INTRODUCCIÓN A LAS HERRAMIENTAS DE DISEÑO CON PIC

1. INTRODUCCIÓN A LAS HERRAMIENTAS DE DISEÑO CON PIC  "Hay 10 tipos de personas: las que entienden binario y las que no"-Anónimo-

2. INTRODUCCIÓN A LOS MICROCONTROLADORES • Características de los Microcontroladores • Tipo de Arquitectura • Arquitectura Von-Neuman • Un único bus de datos para instrucciones y datos. • Las instrucciones del programa y los datos se guardan conjuntamente en una memoria común. • Cuando la CPU se dirige a la memoria principal, primero accede a la instrucción y después a los datos necesarios para ejecutarla, esto retarda el funcionamiento. • Arquitectura Harvard • El bus de datos y el bus de instrucción están separados • Acceso en paralelo: • Cuando se está leyendo una instrucción, la instrucción actual está utilizando el bus de datos. Una vez finalizada la instrucción actual, la siguiente ya está disponible en la CPU. • Permite una ejecución más rápida.

3. INTRODUCCIÓN A LOS MICROCONTROLADORES C P U Program & Data Memory • Arquitectura Von-Neumann • El programa de instrucciones y los datos comparten la misma memoria 8 = 8 C P U • Arquitectura Harvard • Utiliza dos espacios de memoria distintos para las instrucciones y los datos. Esto permite utilizar distinto ancho de bus en ambos buses. Data Memory Program Memory 12 14 16 24 8 16

4. INTRODUCCIÓN A LOS MICROCONTROLADORES • Características de los Microcontroladores • CISC (Complex Instruction Set Computer) • El conjunto de instrucciones es bastante heterogéneo: • Instrucciones son muy potentes. En algunos casos equivalen a muchas instrucciones simples. • Instrucciones especializadas para una tarea concreta. • Facilita la programación. • RISC (Reduced Instruction Set Computers) • Al tener un conjunto de instrucciones reducido: • – El controlador es más sencillo y el chip es más pequeño. • – Es más rápido. • – Tiene un consumo menor. • SISC (Specific Instruction Set Computer) • Incluyen instrucciones específicas para control: • Instrucciones de entrada/salida eficaces y sencillas. • Instrucciones específicas para operar a nivel de bit.

5. INTRODUCCIÓN A LOS MICROCONTROLADORES • Características de los Microcontroladores • Opciones de Memoria • EEPROM (Electrically Erasable PROM) • Muchos microcontroladores incorporan una pequeña memoria EEPROM dentro del chip (Contiene parámetros que pueden cambiarse si la aplicación lo necesita). • Es lenta. • El número de veces que se puede borrar/grabar está limitado. • FLASH (EPROM) • Son más rápidas que las memoria EEPROM. • Permiten más ciclos de borrado/grabación.

6. INTRODUCCIÓN A LOS MICROCONTROLADORES • Características de los Microcontroladores • Memoria RAM • Útiles para programas de gran tamaño. • Más rápida que las memorias no volátiles. • Número ilimitado de veces que puede grabarse. • Apropiada para aplicaciones con grandes cantidades de datos que cambian contínuamente. • Memoria Field programming/reprogramming • Memoria no volátil. • Puede reprogramase sin desconectar el microcontrolador. • Permite actualizaciones remotas.

7. INTRODUCCIÓN A LOS MICROCONTROLADORES • Características de los Microcontroladores • Memoria OTP (One Time Programmable) • Un OTP es una memoria PROM que sólo puede grabarse una vez. • Se utiliza para pequeñas series. • Para probar el programa; antes de fabricar grandes cantidad de microcontroladores con memorias ROM de máscara. • Como los ciclos de desarrollo de productos son cada vez más cortos, es interesante para los fabricantes de microcontroladores ofrecer OTPs como una opción. • ROM de máscara • Son interesantes para un gran número de unidades cuando el programa va a ser el definitivo.

8. INTRODUCCIÓN A LOS MICROCONTROLADORES • Características de los Microcontroladores • Entradas y Salidas • Comunicación serie • UART(Universal Asynchronous Receiver-Transmitter) • Un UART es un adaptador serie para comunicaciones asíncronas. • USART • Un USART (Unidad Universal de Transmisión Recepción Síncrona y Asíncrona) es un adaptador serie para comunicaciones asíncronas o síncronas. • Los dispositivos que usan USART suelen ser más rápidos (hasta 16 veces) que un adaptador UART. • SPI (Serial Peripheral Interface) • El SPI permite la comunicación serie, duplex y asícrona. • Dispone de modo de bajo consumo. • SCI (Serial Communicactions Interfaces) • Un SCI es un UART reforzado, permite la comunicación serie asícrona full-duplex. • Dispone de dos modos de bajo consumo: wait y stop.

