Post on 13-Aug-2020
Unidad 1: Arquitectura interna del Microcontrolador
Ing. Raúl Alberto Rojas Reátegui
Capitulo 1: Introducción a los Microcontroladores
Ing. Raúl Alberto Rojas Reátegui
4© 2016 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. Cisco Confidential
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
5© 2016 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. Cisco Confidential
Video Motivacional
6© 2016 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. Cisco Confidential
Microcontrolador
7© 2016 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. Cisco Confidential
Es un componente electrónico digital integrado, que cuenta con un conjunto de
instrucciones que nos permiten programarlos para que cumplan diferentes
funciones.
Definición
8© 2016 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. Cisco Confidential
RaspberryArduino
9© 2016 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. Cisco Confidential
Arquitecturas
10© 2016 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. Cisco Confidential
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.
11© 2016 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. Cisco Confidential
Arquitecturas según
el Hardware
Von Neuman
Segmentada
Harvard
Arquitecturas según
el Software
• CISC
• RISC
• CRISC
12© 2016 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. Cisco Confidential
ARQUITECTURA DE
HARDWARE
13© 2016 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. Cisco Confidential
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
14© 2016 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. Cisco Confidential
15© 2016 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. Cisco Confidential
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
16© 2016 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. Cisco Confidential
17© 2016 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. Cisco Confidential
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
18© 2016 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. Cisco Confidential
19© 2016 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. Cisco Confidential
ARQUITECTURA DE
SOFTWARE
20© 2016 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. Cisco Confidential
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
21© 2016 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. Cisco Confidential
22© 2016 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. Cisco Confidential
Arquitectura RISC
• Reduced Instructio Set Computer
• Pocas instrucciones
• Más fácil de aprender el método de programación
• Mayor tamaño del código de programa
23© 2016 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. Cisco Confidential
24© 2016 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. Cisco Confidential
Arquitectura CRISC
• Combinación de CISC con RISC
• Complex Reduced Instruction Set Computer
25© 2016 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. Cisco Confidential
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
26© 2016 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. Cisco Confidential
Componentes de un microcontrolador
27© 2016 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. Cisco Confidential
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
28© 2016 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. Cisco Confidential
• ADC (Análogo Digital Conversor)
• USART (Addressable Universal Synchronous Asynchronous Receiver
Transmitter)
• PWM (Pulse Wide Module)
• USB
29© 2016 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. Cisco Confidential
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
30© 2016 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. Cisco Confidential
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
31© 2016 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. Cisco Confidential
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
32© 2016 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. Cisco Confidential
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.
33© 2016 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. Cisco Confidential
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.
34© 2016 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. Cisco Confidential
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