Download Interrupciones No enmascarables

INTRODUCCIÓN A LAS
HERRAMIENTAS DE
DISEÑO CON PIC
"Hay 10 tipos de personas: las que entienden binario y las que no"
-Anónimo-
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INTRODUCCIÓN A LOS MICROCONTROLADORES
• Características de los Microcontroladores
2. Tipo de Arquitectura
– Arquitectura Von-Neuman
•
•
•
Un único bus de datos para instrucciones y datos.
Las instrucciones del programa y los datos se guardan
conjuntamente en una memoria común.
Cuando la CPU se dirige a la memoria principal, primero accede a
la instrucción y después a los datos necesarios para ejecutarla,
esto retarda el funcionamiento.
– Arquitectura Harvard
•
•
El bus de datos y el bus de instrucción están separados
Acceso en paralelo:
– Cuando se está leyendo una instrucción, la instrucción actual está
utilizando el bus de datos. Una vez finalizada la instrucción actual, la
siguiente ya está disponible en la CPU.
– Permite una ejecución más rápida.
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INTRODUCCIÓN A LOS MICROCONTROLADORES
CPU
8=8
Data
Memory
CPU
8
16
Arquitectura Von-Neumann
Program
& Data
Memory
12
14
16
24
• El programa de instrucciones y los datos
comparten la misma memoria
Program
Memory
Arquitectura Harvard
• Utiliza dos espacios de memoria distintos
para las instrucciones y los datos. Esto
permite utilizar distinto ancho de bus en
ambos buses.
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INTRODUCCIÓN A LOS MICROCONTROLADORES
• Características de los Microcontroladores
CISC (Complex Instruction Set Computer)
– El conjunto de instrucciones es bastante heterogéneo:
•
•
•
Instrucciones son muy potentes. En algunos casos equivalen a muchas
instrucciones simples.
Instrucciones especializadas para una tarea concreta.
Facilita la programación.
RISC (Reduced Instruction Set Computers)
– Al tener un conjunto de instrucciones reducido:
– El controlador es más sencillo y el chip es más pequeño.
– Es más rápido.
– Tiene un consumo menor.
SISC (Specific Instruction Set Computer)
– Incluyen instrucciones específicas para control:
•
•
Instrucciones de entrada/salida eficaces y sencillas.
Instrucciones específicas para operar a nivel de bit.
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• Características de los Microcontroladores
3. Opciones de Memoria
– EEPROM (Electrically Erasable PROM)
•
•
•
Muchos microcontroladores incorporan una pequeña memoria EEPROM
dentro del chip (Contiene parámetros que pueden cambiarse si la aplicación
lo necesita).
Es lenta.
El número de veces que se puede borrar/grabar está limitado.
– FLASH (EPROM)
•
Son más rápidas que las memoria EEPROM.
•
Permiten más ciclos de borrado/grabación.
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INTRODUCCIÓN A LOS MICROCONTROLADORES
• Características de los Microcontroladores
– Memoria RAM
•
•
•
•
Útiles para programas de gran tamaño.
Más rápida que las memorias no volátiles.
Número ilimitado de veces que puede grabarse.
Apropiada para aplicaciones con grandes cantidades de datos que cambian
contínuamente.
– Memoria Field programming/reprogramming
•
•
•
Memoria no volátil.
Puede reprogramase sin desconectar el microcontrolador.
Permite actualizaciones remotas.
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INTRODUCCIÓN A LOS MICROCONTROLADORES
• Características de los Microcontroladores
– Memoria OTP (One Time Programmable)
•
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•
•
Un OTP es una memoria PROM que sólo puede grabarse una vez.
Se utiliza para pequeñas series.
Para probar el programa; antes de fabricar grandes cantidad de
microcontroladores con memorias ROM de máscara.
Como los ciclos de desarrollo de productos son cada vez más cortos, es
interesante para los fabricantes de microcontroladores ofrecer OTPs como
una opción.
– ROM de máscara
•
Son interesantes para un gran número de unidades cuando el programa va
a ser el definitivo.
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INTRODUCCIÓN A LOS MICROCONTROLADORES
• Características de los Microcontroladores
5. Entradas y Salidas
– Comunicación serie
•
•
•
•
UART (Universal Asynchronous Receiver-Transmitter)
– Un UART es un adaptador serie para comunicaciones asíncronas.
USART
– Un USART (Unidad Universal de Transmisión Recepción Síncrona y Asíncrona) es
un adaptador serie para comunicaciones asíncronas o síncronas.
– Los dispositivos que usan USART suelen ser más rápidos (hasta 16 veces) que
un adaptador UART.
SPI (Serial Peripheral Interface)
– El SPI permite la comunicación serie, duplex y asícrona.
– Dispone de modo de bajo consumo.
SCI (Serial Communicactions Interfaces)
– Un SCI es un UART reforzado, permite la comunicación serie asícrona fullduplex.
– Dispone de dos modos de bajo consumo: wait y stop.
