Los valores de C1 y R1 controlan la frecuencia de oscilación. No existe una fórmula precisa y simple de cálculo; pero para nuestro trabajo nos podemos arreglar perfectamente con una tabla levantada por el autor y que se puede observar en la figura 2.

Para nuestro caso particular del probador de instalaciones de red, necesitamos que el oscilador funcione a 4MHz, si no queremos usar un cristal.

De la tabla observamos que en ese caso necesitamos un capacitor de 20pF y un resistor del orden de los 4,7kohm. En cuanto al tipo de componentes utilizados, podemos decir que en este caso es conveniente utilizar un capacitor cerámico con coeficiente de temperatura nulo (NP0) y un resistor de carbón depositado. En lo que respecta a los valores límites, se aconseja no utilizar resistores superiores a 4,7kohm y capacitores menores a 20pF.

El PIC debe estar programado según el oscilador elegido. Si se utiliza oscilador a RC cuando se carga el programa, durante la predisposición se debe elegir la opción RC. Existen otras tres opciones más de oscilador que son el cristal de alta frecuencia (HS) y el cristal o resonador cerámico de baja frecuencia (XS). El límite de frecuencia entre estas opciones es 4MHz y como frecuencia máxima se puede llegar hasta 20MHz; es decir que en nuestro caso se podría optar indistintamente entre HS y XS. Por último existe una opción para cristales cuarzo (LP) de bajo consumo, alta estabilidad y baja frecuencia con un límite mínimo de 200kHz.

En la práctica, las opciones más usadas son la RC y la HS. De la RC ya dimos un circuito explicativo. El circuito de la opción HS se puede observar en la figura 3.

Los capacitores C1 y C2 no dependen del PIC sino del cristal utilizado. El fabricante del cristal recomienda el valor del capacitor a utilizar para que sea igual al que él utiliza en la prueba. De cualquier modo se puede asegurar que entre 10 y 50pF el cristal oscilará adecuadamente, aunque puede existir algún mínimo error en la frecuencia de oscilación, del orden de las centenas de Hz para un cristal típico de 4MHz. Este circuito de oscilador es el que utilizaremos en nuestro dispositivo probador de redes de PC.

Sólo en aquellos casos, en que se requiere un ajuste muy preciso de la frecuencia se utiliza un trimer de 50pF en reemplazo del capacitor C1. Un caso típico es en la construcción de codificadores y decodificadores de señales de TV.

El PIC nunca trabaja a una frecuencia de clock igual a la del oscilador. En efecto, entre el oscilador y el clock interno siempre hay un divisor por cuatro; de modo que las sentencias se ejecutan a un ritmo de 1 uS (una señal de 4MHz tiene un periodo de 0,25µS de modo que cuatro ciclos completan 1 uS). NOTA: existen algunas sentencias que requieren más de un ciclo de reloj. Por ejemplo, las de direccionamiento o salto que requieren dos ciclos de reloj.

La sentencia NOP entonces aumenta el contador de programa en una unidad dejando todos los registros internos de la memoria y el registro de trabajo W de la unidad aritmética y lógica sin modificar.

Para recordar las sentencias el autor recurre a fichas en donde se anotan todos los detalles de las mismas.

La ficha correspondiente a la sentencia NOP se puede observar en la figura 4.

Cuando se requiera un retardo superior a 1µS, se deberá repetir la sentencia NOP tanta veces como sea necesario para llegar al retardo requerido.

Por ejemplo con un programa como el de la figura 5 se consigue un retardo de 4µS.

Este sector elemental de un programa, nos permitirá entender cómo funciona internamente un microprocesador al realizar una demora.

Un microprocesador es un sistema muy ordenado de cálculo numérico. El solo, realiza operaciones matemáticas binarias entre la información binaria introducida desde el puerto paralelo de entrada y guardada en una posición de memoria determinada (por ejemplo la 0009) y la contenida circunstancialmente en un registro interno llamado registro de trabajo W.

A su vez la información binaria de ese registro fue introducida en un paso previo de programa en otra determinada posición de memoria como veremos más adelante. Lo importante ahora es que tenemos dos números binarios de 8 bits o lo que es lo mismo dos Bytes uno en la posición de memoria 0009 y otro guardado el registro W.

Las sentencias marcadas en la columna central del programa le indican a la unidad aritmética y lógica que tipo de operación debe realizar entre ambos números binarios. En la sentencia NOP no hay ningún resultado, ni es necesario indicarle al micro en qué posición de memoria se guardan los operandos de la operación.

Pero cuando se usan otras sentencias aparecen datos en la tercer columna que proveen esta información (posición de memoria de una de los operando, ya que el otro es el registro W y además donde se debe guardar el resultado).

La operaciones que se realizan utilizando una sola de las 32 sentencias que forman el total que utiliza el PIC son operaciones de suma, resta, comparación, borrado, control de un dado bit, reubicación de bits, etc, etc.

