Arquitectura de Microcontrolador PIC 14F84A.

2. • Es un circuito integrado programable, capaz de ejecutar las órdenes
grabadas en su memoria.
• Es un circuito integrado o chip que incluye en su interior las tres unidades
funcionales de una computadora: CPU, Memoria y Unidades de E/S, es
decir, se trata de un computador completo en un solo circuito integrado.
• Son computadores digitales integrados en un chip que cuentan con un
microprocesador o unidad de procesamiento central (CPU), una memoria
para almacenar el programa, una memoria para almacenar datos y
puertos de entrada salida. A diferencia de los microprocesadores de
propósito general, como los que se usan en los computadores PC, los
microcontroladores son unidades autosuficientes y más económicas.
Definición
MICROCONTROLADOR

4. Diferencia entre microcontrolador y microprocesador
En el diseño de un sistema con un microprocesador, además del procesador y
dependiendo del circuito, se requiere de algunos circuitos integrados
adicionales, como por ejemplo: memorias RAM para almacenar los datos
temporalmente y memorias ROM para almacenar el programa que se encargará
del proceso del equipo, un circuito integrado para los puertos de entrada y
salida y finalmente un decodificador de direcciones.
Un microcontrolador es un solo circuito integrado que contiene todos los
elementos electrónicos que se utilizaban para hacer funcionar un sistema
basado con un sistema basado con un microprocesador; es decir contiene en un
solo integrado la Unidad de Proceso, la memoria RAM, memoria ROM, puertos
de entrada, salida y otros periféricos.

5. ¿Qué son los PIC?
Los PIC son los circuitos integrados de Microchip Technology Inc. , que
pertenece a la categoría de los microcontroladores es decir, aquellos
componentes que integran en un único dispositivo todos los circuitos
necesarios para realizar un completo sistema digital programable.

6. Los PIC se presentan externamente como los normales circuitos integrados
TTL o CMOS, pero internamente disponen de todos los dispositivos típicos
de un sistema a microprocesador es decir:
• Una CPU (Central Processor Unit es decir, unidad central de
procesamiento) cuyo objeto es el de interpretar las instrucciones de
programación.
• Una memoria PROM (Programable Read Only Memory es decir, memoria
programable de solo lectura) en la cual son memorizadas en manera
permanente las instrucciones del programa a seguir.
• Una memoria RAM (Random Access Memory es decir, memoria de acceso
casual) utilizada para memorizar las variables utilizadas en el programa.
• Una serie de LINEAS DE I/O para manejar dispositivos externos o recibir
impulsos de sensores, pulsantes, etc.
• Una serie de dispositivos auxiliares para el funcionamiento tales como
generadores de reloj, bus, contadores, etc.

7. El µC PIC16F84, o su versión actual el µC PIC16F84A pertenece a la familia
Microchip de microcontroladores de rango medio de 8 bits con 18 pines. Este
tiene 13 líneas de entrada/salida (RA0–RA5, RB0–RB7) con tecnología
TTL/CMOS, es decir, 5 V para un estado lógico 1 y 0 V para el estado 0.
Requiere un oscilador externo de hasta 20 MHz, se programa mediante un juego
de 37 instrucciones en Assembly, que manejan datos de 8 bits, cuenta con un
timer, un watchdog timer y responde las siguientes interrupciones:
• Cambios de estado en las líneas RB4 a RB7 del puerto B.
• Flanco de subida o bajada en la línea RB0/INT del puerto B.
• Overflow2 del timer.
PIC16F84

8. CPU
 Sólo 35 instrucciones Assembler.
 Instrucciones de 1 ciclo excepto las de salto (2 ciclos).
 Entrada de Reloj de hasta 20 MHz.
 Memoria de programa de 1024 palabras (14 bit).
 68 bytes de RAM de datos.
 64 bytes de EEPROM de datos.
 15 registros de función especial.
 8 niveles de Stack.
 Direccionamiento directo, indirecto y relativo.
 4 fuentes de interrupción:
• Externo por el pin RB0/INT.
• Desbordamiento de timer TMR0.
• Externo por cambio en los pines RB4-RB7.
• Escritura de EEPROM completa.
Características

9. Periféricos
 13 pines I/O con control de dirección individual.
 Corriente alta para control directo de LEDs.
• Máx. 25mA como fuente.
• Máx. 25mA como sumidero.
 TMR0: Contador de 8 bits configurable.
Microcontrolador
 10000 ciclos de Lectura/Escritura de memora Flash de programa.
 10000000 ciclos de Lectura/escritura de memoria EEPROM de datos.
 Retención de datos de EEPROM > 40 años.
 In Circuit Serial Programming (ICSP).
 Watchdog Timer con su propio oscilador RC.
 Protección de código.
 Modo SLEEP de ahorro de energía.
 Opción de selección de tipo de oscilador.
Características

