1. Florencia Sepúlveda Camposano
Paper 1: Physical Computing Cap IV y V
Capítulo IV: El microcontrolador
Lo más difícil de esto, es lograr que el computador haga algo, ya que esto generalmente
implica aprender nuevos lenguajes y ambientes de desarrollo, donde archivos oscuros deben
ubicarse en lugares oscuros. En softwares, es común demostrar tu maestría logrando que tu
programa diga “Hello World”. Este mensaje en un microcontrolador es un LED parpadeante.
Una vez logrado esto, todo se vuelve más sencillo.
Hasta ahora, los circuitos que hemos visto no entregan muchas posibilidades de interacción.
Sin embargo, ubicando un microcontrolador en el imput y/o ouput, podemos lograr cosas
como contar cuantas veces alguien aprieta el interruptor, automatizar el prendido de la carga,
o crear una alarma antirrobos.
Identificar los pins del microcontrolador
En los documentos de tu microcontrolador encontrarás un diagrama de que explica las
funciones de cada uno de los pins del microcontrolador. Todo microcontrolador tendrá pins
para conectarse a poder y a tierra, pins para programar el chip, y otros para inputs y outputs.
Controladores de bajo nivel: reloj externo
Todo microprocesador necesita un pulso regular de voltaje para medir sus operaciones.
Muchos módulos vienen con este reloj en sus sistema, sin embargo, los de nivel bajo
necesitan que se les instale uno por separado. Se puede utilizar un cristal externo como reloj
o un circuito de resistencia/capacitor. El R/C no es muy exacto, por lo que no es
recomendado.
Tu primer circuito basado en un microcontrolador
Antes de programar el microcontrolador, es necesario construir el primer circuito de output.
Se busca conectar un LED a un pin del microprocesador. Para esto hay que conectar una
resistencia de 220-ohm a la misma fila de que el pin de más abajo a la izquierda del
microprocesador. Conectar el otro lado en una fila vacía. Conectar el lado positivo de un LED
a la misma fila. Conectar el lado negativo a la fila de tierra.
Llevar el programa al chip
Los microcontroladores vistos en el libro son todos reprogramables repetidas veces. Sin
embargo, existen microcontroladores que solo pueden ser programados una sola vez. Estos
son mucho más baratos, pero son generalmente usados para producción en masa, y no para
el desarrollo de nuevos dispositivos. El proceso de cargar el programa en el microcontrolador
puede variar según marcas, pero existen dos componentes comunes a todos: una conexión
hardware entre el computador multimedia y el microprocesador, y un software en el
computador multimedia para programar y compilar el programa y cargarlo al
microprocesador.
Programacion de módulos tipo estampilla
Para este tipo de módulos el editor, downloader y debugger están combinados en una sola
aplicación, la cual se puede descargar gratis desde la página del fabricante. Ellos usan un
lenguaje de programación simple, conocido como BASIC.
Conexión hardware: Estos módulos se conectan vía cable serial al puerto serial del
computador multimedia. Hoy en día, esto se hace mediante puertos USB.
Entornos de programación de software: Luego de bajar el software de la página del
fabricante, es necesario escribir el mismo programa en los tres ambientes. Cuando corra
hará al LED, ubicado en el pin 12, parpadear cada medio segundo.

2. Programación de chips de bajo nivel
La programación en este tipo de módulos requiere de más trabajo. En primer lugar, es
necesario instalar componentes extras al circuito para lograr que corra. En segundo lugar,
hay una pieza adicional del hardware necesaria para traspasar el programa al chip. En tercer
lugar, hay varios softwares que se deben instalar y configurar para poder escribir, compilar y
cargar el programa. Algunos de estos softwares son gratis, y otros no.
El programador de hardware: La mayor diferencia en relación a los módulos de nivel medio
es el programador de hardware extra. Este dispositivo se conecta al puerto paralelo o el
puerto serial del PC y carga el programa en el PIC.
Programación de entornos de software: Se requieren de tres piezas de software distintas: un
editor de texto, un compilador y un descargador. Algunos editores de texto son diseñados
especialmente para programación, tienen opciones de formateo para hacer la lectura del
programa más sencilla, e incluyen herramientas para correr automáticamente el compilador y
abrir el descargador.
