Curso AVR

Microcontroladores


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1 INTRODUCCIÓN
No creo que exista mercado para más de cinco computadoras en el mundo.
-Thomas Watson, Gerente general de IBM, 1943

No existe razón para que alguien desee tener una computadora en su casa.
-Ken Olson, presidente de la Digital Equipment Corporation, 1977

1.1 Introducción
Los microcontroladores están presentes en muchos de los productoselectrónicos que empleamos
en nuestra vida cotidiana. Existen en el mercado una gran variedad de modelos y una gran
cantidad de aplicaciones posibles. Sin embargo, a pesar de su diversidad, hay coincidencia en los
principios de funcionamiento y en las arquitecturas de muchos microcontroladores. En estos
apuntes se aprovecha esa coincidencia presente en la diversidad para aplicar los fundamentos deldiseño y la programación de los microcontroladores.
Sistemas incrustados (embedded system). Un sistema incrustado es una combinación de hardware
de computadora y software, y quizá partes mecánicas u otras partes, diseñadas para ejecutar una
función específica. Un buen ejemplo es el horno de microondas. Muchas amas de casa tiene uno,
unos diez millones de ellos son empleados todos los días, peropocas personas se percatan que un
procesador y software están implicados en la preparación de sus alimentos.
Existe un contraste entre la computadora personal en el cuarto de estudio, ésta también está
compuesta de hardware y software y componentes mecánicas (manejador del disco, por ejemplo).
Sin embargo, una computadora personal no está diseñada para ejecutar una función específica. En
sulugar es capaz de realizar diferentes funciones específicas. En ocasiones se emplea el término
computadora de propósito general para establecer la distinción claramente. Los fabricantes de
computadoras personales no saben qué actividad le asignara el dueño de la PC. Algunos la pueden
emplear como servidos, otros sólo para juegos, o para escribir una novela.
Frecuentemente, un sistemaincrustado es una componente dentro de un gran sistema, por
ejemplo automóviles modernos y camiones contiene muchos sistemas incrustados. Un sistema
incrustado controla el ABS (sistema de frenos con antibloqueo), otro vigila y controla la emisión de
gases contaminantes, un tercero muestra la información en el tablero.

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Las computadoras personales en sí mismas están construidas de numerosossistemas incrustados.
Por ejemplo, la computadora cosiste de un teclado, ratón, tarjeta de video, modem, manejador de
disco duro, tarjeta de sonido, cada uno de esos es un sistema incrustado. Cada uno de estos
dispositivos contiene un procesador y software y está diseñado para ejecutar una función
específica. Por ejemplo, el modem está diseñado para enviar y recibir datos digitales sobre un
canalanalógico de una línea telefónica. Así se puede explicar cada uno de los sistemas
incrustados.
Si un sistema incrustado está bien diseñado, la existencia del procesador y el software pueden
pasar completamente desapercibidos para el usuario del dispositivo. Algunos ejemplos son, el
horno de microondas, el lector de películas, el lector de discos compactos, el reloj con alarma. En
algunoscasos es posible construir el dispositivo equivalente que no contenga procesador y
software. Esto es puede ser realizado reemplazando la combinación procesador software, por un
circuito integrado que ejecute la misma función en hardware. Sin embargo, se perdería una gran
flexibilidad, ya que es mucho más fácil, y barato, cambiar unas pocas líneas de software a
rediseñar una pieza de hardware.
Elobjetivo de estos apuntes es enseñar la arquitectura y la programación de los
microcontroladores en general, tomando como ejemplo los microcontroladores AVR de ATMEL. La
documentación que ofrecen los fabricantes es tan abundante que su mero acopio ocuparía varios
volúmenes. En estos apuntes se han seleccionado los temas de forma que el estudiante adquiera
un panorama general pero al mismo...