Presentacin de PowerPoint
Materia: microcontroladores
Tema. 1.2 Componentes del microcontrolador2.2 registros
internos
Equipo 4:Len Ramrez eber Sandoval cabrera EduardoAndrade Gonzlez
cesar erubielMontreal caro DavidMuos Grajales Sergio clemente
Flores parra omar
Partes del microcontrolador
El procesador o UCP.Es el elemento ms importante del
microcontrolador y determina sus principales caractersticas, tanto
a nivel hardware como software.Se encarga de direccionar la memoria
de instrucciones, recibir el cdigo OP de la instruccin en curso, su
decodificacin y la ejecucin de la operacin que implica la
instruccin, as como la bsqueda de los operandos y el almacenamiento
del resultado.
MemoriaEn los microcontroladores la memoria de instrucciones y
datos est integrada en el propio chip. Una parte debe ser no
voltil, tipo ROM, y se destina a contener el programa de
instrucciones que gobierna la aplicacin. Otra parte de memoria ser
tipo RAM, voltil, y se destina a guardar las variables y los
datos.Hay dos peculiaridades que diferencian a los
microcontroladores de los computadores personales:No existen
sistemas de almacenamiento masivo como disco duro o disquetes. La
RAM en estos dispositivos es de poca capacidad pues slo debe
contener las variables y los cambios de informacin que se produzcan
en el transcurso del programa. Por otra parte, como slo existe un
programa activo, no se requiere guardar una copia del mismo en la
RAM pues se ejecuta directamente desde la ROM.
El registro de instruccin(RI): almacena la instruccin que esta
siendo ejecutada por la CPU. El RI es invisible para el
programador.
El acumulador(ACC: accumulator): es el registro asociado a las
operaciones aritmticas y lgicas que se pueden realizar en la ALU.
En cualquier operacin, uno de los datos debe de estar en ACC y el
resultado se obtiene en el ACC.
El registro de estado(STATUS): agrupa los bits controladores de
las caractersticas del resultado de las operaciones aritmticas y
lgicas realizadas en la ALU. Entre estos indicadores estn el signo
el resultado(si es positivo o negativo), si el resultado es 0. El
contador de programa(PC: program counter) es el registro de la CPU
donde se almacenan direcciones de instrucciones. Cada vez que la
CPU busca una instruccin en la memoria, el PC se incrementa,
apuntando as a la siguiente instruccin. En un instante de tiempo
dado, el PC contiene la direccin de la instruccin que ser ejecutada
a continuacin. Las instrucciones de transferencia de control
modifican el valor del PC.
Puertas de Entrada y SalidaLa principal utilidad de las patitas
que posee la cpsula que contiene un microcontrolador es soportar
las lneas de E/S que comunican al computador interno con los
perifricos exteriores.Segn los controladores de perifricos que
posea cada modelo de microcontrolador, las lneas de E/S se destinan
a proporcionar el soporte a las seales de entrada, salida y
control.
Reloj principal
Todos los microcontroladores disponen de un circuito oscilador
que genera una onda cuadrada de alta frecuencia, que configura los
impulsos de reloj usados en la sincronizacin de todas las
operaciones del sistema.Generalmente, el circuito de reloj est
incorporado en el microcontrolador y slo se necesitan unos pocos
componentes exteriores para seleccionar y estabilizar la frecuencia
de trabajo. Dichos componentes suelen consistir en un cristal de
cuarzo junto a elementos pasivos o bien un resonador cermico o una
red R-C.Aumentar la frecuencia de reloj supone disminuir el tiempo
en que se ejecutan las instrucciones pero lleva aparejado un
incremento del consumo de energa.
RECURSOS ESPECIALESCada fabricante oferta numerosas versiones de
una arquitectura bsica de microcontrolador. En algunas ampla las
capacidades de las memorias, en otras incorpora nuevos recursos, en
otras reduce las prestaciones al mnimo para aplicaciones muy
simples, etc. La labor del diseador es encontrar el modelo mnimo
que satisfaga todos los requerimientos de su aplicacin. De esta
forma, minimizar el coste, el hardware y el software.Los
principales recursos especficos que incorporan los
microcontroladores son: Temporizadores o "Timers". Perro guardin o
"Watchdog". Proteccin ante fallo de alimentacin o "Brownout".
