Microcontroladores

Componentes. Ventajas. Aplicaciones. Recursos comunes y especiales. Lenguajes de programación. Mercado. Fabricantes

  • Enviado por: Luis Guillermo
  • Idioma: castellano
  • País: España España
  • 16 páginas
publicidad

1. ÍNDICE

1. ÍNDICE

2. INTRODUCCIÓN

3. MICROCONTROLADORES

3.1. COMPONENTES

3.2. VENTAJAS

3.3. APLICACIONES

3.4. RECURSOS COMUNES A TODOS LOS MICROCONTROLADORES

3.5. RECURSOS ESPECIALES DE LOS MICROCONTROLADORES

3.6. LENGUAJES DE PROGRAMACIÓN

3.7. EL MERCADO MUNDIAL

3.8. FABRICANTES

4. CONCLUSIONES

5. BIBLIOGRAFÍA

2. INTRODUCCIÓN

Con la aparición del microprocesador en la era contemporánea se produjo una revolución tecnológica en diversas áreas del conocimiento humano. Con el correr del tiempo y gracias al aumento en la escala de integración de circuitos han aparecido y existen actualmente dispositivos que no solo constituyen la clásica Unidad Central de Proceso (CPU) de un microcomputador, sino que integran en un solo encapsulado la totalidad de periféricos y recursos necesarios para desempeñar aplicaciones especificas.

Estos componentes denominados microcomputadores monopastilla o microcontroladores constituyen una nueva filosofía en la implementación circuital y en la programación de los sistemas digitales modernos.

Los equipos electrónicos de ultima generación en áreas como Instrumentación, Control, Comunicaciones digitales, etc., utilizan masivamente esta tecnología por que simplifica radicalmente el diseño de un sistema basado en microprocesador al mismo tiempo que reduce drásticamente los costos involucrados. Se llega al punto en el que un sistema autónomo e inteligente esta constituido por un solo microcontrolador programable, que contiene toda la arquitectura (hardware) y algoritmos (software) necesarios para alcanzar un fin determinado (sistema o aplicación "On chip").

3. MICROCONTROLADORES

Recibe el nombre de controlador el dispositivo que se emplea para el gobierno de uno o varios procesos. Por ejemplo, el controlador que regula el funcionamiento de un horno dispone de un sensor que mide constantemente su temperatura interna y, cuando traspasa los límites prefijados, genera las señales adecuadas que accionan los efectores que intentan llevar el valor de la temperatura dentro del rango estipulado.

Aunque el concepto de controlador ha permanecido invariable a través del tiempo, su implementación física ha variado frecuentemente. Hace tres décadas, los controladores se construían exclusivamente con componentes de lógica discreta; posteriormente se emplearon los microprocesadores, que se rodeaban con chips de memoria y E/S sobre una tarjeta de circuito impreso. En la actualidad, todos los elementos del controlador se han podido incluir en un chip, el cual recibe el nombre de microcontrolador. Realmente consiste en un sencillo pero completo computador contenido en el corazón (chip) de un circuito integrado.

Un microcontrolador es un circuito integrado de alta escala de integración que incorpora la mayor parte de los elementos que configuran un controlador. Se dice que es “la solución en un chip” porque su reducido tamaño minimiza el número de componentes y el coste.

3.1. COMPONENTES

Un microcontrolador dispone normalmente de los siguientes componentes:

  • Procesador o CPU (Unidad Central de Proceso).

  • Memoria RAM para contener los datos.

  • Memoria para el programa tipo ROM/PROM/EPROM.

  • Líneas de E/S para comunicarse con el exterior.

  • Diversos módulos para el control de periféricos (Temporizadores, Puertas Serie y Paralelo, USART, Conversor A/D, Conversor D/A, etc.)

  • Generador de impulsos de reloj que sincronizan el funcionamiento de todo el sistema.

Según el modelo de microcontrolador que se trate, el tamaño y el tipo de memoria pueden diferir, así como el número de líneas de E/S y los módulos de control de periféricos. La diversificación de modelos permite seleccionar el más adecuado según la aplicación que se trate. Una estructura interna fija supone una limitación, que se convierte en una ventaja en el caso de que en un simple circuito integrado residan todos los componentes que necesita el controlador.

