Este documento describe los elementos principales de un microcontrolador. Explica que un microcontrolador es un circuito integrado que contiene un procesador, memoria y entradas/salidas en un solo chip. Luego describe los componentes clave de un microcontrolador, incluyendo la arquitectura, puertos, memoria ROM, RAM, EEPROM, comunicación serial, oscilador y temporizadores. El documento provee detalles sobre cada uno de estos elementos y sus funciones dentro de un microcontrolador.

1. Microcontroladores
Programación IV
Universidad Mesoamericana

2. Introducción

3. ¿Qué es un Microcontrolador?

4. Arquitectura Von Neuman

5. Arquitectura Harvard

6. Ventajas de los MCU
• Reducción de la cantidad de espacio en la
implementación de un diseño dado.
• Reduce el costo de implementación.
• Permite desarrollo de aplicaciones especificas de
manera mas rápida y eficiente.
• Los fabricantes dan mucho soporte sobre las
aplicaciones más comunes.
• Se adaptan mejor a aplicaciones especificas

7. Elementos de un MCU

8. Elementos de un MCU

9. Elementos de un MCU

10. Elementos de un MCU
• Características de los puertos:
– Corriente máxima de salida:
• [10 – 20]mA.
• A mayor cantidad de pines menor corriente.
• Todos los puertos de E/S comparten la corriente
máxima declarada en la hoja de especificación
técnica del microprocesador.

11. Elementos de un MCU
• Características de los
puertos:
– Resistores pull-up:
• Conectan los pines al polo
positivo del voltaje de la fuente
de alimentación.
• Las últimas versiones de los
microcontroladores tienen las
resistencias pull-up configurables
por software.

12. Elementos de un MCU
• Características de los
puertos:
– Cada puerto de E/S
normalmente está bajo
el control de un
registro SFR
especializado
• Cada bit de ese registro
determina el estado del
pin correspondiente en
el microcontrolador.

13. Elementos de un MCU

14. Elementos de un MCU
• Memoria ROM
– Guarda permanentemente el programa que se está
ejecutando.
– El tamaño de programa que se puede escribir
depende del tamaño de esta memoria.
– Los microcontroladores actuales normalmente utilizan
el direccionamiento de 16 bits, que significa que son
capaces de direccionar hasta 64 Kb de memoria, o
sea 65535 localidades.

15. Elementos de un MCU
• ROM de mascara – MROM
– ROM enmascarada
– Tipo de ROM cuyo contenido es programado por
el fabricante.

16. Elementos de un MCU
• OTP ROM (One Time
Programmable ROM)
– Permite descargar un
programa en el chip, pero
como dice su nombre, una
sola vez.
– Si se detecta un error
después de descargarlo, lo
único que se puede hacer
es descargar el programa
correcto en otro chip.

17. Elementos de un MCU
• UV EPROM (UV Erasable Programmable ROM)

18. Elementos de un MCU

19. Elementos de un MCU
• Memoria RAM (Random Access Memory)
– Volátil
– Se utiliza para almacenar temporalmente los datos y
los resultados inmediatos creados y utilizados
durante el funcionamiento del microcontrolador.

20. Elementos de un MCU
• Memoria EEPROM (Electrically Erasable
Programmable ROM)
– Su contenido puede cambiar durante el
funcionamiento (similar a la RAM), pero queda
permanentemente guardado después de apagar la
fuente de alimentación (similar a la ROM).

21. Elementos de un MCU

22. Elementos de un MCU

23. Elementos de un MCU

24. Elementos de un MCU
• Comunicación en
Serie
– Posibilita establecer
comunicación entre
dos dispositivos a
largas distancias.
– Manejo de protocolos
automático.

25. Elementos de un MCU
• Velocidad de transmisión serial
– Baud rate = número de bits transmitidos por
segundo [bps].
– El protocolo normalmente requiere que cada
byte se transmita junto con varios bits de
control.

26. Elementos de un MCU
• I2C (Inter Integrated Circuit)
– Distancia corta (normalmente en la misma placa)
– Conexión por medio de dos líneas (Tx – CLK)
– Permite comunicarse con 112 dispositivos diferentes
– 100 Kb/s (estándar) / 10 Kb/s (Vel. Transmisión baja)
– Recientes 3.4 Mb/s.

27. Elementos de un MCU
• SPI (Serial Peripheral Interface BUS)
– Utiliza cuatro líneas (normalmente solo se necesita
tres, Rx, Tx, CLK y CS opcional)
– Full duplex
– Mayor velocidad que I2C

28. Elementos de un MCU

29. Elementos de un MCU
• Oscilador
– Permite el
funcionamiento
armónico y síncrono.
– Normalmente cristal
de cuarzo o resonador
cerámico para
estabilización de
frecuencia.

30. Elementos de un MCU
• Alimentación
– Brown out:
• Ocurre al apagar el
microcontrolador.
• El circuito reinicia
inmediatamente el
microcontrolador si el voltaje de
alimentación cae por debajo
del límite.
– Reset (MCLR):
• Reinicio externo del
microcontrolador al aplicar un
cero (0) o un uno (1) lógico
dependiendo del tipo del
microcontrolador.

31. Elementos de un MCU
• Temporizadores /
Contadores
– Cuenta los pulsos
generados por el
oscilador.
– Mide el tiempo
transcurrido entre dos
eventos.

32. Elementos de un MCU

33. Elementos de un MCU

34. Elementos de un MCU

35. Elementos de un MCU

37. Gracias por su atención!!!