Este documento presenta información sobre un curso de microprocesadores dictado por el Ing. Marco Aurelio Porro Chulli. El curso es para los estudiantes Lely Yojany Ydrogo Mego y Deisy Gladys Vílchez Cieza. Luego define un microcontrolador, describe sus características principales como su bajo costo y consumo de energía, y explica su arquitectura y elementos clave como la unidad de control y la memoria.

1. Docente: Ing. Marco Aurelio Porro Chulli .
Carrera Profesional: Ingeniería De Sistemas Y Telemática.
Curso: Microprocesadores.
Estudiantes:
Lely Yojany Ydrogo Mego.
Deisy Gladys Vílchez Cieza.

2. DEFINICIÓN
Es un circuito integrado programable, capaz de
ejecutar las órdenes grabadas en su memoria.
Está compuesto de varios bloques funcionales,
los cuales cumplen una tarea específica. Un
microcontrolador incluye en su interior las tres
principales unidades funcionales de
una computadora: unidad central de
procesamiento, memoria y periféricos de
entrada.

3. CARACTERÍSTICAS
1
•Son diseñados para disminuir el costo económico y el consumo de energía de un sistema en
particular.
2
•Un microcontrolador difiere de una CPU normal, debido a que es más fácil convertirla en
una computadora en funcionamiento, con un mínimo de chips externos de apoyo.
3
•un microcontrolador típico tendrá un generador de reloj integrado y una pequeña cantidad
de memoria RAM y ROM/EPROM/EEPROM/FLASH, significando que para hacerlo funcionar,
todo lo que se necesita son unos pocos programas de control y un cristal de sincronización
4
•Los microcontroladores negocian la velocidad y la flexibilidad para facilitar su uso

4. ARQUITECTURA

5. ARQUITECTURA VON NEUMANN
• La arquitectura tradicional de
computadoras y microcontroladores se
basa en el esquema propuesto por John
Von Neumann, en el cual la unidad
central de proceso, o CPU, esta
conectada a una memoria única que
contiene las instrucciones del programa y
los datos. El tamaño de la unidad de
datos o instrucciones está fijado por el
ancho del bus de la memoria.

6. ARQUITECTURA HARVARD
• La arquitectura conocida como Harvard,
consiste simplemente en un esquema en el
que el CPU esta conectado a dos memorias
por intermedio de dos buses separados. Una
de las memorias contiene solamente las
instrucciones del programa, y es llamada
Memoria de Programa. La otra memoria solo
almacena los datos y es llamada Memoria
de Datos. Ambos buses son totalmente
independientes y pueden ser de distintos
anchos.

7. Elementos de un Microcontrolador:
Registros
Son un espacio de memoria muy reducido pero necesario
para cualquier microprocesador, de aquí 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 ejecución de instrucciones, cargar datos
desde la memoria externa o almacenarlos en ella.

8. Elementos de un Microcontrolador:
Unidad de control
Esta unidad es de las más importantes en el procesador, en
ella recae la lógica necesaria para la decodificación y
ejecución de las instrucciones, el control de los registros, la
ALU, los buses y cuanta cosa más se quiera meter en el
procesador.

9. Elementos de un Microcontrolador:
Unidad aritmético-lógica (ALU)
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.

10. Elementos de un Microcontrolador:
Buses
Son el medio de comunicación que utilizan los diferentes
componentes del procesador para intercambiar información
entre sí, eventualmente los buses o una parte de ellos
estarán reflejados en los pines del encapsulado del
procesador.

11. Elementos de un Microcontrolador:
Conjunto de instrucciones
Define las operaciones básicas que puede realizar el
procesador, que conjugadas y organizadas forman lo que
conocemos como software. El conjunto de
instrucciones vienen siendo como las letras del alfabeto, el
elemento básico del lenguaje, que organizadas
adecuadamente permiten escribir palabras, oraciones y
cuanto programa se le ocurra.

12. En los microcontroladores la memoria de instrucciones y
datos está integrada en el propio chip. Una parte debe ser no
volátil, tipo ROM, y se destina a contener el programa de
instrucciones que gobierna la aplicación. Otra parte de
memoria será tipo RAM, volátil, y se destina a guardar las
variables y los datos.
MEMORIA

13. 1º. ROM con máscara
Es una memoria no volátil de sólo lectura cuyo contenido se
graba durante la fabricación del chip. El elevado coste del
diseño de la máscara sólo hace aconsejable el empleo de los
microcontroladores con este tipo de memoria cuando se
precisan cantidades superiores a varios miles de unidades.
MEMORIA

14. 2ª. OTP
El microcontrolador contiene una memoria no volátil de sólo
lectura "programable una sola vez" por el usuario. OTP (One
Time Programmable). Es el usuario quien puede escribir el
programa en el chip mediante un sencillo grabador controlado
por un programa desde un PC.
MEMORIA

15. 3ª EPROM
Los microcontroladores que disponen de memoria EPROM
(Erasable Programmable Read OnIy Memory) pueden
borrarse y grabarse muchas veces. La grabación se realiza,
como en el caso de los OTP, con un grabador gobernado
desde un PC.
MEMORIA

16. 4ª EEPROM
Se trata de memorias de sólo lectura, programables y
borrables eléctricamente EEPROM (Electrical Erasable
Programmable Read OnIy Memory). Tanto la programación
como el borrado, se realizan eléctricamente desde el propio
grabador y bajo el control programado de un PC. Es muy
cómoda y rápida la operación de grabado y la de borrado.
MEMORIA

17. 5ª FLASH
Se trata de una memoria no volátil, de bajo consumo, que se
puede escribir y borrar. Funciona como una ROM y una RAM
pero consume menos y es más pequeña. A diferencia de la
ROM, la memoria FLASH es programable en el circuito. Es
más rápida y de mayor densidad que la EEPROM
MEMORIA

18. Las interrupciones son esencialmente llamadas a subrutina generadas
por los dispositivos físicos, al contrario de las subrutinas normales de un
programa en ejecución. Como el salto de subrutina no es parte del hilo o
secuencia de ejecución programada, el controlador guarda el estado del
procesador en la pila de memoria y entra a ejecutar un código especial
llamado "manejador de interrupciones" que atiende al periférico
específico que generó la interrupción. Al terminar la rutina, una
instrucción especial le indica al procesador el fin de la atención de la
interrupción.
INTERRUPCIONES

19. Un microcontrolador es un circuito integrado que contiene todos los componentes de
un computador. Se emplea para controlar el funcionamiento de una tarea determinada
y, debido a su reducido tamaño, suele ir incorporado en el propio dispositivo al que
gobierna. Esta última característica es la que le confiere la denominación de
«controlador incrustado». Se dice que es “la solución en un chip” porque su reducido
tamaño minimiza el número de componentes y el costo. Estructura básica de un
microcontrolador El microcontrolador es un computador dedicado. En su memoria
sólo reside un programa destinado a gobernar una aplicación determinada; sus líneas
de entrada/salida soportan la conexión de sensores y actuadores del dispositivo a
controlar. Una vez programado y configurado el microcontrolador solamente sirve
para gobernar la tarea asignada. El Microcontrolador está formado por un
Microprocesador y el conjunto de subsistemas que normalmente requiere un
microprocesador: memoria volátil (calculo temporal), memoria no volátil (donde
almacena el programa), entrada y salida.
RESUMEN: