Microcontrolador
Microcontrolador motorola 68HC11 y chips de soporte
Un microcontrolador es un circuito
integrado o chip que incluye en su interior las tres unidades funcionales de
una computadora: CPU, Memoria y Unidades de E/S, es decir, se trata de un
computador completo en un solo circuito integrado.
Características
Son diseñados para disminuir el coste económico y
el consumo de energía de un sistema en particular. Por eso el tamaño de la CPU,
la cantidad de memoria y los periféricos incluidos dependerán de la aplicación.
El control de un electrodoméstico sencillo como una batidora, utilizará un
procesador muy pequeño (4 u 8 bit) por que sustituirá
a un autómata finito. En cambio un reproductor de música y/o vídeo digital (mp3
o mp4) requerirá de un procesador de 32 bit o de 64 bit y de uno o mas Códec de señal digital (audio y/o vídeo). El control de
un sistema de frenos ABS (Antilock Brake System)
se basa normalmente en un microcontrolador de 16 bit,
al igual que el sistema de control electrónico del motor en un automóvil.
Esquema de un microcontrolador
Los microcontroladores representan la inmensa
mayoría de los chips de computadoras vendidos, sobre un 50% son controladores
"simples" y el restante corresponde a DSPs más especializados. Mientras se
pueden tener uno o dos microprocesadores de propósito general en casa (vd. está
usando uno para esto), usted tiene distribuidos seguramente entre los
electrodomésticos de su hogar una o dos docenas de microcontroladores. Pueden
encontrarse en casi cualquier dispositivo electrónico como automóviles, lavadoras, hornos microondas, teléfonos, etc...
Un microcontrolador difiere de una CPU
normal, debido a que es más fácil convertirla en una computadora en
funcionamiento, con un mínimo de chips externos de
apoyo. La idea es que el chip se coloque en el dispositivo,
enganchado a la fuente de energía y de información que necesite, y eso es todo.
Un microprocesador tradicional no le permitirá hacer esto, ya que espera que
todas estas tareas sean manejadas por otros chips. Hay que agregarle los modulos de entrada/salida (puertos) y la memoria para
almacenamiento de información.
Por ejemplo, un microcontrolador típico tendrá un
generador de reloj integrado y una pequeña cantidad de memoria RAM y ROM/EPROM/EEPROM/FLASH,
significando que para hacerlo funcionar, todo lo que se necesita son unos pocos
programas de control y un cristal de sincronización. Los microcontroladores
disponen generalmente también de una gran variedad de dispositivos
de entrada/salida, como convertidores de analógico a digital, temporizadores, UARTs y buses de interfaz serie
especializados, como I2C y CAN. Frecuentemente, estos dispositivos
integrados pueden ser controlados por instrucciones de procesadores
especializados. Los modernos microcontroladores frecuentemente incluyen un
lenguaje de programación integrado, como el BASIC
que se utiliza bastante con este propósito.
Los microcontroladores negocian la velocidad y la
flexibilidad para facilitar su uso. Debido a que se utiliza bastante sitio en
el chip para incluir funcionalidad, como los dispositivos
de entrada/salida o la memoria que
incluye el microcontrolador, se ha de prescindir de cualquier otra circuitería.
Familias de microcontroladores [editar]
Los microcontroladores más comunes en uso son:
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Empresa |
8 bits |
12 bits |
14 bits |
16 bits |
32 bits |
64 bits |
Observaciones |
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National
Semiconductor |
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Familia 10f2xx |
Familia 12Cxx de 12 bits |
Familia 12Fxx, 16Cxx y 16Fxx de 14 bits (PIC16F87X) |
18Cxx y 18Fxx de 16 bits |
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NEC |
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Parallax |
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ST |
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Texas Instruments |
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Observación:
Algunas arquitecturas de microcontrolador están disponibles por tal cantidad de
vendedores y en tantas variedades, que podrían tener, con total corrección, su
propia categoría. Entre ellos encontramos, principalmente, las variantes de 8051 y Z80