HackerBox 0040: PIC del destino: 9 pasos

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:42

Saludos a HackerBox Hackers de todo el mundo. HackerBox 0040 nos hace experimentar con microcontroladores PIC, paneles de pruebas, pantallas LCD, GPS y más. Este Instructable contiene información para comenzar con HackerBox 0040, que se puede comprar aquí hasta agotar existencias. Si desea recibir un HackerBox como este en su buzón cada mes, suscríbase en HackerBoxes.com y únase a la revolución.

Temas y objetivos de aprendizaje para HackerBox 0040:

• Desarrollar sistemas embebidos con microcontroladores PIC
• Explore la programación en circuito de sistemas integrados
• Pruebe la fuente de alimentación y las opciones de reloj para sistemas integrados
• Interfaz de un microcontrolador PIC a un módulo de salida LCD
• Experimente con un receptor GPS integrado
• Empuña el PIC del destino

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¡HACKE EL PLANETA

Paso 1: Lista de contenido para HackerBox 0040

• Microcontrolador PIC PIC16F628 (DIP 18)
• Microcontrolador PIC PIC12F675 (DIP 8)
• Programador y depurador en circuito PICkit 3
• Destino de programación de zócalo ZIF para PICkit 3
• Cables USB y cables de cabecera para PICkit 3
• Módulo GPS con antena integrada
• Módulo LCD alfanumérico 16x2
• Fuente de alimentación para placa de pruebas con MicroUSB
• Cristales de 16.00 MHz (HC-49)
• Botones táctiles momentáneos
• LED ROJOS difusos de 5 mm
• Potenciómetro de ajuste de 5K ohmios
• Condensadores cerámicos de 18pF
• Condensadores de cerámica 100nF
• Resistencias de 1K Ohm 1 / 4W
• Resistencias de 10K Ohm 1 / 4W
• Placa de pruebas sin soldadura de 830 puntos (grande)
• Kit de cables de puente formados con 140 piezas
• Púas de guitarra de celuloide
• Adhesivo exclusivo para troquel PIC16C505

Algunas otras cosas que serán útiles:

• Soldador, soldadura y herramientas de soldadura básicas
• Computadora para ejecutar herramientas de software

Lo más importante es que necesitará sentido de la aventura, espíritu hacker, paciencia y curiosidad. Construir y experimentar con la electrónica, aunque es muy gratificante, puede ser complicado, desafiante e incluso frustrante en ocasiones. El objetivo es el progreso, no la perfección. Cuando persiste y disfruta de la aventura, se puede derivar una gran satisfacción de este pasatiempo. Dé cada paso lentamente, preste atención a los detalles y no tema pedir ayuda.

Hay una gran cantidad de información para miembros actuales y potenciales en las preguntas frecuentes de HackerBoxes. Casi todos los correos electrónicos de soporte no técnico que recibimos ya están respondidos allí, por lo que realmente agradecemos que se tome unos minutos para leer las preguntas frecuentes.

Paso 2: Microcontroladores PIC

La familia de microcontroladores PIC está fabricada por Microchip Technology. El nombre PIC inicialmente se refería a Controlador de interfaz periférico, pero luego se corrigió a Computadora inteligente programable. Las primeras piezas de la familia aparecieron en 1976. En 2013, se habían enviado más de doce mil millones de microcontroladores PIC individuales. Los dispositivos PIC son populares tanto entre los desarrolladores industriales como entre los aficionados debido a su bajo costo, amplia disponibilidad, gran base de usuarios, amplia colección de notas de aplicación, disponibilidad de herramientas de desarrollo gratuitas o de bajo costo, programación en serie y capacidad de memoria Flash reprogramable. (Wikipedia)

HackerBox 0040 incluye dos microcontroladores PIC asentados temporalmente para su transporte en un zócalo ZIF (fuerza de inserción cero). El primer paso es quitar los dos PIC del zócalo ZIF. ¡Haz eso ahora!

