Tópicos Especiales de Mecatrónica Arquitectura de Microcontroladores Ricardo-Franco Mendoza-Garcia rmendozag@uta.cl Escuela Universitaria de Ingeniería Mecánica Universidad de Tarapacá Arica, Chile April 17, 2014 R.F. Mendoza-Garcia (Mecánica, UTA) Arquitectura de Microcontroladores April 17, 2014 1 / 12
Outline Outline 1 Definición y Aplicaciones de Microcontroladores 2 Microprocesadores v/s Microcontroladores 3 Componentes de un microcontrolador CPU, memoria y periféricos de I/O Oscilador Watchdog 4 Actividad 5 Referencias R.F. Mendoza-Garcia (Mecánica, UTA) Arquitectura de Microcontroladores April 17, 2014 2 / 12
Definición y Aplicaciones de Microcontroladores Microcontrolador Pequeño computador integrado en un chip que contiene procesador, memoria, y periféricos programables de I/O. Aplicaciones R.F. Mendoza-Garcia (Mecánica, UTA) Arquitectura de Microcontroladores April 17, 2014 3 / 12
Definición y Aplicaciones de Microcontroladores Microcontrolador Pequeño computador integrado en un chip que contiene procesador, memoria, y periféricos programables de I/O. Aplicaciones R.F. Mendoza-Garcia (Mecánica, UTA) Arquitectura de Microcontroladores April 17, 2014 3 / 12
Definición y Aplicaciones de Microcontroladores Microcontrolador Pequeño computador integrado en un chip que contiene procesador, memoria, y periféricos programables de I/O. Aplicaciones R.F. Mendoza-Garcia (Mecánica, UTA) Arquitectura de Microcontroladores April 17, 2014 3 / 12
Definición y Aplicaciones de Microcontroladores Microcontrolador Pequeño computador integrado en un chip que contiene procesador, memoria, y periféricos programables de I/O. Aplicaciones R.F. Mendoza-Garcia (Mecánica, UTA) Arquitectura de Microcontroladores April 17, 2014 3 / 12
Definición y Aplicaciones de Microcontroladores Microcontrolador Pequeño computador integrado en un chip que contiene procesador, memoria, y periféricos programables de I/O. Aplicaciones R.F. Mendoza-Garcia (Mecánica, UTA) Arquitectura de Microcontroladores April 17, 2014 3 / 12
Definición y Aplicaciones de Microcontroladores Microcontrolador Pequeño computador integrado en un chip que contiene procesador, memoria, y periféricos programables de I/O. Aplicaciones R.F. Mendoza-Garcia (Mecánica, UTA) Arquitectura de Microcontroladores April 17, 2014 3 / 12
Definición y Aplicaciones de Microcontroladores Microcontrolador Pequeño computador integrado en un chip que contiene procesador, memoria, y periféricos programables de I/O. Aplicaciones R.F. Mendoza-Garcia (Mecánica, UTA) Arquitectura de Microcontroladores April 17, 2014 3 / 12
Microprocesadores v/s Microcontroladores Microprocesadores v/s Microcontroladores - I Microcomputador: sistema con unidad central de proceso (CPU), memoria, y un sistema de entradas y salidas (I/O). R.F. Mendoza-Garcia (Mecánica, UTA) Arquitectura de Microcontroladores April 17, 2014 4 / 12
Microprocesadores v/s Microcontroladores Microprocesadores v/s Microcontroladores - I Microcomputador: sistema con unidad central de proceso (CPU), memoria, y un sistema de entradas y salidas (I/O). Microcontrolador: microcomputador en un chip. R.F. Mendoza-Garcia (Mecánica, UTA) Arquitectura de Microcontroladores April 17, 2014 4 / 12
Microprocesadores v/s Microcontroladores Microprocesadores v/s Microcontroladores - I Microcomputador: sistema con unidad central de proceso (CPU), memoria, y un sistema de entradas y salidas (I/O). Microcontrolador: microcomputador en un chip. Microprocesador: CPU en un chip. R.F. Mendoza-Garcia (Mecánica, UTA) Arquitectura de Microcontroladores April 17, 2014 4 / 12
Microprocesadores v/s Microcontroladores Microprocesadores v/s Microcontroladores - II Microprocesador: enfocado en rapidez de procesamiento, e.g., número de registros (8, 16, 32, o 64 bits). Microcontrolador: enfocado en economía, tamaño, consumo energético, cantidad de periféricos, idoneidad para aplicaciones específicas, etc. R.F. Mendoza-Garcia (Mecánica, UTA) Arquitectura de Microcontroladores April 17, 2014 5 / 12
