MICROCONTROLADORES

MICROCONTROLADORES
1. Controlador y microcontrolador


Recibe el nombre de controlador el dispositivo que se emplea para el gobierno de uno o varios procesos. Por ejemplo, el controlador que regula el funcionamiento de un horno dispone de un sensor que mide constantemente su temperatura interna, cuando sobrepasa los límites prefijados, genera las señales adecuadas para intentar llevar a latemperatura al rango estipulado.

Aunque el concepto de controlador ha permanecido invariable a través del tiempo, su implementación física ha variado notablemente. Hace tres décadas, los controladores se construían con componentes de lógica discreta; posteriormente se emplearon los microprocesadores, que se rodeaban con chips de memoria e I/O sobre una tarjeta de circuito impreso. En la actualidadtodos los elementos del controlador se han podido incluir en un solo chip, el cual recibe el nombre de microcontrolador.

Realmente consiste en una sencilla pero completa computadora contenida en el corazón de un circuito integrado. El microcontrolador es un circuito integrado de alta escala de integración que incorpora la mayor parte de los elementos que configuran un controlador. Se dice que esla solución en un chip, porque su reducido tamaño minimiza el número de componentes y el costo.

Un microcontrolador dispone de los componentes: procesador o CPU, memoria RAM para contener los datos, memoria de solo lectura para contener el programa, líneas de entrada y salida para comunicarse con el exterior, diversos módulos para el control de periféricos como: temporizadores, puertos serie yparalelo, conversores analógicos a digitales, etc. y generador de impulsos de reloj que sincronizan el funcionamiento de todo el sistema.

Existen muchos modelos de microcontroladores los cuales se diferencian por su cantidad de entradas/salidas, si tienen o no conversores analógicos/digitales, puertos de comunicación, temporizadores, etc. También la memoria de datos y de programa es otra de lasdiferencias más importantes.




2. Arquitectura


Para resolver aplicaciones sencillas se precisan pocos recursos; en cambio, las aplicaciones grandes requieren numerosos y potentes recursos, siguiendo esta filosofía, los fabricantes de microcontroladores construyen diversos modelos orientados a cubrir, de forma óptima, las necesidades de cada proyecto. Está es la razón por la que existen dostendencias para resolver las demandas de los usuarios.










2.1. Arquitectura cerrada


Cada modelo se construye con un determinado procesador CPU, cierta capacidad de memoria de datos, cierto tipo de capacidad de memoria de instrucciones, un número de I/O y un conjunto de recursos auxiliares muy concreto. El modelo no admite variaciones ni ampliaciones. La aplicación a la que se destina debeencontrarse en su estructura todo lo que precisa y en caso contrario, hay que desecharlo.


2.2. Arquitectura abierta


Estos microcontroladores se caracterizan porque, además de una estructura interna determinada, puede emplear sus líneas de I/O para sacar al exterior los buses de datos, direcciones y control, con lo que se posibilita la ampliación de la memoria y la terminal I/O son circuitosintegrados externos.



2.3. Arquitectura básica


Inicialmente se había adoptado la arquitectura Von Neuman, caracterizada por disponer de una sola memoria principal donde se almacenan datos e instrucciones de forma indistinta. A dicha memoria se accede de un sistema de buses único de direcciones, datos y control.

En el presente, es decir, hoy en día se impone la arquitectura Harvard, que es laque utilizan los microcontroladores PIC. Esta, dispone de dos memorias independientes: una que contiene sólo instrucciones y otra datos. Ambas disponen de sus respectivos sistemas de buses de acceso y es posible realizar operaciones de acceso de lectura o escritura, simultáneamente en ambas memorias.




3. El procesador o CPU


Es el elemento más importante del microcontrolador y determina sus...