8/16/2019 Lenguajes de programación de los microcontroladores

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LENGUAJES DE PROGRAMACIÓN DE LOMICROCONTROLADORES

José Roberto Toledo Illescas jtoledoi@est.ups.edu.ec

Universidad Politécnica SalesianaSistemas microprocesados II

Resumen —En el presente documento se analizara los lenguajesde programación e IDE’s que los diferentes microcontroladoresemplean para su programación.

Index Terms —Lenguaje de programación, microcontrolador,IDE.

OBJETIVOSDenir e identicar las diferentes características de losmicrocontroladores.Listar las principales familias de microcontroladores.Describir los diferentes lenguajes de programación eIDE’s empleados en la programacion de estos.

I. SUSTENTO TEÓRICO

I-A. Microcontrolador

El termino microcontrolador es empleado para describir a

un circuito integrado capaz de ejecutar instrucciones grabadasen su memoria. El término Micro hace referencia a dispositivospequeños y Controlador hace referencia a que el dispositivo esempleado para controlar aplicaciones. Todos los microcontro-ladores operan con un set de instrucciones almacenadas en sumemoria, dichas instrucciones son programadas por el usuario.

Los microcontroladores tradicionalmente eran programadosempleando el lenguaje ensamblador, así también los micro-controladores pueden ser programados empleando lenguajesde alto como BASIC, PASCAL o C; los que son mas sencillosde aprender que el ensamblador.

I-B. Familias de microcontroladores

En la siguiente tabla se puede apreciar a las principalesfamilias de microcontroladores y sus respectivos fabricantes:

Cuadro IFAMILIAS DE MICROCONTROLADORES

Fabricante FamiliaATMEL AVR

MICROCHIP PICSTMicroelectronics STM32

MICROCHIP dsPIC

I-C. AVR

Los microcontroladores AVR es una de las familias microcontroladores de 8 bits mas usados . Diseñado por estudiantes de Norwegain Institute of Technology (NTH) AEgil Bogen y Vegard Wollan, fue comprada y desarrollada Atmel en 1996.

Los AVR emplean arquitectura Harvard, los cuales vien

con algunas características estándar como se puede apreen la siguiente gura:

Figura 1. Arquitectura del AVR

I-D. PIC

Diseñados por MICROCHIP, su nombre real es PICmique hace referencia a Peripheral Interface Controller; el priPIC fue diseñado en 1975 por General Instruments, este cfue conocido como PIC1650 diez años después tras agrea este una memoria EEPROM el cual fue transformado eactual PIC. En la actualidad se encuentra una gran gamaPIC’s de 8, 16 o 32 bits como la serie 8 bits de medio racomo los PIC16FXXX o de 32 bits como el PIC32.

Figura 2. Microcontrolador PIC

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I-E. STM32 (ARM7)

La familia STM32 son una serie de microcontroladoresbasados en el procesador ARM Cortex-M, proveyendo lacombinaciones de servicios de gran alcance, capacidad entiempo real, procesamiento de señales, operación de señalesde bajo voltaje con mantenimiento integrado y fácil desarrollo.Basados en las exigencias de la industria y al estar acompa-

ñados por una gran gama de herramientas y software hace deeste un gran producto para el desarrollo de proyectos.

Figura 3. STM32

I-F. DSPic

Un DSC o Digital Signal Controller es un chip que integraa la perfección los atributos de un microcontrolador con lacapacidad de calculo de un DSP (Digital Signal Processor).Ofreciendo un manejo rápido, sosticado y exible de las in-terrupciones, una gran gama de funciones periféricas digitaleso análogas, administración de la energía, velocidad completaen tiempo real, entre otros. Los DSPic’s de 16-bits comoel dsPIC30F son una serie que controla una señal digital,ejecutando varias instrucciones en un ciclo, caracterizados porser costos y complejos, la serie dsPIC33F fue diseñada paraque el usuario lo sintiera como un MCU típico.

