Tipos de microcontroladores y sus aplicaciones

Un microcontrolador es un chip único y se denota con μC o uC. La tecnología de fabricación utilizada para su controlador es VLSI. Un nombre alternativo del microcontrolador es el de controlador embebido. En la actualidad, existen diferentes tipos de microcontroladores en el mercado, como los de 4 bits, 8 bits, 64 bits y 128 bits. Es un microordenador comprimido que se utiliza para controlar las funciones del sistema integrado en robots, máquinas de oficina, vehículos de motor, electrodomésticos y otros aparatos electrónicos. Los diferentes componentes utilizados en un microcontrolador son un procesador, periféricos y memoria. Se utilizan básicamente en diferentes dispositivos electrónicos que requieren una cantidad de control por parte del operador del dispositivo. Este artículo presenta una visión general de los tipos de microcontroladores y su funcionamiento.


Índice de Contenido
  1. ¿Qué es un microcontrolador?
    1. Funcionamiento de los microcontroladores
    2. Fundamentos de los tipos de microcontroladores
  2. ¿Cómo se clasifican los tipos de microcontroladores?
    1. Tipos de microcontroladores según el número de bits
    2. Tipos de microcontroladores según los dispositivos de memoria
    3. Tipos de microcontroladores según el conjunto de instrucciones
    4. Tipos de microcontroladores según la arquitectura de la memoria
  3. Tipos de microcontroladores
    1. Microcontrolador Renesas
    2. Descripción de las clavijas
    3. Características y ventajas de los microcontroladores RX
    4. Aplicación del microcontrolador Renesas
    5. Microcontroladores AVR
    6. Características del ATmega328
    7. Descripción de los pines del ATmega328
    8. Aplicaciones del microcontrolador AVR
    9. Microcontrolador PIC
    10. Características del PIC16F877
    11. Características de los periféricos
    12. Características analógicas
    13. Descripción de los pines del PIC16F877A
    14. Ventajas del PIC
    15. Un circuito de aplicación típico del PIC16F877A
    16. Microcontrolador MSP
    17. Ventajas de los tipos de microcontroladores
    18. Desventajas de los tipos de microcontroladores
    19. Aplicaciones de los tipos de microcontroladores

¿Qué es un microcontrolador?

Un microcontrolador es un pequeño ordenador en un chip, de bajo coste y autónomo, que puede utilizarse como sistema integrado. Algunos microcontroladores pueden utilizar expresiones de cuatro bits y trabajar a frecuencias de reloj, que suelen incluir:

  • Un microprocesador de 8 o 16 bits.
  • Una pequeña medida de RAM.
  • Memoria ROM programable y memoria flash.
  • E/S paralela y serie.
  • Temporizadores y generadores de señales.
  • Conversión de analógico a digital y de digital a analógico

Los microcontroladores suelen tener requisitos de bajo consumo, ya que muchos de los dispositivos que controlan funcionan con baterías. Los microcontroladores se utilizan en muchos aparatos electrónicos de consumo, en los motores de los coches, en los periféricos de los ordenadores y en los equipos de prueba o medición. Y éstos son muy adecuados para aplicaciones de batería de larga duración. La mayor parte de los microcontroladores que se utilizan hoy en día están implantados en otros aparatos.

Funcionamiento de los microcontroladores

El chip del microcontrolador es un dispositivo de alta velocidad, pero en comparación con un ordenador es lento. Por tanto, cada instrucción se ejecutará dentro del microcontrolador a una velocidad rápida. Una vez que se pone en marcha la alimentación, el oscilador de cuarzo se activará a través del registro lógico de control. Durante unos segundos, como la preparación inicial está en desarrollo, se cargarán los condensadores parásitos.

Una vez que el nivel de tensión alcanza su valor más alto y la frecuencia del oscilador se convierte en el proceso estable de escritura de bits sobre los registros de funciones especiales. Todo ocurre en función del CLK del oscilador y la electrónica en general empieza a funcionar. Todo esto lleva muy pocos nanosegundos.

La función principal de un microcontrolador es que puede considerarse como un sistema autónomo que utiliza una memoria de procesador. Sus periféricos pueden utilizarse como un microcontrolador 8051. La mayoría de los microcontroladores que se utilizan en la actualidad están incrustados en otros tipos de maquinaria, como teléfonos, electrodomésticos, automóviles y periféricos de sistemas informáticos.

