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Carlos Canto Q.
Arquitecturas de Microcontroladores
Facultad de Ciencias/UASLP
Microcontroladores
Microcontroladores

INTRODUCCIÓN A LOS MICROCONTROLADORES
Controlador y microcontrolador
Controlador: dispositivo que se emplea para el gobierno de
uno o varios procesos. Por ejemplo, el controlador que regula el
funcionamiento de un horno
Microcontrolador: un circuito integrado de alta escala de
integración que incorpora la mayor parte de los elementos que
configuran un controlador.
Carlos Canto Q.

Carlos Canto Q.

Carlos Canto Q.
Diferencias entre
Diferencias entre
Microcontrolador, Microprocesador
Microcontrolador, Microprocesador
y Microcomputadora
y Microcomputadora

Una microcomputadora
Carlos Canto Q.

Carlos Canto Q. Facultad de Ciencias/UASLP
Memoria
Memoria
Unidad
Central De
procesamiento
(CPU)
Unidad
Central De
procesamiento
(CPU)
Reloj
Reloj
Programa
Programa
Entradas
Salidas
1
1 2 3
3 A
A
4
4 5
5 6
6 B
B
7
7 8
8 9
9 C
C
<
< 0
0 >
> !
!
.
.
.
.
switch
Teclado
Sensor de
temperatura
Display
Beeper
Relevador
Cristal

Carlos Canto Q.
•El microprocesador es un circuito integrado que contiene la Unidad
Central de Proceso (CPU), también llamada procesador de un computador.
• Al microprocesador se le conecta la Memoria y Módulos de E/S para
configurar un computador implementado por varios circuitos integrados
MICROPROCESADORES
-VS
MICROCONTROLADORES

Microprocesadores:
‰ Requieren de otros chips para crear un sistema completo.
‰ Tienen alta capacidad de procesado.
‰ Memorias masivas de datos, con caché, etc.
‰ Suelen ser de propósito general.
‰ Costo elevado
Un microprocesador es un sistema abierto (configuración
variable) con el que puede construirse un computador con
las características que se desee, acoplándole los módulos
necesarios.

Carlos Canto Q.
El microprocesador
BUS DE DIRECCIONES
BUS DE DIRECCIONES
CPU
CPU
Memoria
RAM
Memoria
RAM
Puerto
E/S
Puerto
E/S
Memoria
ROM
Memoria
ROM
Puerto
Entrada
Puerto
Entrada
Puerto
Salida
Puerto
Salida
BUS DE DATOS
BUS DE DATOS
BUS DE CONTROL
BUS DE CONTROL
RELOJ
RELOJ

Carlos Canto Q.
Es un sistema cerrado que contiene un computador completo y
de prestaciones limitadas que no se pueden modificar.
µC
µC
Periféricos
Periféricos
¿Qué es un Microcontrolador?
DISEÑADO ORIGINALMENTE PARA FINES DE
CONTROL CON CAPACIDADES LIMITADAS
DISE
DISEÑ
ÑADO ORIGINALMENTE PARA FINES DE
ADO ORIGINALMENTE PARA FINES DE

BUS DE DIRECCIONES
BUS DE DIRECCIONES
CPU
CPU
Memoria
RAM
Memoria
RAM
Puerto
E/S
Puerto
E/S
Memoria
ROM
Memoria
ROM
Puerto
Entrada
Puerto
Entrada
Puerto
Salida
Puerto
Salida
BUS DE DATOS
BUS DE DATOS
BUS DE CONTROL
BUS DE CONTROL
RELOJ
RELOJ
EL MICROCONTROLADOR
completa empaquetada en un
solo chip
solo chip
solo chip

Aspecto de un microcontrolador en su interior y
algunas de sus componentes más comunes
Aspecto de un microcontrolador en su interior y
algunas de sus componentes más comunes

En la actualidad existen una gran variedad
de microcontroladores
En la actualidad existen una gran variedad
de microcontroladores
Carlos Canto Q.

Sistema Microcontrolador
Carlos Canto Q.
.
.
.
.
Display LCD
Beeper
Relevador
Relevador
Relevador
INTERFASE
INTERFASE
INTERFASE
INTERFASE
1
1 2 3
3 A
A
4
4 5
5 6
6 B
B
7
7 8
8 9
9 C
C
<
< 0
0 >
> !
!
Sensor de temperatura
Interior
MICROCONTROLADOR
MICROCONTROLADOR
INTERFASE
INTERFASE
Teclado de Entrada
de Datos
Sensor de temperatura
Exterior
Ventilador
Calentador
Frío
Cristal

9RAM/FLASH/EEPROM.
9 Puertos E/S.
9 Puertos de comunicación.
9Control de Interrupciones.
9Módulos de temporización.
9Capacidad de proceso menor
9 recursos escasos.
9 Costo de 1 a 25 dlls.
9 Son de propósito específico.
Integran diversos módulos en un chip.

