Ciclos Y Tiempos

Informática Industrial

MICROCONTROLADORES Y CICLOS DE MÁQUINA
Un microcontrolador no es más que un ordenador miniaturizado de mayor o menor potencia y complejidad al que se le han añadido (integrado) una serie de elementos como: conversores A/D, memoria, comparadores, puertos de E/S, temporizadores, etc. Como ya sabes, el funcionamiento de un ordenador está marcado por una señal de reloj. Siel reloj no funciona, el ordenador se para. Es el ‘tempo’ que marca cuando deben hacerse las cosas (procesar las instrucciones). Podemos pensar en la señal de reloj como en el pulso que da vida a un microcontrolador, si no hay reloj, el microcontrolador no funciona. Hace unos años, esta señal de reloj siempre era externa al microcontrolador. Hoy en día es extraño encontrar un microcontrolador queno lleve integrado este circuito de reloj, de modo que, uno puede comprarse un microcontrolador en una tienda especializada, programarlo y funcionará sin necesidad de componentes externos. En este documento vamos a echar un vistazo a esta señal de reloj. Veremos como influye en la velocidad de un microcontrolador, estudiaremos qué es un ciclo de máquina y con algunos ejemplos simularemos cómo seejecutan las instrucciones en un microcontrolador. Vemos aquí algunos ejemplos, en concreto el 12F675 y el 16F628:

Ambos microcontroladores son del fabricante Microchip (www.microchip.com). Como ejercicio vamos a ir a su página web y echaremos un vistazo a sus características principales (seleccionamos la pestaña Productos/8-bit PIC Microcontrollers):

v0.2 Marzo 2007 · Bloque 2 ·Microcontroladores · Documentación complementaria

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Una vez seleccionada la página de microcontroladores de 8 bits, vemos una nueva página con una selección por características (cantidad y/o tipo de memoria, número de pines, tipo de familia y/o dispositivos integrados). Gracias a este listado podemos encontrar rápidamente aquellos microcontroladores con una determinadacaracterística. Solo hay que hacer clic en el literal escogido (en nuestro caso por familia ya que conocemos el modelo) selecciona: “PIC12…” ya que buscamos las características del microcontrolador 12F675.

Entonces sólo tenemos que buscar en la lista en pantalla el modelo 12F675 y pinchar en su enlace que nos llevará a una nueva página donde encontraremos las características del microcontrolador quepasaremos a detallar en la siguiente página.

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Aprovechamos la información de la página web, para describir brevemente algunas de las características de este micro (12F675), que podemos encontrar en otros del mercado. Para entrar en detalles es recomendable descargar el documento deespecificaciones. Buscad ‘datasheets’ en la página web.

Memoria 1024 FLASH 64/128 SRAM/EEPROM

E/S 6 I/O

Timers (T0) 8bits y (T1) 16bits

A/D 10 bits, 4 canales

Podemos ver que tiene distintos tipos de memoria. El programa que diseñemos se grabará en la memoria de programa (FLASH Program Memory) y los datos necesarios se grabarán en otra memoria diferente (RAM File Registers + Data EEPROM). Puedeverse en el siguiente diagrama de bloques extraído de su hoja técnica:

Este micro tiene 6 pines de E/S para conectar diferentes dispositivos digitales, tiene dos temporizadores (T0) y (T1) y un convertidor A/D de 10 bits que podremos utilizar para medir cualquier magnitud física utilizando el sensor adecuado (temperatura, presión, humedad, nivel de luz, resistencia, etc.) Otras característicasespecíficas de este microcontrolador son: - Reloj interno de 4Mhz con posibilidad de utilizar una señal de reloj externa - Sólo 35 instrucciones, es de tipo RISC (Reduced Instruction Set Computer) - Interrupt-on-pin change pin (interrupción cuando detecta cambio en pin E/S) - Dispone de un comparador analógico - Modo de ahorro de energía (SLEEP) - Brown-out Detect BOD (detección de fallo de...