Los fabricantes de microprocesadores y productos afines se han esforzado en ofrecer a los usuarios equipos de diferentes categorías, prestaciones y precios, que permitiesen el aprendizaje o la puesta a punto profesional de un proyecto desarrollado con sus productos. Los equipos mínimos de aprendizaje eran muy sencillos y sólo permitían escribir los programas en lenguaje de máquina, lo que anulaba su utilización en una fase posterior de realización de proyectos por pequeños que fuesen. Los equipos profesionales destinados a la depuración de proyectos industriales, han sido y siguen siendo extraordinariamente caros. Este hecho ha retraído extraordinariamente la aplicación de los microprocesadores, frente a personas y empresas con dudas y poco experimentadas con la nueva tecnología.
Con un precio bajo y con unas prestaciones muy parecidas a las de los sistemas de desarrollo profesionales, Rockwell ha construido el«AIM-65», que ha alcanzado una popularidad a nivel mundial. Un equipo diseñado, en principio, como herramienta esencialmente didáctica para el empleo de los microprocesadores, su éxito unido a su versatilidad, impulsó a los fabricantes a incluir en el AIM-65 versiones de Basic para incluso ayudar a la enseñanza de lenguajes de programación y ofrecer el aspecto de un típico «micro-ordenador personal». En la fotografía siguiente se ofrece una vista del AIM-65.
Fotografía del AIM-65. (Cortesía del Laboratorio de Microprocesadores de la Escuela de Ingenieros Industriales de Bilbao)
La posibilidad de expansionar su memoria, adaptar periféricos tan interesantes como monitor de video, programador de memorias EPROM, discos flexibles, etc ... , en unión a la capacidad de trabajar además de en Ensamblador y Basic, en PASCAL, FORTH, PL65, AUTPRO, etc., hacen al AIM-65 el equipo ideal para una enseñanza profunda del empleo y diseño con microprocesadores, al igual que un equipo casi profesional con el que se pueden acometer trabajos de cierta envergadura. Prueba de estas apreciaciones es el hecho que el AIM-65 ha sido elegido en España en numerosos centros de enseñanza como herramienta didáctica, al igual que por numerosas empresas y particulares.
En la siguiente fotografía se muestra una versión más sofisticada del AIM-65. Incluyendo el monitor de video, el programador de PROM, una unidad de discos flexibles, más los elementos standard, constituye un verdadero equipo profesional.
Fotografía de un AIM-65 evolucionado: el DRAC·1. (Cortesía de Academia de Electrónica ANCART de Bilbao)
Fases de un diseño con microprocesador
Tras determinar con claridad las especificaciones propias del proyecto, se debe realizar un diagrama general por bloques del hardware necesario y otro del software. Después, tras comprobar que no existen incompatibilidades entre el hardware y el software, se pasa a desarrollar en detalle el hardware y a confeccionar el ordinograma general y el de las subrutinas que lo componen. Posteriormente, se traduce al lenguaje fuente los bloques operativos del ordinograma. Tras la traducción del lenguaje fuente al lenguaje objeto del programa, se depura y se pone a punto el mismo. El sistema de desarrollo que se emplea en la confección del software debe ser capaz, como lo es el AIM-65, de tener las entradas y salidas necesarias para emular externamente el comportamiento del programa. Superadas las fases anteriores, se graba el programa final en una EPROM y finalmente se construye un prototipo de placa microcomputadora o se emplea una ya montada, para que, ejecutando el programa de la EPROM, controle en tiempo real los periféricos del mundo exterior. En la siguiente figura se ofrece el ordinograma de trabajo para el proceso de diseño.
Ordinograma de trabajo para un diseño con microprocesador
Durante el proceso de diseño, el sistema de desarrollo es imprescindible. En principio, interviene en la edición del programa en lenguaje fuente, posteriormente en su traducción a lenguaje de máquina, luego en su ejecución, en su depuración y puesta a punto, después de la ejecución del programa soportando los periféricos de simulación exterior. El sistema de desarrollo debe tener opciones para grabar en EPROM el programa máquina depurado. Una vez obtenida la memoria con el programa depurado, hay que introducirla en una placa CPU, que constituye el prototipo del diseño, y que, según los medios, puede ser diseñada directamente o adquirir una placa standard con el hardware ya resuelto.
El AIM-65 puede cubrir con mucha dignidad la mayor parte de las operaciones de un sistema de desarrollo que, si bien no alcanza las características optimizadas de las de la gama superior, permite usar, comprender y aplicar muchas de ellas. De todas formas, no ha de perderse de vista que el AIM-65 está destinado a soportar exclusivamente a los microprocesadores de la familia 65XX, lo cual le suprime la universalidad.
En la siguiente figura se ofrece un dibujo que intenta reflejar la labor de un sistema de desarrollo, en este caso el AIM-65, en la confección de un proyecto.
Intervención del sistema de desarrollo en el diseño de un prototipo basado en microprocesador
Definición de un problema práctico y especificaciones
Se ha elegido un simple ejercicio de diseño para orientar al lector de las fases del diseño y la intervención del sistema de desarrollo en las mismas.
Se trata de controlar un par de bombas de agua, de acuerdo con el nivel del líquido existente en un depósito. En la siguiente figura se muestra el esquema del conjunto con las bombas Bl y B2, así como los detectores NA, NM y NX.
Configuración del sistema de control de bombas
En funcionamiento normal, es decir, cuando el nivel de agua se encuentra comprendido entre los detectores NA y NM, sólo funciona la bomba Bl. Si el nivel no alcanza a NA, funcionan Bl y B2. Finalmente, si los tres detectores indican presencia de líquido, se paran las dos bombas.
En forma abreviada se exponen a continuación las tres condiciones, que se establecen en el diseño:
1ª) Si el nivel es inferior a NA, activar Bl y B2.
2ª) Si el nivel es superior a NA e inferior a NM, activar Bl.
3ª) Si el nivel alcanza el rebosador, detener las dos bombas.
4ª) Si no sucede ninguna de las condiciones, encender un LED de alarma.
Asignación de las entradas y salidas
El AIM-65 deja a disposición de los periféricos, que desee controlar el usuario, un VIA. En este sencillo ejemplo sólo hay tres entradas (los detectores) y tres salidas (las bombas y el LED de alarma), por lo que todas pueden ser soportadas por la puerta A del VIA del AIM-65, sobre el que se realizará la puesta a punto del diseño. En la siguiente figura se ofrece la asignación de los periféricos a las diferentes líneas de la puerta A.
Distribución en las entradas-salidas en la puerta A
El conector de aplicación posterior del AIM-65 permite conectar a las líneas de entrada y salida del VIA del usuario bien a los periféricos reales o bien a otros simulados, como los que se reflejan en la foto siguiente, en la que se emplea un entrenador para soporte de los periféricos de entrada y salida. Los interruptores simulan las entradas y los diodos luminiscentes las salidas.
Conexión del AIM·65 a un entrenador que simula los periféricos de entrada-salida, a base de interruptores y LEDs
Ordinograma de trabajo
En la siguiente figura se muestra el ordinograma general, confeccionado para el control de dos bombas de agua, junto a las subrutinas de «llenado rápido», «llenado normal» y «parada».
Ordinograma general junto a los correspondientes a las subrutinas
Programa
Seguidamente se ofrece el listado del programa confeccionado para este ejemplo. Para la edición del programa se han dedicado las posiciones de memoria comprendidas entre 0200 y 0400. Para el programa Ensamblador desde la 0E00 hasta 0FFF y para el almacenamiento del programa objeto, desde la dirección 0800.
Escrito por Archie Tecnology
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