ARQUITECTURA DEL PIC 16F84A
viking23Ensayo12 de Abril de 2021
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Arquitectura del Pic 16F84A[pic 1]
UNIVERSIDAD NACIONAL SAN ANTONIO ABAD DEL CUSCO
FACULTAD DE INGENIERIA ELECTRICA, ELECTRONICA,
INFORMATICA Y MECANICA
ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA INFORMÁTICA Y DE SISTEMAS
[pic 2][pic 3]
Asignatura: ORGANIZACIÓN Y ARQUITECTURA DEL COMPUTADOR
Tema: Laboratorio 1: Arquitectura del PIC 16F84A
Semestre: 2020-2v
Docente:
- Roger Mario Cusihuaman Phocco
Estudiante:
CUSCO-PERÚ
2021
ARQUITECTURA DEL PIC 16F84A
- OBJETIVOS
El estudiante al finalizar la práctica:
- Distingue las particularidades de la implementación de un microcontrolador
- Conoce la arquitectura del PIC 16F84A.
- TRABAJO PREPARATORIO
- Ninguno
- MATERIAL DE TRABAJO
- Ficha técnica del PIC 16F84A.
- Procesador de texto
- Editor de gráficos
- MARCO TEORICO MICROCONTROLADOR
Un microcontrolador es un dispositivo que incluye un procesador, memoria e interfaces de E/S en un solo circuito integrado. Son utilizados para construir sistemas embebidos tales como automóviles, artefactos electrodomésticos, aparatos médicos, juguetes, etc. Difieren de un microprocesador, en el hecho que el microprocesador no incluye ni memoria ni interfaces de E/S en el circuito integrado que lo contiene. Otra diferencia es que la capacidad de procesamiento y direccionamiento es significativamente mayor en los microprocesadores, mientras que el consumo de energía es menor en los microcontroladores.
ARQUITECTURA GENÉRICA DE UN MICROCONTROLADOR
De acuerdo al gráfico, se muestra un microcontrolador genérico, y este comprende de dos partes, la sección de ejecución de programa y la sección de procesamiento de registros.
[pic 4]
Esta división refleja la arquitectura del PIC, donde el programa y los datos se acceden separadamente. Esta disposición incrementa la velocidad general de ejecución del programa y se conoce como arquitectura Harvard.
La sección de ejecución de programa comprende la memoria de programa, el registro de instrucciones y la lógica de control que almacena, decodifica y ejecuta el programa.
La sección de procesamiento de registros tiene registros especiales usados para configurar las operaciones del procesador, registros de datos para almacenar los datos actuales, registros puerto para entrada y salida, y el ALU para procesar los datos.
El bloque de control y temporización coordina la operación de las dos partes según lo determinen las instrucciones del programa y responde a entradas de control externas, tales como el reinicio.
Memoria de programa. Contiene el programa que ejecutará el microcontrolador. La memoria de control se construye utilizando tecnología Flash/EEPROM, que permite sobrescribir el contenido de la memoria y por lo tanto modificar el programa, utilizando unidades de grabado especiales.
Contador de programa. Almacena la dirección de la siguiente instrucción. Cuando se invoca procedimientos, se utiliza la memoria pila para almacenar la dirección de retorno al programa principal.
Registro de instrucciones y decodificador. Para ejecutar una instrucción, el procesador copia el código de instrucción desde la memoria de programa al registro de instrucciones. Este es luego decodificado por el decodificador de instrucciones, que es un bloque de lógica combinacional, que configura las líneas de control del procesador correspondientemente.
Temporización y control. Este bloque de lógica secuencial proporciona el control general del chip. Desde este parten las señales de control a los componentes del chip para mover los datos y realizar las operaciones lógicas y de cálculo.
Registro de trabajo. Contiene el dato con el que el procesador está trabajando actualmente. Este registro se conoce también como registro acumulador.
Unidad aritmético – lógica (ALU). Es un bloque de lógica combinacional, en el que se realizan las operaciones sobre los datos de entrada.
Registros puerto. La entrada y salida en un microcontrolador se realiza simplemente leyendo o escribiendo un registro puerto de datos. Cuando llegan datos a los pines de entrada del chip, estos son capturados en un registro asignado a dicho puerto y luego pueden ser llevados a otros registros para su procesamiento. Para operaciones de salida, se configura un registro puerto, de forma que al escribir un valor en dicho registro, estos estarán disponibles a través de pines de salida del chip.
Registros de función especial. Son registros que se utilizan para controlar el modo de operación del procesador, así como para registrar información necesaria para el control y estado de los programas. Dentro de este grupo están el registro de estado, los puertos de entrada/salida y otros.
MICROCONTROLADOR PIC 16F84A
El microcontrolador PIC 16F84A se vende en un chip DIL (Dual In Line) de 18 pines. En el siguiente gráfico puede apreciarse la enumeración y denominación de sus pines.
[pic 5]
DIAGRAMA DE BLOQUES DEL PIC 16F84A
Los elementos que componen el PIC 16F84A se muestran en el siguiente diagrama de bloques, tomado de la ficha técnica del mismo.
[pic 6]
- ACTIVIDAD DE LABORATORIO
Lea la ficha técnica del PIC 16F84A y responda a las preguntas de control.
- PREGUNTAS DE CONTROL
- El PIC 16F84A tiene _ 35 _ instrucciones.
- El PIC 16F84A tiene una memoria para programas de _ 1792 _ bytes
- El PIC 16F84A tiene _ 15 _ registros especiales y _ 1 _ registros de trabajo.
- El PIC 16F84A puede almacenar hasta _ 544 _ bits de datos en su memoria RAM
- El PIC 16F84A puede almacenar hasta _ 512 _ bits de datos en su memoria EEPROM
- Haga una distinción entre memoria RAM y EEPROM.
El contenido de la EEPROM se puede cambiar durante el funcionamiento (similar a la RAM), pero se queda permanentemente guardado después de la pérdida de la fuente de alimentación (similar a la ROM). Por lo tanto, la EEPROM se utiliza con frecuencia para almacenar los valores creados durante el funcionamiento, que tienen que estar permanentemente guardados. Por su parte la memoria RAM, Se utiliza para almacenar temporalmente los datos y los resultados inmediatos creados y utilizados durante el funcionamiento del microcontrolador; por lo que, Al apagar la fuente de alimentación, se pierde el contenido de la misma.
- Diferencie las arquitecturas Von Neumann y Harvard.
Diferencias:
ARQUITECTURA HARVARD | ARQUITECTURA NEUMANN | |
Estructura | Tiene un bus separado para el programa y otro para los datos. Así se evita el problema del cuello de la botella de Von Neumann. | La CPU se comunica a través de un solo bus con un banco de memoria en donde se almacenan los códigos de instrucción de programa, como los datos que serán. |
Bus | Bus de datos Bus de direcciones | Bus de datos Bus de direcciones Bus de control |
Memoria | Memoria RAM Memoria ROOM Memoria CACHE | Memoria de datos Memoria de instrucciones |
Diferencias Generales |
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- Muestre gráficamente la asignación típica de memoria del PIC 16F84 – A.
[pic 7]
[pic 8]
- Escriba la función de cada pin del PIC 16F84A de acuerdo al chip DIL mostrado.
[pic 9]
RA0-3: Puerto 0 a 3 E/S
RA4/T0CKL: Puerto-0 bit 4 E/S o entrada para contador-0
MCLR: Reset (activo a nivel 0)
VSS-VDD: Alimentacion
RB0/INT: Puerto -1 bit 0 E/S o entrada de señal interrupcion externa
RBI-7: Puerto-1 bits 1 a 7 E/S
OSC1/CKLIN: Oscilador interno o entrada de señal externo
OSC2/CKLOUT: Oscilador interno o salida de señal dereloj
- Tomando como referencia el diagrama de bloques del PIC 16F84A, haga un cuadro en el que se indique el nombre de cada elemento y su función.
ELEMENTO | FUNCION | ELEMENTO | FUNCION |
Memoria del programa | Sólo se ejecutará el código contenido en esta memoria, pudiendo almacenar en ella una cantidad limitada de datos como parte de la instrucción RETLW. En una sola palabra se agrupa el código de la instrucción y el operando su dirección | Contador de Programa o Program Counter | Que apunta a la dirección de memoria dela instrucción en curso y permite que el programa avance cuando se incrementa. |
Registro de Instrucción | Se almacena la instrucción que se está ejecutando. | Dir MUX | Enviar por un solo canallas informaciones presentes en varias líneas |
Memoria de datos RAM | Se destina a guardar las variables y datos, es volátil | La pila o stack, de 8 niveles | Se utiliza cuando ejecutamos un subproceso o subrutina, es decir, un conjunto de instrucciones que hemos aislado de las demás para simplificar |
Memoria EEPROM de datos | Área de memoria de datos de lectura y escritura no volátil. | Registros de funciones Especiales | Que controlan el funcionamiento del dispositivo. Estos se emplean para el control del funcionamiento de la CPU y de los periféricos |
Registro FEDATA | Guarda el contenido de una posición de la memoria EEPROM de datos antes de su escritura o después de su lectura, según leamos o escribamos en ella | Registros de Propósito General | Puede accederse a ellos tanto directa como indirectamente haciendo uso del registro FSR. |
Registro EEADR | Guarda la dirección de la posición de memoria EEPROM | Registro INDF | Este registro sirve únicamente para especificar la utilización del direccionamiento indirecto junto con el registro FSR. |
Registro de trabajo | Servirá para guardar temporalmente un dato leído de memoria, y lo usaremos como si del portapapeles del escritorio se tratase | Registro TMR | Almacena el valor del contador TMR, que como ya sabemos, está funcionando continuamente e incrementando el valor que tiene almacenado |
Registro de Estado | Contienen varios bits de estado de la unidad central, el estado aritmético de la ALU, el estado del reset y un par de bits de selección de página denominadosRP1 y RP0. Ocupa la posición 03h del banco 0y la 83h del banco 1 | Registro FSR | El contenido del FSR se utiliza para el direccionamiento indirecto junto con el registro INDF. Este registro contiene 8 bits. |
Registro FSR | Este proporciona una receta al microcontrolador en el momento de conectar Lafuente de alimentación, lo que garantiza un arranque correcto del sistema | Registro PORTA y PORTB | El uso de estos registros que contiene los niveles lógicos de las patillas de E/S. Cada bit se puede leer o escribir según la patilla correspondiente se haya configurado como entrada o como salida |
TemporizadorOscilador Star-Up | Tiene la función de mantener el chip en Reset hasta que el oscilador a cristal se estabiliza y entra en funciones en los modos XT, LP y HS del oscilador. | Power - On Reset | Elimina los componentes RC externos que se necesitan generalmente para crear un reset de encendido |
PORTS I/O | Algunas patas de ports I/O están multiplexadas con una función alternativa para las prestaciones periféricas del dispositivo. En general, cuando se activa un periférico, esta pata no debe usarse como pata I/O de uso general. |
- BIBLIOGRAFIA
- Bates Martin. “PIC Microcontrollers. An Introduction To Microelectronics” 2ed. Newnes 2004.
- Palacios Enrique et. Al. “Microcontrolador PIC 16F84. Desarrollo de proyectos” 2Ed. Alfaomega 2006
- www.microchip.com – Sitio Web del fabricante del PIC 16F84 y del IDE MPLAB
- http://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/35007b.pdf - Ficha técnica del PIC 16F84A
- http://www.hispavila.com/3ds/chipspic/microspic1.html
- http://sputnik.epsj23.net/%7Eeserra/elect/pics/pic16f84.html
ARQUITECTURA |
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