Monografias.com > Computación > Hardware
Descargar Imprimir Comentar Ver trabajos relacionados

Introducción a los microcontroladores




Enviado por Pablo Turmero



    Monografias.com

    Introducción a los Microcontroladores
    Introducción
    Arquitectura
    Memoria
    I/O
    Interrupciones
    Timers/PWM
    Interfaces y Otros Periféricos

    Monografias.com

    Introducción
    Uso de los microcontroladores
    Microondas, Lavarropas, Televisores, …
    Automóviles, aviones, barcos
    Teléfonos
    Automatización industrial
    Pequeños dispositivos ad-hoc

    Monografias.com

    Introducción
    Ejemplo. Se quiere:
    Leer periódicamente una temperatura
    Prender y apagar un calefactor
    Mostrar en un display la temperatura
    Permitir al usuario ajustar la temperatura
    Posibilidad de actualizar la funcionalidad con un interfase serie

    Monografias.com

    Introducción
    Diseño discreto. Se requiere:
    Un microprocesador
    20 líneas de I/O (2 chips de 16 c/u)
    1 Interfaz serie (1 chip)
    1 Timer (1 chip)
    Memoria SRAM (para variables)
    Memoria Flash (para programa)
    Memoria EEPROM (para constantes)

    Monografias.com

    Introducción
    Diseño discreto.

    Monografias.com

    Introducción
    Diseño Integrado.
    ATmega16 (atmel)

    Monografias.com

    Oferta de Microcontroladores
    Estructurada por “familias” y “subfamilias”.
    Por ejemplo, cada familia tiene el mismo nucleo del procesador (su código será compatible): 8051,PIC,HC,ARM
    O son familias orientadas a la aplicación
    O por performance (de diferente tipo)

    Monografias.com

    Oferta de Microcontroladores

    Monografias.com

    Oferta de Microcontroladores

    Monografias.com

    Oferta de Microcontroladores

    Monografias.com

    Oferta de Microcontroladores
    Dentro de cada “familia” hay mucha varidad de dispositivos
    Pueden estar agrupados en “subfamilias”
    Una forma de clasificación es en base a los perifericos que integran o memoria

    Monografias.com

    Oferta de Microcontroladores
    MC9RS08KA Family

    Monografias.com

    Arquitectura

    Monografias.com

    Arquitectura: Procesador

    Monografias.com

    Arquitectura
    Von Neuman vs. Hardvard
    CISC vs. RISC
    Tamaño/variedad de las instrucciones
    Velocidad: clock; 8/16/32 bits

    Monografias.com

    Arquitectura
    de las instrucciones
    Por stack
    Por acumulador
    Dos direcciones
    Tres direcciones

    Monografias.com

    Arquitectura
    Modos de direccionamiento

    Monografias.com

    Memoria
    Registros (memoria de corto plazo):
    Pequeña (relativamente)
    Almacenamiento temporario p/CPU
    Memoria de datos
    Relativamente Grande
    Almacena datos mientras el MCU funciona
    Memoria de programa
    Relativamente Grande
    De preferencia, mantiene el programa incluso con el MCU apagado.

    Monografias.com

    Memoria: Tipo físicos

    Monografias.com

    Memoria: Atención
    S/DRAM: sin limite de escrituras
    EEPROM: 100.000 ciclos de borrado
    Flash: 10.000 ciclos de borrado

    Monografias.com

    Memoria: Direccionamiento
    Separado:
    Cada tipo físico se direcciona por separado (por ejemplo, usando diferentes registros índices)
    Hay direcciones repetidas
    Contínuo:
    Se accede siempre igual y la logica interna accede a la memoria que corresponde
    No hay direcciones repetidas

    Monografias.com

    Memoria: Direccionamiento
    Separado

    Monografias.com

    Memoria: Direccionamiento
    Continuo

    Monografias.com

    Memoria: ejercicio
    For (i=100;i>=0;i–)
    Inadvertidamente i es almacenada en EEPROM
    Inadvertidamente i esta implementada como unsigned
    Como la EEPROM es lenta, cada iteración lleva, digamos, 10 ms
    ¿Que pasa al conectar el MCU?:
    el programa se cuelga
    Me doy cuenta, digamos, a los 10 segundos
    Empiezo a “debuggear” el programa (pero no apago el MCU)
    ¿En cuanto tiempo me quedo sin microcontrolador?

