Entrenadora de 40 pines para PICs

Hoy les voy a mostrar la pequeña entrenadora que construí hace algún tiempo para las familias de microcontroladores PIC 16F y 18F de 40 pines, la misma me ha servido para aprender mucho más sobre los PICs y para probar muchas aplicaciones.
El concepto de esta es contar con lo básico para que el micro pueda funcionar, fuente, reset, cristales de varias frecuencias, ICSP y disponer de todos los puertos del micro mediante conectores.
Para el diseño de la misma adapté a mi gusto personal los circuitos de las páginas de los amigos Diego y Ariel de los que saqué muy buenas ideas.
En el video se puede ver la placa en una de las primeras pruebas que hice.

Mi deseo principal era hacer que la entrenadora sea lo mas versátil posible en cuanto a tener acceso a todas las patas del micro, ya que en algunos modelos cada uno de los pines cumple varias funciones, incluso el que se utiliza para RESET o para los de conexión del cristal. Por ese motivo he puesto jumpers en algunos pines para conectarlos a estas funciones básicas o al conector del puerto utilizado.

Como ejemplo se puede citar el PIC 18F4550 cuyo pin 1 se puede utilizar como MCLR (Master Clear Reset) o también como pin de entrada o salida digital.
La PCB es simple faz de 10 x 10 Cm.

Descripción del circuito

El microcontrolador

Como ya dije antes, esta placa de pruebas está diseñada para microcontroladores de la línea 16F y 18F de 40 patas de la marca Microchip, el micro se inserta en un zócalo DIL de 2X20. Los capacitores C2 y C3 de 18pF, así como C8 de 1uF de tantalio van al centro del mismo zócalo. En caso de querer utilizar un zócalo ZIF, se deberán soldar estos capacitores sobre el cobre, ya que el ZIF no tiene espacio  por debajo. En este caso se puede reemplazar a C8 por uno SMD del mismo valor.

El capacitor C8 de tantalio que se vé en el esquema, debe ser de 1uF o más y debe soportar una tensión de 6V, el mismo cumple la función de filtrado de la alimentación del micro y debe estar lo más próximo a los pines del mismo.

El puente PULL UP RA4 junto con la resistencia R6 permite trabajar con la salida del puerto RA4 que en algunos micros es a drenaje abierto, Para aclarar más el asunto pueden consultar el hilo: El PORTA de los PIC's y una de sus particularidades : RA4 del foro Todopic.

El puente VUSB conecta el capacitor C1 de 10uF al pin 18 en caso de que se esté utilizando algún modelo de PIC con puerto USB. En caso contrario se debe prestar atención de desconectarlo ya que se puede dañar la salida de dicho PIN.

Los puertos

Todos los pines de los puertos está disponibles hacia el exterior mediante conectores IDC macho de 10 vias, a los cuales le conectaremos los módulos externos mediante fichas IDC hembra con su cable plano (de 10 hilos obviamente), tal como se ve en la fotografía, estas fichas son prácticas, económicas e incluso por su forma evitan cualquier conexión errónea.

Como se puede observar en el esquemático, en cada conector IDC-10 se conectan cuatro pines de cada puerto más VCC y GND, por lo que solo se han utilizado seis de los diez pines de cada IDC. Esto permite un diseño mas sencillo de la placa entrenadora y sus periféricas, además de permitir un uso mas flexible en la elección de los pines a conectar en cada uno de los módulos adicionales que iremos viendo más adelante. Según la mitad de puerto a la que está conectado el IDC tendremos la siguiente distribución de pines:

1-GND, 2-VCC, 3-D3, 5-D2, 7-D1, 9-D0.

1-GND, 2-VCC, 3-D7, 5-D6, 7-D5, 9-D4.

En ambos casos los pines 4, 6, 8 y 10 no se utilizan. En el dibujo se puede apreciar la distribución de los pines del conector visto desde arriba.

La alimentación

La alimentación ingresa por la bornera doble VDD; Tiene un interruptor S1 para desconectar esta de todo el sistema; El diodo D1 protege el circuito de cualquier inversión de polaridad, C4, C5 y C7 son capacitores de filtrado, la tensión se regula por medio de un 7805 por lo que a la entrada se puede alimentar con un voltaje de entre 7,5 y 18 Volts, aunque no es recomendable que esta sea muy alta ya que el 7805 deberá disipar una potencia considerable. D3 protege al 7805 en caso de que se ingrese tensión al circuito por alguna de las placas periféricas. Y por último el LED1 junto con la resitencia R4 nos indica el encendido del circuito.

El circuito de Reset

 El pin 1 del micro puede ser conectado tanto al circuito de Reset como a un pin de salida de la placa mediante el jumper selector de 3 pines RE3-RESET, esto es debido, como ya se explicó anteriormente, a que en algunos modelos de micros, como el 18F4550 por ejemplo, este pin puede cumplir dos funciones: MCLR (Master Clear Reset) ó RE3 (Pin 3 de E/S  del puerto E).
En la parte de Reset el diodo D2 evita que la tensión de programación afecte al resto del circuito; el capacitor C6 junto con la resitencia R5 proveen un tiempo de Reset al momento del encendido; Finalmente el pulsador RESET y R3 cumplen la función en cualquier momento que presione.

ISCP

La programación ISCP se realiza a través de un conector de cinco pines Molex, con el siguiente orden de señales: 1-GND, 2-VCC, 3-PGD, 4-PGC, 5-MCLR; También se dejaron previstas dos resitencias R1 y R2 de 1K2, para separar estas señales de cualquier carga que puedan haber conectadas en los pines RB7 y RB6 respectivamente. es probable que estas resistencias afecten el desempeño de algún periférico conectado a estos pines, en cualquier caso se pueden obviar las mismas con sendos puentes o modificar por un valor mucho menor. En mi caso generalmente trato de dejar este puerto para señales de poca corriente.

Cristales

Se ha previsto lugar para tres cristales para diferentes frecuencias, seleccionables mediante los jumpers 4MHz, 10MHz y 20MHz, en los pines 13 y 14 del micro. Tiene dos capacitores C2 y C3 de 18pF como indica la hoja de datos.
 Estos pines, 13 y 14, se pueden utilizar como puertos de E/S en algunos modelos, a los que también se podrá acceder mediante los jumpers RA7 y RA6 respectivamente. Todo esto utilizando el oscilador interno del micro.
En esta parte del esquema también se muestran lo puentes J1 al J5, que son la continuación de algunas pistas sobre la PCB debido a la complejidad de hacerla a simple faz.

En el enlace siguiente se pueden descargar los archivos en EAGLE y un PDF para hacer tu fotolito o el método de la plancha, espero que les sea útil.
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