microcontroladores

UNIDAD 4 MICROCONTROLADORES

4.1 ARQUITECTURA
Un microcontrolador es un circuito integrado o chip que incluye en su interior las tres unidades funcionales de una computadora: unidad central de procesamiento, memoria y unidades de E/S (entrada/salida).Aunque inicialmente todos los microcontroladores adoptaron la arquitectura clásica de von Neumann, en el momento presente se impone laarquitectura Harvard. La arquitectura de von Neumann se caracteriza por disponer de una sola memoria principal donde se almacenan datos e instrucciones de forma indistinta. A dicha memoria se accede a través de un sistema de buses único (direcciones, datos y control).La arquitectura Harvard dispone de dos memorias independientes una, que contiene sólo instrucciones y otra, sólo datos. Ambas disponen desus respectivos sistemas de buses de acceso y es posible realizar operaciones de acceso (lectura o escritura) simultáneamente en ambas memorias. Figura 1

Figura 1 La arquitectura Harvard dispone de dos memorias independientes para datos y para instrucciones, permitiendo accesos simultáneos.
Los microcontroladores PIC responden a la arquitectura Harvard.
4.1.1 TERMINALES

4.1.1 TERMINALESDispositivo del hardware electrónico o electromecánico que se usa para introducir o mostrar datos de una computadora. Su función es mostrar y recibir datos con capacidad significativa del procesador de datos, puede ser llamado “Terminal inteligente o cliente ligero”.
Una computadora puede ejecutar software que envié la función de un terminal en cocaciones permitiendo el uso simultaneo de programaslocales y acceso a un servidor.
El microcontrolador nace cuando las técnicas de integración han progresado lo bastante para permitir su fabricación; pero también porque, muy a menudo, tanto en las aplicaciones domésticas como industriales, se tiene la necesidad de sistemas “inteligentes” o, al menos programables. Un ejemplo muy simple es el programador de una lavadora, el cual debe controlar unacierta cantidad de elementos con ciclos y cadencias perfectamente definidas, pero variables en función del programa seleccionado. Otras aplicaciones más técnicas tienen, igualmente, necesidad de sistemas programables. Por ejemplo, una fotocopiadora debe controlar permanentemente un gran número de elementos y de funciones. Gracias a la llegada de los microcontroladores, tarjetas que conteníanvarias decenas de circuitos lógicos clásicos se han visto reducidas a dos o tres microcontroladores.

4.1.2 CPU

4.1.2 CPU
Es el elemento más importante del microcontrolador y determina sus principales características, tanto a nivel hardware como software.Se encarga de direccionar la memoria de instrucciones, recibir el código OP de la instrucción en curso, su decodificación y la ejecución de laoperación que implica la instrucción, así como la búsqueda de los operandos y el almacenamiento del resultado.Existen tres orientaciones en cuanto a la arquitectura y funcionalidad de los procesadores actuales.
CISC: Un gran número de procesadores usados en los microcontroladores están basados en la filosofía CISC (Computadores de Juego de Instrucciones Complejo). Disponen de más de 80instrucciones máquina en su repertorio, algunas de las cuales son muy sofisticadas y potentes, requiriendo muchos ciclos para su ejecución.Una ventaja de los procesadores CISC es que ofrecen al programador instrucciones complejas que actúan como macros.
RISC: Tanto la industria de los computadores comerciales como la de los microcontroladores están decantándose hacia la filosofía RISC (Computadores deJuego de Instrucciones Reducido). En estos procesadores el repertorio de instrucciones máquina es muy reducido y las instrucciones son simples y, generalmente, se ejecutan en un ciclo.La sencillez y rapidez de las instrucciones permiten optimizar el hardware y el software del procesador.
SISC: En los microcontroladores destinados a aplicaciones muy concretas, el juego de instrucciones, además de...