MICROCONTROLADORES

Un controlador es un dispositivo electrónico encargado de, valga la redundancia, controlar uno o más procesos. Actualmente, los controladores integran todos los dispositivos en un pequeño chip. Esto es lo que hoy conocemos con el nombre de microcontrolador. Un Microcontrolador es un circuito integrado de muy alta escala de integración el cual contiene tres unidades básicas que lo identifican como tal y son: CPU para procesar la información.
Memoria de datos para guardar información.
Memoria de Programa para almacenar las instrucciones.

La mayoría de Microcontroladores utilizan una Arquitectura Harvard. Para la memoria de datos, los microcontroladores pueden contener RAM o EEPROM, para el uso de variables o de una pila. Todos los microcontroladores tienen memoria interna de datos, en diferentes magnitudes, algunos además cuentan con la capacidad de expansión usando una memoria externa.

ELEMENTOS QUE NORMALMENTE INTEGRA UN MICROCONTROLADOR

PARA QUE EL USO DE MICROCONTROLADORES

RECURSOS ESPECIALES

Cada fabricante oferta numerosas variantes de microcontroladores, con diferentes prestaciones, memoria, módulos, consumo, etc. El objetivo es encontrar el dispositivo mínimo que satisfaga todos los requerimientos de la aplicación para minimizar el coste, el hardware y el software.

MICROCHIP

El mayor vendedor mundial de microcontroladores de 8 bits, del 2000 a la fecha, es Microchip con la familia PIC. Razones:  Desarrollo con bajo riesgo.
 Existe una gran variedad de dispositivos pero son compatibles pin a pin. No es necesario rediseñar el software y ofrece un entorno de desarrollo sencillo (MPLAB).
 Tiempo de desarrollo reducido. El software es reutilizable.
 Muy bajo coste.
 Gran variedad de compiladores y herramientas de desarrollo.

ESQUEMA DE UN MICROCONTROLADOR

FAMILIAS DE MICROCONTROLADORES

Los PIC son una familia de microcontroladores tipo RISC fabricados por Microchip Technology Inc. y derivados del PIC1650, originalmente desarrollado por la división de microelectrónica de General Instrument. El nombre actual no es un acrónimo. En realidad, el nombre completo es PICmicro, aunque generalmente se utiliza como Peripheral Interface Controller (controlador de interfaz periférico). El PIC original se diseñó para ser usado con la nueva CPU de 16 bits CP16000. Siendo en general una buena CPU, ésta tenía malas prestaciones de E/S, y el PIC de 8 bits se desarrolló en 1975 para mejorar el rendimiento del sistema quitando peso de E/S a la CPU. El PIC utilizaba microcódigo simple almacenado en ROM para realizar estas tareas; y aunque el término no se usaba por aquel entonces, se trata de un diseño RISC que ejecuta una instrucción cada 4 ciclos del oscilador. En 1985 la división de microelectrónica de General Instrument se separa como compañía independiente que es incorporada como filial (el 14 de diciembre de 1987 cambia el nombre a Microchip Technology y en 1989 es adquirida por un grupo de inversores) y el nuevo propietario canceló casi todos los desarrollos, que para esas fechas la mayoría estaban obsoletos. El PIC, sin embargo, se mejoró con EPROM para conseguir un controlador de canal programable. Hoy en día multitud de PICs vienen con varios periféricos incluidos (módulos de comunicación serie, UARTs, núcleos de control de motores, etc.) y con memoria de programa desde 512 a 32.000 palabras (una palabra corresponde a una instrucción en ensamblador, y puede ser 12, 14 o 16 bits, dependiendo de la familia específica de PICmicro). PICs modernos Los viejos PICs con memoria PROM o EPROM se están renovando gradualmente por chips con memoria Flash. Así mismo, el juego de instrucciones original de 12 bits del PIC1650 y sus descendientes directos ha sido suplantado por juegos de instrucciones de 14 y 16 bits. Microchip todavía vende versiones PROM y EPROM de la mayoría de los PICs para soporte de aplicaciones antiguas o grandes pedidos. Se pueden considerar tres grandes gamas de MCUs PIC en la actualidad: Los básicos (Linebase), los de medio rango (Mid Range) y los de alto desempeño (high performance). Los PIC18 son considerandos de alto desempeño y tienen entre sus miembros a PICs con módulos de comunicación y protocolos avanzados (USB, Ethernet, Zigbee por ejemplo). [editar] Clones del PIC Por todos lados surgen compañías que ofrecen versiones del PIC más baratas o mejoradas. La mayoría suelen desaparecer rápidamente. Una de ellas que va perdurando es Ubicom (antiguamente Scenix) que vende clones del PIC que funcionan mucho más rápido que el original. OpenCores tiene un núcleo del PIC16F84 escrito en Verilog. PICs wireless El microcontrolador rfPIC integra todas las prestaciones del PICmicro de Microchip con la capacidad de comunicación wireless UHF para aplicaciones RF de baja potencia. Estos dispositivos ofrecen un diseño muy comprimido para ajustarse a los cada vez más demandados requerimientos de miniaturización en aparatos electrónicos. Aun así, no parecen tener mucha salida en el mercado. PICs para procesado de señal (dsPICs) Los dsPICs son el penúltimo lanzamiento de Microchip, comenzando a producirlos a gran escala a finales de 2004. Son los primeros PICs con bus de datos inherente de 16 bits. Incorporan todas las posibilidades de los anteriores PICs y añaden varias operaciones de DSP implementadas en hardware, como multiplicación con suma de acumulador (multiply-accumulate, o MAC), barrel shifting, bit reversion o multiplicación 16x16 bits. PICs de 32 bits (PIC32) Microchip Technology lanzo en noviembre de 2007 los nuevos microcontroladores de 32 bits con una velocidad de procesamiento de 1.5 DMIPS/MHz con capacidad HOST USB. Estos MCUs permiten un procesamiento de información increíble con un núcleo de procesador de tipo M4K. PICs más comúnmente usados PIC12C508/509 (encapsulamiento reducido de 8 pines, oscilador interno, popular en pequeños diseños como el iPod remote). PIC12F629/675 PIC16F84 (Considerado obsoleto, pero imposible de descartar y muy popular) PIC16F84A (Buena actualización del anterior, algunas versiones funcionan a 20 MHz, compatible 1:1) PIC16F628A PIC16F88 (Nuevo sustituto del PIC16F84A con más memoria, oscilador interno, PWM, etc que podría convertirse en popular como su hermana). La subfamilia PIC16F87X y PIC16F87XA (los hermanos mayores del PIC16F84 y PIC16F84A, con cantidad de mejoras incluidas en hardware. Bastante común en proyectos de aficionados). PIC16F886/887 (Nuevo sustituto del 16F876A y 16F877A con la diferencia que el nuevo ya se incluye oscilador interno). PIC16F193x (Nueva gama media de PIC optimizado y con mucha RAM, ahora con 49 instrucciones por primera vez frente a las 35 de toda la vida). PIC18F2455 y similares con puerto USB 2.0 PIC18F2550 PIC18F452 PIC18F4550 dsPIC30F3011 (Ideales para control electrónico de motores eléctricos de inducción, control sobre audio, etc). PIC32 (Nueva gama de PIC de 32 bits, los más modernos ya compatible con USB 2.0).

TÉCNICAS EN LAS QUE SE BASAN LOS MICROCONTROLADORES PIC

Los microcontroladores PIC combinan tres técnicas en su construcción:  Arquitectura Harvard
 Son RISC
 Utilizan segmentación (pipeline)
 Con ellas se consigue alto rendimiento y elevada velocidad de operación.

ESCALABILIDAD EN LOS DISPOSITIVOS DE MICROCHIP

El PIC16X8X



MEMORIA DE PROGRAMA:512 o 1K de palabras de 14 bits
 MEMORIA DE DATOS RAM:36 o 68 bytes
 MEMORIA DE DATOS EEPROM:64 bytes
 PILA (Stack):de 8 niveles
 INTERRUPCIONES:4 fuentes
 JUEGO DE INSTRUCCIONES:35
 ENCAPSULADO:Plástico DIP de 18 terminales
 FRECUENCIA DE TRABAJO:Hasta 10 MHz
 TEMPORIZADORES:1 de 8 bits + WDT (Perro Guardián)

MICROCONTROLADORES AVR

La empresa Atmel ha desarrollado una gran cantidad de microcontroladores en diferentes gamas, de forma similar a lo que ha hecho la empresa Microchip con nuestros viejos amigos: “los PICs”. Quizá, el más popular es el ATMEL AT90S1200, que es algo así como el 16F84 de Microchip (en cuanto a popularidad se refiere).