Dispositivos de Control

Contenido 1.- Introducción Introducción..................................... ......................................................... ........................................ ...................................... .................. ..... 3 2.- Marco teórico ....................................... ........................................................... ........................................ .................... .............. ..... 4 2.1.- Microprocesador ...................................... .......................................................... ..................................................... ................................. 4 2.2.- ¿De qué se encarda el microprocesador? .......................................................4 2.3.- Funcionamiento del microprocesador ............................................................5 ..................................................................5 2.4.- Arquitectura del microprocesador ..................................................................5 ........................................................................ ................................... ......... 7 2..- !rocesadores de silicio ..................................... ............................................................................ ...................................... . 7 2.".- #$emplos de arquitecturas ......................................

2.%.- &peración pasó a paso de un Microprocesador. ..............................................8 .......................................................... ........................................... ....................... .......... 11 3.- Microcontrolador  Microcontrolador ......................................

3.1.- ¿!ara qué se utili'an los microprocesadores? ..............................................11 3.2.- (aracter)sticas ....................................... ........................................................... ..................................................... ................................. 12 Arquitectura *on +eumann ....................................... ................................................................................. .......................................... 13 Arquitectura ,arard....................................... ........................................................... ........................................... ....................... ........ 14 e/istros....................................... ........................................................... ........................................ ......................................... ..................... ....... 15 0nidad de control ..................................... ......................................................... ........................................ ...................................... .................. 15 ........................................................... .............................................. .......................... 15 0nidad aritmético-ló/ica ....................................... ............................................................ ....................................... ...................................................... ................................... 15 0ses........................................ ......................................................... ........................................... ........................ . 15 (on$unto de instrucciones ...................................... ......................................................... ........................................ ........................................ ................................ ............ 16 Memoria.....................................

4.- Implementación de pro/ramas sicos ...........................................................18 4.1.- *enta$as de len/ua$es de pro/ramación de alto niel ....................................18 4.2.- en/ua$e ( ...................................... .......................................................... ........................................ ........................................18 ....................18 . (onclusión...................................... .......................................................... ........................................ ........................................ .................... ... 19 ". ilio/ra5)a........................................ ........................................................... ....................................... .......................................... ...................... 20

1.- Introducción Esta investigación constara de los temas de la unidad 5 en la que se encuentran; microprocesadores, microcontroladores y la implementación de programas básicos, para lo cual l os microprocesadores han venido a ser el resultado del desarrollo en el camino emprendido por la Electrónica Digital hacia la miniaturización, primeramente implementando una unidad de procesos completa en una sola pastilla o chip de circuito integrado, y posteriormente, mediante el aumento de la rapidez, capacidad de trabajo y potencia de dicha unidad. a aparición de los microprocesadores !"#$ representa el siguiente punto de salto en la electrónica despu%s del ocurrido con la invención del transistor, y la tecnolog&a de su construcción avanza tan rápidamente que prácticamente ha revolucionado en corto tiempo el desarrollo de m'ltiples campos de la ciencia y la t%cnica, a la vez que se introduce de manera convincente en nuestra vida dom%stica, siendo di(&cil mencionar una rama o campo de la ciencia en la cual no e)ista una aplicación de los microprocesadores. De hecho, cada d&a aumenta el n'mero de instrumentos, sistemas de control de procesos, medios y equipos para las telecomunicaciones, medicina, servicios p'blicos e incluso juguetes, que emplean dentro de su estructura alg'n tipo de "#, "#, sin entrar a considerar el hecho he cho real de la introducción, divulgación y aceptación que han tenido las nuevas generaciones de computadoras digitales basadas en este componente y que son conocidas por nosotros como microcomputadoras. Es di(&cil predecir qu% pasará en la electrónica en los pró)imos a*os, pero de acuerdo con la opinión de personalidades de esta rama, la in(luencia de los "# en el (uturo será cada vez mayor y de ah& la importancia de preparar a los pro(esionales encargados de su aplicación y desarrollo, y de que a su vez, los graduados de nivel superior posean conocimientos elementales que les permitan ganar en la cultura general necesaria que sirva de base a un conocimiento mayor de la aplicación espec&(ica en el campo en que desarrollarán su vida pro(esional. Esencialmente, un microprocesador  es un circuito de alta escala de integración !+$, compuesto de muchos circuitos más simples como son los -ip(lops, contadores, registros, decodi(icadores, comparadores, etc.; todos ellos en una misma pastilla de silicio, de modo que el microprocesador puede ser considerado un dispositivo lógico de propósito general o universal. uni versal. /odos /odos estos componentes que llevan a cabo (&sicamente la lógica y operación del microprocesador se denominan el hard0are del micro. 1demás e)iste una lista de instrucciones que puede realizar o acciones que puede llevar a cabo el micro.

2.- Marco teórico 2.1.- Microprocesador 

El microprocesador  !o simplemente procesador $ es el circuito integrado central y más complejo de un sistema in(ormático; a modo de ilustración, se le suele llamar por analog&a el 2cerebro3 de un computador.

2.2.- ¿De qué se encarda el microprocesador?

Es el encargado de ejecutar  los programas, desde el sistema operativo hasta las aplicaciones de usuario; sólo ejecuta instrucciones programadas en lenguaje de bajo nivel, realizando operaciones aritm%ticas y lógicas simples, tales como sumar, restar, multiplicar, dividir, las lógicas binarias y accesos a memoria.

