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¿Qué es un Microcontrolador?
Es un circuito integrado programable que contiene todos los
componentes de un computadora, aunque de limitadas prestaciones
y se destina a gobernar una sola tarea.
¿Cómo se compone un
microcontrolador?
Arquitectura del microcontrolador
Las partes principales de un microcontrolador
son:
Procesador
Memoria no volátil para contener el programa
Memoria de escritura y lectura para guardar
los datos.
Líneas de E/S para controlar los periféricos
(puertos)
Arquitectura del microcontrolador
Las partes principales de un microcontrolador
son:
Recursos auxiliares
Circuito de reloj
Temporizador
Conversores AD y DA
Comparadores analógicos
Familia de microcontroladores
• Existe una gran variedad con características
diferentes las cuales el programador puede
elegir.
• Familias como:
– Microship
– ATMEL
– Freescale (Motorola antes)
– Intel
– Texas instrument
¿Existen los suficientes
microcontroladores?
• ¿Cuántos usas tu?
¿Dónde se emplean?
• Televisores, lavadoras, aparatos musicales,
equipos de vigilancia, telefonía, área
automotriz, mecatrónica.
Diferencia entre microprocesador y
microcontrolador
• Un microprocesador es un sistema abierto
con el que puede construirse una
computadora con características que se desee.
Bus de
dirección
uC
Bus de datos
Memoria
Controladores
Perifericos
Diferencia entre microprocesador y
microcontrolador
• Un microcontrolador es un sistema cerrado
que contiene un computador completo y de
prestaciones que no se puede modificar.
Perifericos
uC
Perifericos
Ventajas de usar microcontroladores
•
•
•
•
Todo en un único chip
Consumo de energía mínimo
Barato en comparación de una computadora
E/S diseñadas para sensores y actuadores
Arquitectura del microcontrolador
Procesador
Arquitectura Harvard son independientes la
memoria de instrucciones y la manera de datos
cada una dispone de su propio sistema de bus
para el acceso.
MEMORIA
INSTRUCCIONES
MEMORIA
UCP
DATOS
Arquitectura del microcontrolador
Procesador
Arquitectura CISC (Complex Instruction Set
Computer) tiene un conjunto de instrucciones
que se caracteriza por ser muy amplio y permitir
operaciones complejas entre operaciones
situadas en la memoria o en los registros
internos.
Arquitectura del microcontrolador
Procesador
Arquitectura von Neumann se caracteriza
porque la UCP (unidad central de procesos) se
conectaba con una memoria única, donde
coexistían datos e instrucciones a través de un
MEMORIA
sistema de bus.
UCP
INSTRUCCIONES
+
DATOS
Arquitectura del microcontrolador
Procesador
Arquitectura RISC (reduced instruction set
computer) es un conjunto de instrucciones ya
definidas en el Microcontrolador instaladas lo
que hace de fácil acceso a ellas. Reduciendo de
esta manera el acceso a la memoria.
Arquitectura del microcontrolador
Procesador
Diferencia entre CISC y RISC
CISC
RISC
Programación
Fácil
Compleja
Código
Corto
Largo
Velocidad
Lento
Rapido
Copilar
Largo
Corto
Tipos de memoria en los
microcontroladores
Anchos de buses
• Los más utilizados:
– Microcontroladores de 8 bits
– Microcontroladores de 16 bits
– Microcontroladores de 32 bits
• Es la capacidad con la que trabaja cada
instrucción.
Arquitectura del microcontrolador
Memoria de datos
Memoria RAM (Random Access Memory)
Memoria de acceso aleatorio. Este tipo de
memoria es volatil pero es mas rapido al
acceso a la información.
Está destinada al almacenamiento de
información temporal que será utilizada por el
procesador para realizar cálculos u otro tipo de
operaciones lógicas.
Arquitectura del microcontrolador
Memoria del programa
El microcontrolador está diseñado para que en
su memoria de programa se almacenen todas
las instrucciones del programa de control. Sin la
posibilidad de extender la memoria.
Arquitectura del microcontrolador
Memoria del programa
Memoria ROM (Read Only Memory) memoria
de sólo lectura este tipo de memoria el
programa se graba en el chip durante el
proceso de fabricación. (Memoria no volatil).
Arquitectura del microcontrolador
Memoria del programa
Memoria PROM (Programmable Read Only
Memory) Memoria programable de sólo lectura
Dichas memorias consisten en chips que
comprimen miles de fusibles (o diodos). Se
utiliza en sistemas que no requiera una
actualización.
Arquitectura del microcontrolador
Memoria del programa
Memoria EPROM (Erasable Programmable
Read Only Memory) Memoria programable y
borrable de sólo lectura.
Arquitectura del microcontrolador
Memoria del programa
Memoria EEPROM (Electrically Erasable
Programmable Read Only Memory) Memoria
programable de sólo lectura borrable
electricamente. Sucesora de la EPROM.
Arquitectura del microcontrolador
Memoria del programa
Memoria FLASH es similar a la memoria
EEPROM pero con la capacidad de almacenar
aun mayor información en menor espacio.
Arquitectura del microcontrolador
Puertos
Son los pins que se comunica con algún
componente externo (E/S). Pueden manejar
información en paralelo.
Puertos E/S
• Se configuran para cualquier tipo de
componentes como LED, relevadores, LCD,
botones.
• ¿Analizar un microondas? Verificando puertos.
• ¿Analizar un sistema inteligente de luz?
Arquitectura del microcontrolador
Recursos auxiliares
 Circuito de reloj: encargado de generar los impulsos
que sincronizan el funcionamiento de todo el sistema.
 Temporizadores: orientados a controlar tiempos.
 Perro guardian: reinicia el programa cuando se queda
bloqueado.
 Conversores AD-DA: para recibir y enviar señales
analogicas
 Comparadores analogicos: verifica el valor de una señal
analógica
 Sistema de protección ante fallos de la alimentación
 Estado de reposo: suspende el programa para ahorar
energía.