Los dos microcontroladores son un PIC16F628A (hoja de datos) en un paquete DIP18 y un PIC12F675 (hoja de datos) en un paquete DIP 8.

Los ejemplos aquí usan el PIC16F628A, sin embargo, el PIC12F675 funciona de manera similar. Te animamos a que lo pruebes en un proyecto propio. Su pequeño tamaño lo convierte en una solución eficiente cuando solo necesita una pequeña cantidad de pines de E / S.

Paso 3: Programación de microcontroladores PIC con PICkit 3

Hay muchos pasos de configuración que deben abordarse al usar las herramientas PIC, por lo que aquí hay un ejemplo bastante básico:

• Instale el software MPLAB X IDE de Microchip
• Al final de la instalación, se le presentará un enlace para instalar el compilador MPLAB XC8 C. Asegúrese de seleccionar eso. XC8 es el compilador que usaremos.
• Inserte el chip PIC16F628A (DIP18) en el zócalo ZIF. Tenga en cuenta la posición y la orientación que se enumeran en el reverso de la PCB de destino ZIF.
• Configure los interruptores de puente como se indica en el reverso de la PCB de destino ZIF (B, 2-3, 2-3).
• Conecte el encabezado de programación de cinco pines de la placa de destino ZIF en el encabezado PICkit 3.
• Conecte el PICkit 3 a la computadora usando el cable miniUSB rojo.
• Ejecute MPLAB X IDE.
• Seleccione la opción de menú para crear un nuevo proyecto.
• Configure: proyecto independiente integrado con microchip y presione SIGUIENTE.
• Seleccione el dispositivo: PIC16F628A y presione SIGUIENTE
• Seleccionar depurador: Ninguno; Herramientas de hardware: PICkit 3; Compilador: XC8
• Ingrese el nombre del proyecto: parpadear.
• Haga clic con el botón derecho en los archivos de origen y, en nuevo, seleccione nuevo main.c
• Asigne al archivo c un nombre como "parpadeo"
• Vaya a ventana> vista de memoria de etiquetas> bits de configuración
• Establezca el bit FOSC en INTOSCIO y todo lo demás en OFF.
• Pulsa el botón "generar código fuente".
• Pegue el código generado en su archivo blink.c arriba
• También pegue esto en el archivo c: #define _XTAL_FREQ 4000000
• Pasado en el bloque principal del código c a continuación:

vacío principal (vacío)

{TRISA = 0b00000000; mientras que (1) {PORTAbits. RA3 = 1; _delay_ms (300); PORTAbits. RA3 = 0; _delay_ms (300); }}

• Pulsa el icono de martillo para compilar
• Vaya a producción> establecer la configuración del proyecto> personalizar
• Seleccione PICkit 3 en el panel izquierdo de la ventana emergente y luego Power en el campo desplegable en la parte superior.
• Haga clic en el cuadro "objetivo de potencia", establezca el voltaje objetivo en 4.875V, presione Aplicar.
• De vuelta a la pantalla principal, presiona el ícono de la flecha verde.
• Aparecerá una advertencia sobre el voltaje. Pulsa continuar.
• Eventualmente debería obtener "Programación / Verificación completa" en la ventana de estado.
• Si el programador no se comporta, puede ayudar apagar el IDE y simplemente ejecutarlo nuevamente. Todas las configuraciones seleccionadas deben mantenerse.

Paso 4: Probar el PIC programado con Blink.c

Una vez que se programa el PIC (paso anterior), se puede colocar en una placa de prueba sin soldadura para probar.

Dado que se seleccionó el oscilador interno, solo necesitamos cablear tres pines (alimentación, tierra, LED).

Se puede suministrar energía a la placa de pruebas mediante el módulo de fuente de alimentación. Consejos para usar el módulo de fuente de alimentación:

• Pon un poco más de soldadura en las lengüetas laterales del conector microUSB antes de que se rompa, no después.
• Asegúrese de que los "pines negros" entren en el riel de tierra y los "pines blancos" en el riel de alimentación. Si están al revés, estás en el extremo equivocado de la placa de pruebas.
• Cambie ambos interruptores a 5V para los chips PIC incluidos.

