PDF de programación - Microprocesadores

MICROPROCESADORES







MICROPROCESADORES



LEOPOLDO PARRA REYNADA



RED TERCER MILENIO





AVISO LEGAL

Derechos Reservados  2012, por RED TERCER MILENIO S.C.

Viveros de Asís 96, Col. Viveros de la Loma, Tlalnepantla, C.P. 54080, Estado de México.

Prohibida la reproducción parcial o total por cualquier medio, sin la autorización por escrito del titular de
los derechos.

Datos para catalogación bibliográfica

Leopoldo Parra Reynada

Microprcesadores

ISBN 978-607-733-181-0

Primera edición: 2012

Revisión pedagógica: Sofía Cabrera Ruíz

Revisión editorial: Ma. Eugenia Buendía López



DIRECTORIO



Bárbara Jean Mair Rowberry
Directora General

Rafael Campos Hernández
Director Académico Corporativo



Jesús Andrés Carranza Castellanos
Director Corporativo de Administración

Héctor Raúl Gutiérrez Zamora Ferreira
Director Corporativo de Finanzas

Ximena Montes Edgar
Directora Corporativo de Expansión y Proyectos

ÍNDICE



Introducción



Objetivo general de aprendizaje

Mapa conceptual



Unidad 1: Estructuras fundamentales

Mapa conceptual

Introducción



1.1 Componentes básicos de una computadora digital

1.2 Elementos básicos de un microprocesador

1.3 Elementos básicos de un microcontrolador

1.4 Alimentación

1.5 Señal de reloj

1.6 Reset



1.7 Bus de datos



1.8 Bus de direcciones

1.9 Mapa de memoria

1.10 Interrupciones

Autoevaluación



Unidad 2: Estructura de un microprocesador

Mapa conceptual

Introducción



2.1 Operaciones básicas entre registros



2.2 Registros con elementos aritméticos básicos

2.2.1 Operaciones con un registro sencillo

2.2.2 Aritmética básica con registros



2.2.3 Operaciones condicionales y de salto



2.3 Conceptos básicos de instrucción y código de operación

2.4 Microprocesador hipotético



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2.5 Operación del microprocesador, fases de búsqueda y ejecución

2.6 Concepto y operación del microprocesador

2.7 Concepto de modo de direccionamiento



2.8 Introducción a la programación en ensamblador

Autoevaluación



Unidad 3: Características especificas de microprocesadores de 8 bits

Mapa conceptual

Introducción



3.1 Análisis de las características de un microcontrolador

comercial de 8 bits



3.2 Arquitectura del microcontrolador de 8 bits

3.3 Modos de direccionamiento del PIC 16F628A



3.4 Conjunto de instrucciones del microcontrolador PIC 16F628A

3.5 Primer programa en ensamblador

Autoevaluación



Unidad 4: Programación de entrada/salida

Mapa conceptual

Introducción



4.1 Comunicación de datos en forma paralela

4.2 Programación, control y direccionamiento de

los elementos de entrada/salida paralelos

4.3 Comunicación de datos en forma serial



4.4 Programación, control y direccionamiento de los

elementos de entrada/salida

4.5 Programas de aplicación

Autoevaluación



Unidad 5: Características específicas de microprocesadores

de 16 y 32 bits



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Mapa conceptual

Introducción



5.1 Breve historia de los microprocesadores de 16, 32 y 64 bits

5.2 Capacidad de memoria



5.3 Programas diseñados para 16 y 32 bits



5.4 Direccionamiento de unidades o bloques de memoria



5.5 Arquitectura y set de instrucciones para microprocesadores

de 16 y 32 bits

Autoevaluación



Bibliografía

Glosario



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INTRODUCCIÓN



En general, el término “microprocesador”,

remite al dispositivo principal dentro de

las computadoras digitales, es decir, al

elemento encargado de

realizar

los

cálculos que permiten desde escribir una

carta hasta editar una fotografía; desde

administrar una nómina hasta platicar en

Aspecto típico de un microprocesador



tiempo real con alguna persona al otro

moderno.

lado del mundo; desde disfrutar una

(Imagen cortesía de AMD)

película

hasta

controlar

complejos

procesos industriales; en fin, el concepto de “microprocesador” evoca un

dispositivo de enorme poder de cálculo, relativamente costoso, que consume

mucha potencia y que, por tanto, sólo está al alcance de pocas personas.

