RESUMEN:
En el siguiente articulo damos a conocer de una forma autentica y castiza algunos puntos de comparación entre los microcontroladores y los microprocesadores los cuales estos dispositivos están presentes en nuestro trabajo, en nuestra casa y en nuestra vida, en general, a través de las tecnologías que surgen a diario, los cuales poseen una finalidad de controlar el funcionamiento de dispositivos como el mause y teclado de los computadores, teléfono entre otro dispositivos.
Las extensas áreas de aplicación de los Microcontroladores y Microprocesadores, que se pueden considerar ilimitadas, exigirán un gigantesco trabajo de diseño y fabricación .
- La industria informática acapara gran parte de los (μC) y (μP) que se fabrican.
- Los sistemas de supervisión , vigilancia y alarma los utilizan para optimizar rendimiento de calefacción , alarmas de incendio y robo, etc.
- Las comunicaciones y sus sistemas de transferencia de información .
ABSTRACT:
In the following one I articulate we give to know in a way it authenticates and pure some comparison points between the Microcontroladores and the Microprocessors which these devices are present in our work, in our house and in our life, in general, to travez of the technologies that arise to newspaper, which possess a purpose of controlling the operation of devices like the mause and keyboard of the computers, telofono among another devices.
The extensive areas of application of the Microcontroladores and Microprocessors that can be considered limitless, they will demand a gigantic design work and production.
- The computer industry monopolizes great part of those (μC) and (μP) that are manufactured.
- The supervision systems, surveillance and it alarms them they use to optimize calefaccion yield, fire alarms and robbery, etc.
- The communications and their systems of informacion transfer.
Inicialmente cuando no existan los microprocesadores las personas se ingeniaban en diseñar sus circuitos electrónicos y los resultados estaban expresados en diseños que implicaban muchos componentes electrónicos y cálculos matemáticos. Un circuito lógico básico requería de muchos elementos como transistores, resistencias.
Al principio se creía que el manejo de un microprocesador era para aquellas personas con un coeficiente intelectual muy alto; Por lo contrario con la aparición de este circuito integrado todo seria mucho mas fácil de entender y los diseños electrónicos serian mucho mas pequeños y simplificados.
Los microcontroladores están conquistando el mundo, pero la invasión acaba de comenzar y el nacimiento del siglo XXI sera testigo de la conquista masiva de estos diminutos computadores, que gobernarán la mayor parte de los aparatos que se fabrican hoy en días. Cada vez existen mas productos que incorporan un Microcontrolador con el fin de aumentar sustancialmente sus prestaciones, reducir su tamaño y costo , mejorar su fiabilidad.
El funcionamiento y aplicaciones de los microcontroladores y los microprocesadores permite profundizar en los aspectos tecnológicos de las arquitecturas de las nuevas computadoras, convirtiéndose de esta forma en una herramienta útil para el desarrollo de variadas aplicaciones que contribuyen al avance tecnológicos y desarrollo integral de la sociedad.
Estas aplicaciones que han surgido con propósitos, para solucionar las diversas necesidades existentes, que frustraban la realización de actividades ejecutadas por personas en los diferente escenarios industriales , empresariales entre otros.
PALABRAS CLAVES:
- Microprocesadores
- Microcontroladores
- Diferencias
Para desencadenar la temática propuesta acerca de las similitudes, diferencias, de los microprocesadores y microcontroladores, es necesario que el lector tenga un poco de conocimiento sobre el tema.
El µC es un computador completo, aunque de limitadas prestaciones, que esta contenido en el chip de un circuito integrado programable y se destina a gobernar una sola tarea con el programa que reside en su memoria. Sus lineas de entrada/salida soportan el conexionado de los sensores y actuadores del dispositivo a controlar.
Las partes principales de un microcontrolador son:
- Procesador: La necesidad de conseguir elevados rendimientos en el procesamiento de las instrucciones ha desembocado en el empleo generalizado de procesadores de arquitectura Harvard frente a las tradicionales que seguían la arquitectura Von Neumann.
- Memoria no volatín para contener el programa:
Hay cinco tipo de memoria para soportar estas función, estas son:
- ROM. Se graba el chip durante su fabricación, implica costos altos y solo se recomienda cuando se produce en serie.
- EPROM. Se graba con un dispositivo que es gobernado mediante un computador personal,.
- OTP. Se graba por el usuario igual que la memoria EPROM, a diferencia de la EPROM la OTP se puede grabar solamente una vez.
- EEPROM. La grabación es similar a la de las memorias EPROM y OTP, la diferencia es que el borrado se efectúa de la misma forma que el grabado, o sea eléctricamente.
- FLASH. Posee las mismas característica que la EEPROM, pero esta tiene menor consumo de energía y mayor capacidad de almacenamiento.
- Memoria de lectura y escritura para guardar los datos
- Algunos microcontroladores manejan la memoria RAM estática (SRAM), otros como el PIC16F84A disponen de una memoria de datos del tipo EEPROM.
- Linea de E/S para los controladores de periféricos
- Comunicación paralelo
- Comunicación serial
- Diversas puertas de comunicación
A excepción de dos pines para la alimentación, dos para el cristal de cuarzo y una mas para provocar el Reset, los restantes pines de un microcontrolador sirven para soportar con los periférico externos que controla,
Recursos auxiliares
- Circuito de reloj
Encargado de generar los impulsos que sincronizan el funcionamiento de todo el sistema.
- Temporizadores
Orientados a controlar tiempos.
- Perro Guardián
- Destinado a provocar una inicialización cuando el programa queda bloqueado
- Conversores AD y DA
Para poder recibir y enviar señales analógicas.
