Tema: Programación de HC12 con lenguaje C · Tema: Programación de HC12 con lenguaje C Programar el microcontrolador HC12 por medio de un lenguaje de alto nivel Que el estudiante:

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Tema: Programación de HC12 con lenguaje C

Programar el microcontrolador HC12 por medio de un lenguaje de alto nivel

Que el estudiante: Programe con estructuras básicas de lenguaje C (funciones, If, for, switch-case). Envíe datos de salida a los puertos digitales con lenguaje C. Reciba datos de entrada y conforme a los estados, realice ciertas acciones. Programe la Interrupción de tiempo Real por medio del asistente de inicialización.

El lenguaje C fue creado por Dennis Ritchie en los laboratorios Bell Telephone en 1972, el Cfue creado con un fin específico: el diseño del sistema operativo UNIX.El C es un lenguaje de programación de nivel medio ya que combina los elementos dellenguaje de alto nivel con la funcionalidad del ensamblador. Algunos fabricantes demicrocontroladores desarrollan compiladores para facilitar el proceso de desarrollo deaplicaciones.En Codewarrior IDE ya se encuentra presente un compilador de C y C++ que permite el usode las estructuras presentes en C así como incrustar algunas directivas propias deensamblador.En la presente guía se muestran algunos ejemplos de estructuras en C aplicadas aprogramar el microcontrolador HCS12(X), escribir y leer datos desde puertos y también autilizar la herramienta de inicialización de Dispositivos con el fin de habilitar lasinterrupciones.

• 1 Computadora con Microsoft Windows XP o superior y Codewarrior IDE instalado.• 1 Programador USBDM• 1 Tarjeta DEMO9S12XDT512• 1 Tarjeta de displays

Facultad: Ingeniería.Escuela: Electrónica.Asignatura: Microprocesadores.Lugar de ejecución: Laboratorio de Microprocesadores (Edificio 3, 2a planta).

Objetivos generales

Microprocesadores. Guía 7

Objetivos específicos

Introducción teórica

Materiales y equipo

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• 8 leds con su respectiva resistencia.• Varios alambres.

PARTE I: Creación de un proyecto con lenguaje C para salida de datos

1. Abra el programa Codewarrior IDE

2. Corra el asistente de nuevo proyecto

3. Las opciones de depuración son:

◦ Derivativo: MC9S12XDT512

◦ Conexión: Full Chip Simulation

◦ Single Core HCS12(X)

◦ Lenguaje: C

◦ Project Name: progC1.mcp

◦ Location: C:\Users\Usuario\Documents\progC1

4. Dé clic en el botón siguiente hasta finalizar el asistente y se tendrá la siguiente figura

en la ventana principal del Codewarrior IDE

Figura 1. Primer proyecto en C

5. Dé doble clic sobre el archivo main.c y copie sobre él el texto del Listado 1 presentado

a continuación:

//Programa para hacer que puerto A y Leds del puerto B//cambien de estado de forma cíclica #include <hidef.h> /* common defines and macros */#include "derivative.h" /* derivative-specific definitions */

void retardo(unsigned int a); //constructor Función de retardo


Procedimiento

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void main(void) { /* put your own code here */

DDRB=0xF0; //Parte más significativa salida de LEDSDDRA=0xFF; //Todo el puerto A como salida PUCR_PUPBE=0; //Sin resistencias de PULL UPPORTB=0x0F; //Se inicializan los LEDS en 0 (todos encendidos)PORTA=0; //Se apagan todas las salidas del puerto A

EnableInterrupts;for(;;) { //El lazo infinito de aplicación PORTB=PORTB^0xF0; //Se hace EXOR con máscara 11110000 PORTA=PORTA^0xFF; //Se hace EXOR con máscara 11111111 //Con esto se niegan los bits retardo(65000); //La función retardo lleva un argumento //de cuántas veces se corre un lazo }

}

void retardo(unsigned int a){ //Función de retardo, código unsigned int i; for(i=0;i<a;i++); //para el ejemplo a tiene el valor de 65000}

Listado 1. Código en lenguaje C para cambio de estado de bits de forma cíclica.

6. En la ventana Memory dé clic derecho y seleccione la opción Address y en el cuadrode diálogo ponga la dirección 0.

7. Configure que la ventana Memory para que pueda refrescarse periódicamente dandoclic derecho y seleccionando la opción Mode>Periodical y en el cuadro de diálogoponer en la ventana 1, así se estará actualizando la memoria cada 100ms.

8. Ejecute el programa con el botón y observe la memoria en la dirección 0 (PORTA)y en la dirección 1 (PORTB) y anote los valores entre los que cambia: 0x00:_____________ 0x01: ____________

9. Detenga el programa con el botón 10.Cierre el depurador.11. Si posee la tarjeta DEMO9S12XDT512 y el programador cambie la conexión con el

dispositivo de Full Chip Simulation (Ver Figura 1) a USBDM y con el botón abra el

depurador que descarga la aplicación a la memoria.12.Conecte en los pines de PORTA (Ver Figura 2) 8 leds con su respectiva resistencia y

un común a tierra.


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Figura 2. Conexiones a J1 de DEMO9S12XDT512.

13.Observe qué es lo que sucede al ejecutar el programa con el botón

14.Detenga el programa con y cierre el depurador15.Al regresar a la pantalla de edición dé clic derecho sobre el código de main.c

aparecerá el siguiente menú contextual:

Figura 3. Menú contextual sobre código main.c

16.De estas opciones seleccione Disassemble y observe el resultado en la ventana quese abre.

17.Del resultado observe las líneas de su programa y copie el programa en ensambladorresultante que son las líneas que poseen direcciones con 4 dígitos como 0000 ycópielas en la siguiente tabla solo para la función main():

Dirección Códificación hexa Instrucción Operando

0000 ccfff0 LDD #65520

0003


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0005

0007

Tabla 1: Códigos binarios y ensamblador de la función main().

18.Cierre el proyecto dando clic en el menú File>Close hasta que no quede ningunaventana abierta.

PARTE II: Creación de un proyecto con lenguaje C para entrada y salida de datos

19.Haga un nuevo proyecto dando clic en el menú File>Startup Dialog… con lassiguientes configuraciones:◦ Derivativo: MC9S12XDT512

◦ Conexión: Full Chip Simulation

◦ Single Core HCS12(X)

◦ Lenguaje: C

◦ Project Name: progC2.mcp

◦ Location: C:\Users\Usuario\Documents\progC2

20.Termine el asistente y ahora copie el código del Listado 2 en main.c

#include <hidef.h> /* common defines and macros */#include "derivative.h" /* derivative-specific definitions */

int combinacion; void retardo(unsigned int a); //constructor Función de retardovoid main(void) { /* put your own code here */ unsigned char valor;


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DDRB=0xF0;DDRA=0xFF;PUCR_PUPBE=1; //Uso de Resistencias de PULL UP del puerto BPORTB=0xF0; //Inicializa los leds en 1 (todos apagados)PORTA=0;

EnableInterrupts; for(;;) { valor=combinacion&0x0F; //Enmascaramiento parte más significativa switch(valor){ case 1: PORTB_PB4=PORTB_PB4^1; //Exor de los bits PB4 y PA0 con 1 PORTA_PA0=PORTA_PA0^1; //Este caso se da si PORTB tiene %0001 break; case 2:PORTB_PB5=PORTB_PB5^1; //Exor de los bits PB5 y PA1 con 1 PORTA_PA1=PORTA_PA1^1; //Este caso se da si PORTB tiene %0010 break; case 4:PORTB_PB6=PORTB_PB6^1; //Exor de los bits PB6 y PA2 con 1 PORTA_PA2=PORTA_PA2^1; //Este caso se da si PORTB tiene %0100 break; case 8:PORTB_PB7=PORTB_PB7^1; //Exor de los bits PB7 y PA3 con 1 PORTA_PA3=PORTA_PA3^1; //Este caso se da si PORTB tiene %1000 break; default:PORTB=0xF0; //Si no fue ninguno de los casos anteriores PORTA=0x00; //Apaga leds de PORTB y el puerto A permanece apagado break; } retardo(65000); //Llamada a función retardo() }}

void retardo(unsigned int a){ //Función de retardo, código unsigned int i; for(i=0;i<a;i++); //para el ejemplo a tiene el valor de 65000}

Listado 2. Uso de la estructura Switch-case para definir acciones a partir de un dato deentrada.

