Sistemas con microprocesadores

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Instrumentos y Herramientas Digitales II EET1 de Vte López Prof. Giovindi
SISTEMAS CON MICROPROCESADORES

Además de ser la parte principal de cualquier computadora, el microprocesador puede ser utilizado en sistemas tan variados como control industrial, alarmas, robótica, procesamiento de señales, etc. Los microprocesadores empleados para estas aplicaciones generalmente son mucho mássencillos que los usados en las PC.
En la Figura 1 vemos el diagrama en bloques simplificado de un sistema de control con microprocesador.
Si cambiamos los tipos de dispositivos de entrada y de salida, éste diagrama en bloques podría ser el de una computadora personal.


Figura 1. Diagrama en bloques de un sistema de control con microprocesador

ENTRADAS
Los dispositivos de entrada proporcionaninformación del mundo exterior al sistema.
En una PC el dispositivo de entrada más común es el teclado. Los sistemas de control con microprocesadores normalmente usan dispositivos de entrada más simples como finales de carrera o pequeños teclados, aunque puede encontrarse dispositivos más complejos (por ejemplo el sensor de oxígeno en un automóvil que mide la eficacia de la combustión tomandomuestras en el caño de escape).
Las entradas del microprocesador sólo pueden procesar información en binario:
 ‘0’ lógico = 0 V (VSS)
 ‘1’ lógico = Nivel positivo de la fuente (VDD)
La alimentación generalmente es de 5 Vdc.
En el mundo real podemos encontrar señales digitales de niveles distintos a los que maneja el micro, para solucionarlo existen dispositivos de entrada que traducen lastensiones de otro nivel a VDD y VSS.
Por otro lado, los sensores que miden variables físicas (temperatura, presión, etc) entregan tensiones analógicas, para convertirlas en digitales se utilizan conversores analógico/digital (ADC).

SALIDAS
Los dispositivos de salida son los que comunican la información o acciones del sistema al mundo exterior.
En una PC el dispositivo de salida más común es elmonitor.
Los sistemas de control con microprocesador generalmente usan dispositivos de salida mucho más simples como LEDs, relés o zumbadores. También se pueden manejar displays, motores, etc.
El sistema podrá necesitar interfaces que permitan el manejo de cargas de potencia, ya que las tensiones y corrientes que manejan los microprocesadores son muy pequeñas.
Si es necesario, el sistema tambiénpuede contar con circuitos conversores digital/analógico (DAC).

UNIDAD CENTRAL DE PROCESO (CPU)
La función de la CPU es ejecutar las instrucciones de un programa.
La CPU (Central Processing Unit) está constituida por el microprocesador.
La CPU controla el funcionamiento de todos los elementos del sistema, en función de las instrucciones del programa.

RELOJ (CLOCK)
Es un oscilador deonda cuadrada. La señal de clock sirve de referencia para sincronizar todo el sistema. El clock es utilizado para activar la CPU, para mover de un paso a la secuencia siguiente.
La frecuencia de clock determina la velocidad de trabajo del sistema y no deberá superar la máxima frecuencia a la que pueda funcionar el microprocesador, pues podría dañarlo.
El cristal de cuarzo se usa para determinar lafrecuencia de oscilación del reloj.

MEMORIA
La memoria es el dispositivo que se encarga de almacenar los programas y los datos.
Según la aplicación se pueden utilizar los siguientes tipos:
Memoria para almacenar el Programa:
Se utilizan memorias que conservan la información incluso cuando no hay ninguna alimentación aplicada al sistema (no volátiles).
Son del tipo de sólo lectura como lasROM (Read Only Memory), EPROM (Erasable Programmable ROM), OTP (One Time Programmable) y FLASH.
Memoria para almacenar los Datos:
Para el almacenamiento temporal de datos y el cálculo intermedio de los resultados durante las operaciones se utiliza la RAM (Random Access Memory). Es de lectura/escritura y pierde los datos cuando se queda sin alimentación (volátil).
En caso de que se quiera...
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