10. Diagrama de Bloques

11. Disposición y descripción de patitas

12. Descripción de los PINES
Nombre Nº Tipo Descripción
RA2 1 I/O Puerto A bidireccional, bit 2
RA3 2 I/O Puerto A bidireccional, bit 3
RA4/T0CKI 3 I/O
También se utiliza para la entra de reloj para
el TMR0
MCLR 4 I/P
Master Clear / Reset
Entrada del voltaje de programación.
Vss 5 P Tierra de referencia
RB0/INT 6 I/O
Puerto B bidireccional, bit 0
Puede seleccionarse para entrada de
interrupción externa
RB1 7 I/O Puerto B bidireccional, bit 1
RB2 8 I/O Puerto B bidireccional, bit 2
RB3 9 I/O Puerto B bidireccional, bit 3

13. Descripción de los PINES
RB4 10 I/O
Puerto B bidireccional, bit 4
Interrupción por cambio de estado
RB5 11 I/O
Puerto B bidireccional, bit 5
Interrupción por cambio de estado
RB6 12 I/O
Puerto B bidireccional, bit 6
Interrupción por cambio de estado
RB7 13 I/O
Puerto B bidireccional, bit 7
Interrupción por cambio de estado
Vdd 14 P Alimentación
OSC2/CLKOUT 15 O
Salida del oscilador a cristal. En el
modo RC, es una salida con una
frecuencia de ¼ OSC1
OSC1/CLKIN 16 I
Entrada del oscilador a
cristal/Entrada de la fuente de reloj
externa
RA0 17 I/O Puerto A bidireccional, bit 0
RA1 18 I/O Puerto A bidireccional, bit 1

14. ALIMENTACIÓN DE UN PIC16F84A
Normalmente el microcontrolador PIC16F84A se alimenta con 5 voltios
aplicados entre los pines Vdd (Vcc) y Vss (Gnd), que son, respectivamente, la
alimentación y la masa (tierra) del chip.

15. PUERTOS DE ENTRADA/SALIDA
El microcontrolador se comunica con el mundo exterior a través de los
puertos. Estos están constituidos por líneas digitales de entrada/salida que
trabajan entre 0 y 5 V. Los puertos se pueden configurar como entrada para
recibir datos o como salidas para gobernar dispositivos externos.
El PIC16F84A tiene dos puertos:
• El Puerto A con 5 líneas, pines RA0 a RA4.
• El Puerto B con 8 líneas, pines RB0 a RB7.
Cada línea puede ser configurada como entrada o como salida,
independientemente unas de otras, según se programe.
Así, por ejemplo, en el circuito de la figura 2, el Puerto A es configurado como
entrada para leer los interruptores y el Puerto B es configurado como salida
para activar la barra de diodos LEDs y el display de siete segmentos.
Las líneas son capaces de entregar niveles TTL cuando la tensión de
alimentación aplicada V es de 5V. La máxima capacidad de corriente de cada
una de ellas es:

16. • 25mA, cuando el pin está nivel bajo, es decir, cuando
consume corriente (modo sink). Sin embargo, la suma
de las intensidades por las 5 líneas del Puerto A no
puede exceder de 80 mA, ni la suma de las 8 líneas del
Puerto B puede exceder de 150 mA.
• 20mA, cuando el pin está a nivel alto, es decir, cuando
proporciona corriente (modo source). Sin embargo, la
suma de las intensidades por la líneas del Puerto A no
puede exceder de 50 mA, ni la suma de las 8 líneas del
Puerto B puede exceder de 100 mA.

17. OSCILADOR
Todo microcontrolador requiere de un circuito que le indique la velocidad de
trabajo, es el llamado oscilador ó reloj. Éste genera una onda cuadrada de alta
frecuencia que se utiliza como señal para sincronizar todas las operaciones del
sistema. Este circuito es muy simple pero de vital importancia para el buen
funcionamiento del sistema.
Generalmente todos los componentes del reloj se encuentran integrados en el
propio microcontrolador y tan solo se requieren unos pocos componentes externos,
como un cristal de cuarzo o una red RC, para definir la frecuencia del trabajo.
En el PIC16F84A los pines OSC1/CLKIN y OSC2/CLKOUT son las líneas
utilizadas para este fin. Permite cinco tipos de osciladores para definir la frecuencia
de funcionamiento:
• XT. Cristal de cuarzo.
• RC. Oscilador con resistencia y condensador.
• HS. Cristal de alta velocidad.
• LP. Cristal para baja frecuencia y bajo consumo de potencia.
• EXTERNA. Cuando se aplica una señal de reloj externa.