21.Haga la simulación dando clic en y cuando se abra el depurador observe laventana de memoria seleccione la dirección 0 para poder ver los puertos PORTA(0x00) y PORTB (0x01).

22.Observe que para simular entrada de datos se utiliza una variable llamada“combinacion” haga una visualización accediendo al menú


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Component>Open>Visualization Tool y configúrela auxiliándose de la Figura 4

(a) (b) (c) (d)Figura 4. (a) Visualización con Dil switches y configuraciones (b) superior, (c) inferior

izquierdo, (d) inferior derecho.

23.Configure la Visualización dando clic derecho en el fondo gris de la ventana y dandoclic en “Properties” aparecerá un diálogo como el de la figura 5. Configúrelo de lamisma manera.

Figura 5. Configuración de la ventana de visualización.

24.Guarde su visualización y dé clic sobre el botón de cambio de modo edición a modo

display

25.Ejecute el programa con el botón y cambie los bits menos significativos del DILSwitch superior que representa la variable combinacion y vea en los otros DIL Switchsen la parte inferior (según sus posiciones PORTA y PORTB) cómo van cambiando deestado las salidas. Observe que según el código la estructura Switch-Case solamentehará acciones con las combinaciones 0001, 0010, 0100 y 1000, para todas las demásel resultado será la acción de default.

26.Cierre el depurador, en la ventana de edición de código cambie la siguiente línea:valor = combinacion&0x0F; por esta: valor = PORTB&0x0F;

27.Cambie la conexión a USBDM y si dispone de la tarjeta DEMO9S12XDT512 proceda

a descargar el programa en memoria con .


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28.Ejecute el programa con y ponga 4 leds en los bits menos significativos delPORTA (ver Figura 2) y observe qué sucede con los leds integrados en la parte mássignificativa del PORTB cuando se ingresan las combinaciones 0001, 0010, 0100 y1000 desde la parte menos significativa del mismo PORTB.

29.Detenga la ejecución del programa mediante el botón y cierre el depurador.30.Vuelva a realizar de los pasos 15 al 16 para obtener lo que el compilador interpretó de

su programa. Observe cuál es la estructura seguida para implementar una estructuraSwitch-Case.

31.Con File>Close cierre todas las ventanas.

PARTE III: Programación de Interrupción de Tiempo Real (RTI) Utilizando la

herramienta para inicialización del dispositivo.

32.Abra el asistente de nuevo proyecto con File>Startup Dialog e inicie un nuevo

proyecto como en las partes anteriores, con la diferencia que ahora se utilizará el

asistente de inicialización. Haga el asistente configurando lo siguiente:

• Derivativo: MC9S12XDT512

• Conexión: Full Chip Simulation

• Single Core HCS12(X)

• Lenguaje: C

• Project Name: progC3.mcp

• Location: C:\Users\Usuario\Documents\progC3

33.Cuando llegue a la ventana de la Figura 6 cambie la opción “None”, por defecto, a laopción “Device Inicialization”

Figura 6. Habilitar la inicialización de dispositivo.


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34.Siga el asistente dejando las opciones por defecto en todas las demás ventanas hastallegar a la ventana de edición de programa donde estará abierto un cuadro parainicializar el dispositivo. Vea la Figura 7.

Figura 7. Herramienta de inicialización de dispositivo.35.Reajuste el tamaño de este cuadro para ver todo el microprocesador representado y lo

primero a hacer es configurar en empaquetado dando clic sobre el botón

del que se debe elegir la opción MC9S12XDT512BCFU 80-pinsQFP

36.El procesador deberá haber cambiado a este empaquetado que se parece al realutilizado en la tarjeta DEMO9S12XDT512, ver Figura 8.

Figura 8. Microcontrolador con todas sus funciones internas.

37.Se comenzará por configurar el CPU dé clic dentro de la figura del microcontrolador en

el icono de CPU 38.Aparecerá una ventana como la de la Figura 9. En esta configure el reloj a 4MHz


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Figura 9. Configurar Input Clock a 4MHz.

39.Para guardar los cambios presione el botón con esto se cierra la ventana y

ahora haga clic dentro del microcontrolador en el botón RTI . Con estoconfiguraremos las opciones de la Interrupción en Tiempo Real. De la ventana que seabre primero presione el botón con el signo más al lado de las palabras Settings eInterrupts. Con esto la ventana quedará como en la Figura 10.

