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Tutorial del simulador Proteus ISIS con PIC16F628A

 

Este tutorial describe el simulador Proteus ISIS, que es uno de los componentes del sistema de diseño Proteus, desarrollado por la empresa Labcenter Electronics. El simulador Proteus ISIS permite la elaboración de esquemas electrónicos empleando una amplia variedad de dispositivos de todos los fabricantes de renombre a nivel mundial. Estos circuitos electrónicos pueden ser simulados a través del simulador incorporado Proteus VSM. Además es posible diseñar circuitos impresos por medio del programa ARES, otro de los elementos integrantes de Proteus.

El propósito de este tutorial es describir el proceso básico de construcción y simulación de circuitos con microcontroladores PIC y otros componentes electrónicos, a partir del ejemplo EncenderLED.c empleando el PIC16F628A.

Comandos principales del simulador Proteus

A continuacion se muestran los principales comandos de este simulador usados durante la fase de diseño (armado y puesta a punto del circuito) y la fase de ejecucion (simulacion):

Comandos en tiempo de diseño:

Comandos en tiempo de ejecucion:

Construcción del esquema eléctrico

Para comenzar el tutorial se explicará cómo colocar y conectar los componentes electrónicos. Una vez que ha iniciado el simulador Proteus ISIS deberá tener una pantalla como la siguiente:

Tutorial simulador proteus isis con PIC16F628A. Fig.1

Al hacer clic en la letra P usted tendrá la oportunidad de seleccionar y reunir los elementos electrónicos con los cuales construirá su circuito:

Tutorial simulador proteus isis con PIC16F628A. Fig.2

En el campo Keywords puede empezar a teclear las primeras letras de uno de los componentes, por ejemplo PIC16F6, y automáticamente aparecerá una lista de los resultados relacionados; mientras más letras usted escriba, la lista se irá haciendo más corta y la búsqueda se irá enfocando en unos pocos elementos:

Tutorial simulador proteus isis con PIC16F628A. Fig.3

Ahora haga doble clic en el dispositivo PIC16F628A para que aparezca en el campo del selector de dispositivos:

Tutorial simulador proteus isis con PIC16F628A. Fig.4

Ahora se va a seleccionar un LED, para lo cual se deja en blanco el campo Keywords. En Category hacer clic en Optoelectronics y en Sub-category hacer clic en LEDs. En la lista de resultados hacer doble clic en LED-GREEN para añadirlo al selector de dispositivos:

Tutorial simulador proteus isis con PIC16F628A. Fig.5

Una vez que se han seleccionado todos los elementos se hace clic en OK. Se procede ahora a la construcción del esquema eléctrico. Hacer clic en el elemento PIC16F628A del selector de dispositivos, mover el cursor hacia la ventana de edición (el cursor debe adoptar la figura de un lápiz) y hacer clic (ahora se ve la silueta del PIC16F628A en color lila), ubicarla en cualquier parte de la ventana de edición y hacer clic una vez más (ahora aparece el símbolo completo del PIC16F628A). Hacer clic en el elemento LED-GREEN del selector de dispositivos y seguir el mismo procedimiento para ubicarlo en la ventana de edición a una altura adecuada para conectarlo al pin RA0:

Tutorial simulador proteus isis con PIC16F628A. Fig.6

Para colocar una referencia (GND) se hace clic en el icono Terminals Mode, hacer clic en el elemento GROUND y seguir el procedimiento descrito previamente:

Tutorial simulador proteus isis con PIC16F628A. Fig.7

Para realizar las conexiones se ubica el cursor en el pin RA0, de modo que aparezca un pequeño cuadro rojo y se hace clic; mover el cursor hasta el ánodo del LED para que aparezca un cuadro rojo y hacer clic nuevamente. Repetir el procedimiento para conectar el cátodo a la referencia (GND). Para borrar una conexión se debe hacer doble clic derecho sobre ella. La polarización del microcontrolador PIC se encuentra conectada inicialmente por defecto, por esta razón no aparecen los pines VSS y VDD en el símbolo:

Tutorial simulador proteus isis con PIC16F628A. Fig.8

Proceso de Simulación

El siguiente paso en este tutorial es la explicación de cómo realizar la simulación propiamente dicha. Para ello, lo siguiente es cargar el código ejecutable (EncenderLED.hex) en el PIC16F628A y configurar la frecuencia de operación. Hacer doble clic sobre el símbolo del PIC, esto abre la ventana Edit Component. En esta ventana se puede buscar el código ejecutable haciendo clic en la carpeta  del campo Program File. La frecuencia de operación (4MHz) se ingresa en el campo Processor Clock Frequency. Hacer clic en OK:

Tutorial simulador proteus isis con PIC16F628A. Fig.9

Para iniciar la simulación hacer clic en el botón Play, luego de unos segundos se podrá observar cómo el LED empieza a parpadear. Para detener la simulación hacer clic en el botón Stop. Si desea puede guardar este esquema con el comando File ->Save Design As.

Tutorial simulador proteus isis con PIC16F628A. Fig.10

Lo que se ha explicado constituye una introducción al simulador Proteus ISIS. Es posible emplear instrumentos tales como el osciloscopio, el voltímetro, el amperímetro y otros más; y una gran variedad de elementos animados: pulsadores, interruptores, motores, LEDs, etc. que usted irá conociendo a medida que profundice en el estudio de la programación de microcontroladores.

Sobrecarga del computador

Algunas simulaciones en el simulador Proteus ISIS pueden ocasionar la sobrecarga del microprocesador del computador, debido a la inmensa cantidad de cálculos que éste debe realizar en períodos muy cortos de tiempo; de ser así, el simulador Proteus ISIS hará una llamada de atención como la siguiente :

Tutorial simulador proteus isis con PIC16F628A. Fig.11

Al hacer clic en el símbolo de admiración se verá el siguiente mensaje de advertencia: Simulation is not running in real time due to excessive CPU load. En algunos casos puede corregirse este inconveniente reduciendo la frecuencia del oscilador, para lo cual se hace clic derecho sobre el microcontrolador y se selecciona el comando Edit Properties, que abre la ventana Edit Component; allí será posible cambiar la frecuencia en la casilla Processor Clock Frequency. Otra opción es excluir de la simulación algunos de los componentes del circuito (obviamente no será posible ver el resultado completo de la simulación); para ello, se debe hacer clic derecho sobre el componente que se desea excluir y seleccionar el comando Edit Properties, que abre la ventana Edit Component; marcar la opción Exclude from Simulation. La idea al hacer esto es utilizar un instrumento, por ejemplo el osciloscopio, para ver algunas formas de onda de relevancia que nos brinden información fundamental acerca del funcionamiento del circuito en cuestión. Como ejemplo puede tomarse el problema resuelto PWM_1.dsn que produce la sobrecarga del ordenador. Allí es posible excluir de la simulación los componentes 4N25, IRFZ44N y el motor DC. A continuación se puede conectar el osciloscopio en el pin CCP1 y observar la forma de onda PWM de salida, actuando sobre el pulsador.

Módulo USART  en el Simulador Proteus ISIS

Para  simular la comunicación con el ordenador a través del módulo USART del microcontrolador, ISIS dispone de un instrumento excepcional llamado Virtual Terminal. Para emplearlo se lo debe seleccionar de la lista de instrumentos haciendo clic en el icono de instrumentos virtuales. A continuación conectar los terminales RXD <-> T2OUT y TXD <-> R2IN (T2OUT y R2IN son pines del MAX232). Por último, hacer doble clic sobre el Virtual Terminal y constatar que esté configurado de acuerdo a los datos de la siguiente figura:

Tutorial simulador proteus isis con PIC16F628A. Fig.12

Al ejecutar la simulación se podrá ver una ventana similar a la que se muestra en la siguiente figura, que representa la pantalla del ordenador. Para ingresar texto a través del teclado del ordenador se debe hacer clic en esta ventana para que aparezca el cursor parpadeante. Lo explicado se puede verificar fácilmente con el problema resuelto USART_01.dsn.

Tutorial simulador proteus isis con PIC16F628A. Fig.13

 


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