CARRERA:

ING. INFORMATICA

TEMA:

5.1.- HISTORIA Y ORGANIZACIÓN BÁSICA DEL MICROCONTROLADOR.

MATERIA:

ARQUITECTURA DE COMPUTADORAS

INTEGRANTES:

JULISSA AGUILAR ORTIZ.

JUAN ANAYA MANZANO.

MISAEL CORTÉS SÁNCHEZ.

YOEL ALEXIS DOMINGUEZ GARCIA.

FLORENCIO GARCÍA CAYETANO.

SAN JUAN BAUTISTA TUXTEPEC, OAXACA A MAYO DE 2015

     

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Un microcontrolador (abreviado μC, UC o MCU) es un

circuito integrado programable, capaz de ejecutar las

órdenes grabadas en su memoria. Está compuesto de

varios bloques funcionales, los cuales cumplen una tarea

específica. Un microcontrolador incluye en su interior las

tres principales unidades funcionales de una computadora:

unidad central de procesamiento, memoria y periféricos de

entrada/salida.

¿Qué es un microcontrolador?

Las circunstancias con las que nos encontramos hoy en el campo de los

microcontroladores tienen sus raíces en el desarrollo de la tecnología de los

circuitos integrados. Este desarrollo ha hecho posible contener cientos de miles

de transistores en un solo chip. Ése era uno de los requisitos previos para la

producción de los microprocesadores, y las primeras computadoras eran hechas

agregando periféricos externos como la memoria, timers etc. lo que aumentaba

el volumen de los circuitos integrados.

HISTORIA DE LOS MICROCONTROLADORES

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1971

En 1971 , el primer microcontrolador fue inventado por dos

ingenieros de Texas Instruments, según la Institución Smithsonian.

Gary Boone y Michael Cochran crearon el TMS 1000 , que era un

microcontrolador de 4 bits con una función de ROM y RAM -

1972

Las aplicaciones del 4004 estaban muy limitadas por su reducida capacidad y

rápidamente Intel desarrolló una versión más poderosa (el 8008), el cual podía

manipular bytes completos, por lo cual fue un microprocesador de 8 bits. La

memoria que este podía manejar se incrementó a 16 kbytes, sin embargo, la

velocidad de operación continuó igual.

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1973

Intel lanza al mercado el 8080 el primer microprocesador de tecnología NMOS, lo cual

permite superar la velocidad de su predecesor (el 8008) por un factor de diez, es decir, el

8080 puede realizar 500 000 operaciones por segundo, además se incrementó la

capacidad de direccionamiento de memoria a 64 kbytes. A partir del 8080 de Intel se

produjo una revolución en el diseño de microcomputadoras y varias compañías fabricantes

de circuitos integrados comenzaron a producir microprocesadores. Algunos ejemplos de

los primeros microprocesadores son: el IMP-4 y el SC/MP de National Semiconductors, el

PPS-4 y PPS-8 de Rockwell International, el MC6800 de Motorola, el F-8 de Fairchild.

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1975

Zilog lanza al mercado el Z80, uno de los microprocesadores de 8 bits más poderosos. En ese mismo

año, Motorola abate dramáticamente los costos con sus microprocesadores 6501 y 6502 (este último

adoptado por APPLE para su primera microcomputadora personal). estos microprocesadores se

comercializan en $20 y $25 (dls. USA) respectivamente. Esto provoca un auge en el mercado de

microcomputadoras de uso doméstico y un caos en la proliferación de lenguajes, sistemas operativos

y programas (ningún producto era compatible con el de otro fabricante).

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1976

Surgen las primeras microcomputadoras de un sólo chip, que más

tarde se denominarán microcontroladores. Dos de los primeros

microcontroladores, son el 8048 de Intel y el 6805R2 de Motorola.

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En la década de los 80's comienza la ruptura entre la evolución tecnológica de los

microprocesadores y la de los microcontroladores, Ya que los primeros han ido

incorporando cada vez más y mejores capacidades para las aplicaciones en donde se

requiere el manejo de grandes volúmenes de información y por otro lado, los segundos

han incorporado más capacidades que les permiten la interacción con el mundo físico

en tiempo real, además de mejores desempeños en ambientes de tipo industrial.

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ORGANIZACIÓN BÁSICA DE LOS MICROCONTROLADORES

Sistema Embebido (Embedded systems): Sistema que incorpora

microcontroladores (o microprocesadores) para una tarea

específica pero que no es “visible” ni “programable” directamente

por el usuario (celular, lavarropas, MP3, etc).

