asbo hc11 manual del usuario
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1. B Jo Jo Jo Jo f I I PUERTO A MICROSWITCHES ELE W2 Sw1 W0 DIRECCION 1000H RELEVADOR DL11 DL11 o oj ojlo lolo jo jo PUERTO B LEDS DATOS LCD DL8 DL7 DL6 DL5 DL4 DL3 DL2 DL1 DIRECCION 1004H B B B B B B B B PUERTO C TECLADO X4 X3 X2 x1 Y4 Y3 Y2 Y1 DIRECCION 1003H DDR 1007H ONTROL LCD PD5 EN PD4 RS B X rx PUERTOD PUERTO SERIAL D0 DIRECCION 1008H CONTROL LCD DDR 1009H I I I I I I I I PUERTO E CAD 4 20 POT DIRECCION 100AH En el puerto A PAO PA1 y PA2 se usan como entradas para los microswitches PA3 es usada por el firmware BUFFALO para el manejo de la interrupci n XIRQ PA4 se usa como bit de salida para activar el relevador PAS PA6 PA7 est n disponibles al usuario en el HEADER 20x El puerto B se encuentra conectado en ASBO a 8 LEDS DL1 DL8 que son tiles como testigos o banderas durante la etapa de desarrollo de aplicaciones y funcionamiento final en campo Adem s el puerto B PBO PB7 se usa para el manejo de la interfaz con el LCD junto con PD4 y PDS5 Los leds testigos DL1 DL8 se encienden cuando los bits correspondientes se encuentren en estado ALTO Si no se usa el LCD el usuario puede disponer de estos bits para otros fines Los puertos C es bidireccional y cada bit puede programarse como entrada o como salida escribiendo un O entrada un 1 salida respectivamente en el2. Contiene funciones similares a las de ASBO EXE Fue desarrollado en 1991 Algunos usuarios reportan problemas al ejecutar el programa en m quinas Pentium de alta velocidad El sitio contiene tambi n programas ensambladores Compiladores BASIC etc etc e http www ezl com rsch sitio con numerosas referencias t cnicas y comerciales referentes a los microcontroladores de Motorola Derechos reservados 2000 ASBO HC 11 Punto Flotante S A
3. MICROCONTROLADOR ASBO HC 11 Manual del Usuario Indice DIODOS RRE 2 2 Descripci n Generali A es 2 3 Descripci n del Hard WalS sciences 5 3 1 Procesador Os HACIA Ana o A ON wI 3 3 Fuente A O 6 ll A aa e a eaa 6 Rd rd 7 3 6 Puertos anal giCOS oooooocconccconcconcccnnnconccnnnarnno 8 3 1 AA epes aaa er ee 9 3 0 MICrOSWIteheS irc 10 A E S 10 SA OS 10 A A a A e a E A AE NE 11 312 OL 13 4 Puesta en marcha de ASBO oooooococcccccccconccnncnnccnncncco nao nccnncnooo 14 4 1 Disco de SOPOME radeon 14 4 2 P esta A ee ae A E EKAT EEE ERRERA 14 3 Modo B tstr p str ia 15 5 1 Haciendo uso de ASBO EXE ooococcccconcccnncconcccnnos 15 5 2 Operaci n en modo AUTORUN 16 5 3 Metodolog a para el desarrollo de aplicaciones 17 O Referencias sorier AA t 17 7 Informaci n t cnica de ASBO oococccconconccnnconconaconconocon serere 18 7 1 Especificaciones t cnicas ves 18 7 2 Diagrama electr nico cocoa ri 19 AA e a a eE ae 20 7 4 Lista de COMPONENTES vesociordcnd cos 21 Derechos reservados 2000 ASBO HC 11 Punto Flotante S A 1 Introducci n Deseamos felicitarlo por la adquisici n de su kit ASBO La filosof a de dise o de este m dulo se centr en maximizar el n mero de funciones disponibles al usuario y disminuir el costo mediante el uso de componentes de uso extensivo ASBO emplea el microcontrolador 68HC11 de Motorola en su versi n Al Sin embargo el m dulo ASBO y casi todas
4. Los caracteres van apareciendo en el mismo orden en el que se mandan Cuando se llena el primer rengl n autom ticamente el siguiente car cter se acomoda en la primera posici n del segundo rengl n Si se llena el segundo rengl n el siguiente car cter se acomoda en la primera posici n del primer rengl n y as sucesivamente e Las se ales de control RS y EN se manejan por medio de los pines PD4 y PD5 del 68HC11 En el disco de soporte ASBODISK dentro del archivo denominado TODO ASM se muestra un programa de prueba para el manejo del LCD 3 12 Jumpers El sistema ASBO tiene 4 jumpers J1 J2 J3 y J4 El estado de J1 programan el modo de operaci n del 68HC11 en los pines MODA y MODB J3 permite la operaci n del sistema en modo AUTORUN J4 conecta la se al XIRQ con PA3 condici n necesaria para la operaci n correcta de BUFFALO Si el sistema funciona en modo bootstrap J4 puede quitarse y las se ales XIRQ y PA3 pueden emplearse para otros fines La siguiente tabla asocia la posici n de los jumpers con la operaci n del sistema JI MODB J2 MODA FUNCION ABIERTO CERRADO ABIERTO CERRAD Modo single chip permite la operaci n de BUFFALO O CERRADO CERRADO ABIERTO CERRADO Modo Bootstrap permite uso del programa ASBO EXE CERRADO CERRADO CERRADO CERRADO Modo Autorun arranca autom ticamente en la direcci n B600H EEPROM En la secci n 3 7 se da una explicaci n detallada de los modos d