3.2. VENTAJAS

Los productos que para su regulación incorporan un microcontrolador disponen de las siguientes ventajas:

  • AUMENTO DE PRESTACIONES: Por ejemplo, incorporar un microcontrolador en la gestión del motor de un vehículo representa una considerable mejora en el funcionamiento del mismo. No sólo se incrementa la potencia sino que, además, se reducen el consumo y las emisiones de gases (Figura Nº 1).

  • FIGURA Nº 1.- Entradas y Salidas del microcontrolador encargado de la gestión del motor de gasolina de un vehículo.

  • AUMENTO DE LA FIABILIDAD: Al reemplazar el microcontrolador a un elevado número de elementos, disminuye el riesgo de averías y se precisan menos calibraciones.

  • REDUCCIÓN DE TAMAÑO EN EL PRODUCTO ACABADO: La integración del microcontrolador en un chip disminuye el volumen, la mano de obra y los stocks.

  • MAYOR FLEXIBILIDAD: Dado que las características de control están programadas, su modificación sólo precisa cambios en el programa de instrucciones. Esto supone una importante adaptación a las circunstancias que rodean al producto final junto a una gran rapidez en la implementación de posibles cambios.

  • 3.3. APLICACIONES

    Cada vez existen más productos que incorporan un microcontrolador con el fin de aumentar sustancialmente sus prestaciones, reducir su tamaño y coste, mejorar su fiabilidad y disminuir el consumo.

    Según una encuesta de la empresa DataQuest, en la actualidad hay una media de 35 microcontroladores en cada hogar americano y se espera que dicha cifra alcance los 240 en el año 2000.

    Los campos más destacados en los que se emplean microcontroladores son los siguientes:

  • Periféricos y dispositivos auxiliares de los computadores.

  • Electrodomésticos.

  • Aparatos portátiles y de bolsillo (Tarjetas, monederos, teléfonos, etc.).

  • Máquinas expendedoras y juguetería.

  • Instrumentación.

  • Industria de automóviles.

  • Control industrial y Robótica.

  • Electromedicina.

  • Sistemas de navegación espacial.

  • Sistemas de seguridad y alarma.

  • Termorregulación (Calderas de calefacción, aire acondicionado, hornos, mantas eléctricas, etc.).

  • Algunos fabricantes de microcontroladores superan el millón de unidades de un modelo determinado producidas en una semana. Este dato puede dar una idea de la masiva utilización de estos componentes.

    3.4. RECURSOS COMUNES A TODOS LOS MICROCONTROLADORES

    Al estar todos los microcontroladores integrados en un chip, su estructura fundamental y sus características básicas son muy parecidas. Todos deben disponer de los bloques esenciales: Procesador, memoria de datos y de instrucciones, líneas de E/S, oscilador de reloj y módulos controladores de periféricos. Sin embargo, cada fabricante intenta enfatizar los recursos más idóneos para las aplicaciones a las que se destinan preferentemente.

    A continuación se hace un recorrido de todos los recursos que se hallan en todos los microcontroladores describiendo las diversas alternativas y opciones que pueden encontrarse según el modelo seleccionado.

    1. ARQUITECTURA BÁSICA

    Aunque inicialmente todos los microcontroladores adoptaron la arquitectura clásica Von Neumann, en el momento presente se impone la arquitectura Harvard.

    La arquitectura de Von Neumann se caracteriza por disponer de una sola memoria principal donde se almacenan datos e instrucciones de forma indistinta. A dicha memoria se accede a través de un sistema de buses único (direcciones, datos y control) (Figura Nº 2).

    FIGURA Nº 2.- En la arquitectura Von Neumann la memoria contiene indistintamente datos e instrucciones.

    La arquitectura Harvard dispone de dos memorias independientes: una, que contiene sólo instrucciones y otra, sólo datos. Ambas disponen de sus respectivos sistemas de buses de acceso y es posible realizar operaciones de acceso (lectura o escritura) simultáneamente en ambas memorias (Figura Nº 3).

    FIGURA Nº 3.- La arquitectura Harvard dispone de dos memorias independientes para datos y para instrucciones, permitiendo accesos simultáneos.

    2. EL PROCESADOR O CPU

    Es el elemento más importante del microcontrolador y determina sus principales características, tanto a nivel de hardware como software.

