Roberto Valenzuela: Microcontroladores

MICROCONTROLADORES

Inicialmente fue desarrollada por General Instrument.Existen varios tipos de microcontroladores pero uno de los más famosos es la familia de los PIC son fabricados por Microchip Technology Inc.

Primeramente muchos piensan que el término PIC es un acrónimo de algunas palabras pero en realidad su nombre es PICmicro, pero

PIC por sus siglas en ingles significarían Peripheral Interface Controller .

Los microcontroladores se encuentran en gran número de aparatos que sin darnos cuenta hacen de nuestra vida más fácil

Para darse cuenta de esto basta saber donde se encuentran como en microondas, en pantallas LCD, teléfonos móviles, cámaras digitales, impresoras, camcorders. En un teclado. En todos los automóviles modernos existe por lo menos un controlador e incluso pueden llegar a tener hasta seis o siete. El motor, los frenos, el ordenador de navegación así como otras funciones, así como cualquier dispositivo que posea un control remoto posee un microcontrolador.

Las características más importantes que definen a un PIC son:

La arquitectura del procesador sigue el modelo Harvard.
Se aplica la técnica de segmentación ("pipe-line") en la ejecución de las instrucciones.
El formato de todas las instrucciones tiene la misma longitud.
Procesador RISC (Computador de Juego de Instrucciones Reducido).
Todas las instrucciones son ortogonales.
Arquitectura basada en un banco de registros.
Prácticamente todos los PIC se caracterizan por poseer unos mismos recursos mínimos.
Modelos de arquitectura cerrada y de arquitectura abierta.
Diversidad de modelos de microcontroladores.
Amplio margen de alimentación y corrientes de salida elevadas.
Herramientas de soporte potentes y económicas.

ARQUITECTURA CENTRAL DE UN PIC

La arquitectura del PIC es sumamente minimalista. Esta caracterizada por las siguientes prestaciones:

§ Área de código y de datos separadas (Arquitectura Harvard).

§ Un reducido número de instrucciones de largo fijo.

§ La mayoría de las instrucciones se ejecutan en un solo ciclo de ejecución (4 ciclos de clock), con ciclos de único retraso en las bifurcaciones y saltos.

§ Un solo acumulador (W), cuyo uso (como operador de origen) es implícito (no está especificado en la instrucción).

§ Todas las posiciones de la RAM funcionan como registros de origen y/o de destino de operaciones matemáticas y otras funciones.¹

§ Una pila de hardware para almacenar instrucciones de regreso de funciones.

§ Una relativamente pequeña cantidad de espacio de datos direccionable (típicamente, 256 bytes), extensible a través de manipulación de bancos de memoria.

§ El espacio de datos está relacionado con el CPU, puertos, y los registros de los periféricos.

El contador de programa esta también relacionado dentro del espacio de datos, y es posible escribir en él (permitiendo saltos indirectos).

Para darse cuenta de esto basta saber donde se encuentran como en microondas, en pantallas LCD, teléfonos móviles, cámaras digitales, impresoras, camcorders, en un teclado. En todos los automóviles navegación como otras funciones, así como cualquier dispositivo que posea un control remoto posee un microcontrolador.

Hoy en un día existe una gran multitud de variedad de PIC con varios periféricos incluidos y con memora de programa desde 512 a 32000 palabras donde cada palabra corresponde a una instrucción en lenguaje ensamblador y puede ser de 12, 14,16, o 32 bits.

La arquitectura del procesador sigue el modelo Harvard.

La repercusión más importante del empleo de la arquitectura Harvard en los microcontroladores PIC se manifiesta en la organización de la memoria del sistema. La memoria de programa o instrucciones es independiente de la de los datos, teniendo tamaños y longitudes de palabra diferentes.

Diferentes tipos de PIC

Existen diferentes tipos de microcontroladores para diferentes necesidades , entonces existen microcontroladores sencillos y baratos asi como complejos y costosos, y aproximadamente cada 6 meses aparece un dispositivo nuevo.

Aproximadamente, cada seis meses aparece un dispositivo nuevo.

Se pueden clasificar de diferentes maneras los PIC ya que presentan diferentes características.

Familia de productos

PIC10
PIC12
PIC14
PIC16
PIC17
PIC18

Tipo de memoria

FLASH
OTP
ROM

Número de patillas E/S

4 - 17 patillas
18 - 27 patillas
28 - 44 patillas
45 - 80 patillas

Tamaño de memoria (bytes)

0.5K - 1K
2K - 4K
8K - 16K
24K -32K
48K - 64K
96K - 128K

Ahora como existen diferentes tipos de PIC por lo tanto físicamente pueden ser diferentes por ejemplo.

PIC de 8 patillas

Es un grupo de los mas conocidos en el mercado y mas usados , son d un tamaño muy reducido y se alimenta de un voltaje de corriente continua de entre 2.5 V y 5.5V y consumen menos de 2mA cuando trabajan a 5V y 4MHz. Pueden ser de 12 o 14 bits .

Aunque sólo tienen 8 patillas, pueden destinar hasta 6 como líneas de E/S para los periféricos al disponer de un oscilador interno R-C, lo cual es una de su principales características.

PIC16C(R)5X con instrucciones de 12 bits

Estos disponen de 18 , 20 o 28 patillas y se pueden alimentar de una tensión de 2.5 V , no admite ningún tipo de interrupción y la pila solo dispone de 2 niveles.

PIC16XXX con instrucciones de 14 bits

Esta es la familia mas variada y completa de los PIC , en esta gama se encuentra el conocido PIC16x84 y abarca modelos con encapsulado apartir de 18 patillas.