Estado de reposo o de bajo consumo. Conversor A/D. Conversor D/A.
Comparador analgico. Modulador de anchura de impulsos o PWM.
Puertas de E/S digitales. Puertas de comunicacin.
Registros
Son un espacio de memoria muy reducido pero necesario para
cualquier microprocesador, de aqu se toman los datos para varias
operaciones que debe realizar el resto de los circuitos del
procesador. Los registros sirven para almacenar los resultados de
la ejecucin de instrucciones, cargar datos desde la memoria externa
o almacenarlos en ella.Aunque la importancia de los registros
parezca trivial, no lo es en absoluto. De hecho una parte de los
registros, la destinada a los datos, es la que determina uno de los
parmetros ms importantes de cualquier microprocesador. Cuando
escuchamos que un procesador es de 4, 8, 16, 32 o 64 bits, nos
estamos refiriendo a procesadores que realizan sus operaciones con
registros de datos de ese tamao, y por supuesto, esto determina
muchas de las potencialidades de estas mquinas.Mientras mayor sea
el nmero de bits de los registros de datos del procesador, mayores
sern sus prestaciones, en cuanto a poder de cmputo y velocidad de
ejecucin, ya que este parmetro determina la potencia que se puede
incorporar al resto de los componentes del sistema, por ejemplo, no
tiene sentido tener una ALU de 16 bits en un procesador de 8
bits.Por otro lado un procesador de 16 bits, puede que haga una
suma de 16 bits en un solo ciclo de mquina, mientras que uno de 8
bits deber ejecutar varias instrucciones antes de tener el
resultado, aun cuando ambos procesadores tengan la misma velocidad
de ejecucin para sus instrucciones. El procesador de 16 bits ser ms
rpido porque puede hacer el mismo tipo de tareas que uno de 8 bits,
en menos tiempo.
Perro guardin (electrnica)
En electrnica, un perro guardin (en ingls watchdog) es un
mecanismo de seguridad que provoca un reset del sistema en caso de
que ste se haya bloqueado.Consiste en un temporizador que ir
continuamente decrementando un contador, inicialmente con un valor
alto. Cuando este contador llegue a cero, se reiniciar el sistema,
as que se debe disear una subrutina en el programa de manera que
refresque o reinicie al perro guardin antes de que provoque el
reset. Si el programa falla o se bloquea, al no actualizar el
contador del perro guardin a su valor de inicio, ste llegar a
decrementarse hasta cero y se reiniciar el sistema.
Reset:
ES una accin en la cual se inicia el trabajo de los
microprocesadores y microcontroladores. Esta accin se ejecuta
cuando se aplica una seal denominada de reset a una terminal ,
designada tambin como reset. El efecto practico de la seal es poner
el contador de programa (PC) en un valor predeterminado (por
ejemplo,PC=0), haciendo as que el microprocesador o
microcontrolador comience comience a ejercitar las instrucciones
que estn a partir de esa posicin de memoria apuntada pro el
PIC.
En un microcomputador la seal de reset se genera manualmente al
pulsar el botn (reset manual) o cuando se pone en marcha el sistema
(reset por encendido).
Bajo consumo
un parmetro importante en los microcontroladores es su bajo
consumo de corriente. Hay un gran numero de aplicaciones ( por
ejemplo, la telefona mvil) que requieren que el dispositivo sea
alimentado mediante bateras. Una bajo consumo de corriente conlleva
a una mayor duracin de la batera.
El consumo de corriente de un circuito integrado depende
fundamentalmente de tres factores: la tecnologa de fabricacin, la
frecuencia del oscilador y la tencin de alimentacin.
http://galia.fc.uaslp.mx/~cantocar/microcontroladores/SLIDES_8051_PDF/2_INTROD.PDF
FERNANDO E. VALDES PEREZ , RAMON PALLAS ARENY.
MICROCONTROLADORES FUNDAMENTOS Y APLICACIONES CON PIC
http://www.mikroe.com/chapters/view/79/capitulo-1-el-mundo-de-los-microcontroladores/