    Se encarga de direccionar la memoria de instrucciones, recibir el código OP de la instrucción en curso, su decodificación y la ejecución de la operación que implica la instrucción, así como la búsqueda de los operadores y el almacenamiento del resultado.

    Existen tres orientaciones en cuanto a la arquitectura y funcionalidad de los procesadores actuales.

    CISC (Complex Instruction Set Computer)

    Un gran número de procesadores usados en los microcontroladores están basados en la filosofía CISC (Computadores de Juego de Instrucciones Complejo). Disponen de más de 80 instrucciones máquina en su repertorio, algunas de las cuales son muy sofisticadas y potentes, requiriendo muchos ciclos para su ejecución.

    Una ventaja de los procesadores CISC es que ofrecen al programador instrucciones complejas que actúan como macros.

    RISC (Reduced Instruction Set Computer)

    Tanto la industria de los computadores comerciales como la de los microcontroladores están dirigiéndose hacia la filosofía RISC (Computadores de Juego de Instrucciones Reducido). En estos procesadores el repertorio de instrucciones máquina es muy reducido y las instrucciones son simples y, generalmente, se ejecutan en un ciclo.

    La sencillez y rapidez de las instrucciones permiten optimizar el hardware y el software del procesador.

    SISC (Single Instruction Set Computer)

    En los microcontroladores destinados a aplicaciones muy concretas, el juego de instrucciones, además de ser reducido, es “específico”, o sea, las instrucciones se adaptan a las necesidades de la aplicación prevista. Esta filosofía se ha bautizado con el nombre de SISC (Computadores de Juego de Instrucciones Específico).

    3. MEMORIA

    En los microcontroladores la memoria de instrucciones y datos está integrada en el propio chip. Una parte debe ser no volátil, tipo ROM, y se destina a contener el programa de instrucciones que gobierna la aplicación. Otra parte de memoria será tipo RAM, volátil, y se destina a guardar las variables y los datos.

    Hay dos peculiaridades que diferencian a los microcontroladores de los computadores personales:

  • No existen sistemas de almacenamiento masivo como disco duro o disquetes.

  • Como el microcontrolador sólo se destina a una tarea en la memoria ROM, sólo hay que almacenar un único programa de trabajo.

  • La RAM en estos dispositivos es de poca capacidad pues sólo debe contener las variables y los cambios de información que se produzcan en el transcurso del programa. Por otra parte, como sólo existe un programa activo, no se requiere guardar una copia del mismo en la RAM pues se ejecuta directamente desde la ROM.

    Los usuarios de computadores personales están habituados a manejar Megabytes de memoria, pero los diseñadores con microcontroladores trabajan con capacidades de ROM comprendidas entre 512 bytes y 8 Kbytes y de RAM comprendidas entre 20 y 512 bytes.

    Según el tipo de memoria ROM que dispongan los microcontroladores, la aplicación y utilización de los mismos es diferente. Se describen las cinco versiones de memoria no volátil que se pueden encontrar en los microcontroladores del mercado.

    ROM con máscara

    Es una memoria no volátil de solo lectura cuyo contenido se graba durante la fabricación del chip. El elevado coste del diseño de la máscara sólo hace aconsejable el empleo de los microcontroladores con este tipo de memoria cuando se precisan cantidades superiores a varios miles de unidades.

    OPT

    El microcontrolador contiene una memoria no volátil de sólo lectura “programable una sola vez” por el usuario. OTP (One Time Programmable). Es el usuario quien puede escribir el programa en el chip mediante un sencillo grabador controlado por un programa desde un PC.

    La versión OTP es recomendable cuando es muy corto el ciclo de diseño del producto, o bien, en la construcción de prototipos y series pequeñas.

    Tanto en este tipo de memoria como en la EPROM, se suele usar la encriptación mediante fusibles para proteger el código contenido.

    EPROM

    Los microcontroladores que disponen de memoria EPROM (Erasable Programmable Read Only Memory) pueden borrarse y grabarse muchas veces, la grabación se realiza, como en el caso de los OTP, con un grabador gobernado desde un PC. Sí, posteriormente, se desea borrar el contenido, disponen de una ventana de cristal en su superficie por la que se somete a la EPROM a rayos ultravioletas durante varios minutos. Las cápsulas son de material cerámico y son más caros que los microcontroladores con memoria OTP que están hechos con material plástico.

