Clase 2 Introduccion a Los Microcontroladores FJ11
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INTRODUCCIÓN A LOS MICROCONTROLADORES MICROPROCESADORES I
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clase microcontroladores
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INTRODUCCIÓN A LOS
MICROCONTROLADORES
MICROPROCESADORES I
Introducción a los Microcontroladores
Introducción
Arquitectura
Memoria
I/O
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Introducción
Uso de los microcontroladores
Microondas, Lavarropas, Televisores, ...
Automóviles, aviones, barcos
Teléfonos
Automatización industrial
Pequeños dispositivos ad-hoc
...
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Introducción
Ejemplo. Se quiere:
Leer periódicamente una temperatura
Prender y apagar un calefactor
Mostrar en un display la temperatura
Permitir al usuario ajustar la temperatura
Posibilidad de actualizar la funcionalidad con un interfase serie
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Introducción
Diseño discreto. Se requiere: Un microprocesador
20 líneas de I/O (2 chips de 16 c/u)
1 Interfaz serie (1 chip)
1 Timer (1 chip)
Memoria SRAM (para variables)
Memoria Flash (para programa)
Memoria EEPROM (para constantes)
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Introducción
Diseño discreto.
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Introducción
Diseño Integrado.
ATmega16 (atmel)
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Oferta de Microcontroladores
Estructurada por “familias” y “subfamilias”.
Por ejemplo, cada familia tiene el mismo nucleo del procesador (su código será compatible): 8051,PIC,HC,ARM
O son familias orientadas a la aplicación
O por performance (de diferente tipo)
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Oferta de Microcontroladores
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Oferta de Microcontroladores
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Oferta de Microcontroladores
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Oferta de Microcontroladores
Dentro de cada “familia” hay mucha varidad de dispositivos
Pueden estar agrupados en “subfamilias”
Una forma de clasificación es en base a los perifericos que integran o memoria
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Oferta de Microcontroladores
MC9RS08KA Family
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Arquitectura
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Arquitectura: Procesador
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Arquitectura
Von Neuman vs. Hardvard
CISC vs. RISC
Tamaño/variedad de las instrucciones
Velocidad: clock; 8/16/32 bits
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Arquitectura
de las instrucciones Por stack
Por acumulador
Dos direcciones
Tres direcciones
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Arquitectura
Modos de direccionamiento
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Memoria
Registros (memoria de corto plazo): Pequeña (relativamente)
Almacenamiento temporario p/CPU
Memoria de datos Relativamente Grande
Almacena datos mientras el MCU funciona
Memoria de programa Relativamente Grande
De preferencia, mantiene el programa incluso con el MCU apagado.
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Memoria: Tipo físicos
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Memoria: Atención
S/DRAM: sin limite de escrituras
EEPROM: 100.000 ciclos de borrado
Flash: 10.000 ciclos de borrado
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Memoria: Direccionamiento
Separado: Cada tipo físico se direcciona por separado
(por ejemplo, usando diferentes registros índices)
Hay direcciones repetidas
Contínuo: Se accede siempre igual y la logica interna
accede a la memoria que corresponde
No hay direcciones repetidas
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Memoria: Direccionamiento
Separado
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Memoria: Direccionamiento
Contínuo
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Implementadas por pines de conexión directa al exterior: Los MCU tienen en general de 8 a 32 pines (o
más).
Se agrupan en “ports” de a 8 pines.
En general, los pines se pueden configurar como entrada o salida
La lógica puede ser positiva o negativa.
Los pines pueden tener otras funciones alternativas.
Digital I/O
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•pin 1 del port B
•Módulo de Interrupción 1 - entrada 5
•Pin Tx de puerto serie
•Conversor AD canal 5
Digital I/O
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Los pines se controlan mediante 3 registros:
Data Direction Register (DDR): hay uno por cada puerto y cada bit determina la dirección de un pin.
Port Register (PORT): uno por cada puerto y cada bit controla el estado del puerto (si es de salida)
Port Input Register (PIN): uno por cada puerto y cada bit da el estado de su respectivo pin, esté este configurado como entrada o salida.
Digital I/O
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Digital I/O
PORT Register: de preferencia debe escribirse con operaciones de escritura de bit, si están disponibles
Caso contrario usar : Read-Modify-Write con cuidado.
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Digital Input
La entrada se muestrea con cada pulso (flanco ascendente normalmente) del clock, lo que ocasiona “metaestabilidad”:
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Normalmente incorporan un Schmitt-trigger.
Para reducir la “metaestabilidad” se introducen “sincronizadores”
Digital Input
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Cancelación de ruidos
Resistencias de pull-up/down en las entradas: puede (debe) programarse su conexión/desconexión (a veces mediante el registro PORT).
Digital Input
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Apenas el DDR setea un pin como salida, el MCU excita el pin de acuerdo al contenido del registro PORT correspondiente.
Cuidado con los cortocircuitos
Orden de seteo de DDR y PORT
Digital Output
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