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Unidad 1: Arquitectura interna del Microcontrolador

Ing. Raúl Alberto Rojas Reátegui

Capitulo 1: Introducción a los Microcontroladores

Ing. Raúl Alberto Rojas Reátegui

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Comprende los principios fundamentales de la arquitectura de los

microcontroladores de 8 bits, complementando su importancia con el manejo y

programación mediante software de simulación.

Logro de Aprendizaje


Video Motivacional


Microcontrolador


Es un componente electrónico digital integrado, que cuenta con un conjunto de

instrucciones que nos permiten programarlos para que cumplan diferentes

funciones.

Definición


RaspberryArduino


Arquitecturas


Arquitectura

La arquitectura de un microcontrolador consiste en el conjunto de

características que lo identifican.

Describe de manera resumida las capacidades y posibilidades de

operación del microcontrolador.

Pueden ser arquitecturas de Hardware y Software.


Arquitecturas según

el Hardware

Von Neuman

Segmentada

Harvard

Arquitecturas según

el Software

• CISC

• RISC

• CRISC


ARQUITECTURA DE

HARDWARE


Arquitectura Von Neuman

• Máquina secuencial

• Ejecuta solo una operación a la vez

• Bus de datos y direcciones compartidos

• Lenta

• Generalmente se combina con software tipo CISC


Arquitectura Segmentada

• Máquina secuencial

• Buses de datos y direcciones compartidos

• Diseño multietapa (Pipeline): Permite ejecutar más de una

operación a la vez

• Se encuentra combinada con software CISC y en pocas ocasiones

con RISC

• Más rápida que Von Neuman


Arquitectura Harvard

• Separa los buses de datos, direcciones y control, y los

hace totalmente independientes.

• Lo anterior permite leer instrucciones con mayor velocidad

• Pueden direccionar altas cantidades de memoria

• Se combinan con software RISC


ARQUITECTURA DE

SOFTWARE


Arquitectura CISC

• Complex Instruction Set Computer

• Set de instrucciones grande

• Ofrece una amplia gama de operaciones

• Facilita el trabajo de programación

• Reduce el tamaño del código de programa

• Incrementa el costo de aprender la programación


Arquitectura RISC

• Reduced Instructio Set Computer

• Pocas instrucciones

• Más fácil de aprender el método de programación

• Mayor tamaño del código de programa


Arquitectura CRISC

• Combinación de CISC con RISC

• Complex Reduced Instruction Set Computer


Fabricantes Comunes de Microcontradores

• Microchip: Familas de PIC´s

Arquitecturas RISC, Harvard

• Motorola: Familia 68XX

Arquitecturas CISC, segmentada

• Intel: Familias 80XX

Arquitecturas CISC, Von neuman


Componentes de un microcontrolador


Componentes internos

• Memoria RAM /ROM

• Puertos de entrada / salida

• Tienen 3 buses

Datos: Contiene el flujo de información

Direcciones: Controla la posición actual en memoria

Control: Regula el flujo de información para evitar conflictos


• ADC (Análogo Digital Conversor)

• USART (Addressable Universal Synchronous Asynchronous Receiver

Transmitter)

• PWM (Pulse Wide Module)

• USB


Tipos de memorias

RAM

• Random Access Memory

• Almacenamiento temporal de

datos

• Pierde la información capturada

cuando se le desconecta

alimentación

ROM

• Read Only Memory

• Memoria que conserva el

contenido aun cuando se

desconecta


ADC (Convertidor analógico Digital)

• Permite que el sistema microcontrolador pueda procesar una

variable analógica

• Valor mínimo y máximo ajustable

• Resolución: indica la precisión de la conversión realizada

• Entre más cantidad de bits, más es la resolución del convertidor

• Requieren configuración a través de registros especiales del

microntrolador


USART (Transmisor Receptor UniversalDireccionable Sicrono/Asincrono)

• Permite conexión serie a otros dispositivos

• Se configura a través de registros internos.

• Velocidad de transferencia variable

• Formato de la trama variable

• Puede manejarse a través de interrupciones


Puertos entrada Salida

• Unidireccionales o bidireccionales

• Se configuran a través de un registro especifico

• Debe estar mapeados

• Se accesan por medio de una dirección

• Pueden ser TTL, CMOS, ST, según sea el dispositivo con elque se comunican.


Modulador de ancho de pulso

• Son señales de reloj, de salida con período y ciclo de trabajo

configurables.

• Además de su uso como CDA, los PWM se usan para

controlar ABS en autos, niveles de iluminación en LCDs,

control de motores, etc.


Otras características

• RTC (Real Time Counters)

• Watchdog

• Consumo: reduccion de tensión, frecuencia y modo sleep

• Reset, POR y BOR

• External, Internal (software) Reset

• Keyboard interrupts

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