¿Qué es un microcontrolador? Definición y características básicas
Si te has preguntado ¿Qué es y para qué sirve un microcontrolador? ¿Cuál es su funcionamiento? Pues aquí te explicaremos de una manera clara y entendible para todos, todo lo que necesitas saber acerca de esta pieza de ingeniería, que tanto nos aporta día a día, y que muchas veces ni siquiera sabemos que está ahí.
Los microcontroladores son ampliamente usados globalmente, yendo desde los que se utilizan para controlar motores, hasta los que se ensamblan en placas para crear innovaciones como las de Arduino. Por este y otros motivos, no podríamos concebir la vida moderna sin este instrumento.
¿Cuál es el funcionamiento de un microcontrolador?
El funcionamiento de un microcontrolador es sumamente ingenioso, y permite hacer muchas tareas por segundo, siendo muy usados en sistemas que integran un CPU, sirviendo de ayuda a la hora de expresar instrucciones básicas pero que como se usan en conjunto, pueden llegar a hacer grandes cálculos. Para añadir instrucciones a un microcontrolador, se tiene que hacer por medio de un software.
Para añadir el programa al microcontrolador, se tendrá que copiar a hexadecimal, siendo su formato por excelencia. Para diseñar un programa es necesario conocer las partes funcionales de este, las cuales son Memoria ROM, y líneas de entrada y salida. Gracias a sus funciones y a la gama de sus controles a nivel analógico, es posible utilizar MCUs en lugar de tarjetas electrónicas cableadas, las cuales son complejas.
También posee funcionalidades que se ejecutan en paralelo con los programas, las cuales son: Los circuitos de reloj, los temporizadores, el Watchdogel cuál es un control que reacciona frente interacciones infinitas, convertidores digitales analógicos, protecciones de fallos de alimentación, y estados de reposo bajo consumo.
Elementos principales de un microcontrolador
Cuando hablamos de microcontroladores, nos referimos al circuito integrado que contiene a los componentes de nuestra computadora, este por lo general controla el funcionamiento de una tarea específica, como es tan pequeño es común que venga integrado al dispositivo que controla en nuestro equipo. Este está compuesto por una serie de elementos que permite su correcto funcionamiento, y que son:
Periféricos
Los periféricos de entrada y salida cumplen una función muy importante, ya que a través de estos el microcontrolador interactúa con el exterior. Es decir, reciben y envían información, además un dato a tomar en cuenta es que si bien un microcontrolador tiene varios periféricos de entrada y salida, tan solo uno es capaz de hacer ambas funciones.
Unidad de proceso
La unidad central de procesamiento o CPU, podríamos decir que es el núcleo o cerebro del microcontrolador, ya que tiene la función de ejecutar acciones previamente guardadas dentro de la memoria.
Microprocesador
Cuando hablamos del microprocesador, hacemos referencia a una pieza específica dentro del microcontrolador, que hace funcional este sistema. Explicándolo de una forma más acertada se trata de un circuito integrado que forma parte de la unidad central de procesamiento, es decir del núcleo del sistema.
Memoria
La memoria es el espacio donde el microprocesador guarda toda la información que entra en él, además también almacena las acciones que este puede realizar en cuanto a la ejecución de sus tareas.
¿Qué usos se le puede dar a un microcontrolador?
En lo esencial, como es necesario para tantas cosas, sirve para un sinfín de funciones, porque tiene los mismos bloques que tiene un computador, lo que nos ayuda a tratarlo como un dispositivo de cómputo.
Esta puede usarse para el manejo de sensores, para los juegos, para el desarrollo de calculadoras, en los secuenciadores de luces, en los avisos lumínicos, para el funcionamiento de los cerrojos eléctricos, asimismo para las agendas electrónicas. Logra que podamos utilizar controles remotos para los televisores, relojes y las alarmas; los robots inteligentes y muchas cosas más, que realmente es demasiado a lo que contribuye el microcontrolador.
Para lograr la programación de un microcontrolador, tendrás que hacer lo siguiente: La creación del programa que desempeñará el labor de decirle a este elemento que es lo que debe hacer, debe escribirse un código, seguidamente compilar ese código al lenguaje binario, cargar este código a la máquina de microcontrolador.
El programa de gestión quedará dentro del mismo en una zona especial, mediante las herramientas será fácil gestionar la programación por medio de interfaces gráficas.
Los cuales siguen al diseñador para la implementación del código máquina en él. Además puedes encontrar microcontroladores de 8, 16 y hasta 32 bits, los cuales se refieren al tamaño del bus de los datos y con un bus más grande es posible crear cálculos complejos.
¿Qué diferencias hay entre un microcontrolador y un microprocesador?
La diferencia que podemos destacar entre estos dos componentes vendría a ser, que mientras los microprocesadores se encargan de tareas grandes que requieren una mayor capacidad en nuestro equipo, ya que este sistema controla varios periféricos, es decir tiene control sobre otros componentes externos. Por otra parte el microprocesador solo cumple tareas puntuales, como gestión de elementos de entrada y salida o manejo de interrupciones.
¿A qué se le conoce como arquitectura de un microcontrolador?
Cuando hablamos de la arquitectura del microcontrolador, no referimos al sistema que permite definir la estructura de funcionamiento del mismo. En este tipo de sistema destacan dos tipos de arquitectura que son:
Arquitectura Hardvard, que vendría siendo la forma en la que está organizada la memoria, por otra parte tenemos también la arquitectura de Von Neumann, que cronológicamente es más antigua que la de Harvard y se centra en las bases de datos y almacenamiento de este sistema.