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¿QUÉ ES UN MICROCONTROLADOR?
Es un circuito integrado programable que contiene todos
loscomponentes de un computador. Se emplea para controlar el
funcionamiento de una tarea determinada y, debido a su
reducidotamaño, suele ir incorporado en el propio dispositivo al
que gobierna.Esta última característica es la que le confiere la
denominación de«controlador incrustado» (embedded controller).
El microcontrolador es un computador dedicado. En su memoria
sóloreside un programa destinado a gobernar una aplicación
determinada;
sus líneas de entrada/salida soportan el conexionado de los
sensores yactuadores del dispositivo a controlar, y todos los
recursoscomplementarios disponibles tienen como única finalidad
atender susrequerimientos.
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Diferencia entre microprocesador ymicrocontrolador
• Un microprocesador es un sistema abierto con el quepuede
construirse un computador con las características quese desee,
acoplándole los módulos necesarios.
• Un microcontrolador es un sistema cerrado que contieneun
computador completo y de prestaciones limitadas que nose pueden
modificar.
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Estructura de un sistema abiertobasado en un microprocesador
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El microcontrolador en un sistemacerrado
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EJEMP
• Un horno microondas se gobierna mediante
Microcontrolador en el que se almacena el programacontrol de 382
instrucciones, cada una de las cuales ocuuna palabra de la memoria
de código. Para soportar el teclay la pantalla LCD se necesitan 12
líneas de EIS. ¿Cuál detres siguientes microcontroladores será el
más recomendabutilizar?
MICROCONTROLADOR INSTRUCCIONES LINEAS PRECIO
PIC16F86 512 13 4.40
PIC16F84 1024 13 6.00
PIC16C74 4096 33 12.10
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ARQUITECTURA INT1. Procesador 2. Memoria no volátil para
contener el programa3. Memoria de lectura y escritura para guardar
los datos4. Líneas de EIS para los controladores de
periféricos:
a) Comunicación paralelob) Comunicación seriec) Diversas puertas
de comunicación (bus l2ºC, USB, etc.)
5. Recursos auxiliares:a) Circuito de relojb) Temporizadoresc)
Perro Guardíán («watchdog»)d) Conversores AD y DAe) Comparadores
analógicosf) Protección ante fallos de la alimentacióng) Estado de
reposo o de bajo consumo
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El procesa• La necesidad de conseguir elevados rendimientos
en
procesamiento de las instrucciones ha desembocado enempleo
generalizado de procesadores de arquitectura Harvafrente a los
tradicionales que seguían la arquitectura de vNeumann.
En la arquitecturade «vonNeumann»
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El procesa• En la arquitectura Harvard son independientes la
memoria
instrucciones y la memoria de datos y cada una dispone de s
propio sistema de buses para el• acceso. Esta dualidad, además
de propiciar el paralelismo, permila adecuación del tamaño de las
palabras y los buses a lorequerimientos específicos de las
instrucciones y de los datoTambién la capacidad de cada memoria es
diferente
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Memoria de dato
• Hay microcontroladores que también disponen com
memoria de datos una de lectura y escritura no volátil, dtipo
EEPROM. De esta forma, un corte en el suministro dealimentación no
ocasiona la pérdida de la información, qestá disponible al
reiniciarse el programa.
• El PIC16C84, el PIC16F83 y el PIC16F84 disponen debytes de
memoria EEPROM para contener datos. L
memoria tipo EEPROM y la tipo Flash pueden escribirsborrarse
eléctricamente. Sin necesidad de sacar el circuitintegrado del
zócalo del grabador pueden ser escritasborradas numerosas
veces.
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Líneas de E/S para los controladoresde periféricos
A excepción de dos patitas destinadas a recibir la
alimentación, otras dos para el cristal de cuarzo, que regula
lafrecuencia de trabajo, y una más para provocar el Reset,
lasrestantes patitas de un microcontrolador sirven para soportasu
comunicación con los periféricos externos que controla.
Las líneas de E/S que se adaptan con los periféricos
manejaninformación en paralelo y se agrupan en conjuntos de ochoque
reciben el nombre de Puertas. Hay modelos con líneasque soportan la
comunicación en serie; otros disponen deconjuntos de líneas que
implementan puertas decomunicación para diversos protocolos, como
el I2ºC, el USBetc.
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LA FAMILIA DE LO
Una de las labores más importantes del ingeniero de diseño es la
elección
modelo de mi- crocontrolador que mejor satisfaga las
necesidadesproyecto con el mínimo presupuesto. En el 2003 el
fabricante de losdispone de más de un centenar de versiones
diferentesy cada año aumenta considerablemente su lista. Microchip
dispone de cgamas de microcontroladores de 8 bits para adaptarse a
las necesidadesla mayoría de los clientes potenciales.
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Gama baja o básica: PIC16C5X coninstrucciones de 12 bits
Se trata de una serie de PIC derecursos limitados, pero con
unade las mejores relacionescoste/prestaciones. Susversiones están
encapsuladascon I8 y 28 patitas y puedenalimentarse a partir de
unatensión de 2,5 V lo que les haceideales en las aplicaciones
que
funcionan con pilas. Tienen unrepertorio de 33 instruccionescuyo
formato consta de I2 bits.No admiten ningún tipo deinterrupción y
la pila sólodispone de dos niveles.
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Gama alta: PIC17CXXX coninstrucciones de 16 bits
Se alcanzan las 58
instrucciones de 16 bits en elrepertorio y sus modelosdisponen
de un sistema degestión de interrupcionesvectorizadas muy
potente.También incluyen variadoscontroladores de periféricos,
puertas de comunicaciónserie y paralelo conelementos externos
yunmultiplicador hardware degran velocidad.
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Gama mejorada: PIC18C(F)XXX coninstrucciones de 16 bits
En los inicios del tercer milenio de nuestra era Microchip
presentó la gama mejorada dmicrocontroladores PIC con la finalidad
de soportar las aplicaciones avanzadas en las de automoción,
comunicaciones, ofimática y control industrial. Sus modelos
destacaro
su alta velocidad (40 Mhz) y su gran rendimiento (10 MIPS a 10
Mhz).Entre las aportaciones más representativas de esta serie de
modelos que crece cada añodestacan.
a) Un espacio de direccionamiento para la memoria de programa
que permite alcanzar2 MB, y 4 KB para la memoria de datos.b)
Inclusión de la tecnología FLASH para la memoria de código.c)
Potente juego de 77 instrucciones de 16 bits cada una. Permiten
realizar unamultiplicación 8 x 8 en un ciclo de instrucción, mover
información entre las memoriasmodificar el valor de un bit en un
registro o en una línea de E/S.d) Orientación a la programación en
lenguaje C con la incorporación de compiladoresmuy eficientes para
este lenguaje.e) Nuevas herramientas para la emulación.
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PIC16F
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EL ASPECTO EXTERNO
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MEMORIA DE DATO
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PROGRAMACIO
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Conexión de LED y dipswitch:
conectar cuatro interruptores
(dipswitch) como entradas delmicrocontrolador y cuatro LEDcomo
salidas. El programaque se escriba se debeencargar de verificar el
estadode los dipswitch y de acuerdoa este, encender los LED.Este
ejemplo aunque es muysimple, es fundamental paraejercitar el manejo
de lospuertos.
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