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:
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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
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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).
Diagrama esquemático
Distribución de componentes
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UMK1 - MtyCS1