Introducción al mundo de los Microcontroladores

Introducción al mundo de los Microcontroladores

Actualmente nos encontramos en el inicio de una era donde la tecnología marca la pauta de nuestras vidas cotidianas, los Microcontroladores se encuentran en una gran diversidad de equipos como hornos microondas, televisores, teléfonos inteligentes, entre otros. Por tanto la importancia que tiene el comprender su arquitectura interna, sus características principales y cómo programarlos de manera efectiva.

Un Controlador es un dispositivo que se emplea para el gobierno de uno o varios procesos. Un ejemplo de ello está en los sistemas de riego que se usan dentro de los invernaderos para controlar las variables ambientales dentro del mismo, cuando los valores de temperatura y humedad relativa sobrepasan los valores prefijados se generan señales que accionan efectores que tratarán de llevar éstos rangos a los valores determinados.

Principalmente debemos establecer la diferencia entre un Microcontrolador y un Microprocesador. Un microprocesador es un dispositivo digital diseñado para manipular información. A menudo a este componente se le denomina CPU (Central Processing Unit, Unidad de procesamiento central). Siendo éste en un sistema el supervisor, controlador o cerebro que mediante buses de datos y dirección genera la ejecución de las instrucciones de control.

Para establecer comunicación con el hardware de la aplicación el microprocesador debe ser conectado mediante sus buses de dirección/control a periféricos como memorias de programa y memoria de datos y periféricos de salida como Convertidor Análogo/Digital, Timers, PWM, Usart, entre otros. En la fig. 1 se muestra un diagrama básico de un microcontrolador.

Fig. 1. Estructura genérica de un Microcontrolador

Por otro lado, un Microcontrolador es un chip o circuito integrado de alta escala de integración que incorpora la mayor parte de los elementos que configuran un controlador, cuya característica principal es su alto nivel de especialización e integración.

 

Un microcontrolador dispone de los siguientes componentes:

  • Procesador o UCP (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, CAD: Conversores Analógico/Digital, CDA: Conversores Digital/Analógico, etc.).
  • Generador de impulsos de reloj que sincronizan el funcionamiento de todo el sistema.

 

 

Principales ventajas en el uso de Microcontroladores

  • Aumento de prestaciones: un mayor control sobre un determinado elemento representa una mejora considerable en el mismo.
  • Aumento de la fiabilidad: al reemplazar el microcontrolador por un elevado número de elementos disminuye el riesgo de averías y se precisan menos ajustes.
  • Reducción del tamaño en el producto acabado: La integración del microcontrolador en un chip disminuye el volumen, la mano de obra y los stocks, disminuyendo también sus costos de manufactura.
  • Mayor flexibilidad: las características de control están programadas por lo que su modificación sólo necesita cambios en el programa de instrucciones.
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