Los fundamentos de programar un microcontrolador PIC

Una cosa que he aprendido de ser padre: puede ser increíblemente difícil enseñar algo a un niño. Aunque puedan estar muy interesados, y tengan todo el tiempo y recursos del mundo, si el niño no está listo para aprender o le falta algún bloque de construcción crucial, es posible que simplemente no adquieran la habilidad o lección.

Afortunadamente, programar una unidad de microcontrolador PIC (MCU) es considerablemente más fácil. Con las herramientas de programación adecuadas, un circuito y un firmware funcional, un programador puede hacer que un microcontrolador PIC se comporte exactamente como se desea. Por supuesto, para evitar problemas y frustraciones innecesarias más adelante, todavía es importante adherirse a unos pocos pasos cruciales.

El Microcontrolador PIC

A pesar de la aparición de controladores embebidos de placa única como Arduino, Raspberry Pi o BeagleBone, el microcontrolador PIC sigue siendo relevante entre los ingenieros electrónicos. Fabricados por Microchip, los microcontroladores PIC se caracterizan por su facilidad de uso, características versátiles y rentabilidad. La programación de microcontroladores PIC abarca desde sencillos modelos MUC de 8 bits hasta potentes modelos de 32 bits.

La versatilidad de los microcontroladores PIC los hizo populares no solo entre los ingenieros, sino también entre los aficionados. La amplia gama de periféricos, memoria y potencia de procesamiento proporciona una opción adecuada para casi cualquier aplicación. Es probable que el programador encuentre un microcontrolador PIC en su lavadora o sistema de alarma.

Herramientas que un programador necesita para programar un microcontrolador

Programar un microcontrolador PIC hoy en día es significativamente más fácil que hace una década. En aquel entonces, algunos de los microcontroladores PIC de gama baja requerían un hardware programador PIC dedicado para inyectar el firmware. Pero si estás comenzando con un microcontrolador PIC hoy, descargar un firmware en el microcontrolador suele ser un proceso sencillo.

Estas son las herramientas que un programador necesitaría para programar un microcontrolador PIC hoy:

1. MPLAB X IDE

El MPLAB X IDE es un entorno de desarrollo integral de Microchip. Necesitarás el MPLAB X para escribir tu firmware, compilarlo y construirlo antes de poder programar el microcontrolador PIC. A diferencia de los IDE costosos por los que tenías que pagar en el pasado, el MPLAB X IDE es gratuito para descargar.

El primer paso es asegurarse de que el firmware esté correcto.

2. PICKIT 4

El PICKIT 4 es el último depurador en circuito de Microchip PIC que permite al programador descargar eficientemente el programa al microcontrolador. Es una versión mejorada de su predecesor PICKIT 3 con la característica adicional de una ranura para tarjeta SD, lo que facilita la programación en movimiento para varios firmware. Cuando programes el microcontrolador PIC en el laboratorio, necesitarás conectar el PICKIT 4 entre el puerto USB de tu computadora y el pin de programación del microcontrolador.

3. Circuito de Programación

Los pines de programación para los microcontroladores PIC se indican en la hoja de datos. Los microcontroladores PIC admiten la Programación en Circuito Serial (ICSP) o la Depuración en Circuito (ICD), siendo esta última la que permite a los ingenieros depurar el firmware en tiempo real. Es importante incluir el circuito para la interfaz de programación (ICSP o ICD) en el diseño para que se pueda conectar el PICKIT 4 o PICKIT 3.

Programando el Microcontrolador

Con todas las herramientas de programación listas (independientemente de si es ICSP o ICD) y el prototipo ensamblado, programar el microcontrolador es casi intuitivo. Las herramientas de programación tradicionales requieren que el programador encienda el hardware antes de cualquier descarga de firmware. Pero los programadores PICKIT pueden configurarse para alimentar el microcontrolador siempre y cuando no exceda su límite máximo de corriente.

Hay dos maneras de cargar el firmware en el microcontrolador PIC. En el MPLAB X IDE, el programador encontrará las opciones para ‘Ejecutar Proyecto’ o ‘Depurar Proyecto’ y al hacer clic en ‘Ejecutar Proyecto’ compila y construye tu firmware en modo de producción mientras que la última crea una versión de depuración de la huella del firmware. Querrás tomarte un tiempo para asegurarte de que el producto final esté programado con la versión de producción del firmware.

Si se hace correctamente, tu microcontrolador comenzará a funcionar después de que el programa se haya cargado.

Consejos para Diseñar el Circuito de Programación en un PCB

La disposición de los pines de programación en PICKIT 3 y PICKIT 4 son similares, aunque PICKIT 4 tiene dos conexiones de pines reservadas adicionales. El firmware se transfiere a través de la señal PGD y PGC con un pin /MCLR para llevar el microcontrolador al modo de programación.

El programador querrá tender tanto el PGD como el PGC en paralelo y mantener la misma longitud para asegurar una corrupción mínima de la señal. Además de eso, es necesario un etiquetado adecuado sobre la orientación de los pines de programación en el PCB, ya que es fácil conectar por error el PICKIT al revés, arriesgando daños tanto al PCB como al PICKIT por igual.

Usar un software de diseño de PCB excelente como Altium Designer^® te ayuda enormemente en el diseño de circuitos de programación libres de interferencias para microcontroladores PIC.

¿Necesitas más consejos sobre cómo programar un microcontrolador PIC? Habla con un experto en Altium Designer.