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Primeros pasos con los MCU
PRIMEROS PASOS CON MCU
INTRODUCCIÓN
Un microcontolador (MCU) es un dispositivo electrónico programable que de acuerdo
a la arquitectura de Von Neumann que indica cinco partes: 1) unidad aritmética, 2)
unidad lógica (ALU), 3) unidad de control, 4) memoria y 5) unidad de entrada/salida.
Actualmente los MCU están presentes en dispositivos cotidianos (teléfonos celulares,
hornos de micro-ondas, televisores, etc., por mencionar algunos) y podemos
utilizarlos en nuestros proyectos para generar lo que nuestra imaginación desee,
ejemplo de ello sería: una chapa electrónica, una báscula electrónica, sistema de
audio para un automóvil, etc.
En el caso de los MCU del fabricante Atmel son del tipo: reducted instruction set
computer (RISC), que permiten tener pocas instrucciones con mismo tamaño y que
solo las instrucciones de carga y almacenamiento de información accede a la
memoria de datos. Adicionalmente para el manejo de la memoria de estos MCU se
utiliza la arquitectura Harvard. Se tiene físicamente una memoria para las
instrucciones y otra para los datos.
Una ventaja de utilizar los MCU de ATMEL es que podemos programarlo en lenguaje
C y que si cambiamos de modelo de MCU el programa realizado podrá utilizarse en
el nuevo MCU, se tiene una gran gama de modelos con características y diseñados
para uso específico como los de USB, MP4, CAN, etc. Y para los que iniciamos
documentación, grabadores, kits de desarrollo rápido.
ARQUITECTURA Y ORGANIZACIÓN DE LOS MCU
Juan Alberto Segundo Miranda
UPIICSA – IPN diciembre/2010
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Primeros pasos con los MCU
La arquitectura nos indica los elementos o componentes que tiene los MCU y su
interconexión, la organización es la que nos permite usar el micro mediante reglas o
técnicas para que su arquitectura trabaje en forma ordenada obteniendo el resultado
que nosotros le indicamos. A continuación tenemos un ejemplo de la arquitectura de
un MCU.
PUERTOS DE ENTRADA / SALIDA
Juan Alberto Segundo Miranda
UPIICSA – IPN diciembre/2010
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Primeros pasos con los MCU
Los puertos son medios de comunicación del MCU con su entorno, funcionan para
recibir o enviar información (pulsos eléctricos). Con los microcontroladores AVR se
puede programar para que sean puertos de entrada/salida cada uno, o
simultáneamente, puedan intercambiar. En el diagrama de bloques de un MCU, se
podrá observar que se indica cada puerto iniciando con la letra P y con una letra, por
ejemplo PA, PB y PC, así se nombran. Cada puerto tiene un número de pines o
elementos o postes que en conjunto forman el puerto y se indican encerrando el
número entre corchetes. PA[0..7] indican que el puerto A tiene del pin 0 al 7, es
decir, 8 pines para este puerto.
Un ejemplo: el MCU ATtiny481 tiene PA[0..7] y PB[0..7]. Por lo cada puerto tienen 8
pines. Para otros modelos de MCU hay que consultar el manual y ver exactamente la
cantidad de puertos, su nombre y cantidad de pines por puerto.
El precio de cada MCU varía de acuerdo a la cantidad de puertos, memoria,
facilidades para un uso específico (USB, CAN, MP4, etc).
Juan Alberto Segundo Miranda
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Primeros pasos con los MCU
REPRESENTACIÓN BINARIA
Los valores decimales que conocemos y con los cuales podemos realizar operaciones
binarias, podremos representarlos en valores binarios, por ejemplo en la siguiente
imagen mostraremos valores binarios y su equivalencia en valores decimales.
Los MCU trabajan con datos binarios por lo que debemos de estar informados sobre
su representación, en formato binario, octal, hexadecimal.
Juan Alberto Segundo Miranda
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Primeros pasos con los MCU
Representación binaria y hexadecimal
Obsérvese que para la representación binaria y conocer su representación
hexadecimal, podemos tomar dos grupo, el primer grupo de 4 bits y el segundo de
los otros 4 bits.
0100 0110 = 0x46 = 70
____ ____
8421 8421
____ ____
4
4+2 => 46 => 0x46
Otro ejemplo:
1100 1001 = 0xC9 = 128+64+8+1 = 201
Juan Alberto Segundo Miranda
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Primeros pasos con los MCU
Para la conversión binaria será de acuerdo a la posición del bit.
0x27+1x26+0x25+0x24+0x23+1x22+1x21+0x20 = 70
___ ___ ___ ___ ___ ___ ___ ___
128
64
32
16
8
4
2
1 = 64 + 4 + 2 = 70
Juan Alberto Segundo Miranda
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