manual de usuario alteri

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Tarjeta de Desarrollo Alteri

Manual de Usuario

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Introduccin

Alteri es una tarjeta de desarrollo que permite desarrollar una alta variedad de

aplicaciones electrnicas. Est basada en el microcontrolador PIC18F4550 de Microchip

Technology.

Caractersticas tcnicas de Alteri

La placa de desarrollo Alteri contiene una gran variedad de perifricos que permiten

maximizar la cantidad de aplicaciones posibles.


Conectividad

USB

SPI

I2C

USART

RS-232

ADC

PWM

Hardware:

1 - Microcontrolador PIC18F4550 TQFP


2 - Cristal 20 MHz: El microcontrolador utiliza 20 MHz como fuente de clock principal.

Esta misma seal es utilizada por el USB Serial Interface Engine (SIE).

3 - LEDs disponibles para ser utilizados por el usuario. LD0 LD4.

4 - Pulsadores S2 y S3 disponibles para ser utilizados por el usuario.

5 - Potencimetro analgico 10K. Se puede conectar/desconectar a travs del puente.

6 - Pulsador de Reset.

7 - Pulsador para entrar en modo BOOT.

8 - Conector Jack para fuente de alimentacin externa.

9 - Conector mini USB.

10 - Conector DB-9 hembra para RS-232.

11 - Circuito Integrado controlador TRS232 de niveles RS-232.

12 - Conector ICSP (no incluye el conector soldado de fbrica).

13 - LEDs indicadores de la fuente de alimentacin actual. Si la placa est alimentada a

travs del puerto USB se enciende el LED USB. En cambio si tiene conectada una fuente

externa a travs del conector Jack se enciende el LED EXT.

14 - Conectores de expansin Header hembra. La placa incluye 4 conectores para

conectar mdulos de expansin o conectar la placa a un protoboard.

Los pulsadores S2 y S3 pueden ser usados por el usuario para la aplicacin deseada. S2

est conectado al pin RB4 de microcontrolador Para utilizar S2 asegrese de tener el

puente JP7 del lado S2.

NOTA: Es necesario regresar el puente JP7 al lado Boot para poder utilizar el pulsador

BOOT. Cuando el puente JP7 est del lado Boot, el pulsador S2 queda desconectado del

pin RB4 del microcontrolador.

El pulsador S3 se encuentra conectado al pin RB5 del microcontrolador. La placa provee el

puente JP2 para conectar/desconectar S3 del microcontrolador.


El potencimetro se encuentra conectado al pin RA0 del microcontrolador. La placa

provee el puente JP4 para conectar/desconectar el potencimetro al microcontrolador.

La placa cuenta con 4 LEDs disponibles para el usuario. Dichos LEDs estn conectados a

los pines RD0, RD1, RD2 y RD3 del Puerto D. La placa provee el puente JP6 para

conectar/desconectar dichos LEDs al microcontrolador.

Microcontrolador PIC18F4550

El microcontrolador PIC18F4550 se presenta en la placa Alteri en encapsulado TQFP - 44 pines. Este microcontrolador presenta las siguientes caractersticas:

Arquitectura de 8 bits

32KB de memoria de programa Flash

2048 Bytes de memoria RAM

256 Bytes de memoria EEPROM

Conectividad USB 2.0 Full Speed

Instalando la placa Alteri

En este apartado se mostrarn los pasos a seguir para instalar la placa Alteri.

Conecte la placa al puerto USB de la PC. El LED USB deber encender.

Presione el pulsador BOOT.

Windows detectar el nuevo dispositivo conectado y lo instalar de manera automtica.

Nota: NO se requiere la instalacin de ningn driver, ya que Windows instala

automticamente todo los controladores necesarios al ser un dispositivo de clase HID

(Human Interface Device).


Instalacin del software Alteri

La tarjeta Alteri cuenta con un software de aplicacin mediante el cual se gobiernan todas

las funciones de la tarjeta.

El software de aplicacin es compatible con las versiones ms comunes de Windows: XP,

Vista, 7, y 8. Compatible con mquinas de 32 y 64 bits.

Este programa utiliza el Framework .NET Versin 4.0 de Microsoft. Usuarios con Windows

Vista, Windows 7 y Windows 8 no necesitan instalar el Framework .NET ya que viene

preinstalado como parte del sistema operativo.

Si utiliza Windows XP o versiones anteriores, necesitar instalar el Framework .NET

Versin 4.0. En este caso, si se instala en una computadora con conexin a Internet, el

software de aplicacin Alteri descargar los archivos necesarios para instalar el .NET

desde la web durante la instalacin. Si se instala en una computadora que no tiene una

conexin a Internet y no tiene el Framework .NET, puede descargar el archivo Instalador

del programa con el Framework incluido en: www.dignal.com/freeware.

