CONCEPTOS BASICOS DE: MICROPROCESADORES Y MICROCONTROLADORES.

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1 CONCEPTOS BASICOS DE: MICROPROCESADORES Y MICROCONTROLADORES

2 MICROCOMPUTADORA C P U Unidad Operativa Unidad de Entrada
Unidad de Control Unidad de Salida Una microcomputadora es una combinación de dispositivos y circuitos digitales que pueden realizar una secuencia programada con un mínimo de intervención humana. Básicamente está formada por (Ver figura de la lámina) La Unidad Operativa está formada por la Unidad Aritmético Lógica y los Registros (Acumulador, Contador de Programa, Registros de trabajo, etc) La Unidad operativa y la Unidad de Control, constituyen por su parte la Unidad Central de Proceso (CPU) Esta CPU puede estar formada por un sistema de dispositivos. Si estos elementos se encuentran en un solo circuito integrado entonces el CPU es un MICROPROCESADOR. Memoria

3 MICROCOMPUTADORA MICRO- PROCESADOR (CPU) Unidad de Entrada
Unidad de Salida Es decir el elemento central de la micro-computadora es el Micro-Procesador. La utilidad intrínseca de del microprocesador es nula, si no se utiliza en combinación con algún dispositivo de entrada/salida y memoria. Las unidades de entrada/salida permiten la adecuada comunicación con el mundo exterior. La memoria para almacenar los datos, el programa y los resultados de las operaciones. Memoria

4 HISTORIA DE LOS MICROPROCESADORES
4 bits 8 bits 8 bits 16 bits 16 bits bits bits bits bits 700kHz 800kHz 2MHz 4 MHz 4 MHz MHz MHz MHz MHz El primer microprocesador fue el Intel 4004, producido en Se desarrolló originalmente para una calculadora, y resultó revolucionario para su época. Contenía transistores, era un microprocesador de arquitectura de 4 bits que podía realizar hasta operaciones por segundo, trabajando a una frecuencia de reloj de alrededor de 700 kHz. El primer microprocesador de 8 bits fue el Intel 8008 desarrollado a mediados de 1972 para su uso en terminales informáticos. El Intel 8008 integraba 3300 transistores y podía procesar a frecuencias máximas de 800 kHz. El primer microprocesador realmente diseñado para uso general, desarrollado en 1974, fue el Intel 8080 de 8 bits, que contenía 4500 transistores y podía ejecutar instrucciones por segundo trabajando a alrededor de 2 MHz. Los primeros microprocesadores de 16 bits fueron el 8086 y el 8088, ambos de Intel. Fueron el inicio de la popular arquitectura x86. El chip 8086 fue introducido al mercado en el verano de 1978, en tanto que el 8088 fue lanzado en Llegaron a operar a frecuencias mayores de 4 MHz. El microprocesador elegido para equipar al IBM PC, que causó que fuera el más empleado en los PC-AT compatibles entre mediados y finales de los años 80 fue el Intel (también conocido simplemente como 286); es un microprocesador de 16 bits, de la familia x86, que fue lanzado al mercado en Contaba con transistores. Las versiones finales alcanzaron velocidades de hasta 25 MHz. Uno de los primeros procesadores de arquitectura de 32 bits fue el de Intel, fabricado a mediados y fines de la década de 1980; en sus diferentes versiones llegó a trabajar a frecuencias del orden de los 40 MHz. El Pentium surgió en 1993 con una frecuencia de trabajo de 66MHz. Los microprocesadores modernos tienen una capacidad y velocidad mucho mayores, trabajan en arquitecturas de 64 bits, integran más de 700 millones de transistores y pueden operar a frecuencias superiores a los 3 GHz.

5 MICROCONTROLADOR MICRO- PROCESADOR (CPU) Unidad de Entrada
Unidad de Salida Memoria

6 MICROCONTROLADOR MICRO- PROCESADOR (CPU) Memoria Unidad de Salida
Unidad de Entrada Si las unidades de entrada y salida, la memoria y el microprocesador están contenidos en un solo circuito integrado, entonces nos referimos a un MicroCONTROLADOR

7 DIFERENCIAS: MICROCONTROLADOR MICROPROCESADOR ABIERTO CERRADO
PRECIO ELEVADO PRECIO BAJO MicroProcesador es un sistema digital Abierto, mientras que el microControlador es un sistema digital Cerrado. Un MicroProcesador es ABIERTO, porque se puede construir una computadora con las características que se desee, acoplándole los módulos necesarios. El Microcontrolador es CERRADO porque contiene un computador completo y de prestaciones limitadas que no se puede modificar. Los Microcontroladores tienen un costo bajo en comparación con el elevado precio de los microprocesadores. (Un microprocesador puede costar entre BsF 500 y BsF 1500, mientras que un microcontrolador entre BsF 40 y BsF 200) mP mC

