Microprocesadores De Los Sistemas De Control

Instalaciones Industriales

Microprocesadores de

Los Sistemas de Control.

Microprocesadores de 8 bits.

El microprocesador Intel® 8085.

I.1 Sistema de microcomputador

Un sistema de microcomputador es un conjunto de objetos físicos, llamado hardware y un una serie de órdenes o programa, llamado software que administra y maneja a aquellos.

La función de un microcomputador es la de realizar operaciones preprogramadas a gran velocidad y para automatización de tareas.

La arquitectura básica de un microcomputador es simple y está compuesta por los siguientes componentes:

Microprocesador: es un chip programable, objeto de estudio de este informe. De él se habla más adelante.

Figura I.1-1. Sistema de microcomputador con sus componentes principales.

Memoria RAM: es una memoria de acceso aleatorio, o sea, en ella se pueden grabar y leer datos. Los datos son almacenados en transistores y capacitores en lenguaje digital. Esta memoria además es volátil, es decir sólo mantiene los datos mienstras está energizada.

Memoria ROM: es una memoria de sólo lectura, en ella sólo se pueden leer datos grabados anteriormente. En la memoria ROM se suele contener el BIOS, que es el software principal de un microcomputador, ya que en el están escritas las líneas de programa que permiten las operaciones. Esta memoria no es volátil.

Unidades E/S: las unidades E/S (Entrada/Salida) son dispositivos con los cuales los datos entran o salen del microcomputador. Ejemplos de unidades E/S son las unidades de almacenamiento, que son memorias RAM no volátiles de grandes capacidades.

Buses de información: caminos o rutas por donde viaja la información, generalmente de 8 bits (o bus de 8 bits es un camino que contiene 8 hilos de oro). Los buses en un sistema de microcomputador son tres: el bus de datos, que es por el cual viaja la información; el bus de direcciones, por el cual el microprocesador indica a que dispositivo está enviando la información o de cual recibe; y el bus de control, por el cual el microprocesador indica la operación que quiere realizar con los datos. Por ejemplo: si el microprocesador necesita enviar el texto “imprimir” a la impresora, la operación sería la siguiente: por el bus de datos envía el texto “imprimir”, por el bus de direcciones envía el código que pertenece a la impresora y por el bus de control el código que pertenece a la operación de imprimir.

En este informe sólo será desarrollado el componente principal de un microcomputador, el microprocesador.

I.2 El microprocesador

El microprocesador es un circuito integrado o chip programable, que, dependiendo del modelo, contiene miles o millones de transistores distribuidos internamente en varios bloques funcionales. También lleva el nombre de Unidad Central de Proceso (CPU). Se dice que es programable porque su principal función es recibir instrucciones con el fin de suministrar las señales para los demás elementos del sistema, buscar y traer datos de un memoria, transferir datos desde y hacia los dispositivos de entrada y salida, decodificar instrucciones, etc.

I.3 Aplicaciones

El microprocesador fue diseñado originalmente para ser el “cerebro” de un sistema de cómputo, la cual es su aplicación más importante. Pero debido al crecimiento de la electrónico, hoy en día, se los usa también en electrodomésticos “inteligentes”, juegos electrónicos, intrumentos de medida, equipos de control para industrias, equipos médicos, calculadoras científicas, automóviles, robots, etc., etc., por lo que ha revolucionado totalmente, desde su invensión, la industria electrónica y el mundo en general.

I.4 Constitución física de un microprocesador

Un microprocesador es una pastilla envuelta en plástico o cerámica de unos pocos milímetros de longitud que alberga en su interior un gran número de transistores de silicio. La base de un microprocesador es de silicio, y sobre el están alojados los transistores (suiches eléctronicos). Las uniones entre el microchip y los pines metálicos de conexión son por medio de finos cables de oro.

La fabricación de los microprocesadores se debe realizar en ambientes casi perfectamente limpios, ya que una pequeña partícula de polvo que ingrese a la parte interna de estos puede deteriorarlo definitivamente. Debido a esto, el aire de las salas de impresión de microchips es entre 7 y 10 veces más puro que el de una sala quirúrgica.

I.5 Unidades de información

La información en un sistema de microcomputador es almacenada en lenguaje binario . Este sistema fue elegido debido a que es el de más fácil manejo y que el microprocesador sólo debe comprender dos valores o dos estados. Esos estados son: alto y bajo, si el microprocesador recibe una señal de valor alto (entre 3,3 y 5 voltios) lo representa como 1 y si la señal es de valor bajo (aproximadamente 0 volt) lo representa como 0.

La representación de 1 o 0 es la unidad más pequeña de almacenamiento y se la define como bit .

La capacidad de operación de un microprocesador está basada en la cantidad de bits que puede manejar por vez. Es obvio que a mayor cantidad de bits manejados mayor será la capacidad. La cantidad de bits varía entre 4 y 64 y su conjunto se llama palabra. El microprocesador más nativo puede operar palabras de 4 bits, una palabra que procesa por vez podría ser: 1010.

El almacenamiento de la información el microprocesador la realiza en una clase de memoria. Aquí la información es ordenada en registros. Cada registro contiene un dato y su longitud varía (de 4 bits a 32 bits).

La unidad básica de almacenamiento es el byte, el cual es el conjunto de 8 bits. Cada byte es un caracter de información. Por lo tanto para almacenar el dato “microprocesador” en una memoria se necesitarían 15 bytes de espacio. Debido a que el byte es una unidad muy pequeña se definieron los múltiplos de este:

Nombre Unidad Bytes

Kilobyte KB 1.024

Megabyte MB 1.048.576 (1.024 KB)

Gigabyte GB 1.073.741.824 (1.024 MB)

Terabyte TB 1.099.511.627.776 (1.024 GB)

I.6 Principales características de los microprocesadores

Las características de los microprocesadores son las siguientes:

Fabricante: Compañia fabricadora del chip (Intel, Motorola, Cyrix, Texas Instruments, AMD, etc.).

Modelo: prototipo (4004, 8008, 8080, 8085, 6800, 80186, 80286,

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