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Unidad IV. Microcontroladores.
Un microcontrolador es un circuito integrado compuesto por una unidad de procesamiento, memoria y E/S. Cuya arquitectura responde al modelo Von Neumann o Harvard y que comprenden un Conjunto Complejo de Instrucciones (CISC) o un número Reducido de Instrucciones (RISC). Son utilizados para la automatización de procesos y las características de capacidad deprocesamiento, tamaño y tipo de memoria, así como el número de terminales o puertos, son determinadas por la aplicación.
La Figura 4.1 muestra el esquema básico de la arquitectura Von Neumann de un microcontrolador.

Figura 4.1. Modelo Von Neumann de un microcontrolador.
En la actualidad existe en el mercado un importante número de empresas dedicadas al desarrollo y producción de microcontroladores,entre las que destacan:
*
* Atmel
* Microchip
* Nec Corporation
* Texas Instruments
* Freescale (Motorola)
* Intel
* National Semiconductor
* Etc.

Las cuales desarrollan dispositivos con unidades de procesamiento que operan arquitecturas de 8, 16, 32, o 64 bits y diversas capacidades en la velocidad de operación. Así como diversos tamaños de memoria RAM,EEPROM y Flash. Poseen un determinado número de puertos, de los cuales algunos son de entrada, salida y bidireccionales. Además de comprender dispositivos E/S internos como lo son: Timmers, convertidores ADC, contadores, comparadores, moduladores PWM, etc.
4.1 Arquitectura.
En ésta sección se analiza la estructura de un microcontrolador de 8 bits y se describen los terminales, CPU, espacio dememoria, entrada y salida, así como dispositivos internos. En éste curso se analizan los uCs de la compañía Freescale y familia HC908, debido a la semejanza de éstos con los modelos de otras compañías.
4.1.1 Terminales.
A través de los terminales de entrada, salida y bidireccionales, un uC puede ser programado y puesto en operación para efectuar las tareas para las cuales sea requerido.
El númerode terminales disponibles en los uC depende del modelo analizado. Existen uC de diversas compañías con 8,16,20,32,64,etc terminales. Un dispositivo con mayor número de terminales, implica un uC con más puertos de E/S, un mayor número de dispositivos internos de propósito específico y generalmente un mayor tamaño de memoria.
Los terminales de conexión de un uC, son empleados para establecercontacto con el exterior del circuito integrado en operaciones de grabado de la memoria ROM interna (memoria de programa), Reset del sistema, Interrupciones Externas (IRQ), conexión del oscilador externo (OSC), alimentación del sistema (VDD y VSS), entrada de señales analógicas (AD), salida de señales cuadradas (TCH), etc.
** En la presentación de uCs se muestran los dispositivos con las terminalesde conexión.
4.1.2 CPU.
De la misma forma que en un procesador para un sistema de cómputo, el CPU de un uC posee una Unidad Aritmético-Lógica, una unidad de control y una serie de registros de propósitos específicos.
La ALU es utilizada para efectuar operaciones entre dos operandos de tipo aritmético suma y resta y lógico AND, OR y NOT. Los resultados de estas operaciones son alojadas enregistros acumuladores y de banderas.
La unidad de control se encarga de generar señales que controlan la ALU y el contenido de los registros internos. Recibe información de código a través del bus de datos, y determina la instrucción a ser ejecutada.
Los registros internos al CPU son celdas de memoria que no forman parte de la memoria del sistema (FLASH y RAM de código o disponibles paraaplicaciones) y su tamaño es de 8 o 16 bits.
Un uC opera con una serie de registros internos al CPU denominados: Acumulador, Índice, Apuntador de Pila, Apuntador de Programa y Código de condición.
El registro acumulador de 8 bits es utilizado para contener los operandos y los resultados en operaciones Aritmético-Lógicas.
El registro índice de 8 y 16 bits contenidos en una parte alta (H) y una baja...