9. INTRODUCCIÓN A LOS MICROCONTROLADORES • Características de los Microcontroladores • Comunicación serie (cont.) • I2C bus (Inter-Integrated Circuit Bus.) • Es un bus de 2 hilos para comunicación serie desarrollador por PHILIPS. • Existen multitud de periféricos con este bus integrado. • MICROWIRE/PLUS • Es una interface de comunicación serie síncrona bidireccional. • Desarrollada por NATIONAL, su línea de dispositivos suele tenerla integrada. • CAN & J1850 • CAN (Cotroller Area Network) –conocido también como BUS CAN-. • Desarrollador por BOSH-INTEL. Se utiliza mayoritariamente en aplicaciones de automoción. • 1-WIRE • Es un interface de comunicación serie de un solo cable.

10. INTRODUCCIÓN A LOS MICROCONTROLADORES • Características de los Microcontroladores • Conversor Analógico Digital (A/D). • Convierte la tensión analógica a su valor digital. • Pueden ser externos o internos al micro. • Existen, en general, tres tipos integrados: • Aproximaciones sucesivas (común en micro). • Delta-Sigma • Flash (rápido pero menos habitual). • Conversores D/A. • Obtienen una tensión analógica a partir de un valor digital. • Conversor D/A con Modulador de ancho de Pulso (PWM). • Otros Dispositivos. • Contador de pulsos: cada pulso incrementa un contador. • Entrada de Captura: sirve para medir intervalos de tiempo entre eventos. • Comparadores analógicos.

11. INTRODUCCIÓN A LOS MICROCONTROLADORES • Características de los Microcontroladores • Salidas en paralelo. • Son las más comunes y se suelen utilizar para controlar relés, led, displays, LCD, transistores, etc. • Se caracterizan por una corriente máxima individual y una máxima común. • Salidas de Potencia. • Montaje Darlington. • Control de relé. • Control de triacs. • Entradas en paralelo. • Son las comunes y se utilizan para lectura de pulsadores, teclados, en general para leer el nivel lógico de la entrada. Pueden estas optoaisladas. • Entradas/Salidas. • Permiten cambiar la patilla como salida o entrada en cada instante.

12. INTRODUCCIÓN A LOS MICROCONTROLADORES • Características de los Microcontroladores • Interrupciones y Polling • Transferencia de E/S por consulta (Polling) • El polling es una técnica software en la que el microcontrolador pregunta constantemente al periférico si necesita ser atendido. • Interrupciones • Cuando los periféricos necesitan ser atendidos por el microcontrolador se lo comunican; de esta forma el micro puede atender a un programa principal (a diferencia del polling). • Es una técnica más rápida en atender al periférico que el polling. • El micro recibe la interrupción, identifica quién la ha provocado, ejecuta la rutina para atenderla y vuelve al programa principal. • Disparo de interrupciones: • Por flanco (de subida o bajada). • Por nivel.

13. INTRODUCCIÓN A LOS MICROCONTROLADORES • Características de los Microcontroladores • Interrupciones (cont.) • Interrupciones enmascarables • Se pueden habilitar o inhibir de forma global o individual. • Interrupciones No enmascarables • No se pueden inhibir, son de obligada atención. • Interrupciones vectorizadas • Cuando se recibe una interrupción el micro debe localizar al periférico: • Preguntando a cada uno (modo muy lento). • Con las int. Vectorizadas donde cada uno se identifica por el bus de datos. • Los micros de 4 bits no tiene interrupciones vectorizadas, los de 8, 16 y 32 tienen vectorizadas con jerarquía de prioridad.º

14. INTRODUCCIÓN A LOS MICROCONTROLADORES • Características de los Microcontroladores • Reset y Reloj • Inicialización o reset • La mayoría de los micros disponen de un sistema de inicialización cuando se conectan a alimentación. • Poseen, además, de una entrada de reset sensible a nivel • Reloj • Todos los micros tienen integrado un oscilador y sólo necesitan un elemento externo para fijar la frecuencia dentro del margen indicado. • Puede ser interno o externo con ayuda de un cristal de cuarzo, resonador cerámico o una red RC.

15. INTRODUCCIÓN A LOS MICROCONTROLADORES • Características de los Microcontroladores • Características especiales • Watchdog (Perro Guardian). • Un temporización que permite la recuperación del sistema ante un bloqueo. • Si el programa entra en bucle infinito o si deja de funcionar el watchdog provoca un reset tras un tiempo predeterminado. • Monitor de reloj (Clock Monitor). • Permite apagar el micro si la señal de reloj varia. • Cargador del programa residente. • Al inicializar, el micro carga automáticamente el programa a ejecutar por un puerto desde un lugar remoto (o desde el mismo micro). • Programa Monitor. • Un programa instalado en el micro que permite desarrollos básicos y depuración de programas. • Pueden comunicarse con un PC para ser ejecutado desde el mismo.