Cada línea de programa tiene un número interno correlativo que se guarda en un registro de la memoria llamado PC (program counter o contador de programa) de modo que cuando se termina de realizar la operación se incrementa el número en una unidad para realizar el siguiente paso de programa. Cuando llegamos a la primer línea NOP, estamos quizás con el contador PC en 43. En el programa guardado en el micro no tenemos la sentencia NOP, sino un código de unos y ceros guardados en la posición de memoria correspondiente al PC 43. Este código numérico varía de acuerdo a la sentencia (para el NOP es 00 0000 0XX0 0000) y le indica a la ALU (unidad aritmética y lógica) todo lo que la misma debe hacer. Para la demora, el trabajo de la ALU es muy simple "no hacer nada"; sólo que "no hacer nada" se completa en 1uS lo mismo que por ejemplo sumar dos números.

Una vez realizada la operación de la línea 43, el PC pasa a 44 y se realiza la siguiente demora de 1 uS, luego se pasa a la 45 y a la 46 completando el retardo de 4 uS.

¿Y si necesitamos un retardo de 1 segundo o más, cómo se debe hacer?
En realidad hay otro medio de realizar retardos grandes que es un temporizador interno preseteable. Pero se trata de un temporizador con baja exactitud. Este modo de trabajo será visto más adelante. Lo típico es realizar retardos grandes por repetición automática de una única sentencia NOP. Esto implica realizar un LOOP cerrado en el programa y esto se realiza con una sentencia llamada de salto condicional que es lo que comentaremos en el próximo punto.

En el cuarto y sexto renglón se pueden observar sentencias de salto incondicional GOTO. Cada vez que el contador de programa PC llega al número correspondiente al cuarto renglón (supongamos el número 34) se produce un cambio en su contenido pasando en nuestro caso a un número una unidad menor (33), es decir que se vuelve a ejecutar la sentencia marcada con el nombre BUCLE.

En lenguajes de computación más antiguos, el programador colocaba realmente un número para cada renglón (por ejemplo el Basic). En ese caso la sentencia GOTO se completaba como GOTO 15 que significaba que el control del programa volvía a la sentencia del renglón 15 (también se puede decir al paso de programa 15).

En los lenguajes modernos la numeración de renglones queda a cargo de la misma máquina que la realiza como un trabajo de fondo que no es visible para el programador, salvo que él se lo pida específicamente al MPLAB o al editor que esté utilizando.

Pero para programar no se necesita conocer los números de los pasos de programa.

Basta con colocar un nombre o etiqueta a los renglones importantes, sobre la primer columna. Por ejemplo, el nombre BUCLE y marcar como destino el mismo nombre en la tercer columna de la sentencia GOTO. Así se forma un bucle cerrado y si adentro del bucle se coloca una sentencia NOP o cualquier otra sentencia, cada vez que se recorre el bucle se produce una demora, que se puede calcular de acuerdo a cuánto se tarda en ejecutar cada una de las sentencias del LOOP. Construyamos la ficha de la sentencia GOTO tal como lo hicimos con la sentencia NOP. Ver la figura 7.

La ficha nos indica que la operación se puede interpretar como "ir a" y que su sintaxis exige que en la segunda columna se ubique el nombre GOTO y en la tercera la etiqueta donde se debe volver (que en la ficha está marcada genéricamente como XXX). Por supuesto que la operación marcada XXX ‡ PC significa que la posición de memoria PC, se carga con el número de renglón correspondiente a la etiqueta de regreso una vez efectuada la operación GOTO.

Por último se da un ejemplo y se indica cómo quedan los registros especiales antes y después de efectuar la operación GOTO. En cuanto a la cantidad de ciclos de instrucción necesarios para efectuar un GOTO, la ficha nos dice que se necesitan dos ciclos, es decir, 2µS en nuestro caso.

Aún no sabemos cuantos ciclos requiere la sentencia "decfsz" pero si suponemos que también es doble se puede decir que para completar un LOOP se requieren 4µS, dos de GOTO y dos de DECFSZ.

¿Cómo se sale de un LOOP de GOTO?
La sentencia GOTO no incluye un camino de salida porque se trata de una sentencia incondicional. Es decir siempre dirige el control al mismo lugar del programa. Para salir del loop adentro del mismo se debe incluir un salto condicional. Es decir que es como un GOTO que aparece sólo si se cumple una determinada condición.

Por lo general la condición está dada por un contador ascendente o descendente que se coloca adentro del LOOP y que al llegar a cero genera un GOTO al exterior del LOOP.

En este artículo presentamos dos importantes sentencias del PIC, la sentencia NOP y el salto incondicional GOTO, ambas muy utilizadas cuando se generan demoras. La NOP es la demora básica y la GOTO es imprescindible para generar LOOP cerrados que repitan una NOP para obtener demoras largas. En el próximo artículo vamos a explicarles qué es la sentencia DECFSZ y INCFSZ que son los saltos condicionales y los vamos a utilizar dentro de una subrutina de demora que es por mucho la más utilizada en programación con PICs.