Teoría de microcontroladores

MÁQUINAS PROGRAMABLES (ORDENADORES)
 Sistemas programables:
Cuando se realizan automatizaciones complejas puede ser conveniente utilizar un sistema de
control polivalente, es decir que se pueda programar según los deseos del usuario. Para ello se
utilizan máquinas que son capaces de ejecutar un programa elaborado por el diseñador o por el
propio usuario.
Todas las máquinas programables tienen la misma estructura interna y están compuestas
entre otros de los siguientes elementos fundamentales:
o
o
o
o
o
o
o
o
Microprocesador: Es el cerebro de la máquina. Se encarga de buscar y procesar
la información.
Memoria: En ella se escribe el programa que debe ejecutar el microprocesador.
También es utilizada por el micro para almacenar información necesaria para
efectuar operaciones. Tipos:

RAM: Es la memoria que utiliza la máquina para guardar información de
manera temporal. Es reutilizable, temporal y no queda información en ella de
forma indefinida. En ordenadores, se vende en tarjetas que se quitan y se
ponen del ordenador. La memoria principal o RAM (Random Access Memory,
Memoria de Acceso Aleatorio) es donde el computador guarda los datos que
está utilizando en el momento presente. El almacenamiento es considerado
temporal por que los datos y programas permanecen en ella mientras que la
computadora este encendida o no sea reiniciada. Físicamente, están constituidas
por un conjunto de chips o módulos de chips normalmente conectados a la
tarjeta madre. Los chips de memoria son rectángulos negros que suelen ir
soldados en grupos a unas plaquitas con "pines" o contactos.

ROM: (read only memory) Memoria permanente que no es posible borrar
ni escribir una vez configurada. En ella, en informática, se guardan los datos
de acceso al sistema operativo. Si se estropea, el ordenador no funciona.
Reloj: Marca el ritmo de trabajo de la máquina programable. Cuanto más rápido sea
mas potente es la máquina, pero a su vez mas compleja y cara. Un Hertzio es una
operación por segundo, así que un ordenador que trabaje a 1KHz trabaja a 1000
operaciones por segundo, a 1MHz a 100.000.000…
Periféricos: Son los elemento que el usuario maneja para comunicarse con la
máquina. En un ordenador el teclado, ratón, pantalla, impresora, etc. Pueden ser de
entrada de datos o de salida.
Unidades (o tarjetas) de entrada/salida: Son circuitos que traducen las señales de
los periféricos a señales eléctricas que pueda interpretar el microprocesador y
viceversa. Se venden en forma de tarjetas que se insertan en ranuras en la placa base
del ordenador, donde está el microprocesador. En algunos equipos vienen integrados
en la placa base. En un autómata programable pueden ser termómetros, sensores…
Lenguajes de programación: Son códigos con órdenes muy sencillas que son
fácilmente traducibles al lenguaje que entiende un microprocesador (0, 1, ausencia o
presencia de corriente). Son manejados por expertos. Para transmitir estos datos a la
máquina se necesitan unos dispositivos especiales.
Buses: Son los cables internos por donde circulan las señales eléctricas entre el
micro y los demás circuitos (memorias, unidades E/S). Pueden ser SATA (modernos)
o IDE.
Discos de almacenamiento de datos. No siendo imprescindibles en un pequeño
autómata programable, sí lo son en un ordenador. Son dispositivos que guardan los
datos para su uso o acceso posterior. Son extraíbles y se pueden cambiar, añadir,
sustituir. Los más conocidos son el disco duro C de equipo, el disquete, el CD, el
DVD, el lápiz USB…
o Puertos de entrada y/o salida. Se llaman así a las clavijas donde conectamos
nuestros periféricos. Los más comunes son los de teclado, ratón, pantalla, puertos
serie, de impresora o escáner (puertos paralelos), los USB, para dispositivos con esta
clavija etc.

Cuando todos estos circuitos (micro, memoria y unidades E/S) se integran en un solo
chip, este se llama microcontrolador. Actualmente no son muy caros y pueden realizar
muchas funciones en electrodomésticos, teléfonos móviles, automatismos de garajes,
ascensores, etc…

Cuando se integran en un conjunto complejo de chips y conexiones, se llama ordenador o
PC (Personal Computer).
Un microcontrolador sencillo tendría puertos de entrada, puertos de salida, y
alimentación externa.
Internamente tienen memoria donde el usuario puede almacenar el programa deseado
mediante unas órdenes determinadas que componen su lenguaje de programación.