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• Características de los Microcontroladores
– Comunicación serie (cont.)
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I2C bus (Inter-Integrated Circuit Bus.)
– Es un bus de 2 hilos para comunicación serie desarrollador por PHILIPS.
– Existen multitud de periféricos con este bus integrado.
MICROWIRE/PLUS
– Es una interface de comunicación serie síncrona bidireccional.
– Desarrollada por NATIONAL, su línea de dispositivos suele tenerla integrada.
CAN & J1850
– CAN (Cotroller Area Network) –conocido también como BUS CAN-.
– Desarrollador por BOSH-INTEL. Se utiliza mayoritariamente en aplicaciones de
automoción.
1-WIRE
– Es un interface de comunicación serie de un solo cable.
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• Características de los Microcontroladores
– Conversor Analógico Digital (A/D).
•
Convierte la tensión analógica a su valor digital.
– Pueden ser externos o internos al micro.
– Existen, en general, tres tipos integrados:
» Aproximaciones sucesivas (común en micro).
» Delta-Sigma
» Flash (rápido pero menos habitual).
– Conversores D/A.
– Obtienen una tensión analógica a partir de un valor digital.
– Conversor D/A con Modulador de ancho de Pulso (PWM).
– Otros Dispositivos.
– Contador de pulsos: cada pulso incrementa un contador.
– Entrada de Captura: sirve para medir intervalos de tiempo entre eventos.
– Comparadores analógicos.
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• Características de los Microcontroladores
– Salidas en paralelo.
•
Son las más comunes y se suelen utilizar para controlar relés, led, displays, LCD,
transistores, etc.
– Se caracterizan por una corriente máxima individual y una máxima común.
– Salidas de Potencia.
•
•
•
Montaje Darlington.
Control de relé.
Control de triacs.
– Entradas en paralelo.
•
Son las comunes y se utilizan para lectura de pulsadores, teclados, en general para
leer el nivel lógico de la entrada. Pueden estas optoaisladas.
– Entradas/Salidas.
– Permiten cambiar la patilla como salida o entrada en cada instante.
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INTRODUCCIÓN A LOS MICROCONTROLADORES
• Características de los Microcontroladores
6. Interrupciones y Polling
– Transferencia de E/S por consulta (Polling)
•
El polling es una técnica software en la que el microcontrolador pregunta
constantemente al periférico si necesita ser atendido.
– Interrupciones
•
Cuando los periféricos necesitan ser atendidos por el microcontrolador se lo
comunican; de esta forma el micro puede atender a un programa principal (a
diferencia del polling).
•
Es una técnica más rápida en atender al periférico que el polling.
•
El micro recibe la interrupción, identifica quién la ha provocado, ejecuta la rutina para
atenderla y vuelve al programa principal.
•
Disparo de interrupciones:
– Por flanco (de subida o bajada).
– Por nivel.
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• Características de los Microcontroladores
– Interrupciones (cont.)
•
Interrupciones enmascarables
– Se pueden habilitar o inhibir de forma global o individual.
•
Interrupciones No enmascarables
– No se pueden inhibir, son de obligada atención.
•
Interrupciones vectorizadas
– Cuando se recibe una interrupción el micro debe localizar al periférico:
» Preguntando a cada uno (modo muy lento).
» Con las int. Vectorizadas donde cada uno se identifica por el bus de datos.
» Los micros de 4 bits no tiene interrupciones vectorizadas, los de 8, 16 y 32
tienen vectorizadas con jerarquía de prioridad.º
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INTRODUCCIÓN A LOS MICROCONTROLADORES
• Características de los Microcontroladores
7. Reset y Reloj
– Inicialización o reset
•
•
La mayoría de los micros disponen de un sistema de inicialización cuando se
conectan a alimentación.
Poseen, además, de una entrada de reset sensible a nivel
– Reloj
•
Todos los micros tienen integrado un oscilador y sólo necesitan un elemento externo
para fijar la frecuencia dentro del margen indicado.
•
Puede ser interno o externo con ayuda de un cristal de cuarzo, resonador cerámico o
una red RC.
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INTRODUCCIÓN A LOS MICROCONTROLADORES
• Características de los Microcontroladores
8. Características especiales
–
Watchdog (Perro Guardian).
•
•
Un temporización que permite la recuperación del sistema ante un bloqueo.
Si el programa entra en bucle infinito o si deja de funcionar el watchdog provoca un
reset tras un tiempo predeterminado.
– Monitor de reloj (Clock Monitor).
•
Permite apagar el micro si la señal de reloj varia.
– Cargador del programa residente.
•
Al inicializar, el micro carga automáticamente el programa a ejecutar por un puerto
desde un lugar remoto (o desde el mismo micro).
– Programa Monitor.
•
•
Un programa instalado en el micro que permite desarrollos básicos y depuración de
programas.
Pueden comunicarse con un PC para ser ejecutado desde el mismo.
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