Introducción A Los Sistemas Basados En Microcontroladores

Introducción a los Sistemas Basados en Microprocesador
1.- Introducción
1.1.- Evolución histórica
1.2.- Generaciones de los ordenadores
2.- Sistema Mínimo
2.1 Unidad de Memoria
2.2 Unidad Central de Proceso (CPU)
2.3 Diagrama general de un sistema m Procesador de 8 bits
2.4 Realización de una instrucción
3.- Unidad de E/S

1.- INTRODUCCIÓN
Existen dos soluciones para implementar uncircuito digital que resuelva un determinado
problema:
a.- Lógica cableada:
Son circuitos diseñados exclusivamente para realizar una aplicación concreta.
b.- Lógica programada:
Es un concepto más amplio que dio lugar a las máquinas universales programadas.
Se trata de máquinas potentes y flexibles capaces de realizar la mayoría de las
funciones básicas necesarias para cualquier aplicación.Trabajan de forma secuencial ejecutando progresivamente las opera-ciones
necesarias.
1.1.- Evolución histórica
3000 A.C. Ábaco, empleado para realizar cálculos aritméticos
Edad Media Autómatas de reloj: máquinas con un programa interior fijo.
Siglo XVII Blaise Pascal, matemático francés, construye la primera máquina mecánica
capaz de sumar y restar.
1674 G.H. von Leibniz, matemático alemán,incorpora a la máquina de Pascal la
posibilidad de multiplicar y dividir.
1850 D.D. Parmalee, automatiza la máquina Pascal-Leibniz. Aparecen las primeras cajas
registradoras.
Finales XIX Charles Babbage, matemático inglés, idea una máquina que es capaz de
realizar cualquier operación. La máquina se instruye desde el exterior por medio de un
sistema de tarjetas perforadas.
1925 V. Bush,ingeniero norteamericano, construye la primera máquina capaz de resolver
ecuaciones diferenciales.
1940 Von Newman acaba configurando la arquitectura básica de los ordenadores
modernos, basada en los siguientes conceptos:
- programa almacenado
- ruptura de la secuencia de programa mediante la toma de decisiones
Su diagrama de bloques es el siguiente:

Memoria
En ella se almacena el programaa ejecutar en forma de secuencia de instrucciones.

Unidad de Control
Su función es enviar consecutivamente instrucciones del programa desde la memoria hasta la
unidad de proceso.
Unidad de Proceso
Las instrucciones son decodificadas y ejecutadas en esta unidad.
Unidad de E/S
Realiza la comunicación con el mundo exterior, es decir, con el ser humano. Recibe y representa
los datos yresultados de forma asequible para éste.
Reloj
El reloj se encarga de sincronizar todo el sistema compensando los retardos de los diferentes
módulo. El sistema uP es un sistema secuencial, la secuencia que realiza es la ejecución continua
de instrucciones.
Esta triple estructura programa - unidad de proceso - unidad de control surge de la propia
estructura de los algoritmos:
Algoritmo: secuenciaordenada de acciones mediante la cual
resolvemos un problema
Ejemplo: Comprobar si dos números son iguales
INICIO
Iguales=0
Leer A y B
Hacer D=A-B
Si D=0 hacer Iguales=1
FIN
Parte Operativa: se realizan acciones y ensayos,
- leer A y B (acción)
- hacer A-B y asignarlo a D (acciones)
- Comprobar si D=0 (ensayo)
Parte de Control: define el encadenamiento (orden) de las acciones segúnel resultado de los
ensayos.
Esta estructura de los algoritmos es lo que dio lugar a la arquitectura von Newman. El elemento
básico es el microprocesador o CPU que engloba a la unidad de control y a la unidad de proceso.

1.2.- Generaciones de los ordenadores
A partir de la concepción de máquina universal de Von Newman los ordenadores se desarrollan
paralelamente a la tecnología. Aparecen 5generaciones.
1ª Generación
Es la generación de las válvulas de vacío. Los ordenadores eran muy voluminosos, con alto
consumo y coste muy elevado. Algunos ordenadores famosos de esta generación son:
ENIAC: Electronic Numerical Integrator and Computer
Construido por la Universidad de Pennsylvania durante la II Guerra Mundial.
Características: 19.000 tubos de vacío, 30 Toneladas, 400 m2 de...