5. f jelo al conector de 14 pines correspondiente en ASBO Cuide que el pin 1 hilo rojo en ambos lados del conector de cable plano coincida Conecte el eliminador de bater as para alimentar el sistema El led rojo DL10 debe encender Oprima el bot n de reset en ASBO PASO 2 Desde su PC ejecute el programa ASBO EXE Despu s de ingresar al programa d un ENTER para pasar al men principal ASBO EXE autom ticamente carga en ASBO un peque o programa monitor llamado PUMMA El led DL9 deber parpadear como testigo que la carga tuvo xito Si DL9 no parpadea d reset a ASBO y elija la opci n 2 del men principal reinstalar pumma Derechos reservados 2000 ASBO HC 11 Punto Flotante S A 16 en asbo y espere a que el led DL9 comience a parpadear Ahora elija la opci n 1 del men Carga y ejecuci n de archivo S19 en EEPROM Aqu el programa pide el nombre del archivo SIN la extensi n Escriba el nombre del archivo TODO El programa se carga y ejecuta autom ticamente Se trata de un programa que hace uso de casi todos los perif ricos de ASBO los leds los microswitches los convertidores CAD y el LCD Al ejecutarse el programa en el LCD debe observarse un letrero parecido al siguiente NIVEL 152 Si no cuenta con LCD observar solamente los caracteres ASCII de 8 bits siendo transferidos a los LEDS DL1 DL8 en forma secuencial Al mover el microswitch SWO la velocidad de transferencia de caracteres
6. BFFFH o BLOQUE DE REGISTROS 64 BYTES E 0000H 00FFH 1000H 103FH B600H B7FF D000H FFFFH FIGURA 3 MAPA DE MEMORIA DEL 68HC11A1 Derechos reservados 2000 ASBO HC 11 Punto Flotante S A 6 El monitor BUFFALO est grabado en ROM en las direcciones indicadas BUFFALO hace uso de varias direcciones en RAM de tal forma que en modo single chip el usuario solo dispone de las direcciones OH a la 47H para realizar programas propios 3 3 Fuente de poder ASBO cuenta con un regulador de 5 volts integrado El voltaje de entrada a este regulador puede provenir de un eliminador de bater as o bien de una bater a cuadrada de 9 volts En ambos casos el voltaje podr variar entre los 8 y los 14 volts DC La salida de 5 volts puede alimentar todos los circuitos de la tarjeta incluyendo el LCD y el teclado Dado que la capacidad del regulador es de unos 100 ma y el consumo de ASBO es de 20 ma el usuario puede disponer de 80 ma para la alimentaci n de circuitos adicionales de expansi n al sistema Como bandera de funcionamiento se incluye el LED DL10 de color ROJO el cual se enciende para indicar que la fuente regulada se encuentra activada 3 4 Puertos digitales El sistema ASBO cuenta con una gran cantidad de puertos digitales los cuales pueden ser accesados por el usuario en las direcciones indicadas O significa output I significa input B significa bidireccional D7 D6 D5 D4 D3 D2 Di DO
7. las herramientas aqu mostradas son compatibles con la versi n E2 que cuenta con m s capacidad de memoria por lo que al usuario le ser sencillo pasar de una versi n a la otra si su aplicaci n lo requiere ASBO se ofrece en forma de KIT junto con los dispositivos auxiliares de hardware y software necesarios para su inmediata puesta en marcha eliminador de bater as cable serial disco de aplicaci n y manual de operaci n Le recomendamos ir directamente al cap tulo 4 Puesta en Marcha para tener su sistema operando en cuesti n de minutos Este manual le proporcionar toda la informaci n t cnica necesaria sobre el kit ASBO Se acompa a de diagramas electr nicos completos del m dulo as como de numerosas ilustraciones y explicaci n detallada de cada uno de sus interfaces Asimismo en el disco de soporte se dan al usuario programas de muestra para la prueba de dichos perif ricos Por favor no dude en llamar a los tels 56 53 58 01 56 75 17 73 para aclarar cualquier duda sobre ASBO Puede tambi n enviar sus emails a zebra data net mx asalvaOQprodigy net mx Juan Bosco Mart nez Antonio Salv Calleja Punto Flotante S A Enero de 2000 2 Descripci n General El sistema ASBO fue dise ado para su uso en una amplia gama de aplicaciones como kit para el aprendizaje del microcontrolador HC11 de Motorola como m dulo central en equipos de instrumentaci n en aplicaciones de rob tica comunicaciones y
8. matricial En este ltimo caso el usuario habr de desarrollar sus propias rutinas de manejo del teclado o bien cambiar el orden en la conexi n de las se ales en el cable 3 11 LCD A diferencia del teclado los fabricantes del display de cristal l quido Liquid Cristal Display LCD han estandarizado sus se ales en un conector de 14 pines as como sus comandos de control para el manejo del mismo El LCD es actualmente el circuito m s barato y confiable para mostrar datos en un proceso de monitoreo y control Su interfaz con los controladores se realiza a trav s de un conector de 14 pines cuya configuraci n es respetada por la mayor a de los fabricantes En el LCD se pueden mostrar datos como la hora y la fecha as como valores de variables tales como nivel presi n gasto temperatura etc El LCD puede tambi n emplearse para programar par metros internos del sistema de acuerdo a su aplicaci n Derechos reservados 2000 ASBO HC 11 Punto Flotante S A 12 ASBO 2000 SISTEMA LISTO CONECTOR FIGURA 9 CONEXI N DEL MODULO LCD A ASBO En la interfaz de 14 pines 8 son se ales de datos Estos datos se manejan en c digos ASCII y se escriben en la memoria del LCD en forma secuencial A trav s de estas mismas se ales pueden escribirse tambi n comandos En las siguientes tablas se ilustran en la primera la distribuci n de se ales de la interfaz y en la segunda algunos de los comandos m s com nmente e
