PDF de programación - Programación gráfica de los microcontroladores PIC-AVR y su aplicación práctica en el ámbito de la ingeniería eléctrica

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO

FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA Y ELECTRÓNICA

Título:

“PROGRAMACIÓN GRÁFICA DE LOS

MICROCONTROLADORES PIC-AVR Y SU APLICACIÓN

PRÁCTICA EN EL ÁMBITO DE LA INGENIERÍA ELÉCTRICA”

Autor:

Edgar del Aguila Vela

Resolución: R.R. N°1180-2011-R, del 23-11-2011
Periodo de ejecución: 01-11-2011 al 31-10-2012

CALLAO, OCTUBRE DEL 2012

PERÚ

INDICE

I.-RESUMEN
II.-INTRODUCCIÓN
III.-ANTECEDENTES
3.1.-HISTÓRICO Y FILOSÓFICO
3.2.-OBJETIVOS DE LA INVESTIGACIÓN

3.2.1.-GENERALES
3.2.2.-ESPECÍFICOS

3.3.-ALCANCES DE LA INVESTIGACIÓN
3.4.-PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
3.5.-HIPÓTESIS
3.6.-OPERACIONALIZACIÓN DE VARIABLES
IV.-MARCO TEÓRICO

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4.1.-CONCEPTOS GENERALES (FV)
4.1.1.-PROTOCOLOS
4.1.2.-ABREVIATURAS
4.1.3.-ARQUITECTURA DE MICROCONTROLADORES

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17
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18
4.1.3.1.-MICROCONTROLADOR PIC 18
4.1.3.2.-MICROCONTROLADOR AVR 20
4.1.4.-CONTROLADOR Y MICROCONTROLADOR 21
4.1.5.-DIFERENCIA ENTRE MICROPROCESADOR Y MICROCONTROLADOR 22
4.1.6.-RECURSO COMUNES A TODOS LOS MICROCONTROLADORES 23
4.1.7.-DESARROLLO DEL SOFTWARE
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25
4.1.8.-SISTEMAS SECUENCIALES
25
4.1.9.-MIGRACIÓN DE LÓGICA CABLEADA A LÓGICA PROGRAMADA
4.2.-CONCEPTOS ESPECÍFICOS (DV)
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4.2.1.-CONSTRUCTOS
4.2.1.1.-MODELAMIENTO DE LA PROGRAMACIÓN GRÁFICA 31
A.-REQUERIMIENTOS PARA LA PROGRAMACIÓN GRÁFICA 32
DEL MICROCONTROLADOR.
B.-ENSAYOS PARA LA APLICACIÓN DE LOS
PROCEDIMIENTOS DE PROGRAMACIÓN GRÁFICA.
C.-PROGRAMACIÓN GRÁFICA POR LADDER Y
DESEMPEÑO DEL MICROCONTROLADOR PROGRAMADO.


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V.-MATERIALES Y MÉTODOS

4.2.1.2.-TERMINOLOGÍAS

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55
5.1.-MATERIALES Y EQUIPOS 55
5.2.-METODOLOGÍA PARA CONTRASTACIÓN Y DEMOSTRACIÓN 55
DE LA HIPÓTESIS

VI.-RESULTADOS

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6.1.-PROGRAMACIÓN GRÁFICA DEL MICRONTROLADOR PIC16F628A 59
Y AVR ATMEGA8.

VII.-DISCUSIÓN

7.1.-CONCLUSIONES
7.2.-OBSERVACIONES

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63
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VIII.-REFERENCIALES
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IX.-APÉNDICE :
APÉNDICE 1: ASIGNACIÓN DE PATAS: PIC16F628A
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APÉNDICE 2: ASIGNACIÓN DE PATAS: ATMEGA8 67
APÉNDICE 3: ARCHIVO EN HEXADECIMAL : VALORACIÓNPIC.HEX. 68
APÉNDICE 4: ARCHIVO EN HEXADECIMAL : VALORACIÓNAVR.HEX. 69
APÉNDICE 5: ARCHIVO EN HEXADECIMAL : ARRANQUE E-TPIC.HEX. 70

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APÉNDICE 6: ARCHIVO EN HEXADECIMAL : ARRANQUE E-TAVR.HEX. 71

APÉNDICE 7 : DIAGRAMA LADDER EN LDMICRO DEL SISTEMA
DE ARRANQUE ESTRELLA-TRIANGULO, PARA PIC16F628A.
APÉNDICE 8 : DIAGRAMA LADDER EN LDMICRO DEL
SISTEMA DE ARRANQUE ESTRELLA-TRIANGULO, PARA
ATMEGA8.
APÉNDICE 9 : USO DEL BURNER EN EL GRABADO DE LA PROGRAMACIÓN
HACIA EL MICROCONTROLADOR.
APÉNDICE 10:IMPLEMENTACIÓN CIRCUITAL DEL APLICATIVO



X.-ANEXOS
ANEXO 1: INTERCONEXIÓN TÍPICA DE UN REGULADOR AUTOMÁTICO
DE TENSIÓN “AVR”
ANEXO 2: ESTADO DE LA TÉCNICA DE LÓGICA
CABLEADA POR CONTACTORES.{12}.CASOS TÍPICOS DE
SISTEMAS DE ARRANQUE DE MOTORES TRIFÁSICO CON
ROTOR JAULA DE ARDILLA
ANEXO 3: ESTADO DE LA TÉCNICA DE LÓGICA
CABLEADA POR CONTACTORES.{12}.
SISTEMA DE ARRANQUE DE MOTOR TRIFÁSICO CON ROTOR
BOBINADO
ANEXO 4: ESTADO DE LA TÉCNICA DE LÓGICA
CABLEADA POR CONTACTORES.{12}.FRENADO DE MOTORES
ANEXO 5: ESTADO DE LA TÉCNICA DE LÓGICA
PROGRAMADA POR CONTROLADORES LÓGICO “PLC”.{10}.

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89

“

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I.-RESUMEN

El presente informe corresponde a los procesos y resultados que han devenido

del proyecto de investigación titulado “PROGRAMACIÓN GRÁFICA DE LOS

MICROCONTROLADORES PIC-AVR Y SU APLICACIÓN PRÁCTICA EN EL

ÁMBITO DE LA INGENIERÍA ELÉCTRICA”. Siendo el objetivo principal

Implementar procedimientos para obtener la Programación Gráfica de los
Microcontroladores, aplicados al campo de la ingeniería eléctrica. Esto
implica desarrollar procedimientos de Programación Gráfica de
los
Microcontroladores PIC y AVR, Programar en forma Gráfica a los

Microcontroladores PIC y AVR, relacionados con los procesos de control,
mando y fuerza en el ámbito de la Ingeniería Eléctrica, con lo que se estaría
beneficiando directamente a los ingenieros electricistas de planta, y
operadores de control quienes realizan tareas relacionadas con los procesos
de control, mando y fuerza de los sistemas eléctricos, a nivel de generación,
transmisión, distribución y utilización de la energía.

“

4

SUMMARY

project

entitled

"GRAPHICAL

PROGRAMMING

This report corresponds to the processes and outcomes that have become the
research
AVR-PIC
MICROCONTROLLERS AND THEIR PRACTICAL APPLICATION IN THE FIELD OF
ELECTRICAL ENGINEERING". As the main objective Implement procedures for
Graphical Programming of Microcontrollers, applied to
field of electrical
engineering. This involves developing procedures Graphical Programming the PIC and
AVR Microcontrollers, Programming
form the PIC and AVR
Microcontrollers, related to control processes, control and strength in the field of
electrical engineering, which would be benefiting directly electrical engineers to plan
and control operators who perform tasks related to control processes, control and
electrical power systems at the level of generation, transmission, distribution and use of
energy.

in graphical

the

“

5

II.-INTRODUCCIÓN

La presente

Investigación

titulada

“PROGRAMACIÓN GRÁFICA DE LOS

MICROCONTROLADORES PIC-AVR Y SU APLICACIÓN PRÁCTICA EN EL ÁMBITO

DE LA INGENIERÍA ELÉCTRICA”, posee un enfoque experimental aplicada en

materia de la programación Gráfica de los Microcontroladores PIC y AVR, que según

el estado de la técnica actual no es común en el contexto de la programación de los

microcontroladores. Son conocidos y muy usados las programaciones de alto y bajo

nivel que van desde el ASSEMBLER, lenguaje C, Visual Basic, entre otros, sin

embargo otras tecnologías como los PLC, incorporan en su forma de programación

ambas estructuras (entre ella la gráfica) que van desde una lista de instrucción (LI),

Lenguaje C, Diagrama de escalera (LADDER) hasta GRAFCET,

lo que ha

determinado que esta tecnología haya calado grandemente en el ámbito de la

ingeniería eléctrica, precisamente en la forma de programación gráfica. Sin embargo,

la tecnología de los microcontroladores PIC y AVR, poco explorado está en el ámbito

de la ingeniería eléctrica, a pesar de ser una tecnología, muy eficiente, en coste,

velocidad, confiabilidad y operacionalidad, nada envidiable con respecto a los PLC. La

razón del problema en no aplicar la tecnología de los Microcontroladores en la

preferencia de los electricistas, radica en el INDICADOR: PROGRAMACIÓN, la forma

del como se programan, conociendo que estos tienen una programación rigurosa

como el ASSEMBLER por así señalarlo, las otras posibilidades existentes como

VISUAL BASIC, LENGUAJE C++, entre otros tampoco han permitido que se adquiera

interés por la tecnología de los Microcontroladores. Hasta aquí es auspicioso plantear

la solución al problema: El Ingeniero Electricista, puede contar con un instrumento

valioso, para: 1.-Aplicar Programación Gráfica, a los procesos de control, mando y

fuerza en el ámbito de la Ingeniería Eléctrica, 2.-Usar la Tecnología de los

Microcontroladores PIC y AVR, en el ámbito de la Ingeniería Eléctrica. 3.-Dar

Estabilidad al Sistema de Generación, Transmisión, Distribución y Utilización, que

incorporen la utilización de los Microcontroladores en cada uno de sus procesos.

Aporte Científico y Tecnológico: La validación de los procedimientos para obtener la

Programación Gráfica de los Microcontroladores PIC y AVR, optó por la tecnología de

los Microcontroladores, en los procesos de control, mando y fuerza que incorporan

cada uno de los sistemas eléctricos, propio de las tareas del operador electricista. La

validez depende en gran medida de una adecuada articulación entre la lógica

cableada con su correspondiente par de circuito de mando y control. La validación se

“

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ha hecho mediante pruebas de puesta en marcha, lo que incluye la validación de los

modelos de los sistemas de mando y control, del proceso.

Valor de la Investigación: Urge incorporar en la formación del operador electricista,

el modelo de programación Gráfica, de los Microcontroladores sean del tipo PIC o

AVR, como herramienta tecnológica, para desarrollar proyectos de automatización y

control dentro del área de su competencia, conocido es que el Sistema Eléctrico

Nacional, está integrado por los Sistemas de: Generación, Transmisión, Distribución y

Utilización, donde