora.
Los componentes SMD están pre-fijados.
con las resistencias de puerta. Estos
diodos son también de recuperación
ultra-rápidos en encapsulados normales (MUR120). Gracias a sus relevantes
dimensiones, se pueden puentear
varias pistas en la placa de circuito
impreso. Una desventaja del uso de
esos diodos es que la potencia de disipación en los drivers se incrementa.
Debido a su potencia de disipación, las
resistencias de puerta son de 1 Ω. Nosotros hemos seleccionado la serie
súper-compacta PR-01 de BC Compo-
elektor
nents. Debido a la construcción de esas
resistencias de película metálica
(ranura helicoidal), inevitablemente tienen una autoinducción importante,
pero la impedancia de este tipo de
resistencia es aún relativamente constante hasta los 10 MHz. Una buena
alternativa podría ser las resistencias
de película de carbono, la cual tiene
mucha menos autoinducción debido a
su construcción. En la placa del circuito
se proporciona espacio suficiente para
las de este último tipo.
La tensión de alimentación principal
está conectada a la placa del circuito
utilizando terminales planos (tipo
coche). Esto permite que corrientes
muy grandes puedan circular y facilitar
la conexión de la placa a la tensión de
alimentación. En los terminales de alimentación se colocan condensadores
electrolíticos especiales para desacoplar
los picos de corriente de RF. Nosotros
hemos hecho lo mejor para implementar esas conexiones como puntos de inicio, pero teníamos que conseguir mantener la distancia entre el integrado y
las patillas del MOSFET lo más corta
posible. Para los condensadores de desacoplo C30, C31, C34 y C35, seleccionamos los de la familia Nichicon que combinan una muy buena relación capacidad/tamaño con una baja resistencia
serie y baja autoinductancia. La elección óptima de esta familia es el modelo
de 470 μF con una tensión de trabajo de
63 V. En nuestro caso, esto determina la
máxima tensión de alimentación permitida para el amplificador final.
Desde el punto de inicio, una pista
recorre la bobina (L3) que aísla las
masas analógica y digital del circuito
integrado. Esta bobina viene en un
encapsulado SMD (1812A) y está colocada en la cara de soldadura justo
71
Placa del circuito prefijada
Debido a la naturaleza especial de este
amplificador (particularmente las altas
frecuencias de conmutación), la elección de componentes es especialmente
importante y el uso de componentes
SMD en varias posiciones es inevitable.
La mayoría de constructores de amplificadores tienen poca o ninguna expe-
riencia en el soldado de esos componentes miniatura, y por esta razón
suministramos la placa de circuito con
todos esos componentes ya fijados.
Todo lo que tenemos que hacer es fijar
el integrado y los componentes normales. Además, con la placa se suministran dos núcleos para las bobinas
de salida, ya que ellas están hechas
de un material especial. El precio de
la placa de circuito y bobinas es sólo
de unos 49 euros. Éste es un diseño
de dos canales, así que sólo necesitamos una placa de circuito para un
amplificador estéreo.
Figura 3. Para las bobinas de salida deben colocarse varias vueltas, una encima de otra. Los transistores de salida se fijan en el
disipador debajo de la placa de circuito, usando separadores especiales.
debajo del integrado (Figura 2). Es un
miembro de la familia Epcos SIMID y
tiene un valor de 10 μH, con una resistencia serie de menos de 1 Ω y tiene
una corriente de más de 300 mA.
Las conexiones de masa para las salidas
del altavoz también se taladran desde
el punto de inicio, de esta forma las
corrientes de los altavoces son conducidas de nuevo hacia la fuente de alimentación principal tan directamente
como sea posible. Esto evita interferencias con otras partes del amplificador.
Los planos de masa de la placa del
circuito están exclusivamente realizados para proporcionar protección
contra interferencias. Sólo están
conectados al pin AGND de la alimentación (pin 28). Esto significa que
ninguna otra conexión al amplificador
se hará desde los planos de masa.
También utilizamos un punto de inicio
para las conexiones entre la tensión
analógica de +5 V y los diferentes componentes, incluyendo potenciómetros,
jumpers y resistencias puente para las
configuraciones del modulador. Esto se
72
puede ver en la cara de componentes
de la placa de la Figura 1.
Construcción
A pesar de toda la atención dada al
diseño, el nivel de interferencia generado por la etapa de salida es bastante
alto. Esto significa que se deben tomar
medidas adicionales para minimizar los
efectos negativos de la parte analógica.
Esto se hace para mantener la superficie necesaria para fijar los componentes pasivos tan pequeña como sea posible. La única forma de conseguir esto
es implementar prácticamente todo utilizando componentes SMD, y colocarlos
tan cerca como sea posible debajo y al
lado del integrado en la cara de soldadura de la placa (ver Figura 2).
Los únicos componentes que parten de
esta regla son los dos potenciómetros
para ajuste del offset DC y los condensadores de entrada. Cualquier interferencia captada por los potenciómetros
se filtra por C3 y C16. La interferencia
captada por C1 y C14 se filtra por C2 y
C15. Algunos de los SMDs deben
soportar una tensión mayor de 50 V,
debido a su colocación en el circuito.
Esto se aplica a R15, R16, R36, R37 y
R51. Los componentes SMD también se
usan para R8, R10, R29, R31 y varios
condensadores de desacoplo, porque
esto nos da un mejor resultado funcional
y ocupa menos espacio.
Para los lectores que deseen soldar
los componentes SMD, a pesar del
hecho de que la placa se sumistra con
componentes SMD ya fijados (por
ejemplo, para cambiar la sensibilidad
de la entrada o modificar la placa
para una tensión de alimentación
menor), las placas soldadas están
diseñadas para permitir el uso de
encapsulados 0805 ó 0603 en condensadores y resistencias SMD. Podemos tocar una soldadura con un soldador de fina punta, lo cual simplifica
notablemente la soldadura en SMD.
Para los condensadores en los filtros
de salida, hemos elegido los de tipo
polipropileno 400 V que son especialmente adecuados para aplicaciones
elektor
Conexiones Kelvin
Las conexiones Kelvin (las cuales también se llaman medidas de cuatro
puntos, dependiendo de la aplicación)
se usan en tres puntos del amplificador para eliminar los efectos de la
resistencia de contacto y la inductancia parásita.
Una conexión Kelvin es una conexión a
los terminales de un componente específico para una medida precisa de la
tensión en el componente sin usar ningún truco extra. Aquí tales conexiones
se usan para medir la caída de tensión
en las resistencias de prueba para la
detección de sobrecorrientes, la realimentación desde los terminales del
altavoz y la masa de entrada.
Para la detección de corriente, debería
ser evidente que son necesarios cuatro
con pulsos de carga extremos. Aquí
también usaremos una versión compacta. Esos condensadores tienen
una separación de patas de sólo 15
mm, los cuales nos dan un bajo valor
de autoinductancia parásita. Hay bastante hueco aquí para la mayoría de
los componentes si deseamos usar
uno de otro tipo diferente (tales como
condensadores de poliéster o de otro
fabricante).
Construcción de
bobinas
El cableado de las bobinas de salida no
es difícil, pero debemos poner especial
atención al método de bobinado. Con
un diámetro de cable seleccionado de
1,5 mm (16 AWG), las 29 vueltas no se
fijarán en el núcleo seleccionado en
una simple capa. Para mantener la
capacitancia interna tan pequeña
como sea posible, la bobina está bobinada progresivamente en aproximadamente siete secciones. Esto significa
que después de las primeras tres vueltas, la cuarta vuelta la colocaremos
sobre la tercera, y la quinta vuelta se
bobinará directamente en el núcleo
junto a la tercera vuelta. Seguiremos
con las vueltas seis y siete, con la
vuelta ocho de nuevo comenzaremos a
colocarla sobre la vuelta siete, de
nuevo la vuelta nueve junto a la ocho
y así sucesivamente (ver Figura 3).
El espesor del alambre hace que el trabajo no sea muy fácil de hacer. Dependiendo de cómo de bien enrollemos la
bobina, podremos colocar más o menos
vueltas en cada capa, por lo que tendremos más o menos capas.
elektor
puntos de medida, porque la resistencia
de la resistencia de prueba es sólo de
10 mΩ. Los terminales de medida de
sobrecorriente se taladran directamente
desde los terminales de la resistencia.
Los terminales para chequeo de sobrecorriente se colocan directamente separados de las patillas de la resistencia.
Las resistencias elegidas son con
encapsulado cerámico (MPC75 de
Fukushima Futaba Electric Co. Ltd.), ya
que tiene una autoinducción prácticamente de cero. Si no podemos obtener
esas resistencias, tendremos que buscar
otras resistencias con baja inductancia
y la misma forma. Las resistencias con
terminales axiales no son muy adecuadas, porque su colocación en vertical
producirá una gran auto-inducción.
Integrados y transistores
de salida
La mayoría de la gente probablemente
será reticente a soldar el circuito integrado a la placa del circuito, así que nosotros buscaremos un zócalo de integrado de 48 pines con muy alta calidad.
Pondremos contactos metalizados de 30
micrones en oro metalizado que soporten 3 A, ya que menos no nos satisface.
Un detalle muy importante en la colocación de los transistores de salida es el
material para los aislantes eléctricos.
Como esos transistores tienen la superficie disipadora metálica eléctricamente
conectada al drenador (T2 y T4), la
capacitancia al disipador (el cual está
conectado a masa) debería ser grande
si estuviera fijado usando aisladores
hechos a partir de mica, goma silicona,
espuma silicona o incluso un material
elegante como Kapton. Nosotros lo probamos, y a la máxima potencia había
corrientes parasitarias grandes que no
podían suprimirse.
Hay una buena solución a este problema, usar un aislador cerámico (Al2O3)
que tiene varios milímetros de espesor.
El aislante que usamos aquí es el
modelo de Fischer AOS220SL, el cual
tiene un espesor de 4,5 mm y se usa
realmente con los encapsulados TO-220,
el lugar del encapsulado mayor TO-427.
A pesar de ser un poco más pequeño, el
aislante completo cubre la superficie del
disipador metálico del transistor. También ayuda a mantener la capacidad
parásita extremadamente pequeña.
Para el disipador encontramos un
modelo con una gran superficie para
montar la placa de circuito paralela a la
superficie. El modelo seleccionado (de
Cada par de pines de señal están
colocados junto a los pines del circuito
integrado. Lo mismo podemos aplicar
a la realimentación de los terminales
de los altavoces (a las resistencias
correspondientes). Para la masa de
entrada, el uso de una conexión
Kelvin significa que todas las conexiones de masa están rutadas de forma
individual al pin de masa común del
circuito integrado (el terminal de ‘0 V’
para la tensión de alimentación +5 V).
Esto se puede ver de forma clara en la
capa de soldadura de la placa del circuito amplificador. Algunas de las pistas de la placa de circuito impreso se
unen aquí, por lo que necesariamente
se ensancha un poco.
Marston) tiene una anchura de 160 mm
y una profundidad de 150 mm, e incluso
proporciona un poco de claridad en los
bordes. En la base, con un espesor de
10 mm, se pueden hacer ocho agujeros
para tornillos de 3 mm, para colocar la
placa del circuito y los cuatro transistores de salida. Recomendamos centrar
primero la placa en el disipador y marcar las esquinas de los cuatro agujeros.
Después, doblaremos las patillas de los
transistores de salida exactamente por
la parte que son más finas, las pondremos en la posición y las marcaremos
para la colocación de los transistores.
Deberíamos usar los separadores cilíndricos (de tipo metálico con rosca por un
extremo) con una longitud de aproximadamente 10 mm para sujetar la placa
al disipador. La rosca final probablemente sea demasiado larga para ser
roscada completamente en el disipador.
Esto se puede solucionar colocando una
arandela y una tuerca de retención en
el extremo final, de manera que la placa
se monte a la altura correcta y las patillas
de los transistores de salida pasen a través de los agujeros en la placa del circuito con un ahorro de longitud.
Lo que queda
Todo lo que nos falta ahora es la tensión de alimentación y el esquema de
cableado, lo cual veremos en el
número del próximo mes, donde presentaremos algunos resultados medidos para el amplificador completamente ensamblado.
En otro artículo trataremos otros aspectos, como filtros de entrada y salida y
problemas EMC, el próximo mes.
(030217-2)
73
ros libros libros libros libros libros libros libros
Hacking Práctico
Por Fernando Picouto
Ramos, Antonio Ángel
Ramos Varón, Abel
Mariano Matas García
ISBN 84-415-1762-2
496 páginas
Editorial Anaya
Multimedia
Hace tan sólo unos años, la
seguridad informática y el
hacking de sistemas se
planteaban como un reto
sólo para las grandes
empresas, pero la llegada
de Internet de forma masiva a los hogares ha cambiado radicalmente la falsa
percepción de seguridad a
la que estábamos acostumbrados.
El acceso a la información y
la difusión del conocimiento en esta área han producido un efecto contradictorio: a la vez que están siendo utilizados para fines de
aprendizaje personal, hay
quien los emplea para fines
ciertamente no tan éticos,
comprometiendo y asaltando sistemas informáticos.
Por todo ello, este libro persigue el objetivo de documentarle ampliamente
acerca de los ataques de
carácter informático y
aquellos servicios que a
74
priori tienen mayores posibilidades de ser comprometidos. De una manera
didáctica y práctica, se irán
desgranando vulnerabilidades, métodos de asalto o los
ítems de seguridad, con el
fin de alcanzar una visión
global pero concreta de qué
significan dichas vulnerabilidades, cómo se pueden
explotar y en resumen de
qué manera se les puede
hacer frente.
Se incluye un CD-ROM con
las diferentes herramientas
y utilidades descritas a lo
largo del libro.
Debian
(edición especial)
Por Justo Pérez
Agudín, Abel Mariano
Matas García, Carlos
Míguez Pérez
ISBN 84-415-1757-6
304 páginas
Editorial Anaya
Multimedia
El sistema operativo
Linux gana cada día más
adeptos gracias a su reco-
nocida estabilidad y a su
capacidad multitarea, que
permite enlazar procesos
optimizando el rendimiento y la velocidad del
ordenador. Además, su
eficacia en materia de
seguridad informática lo
sitúa a un nivel superior
respecto a otros sistemas
operativos.
Debian quizás sea la distribución Linux más completa
del mercado: sus más de
ocho mil paquetes de software gratuitos cubren
todos los campos, desde
aplicaciones ofimáticas a
utilidades multimedia, gráficos, aplicaciones profesionales de servidor…
La Guía Práctica de
Debian le propone un interesante recorrido a través
de las numerosas posibilidades que permite esta
distribución.
Paso a paso, se explican
todas las áreas de interés,
desde la instalación y el
primer contacto con las
utilidades más relevantes,
hasta aspectos más avanzados como los comandos
y aplicaciones que le permitirán ir más allá con
Debian.
Se incluye un CD-ROM de
instalación de la distribución Woody de Debian
Linux.
MySQL Avanzado
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Zawodny
ISBN 84-415-1759-2
336 páginas
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Cuando se emplean soluciones complejas sobre
MySQL a menudo no se
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cuestiones de fiabilidad,
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MySQL Avanzado le presenta los métodos, consejos y aplicaciones para que
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las herramientas disponibles y de su utilización en
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de técnicas complementarias necesarias para llevar a
cabo estas tareas, como por
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pruebas y el estudio de
registros.
Esta obra didáctica y de
consulta cubre con una
exhaustiva información las
técnicas y soluciones no
documentadas para conseguir el máximo rendimiento
de MySQL, convirtiéndose
en la referencia más completa para los usuarios.
elektor

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