Figura 10. Ventana de configuración para inicializar RTI.

40.Lo primero a hacer es en la fila que dice “Divider” dé clic en el botón con estopasará a la tabla decimal (RTDEC=1 como en la guía de RTI). Después puedeproceder a cambiar las opciones para dejarlas como se ve en la siguiente figura (Noolvide Dejar la opción RTI Interrupt en “Enabled”):


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Figura 11. Configuraciones RTI.

41.Dé clic en el botón y ya en la ventana donde se encuentra el microcontrolador

seleccione la opción “Generate code” .

42.Aparece un cuadro de diálogo como el de la Figura 12 en el que se dejan las opcionespor defecto y luego se da clic en el botón Generate.

Figura 12. Opciones para la inicialización del dispositivo.

43.Después de generar el código aparece un cuadro de diálogo que describe lo realizado

anteriormente, de esta ventana solamente dé clic en .

44.En la ventana de edición podrá ver el código generado por la herramienta deinicialización.

45.Se ha creado un archivo llamado MCUinit.c. Examine este archivo y busque lasiguiente parte en él (Ver Figura 13).


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Figura 13. Plantilla para Rutina de Servicio de Interrupción de RTI.

46.Seleccione toda esta parte del archivo y dé clic en Edit>Cut o Ctrl+X y abra el archivomain.c. Ponga el cursor antes de la línea: void MCU_init(void); /* Device initialization function declaration */

47.Dé clic en Edit>Paste o Ctrl+V con esto ya se tiene la rutina de servicio dentro delcódigo y podrá hacer uso de las variables globales.

48.Modifique main.c para que sea idéntico al Listado 3.

#include <hidef.h> /* common defines and macros */#include "derivative.h" /* derivative-specific definitions */

unsigned int contador;unsigned char contdisp=0;unsigned char display[10]={0x3F,0x06,0x5B,0x4F,0x66,0x6D,0x7D,0x07,0x7F,0x6F};#pragma CODE_SEG __NEAR_SEG NON_BANKED/*** ===================================================================** Interrupt handler : isrVrti**** Description :** User interrupt service routine. ** Parameters : None** Returns : Nothing** ===================================================================*/__interrupt void isrVrti(void) //Rutina de Servicio{ DisableInterrupts //SEI en assembler, deshabilita interrupciones. if(contador==2){ //Pregunta si la rutina se ejecutó 2 veces para hacer un segundo PORTB_PB4=~PORTB_PB4; //Cambia el estado de PB4 contador=0; //Se inicializa la variable contador para que cuente otro segundo contdisp++; //Para uso con displays, cada segundo se incrementa esta variable.


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} else{ contador++; //Si no ha sido 1 segundo (2 veces) se incrementa }

/* Write your interrupt code here ... */ CRGFLG=0x80; //Borra bandera de Interrupción RTI //Debe escribirse 1 para borrar. EnableInterrupts // Habilita interrupciones}/* end of isrVrti */#pragma CODE_SEG DEFAULT

void MCU_init(void); /* Device initialization function declaration */

void main(void) { unsigned char unidades=0; //Para manejo de displays multiplexados unsigned char decenas=0; int i; //Variable usada en un pequeño retardo.

MCU_init(); /* call Device Initialization */ /* put your own code here */

DDRA=0xFF; //Puerto A Salida DDRB=0x10; //Puerto B Salida bit 4 (Led 1 en tarjeta DEMO) PORTB=0x10; //Se apaga led al escribir 1. DDRS=3; //configura como salidas en puerto S los bits PS0 y PS1 PTS=0; //Salidas EnableInterrupts // Habilita Interrupciones. for(;;) { if(contdisp<=99){ //El contador llegará hasta 99 decenas=contdisp/10; //Obtiene el valor de las decenas unidades=contdisp%10; //Obtiene el valor de unidades PORTA=display[unidades]; //Del arreglo display se saca el valor al PORTA PTS=1; //Habilita display 1 for(i=0; i<100; i++){ //Retardo pequeño } PTS=0; //Apaga display 1 PORTA=display[decenas]; //Del arreglo display se saca el valor al PORTA PTS=2; //Habilita display 2 for(i=0; i<100; i++){; //Retardo pequeño } }else{ //Si ya pasó de 99 se reinicia el contador contdisp=0; } }/* loop forever */ /* please make sure that you never leave main */}

Listado 3. Habilitación y uso de Interrupción de Tiempo Real para un conteo.

