GENERALIDADES DEL MICROCONTROLADOR

Un microcontrolador es un circuito integrado que contiene en su interior toda la estructura de un computador, es decir, la Unidad Central de Procesamiento ( CPU ), la memoria de lectura y escritura ( RAM ), la memoria de sólo lectura ( ROM ) y los puertos o circuitos de entrada / salida ( I / O ).

Los microcontroladores se suelen confundir constantemente con los microprocesadores, por el hecho que contienen internamente una CPU. Sin embargo se puede afirmar que aunque son menos poderosos que un microprocesador, su práctico uso los hace apropiados en el desarrollo de aplicaciones de mediana complejidad.

Las principales características que diferencian un microcontrolador de un microprocesador son:

Los microcontroladores son sistemas cerrados, ya que contienen todos sus elementos internos, con características fijas, y dentro de un solo chip; mientras que los microprocesadores son sistemas abiertos, ya que tienen las líneas de los buses de datos, direcciones y control al exterior, para la conexión con elementos de expansión como memorias, interfaces de E/S, etc.

Los microcontroladores son de propósito específico, es decir, son programados para realizar una única tarea, mientras que los microprocesadores son de propósito general, ya que realizan múltiples tareas en función de los programas que contenga.

La memoria que maneja un microcontrolador es pequeña pero adecuada para las aplicaciones de control e instrumentación que realiza, en donde no se necesita almacenar grandes cantidades de información. Un microprocesador puede manejar grandes volúmenes de información ya que ejecuta programas de alto nivel.

Cuando se trabaja con microcontroladores no es necesario el diseño de circuitos decodificadores de direcciones, ya que los mapas de memoria y de puertos están implícitos en el microcontrolador. Esto trae como consecuencia la simplificación de los circuitos impresos en el desarrollo de proyectos.

Un microcontrolador, típicamente consta de:

CPU o procesador: Es el cerebro del sistema, el cual procesa todos los datos que viajan a lo largo del bus.

Memorias: Está formada por una no volátil (ROM, EEPROM, FLASH) donde se almacenan los programas y una volátil (RAM)

donde se almacenan los datos. Reloj principal: Normalmente todos los microcontroladores

necesitan de circuitos osciladores para su funcionamiento. Puertos E/S (Entrada/Salida): Son los que soportan las líneas que

comunican al microcontrolador con los periféricos externos. Módulos especiales: Son aquellos módulos que permiten realizar

tareas específicas dentro del microcontrolador y que le dan el valor agregado al mismo. Entre los más comunes se tienen:

o Temporizadores: para controlar periodos de tiempo. o Contadores de eventos o Convertidores Analógico/Digital y Digital/Analógicoo Comparadores analógicos o Moduladores de ancho de impulsos. o Puertos de comunicación: Tanto serie como paralelo. o Control de interrupciones

Debido a que los microcontroladores incluyen estas características específicas sólo para algunos modelos, su costo es relativamente bajo y depende de la aplicación que se les quiera dar.

Seleccione las características que diferencian un microprocesador de un microcontrolador

Su respuesta :

Los microcontroladores son de propósito específico, es decir, son programados para realizar una única tarea.Los microcontroladores son sistemas generalmente cerrados, ya que contienen todos sus elementos internos, con características fijas, y dentro de un solo chip.

Correcto! Muy bien, has elegido que los microcontroladores son sistemas generalmente cerrados y que son de propósito específico, como puedes observar son dos características muy relevantes que distinguen fácilmente un microprocesador de un microcontrolador.

Los microcontroladores se fabrican para diversas aplicaciones y definen sus tareas al incorporar módulos específicos, que además de dar valor agregado especializan al microcontrolador, uno de los módulos clásicos empleados en un microcontrolador es el temporizador, el cual además de servir de base de tiempo generalmente también sirve como contador de

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eventos.

Su respuesta :

Verdadero

Es correcto! la amplia gama de microcontroladores en el mercado y dentro de las familias o fabricantes esta determinada no solo por la capacidad en memoria, ancho del bus, tambien por la incorporación de modulos especializados.

La memoria de los microcontroladores

Dependiendo de la aplicación y el modo de programación, hay varias tecnologías para la memoria de los microcontroladores, independiente de la tecnología no se afecta la operación lógica del dispositivo, variando algunas características eléctricas entre dispositivos con las mismas funciones y pines.

Memoria y encapsulado

El tipo de memoria a implementar en el dispositivo genera un variedad de frecuencias y opciones de encapsulados.

