INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA UNIDAD PROFESIONAL TICOMÁN INGENIERÍA AERONÁUTICA
PRACTICA 1: AMPLIFICADOR OPERACIONEL INVERSOR
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MATERIA: SIST. ELECTRONICOS DIGITALES
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PROFESOR: HERNANDEZ BARCENAS RAYMUNDO
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GRUPO: 6AV2
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TURNO: VESPERTINO
ALUMNOS: - CORTES GONZALES ARTURO -ESCOBAR FLORES JOB ELI - GARCÍA CAAMAÑO FERNANDO -GUZMÁN HIDALGO EMYR ALEJANDRO -MORADO RUEDA CHRISTIAN
FECHA DE DE ELABORACION: ELABORACION: 22 y 23 de septiembre del 2014 FECHA DE ENTREGA: 29 de septiembre del 2014
INTRODUCCION
¿Qué es un microcontrolador?
Un microcontrolador es un sistema abierto con el que puede construirse una computadora con las características que desee, acoplándole los módulos necesarios. Un micro controlador es un sistema cerrado que contiene una computadora completa y de características limitadas que no se pueden modificar.
¿Cómo se conforma un microcontrolador?
Un micro controlador posee todos los componentes de una computadora, pero con características fijas que no pueden alterarse y en ocasiones más limitadas. Las partes principales de un microcontrolador son: 1. Procesador 2. Memoria no volátil para contender el programa (disco duro) 3. Memoria de lectura y escritura para guardar (RAM) 4. Líneas de EIS para los controladores de periféricos: - Comunicación paralelo -Comunicación serie -Diversas puertas de comunicación (bus 12°C, USB, etc.) 5. Recursos auxiliares - Circuito de reloj - Temporizadores - Watchdog (perro guardián) - Conversores AD y DA -Comparadores analógicos -Protección ante fallos de alimentación - Estado de reposo o bajo consumo.
Procesador
Elemento que procesa los datos de los programas de computadora y el elemento que
Interpreta instrucciones.
Disco duro (memoria no volátil)
Almacenamiento de datos digitales empleando sistema de grabación magnética.
RAM (Memoria de escritura y lectura)
Donde se cargan todas las instrucciones que ejecutan el procesador y otras unidades de cómputo, es la memoria de trabajo para un sistema de operación.
Líneas EIS
Manejan información en paralelo y se agrupan en conjuntos de ocho, que reciben el nombre puertas, suelen soportar la comunicación en serie.
Recursos auxiliares
Diversidad de complementos que refuerzan la potencia y la flexibilidad del dispositivo.
Características de los microcontroladores
Comúnmente son diseñados para disminuir el coste económico y el consumo de energía de un sistema en particular. La cantidad de la memoria y los periféricos incluidos dependerán de la aplicación. Un microcontrolador difiere de una CPU normal, debido a que es más fácil convertirla en una computadora en funcionamiento, con mínimo de chips externos de apoyo. La idea es que el chip se coloque en el dispositivo, enganchando a la fuente de energía y de información que necesite. Un microprocesador tradicional no le permitirá hacer esto, ya que espera que todas estas tareas sean manejadas por otros chips. Hay que agregarle los módulos de entrada/ salida (puertos) y la memoria para almacenamiento de información. Los microcontroladores negocian la velocidad y la flexibilidad para facilitar su uso. Debido a que se utiliza bastante sitio en el chip para incluir funcionalidad, como los dispositivos de entrada/ salida o la memoria incluye el microcontrolador.
1) Esquema de un microprocesador
Familias de microcontroladores
1) 8 bits 2) 12 bits 3) 14 bits 4) 16 bits 5) 32 bits 6) 64 bits
Empresas que desarrollan y fabrican estos tipos de microcontroladores
a) Atmel AVR b) Freescale c) Hitachi LCD d) Holtek e) Intel f)
National Semiconductor
g) Microchip h) NEC i) Parallax j)
Texas Instruments
k) Zilog l)
Silabs
Microcontroladores de la serie PIC (microchip)
Familia de microcontroladores tipo RISC fabricados por microchip, este tipo de controladores ofrece de gama completa de 8 bits, 16 bits y 32 bits, con poderosa arquitectura, algunos beneficios por el uso de este tipo de microcontroladores. 8-bit PIC MCU están encontrando su camino en nuevas aplicaciones como los teléfonos inteligentes, accesorios de audio, periféricos para juegos de video y dispositivos médicos avanzados. Microchip
ofrece soluciones para todo el rango de potencia de los microcontroladores de 8 bits, con las herramientas de desarrollo fáciles de utilizar, documentación técnica completa y post-diseño en apoyo a través de una red de ventas y distribución mundial. 16-bit PIC24 MCU y dsPIC DSC 16-bit de Microchip, Controladores de señal digital proporcionan diseñadores con una ruta de actualización fácil de 8 bits PIC microcontroladores y una opción rentable para 32-bit MCU. La amplia línea de productos incluye desde microcontroladores eXtreme baja potencia para controladores de señal digital de alto rendimiento. Con la ejecución solo ciclo, la respuesta de interrupción determinista, cero gastos generales looping, y DMA rápido, la familia dsPIC también añade un único ciclo de 16x16 MAC y acumuladores de 40 bits, ideal para aplicaciones de uso intensivo de matemáticas como el control motor y la potencia digital. En combinación con el hardware y el software libre, estos productos de 16 bits son ideales para diseños incluyendo una alta eficiencia de control del motor, Fuentes de alimentación digital de platino-nominal, y de baja potencia para la duración de la batería en aplicaciones portátiles. Características táctiles y visualización integrados ayudan a reducir los costos y diseños de interfaces de usuario, incluyendo mTouch ™ Sensing, gráficos y controladores de pantalla segmentada simplifican. También
especialistas periféricos y software de conectividad como USB, CAN y protocolos inalámbricos facilitan la comunicación con otros sistemas. Microcontroladores de 32 bits de Microchip Cartera de 32 bits de Microchip con el núcleo MIPS microAptiv o M4K ofrecen microcontroladores de alto rendimiento, y todas las herramientas necesarias para desarrollar sus proyectos integrados. Con MPLAB ® marco de software Harmony , herramientas de desarrollo de bajo costo, y el pin / compatibilidad periférica de las líneas de productos de 16 bits, PIC32 MCU acortar el tiempo de comercialización y permita que sus diseños para crecer. PIC32 le da a su aplicación la potencia de procesamiento, memoria y periféricos de sus necesidades de diseño
Microcontroladores Texas instrument
-MSP-430 La tarjeta de evaluación Launchpad es una herramienta de desarrollo y de evaluación para los dispositivos MSP-430 de Texas instrument. Está enfocada a la línea de dispositivos que ellos denominan como value line. Esta tarjeta dispone de un socket de 20 pines que puede albergar uno de los dos microcontroladores de 16 bits de la familia MSP430 que vienen con el kit, dispone además de una conexión USB que permite descargar y depurar programas directamente en el hardware, dispone de dos botones uno de reset, un par de leds y unos haeders (hembra/macho) para poder acceder a los pines del microcontrolador, por lo que el hardware específico para la aplicación habrá que implementarlo externamente. Estos tipos de dispositivos MSP430 apenas alcanzan los 128 bytes de RAM, lo cual
los deja algo limitado para ciertas aplicaciones; El costo aproximado actualmente de estos dispositivos es de $ 4 dólares. La serie de microcontroladores MSP430 value line por ahora es algo pequeña, según el sitio web de Texas instruments, se vislumbra algunas aplicaciones bastante interesantes como la capacidad de crear paneles sensibles al tacto. Los microcontroladores que vienen con la tarjeta launchpad, son comparables (incluso más humildes) en cuanto a periféricos que se encontrarían en los microcontroladores PIC. A comparación por lo general se trata de microcontroladores para aplicaciones más sencillas en comparación con la de PIC, sin embargo el bus datos del CPU tiene un ancho de 16 bits, lo que hace que se comporten mejor en aplicaciones que deben realizar cálculos con números enteros más grandes. Haciéndolos más veloces que algunos microcontroladores PIC comparables. Otro dato relevante es que el CPU en los microcontroladores MSP30 cuenta con una arquitectura Von Neuman (utilizan el mismo dispositivo de almacenamiento tanto para las instrucciones como para los datos), esto contrasta con otros competidores como los microcontroladores AVR o PIC que utilizan una arquitectura Harvard (dispositivos de almacenamiento físicamente separados para las instrucciones como para los datos).
-MSP-EXP430G2 Kit de la línea value line, barato y de simple evaluación de series de microcontroladores. Uno de las más fáciles para empezar a desarrollarlo de los MSP430, con una tableta de emulación para la programación y buena depuración con botones, LEDs para una simple interfaz de usuario. El prototipo es simplificado por el Booster Pack de 20 Pines cual soporta un rango amplio de enchufe en él. Puedes añadir formas como conectividad Wireless, displays graficos, detecciones ambientales (enviroment sensing) y mucho más. Las formas del LaunchPad y sus socket integrado que soporta a 20 pines, esto permite que dispositivos de la serie MSP430 sean conectados en la tableta LaunchPad. Presenta la mayor memoria disponible de compatibilidad en los dispositivos de Value line, 16-bit MCU, además tiene 16 KB flash, 512 bytes de RAM, arriba de 16 MHz de velocidad en el CPU etc.
2) Partes del MSP-EXP430G2
3) Microcontrolador MSP-EXP430G2
-MSP-EXP430FR5739 Esta tableta introduce el primera memoria ferro eléctrica aleatoria (FRAM) de Texas instrument basado en MCU, Esta tableta experimental es ideal para una plataforma para evaluar la última tecnología de memoria de incrustamiento PIN, mientras que permite al usuario un desarrollo rápido, e implementación de prototipos dentro de una manera eficiente. El dispositivo es soportado por ambos incrustos IAR de trabajo (Embedded Workbench) y el estudio de código compuesto (Code Compose Studio).
4) Partes que componen al MSP-EXP430FR5739 (Overview)
5) Microcontrolador MSP-EXP430FR5739
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OBJETIVO El alumno se familiarizara con la arquitectura de los microcontroladores a través de una investigación y una resolución de problemas utilizando diversos softwares por equipo.
MATERIAL Y EQUIPO PARA LA PRÁCTICA -
PCW (Software para programar los pics) ISIS PROTEUS (Software de simulación) Microchip Pic 16F84 (Utilizado en las simulaciones)