Fundamentos de los tipos de microcontroladores

Cualquier aparato eléctrico utilizado para almacenar, medir y mostrar la información de otras medidas consta de un chip en él. La estructura básica del microcontrolador incluye diferentes componentes.

CPU

El microcontrolador es un dispositivo llamado CPU, que se utiliza para transportar y decodificar los datos y, finalmente, completar la tarea asignada con eficacia. Mediante el uso de una unidad central de procesamiento, todos los componentes del microcontrolador están conectados a un sistema concreto. Las instrucciones obtenidas a través de la memoria programable se pueden descodificar a través de la CPU.

Memoria

En un microcontrolador, el chip de memoria funciona como un microprocesador porque almacena todos los datos y programas. Los microcontroladores están diseñados con cierta cantidad de memoria RAM/ROM/flash para almacenar el código fuente del programa.

Puertos de E/S

Básicamente, estos puertos se utilizan para interconectar, de otra manera, diferentes aparatos como LEDs, LCDs, impresoras, etc.

Puertos serie

Los puertos serie se utilizan para proporcionar interfaces serie entre el microcontrolador y otros periféricos, como el puerto paralelo.

Temporizadores

Un microcontrolador incluye temporizadores o contadores. Se utilizan para gestionar todas las operaciones de temporización y recuento en un microcontrolador. La función principal del contador es contar los impulsos externos, mientras que las operaciones que se realizan a través de los temporizadores son funciones de reloj, generación de impulsos, modulaciones, medición de la frecuencia, realización de oscilaciones, etc.

ADC (convertidor analógico-digital)

ADC es el acrónimo de convertidor analógico-digital. La función principal del ADC es cambiar las señales de analógicas a digitales. Para el ADC, las señales de entrada requeridas son analógicas y la producción de una señal digital se utiliza en diferentes aplicaciones digitales como los dispositivos de medición

DAC (convertidor de digital a analógico)

El acrónimo de DAC es convertidor de digital a analógico, utilizado para realizar funciones inversas a las del ADC. Generalmente, este dispositivo se utiliza para gestionar dispositivos analógicos, como motores de corriente continua, etc.

Control de interpretación

Este controlador se emplea para dar un control retardado a un programa en ejecución y la interpretación es interna o externa.

Bloque de funcionamiento especial

Algunos microcontroladores especiales diseñados para dispositivos especiales, como robots o sistemas espaciales, incluyen un bloque de funciones especiales. Este bloque tiene puertos adicionales para realizar algunas operaciones particulares.

¿Cómo se clasifican los tipos de microcontroladores?

Los microcontroladores se caracterizan por el ancho del bus, el conjunto de instrucciones y la estructura de la memoria. Para una misma familia, puede haber diferentes formas con diferentes fuentes. Este artículo va a describir algunos de los tipos básicos de microcontroladores que los usuarios más nuevos pueden desconocer.

Los tipos de microcontrolador se muestran en la figura, se caracterizan por sus bits, arquitectura de memoria, memoria/dispositivos y conjunto de instrucciones. Vamos a discutirlo brevemente.

Tipos de microcontroladores

Tipos de microcontroladores según el número de bits

Los bits del microcontrolador son de 8 bits, 16 bits y 32 bits.

En un 8 bits microcontrolador, cuando el bus interno es de 8 bits, la ALU realiza las operaciones aritméticas y lógicas. Los ejemplos de microcontroladores de 8 bits son las familias Intel 8031/8051, PIC1x y Motorola MC68HC11.

El 16 bits el microcontrolador tiene mayor precisión y rendimiento que el de 8 bits. Por ejemplo, los microcontroladores de 8 bits sólo pueden utilizar 8 bits, lo que resulta en un rango final de 0×00 - 0xFF (0-255) para cada ciclo. En cambio, los microcontroladores de 16 bits, con su anchura de datos de bits, tienen un rango de 0×0000 - 0xFFFF (0-65535) por cada ciclo.

El valor más extremo de un temporizador más largo puede resultar útil en determinadas aplicaciones y circuitos. Puede funcionar automáticamente con dos números de 16 bits. Algunos ejemplos de microcontroladores de 16 bits son los MCU de 16 bits ampliados 8051XA, PIC2x, Intel 8096 y las familias Motorola MC68HC12.

El 32 bits el microcontrolador utiliza las instrucciones de 32 bits para realizar las operaciones aritméticas y lógicas. Se utilizan en dispositivos controlados automáticamente, como dispositivos médicos implantables, sistemas de control de motores, máquinas de oficina, electrodomésticos y otros tipos de sistemas integrados. Algunos ejemplos son la familia Intel/Atmel 251, PIC3x.

Tipos de microcontroladores según los dispositivos de memoria

Los dispositivos de memoria se dividen en dos tipos, que son

  • Microcontrolador con memoria integrada
  • Microcontrolador de memoria externa

Microcontrolador de memoria integrada: Cuando un sistema embebido tiene una unidad de microcontrolador que dispone de todos los bloques funcionales en un chip, se denomina microcontrolador embebido. Por ejemplo, un 8051 con memoria de programa y datos, puertos de E/S, comunicación en serie, contadores y temporizadores e interrupciones en el chip es un microcontrolador integrado.

Microcontrolador de memoria externa: Cuando un sistema embebido tiene una unidad de microcontrolador que no tiene todos los bloques funcionales disponibles en un chip se denomina microcontrolador de memoria externa. Por ejemplo, el 8031 no tiene memoria de programa en el chip es un microcontrolador de memoria externa.

Tipos de microcontroladores según el conjunto de instrucciones

CISC: CISC es un ordenador de conjunto de instrucciones complejas. Permite al programador utilizar una instrucción en lugar de muchas instrucciones más sencillas.

RISC: Las siglas RISC significan Reduced Instruction set Computer, este tipo de conjuntos de instrucciones reduce el diseño del microprocesador para los estándares de la industria. Permite que cada instrucción opere en cualquier registro o utilice cualquier modo de direccionamiento y acceso simultáneo de programa y datos.

Ejemplo de CISC y RISC

CISC:Mov AX, 4 RISC:Mov AX, 0
Mov BX, 2Mov BX, 4
ADD BX, AXMov CX, 2
ComienzaADD AX, BX
BucleComienza

A partir del ejemplo anterior, los sistemas RISC acortan el tiempo de ejecución reduciendo los ciclos de reloj por instrucción, y los sistemas CISC acortan el tiempo de ejecución reduciendo el número de instrucciones por programa. El RISC ofrece una mejor ejecución que el CISC.

Tipos de microcontroladores según la arquitectura de la memoria

La arquitectura de memoria del microcontrolador es de dos tipos, a saber

  • Microcontrolador con arquitectura de memoria Harvard
  • Microcontrolador de arquitectura de memoria Princeton

Microcontrolador de arquitectura de memoria Harvard: Cuando una unidad de microcontrolador tiene un espacio de direcciones de memoria distinto para la memoria de programa y la de datos, el microcontrolador tiene una arquitectura de memoria Harvard en el procesador.

Microcontrolador con arquitectura de memoria Princeton: Cuando un microcontrolador tiene una dirección de memoria común para la memoria de programa y la memoria de datos, el microcontrolador tiene una arquitectura de memoria Princeton en el procesador.

Tipos de microcontroladores

Existen diferentes tipos de microcontroladores como el 8051, el PIC, el AVR y el ARM,

Microcontrolador 8051

Es un microcontrolador de 40 pines con Vcc de 5V conectado al pin 40 y Vss en el pin 20 que se mantiene a 0V. Y hay puertos de entrada y salida de P1.0 - P1.7 que tienen una función de drenaje abierto. El puerto 3 tiene características adicionales. El pin36 tiene la condición de abierto-drenado y el pin17 tiene un transistor interno de pull up dentro del microcontrolador.

Cuando aplicamos un 1 lógico en el puerto1, obtenemos un 1 lógico en el puerto21 y viceversa. La programación del microcontrolador es muy complicada. Básicamente, escribimos un programa en lenguaje C que luego se convierte en lenguaje de máquina que entiende el microcontrolador.

El pin de RESET está conectado al pin9, conectado con un condensador. Cuando el interruptor está en ON, el condensador empieza a cargarse y RST está en alto. Aplicando un alto al pin de reset se reinicia el microcontrolador. Si aplicamos un cero lógico a esta patilla, el programa empieza a ejecutarse desde el principio.

