MICROCONTROLADORES

Microcontroladores PIC

Un microcontrolador PIC es una computadora de muy bajo costo, este chip manufacturado por Microchip Technology, Inc. es un microcontrolador muy similar a los microprocesadores empleados en una PC, pero mucho más pequeño y barato, optimizado para trabajar en operaciones cotidianas.

La diferencia entre un microprocesador y un microcontrolador básicamente es que este último integra en un solo chip los elementos periféricos que requiere el procesador para su operación.

Tiene una CPU (unidad de proceso central) que ejecuta los programas en el microcontrolador, dicho programa está guardado en la memoria de programa.

Tiene una memoria de datos temporal, al igual que la PC tiene una memoria RAM, en donde se almacenan momentáneamente las variables utilizadas por el programa. Y una no volátil que no borra los datos aún se desconecte el microcontrolador, así como en la PC sucede con el disco duro.

Tiene puertos de entrada y salida para interactuar con el entorno, al igual que la PC tienen dispositivos de entrada y salida, como son el teclado el ratón el monitor y la impresora.

Los microcontroladores son computadoras con un propósito en específico, y ejecutan un programa para este propósito.

Características de los Microcontroladores

• Unidad de Procesamiento Central o CPU:  Es el cerebro del sistema, lleva a cabo las funciones lógicas y aritméticas, siguiendo las instrucciones que lee de la memoria de programa, lee y escribe a la memoria de datos, tomando decisiones que controlan el estado de las entradas y salidas.
• Memoria de Programa: Es una memoria que almacena el código del programa el cual es leído por el CPU. Puede ser de varios tipos, solo lectura, ROM (Read Only Memory, Borrable eléctricamente y con capacidad de reescribir EEPROM (Erasable Electric Programmable Ready  Only Memory), y Flash que puede reescribirse y borrarse cientos de miles de veces.
• Memoria de Datos: Está formada por una memoria RAM (RAndom Access Memory), y en la mayoría de los modelos por una memoria EEPROM (Erasable Electric Programmable Ready Only Memory) que conserva las variables usadas por el programador, el CPU escribe y lee de esta memoria.
• Reloj: Es el corazón del sistema, genera una señal de frecuencia, su operación puede ser entre 1 a 40 MHz, su función es sincronizar todas las funciones del microcontrolador PIC, generalmente un cristal de cuarzo, resonador cerámico, circuito RC, o circuitos internos en el chip.
• Puertos de Entrada y Salida: Proporcionan la comunicación del microcontrolador con el mundo exterior.

Otras opciones: 

• Periféricos construidos en el hardware del microcontrolador, la siguiente lista son ejemplos de estos:              

                 - Puertos de comunicación

                         * Comunicación serie UART 

                            (Universal Asynchronous Receiver/Transmitter)

                         * I2C (Inter-Integrate Circuit)

                         * Interfaz de Periféricos Seriales SPI, (Serial Peripheral Interfaces)

                         * Red de Controladores (CAN, Controller Area Network)

                         * USB (Universal Serial Bus)

• Conversores Análogicos-Digitales (A/D, analog-to-digital) para convertir un nivel de voltaje presente en un pin a un valor digital manipulable por el programa del microcontrolador.
• Modulación de Ancho de Pulso PWM, (Pulse-Width Modulation) para generar ondas cuadradas de frecuencia fija con el ancho de pulso modificable.

El software

Sin un programa , el microcontrolador es solo una pieza de plástico y Silicio sin utilidad práctica, un microcontrolador es un dispositivo que requiere de un programa para realizar la función a la que se le tenga destinada.

Un programa es una secuencia de instrucciones que le indican paso a paso al microcontrolador las acciones que deberá efectuar, tomando en cuenta los factores y condiciones que se le presenten, en los primeros microcontroladores el programa se hacía escribiendo el código binario de cada instrucción, es decir cada instrucción se reconocía como un conjunto de unos y ceros, posteriormente y hasta la fecha los microcontroladores se han programado con el lenguaje ensamblador del fabricante, este lenguaje consiste de una serie de instrucciones en forma de mnemónicos, con la desventaja que cada fabricante tiene su propio conjunto de instrucciones.

El ensamblador es más fácil de entender que el código binario, sin embargo conlleva un largo proceso de aprendizaje y práctica para lograr que los programas trabajen adecuadamente, por esta razón se han vuelto populares los lenguajes de programación de alto nivel como el mikroBasic, PicBasic, C, Pascal etc.