introducción a los sistemas basados en microcontrolador

INTRODUCCIÓN A LOS SISTEMAS
BASADOS EN MICROCONTROLADOR
Resumen de contenidos
1 - Objetivos
2 - Microprocesador vs. Microcontrolador
3 - Aplicaciones
4 - Fabricantes y familias
5 - Herramientas
6 - Elección de la familia MCS-51
INTRODUCCIÓN A LOS SISTEMAS BASADOS EN mC 2
1 - Objetivos
INTRODUCCIÓN A LOS SISTEMAS BASADOS EN mC 3
1 - Objetivos
• Saber diferenciar entre microprocesador y microcontrolador
• Conocer las aplicaciones de los sistemas basados en
microcontrolador
• Conocer las principales familias de microcontroladores
• Conocer
distintas
herramientas
para
desarrollo
con
microcontroladores
INTRODUCCIÓN A LOS SISTEMAS BASADOS EN mC 4
2 - Microprocesador vs Microcontrolador
INTRODUCCIÓN A LOS SISTEMAS BASADOS EN mC 5
2 - Microprocesador vs Microcontrolador
Microprocesador
U.C
ALU
B.R
MM
MM
U.C
E/S
Sistema microprocesador
ALU
B.R
E/S
Sistema µControlador
UC: Unidad Control
ALU: Unidad Aritmético Lógica
B.R.: Banco Registros
MM: Memoria Principal
E/S: Entrada/Salida
INTRODUCCIÓN A LOS SISTEMAS BASADOS EN mC 6
2 - Microprocesador vs Microcontrolador
Diseño con µP
Diseño con µC
• Aplicaciones de ingeniería • Aplicaciones de ingeniería
e informática de propósito
de control específicas
– Reducción del hardware
general
– Periféricos externos estándar
– Incremento de fiabilidad
– Facilidades de visualización
– Disminución de coste
– Flexibilidad hardware y
– Facilidad para introducir cambios
software
– Reducción tiempo de diseño
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2 - Microprocesador vs Microcontrolador
Sistema no empotrado
Sistema empotrado
BUS
Proceso
PROCESO
Microcontrolador
BUS
• Sistema no empotrado:
–
La arquitectura de control
suele ser un computador
basado en microprocesador
• Sistema empotrado:
–
La arquitectura de control suele
ser un µControlador
INTRODUCCIÓN A LOS SISTEMAS BASADOS EN mC 8
2 - Microprocesador vs Microcontrolador
• Algunos formatos de encapsulado para microcontroladores
PLCC: Plastic
Leaded Chip
Carrier
BGA: Ball Gate
Array
DIP: Dual in Line Package
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3 - Aplicaciones
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3 - Aplicaciones
Microcontrolador
Philips compatible
Intel MCS-51(8051)
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3 - Aplicaciones
Microcontrolador Broadcom BCM2042
con Bluetooth incorporado
compatible Intel MCS-51 (8051)
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3 - Aplicaciones
Microcontrolador Silabs C8051F320
con USB 2.0 incorporado
compatible Intel MCS-51 (8051)
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3 - Aplicaciones
•Bienes de consumo
•Automoción
Equipos de TV y vídeo
Seguridad en el automóvil
Receptores estéreo
Mandos a distancia
Mandos a distancia
Detectores radar
Conversores de TV por cable
Control del viaje
Vídeo Juegos
Antibloqueo de frenos
Cámaras
Velocímetro
Aperturas de garajes
Control del clima
Hornos microondas
Suspensión activa
Lavadoras/secadoras
Control de la inyección
Aparatos de cocina
Control de la bomba de gasolina
Herramientas sin cables
Control del techo solar
Aspiradoras
Sensores del Air bag
Mantas electrónicas
Asiento del conductor
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3 - Aplicaciones
•Telecomunicaciones
•Ofimática
Teléfonos celulares
Ratón del computador
Teléfonos móviles
Bola del portátil
Contestador telefónico
Teclado del computador
Teléfonos de monedas
Escanner sin cable
Módem
Impresoras láser
Verificadores de tarjetas de crédito
Tarjetas de interfaces
•Industriales
Ploters X-Y
Control de motores
Fotocopiadoras
Compresores
Lectores de códigos de barras
Termostatos
Manejadores de discos
Sistemas de seguridad
Unidades de cinta para
Robótica
almacenamiento
Metrología
Bus serie
Bombeo de gas
Máquina de facsimile
Detectores de humos
Detector de CO
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3 - Aplicaciones
Principales fabricantes
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4 - Fabricantes y familias
INTRODUCCIÓN A LOS SISTEMAS BASADOS EN mC 17
4 - Fabricantes y familias
•Familia: Conjunto de microcontroladores con una
arquitectura interna compatible.
•Un mismo fabricante puede tener varias familias, y una
familia puede ser producida por distintos fabricantes.
Por ejemplo, el Intel Pentium y el AMD Opteron son de la misma familia
(compatibles) pero de fabricantes distintos.
MOTOROLA: Familia 68HC11
INTEL. Familia MCS-51. La fabrican también Atmel, Dallas, Philips, OKI, Siemens, ...
MICROCHIP. Familia PIC
NATIONAL SEMICONDUCTOR. Familia COP
ZILOG. Familia Z-8
SGS-THOMSON. Familia ST-6
ARM. ARM-7, ARM-9, ARM-Cortex
... etc, etc
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4 – Fabricantes y familias
(Fuente: http://www.microcontroller.com)
Ventas mundiales de mC
Millones de unidades
5000
4000
3000
2000
1000
0
'90
'91
'92
'93
'94
'95
'96
'97
'98
'99
'00
Año
4-bit
8-bit
16-bit
•La tendencia actual es a la estabilización de las gamas
de 8 bits y al crecimiento de las de 16 y 32 bits.
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4 – Fabricantes y familias
Ventas microcontroladores por sectores
Consumo 27%
Automoción 18%
Industria 10%
Comunicaciones 30%
Computadores 15%
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4 - Fabricantes y familias
Reparto del mercado de microcontroladores del año 2008
(Fuente: http://www.emittsolutions.com)
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5 - Herramientas
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5 - Herramientas
• Programadores
Herramientas hardware:
• Emuladores
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5 - Herramientas
Herramientas software
• Ensamblador (código máquina)
• C/C++, PASCAL, FORTH, ADA, BASIC, ...
• Lenguajes específicos (PL/51, contactos, ...)
• Microkernels y Sistemas Operativos de tiempo real
• Simuladores
• Monitores
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6 - Elección de la familia MCS51
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6 - Elección de la familia MCS51
• De uso muy extendido
– Se considera el estándar industrial de 8 bits
– Muchos fabricantes donde elegir
– Extensamente aplicado
• Disponibilidad
–
–
–
–
–
Lenguajes de desarrollo alto y bajo nivel
Emuladores
Simuladores
Monitores
Tarjetas de prácticas de bajo coste y buenas prestaciones
• En continua evolución
– Se añaden características de DSP, bus CAN, ADC/DAC, Lin,
– Mejora de velocidad, tecnologías de la memoria, depuración “incircuit”, etc.
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