    EEPROM

    Se trata de memorias de sólo lectura, programables y borrables eléctricamente. EEPROM (Electrical Erasable Programmable Read Only Memory). Tanto la programación como el borrado, se realizan eléctricamente desde el propio grabador y bajo el control programado de un PC. Es muy cómoda y rápida la operación de grabado y la de borrado. No disponen de ventana de cristal en la superficie.

    Los microcontroladores dotados de memoria EEPROM, una vez instalados en el circuito, pueden grabarse y borrarse cuantas veces se quiera sin ser retirados de dicho circuito. Para ello se usan “grabadores en circuito” que confieren una gran flexibilidad y rapidez a la hora de realizar modificaciones en el programa de trabajo.

    El número de veces que puede grabarse y borrarse una memoria EEPROM es finito, por lo que no es recomendable una reprogramación continua. Son muy idóneos para la enseñanza y la Ingeniería de diseño.

    Se va extendiendo en los fabricantes la tendencia de incluir una pequeña zona de memoria EEPROM en los circuitos programables para guardar y modificar cómodamente una serie de parámetros que adecúan el dispositivo a las condiciones del entorno.

    Este tipo de memoria es relativamente lenta.

    FLASH

    Se trata de una memoria no volátil, de bajo consumo, que se puede escribir y borrar. Funciona como una ROM y una RAM pero consume menos y es más pequeña.

    A diferencia de la ROM, la memoria FLASH es programable en el circuito. Es más rápida y de mayor densidad que la EEPROM.

    La alternativa FLASH está recomendada frente a la EEPROM cuando se precisa gran cantidad de memoria de programa no volátil. Es más veloz y tolera más ciclos de escritura/borrado.

    Las memorias EEPROM y FLASH son muy útiles al permitir que los microcontroladores que las incorporan puedan ser programados “en circuito”, es decir, sin tener que sacar el circuito integrado de la tarjeta. Así, un dispositivo con este tipo de memoria incorporado al control del motor de un automóvil permite que pueda modificarse el programa durante la rutina de mantenimiento periódico, compensando los desgastes y otros factores tales como la compresión, la instalación de nuevas piezas, etc. La reprogramación del microcontrolador puede convertirse en una labor rutinaria dentro de la puesta a punto.

    4. PUERTAS DE ENTRADA Y SALIDA

    La principal utilidad de las patitas que posee la cápsula que contiene un microcontrolador es soportar las líneas de E/S que comunican al computador interno con los periféricos exteriores.

    Según los controladores de periféricos que posea cada modelo de microcontrolador, las líneas de E/S se destinan a proporcionar el soporte a las señales de entrada, salida y control.

    5. RELOJ PRINCIPAL

    Todos los microcontroladores disponen de un circuito oscilador que genera una onda cuadrada de alta frecuencia, que configura los impulsos de reloj usados en la sincronización de todas las operaciones del sistema.

    Generalmente, el circuito de reloj está incorporado en el microcontrolador y sólo se necesitan unos pocos componentes exteriores para seleccionar y estabilizar la frecuencia de trabajo. Dichos componentes suelen consistir en un cristal de cuarzo junto a elementos pasivos o bien un resonador cerámico o una red R-C.

    Aumentar la frecuencia de reloj supone disminuir el tiempo en que se ejecutan las instrucciones pero lleva aparejado un incremento del consumo de energía.

    3.5. RECURSOS ESPECIALES DE LOS MICROCONTROLADORES

    Cada fabricante oferta numerosas versiones de una arquitectura básica de microcontrolador. En algunas amplía las capacidades de las memorias, en otras incorpora nuevos recursos, en otras reduce las prestaciones al mínimo para aplicaciones muy simples, etc. La labor del diseñador es encontrar el modelo mínimo que satisfaga todos los requerimientos de su aplicación. De esta forma, minimizará el coste, el hardware y el software.

    Los principales recursos específicos que incorporan los microcontroladores son:

    1. TEMPORIZADORES O “TIMERS”

    Se emplean para controlar periodos de tiempo (temporizadores) y para llevar la cuenta de acontecimientos que suceden en el exterior (contadores).

