MICROCONTROLADORES Y SU APLICACION EN … marzo - julio 2009 microcontroladores y su aplicacion en robotica uta 2009 profesor: ing. g. almeida universidad tecnica de ambato noveno

SEMESTRE MARZO - JULIO 2009

MICROCONTROLADORES Y SU APLICACION

EN ROBOTICA

UTA

2009

PROFESOR:

ING. G. ALMEIDA

UNIVERSIDAD TECNICA DE AMBATO

NOVENO SEMESTRE INGENIERIA

ROBOTICA

OBJETIVOS

DISTINGUIR LOS ASPECTOS GENERALES,CARACTERISTICAS Y FUNCIONAMIENTO DEUN MICROCONTROLADOR.

ANALIZAR CARACTERISTICAS DEFUNCIONAMIENTO Y APLICACION DE UNMICROCONTROLADOR PIC DE MICROCHIP

ING GUILLERMO ALMEIDA



ROBOTICA

INTRODUCCION

En los últimos años, los microcontroladoreshan evolucionado en forma impresionante. Enaños atrás los microcontroladores eranimplementados con sistemas mínimos queocupaban un gran espacio físico, esto es,debían de tener una memoria de programaexterna, una memoria RAM externa, el circuitoexterno de reloj y la interfaz periféricaprogramable.



ROBOTICA

INTRODUCCION

Un MICROCONTROLADOR es un circuito

integrado programable que acepta un listado

de instrucciones y contiene todos los

componentes de un computador. Se utilizan

para realizar determinadas tareas o para

gobernar dispositivos y debido a su reducido

tamaño, suele ir incorporado en el propio

dispositivo que gobierna.



ROBOTICA

DIFERENCIA ENTRE MICROCONTROLADOR

Y MICROPROCESADOR

Un MICROPROCESADOR es un sistema

abierto con el que puede contruirse un

computador con las caracteristicas que se

desee, acoplándole los modulos necesarios.

Un MICROCONTROLADOR es un sistema

cerrado que contiene un computador completo y

de prestaciones limitadas no modificables.



ROBOTICA

DEFINICION

Un microcontrolador es un pequeñodispositivo electrónico en forma de circuitointegrado similar a un pequeñomicrocomputador pero sin unidades deentrada y/o salida como monitor, teclado,unidades de disco etc. Su aplicación hoy endía se ha extendido a la mayoría de artefactoselectrónicos como microondas, televisores,celulares, etc.



ROBOTICA

ESTRUCTURA INTERNA

• Procesador o CPU

• Memoria RAM de datos.

• Memoria de programa ROM/PROM/EPROM/EEPROM &

FLASH.

• Líneas E/S para comunicarse con el exterior.

• Módulos para el control de periféricos (temporizadores,

Puertos Serie y Paralelo, A/D y D/A, etc.).

• Generador de impulsos para sincronizar el

funcionamiento del sistema



ROBOTICA

DIAGRAMA DE BLOQUES DE UN MICROCONTROLADOR



ROBOTICA

APLICACIONES

La aplicación de los microcontroladores es tan

amplia que hoy en día están incursionando en

proyectos tecnológicos de investigación

científica y tecnológica, como el control de

naves aeroespaciales y robótica.



ROBOTICA

APLICACIONES



ROBOTICA

TIPOS DE ARQUITECTURA

Arquitectura Von-Newman

Utilizan un único bus de datos parainstrucciones y datos.

Las instrucciones del programa y los datos seguardan conjuntamente en una memoriacomún.

Cuando la CPU se dirige a la memoriaprincipal, primero accede a la instrucción ydespués a los datos necesarios paraejecutarla, esto retarda el funcionamiento.



ROBOTICA


Arquitectura Harvard

El bus de datos y el bus de instrucción estánseparados

Acceso en paralelo:

Cuando se está leyendo una instrucción, lainstrucción actual está utilizando el bus de datos

Una vez finalizada la instrucción actual, lasiguiente ya está disponible en la CPU.

Permite una ejecución más rápida



ROBOTICA

Arquitectura Harvard

Arquitectura Von Newman




ROBOTICA

TIPOS

El microcontrolador más extendido es elmicrocontrolador PIC de la marcaMICROCHIP, también existen los AVR de lamarca ATMEL y los antiguos Z80 de lamarca INTEL, entre los más conocidos.



ROBOTICA

MICROCONTROLADOR PIC

El microcontrolador PIC es uno de los más

aceptados por la mayoría de los ingenieros

en sistemas digitales y control por su

potencia en cuanto a control y precio.



ROBOTICA

CARACTERISTICAS

EL PIC es un microcontrolador de arquitecturaHARVARD, de clase RISC(Reduced Instruction SetComputer) y tecnología CMOS(ComplementaryMetal Oxide Semiconductor) de alta velocidadconsta de memorias de programas FLASH ymemorias de datos RAM y EEPROM y utiliza unjuego de treinta y cinco instrucciones en lenguajeAssembler, para su programación.



ROBOTICA

ARQUITECTURA

EL PIC es un microcontrolador de gran

desempeño, esto se debe a la arquitectura

HARVARD, que hace que el programa y los datos

sean accesados en memorias separadas, teniendo

así un bus de memoria de programa y un bus de

memoria de datos, a diferencia de la VON

NEWMAN que hace uso de una sola memoria.



ROBOTICA

CISC

Complex Instruction Set Computer

• Casi todos los microcontroladores actuales

tienen un juego de instrucciones complejo y

amplio

• El conjunto de instrucciones típico de un

microcontrolador es de más de 80

• El conjunto de instrucciones es bastante

heterogéneo



ROBOTICA

RISC

Reduced Instruction Set Computers

Al tener un conjunto de instrucciones reducido:

• El controlador es más sencillo y el chip es más

pequeño

• Es más rápido

• Tiene un consumo menor

Principales características:

• Juego de instrucciones ortogonal

• Usan cualquier modo de direccionamiento



ROBOTICA

SISC

Specific Instruction Set Computer

• Incluyen instrucciones específicas para control

• Instrucciones de entrada/salida eficaces y

sencillas

• Instrucciones específicas para operar a nivel de

bit

• Instrucciones para operaciones con tablas de

datos



ROBOTICA

Los microcontroladores vienen ahora con una

serie de características que son de una gran

ayuda al ingeniero de control:

– Temporizadores

– Watchdog

– Circuitos ”sleep/wakeup" microcontrolador

– Modos potentes de direccionamiento E/S

– Circuitos conversores analógico/digital etc.

– Digital Signal Processors



ROBOTICA

MICROCONTROLADOR PIC (MicroChip)

• Los microcontroladores PIC son populares

desde hace más de 20 años

• Fueron los primeros microcontroladores RISC

• El diseño RISC es más sencillo, lo que permite

añadir más características a bajo precio

• Tiene pocas instrucciones (33 instrucciones el

16C5X mientras que el Intel 8048 tiene más de

90)



ROBOTICA

TRABAJO INDIVIDUAL

Utilizando Minmanager elabore un mapa

mental individual sobre los microcontroladores

en general y específicamente sobre el

microcontrolador PIC, amplíe su resumen

usando información adicional del Internet



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