Debugging
En electrónica y programación, nunca nada funciona correctamente a la primera. Lo primero
es pensar en lo que podría estar fallando. Después, reemplazar lo que se piensa que no está
funcionando por algo que debería funcionar, para comprobar si es ese efectivamente el
problema. Es importante cambiar una cosa a la vez, para comprobar donde efectivamente
está el problema.
Aquí algunos problemas comunes:
- ¿Está el circuito conectado a poder?
- ¿Es el pin mencionado en el software el mismo usado en el circuito?
- ¿Funciona el LED?
- ¿Se está usando la resistencia adecuada?
- ¿Está el circuito conectado correctamente al puerto serial?
- ¿Tiene otra aplicación el control del puerto serial?
Capítulo V: Programación
Las buenas noticias son que programar microcontroladores es mucho más fácil que
programar computadores de escritorio. Además, para cualquier tipo de programación, hay
solo cuatro herramientas básicas utilizadas por los programadores: loops, if statements,
variables, y rutinas. Gran parte de las otras funciones, son combinaciones de estas cuatro.
Control de flujo: Cómo el computador “lee” un programa
El microcontrolador “lee” el programa en el orden en que fue escrito, de arriba para bajo,
hasta que no queden más instrucciones que seguir. Existen algunas palabras (claves o
reservadas) que el sistema reconoce automáticamente, y otras que deben ser definidas.
Mientras la escritura normal se divide en oraciones y párrafos, los programas se dividen en
afirmaciones y bloques.
Loops
Muchos programas solo tendrán un bloque, conocido como rutina principal. Para evitar que el
programa pare al terminar el bloque, es necesario ponerlo en un loop, para decirle que una
vez llegado al final, repita el bloque una y otra vez. Comúnmente, esto se logra con el
comando “Goto main”.
If statements
También conocidos como afirmaciones condicionales, son usados para tomar decisiones en
base a varias condiciones que podrían ocurrir mientras corre el programa. Un if statement
comienza con la palabra clave “if”, seguido por una condición y luego por la palabra clave
“then”.
Variables
Variables son lugares en la memoria del computador para guardar o cambiar información. Se
usan para llevar un registro de nuestro programa.

3. Rutinas incorporadas: subrutinas y funciones
En cualquier lenguaje de programación, existe un número de rutinas incorporadas para
ejecutar las tareas más comunes.
Constantes: Son variables que no cambian una vez que el programa comienza a correr. Se
usan para etiquetar números que se utilizan repetidamente en un programa. Se pueden
hacer cambios en todo los lugares donde está la constante, con solo cambiar esta.
Rutinas caseras
A veces nos encontramos con una combinación de códigos en particular, que usamos
repetidamente. En vez de escribirla una y otra vez, podemos escribirla solo una vez, y
“llamarla” desde varios lugares. De esta forma, el código queda más organizado y más fácil
de modificar. Es recomendable dar nombres, a estas subrutinas, que describan su función.
Loops avanzados: While-wend y for-next
Existen loops más cortos, como los for –next, while-wend, and do-while, que pueden facilitar
la programación.
While-wend o do while: la duración del loop es determinada por una condición.
For-next: se usa cuando se quiere hacer algo un número determinado de veces, y luego
seguir con el circuito.
Pseudocódigo
Esto sirve para facilitar la transición desde una idea a un código. En primer lugar, hay que
descomponer lo en pasos lo que se busca que el computador haga. Luego, se debe escribir
esto en un estilo más formal conocido como pseudocódigo. Esto reitera los pasos descritos
usando la estructura de un programa, pero no en palabras de programación.
Es recomendado hacer dejar comentarios en el código constantemente. De esta manera,
será más fácil recordar que función cumple cada parte del programa, y también será más
sencullio para terceros trabajar con este.
Debugging
Este comando hace que el procesador envíe un mensaje que aparecerá en la pantalla. Este
permita comprobar si una línea en particular del código está siendo ejecutado correctamente.
Si aquella línea está funcionando, aparecerá la ventana con el mensaje, si no está
funcionando, no se recibirá ningún mensaje.
El comando debugg también puede ser utilizado para obtener el valor de una variable en un
tiempo determinado.
Buenos hábitos de debugging
Siguiendo las siguientes guías, se facilitará el proceso de debugging:
- Mantener el programa pequeño.
- Guardar muchas versiones.
- Conocer cada línea (deja comentarios).
- Mirar todas las variables (no solo las que sospechas que tienen problemas)