Microcontroladores

Definición

Un microcontrolador es un circuito integrado o chip que incluye en su interior las tres unidades funcionales de una computadora: CPU, Memoria y Unidades de E/S, es decir, se trata de una computadora completa en un solo circuito integrado programable y se destina a gobernar una sola tarea con el programa que reside en su memoria. Sus líneas de entrada/salida soportan el conexionado de los sensores y actuadores del dispositivo a controlar.

Principales Fabricantes

Microchip.Atmel.Freescale.Maxim.National Semiconductor.Texas InstrumentsIntel

Tipos de microcontroladores.

Se clasifican en tres gamas

Gama baja:

La gama bajo está formado por un conjunto de microcontroladores PIC que poseen 8, 14, 18,28 terminales. Su tensión está comprendido entre 2 y 6,25 voltios y tienen un consumo energético reducido, lo que los hace idóneos para ver ser utilizado en aplicaciones en las que se alimenta mediante baterías.

Tiene 33 instrucciones de 12 bits. Sus recursos hardware son limitados pero tienes una buena relación conste / prestaciones. No admiten el acoplamientos de periféricos por interrupción y la memoria pila solo dispone de dos posiciones, por lo que en sus programas no se pueden anidar más de dos subrutina.

Gama media

La gama media es la variada y completa de la familia microcontroladores PIC. El número de terminales de sus elementos está comprendido entre 8 y68 y poseen numerosos periféricos internos como por ejemplo comparadores, convertidores analógico digital, puertos en serie y diversos temporizadores.

Gama alta

Esta gama alta Se alcanzan las 58 instrucciones de 16 bits en el repertorio y sus modelos disponen de un sistema de gestión de interrupciones sectorizadas muy potente. También incluyen variados controladores de periféricos, puertas de comunicación serie y paralelo con elementos externos, un multiplicador hardware de gran velocidad y mayores capacidades de memoria, que alcanza los 8 k palabras en la memoria de instrucciones y

454 bytes en la memoria de datos.

Protocolos de comunicación

I2C

Es un bus de comunicación en serie entre microcontroladores, memorias y otros dispositivos con cierto nivel de "inteligencia", sólo requiere de dos líneas de señal y un común o masa. Fue diseñado a este efecto por Philips y permite el intercambio de información entre muchos dispositivos a una velocidad aceptable, de unos 100 Kbits por segundo, aunque hay casos especiales en los que el reloj llega hasta los 3,4 MHz.

Descripción de las señales

SCL (System Clock) es la línea de los pulsos de reloj que sincronizan el sistema.

SDA (System Data) es la línea por la que se mueven los datos entre los dispositivos.

GND (Masa) común de la interconexión entre todos los dispositivos "enganchados" al bus.

SPI

Es un bus de tres líneas, sobre el cual se transmiten paquetes de información de 8 bits. Cada una de estas tres líneas porta la información entre los diferentes dispositivos conectados al bus. Cada dispositivo conectado al bus puede actuar como transmisor y receptor al mismo tiempo, por lo que este tipo de comunicación serial es full dúplex. Dos de estas líneas trasfieren los datos (una en cada dirección) y la tercer línea es la del reloj. Algunos dispositivos solo pueden ser transmisores y otros solo receptores, generalmente un dispositivo que tramite datos también puede recibir.

Lenguajes de programación

1. Lenguaje BASIC

2. Lenguaje C

 Es un inteligente y muy optimizado compilador C que contienen operadores estándar del lenguaje C y funciones incorporados en bibliotecas que son específicas a los registros de PIC, proporcionando a los desarrolladores una herramienta poderosa para el acceso al hardware las funciones del dispositivo desde el nivel de lenguaje C. 

3. Lenguaje Ensamblador (assembler)

El lenguaje ensamblador es un lenguaje de programación que es una traducción directa del código de máquina (Éste código es interpretado por el microprocesador), para que pueda ser entendible por los seres humanos, por lo tanto es un lenguaje de bajo nivel. El lenguaje ensamblador permite una optimización que no se consigue con lenguajes de medio y alto nivel. Permite la creación de programas muy rápidos y muy pequeños, además se tiene un control que no se consigue con un lenguaje de alto nivel. Hay que tener en cuenta que éste libro está orientado a la arquitectura x86 (Es la arquitectura que utiliza la PC IBM y las compatibles) y no es compatible con otra arquitectura.