Un microcontrolador es un circuito integrado programable que contiene todos los componentes necesarios para controlar el funcionamiento de un sistema.

Los PIC son una familia de microcontroladores fabricados por Microchip, que han tenido gran aceptación y desarrollo en los últimos años, por su bajo precio, consumo de enegía reducido y abundancia de información.

De todos los modelos que se comercializan nos vamos a centrar en el estudio del PIC16F84A por su carácter de universal y su facilidad de uso. Viene en un encapsulado  DIL de 18 pines (DIL-18).

Existen en el mercado dos tipos de microcontroladores PIC16F84A. El PIC16F84A-04 permite una frecuencia máxima de funcionamiento de 4 MHz, en cambio el PIC16F84A-20 llega hastalos 20 MHz. Obviamente una frecuencia de trabajo mayor permite ejecutar mayor cantidad de instrucciones por segundo y esto trae como contrapartida un aumento del consumo.

El pin-out del PIC16F84A es el siguiente:

Tres cosas básicas se deben tener en cuenta para hacer funcionar a un microcontrolador:

1) Alimentarlo con 5V entre Vdd (+) y Vss (-).

2) Conectarle el oscilador.

3) Conectarle el circuito de reset (/MCLR).

Analicemos cada item.

1) La tensión de alimentación debe estar regulada y fija en 5 Volts. Esto es muy importante pues si se sobrepasa este valor se puede destruir el microcontrolador. Por otra parte si la tensión es menor deja de funcionar adecuadamente. Para lograr este requisito se suele emplear otro circuito integrado denominado 7805 que posibilita alimentar al microcontrolador con cualquier tensión comprendida entre 7,5 y 15 volts.

    

2) El oscilador o clock es el responsable de hacer avanzar la ejecución del programa dentro del microcontrolador. Es una señal cuadrada normalmente de alta frecuencia que se genera con la ayuda de un circuito externo al microcontrolador. Se utilizan los pines OSC1/CLKIN y OSC2/CLKOUT. Este modelo de microcontrolador (a partir de ahora uC ) permite cinco tipos de osciladores distintos. Cuatro se denominan internos pues utilizan el circuito interno del uC y uno es totalmente externo.

Los cuatro internos se denominan:

XT : es el más usado y usa un cristal de cuarzo o un resonador cerámico. Es un oscilador estándar que permite una frecuencia de clock muy estable comprendida entre 100 KHz y 4 MHz.

HS: (high speed) trabaja también con un cristal de cuarzo, pero su valor ser cualquiera entre los 4 MHz y los 20 MHz, siempre y cuando estemos trabajando con el uC PIC16F84A-20.

LP: (low power) trabaja con un cristal de cuarzo, pero aqui su valor está comprendido entre los 32 KHz y los 200 KHz. Se denomina low power porque en verdad cuando el uC trabaja en baja velocidad consume mucho menos energía de la fuente de alimentación.

RC: (resistor - capacitor) en este caso no usa un cristal de cuarzo y el circuito difiere de los anteriores. Es poco preciso en cuanto al periodo de la onda generada, y por ese motivo es desaconsejable para controlar tiempos precisos.

3) El reset de un microcontrolador provoca la reinicialización de su funcionamiento. Cuando esto sucede la mayoría de los dispositivos internos del microcontrolador toman un estado conocido. En el PIC1684A existe un pin dedicado a realizar el reset de su funcionamiento denominado MCLR (Master Clear). El reset se activa cuando se le aplica un nivel lógico bajo (0 logico = 0 Volts) a ese pin.

El circuito usado y recomendado por el fabricante es el siguiente:

  

(En la práctica se suele no colocar el resistor R2 de 100 Ohms sustituyéndolo por un cable)

El microcontrolador posee un módulo interno que proporciona un temporizador fijo de 72 ms que se activa por software denominado Power Up Timer (PWRTE). En el momento de aplicarle la alimentación el microcontrolador no comienza a ejecutar el código con el que fue programado hasta sobrepasado ese tiempo. De esa manera se garantiza un correcto arranque del sistema. Ese reset, el que sucede cada vez que se le aplica la alimentación, lo denominamos reset en "frio". El reset que sucede cada vez que se presione el pulsador de reset lo denominamos reset en "caliente", pues el microcontrolador se supone que venia ejecutando código y en un momento cualquiera se le aplica ese pulso bajo al pin. La memoria RAM del microcontrolador queda llena de esos datos una vez que se libera el pulsador, a diferencia del reset en frio donde la memoria de datos queda borrada integramente. Por último es importante remarcar que el microcontrolador permite otras causas de reset que serán analizadas mas adelante. 

 

 

Fecha: 29/5/2017 | Creado por: Jose
Categoria: Teoría
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