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ASIC (Application Specific Integrated Circuit): Circuito Integrado hecho a la medida

para un uso en particular, en vez de ser concebido para propósitos de uso general.

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Estructura genérica de un microcontrolador

En esta figura, vemos al

microcontrolador metido

dentro de un encapsulado

de circuito integrado, con su

procesador (CPU), buses,

memoria, periféricos y

puertos de entrada/salida.

Fuera del encapsulado se

ubican otros circuitos para

completar periféricos

internos y dispositivos que

pueden conectarse a los

pines de entrada/salida.

• RAM: Variables locales, datos parciales. Usualmente se trata

como banco de registros (PIC).

• EEPROM: Grabable desde el programa de programación del

microcontrolador. Usualmente, constantes de programa.

• Flash: Memoria de programa. Usualmente desde 1 Kb a 4 Mb

(controladores de familias grandes).

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Tipos de memorias

• Puertos de entrada/salida (paralelo) digitales: Permiten configurar cada una de sus líneas

como entrada o salida digital de manera individual (sin protocolo) o en bloques para comunicación

con protocolo.

• Puertos Analógicos. Permiten adquirir señales digitales mediante convertidores Analógico a

Digital.

• Temporizadores con funciones del tipo:

Entradas temporizadas o de captura: permiten capturar o medir el tiempo en que ocurren eventos

exteriores.

Salidas temporizadas o de comparación: permiten generar señales temporizadas.

Conteo de eventos: permiten contar eventos externos.

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Dispositivos auxiliares

• Salidas PWM (Pulse Width Modulation): permiten generar salidas

analógicas. Dispositivos de vigilancia (watchdogs): evitan “caídas” del

sistema.

• Controladores de interrupciones: administran la ejecución de tareas por

interrupciones, lo cual permite la multitarea.

• Controladores de Acceso Directo a la Memoria (DMA). Permiten que

otros dispositivos aparte de la CPU puedan acceder a la memoria.

• Acondicionadores del reloj y del reset. Permiten generar

adecuadamente las señales de reloj y de reset.

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Dispositivos con microcontroladores

Algunos ejemplos de las áreas en que puedes encontrar los

microcontroladores incluyen el control de un vehículo de motor y el

mando a distancia de un volante. Tambien se encuentra en los

controles remotos de TV, los teléfonos móviles y en los

componentes informáticos como el teclado, el mouse, un módem y

una impresora.

Microcontroladores en el cuidado de la salud

Los productos que necesitan una interfaz electrónica humano, hacen

uso de un microcontrolador. Un microcontrolador tiene la capacidad de

hacer la interfaz con un teclado y mostrar la salida en una pantalla para

su visualización. Casi todos los dispositivos electrónicos médicos, tales

como monitores de presión arterial, medidores de azúcar en sangre y

medidores de saturación de oxígeno en sangre tienen

microcontroladores avanzados.

Microcontroladores en el sector defensa

Las sofisticadas armas electrónicas utilizadas en el sector de la

defensa también contienen microcontroladores. Los misiles

antitanques, misiles tierra-aire y ahora incluso las armas usadas por

los militares tienen microcontroladores en sus circuitos electrónicos.

Los microcontroladores son utilizados como toma de decisiones y

los dispositivos computacionales simplifican el uso de instrumentos

para los humanos.

Microcontroladores en juguetes

Los juguetes electrónicos interactivos que se encuentran en la vida

cotidiana contienen microcontroladores. Los juguetes se han ido

haciendo más divertidos y hemos venido a ofrecer una plataforma

educativa enorme para los niños debido a la integración de los

microcontroladores. Los mini-robots, los coches, helicópteros y

aviones a control remoto son algunos de los ejemplos de productos

que hacen uso de los microcontroladores.

Microcontroladores en productos para el hogar

Los dispositivos utilizados en la cocina y alrededor de la casa, tales

como refrigeradores, televisores, radios, lavadoras, lavavajillas y

hasta los humidificadores suelen utilizar microcontroladores.

Cualquier producto de consumo electrónico que tenga una entrada

de clave para operar tiene en su interior un microcontrolador. Todos

los relojes electrónicos tienen microcontroladores. Los

microcontroladores tienen una enorme influencia mejorando la

calidad de nuestro día a día.