R.a. Electronica Digital

RESULTADO DE APRENDIZAJE U1 MICROCONTROLADORES ING. SÓCRATES SÓCRATES BARRÓN GUILLERMO E. ZÚÑIGA CHAPA 301110021 MECATRÓNICA 5A

Los AVR son una familia de microcontroladores RISC del fabricante estadounidense Atmel. La arquitectura de los AVR fue concebida por dos estudiantes en el Norwegian Institute of Technolog!  posteriormente refinada  desarrollada en Atmel Norwa! la empresa subsidiaria de Atmel! fundada por los dos arquitectos del chip. Cuenta con bastantes aficionados debido a su dise"o simple  la facilidad de programaci#n.

Tipos de memorias del ATmega $%& 'sta secci#n describe las diferentes memorias internas del ATmega$%&. La arquitectura AVR tiene tres espacios de memoria (mapas) f*sicamente separados+ , 'l espacio de memoria de -R/RA0A. 1e tecnolog*a 2LAS3! en 4l se almacenan las instrucciones del programa de usuario. 's de tipo no 5ol6til (no se pierde cuando el chip se desenergi7a) pero soporta un n8mero limitado de borrado9escrituras (actuali7aciones del programa). , 'l espacio de memoria de 1ATS! de tecnolog*a SRA0 donde se almacenan los datos  operandos con los que traba:a el programa de usuario en su e:ecuci#n. , 'l espacio de memoria ''-R0! para almacenamiento de datos que sur:an de la operaci#n del mismo programa pero que deban tener  caracter*sticas no 5ol6tiles. La diferencia con la 2LAS3 es que soporta muchos m6s ciclos de borrado9escritura (unas ;< 5eces m6s)! aunque su acceso! tanto en lectura como en escritura! es bastante m6s lento que el acceso a la SRA0. Los tres espacios de memoria son lineales  regulares! esto significa que cada uno se =mapea> en forma independiente  no e?isten en ellos =huecos> o discontinuidades.

0apa de memoria 2LAS3 'l AT0ega$%& contiene $%@ btes de memoria 2LAS3 reprogramable =en sistema> (en ingl4s IS- In Sstem -rogramming). 'sto quiere decir que en el proceso de desarrollo del software de nuestra aplicaci#n! el chip puede ser reprogramado sin sacarlo de su 7#calo! a tra54s de l*neas cableadas a un conector determinado (indicado por el fabricante) que debemos agregar en el dise"o de nuestra placa de usuario. 1ado que las instrucciones del ATmega$%& son de una e?tensi#n ; bits (words) esta memoria

est6 organi7ada como &@ ? ; (&@words). 'sta memoria tiene un =endurance> de por lo menos ;<.<<< ciclos de reprogramaciones. 'l AVR  AT0ega$%& es compatible con un con:unto completo de herramientas de desarrollo de programas  del sistema! incluendo+ Los compiladores C! 'nsambladores de 0acro! -rograma depurador 9 simuladores! emuladores en circuito!  Bits de e5aluaci#n.

0apa de memoria SRA0 'n la siguiente figura se muestra la forma en que se organi7a SRA0 del  ATmega$%&.

La e?tensi#n del mapa de SRA0 es distinta para los cuatro miembros de esta familia de microcontroladores (ATmega &9&&9;&9$%&)! o sea que para nuestro caso contamos con %@ btes de SRA0. La SRA0! a diferencia de la 2LAS3! est6 organi7ada en btes dado que la gran maor*a de los registros internos del ATmega$%& son de & bits. Como puede 5erse en el esquema! esta memoria est6 di5idida en bloques+ , Los primeros $% lugares corresponden a Registros de Dsos /enerales (/eneral -urpose Registers o acumuladores como los denominan otras marcas de microcontroladores). , Los  lugares que siguen corresponden a los Registros de IN-DT9DT-DT correspondientes a distintos perif4ricos que trae incorporados el ATmega$%&! (Comunicaci#n Serie! Registros asociados a los -uertos! etc.). 'n estos registros! el programador define la forma en que esos perif4ricos actuar6n en el sistema (baud rate de comunicaci#n serie! puertos como entradas o salidas! etc.)

, A partir de este bloque empie7a otro de ;< lugares que corresponde a registros de IN-DT9DT-DT e?tendidos. 'stos registros est6n a asociados a otros perif4ricos que tambi4n trae el ATmega (':. Timers! Con5ersor   Anal#gico 1igital! Eatch 1og! etc.) , 2inalmente! a partir de all* comien7a el 5erdadero mapa de memoria de datos donde se guardan en forma transitoria los operandos  resultados de las operaciones l#gicas  aritm4ticas que resultan de la e:ecuci#n de nuestro programa. 'sta memoria soporta cinco modos de direccionamiento (acceso)+ directo! indirecto! indirecto con despla7amiento! indirecto con pre,decremento! e indirecto con post,incremento.

