Microcontroladores

Un microcontrolador es un circuito integrado digital monolítico que contiene todos los elementos de un procesador digital secuencial síncrono programable de arquitectura Harvard (Von Neumann). Mandado(2007) Se le suele denominar también microcomputador integrado o empotrado y está especialmente orientado a tareas de control y comunicaciones (p.11).

Por su pequeño tamaño, los Microcontroladores permiten empotrar un procesador programable en muchos productos industriales. Además, poseen mecanismos de seguridad de funcionamiento (Safety) y proporcionan protección del equipo electrónico contra copia y modificaciones del programa no autorizadas (Security).

Los Microcontroladores se utilizan para la realización de sistemas electrónicos empotrados en otros sistemas (eléctricos, mecánicos, etc.) un ejemplo de sistemas informáticos es en los ratones e impresoras. En estas aplicaciones emulan a numerosos sistemas digitales que antes se realizaban con circuitos integrados MSI (escala de integración media) y LSI (gran escala de integración) como por ejemplo circuitos contadores, comparadores, etc.

Los microcontroladores son procesadores digitales secuenciales síncronos, para analizarlos es necesarios conocer los siguientes conceptos básicos:

• Arquitectura interna

• Juego de instrucciones

• Interfaces de entrada/salida

 

Arquitectura interna

El autor Mandado en su libro define la arquitectura interna de un procesador digital como el conjunto de atributos que tiene impacto directo en la ejecución del proceso que lleva a cabo.

En la figura se muestra el esquema de bloques  de un procesador digital secuencial síncrono, formado por una unidad de control y una unidad operativa compuesta por una unidad de memoria y una unidad aritmética y lógica.

                                                                                                                       Los datos externos se memorizan en los registros adecuados de la unidad de memoria para presentarlos en secuencia en las entradas de la unidad aritmética y lógica, que los procesa  y devuelve a la unidad de memoria los resultados parciales y finales obtenidos, estos se presentan de alguna manera al sistema externo que proporcionan los datos. Para llevar esto a cabo la unidad operativa debe recibir una secuencia de señales digitales de control que selecciona en cada instante los operandos y las operaciones a realizar con ellos. Es la unidad de control, que es un sistema secuencial síncrono quien genera estas señales.

 

Un microcontrolador (MCU) es un circuito integrado que incorpora una unidad central de proceso (CPU) y una serie de recursos internos. La CPU permite que el microcontrolador pueda ejecutar instrucciones almacenadas en una memoria. Los recursos internos son memoria RAM, memoria ROM, memoria EEPROM, puerto serie, puertos de entrada/salida, temporizadores, comparadores, capturadores... Se puede decir que es una evolución del microprocesador, al añadirle a este último las funciones que antes era necesario situar externamente con otros circuitos. El ejemplo típico esta en los puertos de entrada/salida y en la memoria RAM, en los sistemas con microprocesadores es necesario desarrollar una lógica de control y unos circuitos para implementar las funciones anteriores, con un microcontrolador no hace falta porque lo lleva todo incorporado, además en el caso de tener que ampliar el sistema ya ofrece recursos que facilitan esto. En resumen, un microcontrolador es un circuito integrado independiente, que no necesita memoria ni puertos externos pues los lleva en su interior, que facilita la tarea de diseño y reduce el espacio, traduciéndose todo a una aplicación final más económica y fiable.[10]