El sistema UP requiere mínimo tres bloques funcionales interconectados mediante buses: el procesador (uP), la memoria y el sistema de entrada/salida (I/O). Estos bloques se comunican a través de tres buses principales.
Líneas bidireccionales que comunican instrucciones y datos entre el uP y los demás elementos. El número de líneas es igual al número de bits del CPU (Unidad Central de Procesamiento).
Líneas unidireccionales desde el uP hacia memoria e I/O. Las m líneas determinan la capacidad máxima de acceso: 2ᵐ posiciones.
Líneas unidireccionales que envían órdenes a la CPU o informan el estado del sistema, coordinando el funcionamiento de todos los elementos.
Transferencias de Datos
- Escritura: uP → Memoria
- Lectura: Memoria → uP
- Entrada: E/S → uP
- Salida: uP → E/S
Unidad de Memoria: Almacena instrucciones del programa (ROM/FLASH) y datos en procesamiento (RAM). Muchos uC cuentan con memorias E-Eprom, para almacenar datos permanentes.
Sistema I/O: Circuitos electrónicos que permiten el flujo de información entre el sistema y el mundo externo a través de periféricos.
Periféricos: Circuitos auxiliares que acondicionen las señales digitales del uP al mundo externo y viceversa.
Registro base para operaciones aritméticas y lógicas. Antes de la ejecución contiene uno de los operandos; tras la ejecución recibe el resultado.
Z Cero · N Negativo · C Acarreo · V Desbordamiento
Contiene la dirección donde se almacena el último dato de la pila (stack).
Un microcontrolador es un circuito integrado (chip) utilizado para aplicaciones no muy complejas. Integra en un solo chip: CPU, Memoria (programa y datos) y dispositivos de E/S. Los de gama baja trabajan con 4, 8 o 16 bits y se dedican a tareas de control (electrodomésticos, automóviles, periféricos, etc.).
Intel 8051
Incluye CPU, Control de Interrupciones, Memoria de Programa 4K, Control de Memoria Externa (64K), E/S Serie y 4 puertos I/O (32 líneas).
PIC 16F877A
ATmega 16x, 32x.
Asegura la inicialización correcta del sistema. Puede implementarse con RC + POR (Power-On Reset), pulsador, o supervisión de alimentación (garantiza funcionamiento correcto ante caídas de tensión). Existen circuitos integrados que combinan POR, supervisión, watchdog y conmutación de batería.
Esquemas típicos: oscilador externo, oscilador interno, oscilador con cristal (ej. 12 MHz con condensadores de 15 pF) y circuitos RC para frecuencias menores de 600 kHz (f ≈ 1/1,4RC).
Se usa el LM7805 (regulador lineal, entrada 7–25 V, salida 5 V). Para salidas variables: LM317. Para corrientes mayores: fuentes conmutadas. El filtro con condensadores proporciona autonomía adicional tras pérdida de energía primaria.
Un "microprocesador" es un dispositivo que ejecuta instrucciones almacenadas internamente. Su funcionalidad es variable y depende tanto de las instrucciones del programa como de la interrelación con el medio externo a través de entradas y salidas (IN/OUT).