MICROCONTROLADORES PIC16F84 ING. RAÚL ROJAS REÁTEGUI

Transcripción

1 MICROCONTROLADORES PIC16F84 ING. RAÚL ROJAS REÁTEGUI

2 DEFINICIÓN Es un microcontrolador de Microchip Technology fabricado en tecnología CMOS, completamente estático es decir si el reloj se detiene los datos de la memoria no se pierden.

3 CARACTERÍSTICAS Posee Instrucciones. Las instrucciones se ejecutan en un solo ciclo, excepto las de salto que necesitan dos. Memoria de programa Flash de 1 K x 14 bits. Memoria RAM dividida en 2 áreas: 22 registros de propósito específico (SFR) y 68 de propósito general (GPR).

4 Posee 15 registros de funciones especiales. Memoria RAM de 68B (68 registros de propósito general). Tiene un contador de programa de 13 bit (permitiría direccionar 4 KB, el 16F84 solo dispone de 1KB). Pila con 8 niveles de profundidad. Modo de direccionamiento directo, indirecto y relativo. ALU y Registro de trabajo W de 8b.

5 ENCAPSULADO El encapsulado de este microcontrolador es tipo DIP (Dual In-line Pin) de 18 pines, cuya distribución se muestra en la siguiente imagen:

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7 FUNCIÓN DE LOS PINES V DD : Utilizado para conectar la línea positiva de la fuente de alimentación. V SS : Utilizado para conectar la línea negativa o tierra de la fuente de alimentación. OSC1/CLKIN: Entrada del oscilador a cristal/entrada de la fuente de reloj externa.

8 OSC2/CLKOUT: Salida del oscilador a cristal. En modo RC tiene una frecuencia de ¼ OSC1 en salida. RA0: Bit 0 del puerto A. RA1: Bit 1 del puerto A. RA2: Bit 2 del puerto A. RA3: Bit 3 del puerto A. RA4/T0CKI: Bit 4 del puerto A. También se utiliza para la entra de reloj para el TMR0.

9 RB0/INT: Bit 0 del puerto B. También se utiliza para seleccionar entrada de interrupción externa RB1: Bit 1 del puerto B. RB2: Bit 2 del puerto B. RB3: Bit 3 del puerto B. RB4: Bit 4 del puerto B. RB5: Bit 5 del puerto B. RB6: Bit 6 del puerto B. RB7: Bit 7 del puerto B.

10 Arquitecturas según el Hardware Arquitecturas según el Software Von Neuman Segmentada Harvard CISC RISC CRISC

11 Arquitectura Von Neuman Máquina secuencial Hay una única memoria de donde el procesador extrae datos e instrucciones. El programa se carga en la memoria junto con los datos iniciales Ejecuta solo una operación a la vez Bus de datos y direcciones compartidos Lenta Generalmente se combina con software tipo CISC

12 Modelo von Neumann Memoria instrucciones Carga inicial Programa + ejecución datos Datos Datos Iniciales Procesador

13 Arquitectura Segmentada Máquina secuencial Buses de datos y direcciones compartidos Diseño multietapa (Pipeline): Permite ejecutar más de una operación a la vez Se encuentra combinada con software CISC y en pocas ocasiones con RISC Más rápida que Von Neuman

14 Arquitectura Harvard Separa los buses de datos, direcciones y control. Lee instrucciones con mayor velocidad La memoria de programa está separada de la memoria de datos. El programa se carga en la memoria de programa. Y los datos iniciales deben cargarse como valores inmediatos de las instrucciones. Pueden direccionar altas cantidades de memoria Se combinan con software RISC

15 Modelo Harvard Memoria Programa instrucciones Memoria Datos Carga inicial Datos Iniciales ejecución datos Procesador

16 Arquitectura CISC Complex Instruction Set Computer Set de instrucciones grande Ofrece una amplia gama de operaciones Facilita el trabajo de programación Reduce el tamaño del código de programa Incrementa el costo de aprender la programación

