Historia Del Microcontrolador

.Marco Teórico

1. Historia Del Microcontrolador

Hasta antes de la aparición de los microprocesadores (1971), la mayor parte de las aplicaciones digitales en la electrónica se basaban en la lógica cableada, es decir, si existía un problema este era analizado y se sintetizaba una función en base a la lógica de Boole que era la solución al problema planteado.

Con la aparición de los microprocesadores, se varió el esquema de diseño de tal forma que un problema era descompuesto en una serie de tareas más simples, el microprocesador ejecutaba una serie de pasos o instrucciones para llevar a efecto cada una de las tareas, en ocasiones no era necesario volver a armar un circuito para solucionar otro problema sino que se cambiaba las instrucciones (programa) para obtener otra aplicación.

El microprocesador es como el cerebro que ejecuta operaciones aritméticas y lógicas. El microprocesador buscaba una instrucción y la ejecutaba enviando la información al conjunto de circuitos (hardware) que daban el soporte necesario al microprocesador, y esto se le denomino como sistema mínimo.

Con el pasar de los años el sistema mínimo se convirtió en un estándar, por otro lado la escala de integración mejoro y posibilito (1976) sintetizar en un solo chip un sistema mínimo, al cual se le llamo SISTEMA A que no era otra cosa que el primer Microcontrolador.

En consecuencia se define que un Microcontrolador; es como un procesador con su sistema mínimo en un chip (incluye memoria para programa y datos, periféricos de entrada / salida, conversores de AD y DA, módulos especializados en la transmisión y recepción de datos).

Los microcontroladores se especializan en aplicaciones industriales para resolver problemas planteados específicos por ejemplo: los encontramos en los teclados o mouse de las computadoras, son el cerebro de electrodomésticos, también los encontramos en las industrias automotrices, en el procesamiento de imagen y video

Centenares de Aplicación

Consumo Ofimática Automoción Tele

Comunicaciones Industria

Equipo de TV

Radio Recetores

Reproductor de CD

Control Remoto

Video consola

Cámara

Detector de Monóxido de Carbono

Mando Garaje

Microondas

Lavadora Secadora

Aparatos de Cocina

Aspiradora Sistema de Seguridad del Vehículo

Radares

Climatizador

Velocímetro

Inyección de Combustible

Suspensión Activa

Sensor de Airbag Ratón de Ordenadores

Escáner

Teclado

Impresora

Plotter

Fotocopiadora

Lector de código de barras

Unidad de Disco

Teléfono Celular

Teléfono Inalámbrico

Módem

Identificador de Llamadas

Control de motores

Compresor

Termóstato

Utilidad e medida

Robótica

Proceso de control

Detector de humo

Lector de tarjetas

Figura 1.Tabla de aplicaciones que requieren microcontroladores y clientes que desarrollan dichas aplicaciones

Un Microcontrolador es un dispositivo electrónico capaz de llevar a cabo procesos lógicos. Estos procesos o acciones son programados en lenguaje ensamblador por el usuario.

Figura 2. Presentación gráfica de las cuatro gamas de PIC.

El Microcontrolador PIC emplea una arquitectura Harvard la cual trabaja las zonas de memoria de programa y datos en forma separada. En el siguiente diagrama se muestra la arquitectura Von Neumann frente a la Harvard:

Bus

Direcciones

Bus

Datos

Bus Bus

Direcciones Direcciones

Bus Bus

Datos Datos

Figura 4. Arquitectura de Von Neumann

1.1 Arquitectura De Von Neumann Y Harvard

En ambas arquitecturas se observan bloques de memoria, cada bloque tiene posiciones y cada posición un valor. Para recoger o dejar un valor en una determinada posición es necesario primero indicar cuál es la dirección a leer o escribir de la memoria, en consecuencia hay un grupo de líneas que permiten hacer esa función conocida como el bus de direcciones.

En el caso de la arquitectura Von Neumann se aprecia que existe un único bus de direcciones y de datos, cada posición de memoria tiene una dirección, a su vez la memoria se divide en memoria de programa (conocida como ROM) y memoria de datos (conocida como RAM).

En el caso de la arquitectura Harvard existen dos bloques de memoria separados.

Un bloque para instrucciones y otro para datos. Hay dos buses independientes de direcciones y el bus de instrucciones solo tiene una dirección, a diferencia del bus de datos que es de naturaleza bidireccional.

Además la arquitectura Harvard mejora el ancho de banda por que el bus de datos es de 14 bits frente a los de 8 de un bus tradicional Von Neumann por tanto en una sola lectura puede llevar mayor cantidad de datos.

1.1.1 MICROCONTROLADORES PIC 16F87X

1.1.1.1. Arquitectura

Bajo la denominación de PIC 16F87x se hace referencia a una subfamilia de microcontroladores PIC de la gama media 2, que se identifica por tener como memoria de programa una de tipo FLASH y una serie de recursos semejante a los modelos más potentes, como por ejemplo los PIC16C73/4, teniendo estos últimos el inconveniente de que su memoria de programa es de tipo EPROM.

Dos de los cuatro modelos que componen esta subfamilia están encapsulados con 28 pines (P1C16F873/6), mientras que los otros dos tienen 40 patitas (PIC16F874/7). Con la intención de seguir potenciando la línea con memoria FLASH, Microchip también comercializa los microcontroladores PIC 16F62x, que con un precio «moderado» mantiene el encapsulado de 18 pines, aumentando considerablemente los recursos internos en comparación con el PIC16F84.

Las principales diferencias entre los PIC 16F87x con 28 pines y los de 40 se concentran especialmente en el número de líneas de E/S disponibles, pero a continuación se citan las tres diferencias más relevantes:

° Los modelos encapsulados con 40 pines disponen de 5 puertas (PA; PB, PC,

PD y PE) de E/S con un total de 33 líneas para conectar a los periféricos exteriores. Los de 28 pines sólo tienen 3 puertas (PA, PB y PC) con 22 líneas de E/S

° El conversor A/D en los PIC con 28 pines tiene 5 canales de entrada, pero en los de 40 patitas tiene 8.

° Sólo los encapsulados con 40 pines integran una puerta paralela esclava.

1.1.1.2 Recursos Fundamentales

 Procesador de arquitectura RISC avanzada.

 Juego de 35 instrucciones con 14 bits de longitud. Todas ellas se ejecutan

en un ciclo de instrucción, menos las de salto que tardan dos.

 Frecuencia de 20 MHz.

 Hasta 8 K palabras de 14 bits para la Memoria de Código, tipo FLASH.

 Hasta 368 bytes de Memoria de Datos RAM.

 Hasta 256 bytes de Memoria de Datos 'EEPROM

 Encapsulados compatibles con los PIC16C73/74/76/77.

 Hasta 14 fuentes de interrupción internas y externas.

 Pila con 8 niveles.

 Modos de direccionamiento directo, indirecto y relativo.

 Perro Guardián (WDT).

 Código de protección programable.

 Modo SLEEP de bajo, consumo.

 Programación serie en circuito con dos pines.

 Voltaje de alimentación comprendido entre 2 y 5,5 V.

 Bajo consumo (menos de 2 mA a 5 V y 5 MHz).

1.1.1.3 Dispositivos Periféricos

 Timer0: temporizador-contador dé 8 bits con predivisor de 8 bits.

 Timer1: temporizador-contador de 16 bits con predivisor.

 Timer2: temporizador-contador de 8 bits con predivisor y postdivisor.

 Dos módulos dé Captura-Comparación-PWM.

 Conversor A/D de 10 bits.

 Puerto Serie Síncrono (SSP) con SPI e I2C.

 USART

 Puerta Paralela Esclava (PSP). Sólo en encapsulados con 40 pines.

Figura 5. Arquitectura interna del PIC 16F874/7ª

De acuerdo a que las funciones del PIC 16F87X son recibir señales eléctricas que son acondicionadas para que cumpla un proceso especifico ordenado por el programador, este proyecto se desarrollara en base a estas funciones para realizar

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