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M.C. Luis Ricardo Salgado Garza Depto. Ciencias Computacionales, ITESM-MTY Marzo 2004. Objetivos. Diseñar un sistema electrónico de bajo costo basado en un microcontrolador de núcleo 8051 con interfaz USB .
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M.C. Luis Ricardo Salgado Garza Depto. Ciencias Computacionales, ITESM-MTY Marzo 2004
Objetivos Diseñar un sistema electrónico de bajo costo basado en un microcontrolador de núcleo 8051 con interfaz USB. Equipar al sistema con dispositivos para generar, capturar, procesar y almacenar datos. Diseñar prácticas orientadas al kit, para desarrollar interfaces de comunicación con un diversos equipos periféricos, utilizando diversas interfaces y protocolos.
Objetivos Diseñar un sistema electrónico de bajo costo basado en un microcontrolador de núcleo 8051 con interfaz USB. Equipar al sistema con dispositivos para generar, capturar, procesar y almacenar datos. Diseñar prácticas orientadas al kit, para desarrollar interfaces de comunicación con un diversos equipos periféricos, utilizando diversas interfaces y protocolos.
Objetivos Diseñar un sistema electrónico de bajo costo basado en un microcontrolador de núcleo 8051 con interfaz USB. Equipar al sistema con dispositivos para generar, capturar, procesar y almacenar datos. Diseñar prácticas orientadas al kit, para desarrollar interfaces de comunicación con un diversos equipos periféricos, utilizando diversas interfaces y protocolos.
Justificación • Actualizar “hardware” y contenidos de los cursos relacionados con microcontroladores. • Añadir la funcionalidad de la interfaz USB en la nueva versión de “kits”. • Contar con un “kit” de configuración modular, con dispositivos periféricos diversos y reconfigurables. • Incorporar el manejo de la tecnología de almacenamiento de datos en memoria “flash” y los conceptos relacionados con sistemas de archivos. • Aprovechar y potencializar los conocimientos de microcontroladores en los cursos interfaces computacionales y diseño de “device drivers”.
Justificación • Actualizar “hardware” y contenidos de los cursos relacionados con microcontroladores. • Añadir la funcionalidad de la interfaz USB en la nueva versión de “kits”. • Contar con un “kit” de configuración modular, con dispositivos periféricos diversos y reconfigurables. • Incorporar el manejo de la tecnología de almacenamiento de datos en memoria “flash” y los conceptos relacionados con sistemas de archivos. • Aprovechar y potencializar los conocimientos de microcontroladores en los cursos interfaces computacionales y diseño de “device drivers”.
Justificación • Contar con un “kit” didáctico pero que también pueda ser utilizado en proyectos industriales de relativa complejidad. • Formar una infraestructura didáctica, basada en una herramienta de “hardware”, que pueda ser compartida con otras instituciones educativas. • Disponer de un “kit” de tan bajo costo que pueda ser adquirido por los alumnos y usado posteriormente a su graduación, con un mínimo de equipo adicional requerido.
Justificación • Contar con un “kit” didáctico pero que también pueda ser utilizado en proyectos industriales de relativa complejidad. • Formar una infraestructura didáctica, basada en una herramienta de “hardware”, que pueda ser compartida con otras instituciones educativas. • Disponer de un “kit” de tan bajo costo que pueda ser adquirido por los alumnos y usado posteriormente a su graduación, con un mínimo de equipo adicional requerido.
Justificación • Contar con un “kit” didáctico pero que también pueda ser utilizado en proyectos industriales de relativa complejidad. • Formar una infraestructura didáctica, basada en una herramienta de “hardware”, que pueda ser compartida con otras instituciones educativas. • Disponer de un “kit” de tan bajo costo que pueda ser adquirido por los alumnos y usado posteriormente a su graduación, con un mínimo de equipo adicional requerido.
Microcontrolador Cypress CY7C64613-128 • “Core” 8051 extendido: • 48MHz. • 3.3VDC. • Interfaz genérica programable (GPIF). • “Transceiver” USB. • “Serial Interface Engine” (SIE). • Interfaz I2C. • Compatibilidad USB 1.1 y 2.0. • Arranque desde memoria RAM (interna/externa), memoria FLASH, EEPROM serial o descarga vía USB.
Equipo integrado al sistema • Pantalla de cristal líquido (LDC, 20x2). • 8 teclas programables. • Reloj de tiempo real, respaldado con batería de lítio. • Ranura para memoria SD-Flash. • Convertidor digital-análogo (un canal) y análogo-digital (3 canales). • Memoria RAM externa (64Kbytes). • Memoria EEPROM serial externa (64Kbytes). • Puerto serial (compatible con RS-232). • 3 puertos programables de 8 bits. • Conector a líneas del microcontrolador para expansión.
Interfaz con el usuario • La pantalla de cristal líquido, alfanumérica, sirve como dispositivo para salida de datos. Su operación esta controlada por el “chip” expansor de puertos. • El expansor adicionalmente está conectado a 8 “push-buttons” que sirven como entrada estándar al usuario.
Hora y fecha (“data logger”) • La capacidad para mantener actualizada la hora y la fecha en el sistema radica en un reloj de tiempo real DS1307, con respaldo en batería de lítio, con interfaz I2C. • La facilidad de registro de datos (“data logger”) del sistema radica en la interacción entre el reloj de tiempo real y la interfaz para memorias “flash-SD”.
Interfaz SD • La interfaz “Secure Digital” permite la conexión de memorias “flash” para almacenamiento de datos. • La interfaz SD también permite la interacción con otros dispositvos que tengan este misma forma de conexión (tarjetas de red, modems, etc.). • La interfaz SD permite utilizar el “kit” en prácticas para aprender el uso de los sistemas de archivos o crear un nuevo formato para este propósito. • Adicionalmente, el utilizar tarjetas SD permitirá próximamente incursionar en el área de seguidad en el almacenamiento de información, utilizando microcontroladores. • La interfaz SD está directamente conectada al puerto E del microcontrolador.
DACs y ADCs • El sistema cuenta con un DAC de un canal, con rango de 0 a 5VDC, con interfaz I2C. • El sistema cuenta con 3 canales de conversión analógico a digital, en el rango de 0 a 5VDC, con interfaz I2C.
RAM • 8KB RAM internos. • 64KB RAM en la tarjeta, externos al CPU, seleccionables en función a la decodificación que realiza un GAL incorporado al sistema. • Capacidad de expansión externa mediante un conector con la totalidad de líneas de control, datos y direcciones.
EEPROM • 0KB internos. • 64KB en EEPROM serial, con interfaz I2C, incorporados en la tarjeta y que almacenan el sistema de arranque “default - stand alone”. • 64KB externos, accesibles mediante el conector de expansión y seleccionables mediante el GAL incorporado en la tarjeta.
Lo que falta por mencionar ... • Puerto serial compatible con RS-232. • 3 puertos digitales programables (B y D del microcontrolador y uno más através del expansor de puertos). • Alimentación de voltaje externa (12VDC, para ser convertidos a 5VDC y 3.3VDC).
