Francisco Di Zonnofdizonno@zonaelectronica.com

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Curso de Microcontroladores PIC

Parte 1Parte 1¿Microcontroladores?¿Microcontroladores?

¿Qué son?¿Qué son?

Microprocesador (μP)

Dispositivo electrónico capaz de procesar la información de acuerdo a un programa o secuencia de instrucciones que lo gobiernan. La arquitectura

que poseen los microprocesadores en general es la llamada Von Neumann.

Microprocesadores (μP)

Microcontrolador (μC)

Dispositivo electrónico que en su interior posee todas las

herramientas necesarias para que su procesador interno realice

todas las funciones de control que le son encomendadas. La arquitectura que poseen los

microcontroladores puede ser Von Neumann o Harvard.

Microcontroladores (μC)

Arquitectura de los Microcontroladores

Todo microprocesador o microcontrolador necesariamente en su composición interna posee una forma de trabajo.

A esa forma de trabajo se le llama “ARQUITECTURA”.

En general existen 2 tipos de arquitectura para todos los microprocesadores y microcontroladores.

Arquitectura Von Neumann

La primera computadora que adopto esta arquitectura fue la ENIAC. Desde esta computadora se estableció la estructura interna que deben

tener las computadoras, siendo Von Neumann quien la desarrollo.

Memoria dePrograma

ROM

Memoria de DatosRAM

MemoriaSTACK

(Pila)

Unidad de Interfase de

Memoria

Decodificador de

Instrucciones

Procesador y

Registros Internos

Arquitectura Princeton o Von Neumann

Data

Control

Dirección

Se refiere a que existe un solo bus llamado de SISTEMA a través del cual se comunica y controla la Unidad Central de Proceso (CPU) su comunicación con las

memorias y equipos periféricos.

Arquitectura Harvard

La primera computadora que adopto esta arquitectura fue la desarrollada por Howard. H. Aiken, en la Universidad de Harvard, con la colaboración de

IBM. El nombre de la computadora fue HARVARD MARK I.

Memoria dePrograma

Memoria de Datos y Registros

MemoriaSTACK

(Pila)

Decodificador de

Instrucciones

Procesador e Interfase de

Registros

Arquitectura Hardvard

Data

Control

Dirección

La presente arquitectura establece que existan buses independientes para las memorias de programa y de datos, con lo que se hace más eficiente la

ejecución de los programas.

Data

Control

Dirección

Partes de un Microcontrolador

Memoria RAM

Memoria volátil de poca capacidad pues sólo debe contener el resultado de las operaciones (variables) y los cambios de información que se produzcan con la ejecución del programa.

Memoria ROM

ROM con máscara Memoria no volátil de sólo lectura cuyo contenido se graba durante la fabricación del chip.

OTP Memoria no volátil de sólo lectura “programable una sola vez” por el usuario. OTP (One Time Programmable).

EPROM Memoria no volátil pueden borrarse con luz ultravioleta y grabarse muchas veces EPROM (Erasable Programmable Read OnIy Memory).

EEPROM Memoria no volátil programable y borrable eléctricamente EEPROM (Electrical Erasable Programmable Read OnIy Memory).

FLASH Memoria no volátil basada en las EEPROM, es de bajo consumo, que soporta muchos procesos de escritura y borrado. Funciona al mismo tiempo como una ROM y una RAM.

Tipos de Memoria

CISC (Complex Instruction Set Computer)

Un gran número de procesadores usados en los microcontroladores están basados en la filosofía CISC (Computadores de Juego de

Instrucciones Complejo).

Aunque el procesamiento de una instrucción compleja puede consumir hasta 10 ciclos de reloj, no importa, ya que en la actualidad los μP trabajan a frecuencias de algunos GHz, lo que provoca que la cantidad de ciclos de reloj a utilizar no sea un parámetro importante.

RISC (Reduced Instruction Set Computer)

Tanto la industria de los computadores comerciales como la de los microcontroladores están decantándose hacia la filosofía RISC

(Computadores de Juego de Instrucciones Reducido).

La ventaja que se obtiene de un reducido listado de instrucciones, radica en el hecho que el procesamiento de las instrucciones es mas rápido, y por lo general se tendrá una respuesta en 1 a lo más 2 ciclos de reloj

SISC (Specific Instruction Set Computer)

En los microcontroladores destinados a aplicaciones muy concretas, el juego de instrucciones, además de ser reducido, es “específico”, o sea, las instrucciones se adaptan a las necesidades de la aplicación

prevista. Esta filosofía se ha bautizado con el nombre de SISC (Computadores de Juego de Instrucciones Específico).

“PICmicro” - Nombre completo de los microcontroladores fabricados por Microchip.

PIC - Peripheral Interface Controller (Interfaz Controladora de Periférico).

PIC – Peripheral Interface Controller

PICmicro

PICmicro 16F84A

Data Sheet 16F84AData Sheet 16F84A

Data Sheet 16F628AData Sheet 16F628A

Estructura Interna de un PIC 16F84

Partes que componen la CPU

ALURegistro W

Registro StatusRegistro FRS

Memoria de Programa

Los PIC16Fxx poseen un contador de programa de 13 Bits capaz de direccionar hasta 8K x 14Bits.16F84A – 1K x 14 bits (0000h – 03FFh)

Memoria de Datos

Bank 0 Bank 1

00h – 0 INDF INDF 80h - 128

01h TMR0 OPTION 81h

02h PCL PCL 82h

03h STATUS STATUS 83h

04h FSR FSR 84h

05h PORTA TRISA 85h

06h PORTB TRISB 86h

07h --- --- 87h

08h EEDATA EECON1 88h

09h EEADR EECON2 89h

0Ah INTCON INTCON 8Ah

0Bh – 11 PCLATH PCLATH 8Bh

0Ch -12

4Fh – 79

68 Registros de Proposito General

Registros mapeados en Bank 0

8Ch

CFh

50h - 90

7Fh – 127

No utilizada No utilida D0h

FFh

¿ 16F84A o 16F628A ?

  16F84A 16F628A

Memoria programa 1K 2K

Memoria datos 68 bytes 224 bytes

EEPROM 64 bytes 128 bytes

Timers 1 3

PWM - 1

Reg. comparación/captura

- sí

Comparadores - 2

Referencias de voltaje - 1

Oscilador interno reloj - 37 KHz / 4 MHz

Patas usables E/S 13 16

Programación a bajo voltaje

- sí

Comparación 16F84A - 16F628A

Características Principales PIC16F873 PIC16F874 PIC16F876 PIC16F877

Frecuencia de Operación DC - 20 MHz DC - 20 MHz DC - 20 MHz DC - 20 MHz

RESET (y Delays) POR, BOR(PWRT, OST)

POR, BOR(PWRT, OST)

POR, BOR(PWRT, OST)

POR, BOR(PWRT, OST)

FLASH Memoria de Programa

4K 4K 8K 8K

Memoria de Datos (bytes) 192 192 368 368

Memoria EEPROM 128 128 256 256

Interrupciones 13 14 13 14

Puertos I/O PuertosA,B,C

Puertos A,B,C,D,E

Puertos A,B,C Puertos A,B,C,D,E

Timers 3 3 3 3

Capture/Compare/PWM Modules 2 2 2 2

Comunicación Serial MSSP, USART MSSP, USART MSSP, USART MSSP, USART

Comunicación Paralela — PSP — PSP

ADC Modulo ADC 10-bits 5 canales de entrada

8 canales de entrada

5 canales de entrada

8 canales de entrada

Set de Instrucciones 35 instrucciones

35 instrucciones

35 instrucciones

35 instrucciones

Otros PICs