Curso politecnico introduccion a los micrcontroladores

1. GENERALIDADES.


Un microcontrolador es una computadora económica en un simple chip. Queriendo decir con “una computadora en un simple chip” que todos los elementos constitutivos del mismo están incrustado en el microcontrolador, es decir, éste reúne las mismas “funcionalidades” que posee una computadora personal, pero obviamente más limitado en sus capacidades.
Esta afirmaciónpuede resultar confusa para el principiante. No debemos olvidar que en un visón mas general de una computadora se la puede ver a la misma como un sistema que recibe datos de sus dispositivos de entradas (teclado, Mouse, puerto serie, paralelo, usb, etc) , los procesa, en función del programa que tenga cargado y entrega los resultados a sus dispositivos de salida (monitor, puertos, impresora,parlantes, etc.).
El microcontrolador es capaz de almacenar y ejecutar un programa (esta es la más importante de sus características), y con tal puede variar su funcionalidad en obediencia al programa que tenga cargado. Con el hardware auxiliar adecuado puede realizar desde tareas sencillas como controlador el encendido de una lámpara en función de la intensidad de luz, a tareas complejas como elcontrol de un rectificador de 20.000 Amp, usado en la industria del acero.



1.1 Controlador y microcontrolador.



Controlador es el dispositivo que se emplea para el control de procesos. Por ejemplo, el controlador que regula el funcionamiento de un horno dispone de un sensor que mide constantemente su temperatura interna y, cuando traspasa los límites prefijados, genera las señalesadecuadas que accionan los efectores que intentan llevar el valor de la temperatura dentro del rango estipulado.
La forma de implementarlos se ha modificado al ritmo de la evolución tecnológica antiguamente se usaba exclusivamente con componentes de lógica discreta lo que daba como resultados sistemas de gran tamaño y ninguna flexibilidad. Posteriormente se emplearon los microprocesadores,que se rodeaban con chips de memoria, Timers, conversores A/D y D/A, controladores de interrupciones, chip de entrada/ salida digital,

de comunicación, etc.; que en comparación con la metodología anterior daba como resultado sistemas mas potentes, mas versátil y de menor tamaño. Hoy en día los microcontroladores actuales integran en su interior todos los elementos necesarios para desarrollar lafunción de controlador en un tamaño muy reducido y a un bajo costo, de ahí viene su gran popularidad.



1.2 Arquitectura Interna


Un microcontrolador dispone normalmente de los siguientes componentes:
• Procesador o CPU (Unidad Central de Proceso).
• Memoria RAM para contener datos volátiles.
• Memoria EEPROM para contener datos no volátiles
• Memoria para el programatipo ROM/FLASH.
• Entradas y Salidas Digitales .
• Módulos Periféricos (Temporizadores, Controladores de Puertas Serie y Paralelo, Conversores Analógico/Digital (ADC), PWM, Controladores CAN, USB, ETHERNET, Comparadores analógicos, I2C, SPI, etc.).
• Generador de impulsos de reloj que sincronizan el funcionamiento de todo el sistema.
• Circuitos especiales: Watchdog, Brown-out,PLL, Power on timer, Fail-Safe Clock Monitor, etc.
Los distintos microcontroladores se distinguen entre sí por la cantidad y la variedad de estos componentes básicos.
Así por ejemplo tenemos microcontroladores muy básicos con el PIC10F200













Hasta microcontroladores muy completos como el PIC4FJ64GA006

























1.2.1Organización de las Memorias


Existen dos tipos de arquitecturas principales: Von Neumann y 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).
















Debido a...