MICROCONTROLADORES PAL (Arreglos lógicos programables)

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1 MICROCONTROLADORES PAL (Arreglos lógicos programables)

2 Ingeniería electrónica
Presentado por: Luis Ernesto Duarte Londoño Ciro Alejandro Ferreira Carrillo Ingeniería electrónica Grupo 9

3 MICROCONTROLADORES

4 En los años 70 del siglo XX, la electrónica digital todavía andaba medio que en pañales, pero dentro de la electrónica ya era una especialidad consagrada. En aquel entonces las computadoras se diseñaban para que realizaran algunas operaciones muy simples, y si se quería que estas máquinas pudiesen hacer cosas diferentes, era necesario realizar cambios bastante significativos al hardware. A principios de los años 70, una empresa japonesa le encargó a una joven compañía norteamericana que desarrollara un conjunto de circuitos para producir una calculadora de bajo costo. INTEL se dedicó de lleno a la tarea y entre los circuitos encargados desarrolló uno muy especial, algo no creado hasta la fecha: el primer microprocesador integrado.

5 Unidad aritmético-lógica
Visto así, no hay nada de especial en un microprocesador; la maravilla está en que la combinación adecuada de los códigos de entrada, su ejecución secuencial, el poder saltar hacia atrás o adelante en la secuencia de códigos en base a decisiones lógicas u órdenes específicas, permite que la máquina realice un montón de operaciones complejas, no contempladas en los simples códigos básicos. Unidad aritmético-lógica Como los procesadores son circuitos que hacen básicamente operaciones lógicas y matemáticas, se le dedica a este proceso una unidad completa, con cierta independencia. Aquí es donde se realizan las sumas, restas, y operaciones lógicas típicas del álgebra de Boole. Actualmente este tipo de unidades ha evolucionado mucho y los procesadores más modernos tienen varias ALU, especializadas en la realización de operaciones complejas como las operaciones en coma flotante. De hecho en muchos casos le han cambiado su nombre por el de “coprocesador matemático”, aunque este es un término que surgió para dar nombre a un tipo especial de procesador que se conecta directamente al procesador más tradicional. Su impacto en las prestaciones del procesador es también importante porque, dependiendo de su potencia, tareas más o menos complejas, pueden hacerse en tiempos muy cortos.

6 características Un microcontrolador es un circuito integrado o chip que incluye en su interior las tres unidades funcionales de una computadora: unidad central de procesamiento, memoria y unidades de E/S (entrada/salida).

7 Son diseñados para reducir el costo económico y el consumo de energía de un sistema en particular. Por eso el tamaño de la unidad central de procesamiento, la cantidad de memoria y los periféricos incluidos dependerán de la aplicación. El control de un electrodoméstico sencillo como una batidora, utilizará un procesador muy pequeño (4 u 8 bit) por que sustituirá a un autómata finito. En cambio un reproductor de música y/o vídeo digital (mp3 o mp4) requerirá de un procesador de 32 bit o de 64 bit y de uno o más Códec de señal digital (audio y/o vídeo). El control de un sistema de frenos ABS (Antilock Brake System) se basa normalmente en un microcontrolador de 16 bit, al igual que el sistema de control electrónico del motor en un automóvil.

8 Los microcontroladores representan la inmensa mayoría de los chips de computadoras vendidos, sobre un 50% son controladores "simples" y el restante corresponde a DSP más especializados. Mientras se pueden tener uno o dos microprocesadores de propósito general en casa, usted tiene distribuidos seguramente entre los electrodomésticos de su hogar una o dos docenas de microcontroladores. Pueden encontrarse en casi cualquier dispositivo electrónico como automóviles, lavadoras, hornos microonda, teléfonos, etc.

9 Estructura básica de un microcontrolador
En esta figura, vemos al microcontrolador metido dentro de un encapsulado de circuito integrado, con su procesador (CPU), buses, memoria, periféricos y puertos de entrada /salida. Fuera del encapsulado se ubican otros circuitos para completar periféricos internos y dispositivos que pueden conectarse a los pines de entrada/salida. También se conectarán a los pines del encapsulado la alimentación, masa, circuito de completamiento del oscilador y otros circuitos necesarios para que el microcontrolador pueda trabajar.

10 Núcleo de un microcontrolador
Aun cuando el microcontrolador es una computadora embebida dentro de un circuito integrado, se compone de un núcleo y un conjunto de circuitos adicionales. Dentro del núcleo se encuentran el procesador y la memoria, todo ello estructurado de forma tal que conforme una arquitectura de computadora.

11 Temporizadores y contadores
Son circuitos sincrónicos para el conteo de los pulsos que llegan a su entrada de reloj. Si la fuente de conteo es el oscilador interno del microcontrolador es común que no tengan un pin asociado, y en este caso trabajan como temporizadores. Por otra parte, cuando la fuente de conteo es externa, entonces tienen asociado un pin configurado como entrada, este es el modo contador. Los temporizadores son uno de los periféricos más habituales en los microcontroladores y se utilizan para muchas tareas, como por ejemplo, la medición de frecuencia, implementación de relojes, para el trabajo de conjunto con otros periféricos que requieren una base estable de tiempo entre otras funcionalidades. Es frecuente que un microcontrolador típico incorpore más de un temporizador/contador e incluso algunos tienen arreglos de contadores. Como veremos más adelante este periférico es un elemento casi imprescindible y es habitual que tengan asociada alguna interrupción. Los tamaños típicos de los registros de conteo son 8 y 16 bits, pudiendo encontrar dispositivos que solo tienen temporizadores de un tamaño o con más frecuencia con ambos tipos de registro de conteo.

12 Conversor analógico/digital
Como es muy frecuente el trabajo con señales analógicas, éstas deben ser convertidas a digital y por ello muchos microcontroladores incorporan un conversor A/D, el cual se utiliza para tomar datos de varias entradas diferentes que se seleccionan mediante un multiplexor. Las resoluciones más frecuentes son 8 y 10bits, aunque hay microcontroladores con conversores de 11 y 12 bits, para resoluciones mayores es preciso utilizar conversores A/D externos. Los conversores A/D son uno de los periféricos más codiciados en el mundo de los microcontroladores y es por ello que muchísimos PIC los incorporan, siendo esta una de las características más destacables de los dispositivos que fabrica Microchip.

13 (ARREGLOS LOGICOS PROGRAMABLES)
PLA. (ARREGLOS LOGICOS PROGRAMABLES)

14 PLD Las iníciales PLD, significa Dispositivo Lógico Programable y son circuitos integrados que ofrecen a los diseñadores en un solo chip, un arreglo de compuertas lógicas y flip-flop’s, que pueden ser programados por el usuario para implementar funciones lógicas; y así, una manera más sencilla de reemplazar varios circuitos integrados estándares o de funciones fijas.

15 Ventajas de lo PLD - Los PLD’s representan menor costo para los fabricantes. - Pueden reemplazar funciones de otros dispositivos lógicos. - Reducción de espacio en las tarjetas de circuito impreso. - Simplificación del alambrado entre unos chips y otros. - Disminución en los requerimientos de potencia ( por consiguiente menor consumo de energía ) - Realización de aplicaciones especiales no encontradas en circuitos integrados de funciones fijas. - Puede reflejarse menor costo para el usuario al ver las ventajas de tener menor cantidad de circuitos integrados; por consiguiente, procesos de ensamblado más rápidos, menor probabilidad de que puedan ocurrir fallas, así como menores procedimientos en la detección de fallas cuando estas se presenten.

16 PLA Es un circuito PLD que puede programarse para ejecutar una función compleja. Normalmente se utilizan para implementar lógica combinacional pero algunos PLA pueden usarse para implementar diseños lógicos secuenciales. El PLA es una solución con un solo circuito integrado a muchos problemas lógicos, que pueden tener muchas entradas y muchas salidas.

17 Se trata de una solución AND-OR de dos niveles combinacional que puede programarse para realizar cualquier expansión lógica de suma de productos, sujeta a las limitaciones del producto. Estas limitaciones son el número de entradas (n), el número de salidas (m) y el número de términos productos (p). Se puede describir como un “PLA n x m con p términos productos”. Por tanto su utilidad está limitada a funciones que puedan expresarse en forma de suma de productos usando p o menos términos productos

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20 NICOLAS TESLA Nicolás Tesla (Smiljan, 10 de julio de 1856 – Nueva York, 7 de enero de 1943) fue un inventor, ingeniero mecánico e ingeniero eléctrico y uno de los promotores más importantes para el surgimiento de la electricidad comercial. Es mejor conocido por sus numerosas y revolucionarias invenciones en el campo del electromagnetismo a finales del siglo XIX y principios del siglo XX. Las patentes de Tesla y su trabajo teórico formó las bases para la corriente alterna moderna (CA) y los sistemas de potencia eléctrica, incluyendo el sistema polifásico de distribución eléctrica y el motor de corriente alterna, con los cuales contribuyo a la Segunda Revolución Industrial.