''-R0 'l ATmega$%& contiene ;@ btes de memoria ''-R0 para almacenar datos no 5ol6tiles. Se organi7a en btes  como un mapa de memoria separado de los otros dos. Cada uno de estos btes! tiene un =endurance> de al menos ;<<.<<< ciclos de escritura 9 borrado . 'l tiempo de acceso es lento (del orden de los milisegundos)  se reali7a por programa de usuario. 3a que especificar la direcci#n  contenido (para el caso de escritura)  e:ecutar  comandos que implican! entre otras cosas! obser5ar por soft seteos de determinados bits de registros asociados que indican los momentos en que la ''-R0 est6 lista (es decir! se complet# la escritura de un bte antes de pasar a escribir el siguiente).

2amilia del -IC;&2& 'sta familia! desarrollada por la casa 0icrochip! se di5ide en 5arias gamas+ enana! ba:a! media  alta. Las principales diferencias entre estas gamas radica en el n8mero de instrucciones  su longitud! el n8mero de puertos  funciones! lo cual se refle:a en el encapsulado! la comple:idad interna  de programaci#n!  en el n8mero de aplicaciones. La memoria de programa est6 organi7ada con palabras de ; bits con un total de ; @! del tipo 2lash! que durante el funcionamiento es de solo lectura. S#lo se e:ecutar6 el c#digo contenido en esta memoria! pudiendo almacenar en ella una cantidad limitada de datos como parte de la instrucci#n R'TLE. 'n una sola palabra se agrupa el c#digo de la instrucci#n  el operando o su direcci#n. 'l tipo de memoria utili7ada en este microcontrolador! podr6 ser grabada o borrada el4ctricamente a nuestro anto:o desde el programador. La memoria tipo 2lash tiene la caracter*stica de poderse borrar en bloques completos  no podr6n borrarse posiciones concretas o espec*ficas. 'ste tipo de memoria no es 5ol6til! es decir! no pierde los datos si se interrumpe la energ*a. La memoria para almacenar el programa nos resultar6 perfecta para reali7ar  pruebas  e?perimentos! adem6s de para la programaci#n Fon,boardF o Fin,circuitF! esto es! nos permite la programaci#n del dispositi5o o actuali7aci#n del programa sin necesidad de retirarlo del circuito donde 5a montado.

La memoria del programa comien7a en la posici#n <<<
'n la figura tambi4n se muestra el -C (Contador de -rograma o -rogram Counter). Gue apunta a la direcci#n de memoria de la instrucci#n en curso  permite que el programa a5ance cuando se incrementa.

Tambi4n se muestra la pila o stacB! de & ni5eles (Ni5el -ila ; a Ni5el -ila &). Se utili7a cuando e:ecutamos un subproceso o subrutina! es decir! un con:unto de instrucciones que hemos aislado de las dem6s para simplificar. 'n este caso el contador de programa (-C) de:ar6 de incrementarse  apuntar6 a la posici#n de memoria de programa donde empie7a la subrutinaH en el primer ni5el de la pila se almacenar6 esta llamada! hasta que se acaben de e:ecutar las instrucciones que contiene! momento en el cual se seguir6 con las instrucciones desde donde hab*a sido llamada. -or eso es necesario saber donde se qued# el programa almacen6ndose la direcci#n en la pila. -odemos hacer hasta & llamadas a subrutinas una dentro de otra! como si de mu"ecas rusas se tratase. A esto se le llaman subrutinas anidadas. 'l 5ector de reset se encuentra en la posici#n <<<
 Algunas 5enta:as de los microcontroladores : •

'ficiencia del c#digo+ permiten una gran compactaci#n de los programas.

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Rapide7 de e:ecuci#n+ a frecuencia de %<037,K millones de instr.9seg.

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Seguridad en acceso por la separaci#n de memoria de datos  de programa. uego reducido de instrucciones  de f6cil aprendi7a:e. Compatibilidad de pines  c#digo entre dispositi5os de la misma familia o sin reducci#n de las prestaciones internas (mu 5ers6tiles). /ran 5ariedad de 5ersiones en distintos encapsulados (desde & hasta & pines) sin reducci#n de las prestaciones internas (mu 5ers6tiles). -osibilidad de protecci#n del c#digo mu fiable. 3erramientas de desarrollo software  hardware abundantes  de ba:o coste.