Microprocesadores v/s Microcontroladores Microprocesadores v/s Microcontroladores - II Microprocesador: enfocado en rapidez de procesamiento, e.g., número de registros (8, 16, 32, o 64 bits). Microcontrolador: enfocado en economía, tamaño, consumo energético, cantidad de periféricos, idoneidad para aplicaciones específicas, etc. Aplicación de microprocesador R.F. Mendoza-Garcia (Mecánica, UTA) Arquitectura de Microcontroladores April 17, 2014 5 / 12
Microprocesadores v/s Microcontroladores Microprocesadores v/s Microcontroladores - II Microprocesador: enfocado en rapidez de procesamiento, e.g., número de registros (8, 16, 32, o 64 bits). Microcontrolador: enfocado en economía, tamaño, consumo energético, cantidad de periféricos, idoneidad para aplicaciones específicas, etc. Aplicación de microprocesador Aplicación de microcontrolador R.F. Mendoza-Garcia (Mecánica, UTA) Arquitectura de Microcontroladores April 17, 2014 5 / 12
Componentes de un microcontrolador CPU, memoria y periféricos de I/O CPU, memoria y periféricos de I/O CPU: ALU y registros espec. (status, configuration, etc.). R.F. Mendoza-Garcia (Mecánica, UTA) Arquitectura de Microcontroladores April 17, 2014 6 / 12
Componentes de un microcontrolador CPU, memoria y periféricos de I/O CPU, memoria y periféricos de I/O CPU: ALU y registros espec. (status, configuration, etc.). Memoria: ROM (FLASH, EEPROM; bigger - programa) y RAM (DRAM, SDRAM; smaller - datos). R.F. Mendoza-Garcia (Mecánica, UTA) Arquitectura de Microcontroladores April 17, 2014 6 / 12
Componentes de un microcontrolador CPU, memoria y periféricos de I/O CPU, memoria y periféricos de I/O CPU: ALU y registros espec. (status, configuration, etc.). Memoria: ROM (FLASH, EEPROM; bigger - programa) y RAM (DRAM, SDRAM; smaller - datos). I/O: Serial, parallel, analog I/O ports, and interrupts. R.F. Mendoza-Garcia (Mecánica, UTA) Arquitectura de Microcontroladores April 17, 2014 6 / 12
Componentes de un microcontrolador Oscilador Oscilador Utilidad: genera señal para coordinar operaciones. R.F. Mendoza-Garcia (Mecánica, UTA) Arquitectura de Microcontroladores April 17, 2014 7 / 12
Componentes de un microcontrolador Oscilador Oscilador Utilidad: genera señal para coordinar operaciones. RC oscillator XTAL oscillator Clock oscillator R.F. Mendoza-Garcia (Mecánica, UTA) Arquitectura de Microcontroladores April 17, 2014 8 / 12
Componentes de un microcontrolador Watchdog Watchdog Utilidad: cuenta regresiva, imparable pero re-iniciable. Si no se re-inicia, resetea el microcontrolador. R.F. Mendoza-Garcia (Mecánica, UTA) Arquitectura de Microcontroladores April 17, 2014 9 / 12
Componentes de un microcontrolador Watchdog Watchdog Utilidad: cuenta regresiva, imparable pero re-iniciable. Si no se re-inicia, resetea el microcontrolador. R.F. Mendoza-Garcia (Mecánica, UTA) Arquitectura de Microcontroladores April 17, 2014 10 / 12
Actividad Actividad Ingresar a http://www.arduino.cc; bajar hoja de datos del uc de la tarjeta UNO ; identificar tamaños y tipos de memoria, frecuencia máxima de operación, y si dispone de watchdog; bajar esquemático de la tarjeta UNO ; e identificar tipo y frecuencia de oscilador. R.F. Mendoza-Garcia (Mecánica, UTA) Arquitectura de Microcontroladores April 17, 2014 11 / 12
Referencias Bibliografía Valdes-Perez, Fernando, Pallas-Areny, Ramon, Microcontrollers, Fundamentals and Applications with PIC, 1st edition, CRC PRess. Online document, http://pdfserv.maxim-ic.com/en/an/an2154.pdf, Microcontroller Clock-Crystal, Resonator, RC Oscillator, or Silicon Oscillator? R.F. Mendoza-Garcia (Mecánica, UTA) Arquitectura de Microcontroladores April 17, 2014 12 / 12