Siga los siguientes pasos para la instalacin:

Para descargar el software de aplicacin favor de visitar la pgina:

www.dignal.com/alteri

Una vez descargado, inicie la instalacin del programa seleccionando el archivo

ejecutable setup.exe.

El asistente de instalacin se mostrar. Siga los pasos del asistente para instalar el

programa.

Ya que se ha instalado el software de aplicacin, vaya a la carpeta de instalacin y

abra el programa de aplicacin, o bien puede abrirlo directo en el acceso directo

creado en su escritorio. La carpeta de instalacin se instala por default en la

direccin: Archivos de Programa\Dignal\Alteri. Puede cambiar esta direccin en el

asistente de instalacin.

La interfaz principal aparece como se muestra en la siguiente figura.


Interfaz principal software Alteri

Comunicacin de la placa Alteri con el software

La placa Alteri trabaja en dos modos: modo Boot y modo Usuario.

Modo Boot: La placa establece comunicacin con el software Alteri y se pueden

ejecutar todas las funciones del mismo, por ejemplo: Programar, Leer, Borrar, etc.


Modo Usuario: En este modo se ejecuta el programa del usuario cargado o

programado en la placa Alteri. Cuando la placa se encuentra en este modo, no se

establece comunicacin entre la placa y el software de aplicacin.

Para que exista comunicacin entre la placa y el software de aplicacin es necesario que la

placa se encuentre en modo Boot. Para entrar en modo Boot slo necesita presionar el

pulsador BOOT en la placa Alteri.

Para salir del modo Boot de clic en Reset en el software o bien, presione el pulsador RESET

en la placa Alteri.

NOTA: Para entrar en modo Boot, asegrese de tener el jumper JP5 del lado RESET y el

jumper JP7 del lado BOOT.

Programar

Para cargar el archivo Hex a la placa Alteri siga los siguientes pasos:

De clic en Abrir Hex y en la ventana de bsqueda seleccione el archivo Hex que

desea cargar.

Una vez cargado el archivo, de clic en Programar.

El programa le notificar cuando el dispositivo haya sido programado sin

problemas.


Programar Bits de Configuracin

Los bits de configuracin definen las caractersticas principales del PIC para su

funcionamiento. Dentro de ellas encontramos la frecuencia de operacin, el tipo de

oscilador, el temporizador PWRT, el Watchdog, entre muchas otras.

El microcontrolador PIC18F4550 situado en la placa Alteri ya posee definidos los bits de

configuracin configurados en su Bootloader. Sin embargo, el software de aplicacin Alteri

proporciona una opcin para reprogramar estos bits a la conveniencia del usuario. As, el

usuario puede redefinir por ejemplo la frecuencia de operacin que por default opera a 48

MHz.

Para usar esta opcin, el usuario debe de tener ciertas precauciones que se citan a

continuacin:

Asegurarse de configurar los bits PLLDIV con el valor de 5.

Asegurarse de configurar la fuente de reloj del mdulo USB (bit USBDIV) con el

valor de 2. As se logra operar el mdulo USB a 48 MHz.

Asegurarse de configurar los bits CPUDIV y FOSC. Los valores de estos bits pueden

variar de acuerdo a la frecuencia de operacin deseada.

Asegurarse de habilitar el bit VREGEN.

Si algunas de las precauciones anteriormente citadas no se respetan, el firmware

bootloader puede quedar inservible lo que ocasionara fallas en la placa. En caso de tener

este problema es necesario restaurar el firmware a su estado original de fbrica. Ver

seccin Restaurar el firmware para ms informacin.

Si desea variar la frecuencia de operacin de su programa si utilizar directamente los bits

de configuracin puede utilizar la librera Alteri.h la cual proporciona macros para realizar

dicha tarea. Para ms informacin visite www.dignal.com/alteri/primeros-pasos/libreria-

alteri


Test Integrado

El software tambin cuenta con un Test integrado donde podrs probar funcionalidades

de la placa visualmente. Desde el Test podrs encender y apagar los LEDs de la placa, as

como obtener el estado del pulsador S3. Para poder ejecutar el test es necesario estar en

modo BOOT.

Ejecutar Programa

Una vez programado el archivo Hex en la placa es necesario dar un reset para que

comience la ejecucin del programa cargado. Este reset provoca que la placa salga del

modo Boot y entre en ejecucin su programa.

Hay 2 maneras de realizar un reset, la primera forma es dando clic en el botn Reset en el

software Alteri, y la segunda forma es presionando el pulsador Reset en la placa Alteri.

Cualquiera de las dos formas producir la ejecucin del programa previamente cargado.


Cabe destacar que el pulsador RESET es til en dos escenarios diferentes:

Cuando la placa se encuentra en modo Boot: al presionar RESET la placa saldr del

modo Boot y comenzar a ejecutarse su programa.