    Para la medida de tiempos se carga un registro con el valor adecuado y a continuación dicho valor se va incrementando o decrementando al ritmo de los impulsos de reloj o algún múltiplo hasta que se desborde y llegue a 0, momento en el que se produce un aviso.

    Cuando se desean contar acontecimientos que se materializan por cambios de nivel o flancos en alguna de las patitas del microcontrolador, el mencionado registro se va incrementando o decrementando al ritmo de dichos impulsos.

    2. PERRO GUARDIÁN O “WATCHDOG”

    Cuando el computador personal se bloquea por un fallo del software u otra causa, se pulsa el botón del reset y se reinicializa el sistema. Pero un microcontrolador funciona sin el control de un supervisor y de forma continua las 24 horas del día. El Perro guardián consiste en un temporizador que, cuando se desborda y pasa por 0, provoca un reset automáticamente en el sistema.

    Se debe diseñar el programa de trabajo que controla la tarea de forma que refresque o inicialice al Perro guardián antes de que provoque el reset. Si falla el programa o se bloquea, no se refrescará al Perro guardián y, al completar su temporización, provocará el reset.

    3. PROTECCIÓN ANTE EL FALLO DE ALIMENTACIÓN O “BROWNOUT”

    Se trata de un circuito que resetea al microcontrolador cuando el voltaje de alimentación (Vdd) es inferior a un voltaje mínimo (“brownout”). Mientras el voltaje de alimentación sea inferior al de brownout el dispositivo se mantiene reseteado, comenzando a funcionar normalmente cuando sobrepasa dicho valor.

    4. ESTADO DE REPOSO O DE BAJO CONSUMO

    Son abundantes las situaciones reales de trabajo en que el microcontrolador debe esperar, sin hacer nada, a que se produzca algún acontecimiento externo que le ponga de nuevo en funcionamiento. Para ahorrar energía, (factor clave en los aparatos portátiles), los microcontroladores disponen de una instrucción especial, que les pasa al estado de reposo o de bajo consumo, en el cual los requerimientos de potencia son mínimos. En dicho estado se detiene el reloj principal y se “congelan” sus circuitos asociados, quedando sumido en un profundo “sueño” el microcontrolador. Al activarse una interrupción ocasionada por el acontecimiento esperado, el microcontrolador se despierta y reanuda su trabajo.

    5. CONVERSOR A/D

    Los microcontroladores que incorporan un Conversor A/D (Analógico/Digital) pueden procesar señales analógicas, tan abundantes en las aplicaciones. Suelen disponer de un multiplexor que permite aplicar a la entrada del CAD diversas señales analógicas desde las patitas del circuito integrado.

    6. CONVERSOR D/A

    Transforma los datos digitales obtenidos del procesamiento del computador en su correspondiente señal analógica que saca al exterior por una de las patitas de la cápsula. Existen muchos efectores que trabajan con señales analógicas.

    7. COMPARADOR ANALÓGICO

    Algunos modelos de microcontroladores disponen internamente de un Amplificador Operacional que actúa como comparador entre una señal fija de referencia y otra variable que se aplica por una de las patitas de la cápsula. La salida del comparador proporciona un nivel lógico “1” o “0” según una señal sea mayor o menor que la otra.

    También hay modelos de microcontroladores con un módulo de tensión de referencia que proporciona diversas tensiones de referencias que se pueden aplicar en los comparadores.

    8. MODULADOR DE ANCHURA DE IMPULSOS O PWM

    Son circuitos que proporcionan en su salida impulsos de anchura variable, que se ofrecen al exterior a través de las patitas de encapsulado.

    9. PUERTAS DE E/S DIGITALES

    Todos los microcontroladores destinan algunas de sus patitas a soportar líneas de E/S digitales. Por lo general, estas líneas se agrupan de ocho en ocho formando Puertas.

    Las líneas digitales de las Puertas pueden configurarse como Entrada o como Salida cargando un “1” o un “0” en el bit correspondiente de un registro destinado a su configuración.

    10. PUERTAS DE COMUNICACIÓN

    Con objeto de dotar al microcontrolador de la posibilidad de comunicarse con otros dispositivos externos, otros buses de microprocesadores, buses de sistemas, buses de redes y poder adaptarlos con otros elementos bajo otras normas y protocolos, algunos modelos disponen de recursos que se lo permiten entre los que se destacan:

  • UART (Universal Asynchronous Receiver Transmitter), adaptador de comunicación serie asíncrona.

  • USART (Universal Synchronous/Asynchronous Receiver Transmitter), adaptador de comunicación serie síncrona y asíncrona.

  • Puerta paralela esclava para poder conectarse con los buses de otros microprocesadores.

  • USB (Universal Serial Bus), que es un moderno bus serie para los PC.

  • Bus I2C (Inter-Integrated Circuit Bus), que es una interfaz serie de dos hilos desarrollado por PHILIPS.

  • CAN (Controller Area Network), para permitir la adaptación con redes de conexionado multiplexado desarrollado conjuntamente por BOSH e INTEL para el cableado de dispositivos en automóviles. En EE.UU. se usa el J1850.

  • 3.6. LENGUAJES DE PROGRAMACIÓN

    Se han desarrollado todo tipo de lenguaje para los microcontroladores, pero los más usados son el Ensamblador, el BASIC y el C.

    Como toda máquina digital, el microcontrolador es capaz de entender exclusivamente el lenguaje binario grabado en la memoria. El lenguaje Ensamblador, que utiliza nemónicos inteligibles, es una forma más humana de escribir los programas.

    Los programas escritos en Ensamblador son compactos y rápidos puesto que realizan un completo control de la máquina. Sin embargo, si no están bien confeccionados, resultarán de gran tamaño y lentos. El lenguaje Ensamblador no es capaz de corregir la ignorancia de quien lo emplea, al menos hoy por hoy.

    Los “intérpretes” son programas residentes en el microcontrolador que permiten la ejecución del programa línea a línea. Los dos intérpretes más populares son el BASIC y el FORTH. El primero es más fácil y simple pero es bastante lento interpretando. El segundo es de difícil escritura pero muy apropiado para el control industrial y la robótica. La ventaja del intérprete reside en su interactividad. Se puede escribir un poco de código y ejecutarlo inmediatamente para ver el resultado.

    Los “compiladores” son programas que se encargan de traducir el programa de trabajo escrito en cualquier lenguaje a código máquina para luego grabarlo en la memoria del microcontrolador y ejecutarlo. Se hace la traducción de todo el programa con el compilador que reside en otro computador. Hecha la traducción a código de máquina, se graba en la memoria de instrucciones del chip y se ejecuta. Los compiladores más populares son el C y el BASIC.

    3.7. EL MERCADO MUNDIAL

    Aunque en el mercado de la Microinformática la mayor atención la acaparan los desarrollos de los microprocesadores, lo cierto es que se venden cientos de microcontroladores por cada uno de aquéllos.

    La evolución del mercado mundial de microcontroladores de 8 bits ha experimentado un espectacular incremento a partir del año 1990, en el que se vendieron 590 millones de unidades.

    La distribución de las ventas según su aplicación es la siguiente:

    • Una tercera parte se absorbe en las aplicaciones relacionadas con los computadores y sus periféricos.

    • La cuarta parte se utiliza en las aplicaciones de gran consumo (electrodomésticos, juegos, TV, vídeo, etc.)

    • El 16% de las ventas mundiales se destinó al área de las comunicaciones.

    • Otro 16% fue empleado en aplicaciones industriales.

    • El resto de los microcontroladores vendidos en el mundo, aproximadamente un 10% fueron adquiridos por las industrias de automóviles.

    Respecto al mercado de los potentes microcontroladores de 16 bits, el crecimiento también ha sido su norma. De los 23 millones de unidades vendidas en 1988, se ha pasado a diez veces más en 1996, siendo la ofimática y las comunicaciones las áreas que absorbieron la mayor parte.

    También los modernos microcontroladores de 32 bits van afianzando sus posiciones en el mercado, siendo las áreas de más interés el procesamiento de imágenes, las comunicaciones, las aplicaciones militares, los procesos industriales y el control de los dispositivos de almacenamiento masivo de datos.

    3.8. FABRICANTES

    En la actualidad, gran parte de los fabricantes de circuitos integrados disponen de su propia línea de microcontroladores.