49.Haga la simulación de los display con la herramienta de visualización


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(Component>Open>Visualization Tool).50.Configure los elementos 7 segment display y dos leds de la siguiente manera:

a) b) c) d)

Figura 14. Configuración de visualización a)Visualización, b)configuración display 7segmentos, c)configuración led izquierdo, d)configuración led derecho.

51.Configure la Visualización dando clic derecho en el fondo gris de la ventana y dandoclic en “Properties” aparecerá un diálogo como el de la figura 15. Configúrelo de lamisma manera.

Figura 15. Configuración del modo de refrescamiento de la visualización.

52.Tenga presente la ventana Data:2 que es la de las variables de la función main(), quepara el caso tienen a “decenas” y “unidades”, Ejecute el programa y observe elcomportamiento de estas dos variables y note en el display si se muestra elcorrespondiente número haga que se haga el refrescamiento de esta ventana cada100ms al dar clic derecho sobre Data:2 y luego Mode>Periodical

53.Si no es muy legible el comportamiento en la visualización cierre el depurador ymodifique temporalmente el código primero en la rutina de servicio de RTI (isrVrti) enif(contador==2) cambie por if(contador==20) después cambie en la rutina main() en losdos for(i=0;i<100; i++) cambie el 100 por 65000 y vuelva a ejecutarlo


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54.Cierre el depurador si ya logró observar el funcionamiento.55.Si modificó algo en el paso 53 vuélvalo a colocar en sus valores originales.56.Si dispone de una tarjeta DEMO9S12XDT512 conecte un display doble a los pines del

puerto A, sus habilitadores a los pines PS0 y PS1 y el pin GND a Vss como semuestra en la siguiente figura:

Figura 16. Conexiones de display a conector J1

57.Cambie la conexión a USBDM y con el botón comience la descarga a memoria.

58.Ejecute el programa desde el depurador con y compruebe que en los displays seda un conteo de 00 a 99.

• Modifique el programa anterior para conectar 4 displays y poder hacer un contador deminutos y segundos como en un reloj. Cuando el contador de segundos llegue a 59 yvuelva a cero se incrementa el contador de minutos hasta un máximo de 59. (No seolvide que los 4 habilitadores estarán en PTS).

• J. C. Vega Ferreira y otros “Microcontroladores Motorola-Freescale: programación,familias y sus distintas aplicaciones en la industria”, Alfaomega 20081.

• MOTOROLA “CPU12 Reference Manual”• Ayuda de programa CodeWarrior IDE.


Bibliografía

Análisis de Resultados

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EVALUACION

% 1-4 5-7 8-10 Nota

CONOCIMIENTO 25% Conocimiento deficiente de los fundamentos teóricos

Conocimiento y explicación incompleta de los fundamentos teóricos

Conocimiento completo y explicación clara de los fundamentos teóricos

APLICACIÓN DEL CONOCIMIENTO

70% No termina el procedimiento planteado en la guía 10%

No modifica el programa 30%

No responde a preguntas de retroalimentación 30%

Termina el procedimiento con bastante asistencia 10%

Modifica el programa no interpreta correctamente los resultados 30%

Sus respuestas son incompletas 30%

Termina el procedimiento de forma independiente 10%

Modifica el programa interpretando correctamente sus resultados 30%

Sus respuestas son correctas y completas 30%

ACTITUD 2.5%

Es un observador pasivo.

Participa ocasionalmente o lo hace constantementepero sin coordinarse con su compañero.

Participa propositiva e integralmente en toda la práctica.

2.5%

Es ordenado; pero no hace un uso adecuado de los recursos

Hace un uso adecuado de los recursos, respeta las pautas de seguridad; pero es desordenado.

Hace un manejo responsable y adecuado de los recursos conforme a pautas de seguridad e higiene.

TOTAL 100%


Hoja de cotejo: 7

Guía 7: Programación de HC12 con lenguaje C

Alumno:

Docente: GL: Fecha:

Maquina No: