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    domingo, 27 de enero de 2013

    Sistema Microcontrolador

    Antes de empezar os voy a explicar los puntos que vamos  a seguir para el diseño y fabricación del sistema microcontrolador:

    Isis-Proteus

    • El Pic18f4550 y conexión USB.
    • Reset manual.
    • El oscilador externo.
    • Bus de expansión.
    • Lcd Gráfico 128x64.
    • Leds. 
    • Conector MAX232 y conector DB9.
    • La fuente de alimentación con desacoplos bypass.
    • Conector ICD3 (rj12).
    Ares-Proteus
    • Colocación de componentes. 
    • Proceso de rutado automático.
    • Plano de masa.
    • Serigrafía de la placa

    Diseño de placa MicrocontroladorIsis-Proteus:

    El sistema microcontrolador que vamos a diseñar nos permitirá realizar pruebas con nuestro PICC 18F4550 y consta de distintos periféricos mediante los cuales podremos realizar distintas tareas.


    • El Pic18F4550 y conexión USB:


    Como podemos observar en la imagen anterior estas son las características de nuestro Pic 18F4550.
    Nosotros tendremos que buscar un Pic similar y cambiar el patillaje y añadir los pines necesarios ( os recuerdo que esto lo explicamos en el punto como crear un componente en ISIS/ARES-Proteus).




    Como podemos observar he utilizado un USB tipo B para poder comunicarnos con nuestro Pic 18F4550.

    Aquí dejo el Datasheet Picc 18F4550 :


    • Reset manual:

    Como podemos observar Nuestro reset externo va conectado al Pin MCLR de nuestro Pic. 
    Este consta de un pulsador doble para evitar los rebotes que se puedan producir.



    • El oscilador externo:
    Como ya sabemos nuestro Pic tiene un oscilador interno de 8Mhz pero para poder trabajar con una mayor frecuencia he implementado un oscilador externo que consta con un crystal de 20Mhz y el cual va conectado alas patillas Osc1 y Osc2 de nuestro Pic, para utilizarlo cuando sea necesario implemente un jumper para tener su control.



    • Bus de expansión:
    Este nos permitirá tener la comunicación con el PIC 18F4550 y  comunicarnos con componentes externos a  nuestra placa.




    • Lcd Gráfico 128x64:
    El Lcd que vamos utilizar tendrá la función de mostrar la información necesaria y la cual queramos esta podrá ser de cualquier tipo según nuestra configuración para ello tenemos un librería personalizada HDM64GS12, el Lcd consta de una resistencia variable la cual nos permitirá ajustar el constaste, un jumper para utilizarlo cuando sea necesario.


    • Leds:
    Estos led nos indicaran el trafico de datos así como la comunicación aunque pueden tener otras funciones si los configuramos.



    • Conector MAX232 y conector DB9:
    El MAX232, es un conversor de niveles de RS232 a TTL y viceversa, para este es necesario una fuente de 5 voltios. El MAX232 es necesario ya que el PIC utiliza niveles TTL, y si lo conectáramos directamente achicharraríamos nuestro Pic.
    El conector DB9 es el que establece la comunicación con nuestro ordenador y la placa a través de un cable de moden nulo.


    Aquí dejo el Datasheet MAX232 :

    https://docs.google.com/file/d/0B3cwScLCK6-5VGNlbEktQU9EX1k/edit

    • La fuente de alimentación con desacoplos bypass:
    La fuente de alimentación tienes dos conectores dos conectores para la entrada de alimentación:

    • Una regleta 
    • Un Jack dc
    LM7805 nos permitirá regular y estabilizar la tensión de 5 voltios necesaria para nuestra placa, Para saber si nuestra fuente de alimentación funciona correctamente colocamos un led el cual nos servirá como indicación de funcionamiento.
    Por ultimo utilizaremos condensadores de desacoplo o Bypass para la proteccion de nuestra placa.


    • Conector ICD3 (rj12):

    Nuestros ICD3 nos permitirá programar nuestro Pic, es uno de los componentes fundamentales de nuestra diseño y placa, se ha empleado un conector rj12 como podemos observar en la siguiente imagen tienes sus distintos pines conectad, este componente es un creación propia por lo cual a tenido que ser creado.




    Ares-Proteus:

    Una vez terminado el proceso de diseño en Isis-proteus procedemos a Ares-proteus donde diseñaremos nuestra placa como resultado final.
    Como ya sabéis tendremos que exportar nuestro diseño de Isis a Ares en la barra de menús buscamos el logotipo de Ares ( como en la imagen ).



    Proceso de diseño de la placa:


    • Dimensiones:

    Para calcular el tamaño de nuestra placa procederemos a elegir  Board edge en la pestaña donde seleccionamos todas las capas, y después a partir del eje de ordenadas colocaremos nuestras dimensiones correspondientes.




    • Colocación de componentes:

    Para insertar los componentes iremos a la opción Component mode en la barra de menú lateral izquierda.
    En Components tenemos todos nuestros componentes.





    El siguiente paso sera la colocación de los componentes podemos elegir en que cara se colocaran:

    • Component Side(Top Copper)
    • En la solder side(bottom copper).



    Una vez terminado la colocación de los componentes procedemos al siguiente paso.

    • Configuración de rutado:
    Para realizar la configuración vamos a la barra de menús tenemos la opción Design rule manager.





    Una ves abierta la ventana realizaremos la configuración:
    1. Pulsamos Net classes.
    2. Elejimos la Net class ( Power o Signal ).
    3. Trace style a T40 
    4.  Via style a V60

    • Rutado automático:
    Una vez terminada la configuración procedemos al rutado automático en la barra de  menú buscamos Auto-router.


    Abierta la ventana dejamos los valores por defecto y pulsamos Beging routing.



    Una vez terminado el Auto-router verificaremos nuestra placa y realizaremos algún cambio si es necesario.

    • Plano de masa:
    En la barra de menú buscamos Tools-Power plane-generator..



    Tras abrir la ventana configuraremos el plano de masa:
    1. Net (elegiremos la que sea necesaria).
    2. Layer/colour (Top o Bottom Cooper).
    3. Clearance como minimo 2mm.



    • Serigrafía de la placa:
    La serigrafía nos permitirá identificar los componentes y marcarlos mediante tinta para realizar este proceso seguiremos los siguientes pasos :
    1. En ala pestaña inferior elegimos Top Silk
    2. Elegimos la forma en la cual vamos a marcar nuestra placa.
    3. El texto con el que vamos a llamar nuestra parte marcada.



    Una vez terminada nuestra placa, éste será el resultado:


    Para descargar Isis/Ares Proteus Sistema microcontrolador:


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