    En la Tabla Nº 1 se relacionan los fabricantes más destacados con sus modelos bandera.

    FABRICANTE

    MODELOS DE MICROCONTROLADORES

    INTEL

    8041, 8051, 8052, 80C196, 80186, 80188, 80386EX

    MOTOROLA

    6805, 68HC11, 68HC12, 68HC16, 683XX

    MICROCHIP

    PICs

    ZILOG

    Z8, Z86XX

    HITACHI

    HD64180

    PHILIPS

    Gama completa de clónicos del 8051

    SGS-THOMSON

    ST-62XX

    NATIONAL SEMICONDUCTOR

    COP400, COP800

    TEXAS INSTRUMENTS

    TMS370

    TOSHIBA

    68HC11

    TABLA Nº 1.- Renombrados fabricantes de microcontroladores con sus modelos más populares.

    Se considera a INTEL como el “padre” de los microcontroladores. Este fabricante siempre ha ido por delante de los demás presentando los nuevos productos. El primer microcontrolador de 8 bits se considera al 8048 y lo fabricó INTEL en la década de los 70. La siguiente generación, más evolucionada, fue la 8051 a la que ha seguido la de 16 bits, 80C196, que alcanza frecuencias de funcionamiento de 50 MHz.

    Con buen olfato comercial, Intel ha diseñado versiones de microcontroladores basados en los microcontroladores 8088 y 8086. Se trata de los modelos 80188 y 80186. La misma política ha seguido con el 80386, creando el 80386EX. Estos productos permiten trabajar con las herramientas clásicas desarrolladas para el entorno del PC.

    Otra de las principales empresas del mundo de los dispositivos microprogramables es MOTOROLA, que dispone del potente microcontrolador 68HC11 de 8 bits para datos y 16 para direcciones.

    Los microcontroladores PIC de la empresa americana MICROCHIP han sido conocidos durante los 20 años últimos. Su popularidad avanza día a día siendo incluidos en la mayoría de los proyectos debido a su bajo coste, reducido consumo, pequeño tamaño, fácil programabilidad y abundancia de herramientas económicas de soporte.

    También ZILOG ha irrumpido con fuerza en el mercado de los microcontroladores. Recientemente ha lanzado algunos modelos con memoria OTP de la familia Z86XX, muy completos y fáciles de manejar.

    Otras empresas como SGS-THOMSON, HITACHI, TEXAS INSTRUMENTS, TOSHIBA, NATIONAL SEMICONDUCTOR, etc. abarcan pequeñas partes del mercado.

    Todos los microcontroladores que se fabrican en el presente son buenos y el mejor no siempre es el mismo. Cambian el modelo y el fabricante según la aplicación y las circunstancias que lo envuelven. Un buen diseñador profesional debe conocer todo el abanico de la oferta para elegir en cada situación el microcontrolador que le conviene.

    4. CONCLUSIONES

    La realidad es que hoy día los microcontroladores se encuentran en todos los sitios. Desde el ratón del computador hasta en el control de los frenos ABS del automóvil, pasando por el televisor, el ascensor, la lavadora, los juguetes, el teléfono móvil, etc.

    Cuando se diseña un equipo o aplicación en donde sea necesario controlar ciertos sucesos, el microcontrolador es la mejor solución. Este dispositivo es un procesador más pequeño que el microprocesador, con una memoria muy limitada, que también tiene memoria ROM y dispositivos de entrada/salida. Y como premio final, todo en un pequeño cajoncito negro, de pocos centímetros cuadrados.

    La única limitación que tienen las aplicaciones de los microcontroladores actuales está en la imaginación del diseñador.

  • BIBLIOGRAFÍA

    • ANGULO USATEGUI, José Mª/MARTÍN CUENCA, Eugenio/ANGULO MARTÍNEZ, Ignacio - “MICROCONTROLADORES PIC” - Editorial PARANINFO - 1ª Edición.

    • ODANT, Bernard - “MICROCONTROLADORES 8051 Y 8052” - Editorial PARANINFO - 1ª Edición.

    • http://www.ba-karlsruhe.de/automation/ctrl/microFAQ/micro.html

    • http://alek.pucp.edu.pe/~ezorril/

    • http://udgserv.cencar.udg.mx/~jmateos/rosita/rosita~1.htm

    21

    16