Figura 4. dsPIV30F3011

I-G. Lenguajes de programación

I-G1. Ensamblador: El primer lenguaje de programacióndesarrollado fue el ensamblador (ASM), en el que las ins-trucciones consisten en las abreviaturas con signicado ya cada instrucción corresponde una parte de la memoria.empleando un compilador se compilara cada instrucción sinoptimizarlo, permitiendo controlar en detalle cada proceso

puesto en marcha en el microcontrolador. Caracterizado poalta complejidad a su vez cada dispositivo (microcontroladposee un propio conjunto de instrucciones. Se encuenbasados

I-G2. C: Es un lenguajes de alto nivel, permite realizoperaciones sobre bytes de manera similar sobre bits, cooperaciones aritméticas, lógicas, desplazamiento ,etc. C eslenguaje compilado es decir los archivos fuente, basadoseste lenguaje, se traducen a lenguaje maquinas.

Es un lenguaje simple caracterizado por el manejo librerías, es muy eciente ya que hace posible emplear cararísticas de bajo nivel para realizar implementaciones optim

I-G3. Basic: Es un lenguaje de programación simpy fácil de entender, para emplearlo debidamente basta cconocer algunos elementos básicos como operadores, vables reservadas para el sistema, directivas. Sustituye vainstrucciones en ensamblador por una sentencia en Basic, aprogramador ya no debe conocer el conjunto de instrucciopropias del microcontrolador. De manera similar al C el codes traducido a lenguaje maquina mediante un compilador.

I-G4. Pascal: Es un lenguaje de alto nivel empleadgeneralmente para aprender los conceptos generales de pgramación. Caracterizado por la división de su código en ciones, facilitando el uso de una programación estructuraLas variables np pueden tener un tipo de valor incompatibldecir su valor debe ser del mismo tipo del cual se ha denevitando la necesidad de denotar a cada tipo de variable.

I-H. Lenguajes de programación empleados por las diferen-tes familias e IDE’s

En secciones anteriores se han detallado las principafamilias de microcontroladores y de manera similar los pcipales lenguajes de programación, en la siguiente tabla

puede apreciar a dichas familias y el lenguaje que estas pueemplear para su programación:

Cuadro IIMICROCONTROLADORES Y LENGUAJES DE PROGRAMACI

Familia LenguajeAVR Ensamblador - CPIC Basic - C

STM32 CdsPIC Pascal - C - Basic

Para la familia AVR se puede emplear los siguientes IDEAVR Studio de ATMEL.

Figura 5. Interfaz de AVR Studio

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Para la familia PIC se puede emplear los siguientes IDE’s:

MPLAB de MICROCHIP.mikroPascal de MICROCHIP.mikroC de MICROCHIP.mikroBASIC de MICROCHIP.PIC CCS de CCS.

Figura 6. Interfaz de mikroPascal

Para la familia STM32 se puede emplear los siguientesIDE’s:

Code::Blocks de Code::Blocks distribuido aplicandoGNU.STM32CubeMX de STMicroelectronics.

Figura 7. Interfaz de STM32CubeMX

Para la familia dsPIC se puede emplear los siguientes IDE’s:

MPLAB de MICROCHIP.mikroPascal de MICROCHIP.mikroC con el compilador PIC24 de MICROCHIP.mikroBASIC de MICROCHIP.PCDIDE compilador de PIC C de CCS (Costum Com-puter Services).PCwhd compilador de PIC C de CCS (Costum ComputerServices).

Figura 8. Interfaz de PIC C

CONCLUSIONESLos microcontroladores son dispositivos destinados a c

trolar aplicaciones, haciendo esto posible mediante un conjto de instrucciones almacenadas en su memoria.

Para realizar las instrucciones que debe seguir el microctrolador se debe escribir un código basado en un lengude programación que posteriormente sera traducido porcompilador a lenguaje maquina.

Cada lenguaje de programación posee su propio nivelcomplejidad y a su vez brinda ventajas sobre otros compascal en el cual se delimitan los posibles errores que surgeprogramar basándose en una serie de normas preestableci

REFERENCIAS

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from USB to RTOS with the PIC18F Series, Elsevier, 200[2] M. Mazidi S. Naimi, The AVR microcontroller aembedded system using assembly and c, PEARSON, 201

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[9] CCS Inc., «CCS. C COMPILERS» [En línea].http://www.ccsinfo.com/content.php?page=compilers [Últimoacceso: 23 Abril 2016].