PDF de programación - Microcontroladores - Arquitectura, programación y aplicación

Despradel Novas Peña
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Microcontroladores
Microcontrola
dores
Microcontrola
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dores
dores

Arquitectura, programación y aplicación



ATLANTIC INTERNATIONAL UNIVERSITY Honolulu,

Hawai

April 23 2008



Atlantic International University
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MicroControladores
MicroControladores
MicroControladores
MicroControladores
Arquitectura, Programación y Aplicación



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Índice

Presentación 1

Portada 2

Índice 3

Introducción 4

Que es un microcontrolador? 5

Diferencia entre un microprocesador y un microcontrolador 6

Arquitectura interna de un microcontrolador 7

Memorias 13

Tipos de microcontroladores PIC 16

Herramientas para desarrollar sistemas con PIC 18

El MPLAB-IDE 20

Aplicaciones de los microcontroladores 24

Sistemas con microcontroladores 26

Conclusión 30


Bibliografía 31



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Introducción

Desde la invención del circuito integrado, el desarrollo constante de la electrónica digital
ha dado lugar a dispositivos cada vez más complejos. Entre ellos los microprocesadores y
los microcontroladores, los cuales son básicos en las carreras de ingeniería electrónica.

Un microcontrolador es un computador completo, aunque de limitadas prestaciones, que
está contenido en el chip de un circuito integrado y se destina a gobernar una sola tarea.
El número de productos que funcionan en base a uno o varios microcontroladores
aumenta de forma exponencial.
La industria Informática acapara gran parte de los microcontroladores que se fabrican.
Casi todos los periféricos del computador, desde el ratón o el teclado hasta la impresora,
son regulados por el programa de un microcontrolador.
Los electrodomésticos de línea blanca (lavadoras, hornos, lavavajillas, etc.) y de línea
marrón (televisores, vídeos, aparatos musicales, etc.) incorporan numerosos
microcontroladores. Igualmente, los sistemas de supervisión, vigilancia y alarma en los
edificios utilizan estos chips. También se emplean para optimizar el rendimiento de
ascensores, calefacción, aire acondicionado, alarmas de incendio, robo, etc.

Las aplicaciones de los microcontroladores son vastas, se puede decir que solo están
limitadas por la imaginación del usuario. Es común encontrar microcontroladores en
campos como la robótica y el automatismo, en la industria del entretenimiento, en las
telecomunicaciones, en la instrumentación, en la industria automotriz, etc.

Aunque el concepto de controlador ha permanecido invariable a través del tiempo, su
implementación física ha variado frecuentemente. Hace tres décadas, los controladores
electrónicos se construían exclusivamente con componentes de lógica discreta,
posteriormente se emplearon los microprocesadores, que se rodeaban con chips de
memoria y E/S sobre una tarjeta de circuito impreso. En la actualidad, todos los elementos
del controlador se han podido incluir en un solo circuito integrado, el cual recibe el
nombre de microcontrolador. Realmente consiste en un sencillo pero completo ordenador
contenido en un circuito integrado.



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¿QUÉ ES UN MICROCONTROLADOR?

Un microcontrolador es un circuito integrado que en su interior contiene una unidad
central de procesamiento (CPU), unidades de memoria (RAM y ROM), puertos de
entrada y salida y periféricos. Estas partes están
interconectadas dentro del
microcontrolador, y en conjunto forman lo que se le conoce como microcomputadora.
Se puede decir con toda propiedad que un microcontrolador es una microcomputadora
completa encapsulada en un circuito integrado.

El microcontrolador es un computador dedicado a diversas aplicaciones. En su memoria
sólo reside un programa destinado a gobernar una aplicación determinada; sus líneas de
entrada/salida soportan el conexionado de los sensores y actuadores del dispositivo a
controlar, y todos los recursos complementarios disponibles tienen como única finalidad
atender sus requerimientos. Una vez programado y configurado el microcontrolador
solamente sirve para gobernar la tarea asignada.



Toda microcomputadora requiere de un programa para que realice una función
específica. Este se almacena normalmente en la memoria ROM. No está de más
mencionar que sin un programa, los microcontroladores carecen de utilidad.

El propósito fundamental de los microcontroladores es el de leer y ejecutar los
programas que el usuario le escribe, es por esto que la programación es una actividad
básica e indispensable cuando se diseñan circuitos y sistemas que los incluyan. El
carácter programable de los microcontroladores simplifica el diseño de circuitos
electrónicos. Permiten modularidad y flexibilidad, ya que un mismo circuito se puede
utilizar para que realice diferentes funciones con solo cambiar el programa del
microcontrolador.



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Diferencias entre un microprocesador y un microcontrolador
Diferencias entre un microprocesador y un microcontrolador
Diferencias entre un microprocesador y un microcontrolador
Diferencias entre un microprocesador y un microcontrolador

El microprocesador es un circuito integrado que contiene la Unidad Central de Proceso
(CPU), también llamado procesador, de un computador. El CPU está formado por la
Unidad de Control, que interpreta las instrucciones, y el BUS de Datos, que los ejecuta.
Los pines de un microprocesador sacan al exterior las líneas de sus buses de direcciones,
datos y control, para permitir conectarle con la Memoria y los Módulos de (ENTRADA /
SALIDA) E/S y configurar un computador implementado por varios circuitos integrados.
Se dice que un microprocesador es un sistema abierto porque su configuración es variable
de acuerdo con la aplicación a la que se destine.

El microcontrolador es un sistema cerrado. Todas las partes del computador están
contenidas en su interior y sólo salen al exterior las líneas que gobiernan los periféricos.
Usted podría pensar que las características de un sistema cerrado representan una
desventaja con relación a los Microprocesadores, pero en la práctica cada fabricante de
microcontroladores oferta un elevado número de modelos diferentes, desde los más
sencillos hasta los más poderosos. Es difícil no encontrar uno que se adapte a nuestros
requerimientos del momento.
Es posible seleccionar la capacidad de las memorias, el número de líneas de (ENTRADA /
SALIDA) E/S, la cantidad y potencia de los elementos auxiliares, la velocidad de
funcionamiento, etc. Por todo ello, un aspecto muy destacado del diseño es la selección
del microcontrolador a utilizar.
Podemos concluir con que la diferencia fundamental entre un Microprocesador y un
Microcontrolador: es que el Microprocesador es un sistema abierto con el que se puede
construirse un computador con las características que se desee, acoplándole los módulos
necesarios.
Los productos que para su regulación incorporan un microcontrolador disponen de las
siguientes ventajas: Aumento de prestaciones, un mayor control sobre un determinado
elemento representa una mejora considerable en el mismo. Aumento de la habilidad al
reemplazar el microcontrolador por un elevado número de elementos disminuye el riesgo
de averías y se precisan menos ajustes. Reducción del tamaño en el producto acabado. La
integración del microcontrolador en un chip disminuye el volumen, la mano de obra y los
stocks. Mayor flexibilidad: las características de control están programadas por lo que su
medicación sólo necesita cambios en el programa de instrucciones.



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Arquitectura interna de in microcontrolador
Arquitectura interna de in microcontrolador
Arquitectura interna de in microcontrolador
Arquitectura interna de in microcontrolador

Aunque inicialmente todos los microcontroladores adoptaron la arquitec