Entre los tipos de memorias mas usuales para microcontroladores encontramos:

-ROM, generalmente la versión económica para aplicaciones en serie, solo es posible programar un avez, es conveniente tener el programa final ya probado.

-EPROM, con el propósito que los diseñadores puedan probar los proyecto y corregirlos. Se borran con luz ultravioleta.

- EEPROM, son las primeras memorias de borrado eléctrico.

- Memoria Flash, estos dispositivos son borrables eléctricamente con una memoria no volátil con velocidades de transferencia mayores.

Variedades de encapsulado

Los encapsulados varian entorno a la fase de desarrollo del proyecto, se puede comenzar con dispositivos DIP (paquete en doble línea), el mas común, con la ventana de borrado (poco utilizada), EEPROM o flash, con estos encapsulados y la capacidad de reprogramar el dispositivo, el desarrollador puede optimizar el programa hasta tener un producto final, el cual puede hacer uso de dispositivos con memoria OTP los cuales solo se dejan grabar una sola vez, también están los de tipo DIE (dado) o de montaje superficial el cual ocupa muy poco espacio,

permitiendo tarjetas de control mas pequeñas.

La memoria de tipo no volátil ampliamente utilizada en la mayoría de microcontroladores actuales, borrables eléctricamente y con una transferencia más rápida de denominan memorias de tipo:

Su respuesta :

FLASH

Correcto!

El encapsulado de tipo DIP, se caracteriza por:

Su respuesta :

Dos líneas de pines

Correcto!

Los Microcontroladores PIC

Esta familia de microcontroladores producidos por Microchip es la que por excelencia ha sido la utilizada por la mayoría de diseñadores, Microchip fabrica microcontroladores de 8 bits de propósito general de arquitectura RISC, de bajo consumo de potencia utilizando arquitectura Harvard.

Actualmente los microcontroladores PIC se clasifican dependiendo la longitud de la palabra de instrucciones.

- Línea base o básica, con palabras de 12 bits de longitud, con las referencia 12CXXX.

- Línea rango medio, con palabras de 14 bits de longitud, con la referencia 16CXXX.

- Línea alta, con palabras de 16 bits de longitud, las referencias 17CXXX y 18CXXX.

Arquitectura de los PIC

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La arquitectura del microcontrolador PIC se puede estudiar desde tres aspectos fundamentales

- El núcleo, que hace referencia al oscilador, el circuito para reanudar (Reset), la unidad central de proceso, La unidad aritmético lógica, organización del mapa de memoria del dispositivo, operación de las interrupciones, conjunto de instrucciones.

- Los periféricos, son los elementos que realmente diferencian los microprocesadores de los microcontroladores, entre ellos están, las líneas o pines de I/O de propósito general, los temporizadores, los módulos de captura, comparación, PWM, puerto serial síncrono, comparadores, convertidores A/D o D/A, manejadores de display, entre otros.

- Características especiales, estas ayudan a disminuir el costo del sistema y a incrementar su funcionalidad y flexibilidad, hacen parte de estas, los bits de configuración del dispositivo, Powe on Reset, Brown out Reset, Watchdog, Oscilador interno,programación serial dentro del circuito.

Un microcontrolador con 14 bits en el nivel de palabra pertenece a la gama

Su respuesta :

Familia de rango medio

Correcto

De las siguientes NO es una característica especial de los microcontroladores PIC

Su respuesta :

PWM

Correcto !! esta hace parte de los perifericos

La gamma de los PICs

La familia PIC

Esta familia, desarrollada por la casa Microchip, se divide en varias gamas: enana, baja, media y alta.

Las principales diferencias entre estas gamas radica en el número de instrucciones y su longitud, el número de puertos y funciones, lo cual se refleja en el encapsulado, la complejidad interna y de programación, y en el

número de aplicaciones.

Gama enana Su principal característica es su reducido tamaño, al disponer todos sus componentes de 8 pines. Se alimentan con un voltaje de corriente continua comprendido entre 2,5 V y 5,5 V, y consumen menos de 2 mA cuando trabajan a 5 V y 4 MHz. El formato de sus instrucciones puede ser de 12 o de 14 bits y su repertorio es de 33 o 35 instrucciones, respectivamente.

Gama baja

Se trata de una serie de PICs de recursos limitados, pero con una de la mejores relaciones costo/prestaciones. Sus versiones están encapsuladas con 18 y 28 pines y pueden alimentarse a partir de una tensión de 2,5 V, lo que los hace ideales en las aplicaciones que funcionan con pilas, teniendo en cuenta su bajo consumo (menos de 2 mA a 5 V y 4 MHz). Tienen un repertorio de 33 instrucciones cuyo formato consta de 12 bits.

Gama mediaEs la gama más variada y completa de los PIC. Abarca modelos con encapsulado desde 18 pines hasta 68, cubriendo varias opciones que integran diversos periféricos. En esta gama sus componentes añaden nuevas prestaciones a las que poseían los de la gama baja, haciéndoles más adecuados en las aplicaciones complejas. Admiten interrupciones, poseen comparadores de magnitudes analógicas, convertidores A/D, puertos serie y diversos temporizadores. El repertorio de instrucciones es de 35, compatible con el de la gama baja. Sus distintos modelos contienen todos los recursos que se precisan en las aplicaciones de los microcontroladores de 8 bits. También dispone de interrupciones y una pila de 8 niveles que permite el anidamiento de subrutinas.

Gama alta En esta gama se alcanzan las 58 instrucciones de 16 bits en el repertorio y sus modelos disponen de un sistema de gestión de interrupciones vectorizadas muy potente. También incluyen variados controladores de periféricos, puertos de comunicación serie y paralelo con elementos externos, un multiplicador hardware de gran velocidad y mayores capacidades de memoria, que alcanza los 8K palabras en la memoria de instrucciones y 454 bytes en la memoria de datos. Quizás la característica más destacable de los componentes de esta gama es su arquitectura abierta, que consiste en la posibilidad de ampliación del microcontrolador con elementos externos.

Los códigos que identifican a un microcontroladores PIC, también entregan varias características importantes al usuario:

El tipo de memoria utilizado se identifica por la letra después de la

serie de gamma del microcontrolador:

o o C, como PIC16CXXX utiliza memoria EPROM.o CR, como PIC16CRXXX utiliza memoria ROM.o F, como PIC16FXXX utiliza memoria tipo Flash.

El rango de voltaje tanto estándar como extendido se identifica así:

El PIC16F84 pertenece a la gamma media de los microcontroladores PIC de Microchip, es muy famoso pero tiene pocas prestaciones es decir sus puertos no tienen interfaces complejas útil para programadores inexpertos o principiantes.

Su respuesta :

Verdadero

Correcto! muy bien

Es posible pasar un código escrito para un PIC16F88 que dispone de puertos con múltiples funcionalidades, a un PIC16F84 que tiene puertos simples de entrada/salida.

Su respuesta :

Falso

Correcto!

Microcontroladores Motorola

Es una familia muy difundida utilizada en gran cantidad de proyectos, incluyendo aplicaciones de control, comunicaciones, electrónica automotriz, etc. Estos microcontroladores tienen reputación de confiables, fáciles de programar y de gran difusión en todo el mundo. A diferencia de los PIC, esta familia es muy extensa con una amplia gama de productos, permitiendo al diseñador escoger el dispositivo mas apropiado para cada tarea específica.

Como dato para destacar es tal el impacto de estos microcontroladores que en un automóvil moderno puede haber hasta 50 microcontroladores

incorporados en las tareas de control del automóvil.

Las familias de microcontroladores mas conocidas son:

68HC05, 68HC08, 68HC11, 68HC12, 68HC16, 683XXX, MPC5XX y la familia de núcleo M (core M), en cada una de ellas existen varias referencias las cuales varían por su tamaño de memoria. El numero de pines, características especiales como convertidores, temporizadores, interrupciones, etc. La familia indicada para iniciar el trabajo con estos microcontroladores en la 68HC08.

La familia HC05, es una familia de las mas populares en el mundo, con compatibilidad con la familia HC08, utilizados en aplicaciones automotrices, productos de consumo, comunicaciones, computadoras y aplicaciones industriales.

La familia HC08, posee una velocidad interna hasta de 8MHz, una pila de 16 bits, instrucciones de multicanalización, y una memoria de 64K para programas y datos. Hay versiones con memoria FLASH y EPROM.

La familia HC11, también de 8 bits, también compatible con la HC05 y su programación es compatible con la familia de microcontroladores de 16 bits como el 68HC12.

La familia HC12, es un microcontrolador de 16 bits reúne lo mejor del 68HC11.

La familia HC16, adecuada para aplicaciones con mucha memoria y que utilize comunicaciones seriales y análogas.

La familia indicada para iniciar el trabajo con microcontroladores Freescale es:

Su respuesta :

68HC08

Correcto, por su compatibilidad y ejemplos practicos

NO es una característica del microcontrolador 68HC08

Su respuesta :

Microcontrolador de 16 bits

Correcto !!