9. registro DDR Direction Data Register correspondiente En ASBO el puerto C se usa para el manejo del teclado PCO PC3 se usan como salidas para escribir en el teclado matricial mientras que PC4 PC7 se programan como entradas y llevan conectadas resistencias de PULL UP La resistencia PULL UP asegura que esa entrada sea un UNO si se encuentra volando o desconectada en el teclado Si no se usa el teclado el usuario puede desde luego si as lo requiere emplear estos bits del puerto C para cualquier otra aplicaci n Derechos reservados 2000 ASBO HC 11 Punto Flotante S A En seguida se muestra una tabla en donde se resumen los dispositivos conectados a cada uno de los bits de estos cinco puertos A B C D y E Algunos de los bits tienen varias funciones y corresponde al usuario elegir como ser n programados y usados FUNCION DE LOS BITS EN LOS PUERTOS DEL SISTEMA ASBO HC11 PBO PB7 SALIDAS MANEJO DE LOS LEDS MANEJO DEL BUS DE DATOS EN LA INTERFAZ DEL LCD PUERTOD gt vo lle crac O PD SALIDATX USADA PARA EL MANEJO DEL PUERTO SERIE PD ENTRADARX USADA PARA EL MANEJO DEL PUERTO SERIE PD5 SALIDA PULSO DE ESCRITURA LCD DL 9 TESTIGO DE FUNCIONAMIENTO DEL MODO BOOTSTRAP EN EL PROGRAMA ASBO EXE PUERTO SPI disponible en header 20x PD1 CET o f Ef Algunsos bits del puerto D tienen usos m ltiples como se indica en la tabla PD4 y PD5 son usados como se ales de control para el LCD PD5 maneja un LED t
10. a corriente por el voltaje obtenemos que de los 4 a 20 miliamperes se obtienen voltajes de 1 a 5 volts Si el usuario requiere de m s canales es necesario expandir al sistema por medio del header de 20x All se tienen disponibles 4 canales m s en los pines seg n la tabla mostrada en el cap tulo correspondiente Header 20x 3 7 Puerto serial El sistema ASBO cuenta con un puerto serial as ncrono con velocidad programable Las se ales RX y TX en los pines 42 y 43 del procesador 68HC11 se conectan a un circuito MAX232 el cual se encarga de convertir al est ndar RS 232 el cual maneja se ales de voltaje de 10 volts y 10 volts El circuito MAX232 manda y recibe se ales de un conector DB9 en donde se tienen disponibles pin 2 se al de trasmisi n hacia la PC pin 3 se al de recepci n de la PC pin 5 tierra Desde este conector por medio de un cable con la configuraci n se alada en la figura 2 puede conectarse el ASBO a una computadora PC durante la etapa de desarrollo del sistema ver cap tulo 4 Puesta en marcha 3 8 Microswitches Derechos reservados 2000 ASBO HC 11 Punto Flotante S A 10 ASBO tiene un m dulo de 3 microswitches conectado al puerto A del procesador 68HC11 en sus bits PAO PA1 y PA2 Estos bits pueden utilizarse para fijar la direcci n del m dulo en un sistema de comunicaciones multipunto o bien para la programaci n de opciones dentro de alguna aplicaci n Cada una de estas entradas
11. anales disponibles en los pines del 68HC11 ASBO ofrece un canal para la lectura de un voltaje de O a 5 volts proveniente de un potenci metro de precisi n integrado en la propia tarjeta Este dispositivo resulta sumamente til para realizar pruebas r pidas del funcionamiento de convertidor AD del procesador 68HC11 El voltaje ingresa al pin PE1 del procesador como se muestra en la figura 6 12 A 18 VOLTS FUENTE y EXTERNA CONECTOR ANALOGICO MODULO ASBO Pia SN A CONVERTIDOR A D EN 68HC11 PEL _ my y N S Y FIGURA 6 DIAGRAMA DE CONEXI N DE ASBO A UN SENSOR EXTERNO DE 4 20 MILIAMPERES Un segundo canal anal gico disponible en ASBO permite su conexi n a un sensor externo con el est ndar de corriente de 4 a 20 miliamperes Los sensores de 4 a 20 miliamperes son extensivamente usados en aplicaciones industriales y pueden alimentarse con fuentes de DC con amplios rangos de operaci n en general desde 12 hasta 30 volts DC En la figura 6 se muestra el diagrama de conexiones de un sensor de 4 a 20 miliamperes al sistema ASBO Para alimentar al sensor puede usarse una fuente externa de DC o bien tomarla del propio eliminador de bater as de ASBO El diodo zener de 5 6 volts sirve como protecci n para voltajes fuera del rango del convertidor de O a 5 volts La resistencia de 250 ohms tiene como funci n realizar la conversi n de la corriente del sensor en un voltaje para el convertidor AD Multiplicando l
12. ca de programaci n para detectar qu bot n fue oprimido es escribir en los bits del puerto C en forma secuencial un CERO en las columnas Y1 Y2 Y3 Y4 y leer cada vez los renglones X1 X2 X3 X4 Cuando una tecla es oprimida la lectura en alguno de los renglones ser CERO y el c digo de 8 bits X Y hallado se convierte en el c digo ASCII de la tecla oprimida mediante una tabla La tabla de abajo muestra esta relaci n C digo en C Hexa Tecla C digo en C Hexa Tecla DT DO D7 DO 11101110 EE 0 10111110 BE 8 11101101 ED STR 10111101 BD Qa 11101011 EB 2 10111011 BB A 1110 0111 E7 3 10110111 B7 B 11011110 DE 4 01111110 7E 0 Derechos reservados 2000 ASBO HC 11 Punto Flotante S A 11 11011101 DD SIN 01111101 7D D 11011011 DB 6 01111011 7B E 11010111 D7 A 01110111 17 F TECLADO MATRICIAL Y1 Y2 Y3 Y4 GREYHILL 86JB2 203 X1 X2 X3 X4 NC Y4 X4 XI Y3 X2 X3 Y2 Yl CONECTOR DEL o o o0 0 0 0 0 0 lt 9 8 7 6 5 4 3 2 1 CONECTOR DEL TECLADO EN ASBO Eee PC7 PC6 PC5 PC4 PC3 PC2 PC1 PCO FIGURA 8 DIAGRAMA DEL TECLADO Y SU INTERFAZ CON ASBO Es importante se alar que el mercado actual de teclados keypad no se encuentra estandarizado por lo que si no se usa el modelo se alado arriba el orden en el que se presentan los pines no necesariamente coincidir con el teclado del usuario a n cuando se trate de un dispositivo
13. camente De ser necesario d reset al sistema 5 3 Metodolog a para el desarrollo de aplicaciones El desarrollo de aplicaciones empleando ASBO requiere de pr ctica en el uso del lenguaje ensamblador del procesador 68HC11 Sin embargo el resto de las herramientas necesarias para escribir ensamblar cargar y probar los programas se encuentran inclu dos en el sistema que usted acaba de poner en marcha La metodolog a para el desarrollo de aplicaciones es la siguiente l Escribir usando el editor de textos del MSDOS el programa en el lenguaje ensamblador del 68HC11 siguiendo los formatos y directivas del propio ensamblador En el disco de soporte se incluyen los programas CONTADOR ASM TODO ASM y KEYREL ASM que sirven de muestra para escribir otros similares Recuerde que el programa puede iniciar en la direcci n 0 RAM en la B600H EEPROM Tambi n recuerde que en RAM usted dispone de 256 bytes y en EEPROM de 512 bytes para su programa 2 Ensamblar el archivo fuente con el uso del programa AS11 EXE Este programa produce como salida otro archivo de formato S19 el cual es el est ndar que usa Motorola para la carga de programas objeto en sus microcontroladores Ejemplo gt AS11 KEYREL 3 Con ayuda de ASBO EXE cargar y ejecutar el archivo S19 producido en el paso anterior hacia ASBO 4 De acuerdo a los resultados obtenidos en la ejecuci n modificar el programa regresando al punto 1 y repitiendo el procedimiento hasta conseguir
14. cuentan con una resistencia de pull up cuya funci n es llevar la entrada al puerto a nivel alto cuando el switch est abierto Cuendo el switch est cerrado la entrada ser un nivel bajo seg n se muestra en el siguiente diagrama En el cap tulo de Programas de Prueba se lista una subrutina para leer los tres bits del puerto y escribirlos en puerto B de leds 5v PA2 PA1 PA0 68HC11A1 FIGURA 7 CONEXI N DEL MODULO DE MICROSWITCHES EN ASBO 3 9 Header 20x Para ofrecer al usuario una interfaz de expansi n del m dulo ASBO contiene un Header de 20 conexiones en donde se tienen disponibles las se ales mostradas en la tabla de abajo B sicamente se trata del puerto SPI con las se ales PD2 PD3 PD4 y PDS5 4 canales anal gicos no usados por ASBO PE3 PE4 PES PE6 las se ales de interrupci n XIRQ IRQ y 4 bits del puerto A PA4 PAS PA6 y PA7 m eo j6 es nm es i R 3 pp s abo ia pE 6 is pas ja pps 9 ea mW ob o eas 3 10 Teclado En el m dulo ASBO se proporciona un conector especial para un teclado matricial de 16 botones como se muestra en la figura 8 Los programas de prueba se realizaron para un teclado hexadecimal GRA YHILL modelo 86JB2 203 para detecci n de los botones del O al 9 y dela A a la F En la figura se muestran los diagramas del teclado as como de la asignaci n de se ales en el puerto C en el conector de ASBO y en el conector del teclado La t cni
15. e funcionamiento single chip y bootstrap del procesador 68HC11 4 Puesta en marcha de ASBO 4 1 Disco de soporte En el disco de soporte que acompa a este sistema denominado ASBODISK se proporcionan los siguientes programas AS EXE programa de comunicaciones para funcionamiento en modo single chip Programa desarrollado por Leonado Escanero Figueroa especial para ASBO AS11 EXE ensamblador para programas escritos en mnem nicos para el 68HC11 Se trata de un programa freeware proporcionado por Motorola ASBO EXE programa para conectarse en modo bootstrap con el procesador 68HC11 Programa desarrollado por Antonio Salv Calleja especial para ASBO Adicionalmente se proporcionan los programas fuente ASM y objeto S19 de prueba para los perif ricos de ASBO CONTADOR S19 programa de prueba para los leds del puerto B Inicia en la direcci n 0 RAM KEYREL S19 programa de prueba para el teclado el LCD y el relevador Inicia en B600H EEPROM TODO S19 programa de prueba para el convertidor CAD los microswitches y el LCD Inicia en B600H EEPROM 4 2 Puesta en marcha Derechos reservados 2000 ASBO HC 11 Punto Flotante S A 14 Poner en marcha su sistema ASBO le tomar solo unos minutos Por favor siga los siguientes pasos con auxilio de la figura 10 PASO 1 Verifique que cuenta con el siguiente material 1 Disco de soporte 3 5 ASBODISK 2 M dulo electr nico ASBO 3 Eliminad
16. es b sicas de revisi n y modificaci n de localidades de memoria carga y ejecuci n de programas etc lo que permite al usuario el diagn stico y prueba r pida de los puertos e interfaces del m dulo ASBO y facilita el desarrollo de programas de aplicaci n para el sistema DESARROLLO El m dulo ASBO se conecta mediante un cable al puerto serial COM1 o COM2 de una computadora PC Aqu el usuario puede emplear el monitor BUFFALO integrado al propio chip 68HC11A1 como herramienta de desarrollo ejecutando desde la PC un sencillo programa de comunicaciones o bien ejecutar en la PC el programa de desarrollo ASBO EXE y comunicarse con el m dulo ASBO en modo bootstrap teniendo en este caso una herramienta m s completa para el desarrollo de aplicaciones Derechos reservados 2000 ASBO HC 11 Punto Flotante S A HEMBRA POT Ja MU BA L oo 1 pa ja 68HC11A1 S y A q Y N gt MODULO LCD FIGURA 2 CONEXIONES GENERALES DEL SISTEMA DURANTE LA ETAPA DE DESARROLLO E Se proporciona junto con el sistema un disco de 3 5 al usuario Se incluye en dicho disco programas de prueba escritos en lenguaje ensamblador para todas y cada una de las interfaces de ASBO un programa de comunicaciones denominado AS un programa ensamblador denominado AS11 as como un editor de texto Asimismo se incluye un programa denominado ASBO EXE con numerosas funciones auxiliares para el usuario que permiten entre otras
17. estigo DL9 usado por el programa ASBO EXE para indicar funcionamiento correcto de las comunicaciones entre la PC y el m dulo ASBO El puerto E puede usarse como entradas digitales o anal gicas En ASBO el bit PEO est conectado a tierra ya que es una opci n usada por el firmware BUFFALO de Motorola PE1 es una entrada anal gica O a 5 volts proveniente de un potenci metro de precisi n y sirve para realizar pruebas internas del convertidor AD PE2 lleva una interfaz anal gica para la lectura de se ales externas de 4 a 20 miliamperes El resto de los bits PE3 PE7 est disponible al usuario 3 5 Relevador Mediante el bit PA4 el procesador 68HC11A1 puede activar un relevador integrado en la tarjeta ASBO Los datos nominales de este relevador son un polo un tiro activaci n con 12 volts DC y contactos de 127 VCA 10 Amperes Este relevador puede ser usado ya sea como un sensor digital ABIERTO CERRADO para alertar a otros dispositivos del estado de alguna alarma o bien como actuador para activar dispositivos externos como focos v lvulas solenoides motores etc Derechos reservados 2000 ASBO HC 11 Punto Flotante S A PA4 5 6 CONECTOR AZUL BC547 RELEVADOR VVVV FIGURA 4 MANEJO DEL RELEV ADOR DESDE PA4 Los contactos del relevador se encuentran disponibles en el conector azul de la tarjeta marcado como REL A pesar de que estos contactos se encuentran completamente aislados el ctricamente del resto del m dul
18. itches de 3 posiciones para programaci n de opciones por parte del usuario Salida para un relevador de baja potencia integrado a la tarjeta para la activaci n de dispositivos externos como motores v lvulas o solenoides Derechos reservados 2000 ASBO HC 11 Punto Flotante S A RELEVADOR RESET ELIMINADOR SE AL 4 20 MA O DLC DLI RAS 1210 J3 dO AVIdSIA 68HC11A1 in aa O j oo J Jj z S A TECLADO FIGURA 1 LAY OUT DEL MODULO ASBO ALIMENTACION Su facilidad de alimentaci n da al m dulo una gran versatilidad ASBO puede activarse mediante un eliminador de bater as wall transformer externo el cual se conecta al m dulo y alimenta a un regulador de 5 volts integrado a la tarjeta o bien puede funcionar en forma aut noma por medio de una bater a est ndar cuadrada de 9 volts Gracias a su tecnolog a CMOS que mantiene un consumo m ximo de solo 20 miliamperes a 5 volts ASBO puede funcionar durante d as bajo la alimentaci n de una sola de estas bater as Adicionalmente su conexi n opcional a un panel solar de baja potencia es directa En figura 1 se muestra el diagrama LA Y OUT del m dulo FIRMWARE ASBO incluye un programa monitor denominado BUFFALO desarrollado por Motorola y que est integrado en ROM dentro del microcontrolador 68HC11A1 Conectando un cable de ASBO hacia el puerto serial de la PC este programa hace de la PC la consola del sistema y cuenta con funcion
19. la carga y ejecuci n de archivos ejecutables E Debido a que el 68HC11A1 cuenta con 512 bytes de EEPROM el usuario puede tener su programa de aplicaci n grabado en dicha memoria y funcionando en modo AUTORUN en forma r pida En la figura 2 se muestran los diagramas generales de conexi n para el sistema durante la etapa de desarrollo DOCUMENTACION E El usuario recibe junto a su sistema ASBO el manual del usuario en donde se incluye informaci n completa sobre el sistema incluyendo diagramas electr nicos as como una explicaci n detallada del funcionamiento de cada una de sus interfaces Derechos reservados 2000 ASBO HC 11 Punto Flotante S A 5 E Enel cap tulo 4 Puesta en Marcha se explica paso a paso los requerimientos para tener al sistema operando con la PC como apoyo en cuesti n de minutos Asimismo los programas suministrados al usuario en el disco de 3 5 con el software de soporte vienen con su correspondiente informaci n t cnica 3 Descripci n del hardware 3 1 Microcontrolador 68HCIIA1 El microcontrolador 68HC11 es una versi n ampliada del antiguo microprocesador de Motorola 6800 El set o conjunto de instrucciones del 6800 es de hecho compatible con el del 68HC11 pero este ltimo cuenta adicionalmente con instrucciones especiales para la divisi n y la multiplicaci n de n meros enteros con doble precisi n 16 bits Motorola fabrica una gran cantidad de variantes para el procesador 68HC11 de
20. mpleados El m dulo LCD lleva integrado a sus circuitos la ROM que habr de generar los patrones de puntos de los caracteres en la pantalla Tambi n tiene una RAM interna que almacena los caracteres en forma secuencial y los exhibe en el m dulo LCD Todas las se ales de datos y control llevan niveles TTL con excepci n de la se al de control de intensidad en el cual hay que aplicar tierra para la mayor intensidad y 5 volts para la menor En el ASBO este voltaje ya viene preajustado con un divisor de resistencias formado por R9 y R10 de 5 6K y 100K para dar la intensidad adecuada El diagrama general de conexiones del display se muestra en la figura 9 gt A AA 8 A TA as i os gt pea Derechos reservados 2000 ASBO HC 11 Punto Flotante S A 13 En su aplicaci n m s simple se desea solo escritura y el pin 5 se conecta permanentemente a tierra La forma de escribir datos en el display es la siguiente e se mandan comandos de inicializaci n al display con la se al RS 0 en estado bajo Los comandos t picos son los 4 mostrados en la tabla Para mandar el comando se escribe su c digo en los 8 bits DBO a DB7 y se le da un pulso BAJO a la se al EN Esta se al debe estar NORMALMENTE ALTA y se pueden manejar pulsos de 50 ms Es importante esperar a que los datos est n estables antes de aplicar el pulso e con RS 1 se escribe los datos ASCII en las 8 l neas DBO a DB7 con el mismo procedimiento se alado arriba
21. o NO ES ACONSEJABLE conectarles directamente dispositivos de alto voltaje 127 volts VAC debido al alto riesgo que existe de destruir el m dulo en caso de alg n corto circuito accidental en el conector de salida Si el usuario requiere manejar dichos dispositivos se recomienda en cambio emplear el relevador como una primera etapa de control en baja potencia conectado a una segunda etapa de alta potencia externa al m dulo ASBO como se muestra en la figura 5 127 vac 12 v Conector carga relevador auxiliar MANEJO DE CARGAS DE ALTA POTENCIA DESDE ASBO neutro FIGURA 5 CONEXI N DE ASBO A CARGAS DE ALTA POTENCIA Se incluye un LED testigo DL11 para indicar la activaci n del relevador Con PA4 en estado ALTO los contactos del relevador se cierran y el LED DL11 se enciende Con PA4 en estado BAJO los contactos del relevador se abren y el LED DL11 se apaga 3 6 Puertos anal gicos Todos los procesadores de la familia 68HC11 cuentan con 8 canales de conversi n anal gico digital Las caracter sticas generales de estos canales son resoluci n de 8 bits rango de O a 5 volts m ximo Existen 2 se ales de entrada al procesador llamadas VRH y VRL en los pines 22 y 21 cuya funci n es fijar el rango m ximo de operaci n del convertidor El sistema actual sin embargo emplea el rango de 5 volts con 256 pasos y 19 6 milivolts por paso Derechos reservados 2000 ASBO HC 11 Punto Flotante S A De los 8 c
22. or de bater as con salida de 7 5 a 12 volts DC 4 Cable para conexi n serial 5 PC con sistema operativo MSDOS WINDOWS RELEVADOR RESET ELIMINADOR SE AL 4 20 MA Y 5 lt 68HC11A1 1 O TECLADO FIGURA 10 LAYOUT ASBO PASO 2 En las PC con sistemas operativos MSDOS WINDOWS 3 1 trabaje sobre su PC operando desde MSDOS Si su PC trabaja en WINDOWSS9S 98 es necesario reiniciar el equipo en modo MSDOS pues de lo contrario el puerto COM1 pudiese no funcionar correctamente Para tal fin elija la opci n INICIO luego APAGAR EL SISTEMA y finalmente REINICIAR EN MODO MSDOS Una vez en MSDOS cree y abra en el disco duro de su PC un subdirectorio de nombre ASBO y copie all todo el contenido del disco de soporte ASBODISK Desde el subdirectorio ASBO ejecute el programa de comunicaciones de nombre AS EXE Dentro de este programa seleccione la opci n CONFIGURAR y elija una velocidad de 9600 bps y el puerto COM1 PASO 3 Verifique que la configuraci n de los jumpers en ASBO sea la siguiente para su operaci n en modo single chip ver figura 10 J1 ABIERTO J2 CERRADO J3 ABIERTO J4 CERRADO PASO 4 Conecte el cable serial del conector DB9 de ASBO al puerto COM de su PC ver configuraci n en la figura 2 PASO 5 Con base en las figuras 2 y 10 conecte el eliminador de bater as con salida entre 7 5 y 12 VDC a la corriente alterna y al conector denominado eliminador en ASBO seg n
23. pendiendo de su cantidad de memoria RAM ROM EPROM y EEPROM La versi n empleada por ASBO es la Al El 68HC11A1 cuenta con 256 bytes de RAM y 512 bytes de EEPROM Tiene adem s una ROM de 12K con el programa monitor BUFFALO residente El 68HC11A1 cuenta adem s con el resto de los circuitos e interfaces compartidos por todas las versiones puertos paralelos de entrada salida puerto serie s ncrono SPI de alta velocidad puerto serial as ncrono 8 canales de conversi n AD de 8 bits y un temporizador El 68HC11A1 puede funcionar dentro del sistema ASBO en alguno de los siguientes modos de operaci n dependiendo de la posici n de los jumpers J1 J2 en la tarjeta Modo Single Chip aqu el procesador ejecuta despu s de reset en forma autom tica el programa BUFFALO y se comunica por su puerto serial a una velocidad de 9600 bps con su consola en este caso una computadora PC funcionando con un programa de comunicaciones El monitor BUFFALO cuenta con una gran variedad de funciones para revisi n y modificaci n de localidades de memoria y puertos del procesador Sin embargo en este modo de operaci n solamente pueden cargarse programas en la memoria RAM del sistema la cual queda limitada apenas a 64 bytes debido a que el resto es usada por el propio BUFFALO El modo single chip es muy pr ctico para realizar la prueba inicial de ASBO as como para pruebas sencillas de sus interfaces antes de experimentar con el siguiente nivel de ope
24. raci n o sea el modo bootstrap Modo Bootstrap aqu el procesador deja libres la totalidad de su RAM y su EEPROM para la carga de programas de aplicaci n y permite el desarrollo de programas m s amplios y completos para el sistema La filosof a del modo bootstrap el cual es exclusivo de los microcontroladores de Motorola es la siguiente despu s de reset el 68HC11 ejecuta las instrucciones guardadas en localidades de una peque a ROM BOOTROM residente A este programa se le denomina bootloader La funci n primordial del bootloader es la de recibir una cadena de bytes t picamente instrucciones de una peque a rutina por el puerto serial depositarlos en su RAM a partir de la direcci n 0000H y ejecutar estas instrucciones Obviamente esta funci n requiere de un dispositivo externo que env e esta cadena de bytes en este caso una PC Esto se realiza por medio del programa ASBO EXE que hace uso del bootloader para en forma transparente al usuario cargar y ejecutar archivos a su conveniencia ofreciendo funciones tan complejas como leer la RAM del sistema y desplegarla en pantalla o cargar en EEPROM un archivo objeto previamente ensamblado 3 2 Memoria El procesador 68HC11A1 permite direccionar un total de 64k de memoria En el mismo mapa se combinan bloques de RAM EEPROM y ROM ya que el procesador usa una arquitectura VON NEUWMAN El mapa de memoria se muestra en seguida BOOTLOADER BF40H
25. redes de control de acceso o incorporado en sistemas de control industrial ASBO hace uso de la versi n de 48 pines del microcontrolador 68HC11A1 de Motorola con encapsulado dual in line el cual contiene 512 bytes de EEPROM y 256 bytes de RAM El dise o de ASBO hace un uso extensivo de los puertos e interfaces ofrecidas por el microcontrolador para ofrecer al usuario un sistema con un m ximo de opciones disponibles ASBO tiene las siguientes caracter sticas HARDWARE E microcontrolador 68HC11A1 funcionando con un cristal de 8 Mhz con 512 bytes de EEPROM 256 bytes de RAM y el programa monitor firmware BUFFALO integrado en ROM Puerto para conectar un display LCD de 16 caracteres x 2 Puerto para conectar un teclado de 4 x 4 teclas en disposici n matricial Header de 20x con numerosas se ales de entrada salida disponibles para circuitos de expansi n por parte del usuario incluyendo las se ales de interrupci n del procesador Puerto serial de comunicaciones as ncrono con DB9 integrado a la tarjeta para facilitar su conexi n a una PC Puerto s ncrono con el est ndar SPI diponible en el header 20x Puerto de salida de 8 bits con leds conectados como testigos para facilitar pruebas por parte del usuario Entradas para 2 se ales anal gicas con una resoluci n de 8 bits Una de las entradas se encuentra lista para recibir se ales externas provenientes de sensores de lazo de corriente de 4 20 ma M dulo de microsw
26. se modifica El n mero 152 representa el valor digital convertido del voltaje de O a 5 volts generado por el potenci metro de precisi n de ASBO Mueva con un peque o desatornillador el tornillo del potenci metro y compruebe que el valor digital cambia entre O y 255 PASO 4 Si cuenta con un teclado GRAYHILL modelo 86JB2 203 con ctelo al conector del teclado de ASBO y siguiendo un procedimiento id ntico cargue el programa KEYREL S19 Este programa permite decodificar cualquier tecla oprimida mostr ndola en el LCD Adem s cuando se oprime la tecla 5 se activa el relevador y con la tecla 6 se desactiva 5 2 Operaci n en modo AUTORUN Cualquier programa que haya sido previamente cargado y ejecutado en la EEPROM de ASBO puede ejecutarse en modo AUTORUN es decir iniciarse en forma autom tica al encender el sistema Hay que recordar que la EEPROM no pierde su informaci n a n cuando se retire la alimentaci n del sistema Para ejecutar un programa en modo AUTORUN PASO 1 Usando el programa ASBO EXE cargue y ejecute su programa de aplicaci n desde la direcci n B600H en la EEPROM del sistema Cerci rese que el programa funciona correctamente Como prueba puede cargar por ejemplo el programa TODO S19 PASO 2 Desconecte su sistema del eliminador de bater as y de su cable serial y modifique la posici n de los jumpers JI CERRADO J2CERRADO J3CERRADO J4 CERRADO PASO 3 Conecte el eliminador El programa debe iniciar autom ti