Sin embargo, la realidad es muy distinta. En un hogar típico, existen una

enorme cantidad de microprocesadores, realizando diversas tareas que buscan

facilitar la vida diaria de los usuarios. Se encuentran en el televisor, en el equipo

de sonido, en el reproductor de DVD, en los teléfonos celulares, ¡incluso en un

control remoto o en un reloj de cuarzo existen microprocesadores! Y es que

esta tecnología se ha abaratado a tal grado que muchas aplicaciones que antes

requerían el uso de varios dispositivos individuales, ahora se pueden realizar

con más facilidad y de manera más económica con la aplicación de un

microprocesador, o de su variante, un microcontrolador.



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Los microprocesadores están por todas partes.1



Esto significa que los microprocesadores y microcontroladores se han

convertido en parte de la vida diaria, y esto a su vez implica que cualquier

persona interesada en el área de la electrónica o del control debe saber cómo

funcionan y cómo se aplican estos dispositivos. Precisamente, el objetivo de

este libro es proporcionar los principios básicos de los microprocesadores y

microcontroladores, combinando la teoría y la práctica.


1 Imágenes propiedad de sus respectivos fabricantes.



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OBJETIVO GENERAL DE APRENDIZAJE



Conocer el panorama general de los microprocesadores y microcontroladores

digitales, especialmente de los dispositivos de 8 bits. Identificar la estructura de

un circuito de proceso lógico, así como de sus bloques internos y externos, las

señales que requiere para funcionar, etc. Al finalizar el curso, el estudiante

tendrá un conocimiento más profundo acerca de los circuitos de proceso lógico

y de cómo aprovecharlos para distintos proyectos.



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MAPA CONCEPTUAL



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OBJETIVO

UNIDAD 1



ESTRUCTURAS FUNDAMENTALES

Entender el panorama general de los microprocesadores y microcontroladores,

y su utilidad en la sociedad moderna. Conocer la aplicación de los circuitos de

proceso lógico de información, y cómo han modificado la forma en la que los

usuarios

interactúan con aparatos diversos, así como comprender sus

secciones principales, las señales con las que trabajan, sus bloques funcionales

más importantes, etc.



TEMARIO

1.1 COMPONENTES BÁSICOS DE UNA COMPUTADORA DIGITAL

1.2 ELEMENTOS BÁSICOS DE UN MICROPROCESADOR

1.3 ELEMENTOS BÁSICOS DE UN MICROCONTROLADOR

1.4 ALIMENTACIÓN

1.5 SEÑAL DE RELOJ

1.6 RESET

1.7 BUS DE DATOS

1.8 BUS DE DIRECCIONES

1.9 MAPA DE MEMORIA

1.10 INTERRUPCIONES



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MAPA CONCEPTUAL



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INTRODUCCIÓN



Para comprender lo que es un microprocesador y el porqué estos dispositivos

han revolucionado la tecnología del control, primero es necesario conocer su

estructura interna, además de sus ventajas e inconvenientes; todo esto con el

objetivo de comprender mejor los dispositivos con los que se trabajará de aquí

en adelante, y para tener un panorama claro de lo que se puede esperar de un

microprocesador o de un microcontrolador. Esto servirá como puerta de entrada

para estudiar los procesos internos dentro de estos dispositivos, y cómo se

pueden aprovechar para que el circuito se comporte exactamente como se

desea.



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1.1 COMPONENTES BÁSICOS DE UNA COMPUTADORA DIGITAL

Si bien las computadoras digitales

han salido de los laboratorios de

investigación y de

las grandes

empresas, para

llegar a

los

hogares y a las oficinas; esto ha

sido el resultado de largos años de

trabajo de múltiples compañías

alrededor

del mundo,

que

desarrollaron componentes cada

vez más confiables, pequeños y

económicos, al grado de que en la



Las computadoras modernas se han

convertido en parte del ambiente

cotidiano.

actualidad, una computadora con una potencia de cálculo que hace un par de

(Imagen cortesía de Compaq)

décadas habría costado cientos de miles de dólares, ahora se puede obtener

por menos de mil dólares, convirtiéndose en una herramienta indispensable

para realizar trabajos diarios.

Al observar una