18. RESET
El llamado reset en un microcontrolador provoca la reinicialización de su
funcionamiento, un “comienzo a funcionar desde cero”. En este estado, la
mayoría de los dispositivos internos del microcontrolador toman un estado
conocido.
En los Microcontroladores se requiere un pin de reset para reiniciar el
funcionamiento del sistema cuando sea necesario. El pin de reset en lo PIC se
denomina MCLR (Master Clear) y produce un reset cuando se le aplica un
nivel lógico bajo.
Reset mediante pulsador en Pin MCLR:

19. Arquitectura interna
Las altas prestaciones de los microcontroladores PIC derivan de las
características de su arquitectura. Están basados en una arquitectura tipo Harvard
que posee buses y espacios de memoria por separado para el programa y los
datos, lo que hace que sean más rápidos que los microcontroladores basados en
la arquitectura tradicional de Von Neuman.
Otra característica es su juego de instrucciones reducido (35 instrucciones) RISC,
donde la mayoría se ejecutan en un solo ciclo de reloj excepto las instrucciones de
salto que necesitan dos.
Posee una ALU (Unidad Aritmético Lógica) de 8 bits capaz de realizar operaciones
de desplazamientos, lógicas, sumas y restas. Posee un Registro de Trabajo (W)
no direccionable que usa en operaciones con la ALU.

21. MONTAJE DEL ENTRENADOR
Una vez analizado el entrenador para el aprendizaje del microcontrolador
PIC16F84A, se puede pasar a un montaje en una placa PROTOBOARD o un
circuito impreso.
En el montaje hay que tener en cuenta las siguientes normas:
• Comprobar todos los componentes que sea posible antes del montaje.
• El PIC se situara de tal manera que sea fácilmente extraíble, de modo que
no pasen cables por encima de este.
• Es recomendable alojar el microcontrolador en un zócalo ZIP, para evitar
doblar las patillas y su ruptura.
• Los cables deben ser los más cortos posibles.
• No utilizar cables contiguos del mismo color.
• Hay que respetar el rojo para la alimentación (positivo) y el negro para la
tierra (negativo).

22. Periféricos Básicos
Para la implementación de proyectos con Microcontroladores, se utilizan
dispositivos y compontes electrónicos, conocidos como periféricos.
Los periféricos básicos más utilizados son:
Diodo LED
Interruptores Pulsadores

23. Entradas digitales con optoacopladores
Display de 7 segmentos
Zumbador

24. Control eléctrico y electrónico de potencia (220 VAC)
Control con RELE
Control mediante FOTOTRIAC
Control de potencia con TRIAC

25. Encapsulado y marcado del PIC16F84A
El PIC16F84A puede presentarse en varios encapsulados:
Encapsulado PDIP tipo DIL ("Dual In Line" ó Doble En Línea) de 18 patillas, es
el encapsulado tradicional, grande y manejable.
Encapsulado SOIC de 18 patillas y SSOP de 20 patillas, para montaje
superficial SMD, una tecnología de mayor integración que ocupa muy poco
espacio, pero con un proceso de soldadura más difícil.
Marcado del encapsulado:
XXX... -XX X /XX XXX : Información especifica del producto:
XXX... : Dispositivo (PIC16F84A,PIC16LF84A y
PIC16F84AT,PIC16LF84AT):
F: Rango de VDD estándar
LF: Rango de VDD extendido, a 200KHz
T: Suministrados en carrete de cinta (sólo SOIC y SSOP)
-XX : Rango de frecuencia
-04 = 4 MHz
-20 = 20 MHz

26. X : Rango de temperatura:
Nada = 0oC a +70oC
I = -40oC a +85oC
/XX : Tipo de encapsulado:
P = PDIP
SO = SOIC
SS = SSOP
XXX : Patrón:
Nada = OTP y PIC sin ventana
Código = Código especifico QTP, SQTP y ROM
YY :Año
WW :Semana
NNN :Código alfanumérico para rastreo
Ejemplos:
PIC16F84A-04/P = Temp. comercial., PDIP, 4 MHz, VDD normal.
PIC16LF84A-04I/SO = Temp. industrial, SOIC, 200 kHz, VDD extendida.
PIC16F84A-20I/P 301= Temp. industrial, PDIP, 20 MHz, VDD normal, QTP nº
301.

27. ALGUNOS CASOS DE USO DEL PIC16F84A
-Manejo de puertos (Como entrada y salida de datos)
-Encendido y apagado de un led
-Secuencia de leds
-Secuencia de 0 a 9 en un display
-Decodificador BCD a 7 segmentos
-Contador de impulsos externos
-Parpadeo de un led utilizando la interrupción por desbordamiento del
temporizador TMR0
-Controlador para un motor a pasos
-Control de giro de un motor de CD

28. RECOMENDACIONES
Es muy recomendable que el usuario de los microcontroladores conozca muy bien
las especificaciones de operación del dispositivo, las cuales están disponibles en el
sitio web del fabricante; esto con la finalidad de darle un buen uso, de no
sobrecargarlo o de operarlo en condiciones inadecuadas.
El PIC16F84A de Microchip está construido mediante tecnología CMOS, por lo que
se recomienda manipularlo de forma cuidadosa y siempre con una pulsera
antiestática u otra herramienta que ayude a la conservación de este dispositivo.
Cuando se pretende cargar un programa en un dispositivo microcontrolador, se
recomienda usar programas como el IC-Prog y el PonyProg2000.
El simulador del programa MPLAB es una herramienta que debe ser usada para
comprobar el correcto funcionamiento del programa diseñado, todo esto, con la
finalidad de que no se grabe el pic con un programa inservible.