Microcontroladores

MICROCONTROLADORES

CONTENIDO

Capítulo 1 TIPOS DE MICROCONTROLADORES

Capítulo 2 ARQUITECTURA DE UN MICROCONTROLADOR

Capítulo 3 LENGUAJE DE PROGRAMACION

INTRODUCCION

Un micro controlador (abreviado μC, UC o MCU) es un circuito integrado programable, capaz de ejecutar las órdenes grabadas en su memoria. Está compuesto de varios bloques funcionales, los cuales cumplen una tarea específica. Un micro controlador incluye en su interior las tres principales unidades funcionales de una computadora: unidad central de procesamiento, memoria y periféricos de entrada/salida.

Algunos micro controladores pueden utilizar palabras de cuatro bits y, funcionan a velocidad de reloj con frecuencias tan bajas como 4 kHz, con un consumo de baja potencia (mW o micro vatios). Por lo general, tendrá la capacidad para mantener la funcionalidad a la espera de un evento como pulsar un botón o de otra interrupción, el consumo de energía durante el sueño (reloj de la CPU y los periférico de la mayoría) puede ser sólo nano vatios, lo que hace que muchos de ellos muy adecuados para aplicaciones con batería de larga duración. Otros micro controladores pueden servir para roles de rendimiento crítico, donde sea necesario actuar más como un procesador digital de señal (DSP), con velocidades de reloj y consumo de energía más altos.

Al ser fabricados, la memoria ROM del micro controlador no posee datos. Para que pueda controlar algún proceso es necesario generar o crear y luego grabar en la EEPROM o equivalente del micro controlador algún programa, el cual puede ser escrito en lenguaje ensamblador u otro lenguaje para micro controladores; sin embargo, para que el programa pueda ser grabado en la memoria del micro controlador, debe ser codificado en sistema numérico hexadecimal que es finalmente el sistema que hace trabajar al micro controlador cuando éste es alimentado con el voltaje adecuado y asociado a dispositivos analógicos y discretos para su funcionamiento.

JUSTIFICACION

El micro controlador es una herramienta muy útil para el ingeniero, debido a las extensas áreas de aplicación que pueden tener, éste elemento que está presente en nuestras vidas y puede ser utilizado con un mínimo número de componentes en trabajos específicos y en un amplio rango de aplicaciones, tales como: los sistemas de control, Automatización industrial, tableros de control en la industria automotriz, en los teclados de computadora, celulares, lavadoras en los sistemas portátiles de almacenamiento de datos, en equipos de laboratorio, electrodomésticos, equipos de oficina, entre otros; deben ser escogidos para cada proyecto de acuerdo a una serie de parámetros como: fabricante, características internas y externas, documentación disponible y herramienta de desarrollo.

OBJETIVO

El objetivo principal de este trabajo es que el alumno logre un entendimiento básico de los micro controladores y obtenga los conocimientos necesarios para la programación de estos dispositivos y para el diseño de sistemas digitales y/o analógicos basados en ellos.

Los micro controladores están siendo empleados en multitud de sistemas presentes en nuestra vida diaria,

Y otras aplicaciones con las que seguramente no estaremos tan familiarizados como instrumentación electrónica, control de sistemas en una nave espacial.

Limitaciones

La limitación en la aplicación de los microcontroladores a un desarrollo de ingeniería tiene su límite en la imaginación del desarrollador. Con los diversos modelos disponibles podemos afrontar multitud de diseños distintos desde los más simples hasta los más complejos.

los microcontroladores nos solucionarán la vida en todos los temas, pero el objetivo es usar el mínimo número de ellos y con el menor coste por unidad.

Habrá aplicaciones para las que no será posible usar un único microcontrolador, pero si varios de ellos, bien por restricciones de funcionamiento o económicas.

AplicacioneS

Los microcontroladores están hechos principalmente para ser utilizados en aplicaiones puntuales es decir en aplicaciones donde el microcontrolador debe realizar un pequeño numero de acciones al menor costo posible.

CAPITULO I

ALGUNOS TIPOS DE MICROCONTROLADORES...

ALTAIR

ALTAIR es el nombre genérico de una familia de microcontroladores de propósito general compatibles con la familia 51. Todos ellos son programables directamente desde un equipo PC mediante nuestro lenguaje macroensamblador, o bien mediante otros lenguajes disponibles para la familia 51 (BASIC, C, ...).

Los microcontroladores ALTAIR disponen de un microprocesador de 8 bits 100% compatible a nivel de código, 256 bytes de memoria interna, 128 registros especiales de función, puertos de entrada/salida de propósito general, 111 instrucciones y posibilidad de direccionar 128 Kbytes.

Unos microcontroladores ALTAIR se diferencian de otros por el número de entradas salidas, periféricos (DAC, ADC, WATCHDOG, PWM, velocidad de ejecución, etc.). Por lo que la elección de un modelo u otro dependerá de las necesidades. Como entrenador o sistema de iniciación recomendamos la utilización de un ALTAIR 32 BASICO o bien un ALTAIR 535A completo. En proyectos avanzados o desarrollos profesionales puede ser preferible un ALTAIR 537 A.

Tanto al 535 como al 537 se pueden complementar con nuestra EMULADOR EPROM PARA 535/537, que actuará como un emulador de EPROMs. Con ello facilitará notablemente la puesta a punto de las aplicaciones.

INTEL (La familia 8051)

El 8051 es el primer microcontrolador de la familia introducida por Intel Corporation. La familia 8051 de microcontroladores son controladores de 8 bits capaces de direccionar hasta 64 kbytes de memoria de programa y una separada memoria de datos de 64 kbytes. El 8031(la versión sin ROM interna del 8051, siendo esta la única diferencia) tiene 128 bytes de RAM interna (el 8032 tiene RAM interna de 256 bytes y un temporizador adicional). El 8031 tiene

dos temporizadores/contadores, un puerto serie, cuatro puertos de entrada/salida paralelas de propósito general (P0, P1, P2 y P3) y una lógica de control de interrupción con cinco fuentes de interrupciones. Al lado de la RAM interna, el 8031 tiene varios Registros de Funciones especiales(SFR)(Special Function Registers) que son para control y registros de datos. Los SFRs también incluyen el registro acumulador, el registro B, y el registro de estado de programa(Program Status Word)(PSW), que contienen los Flags del CPU.

Bloques separados de memoria de código y de datos se denomina como la Arquitectura Harvard. El 8051 tiene dos señales de lectura separadas, los pines RD(P3.7, pin 17) y PSEN(pin 29). El primero es activado cuando un byte va ser leído desde memoria de datos externo; el otro, cuando un byte va ser leído desde memoria de programa externo. Ambas de estas señales son señales activas en nivel bajo. Esto es, ellos son aclarados a nivel lógico 0 cuando están activados. Todo código externo es buscado desde memoria de programa externo. En adición, bytes de memoria de programa externo pueden ser leídos por instrucciones de lectura especiales, tal como la instrucción MOVC. Hay también instrucciones separadas para leer desde memoria de datos externo, tal como la instrucción MOVX. Esto significa que las instrucciones determinan que bloque de memoria es direccionado, y la señal de control correspondiente, o RD o PSEN, es activado durante el ciclo de lectura de memoria. Un único bloque de memoria puede ser mapeado para actuar como memoria de datos y de programa. Esto es lo que se llama la arquitectura Von Neuman. Para leer desde el mismo bloque usando o la señal RD o la señal PSEN, las dos señales son combinadas con una operación AND lógico. La arquitectura Harvard es algo extraño en sistemas de evaluación, donde código de programa necesita ser cargado en memoria de programa. Adoptando la arquitectura Von Neuman, el código puede ser escrito a la memoria como bytes de datos y luego ejecutado como instrucciones de programa.

La ROM interna del 8051 y el 8052 no pueden ser programados por el usuario. El usuario debe suministrar el programa al fabricante, y el fabricante programa los microcontroladores durante la producción. Debido a costos, la opción de la ROM programado por el fabricante no es económica para producción de pequeñas cantidades. El 8751 y el 8752

son las versiones Erasable Programmable Read Only Memory(EPROM) del 8051 y el 8052. Estos pueden ser programados por los usuarios.

Durante la decada pasada muchos fabricantes introducieron miembros mejorados del microcontrolador 8051. Las mejoras incluyen más memoria, más puertos, convertidores análogo-digital; más temporizadores, más fuentes de interrupción, watchdog timers, y subsistemas de comunicación en red. Todos los microcontroladores de la familia usan el mismo conjunto de instrucciones, el MCS-51. Las caracteristicas mejoradas son programadas y controladas por SFRs adicionales.

SIEMENS

El Siemens SAB80C515 es un miembro mejorado de la familia 8051 de microcontroladores. El 80C515 es de tecnología CMOS que tipicamente reduce los requerimientos de energía comparado a

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