Tecnico

Implementación de Comunicación USB con Microcontrolador PIC18F4550 y LabVIEW
Lic. Física Yohan Pérez-Moret PCB por La Derecha contacto@pcbporladerecha.com 1. Resumen Se presenta el desarrollo, simulación e implementación de la comunicación USB con un microcontrolador PIC18F4550 y LabVIEW. El código programado al microcontrolador PIC envía cíclicamente la lectura de su conversor análogo-digital(AD) y el estado del pin RA4 a una computadora personal a través del bus USB. El código del microcontrolador fue escrito en lenguaje C, con el compilador CCS 4.018. En LabVIEW 8.0 se generó el driver para el dispositivo USB y se diseñó un instrumento virtual (VI) para atender la comunicación. El VI se encarga de graficar la lectura AD del PIC y a petición del usuario que lo opera de enviarle unvalor de un byte, el cual es cargado en el puerto B del PIC. Se realiza la simulación utilizando Proteus 7.2 y el VI diseñado. Por último se muestra la implementación práctica en la placa de demostración PICDEM 2 plus, la cual fue modificada para la funcionalidad USB. Palabras claves: USB, microcontrolador PIC, LabVIEW, PICC, MPLAB, Instrumentación, PICDEM. 2. Introducción El bus serie universal o ensus siglas en inglés: USB, posee algunas características como son:   Integridad de la señal por el uso de apantallamientos, drivers y receptores diferenciales. Los dispositivos USB de clase HID (Human Interface Device) son soportados por los sistemas operativos desde Windows Millennium en adelante. En dispositivos USB 2.0 se pueden transmitir datos a razón de 480 megabits por segundo. Loscables USB individuales pueden extenderse hasta 5 m de distancia y más con el uso de multiplexores de puertos o HUB. El bus USB puede suplir hasta 500 mA @ 5 V a cada uno de los dispositivos conectados, eliminando el uso de fuentes y cables externos en aplicaciones de baja potencia. Esas características, por citar solo algunas, hacen del bus USB una opción útil en aplicaciones de instrumentaciónelectrónica. Muchos fabricantes de microcontroladores programables como Microchip, están incluyendo un modulo USB en sus dispositivos. Facilitando el desarrollo de aplicaciones de instrumentación que aprovechen las capacidades USB. Por otra parte, el soporte brindado por los fabricantes de computadoras personales (PC) a los puertos seriales RS232 y paralelos Centronics, de amplio uso entre losinstrumentistas, cada vez es menor. En la actualidad es común que una PC incluya solo un puerto serial RS-232, o ninguno en el caso de algunas portátiles, y sí varios puertos USB. En el presente trabajo se presenta el uso del módulo USB que posee el mi1

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crocontrolador PIC18F4550 (1) del fabricante Microchip y su atención utilizando LabVIEW 8.0. 2.1. Estructura USB La funcionalidad de losdispositivos USB está estructurada en capas, véase la Fig. 1. La capa de mayor jerarquía, des-

pués del dispositivo en sí, es la de configuración. Un dispositivo puede tener múltiples configuraciones. Por ejemplo, un dispositivo puede tener varias exigencias de energía según el modo en que esté: auto-energizado o bus-energizado.

Fig. 1. Estructura de capas del USB

Por cada capa deconfiguración pueden existir múltiples capas de interfaces. Por debajo de la interfaz están los endpoints. Los datos son transferidos directamente a ese nivel. El endpoint-0 es siempre de control y cuando un dispositivo se conecta al bus debe estar disponible. La información comunicada al bus está agrupada en paquetes temporales de 1 ms conocidos como frames. Cada frame puede contener tantas transaccionescomo dispositivos y enpoints estén conectados. Transferencias Hay cuatro tipos de transferencias especificadas por la norma USB (2).  Isocrónica: Provee un método para transferir grandes cantidades de datos (hasta 1023 bytes) con una temporización de envío asegurada (isocrónica: de igual tiempo); aunque la integridad de los datos no se asegura. Utilizado en aplicaciones de transmisión conti-...