INTRODUCCIÓN A LAS HERRAMIENTAS DE DISEÑO CON PIC [Nota para el instructor: las personas que realicen este curso necesitan un conocimiento básico sobre la utilización de fórmulas en Excel. Puede que los expertos en Excel prefieran pasar directamente en la lección 3 para obtener información sobre las mejoras realizadas en las fórmulas estadísticas en Excel 2003. Para obtener ayuda sobre la personalización de esta plantilla, vea la última diapositiva. Asimismo, busque más texto relacionado con la lección en el panel de notas de algunas diapositivas]. "Hay 10 tipos de personas: las que entienden binario y las que no" -Anónimo-

INTRODUCCIÓN A LOS MICROCONTROLADORES Características de los Microcontroladores Tipo de Arquitectura Arquitectura Von-Neuman Un único bus de datos para instrucciones y datos. Las instrucciones del programa y los datos se guardan conjuntamente en una memoria común. Cuando la CPU se dirige a la memoria principal, primero accede a la instrucción y después a los datos necesarios para ejecutarla, esto retarda el funcionamiento. Arquitectura Harvard El bus de datos y el bus de instrucción están separados Acceso en paralelo: Cuando se está leyendo una instrucción, la instrucción actual está utilizando el bus de datos. Una vez finalizada la instrucción actual, la siguiente ya está disponible en la CPU. Permite una ejecución más rápida.

INTRODUCCIÓN A LOS MICROCONTROLADORES C P U Program & Data Memory Arquitectura Von-Neumann El programa de instrucciones y los datos comparten la misma memoria 8 = 8 C P U Data Memory Program Memory Arquitectura Harvard Utiliza dos espacios de memoria distintos para las instrucciones y los datos. Esto permite utilizar distinto ancho de bus en ambos buses. 8 16 12 14 16 24

INTRODUCCIÓN A LOS MICROCONTROLADORES Características de los Microcontroladores CISC (Complex Instruction Set Computer) El conjunto de instrucciones es bastante heterogéneo: Instrucciones son muy potentes. En algunos casos equivalen a muchas instrucciones simples. Instrucciones especializadas para una tarea concreta. Facilita la programación. RISC (Reduced Instruction Set Computers) Al tener un conjunto de instrucciones reducido: – El controlador es más sencillo y el chip es más pequeño. – Es más rápido. – Tiene un consumo menor. SISC (Specific Instruction Set Computer) Incluyen instrucciones específicas para control: Instrucciones de entrada/salida eficaces y sencillas. Instrucciones específicas para operar a nivel de bit.

INTRODUCCIÓN A LOS MICROCONTROLADORES Características de los Microcontroladores Opciones de Memoria EEPROM (Electrically Erasable PROM) Muchos microcontroladores incorporan una pequeña memoria EEPROM dentro del chip (Contiene parámetros que pueden cambiarse si la aplicación lo necesita). Es lenta. El número de veces que se puede borrar/grabar está limitado. FLASH (EPROM) Son más rápidas que las memoria EEPROM. Permiten más ciclos de borrado/grabación.

INTRODUCCIÓN A LOS MICROCONTROLADORES Características de los Microcontroladores Memoria RAM Útiles para programas de gran tamaño. Más rápida que las memorias no volátiles. Número ilimitado de veces que puede grabarse. Apropiada para aplicaciones con grandes cantidades de datos que cambian contínuamente. Memoria Field programming/reprogramming Memoria no volátil. Puede reprogramase sin desconectar el microcontrolador. Permite actualizaciones remotas.

INTRODUCCIÓN A LOS MICROCONTROLADORES Características de los Microcontroladores Memoria OTP (One Time Programmable) Un OTP es una memoria PROM que sólo puede grabarse una vez. Se utiliza para pequeñas series. Para probar el programa; antes de fabricar grandes cantidad de microcontroladores con memorias ROM de máscara. Como los ciclos de desarrollo de productos son cada vez más cortos, es interesante para los fabricantes de microcontroladores ofrecer OTPs como una opción. ROM de máscara Son interesantes para un gran número de unidades cuando el programa va a ser el definitivo.

INTRODUCCIÓN A LOS MICROCONTROLADORES Características de los Microcontroladores Entradas y Salidas Comunicación serie UART (Universal Asynchronous Receiver-Transmitter) Un UART es un adaptador serie para comunicaciones asíncronas. USART Un USART (Unidad Universal de Transmisión Recepción Síncrona y Asíncrona) es un adaptador serie para comunicaciones asíncronas o síncronas. Los dispositivos que usan USART suelen ser más rápidos (hasta 16 veces) que un adaptador UART. SPI (Serial Peripheral Interface) El SPI permite la comunicación serie, duplex y asícrona. Dispone de modo de bajo consumo. SCI (Serial Communicactions Interfaces) Un SCI es un UART reforzado, permite la comunicación serie asícrona full-duplex. Dispone de dos modos de bajo consumo: wait y stop.

