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Microcontrolador Un microcontrolador es un dispositivo diseñado para realizar un control específico dependiendo de la programación que se le asigne. Está constituido principalmente por un CPU y otros componentes esenciales. Palabras clave: - Circuito integrado programable. - Componentes principale...

Microcontrolador Un microcontrolador es un dispositivo diseñado para realizar un control específico dependiendo de la programación que se le asigne. Está constituido principalmente por un CPU y otros componentes esenciales. Palabras clave: - Circuito integrado programable. - Componentes principales: CPU, memoria, entradas y salidas. - Funciones: monitoreo, automatización y control de procesos. Aplicaciones Se encuentran en la industria automotriz, electrodomésticos, celulares, entre otros. Principales elementos del microcontrolador - CPU o microprocesador: Ejecuta las tareas o instrucciones (también llamado CORE). - Memorias: Almacenan datos. - RAM: Memoria volátil donde se guardan datos temporales (variables). Se borra cuando el microcontrolador deja de funcionar. - ROM (Memoria del programa): Almacena instrucciones y es de tipo no volátil (flash). No se borra hasta que se cargue un nuevo programa. - EEPROM: Memoria no volátil para almacenar datos permanentes. - Oscilador o reloj: Genera pulsos de sincronización. La frecuencia de los pulsos varía según el microcontrolador. - Módulo A/C: Convierte señales de análogo a digital. - Puertos: Son entradas y salidas digitales. - PLL: Multiplica los pulsos del oscilador. Registros Un registro es un espacio en la memoria RAM donde se almacena un dato temporalmente. Los registros varían según el microcontrolador y el CPU los gestiona a través del bus de datos. - Registros SFR (Registro de Función Especial): Son registros de 8 bits en la memoria RAM. Dependiendo del registro mandado por el CPU, activan o desactivan los módulos internos del microcontrolador. Bus de datos El bus de datos conecta la CPU con la RAM y se compone de 8 líneas por cada bit para la transmisión simultánea de datos. Además, cuenta con una línea de control para la lectura y escritura de registros. Arquitectura del Microcontrolador - Arquitectura von Neumann: - Usa un solo bus para datos e instrucciones de 8 bits. - RAM y ROM están juntas, lo que facilita el desarrollo, pero limita la velocidad. - Arquitectura Harvard: - Tiene memorias separadas y buses distintos para datos e instrucciones. - Es más rápida, ya que permite el intercambio simultáneo de datos e instrucciones. Juego de Instrucciones Las instrucciones que el microcontrolador puede ejecutar están escritas en lenguaje ensamblador. - RISC (Reduced Instruction Set Computer): Tiene pocas instrucciones, pero son básicas y eficientes. Es el caso de los microcontroladores PIC. - CISC (Complex Instruction Set Computer): Contiene instrucciones más complejas y variadas. El microcontrolador PIC16F887 tiene un máximo de 35 instrucciones. Puertos de Entrada y Salida Digital - Registro TRIS: Configura cada pin como entrada (1) o salida (0). - Registro PORT: Lee o escribe el estado del pin. Oscilador de Reloj - Oscilador externo: Se conecta a los pines OSC1 y OSC2. - Oscilador interno: Puede operar en dos frecuencias: 8 MHz (HIGH) o 31 kHz (LOW). Se usa comúnmente para temporizadores y funciones de arranque. - Divisor o pre-escalador: Selecciona la frecuencia a través del registro OSCCON (3 bits). Solo funciona con el oscilador interno. - Módulo selector: Determina si se usará el oscilador interno o externo. - Registro OSCCON: Controla la selección del oscilador y la configuración de la frecuencia. Reinicio del Microcontrolador El reinicio dura aproximadamente 72 ms y puede ocurrir por diferentes razones: - Reinicio BLACK-OUT: Se produce al apagar la fuente de alimentación. - Reinicio BROWN-OUT: Ocurre cuando el voltaje de alimentación cae lentamente, lo que puede causar fallos en la memoria flash. - Ruido eléctrico: Fluctuaciones en el voltaje pueden causar reinicios inesperados. Temporizadores y Contadores - Oscilador: Genera la señal de reloj esencial para el funcionamiento del microcontrolador. - MIPS (Millones de Instrucciones por Segundo): En el PIC16F887 con oscilador interno de 8 MHz, el rendimiento máximo es de 2 MIPS. - Timer: Registro de 8 bits que cuenta de 0 a 255 con cada pulso de reloj. - Contador: Similar al timer, pero usa una señal de reloj externa. - Watchdog Timer (Perro Guardián): Temporizador interno que resetea el sistema si no se reinicia periódicamente mediante la instrucción CLRWDT. Microcontrolador PIC16F887 - Oscilador: Requiere 4 ciclos para ejecutar una instrucción. - Velocidad máxima: Con oscilador interno, puede alcanzar hasta 8 MHz (2 MIPS). Con un oscilador externo, puede llegar a 20 MHz. Dato Extra El ruido eléctrico en ambientes industriales es causado frecuentemente por motores y bobinas.