Microcontroladores

¿Qué son?

Según Wikipedia esta es su definición: “es un circuito integrado programable, capaz de ejecutar las órdenes grabadas en su memoria” .En otras palabras es un circuito integrado o chip que incluye las 3 unidades funcionales de una computadora:

• Microprocesador o CPU. 
• Memoria RAM y ROM (generalmente de tipo Flash). 
• Unidades de entrada/salida. 
• Además de un módulo de reloj. 

Aunque en su definición se puede entender que es muy similar a una computadora, sus funciones son limitadas si se comparan con una computadora, pero poseen un alto nivel de especialización. Pero la verdad es que un microcontrolador es un cubo negro con patitas metalicas que se solda a una placa que no realiza nada, hasta que se le programa para realizar cierta función y esa función es parecida a una calculadora: frente a datos de entrada, sigue un algoritmo dado por un programador y cambia su estado interior y produce una salida. Las entradas y salidas pueden ser distintas, por ejemplo: periféricos, desde líneas de entrada digital que pueden estar a cero o a uno; LED’S encendiéndose y apagándose; hasta puertos usados en computadoras que permiten comunicar con otros dispositivos externos como otro microcontrolador o una computadora.

Un microcontrolador es diferente a un microprocesador (Athom o Pentium), no solo en lo físico sino en que es más fácil convertirlo en una “computadora” en funcionamiento, con un mínimo de chips externos de apoyo.

Las ventajas más destacadas de los microcontroladores son: su tamaño, su precio y su diversidad.



¿Qué hacen?

Los microcontroladores pueden ser programados para llevar a cabo diversas tareas.

Los podemos encontrar en casi cualquier dispositivo eléctrico como automóviles, lavarropas, hornos microondas, teléfonos, equipos de audio, etc..

Algunos ejemplos de aplicaciones con microcontroladores son: mandos a distancia, termómetros digitales, controles de acceso por puertas de seguridad, sistemas de alarma de los coches, controles y sensores de maquinaria, microrobótica, monederos electrónicos.

Los modernos microcontroladores a veces incluyen un lenguaje de programación integrado, como BASIC. En caso de que no dispongan de un intérprete integrado o “on-board”, se pueden programar desde una computadora, usando también alguna versión de Basic, C, Pascal, assembler, entre otros.

¿Por qué surgieron?

Cuando no existían los microprocesadores, los ingenieros y aficionados a la electrónica creaban sus circuitos electrónicos mediante diseños que implicaban muchos componentes individuales y complejos cálculos matemáticos. Un circuito lógico básico a menudo requería de muchos elementos electrónicos basados en transistores, resistencias, circuitos integrados con compuertas lógicas, etc; lo cual implicaba circuitos con muchos ajustes y una gran posibilidad de fallos.

En el año 1971 apareció el primer microprocesador, que fue desarrollado por Intel y su nombre fue 4004. A partir de ese momento, fue posible construir un equipo electrónico con un microprocesador, unos pocos circuitos accesorios y un software. Los diseños electrónicos comenzaron a ser mucho más pequeños y simplificados, los diseñadores de equipos electrónicos podían realizar mayor cantidad de tareas en menos tiempo y el tamaño de los equipos se redujo considerablemente; sin embargo, después de cierto tiempo apareció una nueva tecnología, llamada microcontrolador que simplifico aun más el diseño electrónico, al incluir en un mismo encapsulado el núcleo microprocesador, la memoria y las entradas y salidas.

Microcontrolador PIC

Microchip es la empresa que fabrica los microcontroladores PIC. En los últimos tiempos esta familia de microcontroladores ha revolucionado el mundo de las aplicaciones electrónicas. Tienen una facilidad de uso y programación y junto a las inmensas posibilidades de E/S que brindan este tipo de m,icrocontroladores han conquistado a programadores y desarrolladores. Su principal ventaja es su carácter general, la flexibilidad que les permite ser utilizados en casi cualquier aplicación.

La familia PIC se divide en cuatro gamas; las principales diferencias entre estas gamas radica en el número de instrucciones y su longitud, el número de puertos y funciones, lo cual se ve reflejado en el encapsulado, la complejidad interna y de programación, y en el número de aplicaciones:

• Mini 

Tiene un capsulado de 8 pines, su principal característica es su reducido tamaño, al disponer todos sus componentes de solamente 8 pines. Se alimentan con un voltaje de corriente continua comprendido entre 2,5 V y 5,5 V, y consumen menos de 2 mA (miliAmpere) cuando trabajan a 5 V y 4 MHz. El formato de sus instrucciones puede ser de 12 o de 14 bits y su repertorio es de 33 o 35 instrucciones.

A pesar de tener solo 8 pines, se pueden destinar hasta 6 de ellos como E/S para los periféricos porque disponen de un oscilador interno R-C, lo cual es una de su principales características; los dos pines que restan son utilizados como alimentación.

• Baja o clásica. 

Son una serie de PIC de recursos limitados, pero cuentan con una de la mejores relaciones costo/prestaciones de la familia. Sus versiones están encapsuladas con 18 y 28 patitas y pueden alimentarse a partir de una tensión de 2,5 V, lo que los hace la mejor opcion en las aplicaciones que funcionan con pilas debido a su bajo consumo (menos de 2 mA a 5 V y 4 MHz). Tienen un repertorio de 33 instrucciones cuyo formato consta de 12 bits.

• Media 

Es la gama más variada y completa de los PIC. Abarca modelos con encapsulado desde 18 hasta 68 pines. Son los más adecuados en las aplicaciones complejas ya que tienen más prestaciones; poseen comparadores de magnitudes analógicas, convertidores A/D, puertos serie y diversos temporizadores.

Tienen un repertorio de instrucciones es de 35, de 14 bits cada una y compatible con el de la gama baja.

• Alta 

Esta gama dispone de chips con 58 instrucciones de 16 bits y disponen de un sistema de gestión de interrupciones vectorizadas muy potente. También incluyen variados controladores de periféricos, puertos de comunicación serie y paralelo con elementos externos, un multiplicador hardware de gran velocidad y mayores capacidades de memoria, que alcanza los 8 k palabras en la memoria de instrucciones y 454 bytes en la memoria de datos.

La característica más sobresaliente de los componentes de esta gama es su arquitectura abierta, que consiste en la posibilidad de ampliación del microcontrolador con elementos externos. Esta gama tiene un encapsulado entre 40 y 44 patitas. Esta gama se utiliza en aplicaciones muy especiales, con grandes requerimientos.

Lo mejor de todo esto es que cualquier estudiante o aficionado puede utilizar microcontroladores en sus proyectos, ya que existe abundante documentación disponible para que su uso sea posible sin complicaciones.


Fuentes.
Que son?
Gamas de PIC
Wikipedia

Que hacen y para que se usan?