MICROPROCESADOR

Micro controlador PIC

El nombre verdadero de este microcontrolador es PICmicro (Peripheral Interface Controller), conocido bajo el nombre PIC. Su primer antecesor fue creado en 1975 por la compañía General Instruments. Este chip denominado PIC1650 fue diseñado para propósitos completamente diferentes. Diez años más tarde, al añadir una memoria EEPROM, este circuito se convirtió en un verdadero microcontrolador PIC. Hace unos pocos años la compañía Microchip Technology fabricó la 5 billonésima muestra. Si está interesado en aprender más sobre eso.

Todos los microcontroladores PIC utilizan una arquitectura Harvard, lo que quiere decir que su memoria de programa está conectada a la CPU por más de 8 líneas. Hay microcontroladores de 12, 14 y 16 bits, dependiendo de la anchura del bus. La tabla anterior muestra las características principales de estas tres categorías, salvo “los monstruos de 16 bits” PIC 24FXXX y PIC 24HXXX - todos los microcontroladores tienen la arquitectura Harvard de 8 bits y pertenecen a una de las tres grandes grupos. Por eso, dependiendo del tamaño de palabra de programa existen la primera, la segunda y la tercera categoría de microcontroladores, es decir microcontroladores de 12, 14 o 16 bits. Puesto que disponen del núcleo similar de 8 bits, todos utilizan el mismo juego de instrucciones y el “esqueleto” básico de hardware conectado a más o menos unidades periféricas.

Memoria de programa:

La memoria de instrucciones puede tener una capacidad mínima de 512 palabras de 12 bits hasta una máxima de 2.048 palabras de la misma longitud. Durante la fase de búsqueda, la dirección de la instrucción la proporciona el PC, el cual normalmente se autoincrementa en la mayoría de las instrucciones, excepto en las de salto.

Hasta 512 posiciones la memoria se direccionan directamente con 9 bits, denominándose a dicho tamaño página. Las 512 primeras posiciones de la memoria configuran la página 0, el siguiente conjunto de otras 512 posiciones forman la página 1, etc.

En los modelos de PIC16C5X con mayor capacidad de memoria de instrucciones (2 k bytes) existen cuatro páginas.

En los modelos que sólo disponen de la página 0, bastan los 9 bits de menos peso del PC (A8-A0) para direccionar la instrucción en curso, que, si no es una de salto, provoca el autoincremento del mismo. En las instrucciones de salto el valor del PC se obtiene de diferentes formas según de la instrucción de que se trate.

GOTO : Los 9 bits de menos peso del PC se cargan directamente desde el código OP de la instrucción. Los 8 bits de menos peso (A7,AO) se ubican en un registro especial denominado PCL.

CALL : Los 8 bits de menos peso del PC se cargan desde el código OP de la instrucción. El noveno bit, A8, siempre toma el valor 0 lo que obliga a situar las rutinas, del programa en las 256 primeras posiciones de cada página.

Con las instrucciones CALL se carga la Pila con el valor inicial del PC incrementado una unidad. Posteriormente, la instrucción de retorno RETWL, situada al final de la rutina, devuelve el valor almacenado en la Pila al PC.

Memoria de Datos:

Los microcontroladores PIC funcionan con datos de 8 bits por lo que las posiciones de la memoria de datos tienen esa longitud. La capacidad de esta memoria varia entre 25 y 73 posiciones de un byte, en los modelos de la gama baja.

La memoria de datos se organiza en "bancos", pudiendo existir hasta cuatro en los modelos de mayor capacidad. El banco 0 tiene un tamaño de 32 bytes, mientras que todos los demás sólo disponen de 16. El banco 0 ocupa las 32 primeras posiciones de la memoria y lo poseen todos los modelos de PIC16C5X. Las 16 posiciones de menos peso de los bancos 1, 2 y 3 no son accesibles y cuando se direcciona desde el valor 00h al 0Fh, siempre se acude al banco 0. Cuando la dirección está comprendida entre la 10h y la 1Fh, hay que seleccionar a cuál de los cuatro posibles bancos corresponde con los bits 6 y 5 del registro FSR.

La memoria de datos funciona de forma similar al "banco de registros" de un procesador por lo cual sus posiciones implementan registros de propósito especial y propósito general. Las ocho primeras posiciones del banco 0 soportan registros específicos.

Tipos de Osciladores

Podemos hacer uso de 4 tipos diferentes de osciladores:

Oscilador tipo "XT" (XTal) para frecuencias no mayores de 4 Mhz.

Oscilador tipo "LP" (Low Power) para frecuencias entre 32 y 200 Khz.Este oscilador es igual que el anterior, con la diferencia de que el PIC trabaja de una manera distinta. Este modo está destinado para trabajar con un cristal de menor frecuencia, que, como consecuencia, hará que el PIC consuma menos corriente.

Oscilador tipo "HS" (High Speed) para frecuencias comprendidas entre 4 y 20 MHz.Habremos de usar esta configuración cuando usemos cristales mayores de 4 MHz. La conexión es la misma que la de un cristal normal, a no ser que usemos un circuito oscilador como el relatado unas líneas más abajo, en la sección de Otras configuración

Oscilador tipo "RC" (Resistor/Capacitor) para frecuencias no mayores de 5.5 Mhz. Por último tenemos el oscilador tipo RC que es el más económico por que tan solo se utiliza un condensador no polarizado y una resistencia. Este tipo de oscilador proporciona una estabilidad mediocre en la frecuencia generada y podrá ser utilizado para aquellos proyectos que no requieran precisión

Periféricos

Cuando observamos la organización básica de un microcontrolador, señalamos que dentro de este se ubican un conjunto de periféricos. A continuación describiremos algunos de los periféricos que con mayor frecuencia encontraremos en los microcontroladores.

Entradas y salidas de propósito general

También conocidos como puertos de E/S, generalmente agrupadas en puertos de 8 bits de longitud, permiten leer datos del exterior o escribir en ellos desde el interior del microcontrolador, el destino habitual es el trabajo con dispositivos simples como relés, LED, o cualquier otra cosa que se le ocurra al programador.

Algunos puertos de E/S tienen características especiales que le permiten manejar salidas con determinados requerimientos de corriente, o incorporan mecanismos especiales de interrupción para el procesador.

Típicamente cualquier pin de E/S puede ser considerada E/S de propósito general, pero como los microcontroladores no pueden tener infinitos pines, ni siquiera todos los pines que queramos, las E/S de propósito general comparten los pines con otros periféricos. Para usar un pin con cualquiera de las características a él asignadas debemos configurarlo mediante los registros destinados a ellos.

Temporizadores

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