Laboratorio de Microprocesadores

Introducción

MICROPROCESADORES ATRAVÉS DE LA PRÁCTICA Aprende Microprocesadores, su programación y sus periféricos construyendo tu propia microcomputadora

Carlos E. Canto Quintal 20

17 15 13 11 8 6 4 2

CONEXIÓN Y PROGRAMACIÓN DEL PPI 8255

+5v

BUS DE DATOS D0-D7 9

RD

26 34 33 32 31 30 29 28 27

8

10

IORQ

IORD

12 11 13

WR

5 36

BUS DE DIRECCIONES A0-A7

(1/2) 74LS32

Z80

IOWR 9 8

A0 A1 +5v

80H-83H 16

A2 A3 A4 A5 A6 A7

1 2 3 4 5 6 8

VCC A B C G2AN G2BN G1

Y0N Y1N Y2N Y3N Y4N Y5N Y6N Y7N

15 14 13 12 11 10 9 7

GND

74LS138

CIRCUITO DE RESET

RESET

330 ohms

+5V

PRACTICA NUM.6

DECODIFICADOR DE DIRECCIONES DE PUERTOS DE E/S

35 6 7

VCC D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7

PA0 PA1 PA2 PA3 PA4 PA5 PA6 PA7

RD WR A0 A1 RESET CS GND

8255

PB0 PB1 PB2 PB3 PB4 PB5 PB6 PB7 PC0 PC1 PC2 PC3 PC4 PC5 PC6 PC7

VCC

2A4 2A3 2A2 2A1 1A4 1A3 1A2 1A1

2Y4 2Y3 2Y2 2Y1 1Y4 1Y3 1Y2 1Y1

3 5 7 9 12 14 16 18

1 19 1G 10 2G GND

4 3 2 1 40 39 38 37

+5V

74LS244

2.2 K ARRANQUE

18 19 20 21 22 23 24 25

PARO

IZQUIERDA

14 15 16 17 13 12 11 10

DERECHA

PUERTO C

+5V

330 ohms 20 17 15 13 11 8 6 4 2

VCC 2A4 2A3 2A2 2A1 1A4 1A3 1A2 1A1

2Y4 2Y3 2Y2 2Y1 1Y4 1Y3 1Y2 1Y1

3 5 7 9 12 14 16 18

1 19 1G 10 2G GND

RESET LA DIRECCIÓN BASE SELECCIONADA PARA EL PPI 8255 ES 80H

74LS244

C.CANTO

M.C. Carlos E. Canto Quintal

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Introducción

....” La práctica hace al maestro”...

INTRODUCCIÓN

L

a experiencia me ha enseñado, que los circuitos electrónicos estudiados en el aula, no se comprenden plenamente, sino hasta que son llevados a la práctica y utilizados en aplicaciones creativas y de utilidad real. Tan es así, que podríamos afirmar que, el que no arma o hecha andar exitosamente alguna aplicación real, difícilmente llegará a ser un experto en Electrónica. Esto es todavía más notorio, cuando trabajamos con Microprocesadores y microcontroladores. Con este material tratamos de proporcionar una guía completa de experimentos para la comprensión plena de los microprocesadores y sus periféricos. La metodología que seguimos, es la de implementar una microcomputadora completa, por etapas, en donde cada etapa constituye una práctica y no se deberá pasar a la siguiente , sin antes haber completado con éxito la anterior. Si no se sigue esta metodología estrictamente, el objetivo de esta guía no se alcanzará al 100%.

Este material está pensado para complementar al libro de texto y no para sustituirlo, como un auxiliar para el alumno y al maestro. No se recomienda para estudiantes que no hayan cursados los antecedentes de circuitos digitales.

I.- OBJETIVO GENERAL Proporcionar una guía estructurada, para apoyar en el aprendizaje de los microprocesadores, su programación y sus periféricos a través de la implementación, por etapas de microcomputadoras basadas en el Z80 y en el 8051.

M.C. Carlos E. Canto Quintal

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Cada una de las etapas o prácticas, está pensada para ser completada en 2 horas de trabajo en laboratorio. La microcomputadora con algunas aplicaciones, será completada en once prácticas. La información para cada práctica, que proporcionamos en esta guía, está estructurada de la manera siguiente: 1.-Número de la práctica 2.-Nombre de la Práctica 3.-Objetivo específico 4.-Introducción (Información teórica) 5.-correlación con los temas del programa del curso 6.-Material y equipo necesario 7.- Metodología (Desarrollo del Experimento) 8.- Sugerencias didácticas 9.-Reporte de resultados 10.-Bibliografía

Microprocesadores Microprocesadores

DIAGRAMA DE BLOQUES SIMPLIFICADO DEL SISTEMA A IMPLEMENTAR

BUS DE DATOS

Osc Osc Reset Reset

RAM RAM

EPROM EPROM

UART UART

CPU CPU Z80 Z80 Decodif. Decodif. De De memoria memoria

ADC ADC 0804 0804

Timer Timer 8254 8254 PPI PPI 8255 8255

LCD

Decodif. Decodif. De De puertos puertos

BUS DE DIRECCIONES

Teclado matricial

Carlos Canto Q.