2.3.- Funcionamiento del microprocesador 

Esta unidad central de procesamiento está constituida, esencialmente, por registros, una unidad de control, una unidad aritm%tica lógica ! ALU $ y una unidad de cálculo en coma (lotante !conocida antiguamente como 2coprocesador matemático3$. El microprocesador está conectado generalmente mediante un zócalo espec&(ico de la placa base de la computadora; normalmente para su correcto y estable (uncionamiento, se le incorpora un sistema de re(rigeración que consta de un disipador de calor (abricado en alg'n material de alta conductividad t%rmica, como cobre o aluminio, y de uno o más ventiladores que eliminan el e)ceso del calor absorbido por el disipador. Entre el disipador y la cápsula del microprocesador usualmente se coloca pasta t%rmica para mejorar la conductividad del calor. E)isten otros m%todos más e(icaces, como la re(rigeración l&quida o el uso de c%lulas peltier para re(rigeración e)trema, aunque estas t%cnicas se utilizan casi e)clusivamente para aplicaciones especiales, tales como en las prácticas de overcloc4ing.

2.4.- Arquitectura del microprocesador 

El microprocesador tiene una arquitectura parecida a la computadora digital. En otras palabras, el microprocesador es como la computadora digital porque ambos realizan cálculos bajo un programa de control. onsiguientemente, la historia de la computadora digital ayuda a entender el microprocesador. El hizo posible la (abricación de potentes calculadoras y de muchos otros productos. El microprocesador utiliza el mismo tipo de lógica que es usado en la unidad procesadora central !#6$ de una computadora digital. El microprocesador es algunas veces llamado unidad microprocesadora !"#6$. En otras palabras, el microprocesador es una unidad procesadora de datos. En un microprocesador se puede di(erenciar diversas partes7 •

#ncapsulado7 es lo que rodea a la oblea de silicio en s&, para darle

consistencia, impedir su deterioro !por ejemplo, por o)idación por el aire$ y permitir el enlace con los conectores e)ternos que lo acoplaran a su zócalo a su placa base. •

Memoria cac6é7 es una memoria ultrarrápida que emplea el procesador

para tener alcance directo a ciertos datos que 2predeciblemente3 serán utilizados en las siguientes operaciones, sin tener que acudir a la memoria 81", reduciendo as& el tiempo de espera para adquisición de datos. /odos los micros compatibles con # poseen la llamada cach% interna de primer nivel o 9; es decir, la que está dentro del micro, encapsulada junto a %l. os micros más modernos !ore i:, ore i5, ore i, etc.$ incluyen tambi%n en su interior otro nivel de cach%, más grande, aunque algo menos rápida, es la cach% de segundo nivel o < e incluso los hay con memoria cach% de nivel :, o :. •

(oprocesador matemtico 7 unidad de coma (lotante. Es la parte del micro

especializada en esa clase de cálculos matemáticos, antiguamente estaba en el e)terior del procesador en otro chip. Esta parte está considerada como una parte 2lógica3 junto con los registros, la unidad de control, memoria y bus de datos. •

e/istros7 son básicamente un tipo de memoria peque*a con (ines

especiales que el micro tiene disponible para algunos usos particulares. =ay

varios grupos de registros en cada procesador. 6n grupo de registros está dise*ado para control del programador y hay otros que no son dise*ados para ser controlados por el procesador pero que la #6 los utiliza en algunas operaciones, en total son treinta y dos registros. Memoria7 es el lugar donde el procesador encuentra las instrucciones de

•

los programas y sus datos. /anto los datos como las instrucciones están almacenados en memoria, y el procesador las accede desde all&. a memoria es una parte interna de la computadora y su (unción esencial es proporcionar un espacio de almacenamiento para el trabajo en curso. !uertos7 es la manera en que el procesador se comunica con el mundo

•

e)terno. 6n puerto es análogo a una l&nea de tel%(ono. ualquier parte de la circuiter&a de la computadora con la cual el procesador necesita comunicarse, tiene asignado un 2n'mero de puerto3 que el procesador utiliza como si (uera un n'mero de tel%(ono para llamar circuitos o a partes especiales. 2..- !rocesadores de silicio

El proceso de (abricación de un microprocesador es muy complejo. /odo comienza con un buen pu*ado de arena !compuesta básicamente de silicio$, con la que se (abrica un mono cristal de unos ) 95> cent&metros. #ara ello, se (unde el material en cuestión a alta temperatura !9.:> ?$ y muy lentamente !9> a @> mm por hora$ se va (ormando el cristal. De este cristal, de cientos de 4ilos de peso, se cortan los e)tremos y la super(icie e)terior, de (orma de obtener un cilindro per(ecto. uego, el cilindro se corta en obleas de 9> micras de espesor, la d%cima parte del espesor de un cabello humano, utilizando una sierra de diamante. De cada cilindro se obtienen miles de obleas, y de cada oblea se (abricarán varios cientos de microprocesadores.

2.".- #$emplos de arquitecturas • •

A5)) "B+ /echnology A5><

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Cestern Design enter A5))  18"  1ltera ios, ios   18 !puramente microcontroladores$ E+ 81 9F>< !a4a 81 B+"1, D#9F>@> ntel FG>, F>F5, Hilog HF>

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