Después de colocar el microcontrolador PIC, observe el indicador del pin 1. Los pines están numerados desde el pin 1 en sentido antihorario. Conecte el pin 5 (VSS) a GND, el pin 14 (VDD) a 5V y el pin 2 (RA3) al LED. Observe que en su código, el pin de E / S RA3 se enciende y apaga para hacer parpadear el LED. El pin más largo del LED debe conectarse al PIC, mientras que el pin más corto debe conectarse a una resistencia de 1K (marrón, negro, rojo). El extremo opuesto de la resistencia debe conectarse al riel GND. La resistencia simplemente actúa como un límite de corriente para que el LED no parezca un corto entre 5V y GND y consuma demasiada corriente.

Paso 5: Programación en circuito

El dongle PICkit 3 se puede utilizar para programar el chip PIC en circuito. El dongle también puede suministrar energía al circuito (el objetivo de la placa de pruebas) tal como lo hicimos con el objetivo ZIF.

• Retire la fuente de alimentación de la placa de pruebas.
• Conecte los cables del PICkit 3 a la placa de pruebas a 5 V, GND, MCLR, PGC y PGD.
• Cambie los números de retraso en el código C.
• Vuelva a compilar (icono de martillo) y luego programe el PIC.

Dado que se cambiaron los números de retardo, el LED debería parpadear ahora de manera diferente.

Paso 6: uso de un oscilador de cristal externo

Para este experimento de PIC, cambie del oscilador interno a un oscilador de cristal externo de alta velocidad. El oscilador de cristal externo no solo es más rápido (16 MHz en lugar de 4 MHz), sino que es mucho más preciso.

• Cambie el bit de configuración de FOSC de INTOSCIO a HS.
• Cambie tanto la configuración de FOSC IDE como #define en el código.
• Cambie #define _XTAL_FREQ 4000000 de 4000000 a 16000000.
• Reprograme el PIC (tal vez cambie los números de retraso nuevamente)
• Verifique el funcionamiento con el cristal externo.
• ¿Qué sucede cuando sacas el cristal de la placa de pruebas?

Paso 7: conducción de un módulo de salida LCD

El PIC16F628A se puede utilizar para impulsar la salida a un módulo LCD alfanumérico de 16x2 (datos) cuando se conecta como se muestra aquí. El archivo adjunto picLCD.c proporciona un programa de ejemplo simple para escribir la salida de texto en el módulo LCD.

Paso 8: Receptor de ubicación y hora GPS

Este módulo GPS puede determinar la hora y la ubicación con bastante precisión a partir de las señales recibidas desde el espacio en su pequeña antena integrada. Solo se requieren tres pines para el funcionamiento básico.

El LED rojo de "Energía" se iluminará cuando se conecte la energía adecuada. Una vez que se adquieren las señales del satélite, el LED verde "PPS" comienza a parpadear.

Se suministra energía a los pines GND y VCC. El VCC puede funcionar con 3,3 V o 5 V.

El tercer pin que es necesario es el pin TX. El pin TX emite un flujo en serie que se puede capturar en una computadora (a través del adaptador TTL-USB) o en un microcontrolador. Existen numerosos proyectos de ejemplo para recibir datos GPS en un Arduino.

Este repositorio de git incluye documentación en pdf para este tipo de módulo GPS. También echa un vistazo a u-center.

Este proyecto y video muestra un ejemplo de captura de fecha y hora de alta precisión desde un módulo GPS en un microcontrolador PIC16F628A.

Paso 9: Vive la HackLife

Esperamos que haya disfrutado del viaje de este mes a la electrónica de bricolaje. Comuníquese y comparta su éxito en los comentarios a continuación o en el grupo de Facebook de HackerBoxes. Ciertamente, háganos saber si tiene alguna pregunta o necesita ayuda con algo.

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