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PUERTOS Y BUSES DE COMUNICACIÓN PARA MICROCONTROLADORES - Coggle Diagram
PUERTOS Y BUSES DE COMUNICACIÓN PARA MICROCONTROLADORES
Tipos De Puertos
Puertos De Entrada / Salida En Un Microcontrolador.
Estas transferencias constituyen las operaciones llamadas ENTRADA y SALIDA, (input /output) o ES (I/O).
Entrada/Salida Aislada.
Para que un microprocesador pueda implementar el modo E/S aislada (isolated I/O) son indispensables las siguientes condiciones:
1.-El microprocesador debe proporcionar señales de control que permitan distinguir entre una operación con un puerto y una referencia a memoria.
2.-El código de instrucciones debe tener instrucciones especiales con las que se pueda leer (entrada) o escribir (salida) en los puertos.
Entrada/Salida Mapeada.
El modo de E/S mapeada a memoria (Memory mapped I/O) se basa en que tanto las localidades de memoria como los puertos de E/S se consideran como registros externos desde el punto de vista del microprocesador.
Puertos Del Microcontrolador 8051.
La operación de escritura, utilizando los puertos puede ser realizada por cualquiera de ellos, no obstante, el puerto PO es el que presenta una mayor cargabilidad, permitiendo comandar ocho cargas TTL -LS, mientras que los otros tres permiten cuatro cargas TTL –LS.
Programación De Puertos
En programación de puertos existen modos las cuales son:
Programación por puerto serial
Programación por puerto paralelo
MPLAB De Microchip
Se integra de forma automática, al instalar el compilador PCW.
En versiones anteriores ejecutando el comando: Cscs + setup.
Aplicaciones De Puertos
Operación De Lectura En Los Puertos Del Microcontrolador 8051.
La operación de lectura o de adquisición de datos no representa ningún tipo de problema; solamente se deberá cambiar el orden de los operandos en la instrucción respecto a la de escritura.
Para la operación de lectura, el formato de la instrucción más habitual es el siguiente:
MOV <dato>, PX ; dato <-PX
Los siguientes diagramas muestran cómo se puede introducir un dato a los puertos para que sirvan de interface.
Estándares De Buses
PC/104 se lanzó en 1992, acercando la tecnología PC a las aplicaciones de control industrial.
El estándar PC/104 usa el bus ISA como un bus portador en el sistema, sobre el que las unidades se interconectan, semejante al estándar plug-in o las tarjetas de expansión de la época.
En 1994 el estándar se amplió para incluir el bus PCI y especificó el PC/104 Plus como el estándar.
En el estándar PC/104 Plus, tanto el bus ISA como el bus PCI se declaran como buses portadores en el sistema y, por lo tanto, disponibles para la expansión del sistema.
Ambos sistemas de conectores ocupan alrededor del 30% del área de la tarjeta.
La creciente complejidad de las tarjetas y el énfasis en el bus PCI condujo en el año 2004 a que el uso de PC/104 con bus ISA comenzara a utilizarse en menor medida frente al uso del estándar PC/104 Plus.
Para aplicaciones en las que el bus ISA es necesario, están disponibles las tarjetas que hacen de puente entre PCI e ISA y por tanto permite el uso de expansiones o tarjetas ISA en soluciones PCI-104.
Manejo Del Bus
Con el objetivo de solucionar los problemas antes mencionados y de poder reusar nuestros diseños, así como también usar diseños realizados por otros grupos adoptamos el estándar de interconexión Wishbone.
Bus De Expansión
En una primera aproximación creamos un bus de expansión específicamente creado para el microcontrolador.
Esto tiene importantes desventajas, entre ellas:
Para conectar periféricos creados por otros grupos de trabajo es necesario adaptarlos a la señalización del bus en cuestión.
Periféricos diseñados para ese bus no servían para ser usados en otros diseños con buses de otro tamaño. Por ejemplo: no servían para un bus de 16 o 32 bits sin ser adaptados.
Aplicaciones De Buses
Bus De Direcciones: Este es un bus unidireccional debido a que la información fluye es una sola dirección, de la CPU a la memoria ó a los elementos de entrada y salida.
La CPU sola puede colocar niveles lógicos en las n líneas de dirección, con la cual se genera 2n posibles direcciones diferentes.
Bus De Datos: Este es un bus bidireccional, pues los datos pueden fluir hacia o desde la CPU. Los m terminales de la CPU, de D0 -Dm-1, pueden ser entradas o salidas, según la operación que se esté realizando (lectura o escritura).
Bus de Control: Este conjunto de señales se usa para sincronizar las actividades y transacciones con los periféricos del sistema. Algunas de estas señales, como R / W, son señales que la CPU envía para indicar que tipo de operación se espera en ese momento. Los periféricos también pueden remitir señales de control a la CPU, como son INT, RESET, BUS RQ.
Las señales más importantes en el bus de control son las señales de cronómetro, que generan los intervalos de tiempo durante los cuales se realizan las operaciones. Este tipo de señales depende
Comunicación
Un conversor ADC puede convertir un voltaje en un numero binaria digital. Los conversores A/D son utilizados en cualquier lugar donde sea necesario procesar una señal, almacenarla o transportarla en forma digital.
Para un rango de medida entre 0 y 10 volts
Resolución del ADC = 12 bits: 2^12 = 4096 niveles de cuantización resolución del ADC en volts: (10-0) /4096 = 0.00244 volts = 2.44 mV
La resolución también puede ser definida en términos eléctricos, y expresada en volts. La resolución de un ADC es igual al mayor voltaje que se pueda medir dividido por el número de valores discretos, por ejemplo:
La resolución del conversor indica el número de valores discretos que se pueden obtener dependiendo del rango del voltaje de entrada. Usualmente es expresado en bits. Los microcontroladores típicamente traen incorporados conversores de 8, 10, 12 o 16 bits. Por ejemplo, un ADC que codifica una señal análoga de 256 valores discretos (0.255) tiene una resolución de 8 bits, ya que 2^8 = 256.
