PDF de programación - Microcontroladores ATMEGA8

PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATOLICA DEL PERU

FACULTAD DE CIENCIAS E INGENIERIA

SECCION ELECTRICIDAD Y ELECTRONICA



PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATOLICA DEL PERU



FACULTAD DE CIENCIAS E INGENIERIA

SECCION ELECTRICIDAD Y ELECTRÓNICA
AREA DE CIRCUITOS Y SITEMAS ELECTRONICOS


MICROCONTROLADORES



ATMEGA8



ZENON CUCHO M.
FRERI ORIHUELA Q.
ROLANDO SÁNCHEZ P.
LAUREANO RODRÍGUEZ P.



2007-I

Curso de actualización de Microcontroladores Atmega8


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SESIÓN 01



INTRODUCCION AL MICONTROLADOR ATMEGA8



PARTE TEÓRICA



DESCRIPCION DEL MICROCONTROLADOR ATMEGA 8
MEMORIA DE PROGRAMAS Y ESPACIO DE MEMORIA DE DATOS
DESCRIPCION DE LOS PUERTOS E/S


PARTE PRÁCTICA


• MANEJO DEL ENTORNO DE DESARROLLO VMLAB:
• EDICION, COMPILACION Y EJECUCION DE PROGRAMAS
• PROGRAMAS USANDO INTERRUPTORES Y PULSADORES



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INTRODUCCION AL MICROCONTROLADOR

1.1

Introducción



El microcontrolador es un circuito integrado de muy alta escala de integración que contiene

las partes funcionales de un computador:

• CPU (Central Processor Unit o Unidad de Procesamiento Central)

• Memorias volátiles (RAM), para datos

• Memorias no volátiles( ROM, PROM, EPROM) para escribir el programa

• Líneas de entrada y salida para comunicarse con el mundo exterior.

• Algunos periféricos (comunicación serial, temporizador, convertidor A/D, etc)



Es decir el microcontrolador es un computador integrado en un solo chip. Integrar todos

estos elementos en un solo circuito integrado a significado desarrollar aplicaciones

importantes en la industria al economizar materiales, tiempo y espacio.



¿Que no hace el microcontrolador?

Las aplicaciones de un microcontrolador son tan inmensas que el límite es la propia

imaginación del usuario. Estos microcontroladores están en el auto, en el televisor, en el

teléfono, en una impresora, en un horno de microondas, en un transbordador espacial, en un

juguete, etc. Alguna fuentes estiman que en una casa típica de E.U se tiene alrededor de 250

microcontroladores.

Los siguientes son algunos campos en los que los microcontroladores tienen gran uso:

• En la industria del automóvil: Control de motor, alarmas, regulador del servofreno,

dosificador, etc.

• En la industria de los electrodomésticos: control de calefacciones, lavadoras, cocinas

eléctricas, etc.

• En informática: como controlador de periféricos. Por ejemplo para controlar

impresoras, plotters, cámaras, scanners terminales, unidades de disco, teclados,

comunicaciones (modems), etc.

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• En la industria de imagen y sonido: tratamiento de la imagen y sonido, control de los

motores de arrastre del giradiscos, magnetófono, video, etc.

En la industria, en general se utilizan en:

• Regulación: todas las familias de microcontroladores incorporan en alguna de sus

versiones conversores A/D y D/A, para la regulación de la velocidad de las máquinas,

de niveles, de temperatura, etc.

• Automatismos: La enorme cantidad de líneas de entrada y salidas, y su inmunidad al

ruido le hacen muy valioso para el control secuencial de procesos. Por ejemplo control

de máquinas, herramientas, apertura y cierre automático de puertas según condiciones,

plantas empaquetadoras, aparatos de maniobra de ascensores, etc.

• Robótica: para control de los motores y captura de señales de los diferentes sensores,

fabricación de controladores robóticos para sistemas automáticos, etc.

Instrumentos portátiles compactos:

• Radio paginador numérico (beeper)

• Planímetro electrónico

• Nivelímetro digital

•

Identificador-probador de circuitos integrados

• Tacómetro digital

• Panel frontal de un osciloscopio

• Controlador de display LCD

• Analizador de espectros, etc

Dispositivos autónomos:

• Fotocopiadoras

• Máquinas de escribir

• Selector, Codificador decodificador de TV

• Localizador de peces

• Teléfonos de tarjeta

• Teléfonos celulares

• Cerraduras electrónicas

• Sistemas de seguridad

Se emplea también en medicina, en aplicaciones militares, edificios inteligentes, etc.



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1.2



Principales fabricantes

Por lo general los fabricantes de microprocesadores lo son de microcontroladores. Los

fabricantes de microcontroladores son más de 50, podemos mencionar a:

• Atmel
• Motorola
• Intel
• Microchip
• NEC
• Hitachi
• Mitsibishi
• Philips
• Matsushita
• Toshiba
• AT&T
• Zilog
• Siemens
• National Semiconductor
• etc.

1.3 APARICION Y DESARROLLO DE LOS MICROCONTROLADORES



Breve Esbozo Histórico. La siguiente es una lista cronológica de los eventos tecnológicos

más recientes que han tenido impacto sobre la aparición y el desarrollo del campo de los

microcontroladores en la electrónica digital.



1971: Intel fabrica el primer microprocesador (el 4004) de tecnología PMOS. Este era un

microprocesador de 4 bits y fue fabricado por Intel a petición de Datapoint Corporation

con el objeto de sustituir la CPU de terminales inteligentes fabricadas en esa fecha por

Datapoint mediante circuitería discreta. El dispositivo fabricado por Intel resultó 10

veces más lento de lo requerido y Datapoint no lo compró, de esta manera Intel

comenzó a comercializarlo. El 4004 podía direccionar sólo 4096 (4k) posiciones de

memoria de 4 bits, reconocía 45 instrucciones y podía ejecutar una instrucción en 20

µseg en promedio.



1972: Las aplicaciones del 4004 estaban muy limitadas por su reducida capacidad y

rápidamente Intel desarrolló una versión más poderosa (el 8008), el cual podía

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manipular bytes completos, por lo cual fue un microprocesador de 8 bits. La memoria

que este podía manejar se incrementó a 16 kbytes, sin embargo, la velocidad de

operación continuó igual.

1973: Intel lanza al mercado el 8080 el primer microprocesador de tecnología NMOS, lo cual

permite superar la velocidad de su predecesor (el 8008) por un factor de diez, es decir,

el 8080 puede realizar 500000 operaciones por segundo, además se incrementó la

capacidad de direccionamiento de memoria a 64 kbytes. A partir del 8080 de Intel se

produjo una revolución en el diseño de microomputadoras y varias compañías

fabricantes de circuitos integrados comenzaron a producir microprocesadores. Algunos

ejemplos de los primeros microprocesadores son: el IMP-4 y el SC/MP de National

Semiconductors, el PPS-4 y PPS-8 de Rockwell International, el MC6800 de

Motorola, el F-8 de Fairchild.



1975: Zilog lanza al mercado el Z80, uno de los microprocesadores de 8 bits más poderosos.

En ese mismo año, Motorola reduce sus costos con sus microprocesadores 6501 y

6502 (este último adoptado por APPLE para su primera microcomputadora personal).

estos microprocesadores se comercializan en $20 y $25 (dls.USA) respectivamente.

Esto provoca un auge en el mercado de microcomputadoras de uso doméstico y un

caos en la proliferación de lenguajes, sistemas operativos y programas (ningún

producto era compatible con el de otro fabricante).

1976: Surgen las primeras microcomputadoras de un solo chip, que más tarde se denominarán

microcontroladores. Dos de los primeros microcontroladores, son el 8048 de Intel y

el 6805R2 de Motorola.



198x : En la década de los 80's comienza la ruptura entre la evolución tecnológica de los

microprocesadores y la de los microcontroladores, Ya que los primeros han ido

incorporando cada vez más y mejores capacidades para las aplicaciones en donde se

requiere el manejo de grandes volúmenes de información y por otro lado, los segundos

han incorporado más capacidades que les permiten la interacción con el mundo físico

en tiempo real, además de mejores desempeños en ambientes de tipo industrial.



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1.4 ARQUITECTURA DE UN MICROCONTROLADOR

Según la arquitectura interna de la memoria de un microcontrolador se puede

clasificar considerando como el CPU accede a los datos e instrucciones, en 2 tipos:



1.4.1 Arquitectura Von Neumann

Fue desarrollada por Jon Von Neumann,