- Comparadores analógicos
Para verificar el valor de una señal analógicas.
- Estado de reposo o de bajo consumo: En el que el sistema queda <<congelado>> y el consumo de energía se reduce al mínimo.
Estos pequeños controladores podrían comunicarse entre ellos y con un procesador central, probablemente mas potente, para compartir la información y coordinar sus acciones, como, de hecho, ocurre ya habitualmente en cualquier PC.
Estos chip tiene varios tipos de arquitecturas, entre ellas se destaca la mas tradicional VON NEUMANN, en la cual la unidad central de proceso (CPU), esta conectada a una memoria única donde se guardan las instrucciones del programa y los datos y la otra arquitectura es HARVARD tiene la unidad central de proceso (CPU) conectada a dos memorias (una con las instrucciones y otra con los datos) por medio de dos buses diferentes.
Gráfica # 2
Esquema de diseño de Un Microcontrolador.
En las siguientes gráficas se muestra los diferentes tipos de arquitecturas y el diagrama de bloque de un Microcontrolador:
Figura # 3
Arquitectura Von Neumann
Figura # 4
Arquitectura Harvard
Figura # 5
Diagrama de bloque de Microcontrolador
El Microcontrolador esta formado por un Microprocesador y el conjunto de subsistemas que normalmente requiere un microprocesador: memoria volátil (calculo temporal), memoria no volátil (donde almacena el programa), entrada y salida.
Se define ahora lo que es un Microprocesador. Es un dispositivo integrado digital capaz de interpretar y ejecutar un conjunto secuencial de instrucciones (programa). Básicamente contiene circuitos electrónicos que realizan
operaciones aritméticas , lógicas y de control. Se trata de un sistema muy complejo, por eso debe ir integrado en chips.
Los μP no trabajan solos, sino que forman parte de un sistema mayor. El microprocesador es el "cerebro" o parte inteligente de este sistema.
Gráfica # 6
Esquema de diseño de Un Microprocesador Tradicional.
gráfica # 7
Estructura de un sistema abierto basado en un microprocesador
DIFERENCIAS:
- La configuración mínima básica de un Microprocesador esta constituida por un Micro de 40 Pines, Una memoria RAM de 28 Pines, una memoria ROM de 28 Pines y un decodificador de direcciones de 18 Pines;
- Microcontrolador incluye todo estos elementos del Microprocesador en un solo Circuito Integrado por lo que implica una gran ventaja en varios factores: En el circuito impreso por su amplia simplificación de circuitería.
- El costo para un sistema basado en Microcontrolador es mucho menor, mientras que para del Microprocesador, es muy alto en la actualidad.
- Los Microprocesadores tradicionales se basan en la arquitectura de Von Newmann, mientras que los microcontroladores trabajan con arquitectura de harvard.
- El tiempo de desarrollo de su proyecto electrónico es menor para los Microcontroladores.
- Se puede observar en las gráficas # 2 y 6, que la principal diferencia entre ambos radica en la ubicación del registro de trabajo, que para los PIC’s se denomina W (Working Register), y para los tradicionales es el Acumulador (A).
- En los microcontroladores tradicionales todas las operaciones se realizan sobre el acumulador. La salida del acumulador esta conectada a una de las entradas de la Unidad Aritmética y Lógica (ALU), y por lo tanto este es siempre uno de los dos operandos de cualquier instrucción, las instrucciones de simple operando (borrar, incrementar, decrementar, complementar), actúan sobre el acumulador.
- En los microcontroladores PIC, la salida de la ALU va al registro W y también a la memoria de datos, por lo tanto el resultado puede guardarse en cualquiera de los dos destinos.
- La gran ventaja de esta arquitectura(Microcontroladores ) es que permite un gran ahorro de instrucciones ya que el resultado de cualquier instrucción que opere con la memoria, ya sea de simple o doble operando, puede dejarse en la misma posición de memoria o en el registro W, según se seleccione con un bit de la misma instrucción . Las operaciones con constantes provenientes de la memoria de programa (literales) se realizan solo sobre el registro W.
Ha sido tanto el avance en el sector de tecnologías de la información y la comunicación que hoy en día nos vemos beneficiados en ello, teniendo la posibilidad de escoger dispositivos que se adapten a nuestras necesidades y a los requerimientos planteados para la elaboración o la puesta en marcha de proyectos de automatización, o para el manejo adecuado y eficiente de datos.
Es así que los es de gran importancia establecer cuales son las principales diferencias y ventajas de los Microcontroladores y Microprocesadores, dispositivos que hoy en día tienen amplio campo de acción y que de una u otra forma representan gran parte del desarrollo tecnológico que se viene dando.
Cada uno de ellos posee un sector de aplicación distinto en donde cada uno establece algunos requerimientos de trabajo a si como también poseen especificaciones para su manejo dependiendo de las aplicaciones en las cuales se van a utilizar.
- Manual de microcontroladores pic
- Introducción a los microcontroladores, josé adolfo gonzález v., mcgraw hill
- Microcontroladores pic, tavernier, editorial paraninfo
- Microcontroladores pic, la solución en un solo chip, angulo y otros, editorial paraninfo
- Microcontroladores pic, diseño de aplicaciones, angulo y otros, mcgraw hill
- Organización y Arquitectura de Computadores, Jaime Martinez Garza, Jose Agustin Olvera Rodriguez.
JOSE DAVID VERBEL TOUS
JOSE DAVID VERGARA GALETH
VICTOR CESAR VARGAS CUELLO
Ing. Carlos Cohen Manrique
Corporación Universitaria del Caribe (CECAR)
Facultad de Ingeniería
Ingeniería de Sistemas
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