Arquitectura de microcontroladores

1. Memorias
   1. Programa
   2. Datos
2. CPU
3. Perifericos
   1. Entrada
   2. Salida
4. Oscilador

   Nota:

   • Todo  microcontrolador requiere un circuito que indique la velocidad de trabajo, para ello se cuenta con el llamado oscilador o reloj. Este genera una onda cuadrada de alta frecuencia que se utiliza como señal para sincronizar todas las operaciones del sistema. Generalmente todos los componentes de reloj se encuentran integrados en el microcontrolador y requieren pocos componentes externos como un cristal de cuarzo o una red RC, para definir la frecuencia de trabajo. Los microcontroladores se pueden configurar de diferentes formas para definir la frecuencia de funcionamiento, pero también sus características dependen de la familia del microcontrolador al que pertenecen. 
   1. Definen la frecuencia de trabajo
   2. XT. Cristal de cuarzo. Es el más utilizado.
   3. RC. Oscilador de resistencia y condensador.
   4. HS (High Speed Crystal/Resonator).
   5. Externa. Cuando se aplica señal de reloj externa.
   6. LP (Low Power Crystal).
5. Puertos

   Nota:

   • La cantidad de puertos depende del microcontrolador.
   1. A
   2. B
6. ALU
7. Contador
8. Buses
   1. De datos
   2. De instrucciones
9. Temporizador

1. Arquitectura tipo Harvard
   1. Buses
      1. De datos
      2. De direcciones
   2. Ventajas
      1. Tiene mayor capacidad de procesamiento
   3. Desventajas
      1. Ocupa mayor cantidad de hardware dentro del microcontrolador.
2. Periféricos
   1. 4 Timers
   2. 1 ADC DE 10 bits
   3. Módulo USB
   4. Comunicación
      1. USB
      2. I²C
   5. Contadores
   6. Comparadores
3. Oscilador

   Nota:

   • El oscilador se puede configurar utilizando un oscilador interno o externo.  El oscilador externo es más estable y reduce variaciones con respecto al oscilador interno.  
   1. Modo de configuración
      1. 12 modos
         1. XT, XTPLL,HS,HSPLL, EC,ECIO, ECPLL, ECPIO, INTHS, INTXT, INTIO, INTCKO
   2. Interno
   3. Externo
   4. Configuración
      1. Conexión a preescalador
      2. División con el multiplexor
      3. Entra señal al oscilador PLL
      4. Entra señal al postescalador
      5. Al tener salida del multiplexor será la salida del oscilador primario
4. • Forma parte de las familias de microcontroladores de Microchip de 8 bits y familia 18. Tiene mejores prestaciones de velocidad de procesamiento y periféricos integrados.
5. Diagrama de bloques y PIN OUT
6. Puertos

   Nota:

   • Cada microcontrolador tiene diferentes cantidades de puertos de acuerdo a sus características. Algunas líneas de estos puertos se comparten con otros recursos internos.
   1. Los puertos se pueden programar individualmente como entradas o como salidas.
      1. 5 Puertos de I/O
         1. Puerto A
         2. Puerto B
         3. Puerto C
         4. Puerto D
         5. Puerto E
7. Configuración del reloj en MPLAB X

Nota:

• A partir de entonces se produce automáticamente un salto a una subrutina de atención a la interrupción, está atiende inmediatamente el evento y retoma luego la ejecución del programa exactamente donde estaba en el momento de ser interrumpido, continuando su tarea justo donde la dejo. La interrupción nace de la necesidad de ejecutar una subrutina en el instante preciso y, por tanto, se considera su intervención urgente.   

1. Consiste en un mecanismo por el cual un evento interno o externo puede interrumpir la ejecución de un programa en cualquier momento.

Nota:

• Para realizar esta función, el perro guardián sale a dar un paseo por la CPU cada cierto tiempo, asegurándose que el programa se ejecute normalmente; en caso contrario (por ejemplo, si el control está detenido en un bucle infinito o a la espera de algún acontecimiento que no se produce), el watchdog “ladra” y provoca un reset, reiniciando todo el sistema.   

1. Pretende reflejar la función de este recurso: “vigilar” que el programa no se “cuelgue” y dejen por esto de ejecutarse las instrucciones, tal como lo ha previsto el diseñador.

Nota:

• Cuando se trabaja como ADC, el ciclo de conversión se inicia siempre tras el envío de una dirección de lectura válida y se inicia con el flanco descendente del pulso de reconocimiento, y finalmente, se ejecuta mientras transmite el resultado de la conversión. Una vez iniciado el ciclo de conversión de una muestra de la tensión de entrada del canal seleccionado se convierte al correspondiente código binario. La conversión resultante se guarda en el registro de datos del ADC en espera de ser transmitida. Si está activado el flag de autoincremento será seleccionado el siguiente canal. El primer byte transmitido en un ciclo de lectura contiene el código resultante del ciclo de conversión.

1. Se refiere a un convertidor Analógico digital (Analog to Digital Converter).

Nota:

• Un timer típico  consiste en un contador ascendente o descendente, que, en vez inicializado con un valor, su contenido se incrementa con cada impulso de entrada hasta llegar a su valor máximo, desbordando y volviendo a comenzar de cero.

1. Un temporizador (timer) se implementa por medio de un contador que determina un tiempo preciso entre el momento en que el valor es cargado y en el instante en el que se produce su desbordamiento.

1. El contador tiene la misión de “contar” el número de acontecimientos externos representados por los impulsos que se aplican al pin del TxCKI.

Nota:

• Este tipo de  señal se puede utilizar en una variedad de aplicaciones, como control de motores, iluminación LED y fuentes de alimentación.      

1. Es la modulación por ancho de pulso, un periférico de modulación de ancho de pulso (PWM) se usa para generar una señal digital con un período y ciclo de trabajo definidos por el usuario

Nota:

• Contiene  todos los generadores de reloj, registros de desplazamiento y búfer de datos  necesarios para realizar una transferencia de datos en serie de entrada o  salida independientemente de la ejecución del programa principal. El  EUSART, también conocido como interfaz de comunicaciones en serie (SCI), se puede configurar como un sistema asíncrono dúplex completo o un sistema síncrono semidúplex.   

1. Es un periférico para manejar comunicaciones de E / S en serie.