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En el caso de la información teórica proporcionada es la necesaria para la realización de la práctica, sin embargo, se recomienda consultar el libro de texto siempre que sea necesario. Es aconsejable antes de iniciar la práctica en el laboratorio, resolver el cuestionario de autoevaluación.

2.-RECOMENDACIONES DE ALAMBRADO Antes de empezar a alambrar su primer experimento, es importante revisar los aspectos siguientes: 1.-Que la tablilla PROTO no tenga contactos falsos o cortos, sobretodo, si no es nuevo hay que cuidar que los contactos del área donde se ensamble el circuito no estén “huangos” por el uso excesivo. Un gran porcentaje de los problemas en las prácticas son producidos por un PROTO en mal estado. Si sus posibilidades se lo permiten es preferible usar una tablilla PROTO nueva. 2.-Que el alambre telefónico que se use sea el adecuado para su PROTO, si se usa alambre muy delgado es muy probable que no se tenga un contacto confiable y por lo tanto tendremos una fuente de problemas. 3.-Que la fuente de alimentación esté en buen estado y que cumpla con las especificaciones. Esto es, una fuente regulada de +5 volts de CD, de 1 A mínimo, voltaje de rizo aceptable. 4.-Planear la distribución (el layout) de toda la microcomputadora para optimizar espacio, antes de iniciar la práctica 1. 5.-Hacer conexiones lo más cortas posible, no conectar en diagonal, siempre en ángulos rectos nunca curvas y al ras de la tablilla “PROTO”. 6.-Evite que los alambres de conexión pasen por encima de los Circuitos integrados, esto dificulta la revisión o el cambio del chip si se llegara a dañar. 7.-Use un código de colores para identificar las conexiones, por ejemplo usar negro para el bit 0 del bus de datos , café para el bit1, etc. o bien todas las conexiones del bus de datos de azul , las del bus de control de verde y las del bus de direcciones de amarillo. 8.-Asegúrese que las puntas del alambre telefónico entren hasta el fondo de los orificios del PROTO, evitando que se doblen, para asegurar un buen contacto. 9.-No olvide manipular con precaución los circuitos que sean CMOS (cuidarse de la electricidad electrostática). 10.-Antes de energizar el circuito revíselo minuciosamente. 11.- Todas las entradas de los integrados NO USADAS deben conectarse a ya sea +5V ( a través de una resistencia de pull-up) o a tierra (GND) dependiendo del nivel de actividad de las entradas. 12.- Las salidas NO USADAS tienen que mantenerse sin conexión. 13.- No olvide desenergizar su sistema antes de hacer cualquier cambio en su circuitería.

M.C. Carlos E. Canto Quintal

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3.- LISTADO DE PRÁCTICAS PRACTICA N0.1 El Reloj y el Reset

PRÁCTICA N0.2 Operación del Microprocesador

PRÁCTICA N0.3 Las memorias del sistema con el Z80

PRÁCTICA N0.4 El PPI 8255 su conexión y programación

PRÁCTICA N0.5 Teclado Matricial y Display LCD

PRÁCTICA N0.6 El puerto serie (UART)

PRÁCTICA N0.7 Utilización de un convertidor A/D

PRÁCTICA N0.8 Utilización de un convertidor D/A

PRÁCTICA N0.9 El Timer 8254, su conexión y programación

PRÁCTICA N0. 10 Microcomputadora con el 8051

PRÁCTICA N0.11 Aplicación del Microcontrolador 8051 (Parte 1)

PRÁCTICA N0.12 Aplicación del Microcontrolador 8051 (Parte 2)

PRÁCTICA N0.13 Proyecto final (Aplicación Libre)

4.- LISTA DE COMPONENTES 1 CI Z80 CPU ( de la frecuencia disponible) Cristal de 2.000 MHZ ( o compatible con el Z80 disponible) 1 CI 74LS14 Inversores con schmitt trigger 1 EPROM 27XXX, 2716,2732, 2764 ó la disponible 1 RAM 2016,6116 ó disponible 3 Buffer Tri-state 74LS244 1 CI 74LS00 Compuertas NAND

M.C. Carlos E. Canto Quintal

Laboratorio de Microprocesadores 1 condensador de 10uf 2 push buttom NA 1 dip switch de 8 bits 16 LED’s 16 resistencias de 220 Ω 1 Latch octal con tri-state 74LS374 1CI (Parallel Peripheral Interfase) PPI 8255 1 teclado matricial de 16 teclas 1 Display de cristal Líquido HD44780 de 2X16 4 resistencias de 2.7 KΩ 1 motor de CD 1 motor de pasos 1 doble puente H L293 1 CI ULN2803 1 LM35 1 sensor óptico de herradura 1 Timer programable 8254 1 UART 8250 ó 16650 1 ADC0804 1DAC0830 1 ADC0809 1 AT89C52 Cristal de 11.0592 Mhz 1MAX232 6 condensadores de 1 µF 1 regulador 7805 1 fuente regulada de 5 volts 1ª 2 protoboards grandes Cable telefónico Pinzas de corte y de punta Osciloscopio Analizador lógico

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