8 CLASIFICACIÓN mC 4 Pequeños automatismos bits y juguetería 8
Diversas Aplicaciones BUS DATOS 16 bits Procesamiento digital de señales 32 bits Clasificación de los microcontroladores según el bus de datos (bits) Microcontroladores de 4 bits: Son los más sencillos en todos los aspectos y de muy bajo costo. Se fabrican en grandes volúmenes. Aplicaciones típicas: pequeños automatismos y juguetería Microcontroladores de 8 bits: Son los más utilizados en la actualidad. Gran diversidad y versatilidad. Con mas de 2000 millones de unidades vendidas/año. Aplicaciones en diversos campos Microcontroladores de 16 bits: Prestaciones superiores. Aplicaciones típicas: procesamiento digital de señales Microcontroladores de 32 bits: Mas complejos y costosos. Algunas características similares a un microprocesador. Se dedican a proyectos muy avanzados. Aplicaciones típicas: Inteligencia artificial y almacenamiento masivo de datos. Inteligencia artificial, Almacenamiento masivo

9 ARQUITECTURAS Von Neumann Harvard Memoria de Programa CPU Bus de CPU
Direcciones Instrucciones Bus de Direcciones Bus de Datos e Instrucciones CPU La arquitectura de Von Neumann es una familia de arquitecturas de computadoras que utilizan el mismo dispositivo de almacenamiento (memoria) tanto para las instrucciones como para los datos, a diferencia de la arquitectura Harvard que utilizaban dispositivos de almacenamiento físicamente separados (memorias) para las instrucciones y para los datos. En la arquitectura Von Neumann existe un Bus bidireccional para datos y direcciones, mientras que en la Harvard se emplea un bus unidireccional para las instrucciones y un bus bidireccional para los datos. Se emplea un solo bus de direcciones en la arquitectura Von Neuman y dos buses de dirección en la Harvard. Memoria (Datos y Programa) Direcciones Datos Memoria de Datos

10 ARQUITECTURAS CISC RISC
“Computador con repertorio de instrucciones complejo” Gran número de instrucciones complejas. Permite implementar instrucciones de alto nivel directamente o con un número pequeño de instrucciones ensamblador. Gran variedad de tipos de datos y de modos de direccionamiento. Se pueden añadir nuevas instrucciones al repertorio manteniendo las antiguas. RISC “Computador con repertorio de instrucciones reducido” Pocas instrucciones y muy básicas. Repertorio simple y ortogonal. Formatos de instrucción uniformes. Pocos tipos de datos y de modos de direccionamiento, siempre los más sencillos.

11 FAMILIA PIC1 Mejorada Alta Media Básica Enana P I C1 mC, 8 bits, RISC
GAMAS Arq. Harvard Media Básica Los PIC son unos microcontroladores de 8 bits y Set de Instrucciones Reducido (RISC) fabricados por Microchip. Una de sus principales Características es que presentan arquitectura Harvard, es decir, el programa se almacena en una memoria separada de la memoria de datos. Microchip dispone de 5 familias de microcontroladores: la Gama Enana, Gama Básica, Gama Media, Gama Alta y la Gama Mejorada. Enana

12 FAMILIA PIC1 Mejorada Alta Media Básica Enana Gama 18XXXXX 77
Identificación Instrucciones Reloj Stack Mejorada 18XXXXX 77 (16 bits) 40 MHz 32 niveles Alta 17XXXXX 58 (16 bits) 33 MHz 16 niveles Media 16XXXX 35 (14 bits) 20MHz 8 niveles Los PIC se clasifican en 5 gamas. Una gama se puede diferenciar por los primeros dígitos que conforman su identificación. Por ejemplo un PIC 16F877 es de la gamma media, mientras que un PIC 16C56 es de la gamma básica, ademas los PIC 18F556 Forma parte de la gamma mejorada. Básica 16C5X 16C55X 33 (12 bits) 20 MHz 2 niveles Enana 12XXXX 33 a 35 (12 a 14 bits) 4 a 10 MHz 2 niveles

13 PERIFÉRICOS BÁSICOS LED

14 PERIFÉRICOS BÁSICOS Pulsadores e Interruptores:

15 PERIFÉRICOS BÁSICOS Optoacopladores:

16 PERIFÉRICOS BÁSICOS Displays:

17 PERIFÉRICOS BÁSICOS Relé:

18 PERIFÉRICOS BÁSICOS Relé miniatura DIL:

19 PERIFÉRICOS BÁSICOS Foto Triac:

20 PERIFÉRICOS BÁSICOS Zumbador: