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SEMANA 20

IMPLEMENTA CIRCUITOS DIGITALES PROGRAMABL

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INTRODUCCIÓN A LOSMICROCONTROLADORES.

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SISTEMAS MICRO PROGRAMABLE

•   Un sistema micro

programable es unsistema electrónico digital

formado por uno o varios

chips integrados capaces

de interpretar y ejecutar 

secuencialmente las

órdenes contenidas en unprograma y a una

velocidad muy elevada.

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 Aplicacio

•   Realizar cálculos matemáticos o aplicaciones

informáticas, como podemos observar en las

computadoras, que son sistemas micro

programables basados en los microprocesadores.

•   Controlar procesos industriales de seguridad o producción, com

el caso de autómatas programables que controlan robots y cad

de montaje que poseen microcontroladores.•   Controlar el funcionamiento de aparatos domésticos, c

microondas, lavadoras, que se encuentran controladas

microprocesadores y o microcontroladores.

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Hardware y softw

• Hardware: Son todos los circuitos y componentes electrónicos que componenel sistema.

• Software: Conjunto de instrucciones y rutinas con que se programa el sistema,así como todo lo referente a los lenguajes empleados.

• Firmware: Es un término intermedio y se define como el conjunto de programasde un sistema micro programable grabados sobre un hardware pero inalterables

por el usuario. El ejemplo más sencillo es la memoria ROM-BIOS en las

computadoras.

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CLASIFICACIÓ

COMPUTADORAS PERSONALES: Son sistemas micro programable que utilizanun chip microprocesador. Están destinados a los procesos informáticos, aunque

añadiéndoles los sistemas de control externo adecuados, son capaces decontrolar procesos o máquina industrial.

AUTÓMATAS PROGRAMABLES: Son sistemas micro programables basados enun microcontrolador al que se le añaden sistemas de control de potencia tales

como contactores o relés. Están destinados al control de maquinaria industrial y

automatización.

PEQUEÑOS AUTOMATISMOS Y ELECTRODOMÉSTICOS: Son sistemas

gobernados por microprocesadores, microcontroladores o dispositivos lógicosprogramables (PLD), destinados a controlar electrodomésticos, rótulos luminosos,

calculadoras programables, pequeños sistemas de alarmas y cualquier otro

sistema que se pueda asociar a estos elementos.

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Diagrama de un procesa

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Bloq

Unidad Central de Proceso: Su estructura es la de un circuito integrado LSI qposee en su interior entre otros elementos:

• Unidad de decodificación e interpretación.

• Unidad aritmética lógica.

• Un contador de programa.

• Registros de almacenamiento.

Reloj: La CPU genera los impulsos de control de los bloques restantes,

partiendo de las señales de onda cuadradas suministradas por un generadode funciones llamado reloj. La frecuencia del reloj determina la velocidad de

operación y funcionamiento de la CPU y de todo en general.

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Bus

• Bus de datos (Data Bus): Es el destinado a transportar los datos ent

diferentes bloques. Su número de hilos es igual a la longitud de la palabra.

• Bus de direcciones (Address Bus): Su misión es transmitir al b

correspondiente la dirección con la que va a trabajar la CPU. El número de

determina la capacidad de la memoria. El número de direcciones de memor

es capaz de controlar un microprocesador mediante su bus de direccion

obtiene:

Nº de direcciones de memorias o palabras = a la base binaria 2, eleva

número de líneas del bus de direcciones. Así por ejemplo, un micro de

posee 16 líneas luego = a 65.536 posiciones o bits = 64 Kb.

• Bus de control (Control Bus): El micro utiliza un número de líneas para en

recibir órdenes que realizan fines diversos, como R/W*, RESET, línea

interrupción, Entrada de programación, etc.

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Bloq

Unidad de entrada y salida (I/O): Todo sistema de desarrollo de microprocesadornecesita comunicarse con el exterior, ya sea para recibir o llevar información.

Registros de entrada y registro de salida.El primero es un registro cuyo número de bits es igual al de la palabra utilizada y

cuya carga está controlada por un conjunto de interruptores electrónicos

gobernados por la CPU. Se le denomina puerto de entrada. La información que se

envía desde los periféricos al puerto sólo se almacena cuando la CPU lo autorice.

Periféricos.Podemos distinguir dos tipos de funciones: Periféricos de comunicación entre el

sistema y el usuario y periféricos de almacenamiento masivo de la información.

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Bloq

Interfaces de comunicación de E/S. son dispositivos periféricos que nodeben confundirse con las unidades (I/O) que sirve para intercomunicarsistemas micro programable separado y serían:

• Interface RS-232 para comunicación serie.

• Interface Centronics para comunicación paralelo.

• Interface USB de comunicación universal.

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Periféricos de almacenamie

Unidades de disco magnético. Esta clase de periférico emplea un soporte plano

y circular recubierto de un material magnético donde se almacena la información:Disco duro (hard disk), Disco flexible (floppy disk).

Unidades de disco óptico. Soporte plano circular de policarbonato, donde se

almacena la información) recubierto de una capa de aluminio que actúa como

espejo: CD-ROM y DVD.

Unidades de memoria flexible. Están fabricadas con memoria tipo Flash y SD

(variedad de memoria RAM) que posee un conector USB. Pendrive y Tarjeta.

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Sistemas de control exter

• Transductores y sensores.• Convertidores A/D, D/A, V/I, etc.

• Componentes de conmutación y potencia: relés, tiristores,

contactores, etc.

• Circuitos de amplificación.

Módem. Es un interface que permite la comunicación serie a

distancia, por medio de redes telefónicas o redes inalámbricas

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MEMORI

Son las que se encuentran en el interior de los sistemasmicros programables y están directamente regidas por la CPU. En ellas se

almacenan los sistemas operativos, las tablas de datos, el programa de usuario

que se encuentra en ejecución y los datos de la pila de memoria, según su

principio de funcionamiento existen los siguientes tipos:

• Memorias de núcleo de ferrita. Fue el primer tipo de memoria empleado, hoy en

desuso. Formadas por núcleos toroidales de algunas décimas de milímetro de

diámetro recorridos por tres hilos, dos de selección y uno de lectura.• Memorias integradas. Son las únicas empleadas actualmente. Se clasifican en:

- Memorias de lectura y escritura, o memorias RAM.

- Memorias de sólo lectura o memorias ROM.

Ó

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CLASIFICACIÓN DE LAS MEMORIASINTEGRADAS.

• Memorias RAM:

RAM estáticas o SRAM: Las celdas de memoria o de almacenamiento estánformadas por flip-flops, que permanecen indefinidamente en su estado mientras n

se elimine la alimentación

RAM dinámicas o DRAM: Las celdas de almacenamiento están formadas por

pequeños condensadores que almacenan la información (Tecnología CMOS).

Tienen el defecto de que por inevitables corrientes de fuga pierden la información.

Por tal motivo se requiere de un circuito de refresco (proceso de reescritura

periódico) que restablezca la información.

RAM con pila. Este tipo de memorias es no volátil, es decir no pierden la

información al ser desconectadas, se trata de una memoria RAM CMOS que lleva

incorporada en su encapsulado una pequeña batería de litio que asegura una

estabilidad de los datos durante diez años, con el chip extraído del circuito, en

lugar de ellas hoy se utilizan las EEPROM, que estudiaremos a continuación.

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Memorias R

• ROM (programable por máscara). Los datos se graban en la memoria durante

su proceso de fabricación. Proceso fotolitográfico. Evidentemente estos datos

son indelebles y nunca se podrán borrar o cambiar.

• PROM. (Rom programable) Grabadas o programadas por el usuario una solavez. El fabricante las suministra en estado virgen, con tos sus bits puestos a “0”

o a “1”, según los tipos. El proceso de grabación se hace mediante un equipo

programador de PROM que produce fusiones de carácter irreversible de

acuerdo con los datos que se pretende grabar.

• EPROM (ROM borrable y programable) Son similares a las PROM, pero el

proceso de grabación no es destructivo. Los datos se almacenan induciendo

cargas en electrodos de silicio poli cristalino completamente aislados en el seno

de una capa de óxido de silicio.• EEPROM (ROM, borrables eléctricamente). Son las memorias que logran el

ideal de alcanzar una memoria de lectura-escritura que no pierde su contenido

al cortar la alimentación. Estas memorias pueden alterar su contenido sobre el

montaje definitivo sin necesidad de extraer el chip y sin utilizar una

instrumentación específica.

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Resumen de las característicasDRAM.

• Memoria FPM RAM (Fast Page Mode RAM) Memoria DRAM diseñada p

trabajar en modo página, es decir, para accesos a bloques de memoriaconsecutivo.

• Memorias EDO RAM (Extended Data Out RAM) Son una variante de las

anteriores que mediante la utilización de un búfer en su salida le permite

finalizando la lectura de un dato de la matriz y simultáneamente, decodif

dirección del siguiente dato que se va a leer.

• Memorias SDRAM (Synchronous DRAM). Su estructura consta de dos o matrices, cuyo funcionamiento se organiza de forma que mientras se está

realizando el acceso a una matriz, otra se está preparando el siguiente ac

• Memorias DDR SDRAM (Double Date Rate SDRAM). La más moderna de

familia de memorias DRAM soporta dos operaciones de memoria por cicl

reloj, así que proporciona el doble de velocidad.

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Módulos de memorias.

Módulos SIMM (Single In- Line Memory Module) hoy en desuso.

• SIMM de 30 contactos (4 MB y 16 MB).• SIMM de 72 contactos (16 MB y 32 MB).

• SIMM de 168 contactos (16 MB, 32 MB y 64 MB).

Módulos DIMM de memoria DRAM (Dual In-Line Memory Module)

• DIMM de 72 contactos. Fueron los primeros en aparecer en el mercado.

• DIMM de 144 contactos. Con memoria DDRAM t capacidad de 1024 MB por mód

• DIMM de 168 contactos.

• DIMM de 184 contactos con memoria SDRAM y capacidad de 512 MB por módul

• DIMM de 200 contactos, para portátiles con memoria DDRAM y capacidad de

1024 MB por módulo.

• DIMM de 240 contactos, con memoria DDRAM2 y DDRAM3 y capacidad de

2048 MB por módulo

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