La automatización de una máquina o proceso productivo simple tiene como consecuencia
la liberación física y mental del hombre de dicha labor. Se denomina automatismo al
dispositivo físico que realiza una determinada función controlando su funcionamiento.
PASOS PARA CONSEGUIR QUE UNA MÁQUINA HAGA LO QUE NOSOTROS
QUEREMOS (DISEÑO DE UNA TAREA REPETITIVA).
o Buscar una necesidad. Queremos que una máquina haga una tarea, por ejemplo, por ser
repetitiva y falta de ingenio.
o Buscar un ANALISTA INFORMÁTICO. Es el profesional que desglosa esa tarea
compleja en todos los pasos simples necesarios para ser llevada a cabo. No puede faltar
ninguno, ni ninguno puede tener complejidad. Ha de desglosarse todo en lo más sencillo
posible.
o Buscar un PROGRAMADOR. Es el profesional que transforma las órdenes sencillas en
instrucciones que son ejecutables por el microprocesador y que pueden ser grabadas en la
memoria ROM o en un disco duro.
o EJEMPLO: Queremos que una luz intermitente avise de que hay un paso a nivel sin
barreras. En vez de conectar la bombilla a la corriente, por uno de sus extremos la
conecto a un microcontrolador.
Hemos realizado el trabajo del analista, descomponiendo la tarea en órdenes sencillas. El
programa cocrodile nos hace la tarea del programador (sólo si el analista lo ha hecho bien).
Las órdenes que entiende son muy básicas, así que para hablar con él hay que descomponer la
tarea en órdenes simples. Las fundamentales son:
 Start (empieza)
 Stop (termina)
 Wait x (espera x segundos)
 Switch on output x (enciende la salida x)
 Switch off output x (apaga la salida x)
 Input x on? yes/no (¿está la entrada x conectada?, sí o no.
 X=0 (toma una variable un valor que le damos, en este caso 0).
 Add one to X (suma 1 a X)
 X=0? Yes/no (X = 0 si o no )
Los símbolos que se usan para representar las órdenes son los siguientes:
OVALADOS
Órdenes de principio
y de fin de la
programación.
CUADRADOS
Órdenes al
procesador o
introducción de
variables
ROMBOIDES
Lectura de entrada y
actuación según el
resultado de la
misma
TRAPECIO
Órdenes a las salidas
del microprocesador.
TAREA INFORMÁTICA. Inicialmente, la profesión se formalizó desde el enfoque Tayloriano
de la especialización de funciones en la empresa. Así, el proceso de producción de software se
concibe como un conjunto de tareas altamente especializadas donde está claramente definido el
papel de cada categoría profesional:


El analista tiene como cometido analizar un problema y describirlo con el propósito de
ser solucionado mediante un sistema de información.
El programador cuya única función consistía en trasladar las especificaciones del
analista en código ejecutable por la computadora. Dichas especificaciones se recogen en
un documento denominado cuaderno de carga, medio de comunicación entre ambos.
Obsérvese que esto se consideraba un trabajo mecánico y de baja cualificación.
Hoy día se reconoce que este enfoque no es válido para organizar tareas de tipo intelectual, como
es la producción de software. De manera que la profesión de programador ha ido evolucionando.
Las dificultades de comunicación entre analistas y programadores (un mero documento no basta
para describir lo que se quiere hacer) dio origen a una categoría profesional intermedia,
denominada analista-programador. La concepción original del programador ha desaparecido
siendo sustituida por esta: la de un profesional mucho más formado y con unas funciones menos
"mecánicas".
PROGRAMACIÓN:
BASIC es un lenguaje de programación que originalmente fue desarrollado como una
herramienta de enseñanza; se diseminó entre las computadoras hogareñas a partir de la década de
1980, y sigue siendo muy popular hoy en día, en muchos dialectos bastante distintos del original.
La sintaxis mínima de BASIC sólo necesita los comandos LET, INPUT, PRINT, IF y GOTO.
Un intérprete que ejecuta programas con esta sintaxis mínima no necesita una subrutina. Algunas
de las primeras implementaciones eran así de simples. Si se le agrega una subrutina, se pueden
agregar también ciclos FOR anidados y el comando GOSUB. Un intérprete de BASIC con estas
características necesita que el código tenga números de línea.
1.- Realice un programa que haga que la máquina espere (se entretiene contando)
10
20
30
40
50
x = 1
x = x + 1
print x
if x = 1000 goto 50 else
end
goto 20