27. se muestra El led rojo DL10 debe encender Oprima el bot n de reset de ASBO El monitor de su PC deber de mostrar el siguiente letrero enviado por el monitor BUFFALO de ASBO Derechos reservados 2000 ASBO HC 11 Punto Flotante S A 15 BUFFALO 3 2 int Bit User Fast Friendly Aid to Logical Operation Oprima la tecla ENTER para recibir el promt gt de BUFFALO Su sistema se encuentra listo y en comunicaci n con la PC Todos los comandos deben ir seguidos de ENTER PASO 6 Escriba los siguientes comandos y vea la contestaci n de ASBO gt MD 0 100 Memory Display gt MM 20 Memory Modify Existen 19 comandos que pueden manejarse desde BUFFALO Con el comando H help observe en su monitor todas las opciones que ofrece BUFFALO Juegue un poco con estas opciones antes de pasar al paso 7 PASO Tecle desde BUFFALO el comando gt LOAD T ENTER Ahora elija la opci n F1 ENVIAR del programa de comunicaciones AS Tecle CONTADOR S19 como nombre del programa y d un ENTER ASBO contesta done gt El c digo objeto ha sido cargado en la RAM del ASBO a partir de la direcci n 0 Se trata de un programa cuya funci n es encender los leds del puerto B en forma de cuenta ascendente Una vez que el comando concluye BUFFALO manda de nuevo su promt Ejecute el programa desde la direcci n 0 en RAM con el comando G gt G 0 Los leds de ASBO deben encenderse en forma de cuenta consecutiva y ascenden
28. te Usted acaba de completar el ciclo de prueba inicial de su sistema ASBO El sistema se encuentra funcionando en modo single chip y usted puede escribir cargar y correr programas sencillos en el mismo Tambi n tiene a su disposici n un programa monitor BUFFALO que le permite m ltiples comandos y funciones Sin embargo BUFFALO consume para su operaci n espacio en RAM de la direcci n 48H a la FFH por lo que disminuye considerablemente el rea para carga de programas de aplicaci n Asimismo no es posible cargar programas directamente de la PC hacia la EEPROM Todo lo anterior hace necesario operar el procesador en modo bootstrap lo cual libera el espacio en RAM y permite la carga de programas en la EEPROM Pase por favor al siguiente cap tulo para continuar con la operaci n de ASBO en modo bootstrap 5 Modo Bootstrap 5 1 Haciendo uso de ASBO EXE El programa ASBO EXE inclu do en el disco de soporte permite la operaci n del sistema en el modo bootstrap ASBO EXE permite realizar funciones de carga y ejecuci n de programas tanto en la EEPROM como en la RAM as como revisi n de localidades de memoria Siga por favor los siguientes pasos para la operaci n de ASBO en modo bootstrap PASO 1 Mantenga ASBO con su eliminador de bater as desconectado Los jumpers de ASBO deben tener la siguiente configuraci n Ji CERRADO J2CERRADO J3 ABIERTO J4 CERRADO Si cuenta con un display de cristal l quido LCD
29. un programa sin errores 6 Referencias Se recomienda al usuario apoyarse en las siguientes referencias para complementar el contenido del presente manual Derechos reservados 2000 ASBO HC 11 Punto Flotante S A 17 Manuales y Notas de Aplicaci n e HC11 REFERENCE MANUAL Motorola Inc Manual completo de la familia 68HC11 con datos t cnicos notas de aplicaci n etc e M68HC11EVBU Universal Evaluation Board Manual del m dulo de evaluaci n de Motorola basado en el modelo E9 Incluye informaci n completa del firmware BUFFALO e MC68HC11 Bootstrap Mode APPLICATION NOTE 1060 Nota de Aplicaci n de Motorola sobre detalles t cnicos concernientes al procesador 68HC11 en el modo bootstrap e Motorola Freeware PC compatible 8 bit Cross Assemblers User s Manual Manual de los ensambladores ofrecidos por Motorola de la serie ASx EXE e MC68HC11 EEPROM Programming from a Personal Computer APPLICATION NOTE AN1010 Nota de Aplicaci n de Motorola sobre detalles t cnicos de programaci n de la EEPROM en los chips de la familia 68HC11 Sitios de Internet e http www motorola com pub sPS MCU mcull1 2N A sitio con la lista de todos los programas PC freeware ofrecidos por Motorola De especial inter s es el archivo PCBUGB ZIP el cual al descomprimirse deja disponible el PCBUGI11 EXE junto con todos sus archivos auxiliares PCBUG11 es un programa que puede usarse para el manejo de ASBO en modo bootstrap
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