    Monografias.com

    Digital I/O
    Implementadas por pines de conexión directa al exterior:
    Los MCU tienen en general de 8 a 32 pines (o más).
    Se agrupan en “ports” de a 8 pines.
    En general, los pines se pueden configurar como entrada o salida
    La lógica puede ser positiva o negativa.
    Los pines pueden tener otras funciones alternativas.

    Monografias.com

    Digital I/O
    (Gp:) pin 1 del port B
    Módulo de Interrupción 1 – entrada 5
    Pin Tx de puerto serie
    Conversor AD canal 5

    Monografias.com

    Digital I/O
    Los pines se controlan mediante 3 registros:
    Data Direction Register (DDR): hay uno por cada puerto y cada bit determina la dirección de un pin.
    Port Register (PORT): uno por cada puerto y cada bit controla el estado del puerto (si es de salida)
    Port Input Register (PIN): uno por cada puerto y cada bit da el estado de su respectivo pin, esté este configurado como entrada o salida.

    Monografias.com

    Digital I/O

    Monografias.com

    Digital I/O

    Monografias.com

    Digital I/O
    PTBDD = 0x80; // initialize PTB7 as output
    PTBD = 0; // initialize PTB to 0
    PTBD_PTBD7 = ~PTBD_PTBD7; // invert the output

    (Gp:) 1 0 0 0 0 0 0 0

    Ejemplo:
    (Gp:) bit 7

    (Gp:) bit 0

    Monografias.com

    Digital I/O
    PORT Register: de preferencia debe escribirse con operaciones de escritura de bit, si estan disponibles
    Caso contrario usar : Read-Modify-Write con cuidado.

    Monografias.com

    Digital Input
    La entrada se muestrea con cada pulso (flanco ascendente normalmente) del clock, lo que ocasiona “metaestabilidad”:

    Monografias.com

    Digital Input
    Normalmente incorporan un Schmitt-trigger.
    Para reducir la “metaestabilidad” se introducen “sincronizadores”

    Monografias.com

    Digital Input
    Cancelación de ruidos
    Resistencias de pull-up/down en las entradas: puede (debe) programarse su conexión/desconexión (a veces mediante el registro PORT).

    Monografias.com

    Digital Output
    Apenas el DDR setea un pin como salida, el MCU excita el pin de acuerdo al contenido del registro PORT correspondiente.
    Cuidado con los cortocircuitos
    Orden de seteo de DDR y PORT

    Monografias.com

    Analog I/O
    Conversión DIGITAL a ANALOGICA:
    Usando un modulador de ancho de pulso

    Monografias.com

    Conversión DIGITAL a ANALOGICA:
    Por redes del tipo R-2R. Para r bits sería:

    Monografias.com

    Conversión Analógica-Digital (CAD)
    Comparador: determina si V1 >V2 y arroja 1, ó 0 en caso contrario.

    Monografias.com

    Conversión Analógica-Digital (CAD)
    Conversion de valor

    Monografias.com

    ESTA PRESENTACIÓN CONTIENE MAS DIAPOSITIVAS DISPONIBLES EN LA VERSIÓN DE DESCARGA

    Nota al lector: es posible que esta página no contenga todos los componentes del trabajo original (pies de página, avanzadas formulas matemáticas, esquemas o tablas complejas, etc.). Recuerde que para ver el trabajo en su versión original completa, puede descargarlo desde el menú superior.

    Todos los documentos disponibles en este sitio expresan los puntos de vista de sus respectivos autores y no de Monografias.com. El objetivo de Monografias.com es poner el conocimiento a disposición de toda su comunidad. Queda bajo la responsabilidad de cada lector el eventual uso que se le de a esta información. Asimismo, es obligatoria la cita del autor del contenido y de Monografias.com como fuentes de información.

    Categorias
    Newsletter