MICROCONTROLADORES DE 8 BITS, SU ESTRUCTURA Y CARACTERISTICAS ELECTRICAS.

MICROCONTROLADORES DE 8 BITS, SU ESTRUCTURA Y CARACTERISTICAS ELECTRICAS.

Jahir Jiménez López, Freddy del C. Zacarías Olan, Josmar D. de la Cruz López

Instituto Tecnológico Superior De Comalcalco. Comalcalco, Tabasco

oscarjahir@hotmail.com

josmarlopez54@gmail.com fredy402.fzo@gmail.com

1. INTRODUCCIÓN

En este capítulo se estudian las características generales comunes a muchos microcontroladores. Primeramente se define lo que se entiende por microcontrolador y se establece su diferencia con el microprocesador. Seguidamente expone los recursos comúnmente disponibles en un microcontrolador, haciendo énfasis en aquellos recursos propios de estos dispositivos y que no se encuentran en los microprocesadores en general. Se presentan también las arquitecturas von Neumann y Harvard empleadas en el diseño de los microcontroladores, así como las arquitecturas CISC y RISC, diferenciadas fundamentalmente por la forma de concebir el repertorio de instrucciones del microcontrolador[pic 1]

1. DESARROLLO DE CONTENIDO

Primero definirá que es un microcontrolador. Un microcontrolador es un circuito programable que contiene todos los componentes necesarios para controlar el funcionamiento de una tarea determinada, como el control de una lavadora, un teclado de ordenador, una impresor, un sistema de alarma, etc. Para esto, el microcontrolador utiliza muy pocos componentes asociados. Un sistema microcontrolador debe disponer de una memoria donde se amlmacena el programa que gobierna el funcionamiento del mismo que una vez programado y configurado, solo sirve para realizar la tarea asignada.

1. Arquitectura Von Neumann La arquitectura tradicional

La arquitectura de von Neumann toma el nombre del matemático John von Neumann que propuso la idea de un ordenador con el programa almacenado (stored-progam computer). J. von Neumann trabajo en el equipo de diseñadores de la computadora ENIAC (electronic numerical integrator and calculator) diseñada en la universidad de Pennsylvania durante la segunda guerra mundial. La arquitectura von Neumann utiliza una memoria única para instrucciones y datos.

Esto significa que con un mismo bus de direcciones se localizan (direccionan) instrucciones y datos y que por un único bus de datos transitan tanto instrucciones y datos. La misma señal de control que emite la CPU para leer un dato, sirve para leer una instrucción. No hay señales de control diferentes para datos e instrucciones. Debe quedar claro que aunque se use memoria ROM para almacenar el programa y RAM para los datos para la CPU  no hay tal distinción, sino que ROM y RAM forman un conjunto único (una memoria de escritura y de lectura) para el cual la CPU emite señales de control, de dirección y de datos.  

 Fig. 1[pic 2]

1. Arquitectura Harvard

La arquitectura Harvard utiliza memorias separadas para instrucciones y datos. En este caso la memoria de programas (que almacena instrucciones) tiene su bus de direcciones (de instrucciones), su propio bus de datos (mas bien es un bus de instrucciones) y su bus de control. por otra parte, la memoria de datos tiene su propios buces de direcciones, datos y control, independiente de los buces de la memoria de programa. La memoria de programa es solo de lectura, mientras que la de datos se puede leer y escribir.

[pic 3]

Fig. 2[pic 4]

1. Arquitectura interna de un microcontrolador

Memoria:

Memoria de programa en sus 1024 posiciones contiene el programa con las instrucciones que gobierna la aplicación. Es del tipo no volátil, es decir, el programa se mantiene aunque desaparezca la alimentación. El microcontrolador está diseñado para que en su memoria de programa se almacenen todas las instrucciones del programa. El programa a ejecutar siempre es el mismo por tanto, debe estar grabado de forma permanente. Esta característica de “no volatilidad” garantiza que la memoria mantenga su contenido aun sin alimentación, de forma que el programa no necesite volver a ser cargado en el sistema cada vez  que se utilice.

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