Microcontroladores

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. 6

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.

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