21 Unos de sus trabajos fue la unidad de medida del campo magnético B del Sistema Internacional de Unidades (también denominado densidad de flujo magnético e inducción magnética), el tesla, fue llamado en su honor (en la Conférence Générale des Poids et Mesures, París, en 1960), como también el efecto Tesla de la transmisión inalámbrica de energía para transferencia sin cables de energía a dispositivos electrónicos (Tesla lo demostró a pequeña escala con la lámpara incandescente tempranamente en 1893 y aspiro a usarlo para la transmisión intercontinental de niveles de poder a escala industrial en su proyecto inconcluso, la Wardenclyffe Tower (Torre de Wardenclyffe).

22 Inventos y descubrimientos destacables
Tesla, podría ser considerado el mayor científico y el mejor inventor de la historia (al menos conocido). Entre su amplia lista de creaciones, se comenta que llegó a inventar entre 700 y 1600 dispositivos, de los cuales la gran mayoría se desconocen. Entre los más destacables y que han llegado al conocimiento del público en general, podemos destacar: Transferencia inalámbrica de energía eléctrica mediante ondas electromagnéticas. Desarrolló un sistema para enviar energía eléctrica sin cables a largas distancias y quiso implementarlo en el proyecto de la torre de Wardenclyffe, del que se tienen algunas grabaciones en vídeo. Fue construido en un principio con el fin de enviar imágenes y sonidos a distancia, pero en realidad se trataba un sistema para el envío de electricidad de manera gratuita a toda la población. Dicha torre fue destruida por terceros, dado que se exigía que la electricidad debía ser cobrada a cada ciudadano que la consumía y que, el envío de energía eléctrica de forma gratuita, no entraba en los planes de quienes financiaron su proyecto.

23 Corriente alterna, corriente de impulso y corriente oscilante
Armas de energía directa Radio Bombilla sin filamento Dispositivos de electroterapia Sistemas de propulsión por medios electromagnéticos (sin necesidad de partes móviles) Bobina de Tesla: entregaba en la salida una energía de alto voltaje y alta frecuencia. Según se comenta, la famosa "bobina" de Tesla que conocemos como tal hoy en día, no es un invento de Tesla, ni nada tiene que ver con la original. En teoría se trataría de invento de Sir Oliver Lodge. Sobre la famosa y original bobina Tesla, únicamente se conoce que era un amplificador energético del cual se tenía que conocer una configuración muy específica, y su construcción era mucho más compleja.[cita requerida] Principios teóricos del radar Lámpara fluorescente Submarino eléctrico Oscilador vibracional mecánico Teslascopio Control remoto Ondas Tesla Rayos T

24 Sistema de generación de Nicolás Tesla, que utiliza los circuitos de corriente alterna para el transporte de energía a través de largas distancias

25 conclusiones todo microprocesador deberá tener como base su núcleo y memoria , para un funcionamiento exitoso de aquel los microprocesadores se manifiestan en los que son llamamos (integrados) los microprocesadores pueden convertir una señal analógica a una señal digital como por ejemplo , el integrado NE555 Los PLDs se utilizan en casi todos los nuevos equipos electrónicos de control, industriales, de consumo, de oficina, de comunicaciones, etc. Desde finales de la década de los sesenta, los equipos electrónicos digitales se han construido utilizando circuitos integrados de función lógica fija Clases de Dispositivos Lógicos Programables Circuitos integrados a medida Matrices de puertas. Células normalizadas. FPICs.

26 Frase filosófica Los grandes conocimientos engendran las grandes dudas. Que todo gran conocimiento que adquiere diario…. Le genera muchas mas dudas…. o sea ganas de saber mas

27 bibliografía wikipedia Revista electrónica 2 edición google
libro de electrónica básica 1

28 Gracias por su atención