Unidad 1: Arquitectura interna del Microcontrolador

Ing. Raúl Alberto Rojas Reátegui

Capitulo 1: Introducción a los Microcontroladores

Ing. Raúl Alberto Rojas Reátegui

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Comprende los principios fundamentales de la arquitectura de los

microcontroladores de 8 bits, complementando su importancia con el manejo y

programación mediante software de simulación.

Logro de Aprendizaje

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Video Motivacional

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Microcontrolador

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Es un componente electrónico digital integrado, que cuenta con un conjunto de

instrucciones que nos permiten programarlos para que cumplan diferentes

funciones.

Definición

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RaspberryArduino

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Arquitecturas

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Arquitectura

La arquitectura de un microcontrolador consiste en el conjunto de

características que lo identifican.

Describe de manera resumida las capacidades y posibilidades de

operación del microcontrolador.

Pueden ser arquitecturas de Hardware y Software.

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Arquitecturas según

el Hardware

Von Neuman

Segmentada

Harvard

Arquitecturas según

el Software

• CISC

• RISC

• CRISC

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ARQUITECTURA DE

HARDWARE

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Arquitectura Von Neuman

• Máquina secuencial

• Ejecuta solo una operación a la vez

• Bus de datos y direcciones compartidos

• Lenta

• Generalmente se combina con software tipo CISC

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Arquitectura Segmentada

• Máquina secuencial

• Buses de datos y direcciones compartidos

• Diseño multietapa (Pipeline): Permite ejecutar más de una

operación a la vez

• Se encuentra combinada con software CISC y en pocas ocasiones

con RISC

• Más rápida que Von Neuman

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Arquitectura Harvard

• Separa los buses de datos, direcciones y control, y los

hace totalmente independientes.

• Lo anterior permite leer instrucciones con mayor velocidad

• Pueden direccionar altas cantidades de memoria

• Se combinan con software RISC

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ARQUITECTURA DE

SOFTWARE

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Arquitectura CISC

• Complex Instruction Set Computer

• Set de instrucciones grande

• Ofrece una amplia gama de operaciones

• Facilita el trabajo de programación

• Reduce el tamaño del código de programa

• Incrementa el costo de aprender la programación

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Arquitectura RISC

• Reduced Instructio Set Computer

• Pocas instrucciones

• Más fácil de aprender el método de programación

• Mayor tamaño del código de programa

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Arquitectura CRISC

• Combinación de CISC con RISC

• Complex Reduced Instruction Set Computer

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Fabricantes Comunes de Microcontradores

• Microchip: Familas de PIC´s

Arquitecturas RISC, Harvard

• Motorola: Familia 68XX

Arquitecturas CISC, segmentada

• Intel: Familias 80XX

Arquitecturas CISC, Von neuman

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Componentes de un microcontrolador

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Componentes internos

• Memoria RAM /ROM

• Puertos de entrada / salida

• Tienen 3 buses

Datos: Contiene el flujo de información

Direcciones: Controla la posición actual en memoria

Control: Regula el flujo de información para evitar conflictos

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• ADC (Análogo Digital Conversor)

• USART (Addressable Universal Synchronous Asynchronous Receiver

Transmitter)

• PWM (Pulse Wide Module)

• USB

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Tipos de memorias

RAM

• Random Access Memory

• Almacenamiento temporal de

datos

• Pierde la información capturada

cuando se le desconecta

alimentación

ROM

• Read Only Memory

• Memoria que conserva el

contenido aun cuando se

desconecta

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ADC (Convertidor analógico Digital)

• Permite que el sistema microcontrolador pueda procesar una

variable analógica

• Valor mínimo y máximo ajustable

• Resolución: indica la precisión de la conversión realizada

• Entre más cantidad de bits, más es la resolución del convertidor

• Requieren configuración a través de registros especiales del

microntrolador

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USART (Transmisor Receptor UniversalDireccionable Sicrono/Asincrono)

• Permite conexión serie a otros dispositivos

• Se configura a través de registros internos.

• Velocidad de transferencia variable

• Formato de la trama variable

• Puede manejarse a través de interrupciones

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Puertos entrada Salida

• Unidireccionales o bidireccionales

• Se configuran a través de un registro especifico

• Debe estar mapeados

• Se accesan por medio de una dirección

• Pueden ser TTL, CMOS, ST, según sea el dispositivo con elque se comunican.

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Modulador de ancho de pulso

• Son señales de reloj, de salida con período y ciclo de trabajo

configurables.

• Además de su uso como CDA, los PWM se usan para

controlar ABS en autos, niveles de iluminación en LCDs,

control de motores, etc.

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Otras características

• RTC (Real Time Counters)

• Watchdog

• Consumo: reduccion de tensión, frecuencia y modo sleep

• Reset, POR y BOR

• External, Internal (software) Reset

• Keyboard interrupts