Arquitectura de la memoria del 8051

La memoria del 8051 se divide en dos partes. Son la Memoria de Programa y la Memoria de Datos. La Memoria de Programa almacena el programa que se ejecuta, mientras que la Memoria de Datos almacena temporalmente los datos y los resultados. El 8051 se ha utilizado en un gran número de dispositivos, principalmente porque es fácil de integrar en un dispositivo. Los microcontroladores se utilizan principalmente en la gestión de la energía, la pantalla táctil, los automóviles y los dispositivos médicos.

Memoria de programa del 8051
Memoria de programa del 8051

Y

Memoria de datos del 8051
Memoria de datos del 8051

Descripción de los pines del microcontrolador 8051

Pin-40: Vcc es la fuente de alimentación principal de +5V CC.

Clavija 20: Vss - representa la conexión a tierra (0 V).

Pines 32-39: Conocidos como puerto 0 (P0.0 a P0.7) por servir como puertos de E/S.

Pin-31: La activación del pestillo de direcciones (ALE) se utiliza para demultiplexar la señal de dirección-datos del puerto 0.

Clavija 30: (EA) La entrada de acceso externo se utiliza para activar o desactivar la interconexión de la memoria externa. Si no hay necesidad de memoria externa, esta patilla se mantiene siempre alta.

Pin- 29: La activación del almacenamiento de programa (PSEN) se utiliza para leer señales de la memoria de programa externa.

Pines- 21-28: Conocido como puerto 2 (P 2.0 a P 2.7): además de servir como puerto de E/S, las señales del bus de direcciones de orden superior se multiplexan con este puerto casi bidireccional.

Pines 18 y 19: Se utiliza para interconectar un cristal externo que proporcione un reloj del sistema.

Pines 10 - 17: Este puerto también sirve para otras funciones como las interrupciones, la entrada del temporizador y las señales de control para la lectura y escritura de la memoria externa. Es un puerto casi bidireccional con pull-up interno.

Clavija 9: Es una clavija de RESET, que se utiliza para poner el microcontrolador 8051 en sus valores iniciales, mientras el microcontrolador está funcionando o en el arranque inicial de la aplicación. La clavija de RESET debe estar alta durante 2 ciclos de máquina.

Pines 1 - 8: Este puerto no tiene ninguna otra función. El puerto 1 es un puerto de E/S casi bidireccional.

Microcontrolador Renesas

Renesas es la última familia de microcontroladores de automoción que ofrece características de alto rendimiento con un consumo de energía excepcionalmente bajo en una amplia y versátil extensión de artículos. Este microcontrolador ofrece una gran seguridad funcional y características de seguridad integradas necesarias para las nuevas y avanzadas aplicaciones de automoción. La estructura del núcleo de la CPU del microcontrolador admite requisitos de alta fiabilidad y alto rendimiento.

La forma completa del microcontrolador RENESAS es "Renaissance Semiconductor for Advanced Solutions". Estos microcontroladores ofrecen las mejores prestaciones a los microprocesadores, así como a los microcontroladores que tienen buenas características de rendimiento junto con su muy bajo consumo de energía, así como un sólido embalaje.

Este microcontrolador tiene una gran capacidad de memoria, así como un diseño de pines, por lo que se utiliza en diferentes aplicaciones de control de automóviles. Las familias de microcontroladores más populares son el RX y el RL78 por sus altas prestaciones. Las principales características del RENESAS RL78, así como de los microcontroladores basados en la familia RX, son las siguientes

  • La arquitectura utilizada en este microcontrolador es la arquitectura CISC Harvard, que proporciona un alto rendimiento.
  • La familia RL78 está disponible en microcontroladores de 8 y 16 bits, mientras que la familia RX es un microcontrolador de 32 bits.
  • El microcontrolador de la familia RL78 es un microcontrolador de bajo consumo, mientras que la familia RX ofrece una alta eficiencia y rendimiento.
  • El microcontrolador de la familia RL78 está disponible desde 20 pines hasta 128 pines, mientras que la familia RX se puede obtener desde un microcontrolador de 48 pines hasta un paquete de 176 pines.
  • Para el microcontrolador RL78, la memoria flash va de 16KB a 512KB, mientras que para la familia RX es de 2MB.
  • La RAM del microcontrolador de la familia RX va de 2KB a 128KB.
  • El microcontrolador de Renesas ofrece bajo consumo, alto rendimiento, paquetes modestos y la mayor gama de tamaños de memoria combinados con periféricos ricos en características.
Microcontroladores Renesas
Microcontroladores Renesas
  • Renesas ofrece las familias de microcontroladores más versátiles del mundo, por ejemplo, nuestra familia RX ofrece muchos tipos de dispositivos con variantes de memoria desde 32K flash/4K RAM hasta unos increíbles 8M flash/512K RAM.
  • La familia RX de microcontroladores de 32 bits es una MCU de propósito general con muchas funciones que cubre una amplia gama de aplicaciones de control integradas con conectividad de alta velocidad, procesamiento de señales digitales y control de inversores.
  • La familia de microcontroladores RX utiliza una arquitectura Harvard CISC mejorada de 32 bits para conseguir un rendimiento muy alto.

Descripción de las clavijas

La disposición de los pines del microcontrolador Renesas se muestra en la figura:

Diagrama de pines del microcontrolador Renesas
Diagrama de pines de los microcontroladores Renesas

Es un microcontrolador de 20 pines. El pin 9 es Vss, pin de tierra, y Vdd, pin de alimentación. Tiene tres tipos diferentes de interrupción, que son interrupción normal, interrupción rápida e interrupción de alta velocidad.

Las interrupciones normales almacenan los registros significativos en la pila mediante instrucciones push y pop. Las interrupciones rápidas almacenan automáticamente el contador de programa y la palabra de estado del procesador en registros especiales de reserva, por lo que el tiempo de respuesta es más rápido. Y las interrupciones rápidas asignan hasta cuatro de los registros generales para su uso exclusivo por parte de la interrupción, para ampliar aún más la velocidad.

La estructura del bus interno ofrece 5 buses internos para garantizar que el manejo de los datos no se ralentice. La obtención de instrucciones se produce a través de un bus ancho de 64 bits, de modo que, debido a las instrucciones de longitud variable utilizadas en las arquitecturas CISC.

Características y ventajas de los microcontroladores RX

  • El bajo consumo de energía se realiza mediante la tecnología multinúcleo
  • Soporte para el funcionamiento a 5V para diseños industriales y de aparatos
  • Escalabilidad de 48 a 145 pines y de 32KB a 1MB de memoria flash, con 8KB de memoria flash de datos incluidos
  • Función de seguridad integrada
  • Un rico conjunto de funciones integrado de 7 UART, I2C, 8 SPI, comparadores, ADC de 12 bits, DAC de 10 bits y ADC de 24 bits (RX21A), que reducirá el coste del sistema al integrar la mayoría de las funciones

Aplicación del microcontrolador Renesas

  • Automatización industrial
  • Aplicaciones de comunicación
  • Aplicaciones de control de motores
  • Pruebas y mediciones
  • Aplicaciones médicas

Microcontroladores AVR

El microcontrolador AVR fue desarrollado por Alf-Egil Bogen y Vegard Wollan de Atmel Corporation. Los microcontroladores AVR tienen una arquitectura RISC de Harvard modificada, con memorias separadas para los datos y el programa, y la velocidad del AVR es alta en comparación con el 8051 y el PIC. Las siglas AVR significan Alf-Egil Bogen y Vegard Wollan's RProcesador ISC.

Microcontrolador Atmel AVR
Microcontrolador Atmel AVR

Diferencia entre los controladores 8051 y AVR

  • los 8051 son controladores de 8 bits basados en la arquitectura CISC, los AVR son controladores de 8 bits basados en la arquitectura RISC
  • el 8051 consume más energía que un microcontrolador AVR
  • En el 8051 podemos programar más fácilmente que en el microcontrolador AVR
  • La velocidad del AVR es mayor que la del microcontrolador 8051

Clasificación de los controladores AVR

Los microcontroladores AVR se clasifican en tres tipos:

  • TinyAVR - Menos memoria, tamaño pequeño, adecuado sólo para aplicaciones más sencillas
  • MegaAVR - Son los más populares y tienen una buena cantidad de memoria (hasta 256 KB), el mayor número de periféricos incorporados y son adecuados para aplicaciones de moderadas a complejas
  • XmegaAVR - Se utiliza comercialmente para aplicaciones complejas, que requieren una gran memoria de programa y alta velocidad

Características del microcontrolador AVR

  • 16KB de Flash programable en el sistema
  • 512B de EEPROM programable en el sistema
  • temporizador de 16 bits con funciones adicionales
  • Múltiples osciladores internos
  • Memoria flash de instrucciones interna y autoprogramable de hasta 256K
  • Programable en el sistema mediante ISP, JTAG o métodos de alto voltaje
  • Sección de código de arranque opcional con bits de bloqueo independientes para la protección
  • Periféricos serie síncronos/asíncronos (UART/USART)
  • Bus de interfaz de periféricos en serie (SPI)
  • Interfaz serie universal (USI) para la transferencia de datos síncrona de dos/tres hilos
  • Temporizador de vigilancia (WDT)
  • Múltiples modos de reposo de ahorro de energía
  • convertidores A/D de 10 bits, con un múltiplex de hasta 16 canales
  • Soporte de controlador CAN y USB
  • Dispositivos de bajo voltaje que funcionan hasta 1,8v

Hay muchos microcontroladores de la familia AVR, como el ATmega8, el ATmega16, etc. En este artículo hablamos del microcontrolador ATmega328. El ATmega328 y el ATmega8 son circuitos integrados compatibles con los pines, pero funcionalmente son diferentes. El ATmega328 tiene una memoria flash de 32kB, mientras que el ATmega8 tiene 8kB. Otras diferencias son la SRAM y la EEPROM adicionales, la adición de interrupciones por cambio de patillas y los temporizadores. Algunas de las características del ATmega328 son

Características del ATmega328

  • microcontrolador AVR de 28 pines
  • Memoria de programa Flash de 32kbytes
  • Memoria de datos EEPROM de 1kbyte
  • Memoria de datos SRAM de 2kbytes
  • Los pines de E/S son 23
  • Dos temporizadores de 8 bits
  • Convertidor A/D
  • PWM de seis canales
  • USART incorporada
  • Oscilador externo: hasta 20MHz

Descripción de los pines del ATmega328

Se presenta en DIP de 28 pines, como se muestra en la figura siguiente:

Diagrama de pines del microcontrolador AVR
Diagrama de pines de los microcontroladores AVR

Vcc: Tensión de alimentación digital.

GND: Tierra.

Puerto B: El puerto B es un puerto de E/S bidireccional de 8 bits. Los pines del puerto B se triplican cuando se activa una condición de reinicio o uno, incluso si el reloj no está en marcha.

Puerto C: El puerto C es un puerto de E/S bidireccional de 7 bits con resistencias internas de pull-up.

PC6/RESET

Puerto D Es un puerto de E/S bidireccional de 8 bits con resistencias internas de pull-up. Los búferes de salida del puerto D tienen características de accionamiento simétrico.

AVcc: AVcc es el pin de alimentación del ADC.

AREF: AREF es la patilla de referencia analógica del ADC.

Aplicaciones del microcontrolador AVR

Hay muchas aplicaciones de los microcontroladores AVR; se utilizan en domótica, pantallas táctiles, automóviles, dispositivos médicos y defensa.

Microcontrolador PIC

El PIC es un controlador de interfaz periférica, desarrollado por la microelectrónica de General Instrument, en el año 1993. Está controlado por el software. Se pueden programar para realizar muchas tareas y controlar una línea de generación y muchas más. Los microcontroladores PIC se están abriendo camino en nuevas aplicaciones como teléfonos inteligentes, accesorios de audio, periféricos para videojuegos y dispositivos médicos avanzados.

Hay muchos PIC, empezando por el PIC16F84 y el PIC16C84. Pero estos eran los únicos PICs flash asequibles. Microchip ha introducido recientemente chips flash con tipos mucho más atractivos, como el 16F628, el 16F877 y el 18F452. El 16F877 cuesta aproximadamente el doble que el antiguo 16F84, pero tiene ocho veces más tamaño de código, mucha más RAM, muchos más pines de E/S, una UART, un convertidor A/D y mucho más.

Microcontrolador PIC
Microcontrolador PIC

Características del PIC16F877

Las características del pic16f877 son las siguientes

  • CPU RISC de alto rendimiento
  • Hasta 8K x 14 palabras de memoria de programa FLASH
  • 35 Instrucciones (codificación de longitud fija-14 bits)
  • memoria de datos basada en RAM estática de 368×8
  • Hasta 256 x 8 bytes de memoria de datos EEPROM
  • Capacidad de interrupción (hasta 14 fuentes)
  • Tres modos de direccionamiento (directo, indirecto, relativo)
  • Restablecimiento de la alimentación (POR)
  • Memoria de la arquitectura Harvard
  • Modo SLEEP de ahorro de energía
  • Amplio rango de tensión de funcionamiento: 2,0V a 5,5V
  • Alta corriente de fuente y disipación: 25mA
  • Máquina basada en acumuladores

Características de los periféricos

3 temporizadores/contadores (preescalares programables)

  • Timer0, Timer2 es un temporizador/contador de 8 bits con preescalar de 8 bits
  • El temporizador1 es de 16 bits, puede incrementarse durante el reposo mediante un cristal/reloj externo

Dos módulos de captura, comparación y PWM

  • La función de captura de entrada registra el recuento del Temporizador1 en una transición de pin
  • La salida de la función PWM es una onda cuadrada con un periodo y un ciclo de trabajo programables.

convertidor analógico-digital de 10 bits y 8 canales

USART con detección de dirección de 9 bits

Puerto serie síncrono con modo maestro y maestro/esclavo I2C

El puerto paralelo esclavo de 8 bits

Características analógicas

  • convertidor analógico-digital (A/D) de 10 bits y hasta 8 canales
  • Restablecimiento de la desconexión (BOR)
  • Módulo comparador analógico (multiplexación de entrada programable desde las entradas del dispositivo y las salidas del comparador son accesibles externamente)

Descripción de los pines del PIC16F877A

A continuación se describe el pin del PIC16F877A.

PIC micro

PIC microcon

PIC microcontro

Ventajas del PIC

  • Es un diseño RISC
  • Su código es extremadamente eficiente, lo que permite que el PIC funcione con menos memoria de programa que sus competidores más grandes
  • Es un programa de bajo coste y alta velocidad de reloj

Un circuito de aplicación típico del PIC16F877A

El siguiente circuito consiste en una lámpara cuya conmutación se controla mediante un microcontrolador PIC. El microcontrolador está interconectado con un cristal externo que proporciona la entrada de reloj.

Aplicación de los microcontroladores PIC16F877A
Aplicación de los microcontroladores PIC16F877A

El PIC también está interconectado con un pulsador y, al pulsar el botón, el microcontrolador envía una señal alta a la base del transistor, de modo que se enciende el transistor y, por lo tanto, da una conexión adecuada al relé para que se encienda y permita el paso de la corriente alterna a la lámpara y ésta se encienda. El estado de la operación se muestra en la pantalla LCD conectada al microcontrolador PIC.

Microcontrolador MSP

Un microcontrolador como el MSP430 es un microcontrolador de 16 bits. El término MSP es el acrónimo de "Mixed Signal Processor". Esta familia de microcontroladores es de Texas Instruments y está diseñada para sistemas de bajo coste y baja disipación de energía. Este controlador incluye un bus de datos de 16 bits, modos de direccionamiento 7 con un conjunto de instrucciones reducido, que permite un código de programación más denso y corto para un rendimiento rápido.

Este Microcontrolador es un tipo de circuito integrado, utilizado para ejecutar los programas para controlar otras máquinas o dispositivos. Es un tipo de microdispositivo, utilizado para controlar otras máquinas. Las características de este microcontrolador se obtienen normalmente con otros tipos de microcontrolador.

  • SoC completo como ADC, LCD, puertos de E/S, RAM, ROM, UART, temporizador de vigilancia, temporizador básico, etc.
  • Utiliza un cristal externo y un oscilador FLL (bucle de frecuencia bloqueada) que deriva principalmente todos los CLK internos
  • La utilización de energía es baja, como 4,2 nW sólo para cada instrucción
  • Generador estable para las constantes más utilizadas como -1, 0, 1, 2, 4, 8
  • La velocidad típica es de 300 ns para cada instrucción como CLK de 3,3 MHz
  • Los modos de direccionamiento son 11, de los cuales siete se utilizan para los operandos de origen y cuatro para los de destino.
  • Arquitectura RISC con 27 instrucciones de núcleo

La capacidad en tiempo real es completa, estable, y la frecuencia CLK nominal del sistema se obtiene después de 6 relojes sólo una vez que el MSP430 se restablece desde el modo de bajo consumo. Para el cristal principal, no hay que esperar a que se estabilice y oscile.

Las instrucciones del núcleo se combinaron utilizando características especiales para facilitar el programa dentro del microcontrolador MSP430 utilizando el ensamblador de otro modo en C para proporcionar una funcionalidad excepcional, así como flexibilidad. Por ejemplo, incluso utilizando un bajo número de instrucciones, el microcontrolador es capaz de seguir aproximadamente todo el conjunto de instrucciones.

Microcontrolador Hitachi

El microcontrolador Hitachi pertenece a la familia H8. Un nombre como H8 se utiliza dentro de una gran familia de microcontroladores de 8, 16 y 32 bits. Estos microcontroladores fueron desarrollados por Renesas Technology. Esta tecnología se fundó en los semiconductores Hitachi, en el año 1990.

Microcontrolador Motorola

El microcontrolador Motorola es un microcontrolador extremadamente incorporado, utilizado para el proceso de tratamiento de datos con un alto rendimiento. La unidad de este microcontrolador utiliza un SIM (Módulo de Integración del Sistema), TPU (Unidad de Procesamiento del Tiempo) y QSM (Módulo Serial en Cola).

Ventajas de los tipos de microcontroladores

Las ventajas de los tipos de microcontroladores son las siguientes

  • Confiable
  • Reutilizable
  • Eficiencia energética
  • Rentable
  • Reutilizable
  • Requiere menos tiempo de funcionamiento
  • Son flexibles y muy pequeños
  • Debido a su alta integración, su tamaño y el coste del sistema pueden disminuir.
  • La interconexión del microcontrolador es fácil con los puertos adicionales de ROM, RAM y E/S.
  • Se pueden realizar muchas tareas, por lo que se puede reducir el efecto humano.
  • Es fácil de usar, la resolución de problemas y el mantenimiento del sistema son sencillos.
  • Funciona como un microordenador sin partes digitales

Desventajas de los tipos de microcontroladores

Las desventajas de los tipos de microcontroladores son las siguientes

  • Complejidad de la programación
  • Sensibilidad electrostática
  • No es posible la interconexión con dispositivos de alta potencia.
  • Su estructura es más compleja que la de los microprocesadores.
  • Generalmente, se utiliza en microdispositivos
  • Simplemente realiza un número incompleto de ejecuciones simultáneas.
  • Se utiliza generalmente en los microequipos
  • Tiene una estructura más compleja que la de un microprocesador
  • El microcontrolador no puede interconectar directamente un dispositivo de mayor potencia
  • Sólo realiza un número limitado de ejecuciones simultáneas

Aplicaciones de los tipos de microcontroladores

Los microcontroladores se utilizan principalmente en dispositivos integrados, a diferencia de los microprocesadores que se utilizan en ordenadores personales u otros dispositivos. Se utilizan principalmente en diferentes aparatos, como dispositivos médicos implantables, herramientas eléctricas, sistemas de control de motores en automóviles, máquinas utilizadas en oficinas, aparatos controlados a distancia, juguetes, etc. Las principales aplicaciones de los tipos de microcontroladores son las siguientes

  • Automóviles
  • Sistemas de medición manual
  • Teléfonos móviles
  • Sistemas informáticos
  • Alarmas de seguridad
  • Electrodomésticos
  • Medidor de corriente
  • Cámaras
  • Microhorno
  • Instrumentos de medida
  • Dispositivos para el control de procesos
  • Utilizado en dispositivos de medición y medida, voltímetro, medición de objetos giratorios
  • Dispositivos de control
  • Dispositivos de instrumentación industrial
  • Dispositivos de instrumentación en las industrias
  • Sensores de luz
  • Dispositivos de seguridad
  • Dispositivos de control de procesos
  • Dispositivos de control
  • Detección de incendios
  • Detección de temperatura
  • Teléfonos móviles
  • Automóviles
  • Lavadoras
  • Cámaras
  • Alarmas de seguridad

Por lo tanto, se trata de una visión general de los tipos de microcontroladores. Estos microcontroladores son microordenadores de un solo chip y la tecnología utilizada para su fabricación es VLSI. También se conocen como controladores embebidos que están disponibles en 4, 8, 64 y 128 bits. Este chip está diseñado para controlar diferentes funciones del sistema embebido. Aquí tienes una pregunta, ¿cuál es la diferencia entre un microprocesador y un microcontrolador?

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