Cuando la placa se encuentra en modo Usuario: al presionar RESET se producir un

reset en el programa del usuario.

En la siguiente figura se muestran el pulsador Boot (para entrar en modo Boot) y el

pulsador Reset (para dar un reset a su programa o bien para salir del modo Boot).

Conectores de expansin Ex-Mod

La palca Alteri integra 4 conectores de expansin headers hembra llamados conectores

ExMod. Dichos conectores son tiles para expandir las funcionalidades de la placa ya que

tiene acceso a todos los puertos del Microcontrolador. Es por eso que el usuario puede

conectar mdulos de expansin mediante dichos conectores o bien, conectar la placa a un

protoboard.


En la siguiente imagen se muestra el mapeo de los pines encontrados en los conectores de

expansin:


La siguiente imagen es una gua para relacionar la posicin en la que se encuentran los

pines del microcontrolador. En este ejemplo, ntese que la lnea de arriba del conector

corresponde a los pines RB0 a RB3 y la lnea de abajo corresponde a los pines RB4 a RB7.

Se puede seguir el mismo patrn para relacionar los dems conectores.


Oscilador y Frecuencia de Operacin

El mdulo USB del PIC18F4550 requiere una frecuencia de clock especfica para operar correctamente. Operando en modo Full-Speed (12Mbits/s) requiere 48 MHz y 6 MHz para el modo Low-Speed. La placa Alteri utiliza un cristal de 20 MHz como fuente externa por lo que debemos utilizar el PLL para obtener la frecuencia necesaria.

En la figura vemos como obtener los 48 MHz (12 MIPS) a partir del XTAL de 20 MHz:


Alimentacin

La placa Alteri necesita 5V DC para funcionar, esta tensin se puede obtener directamente del bus USB o a travs de una fuente externa. En el bus USB siempre hay 100mA disponibles para un dispositivo, permitiendo un mximo de 500 mA. Si la aplicacin requiere conectar una fuente externa puede hacerlo mediante el conector Jack integrado en la placa Alteri. El rango de tensin de la fuente externa puede variar entre 9V y 12V.


Interfaz RS-232

La placa Alteri integra el hardware necesario para establecer comunicacin con una PC

mediante el protocolo RS-232.

Se utilizan los pines RC6 (TX) y RC7 (RX) para enviar y recibir datos mediante el mdulo

USART que integra el PIC18F4550. Dichos pines estn conectados al circuito integrado

controlador TRS232 encargado de convertir los niveles TTL a RS-232 y viceversa.

NOTA: Asegrese de tener los jumpers situados en JP1 y JP8 para establecer la

conectividad RS-232. Estos jumpers dan la flexibilidad de conectar/desconectar los pines

RC6 y RC7 del microcontrolador al circuito integrado TRS232.


Conectividad USB

Alteri y su potente PIC18F4550 te permiten comunicar tu sistema electrnico a tu PC

mediante el puerto USB. Puedes crear aplicaciones USB con sus diversas clases existentes

(HID, CDC, MSD, etc).

Por ejemplo, con la clase CDC puedes emular un puerto COM virtual en tu PC y comunicar

la placa va USB.

Con la case HID puedes presentar la placa a tu PC como un dispositivo de interfaz humana,

por ejemplo un mouse, un teclado, un joystick, etc.

De igual manera, es posible desarrollar un software de aplicacin grfico en alguna

plataforma de desarrollo como Microsoft .NET los cuales incluyen poderosos lenguajes de

programacin como Visual C++, Visual C# y Visual Basic. Con el software desarrollado,

podrs interactuar de manera visual con la placa Alteri.

Por otra parte, el mdulo USB del PIC18F4550 utiliza el regulador interno, el conversor de

nivel y las resistencias de pull-up. Esto ayuda a reducir el nmero de componentes

externos. Sin embargo se puede desactivar el modulo USB poniendo a cero el bit USBEN

del registro UCON. Esto es igual a desconectar fsicamente el cable USB de la placa.


Restaurar el Firmware

Si necesita restablecer la placa a su estado original de fbrica puede hacerlo mediante el

conector ICSP. Para hacer esto, es necesario contar con un programador ICSP como el

Programador Quadx.

NOTA: El conector ICSP con los puentes de comunicacin (JP11 y JP12) no se encuentran

soldados de fbrica. El usuario debe de instalarlos en la placa si necesita hacer uso de

ellos.

Las seales de programacin son las siguientes:

VDD - Voltaje de alimentacin 5V

GND - Tierra

VPP - Voltaje de Programacin

PGC - Seal de Clock

PGD - Seal de Datos

Todas las seales anteriores son proporcionadas por el Programador ICSP. Puede

descargar el firmware en: http://dignal.com/download/alteri-firmware/


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Mxico - Tabasco

Julio 2014

Alteri v1.0

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