Arquitectura interna de un
microcontrolador.
Las partes principales que lo constituyen son:
ƒ Procesador o Unidad Central de Proceso (CPU).
ƒ Memoria no volátil para contener el programa.
ƒ Memoria de lectura y escritura para guardar los datos.
ƒ Líneas de E/S para los periféricos (comunicación serie, paralela, etc.).
ƒ Recursos auxiliares:
¾ Circuito de reloj.
¾ Temporizadores.
¾ Perro guardián (Watchdog).
¾ Convertidores A/D y D/A.
¾ Comparadores analógicos.
¾ Protección ante fallos de alimentación.y estado de reposo en
bajo consumo.

Recursos auxiliares.
Según las aplicaciones cada modelo de microcontrolador incorpora una
diversidad de complementos que refuerzan la potencia del dispositivo.
Entre los más comunes se encuentran:
ƒ Circuito de reloj, encargado de generar los impulsos que sincronizan
el funcionamiento de todo el sistema.
ƒ Temporizadores, orientados a controlar tiempos.
ƒ Perro guardián (watchdog), destinado a provocar una reinicialización
cuando el programa se queda bloqueado.
ƒ Conversores A/D y D/A para poder recibir y enviar señales
analógicas.
ƒ Estado de reposo, en el que el consumo de energía se reduce al
mínimo.

Arquitectura interna de un microcontrolador.

Un microcontrolador dispone normalmente
de los siguientes componentes:
EPROM
EPROM
CPU
CPU
RAM
RAM
TIMER
TIMER
ADC
ADC
UART
UART
DAC
DAC
Puertos
E/S
Puertos
E/S
reset
Int_ext
Clk_ext
fin_cuenta
E_analog_1
E_analog_n
Rxd
Txd
S_analog_1
I/O_1
I/O_n
GEN.
DE
RELOJ
GEN.
DE
RELOJ
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Memorias de datos
EEPROM: Electrically Erasable Programable Read Only Memory
– Los µC suelen tener pequeñas cantidades de esta
memoria que permite almacenar un limitado número de
parámetros que cambian poco
– Lenta, número de ciclos lectura/escritura limitado
FLASH
– Mejor solución que la EEPROM cuando se requiere grandes
cantidades de memoria no volatil
– Más rápida, mayor número de ciclos lectura/escritura
RAM estática con batería de respaldo
– Mucho más rápida y sin limitación de ciclos lectura/ escritura
– Grandes cantidades de memoria no volátil de acceso rápido
(datos o aplicaciones de grandes prestaciones)

M-ROM (Mask ROM)
– Programada en fábrica, conveniente para grandes cantidades
OTP: One Time Programmable
– Dispositivo PROM. Es una EPROM sin ventana de borrado.
– Una vez que el programa ha sido grabado no puede ser borrado ni
modificado
– Alternativa a la máscara ROM para pequeñas cantidades
Reprogramación:
– El uso de EPROM, EEPROM, EPROM y FLASH para la memoria de
programa facilita el desarrollo y puesta a punto de dispositivos
El uso de EEPROM Y FLASH permite la reprogramación del µC
sin extraerlo del sistema que controla.
Memorias de programa (de sólo lectura)

Implementación de comunicación serial
UART: Universal Asynchronous Receiver Transmitter
SCI: Serial Comunication Interface.
SSP: Synchronous Serial Port
SPI: Serial Periferal Interface(Motorola)
USART: Universal Synchronous /Asynchronous Receiver Transmiter
I2C: Inter-Integrated Circuit bus (Philips)
Bus serie de dos hilos
Multi-master, multi-slave, detección de colisiones. 128 dispositivos, 10 metros
CAN: Controller Area Network
Bus con prioridades

Microprocesador (µp).- Es una CPU en un sólo circuito integrado.
Microcomputadora (µc).- Es una computadora cuya CPU es un µp.
Microcontrolador (µcc).- Es una microcomputadora en un sólo circuito
integrado.
Computadora.- Una computadora es un sistema secuencial síncrono
programable, la cual para desempeñar sus funciones debe poseer
además de la CPU:
- Conductos para el flujo de la información
- Dispositivos para almacenar información
- Dispositivos para comunicarse con el exterior.
En conclusión……

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