Tipos y Aplicaciones de Microcontroladores

La Microelectrónica ha tenido un papel importante a la hora de resolver diversos desafíos que nos permiten desarrollar diversos elementos para realizar tareas de automatismos, control, etc..

La introducción de microprocesadores en tareas de automatización para el control de mecanismos en tareas específicas es posible mediante el desarrollo de un programa o software adecuado. La automatización de los procesos tecnológicos es uno de los factores más importante para fortalecer la productividad transfiriendo una gran parte de las tareas de control a una máquina.

En la Industria existe una amplia variedad de microcontroladores con diferentes configuraciones de parámetros básicos, por lo que el proceso de selección de dispositivo más adecuado para una tarea determinada puede ser un proceso complicado.

Los diferentes tipos de Microcontroladores existentes difieren en características , arquitectura , implementación y funcionamiento. Casi todos los Microcontroladores cuentan con un procesador, memoria y dispositivos de entrada y salida de datos.

Dentro de la gama de dispositivos de esta clase se pueden en los siguientes:

  • Microcontroladores de 8 bits
  • Microcontroladores de 16 bits
  • Procesadores de Señales Digitales

Existen dos tipos de arquitecturas de los microcontroladores

Un microcontrolador es un dispositivo electrónico capaz realizar procesos lógicos ejecutadas de acuerdo a un programa en lenguaje ensamblador escrito por el usuario, este programa es introducido en el microcontrolador a través de un dispositivo llamado programador que permite escribir la memoria interna del microcontrolador con el programa.

Ahora veamos un poco de historia, en el año 1969 un equipo de ingenieros japoneses de la compañía bus y con Diego Estados Unidos con una idea ellos deseaban usar para sus proyectos poco circuitos integrados de las que se usaban en las calculadoras, la proposición se hizo a Intel y Marcian «Ted» Hoff era responsable del proyecto donde diseño una solución diferente a la sugerida con la tecnología utilizada hasta ese momento donde cada operación se realizaba con módulos que se unían a través de conectores lo que significaba un mayor costo de implementación .Está solución propuesta por Marcian que la función del circuito integrado se determinaría por un programa almacenado en el. La idea de Marcian y primer microprocesador nació para transformar estas ideas en un producto y ya fabricado Federico Faggin se unió a Intel y en solo 9 meses tuvo éxito e Intel obtuvo los derechos para vender este bloque integrado en 1971, durante ese año apareció en el mercado un microprocesador qué se llamó 4004. este fue el primer microprocesador de 4 B con velocidades 6000 operaciones por segundo.

Campos de aplicación:

1 periféricos y dispositivos auxiliares de los computadores

2 electrodomésticos

3 aparatos portátiles y de bolsillo

4 máquinas expendedoras y juguetería

5 industria de automoción

6 control industrial y robótica

7 electromedicina

8 sistemas de seguridad y alarmas

9 domótica en general

Diferencias entre microprocesador Y microcontrolador,: si has tenido la oportunidad de realizar un diseño con un microprocesador pudiste observar que dependiendo del circuito se requiere en algunos circuitos integrados adicionales Además del microprocesador ,como por ejemplo memoria RAM memoria ROM un circuito integrado por los puertos de entrada y salida y finalmente un decodificador de direcciones. En cambio un microcontrolador es un solo circuito que contiene todos los elementos electrónicos que se utilizaban para hacer funcionar un sistema basado con microprocesador es decir contienen un solo integrado la unidad de proceso la memoria RAM y memoria ROM puertos de entrada salidas y otros periféricos con la consiguiente reducción de espacio del microcontrolador básicamente un circuito integrado que incluye todos los componentes de un computador.

Tipos de arquitecturas de los microcontroladores

Existen dos arquitecturas relacionadas con el uso y distribución de la memoria

La primera es la arquitectura Von neumann tradicionalmente los sistemas con microprocesadores se basan en esta arquitectura en la cual la unidad central de proceso está conectada una memoria principal única dónde se guardan las instrucciones del programa y los datos a dicha memoria se accede a través de un sistema de buses único.

Las principales limitaciones que nos encontramos con la arquitectura Von Neumann son la limitación de la longitud de las instrucciones por el bus de datos que hace que el microprocesador tenga que realizar varios accesos a memoria para buscar instrucciones complejas y la segunda es la limitación de la velocidad de operación a causa del bus único para datos e instrucciones que no deja acceder simultáneamente a unos y otras lo cual impide superponer ambos tiempos de acceso.

Arquitectura Harvard, este modelo que utilizan los microcontroladores Pic tiene la unidad central de proceso conectada a dos memorias por medio de dos buses diferentes una de las memorias contiene solamente las instrucciones del programa y la otra sola macena datos ambos buses son totalmente independientes de lo que permite que la cpu puede acceder de forma independiente y simultánea a la memoria de datos y a la de instrucciones.

Cómo los buses son independientes estos pueden tener distintos contenidos en la misma dirección y también distinta longitud también la longitud de los datos y las instrucciones puede ser distintas localiza el uso de la memoria en general las ventajas que podemos hallar en esta arquitectura es el tamaño de las instrucciones no está relacionado con el de datos y por lo tanto puede ser optimizado para que cualquier instrucción ocupe una sola posición de memoria de programa logrando así mayor velocidad y menor longitud de programas.

La segunda ventaja es el tiempo de acceso a las instrucciones puede superponerse con el de los datos logrando una mayor velocidad en cada operación.

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