INTRODUCCIÓN A LOS MICROCONTROLADORES Características de los Microcontroladores Comunicación serie (cont.) I2C bus (Inter-Integrated Circuit Bus.) Es un bus de 2 hilos para comunicación serie desarrollador por PHILIPS. Existen multitud de periféricos con este bus integrado. MICROWIRE/PLUS Es una interface de comunicación serie síncrona bidireccional. Desarrollada por NATIONAL, su línea de dispositivos suele tenerla integrada. CAN & J1850 CAN (Cotroller Area Network) –conocido también como BUS CAN-. Desarrollador por BOSH-INTEL. Se utiliza mayoritariamente en aplicaciones de automoción. 1-WIRE Es un interface de comunicación serie de un solo cable.

INTRODUCCIÓN A LOS MICROCONTROLADORES Características de los Microcontroladores Conversor Analógico Digital (A/D). Convierte la tensión analógica a su valor digital. Pueden ser externos o internos al micro. Existen, en general, tres tipos integrados: Aproximaciones sucesivas (común en micro). Delta-Sigma Flash (rápido pero menos habitual). Conversores D/A. Obtienen una tensión analógica a partir de un valor digital. Conversor D/A con Modulador de ancho de Pulso (PWM). Otros Dispositivos. Contador de pulsos: cada pulso incrementa un contador. Entrada de Captura: sirve para medir intervalos de tiempo entre eventos. Comparadores analógicos.

INTRODUCCIÓN A LOS MICROCONTROLADORES Características de los Microcontroladores Salidas en paralelo. Son las más comunes y se suelen utilizar para controlar relés, led, displays, LCD, transistores, etc. Se caracterizan por una corriente máxima individual y una máxima común. Salidas de Potencia. Montaje Darlington. Control de relé. Control de triacs. Entradas en paralelo. Son las comunes y se utilizan para lectura de pulsadores, teclados, en general para leer el nivel lógico de la entrada. Pueden estas optoaisladas. Entradas/Salidas. Permiten cambiar la patilla como salida o entrada en cada instante.

INTRODUCCIÓN A LOS MICROCONTROLADORES Características de los Microcontroladores Interrupciones y Polling Transferencia de E/S por consulta (Polling) El polling es una técnica software en la que el microcontrolador pregunta constantemente al periférico si necesita ser atendido. Interrupciones Cuando los periféricos necesitan ser atendidos por el microcontrolador se lo comunican; de esta forma el micro puede atender a un programa principal (a diferencia del polling). Es una técnica más rápida en atender al periférico que el polling. El micro recibe la interrupción, identifica quién la ha provocado, ejecuta la rutina para atenderla y vuelve al programa principal. Disparo de interrupciones: Por flanco (de subida o bajada). Por nivel.

INTRODUCCIÓN A LOS MICROCONTROLADORES Características de los Microcontroladores Interrupciones (cont.) Interrupciones enmascarables Se pueden habilitar o inhibir de forma global o individual. Interrupciones No enmascarables No se pueden inhibir, son de obligada atención. Interrupciones vectorizadas Cuando se recibe una interrupción el micro debe localizar al periférico: Preguntando a cada uno (modo muy lento). Con las int. Vectorizadas donde cada uno se identifica por el bus de datos. Los micros de 4 bits no tiene interrupciones vectorizadas, los de 8, 16 y 32 tienen vectorizadas con jerarquía de prioridad.º

INTRODUCCIÓN A LOS MICROCONTROLADORES Características de los Microcontroladores Reset y Reloj Inicialización o reset La mayoría de los micros disponen de un sistema de inicialización cuando se conectan a alimentación. Poseen, además, de una entrada de reset sensible a nivel Reloj Todos los micros tienen integrado un oscilador y sólo necesitan un elemento externo para fijar la frecuencia dentro del margen indicado. Puede ser interno o externo con ayuda de un cristal de cuarzo, resonador cerámico o una red RC.

INTRODUCCIÓN A LOS MICROCONTROLADORES Características de los Microcontroladores Características especiales Watchdog (Perro Guardian). Un temporización que permite la recuperación del sistema ante un bloqueo. Si el programa entra en bucle infinito o si deja de funcionar el watchdog provoca un reset tras un tiempo predeterminado. Monitor de reloj (Clock Monitor). Permite apagar el micro si la señal de reloj varia. Cargador del programa residente. Al inicializar, el micro carga automáticamente el programa a ejecutar por un puerto desde un lugar remoto (o desde el mismo micro). Programa Monitor. Un programa instalado en el micro que permite desarrollos básicos y depuración de programas. Pueden comunicarse con un PC para ser ejecutado desde el mismo.