17 Arquitectura RISC Reduced Instructio Set Computer Pocas instrucciones Más fácil de aprender el método de programación Mayor tamaño del código de programa

18 Arquitectura CRISC Combinación de CISC con RISC Complex-Reduced Instruction Set Computer

19 BIU Arquitectura Básica Bus Interno Bus de Datos Bus de Direcciones Unidad de Control Unidad Aritmética Lógica Bus de Control Registro de Banderas Registros de Uso General

20 Tipos de memorias RAM Random Access Memory Almacenamiento temporal de datos Pierde la información capturada cuando se le desconecta alimentación ROM Read Only Memory Memoria que conserva el contenido aun cuando se desconecta

21 Tipos de memorias ROM EPROM (Erasable-Programable Read Only Memory) Funciona con el principio de fusibles Puede borrarse mediante luz ultravioleta Se reprograma eléctricamente EEPROM (Electrically Erasable-Programable Read Only Memory) Funciona con el principio de fusibles Puede borrarse con impulsos eléctricos controlados Se reprograma eléctricamente Flash Funciona igual que la EEPROM pero a una velocidad de operación y programación mayor.

22 Elementos Comunes en los microcontroladores ADC USART RTC Puertos entrada/salida paralelos PWM USB

23 ADC (Convertidor analógico Digital) Permite que el sistema microcontrolador pueda procesar una variable analógica Valor mínimo y máximo ajustable Resolución: indica la precisión de la conversión realizada Entre más cantidad de bits, más es la resolución del convertidor Requieren configuración a través de registros especiales del microntrolador

24 USART(ADDRESSABLE UNIVERSAL SYNCHRONOUS ASYNCHRONOUS RECEIVER TRANSMITTER) Permite conexión serie a otros dispositivos Se configura a través de registros internos. Velocidad de transferencia variable Formato de la trama variable Puede manejarse a través de interrupciones

25 Puertos entrada Salida Unidireccionales o bidireccionales Se configuran a través de un registro especifico Debe estar mapeados Se accesan por medio de una dirección Pueden ser TTL, CMOS, ST, según sea el dispositivo con el que se comunican.

26 Fabricantes Comunes de Microcontradores Microchip: Familas de PIC s Arquitecturas RISC, Harvard Motorola: Familia 68XX Arquitecturas CISC, segmentada Intel: Familias 80XX Arquitecturas CISC, Von neuman NEC

27 Familia de microcontroladores Microchip Entre los productos que ofrece Microchip las familias está categorizada por el tamaño de palabra de instrucción, que se corresponde con las capacidades ofrecidas por el microcontrolador correspondiente. Gama Baja: palabra de instrucción 12 bits Gama Media: Palabra de instrucción 14 bits Gama Alta: Palabra de instrucción 16 bits

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29 Gama Baja Componen los modelos de las familias: PIC10F (6 pines), algunos elementos de las familias PIC12 (8 pines) y algunos elementos PIC16F5X (14, 18, 20 y 28 pines) Palabra de instrucción de 12 bits Reducido número de pines y pequeña dimensión Memoria flash programable Reducido coste y facilidad de uso

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31 Gama Media Palabra de instrucción de 14 bits: Familias PIC12 y PIC16 Número de pines en los empaques: 8 a 64 Rango de voltajes operativos: 2.0 a 5.5V Manejo de interrupciones Pila de programas más amplia 8 niveles Canales conversores A/D y memoria EEPROM de datos Gestión de diversos protocolos de comunicación : USB, SPI, I2C, USART. Conexión inmediata a LCD. Rendimiento en torno a los 5MIPS

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33 Gama Alta Tamaño de palabra de 16 bits: PIC18C 10MIPS Multiplicador hardware Aumento del tamaño del stack (32 niveles) Aumento del número de fuentes de interrupción Encapsulado entre 18 y 80 pines. Periféricos avanzados de comunicación y protocolos: CAN, USB, ZigBee, TCP/IP

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