PUERTOS Y BUSES DE COMUNICACIÓN PARA MICROCONTROLADORES

INSTITUTO TECNOLOGICO DE TUXTLAGUTIERREZ

CRESUD ACALAASESOR:Ing. Jos Amado de Paz MATERIA Sistema programableUNIDA 4TEMAPUERTOS Y BUSES DECOMUNICACIN PARAMICROCONTROLADORES

ALUMNAVargas Prez Mara de los ngelesMATRICULA12270303 A

14 CuatrimestreACALA CHIAPAS

JULIO DEL 2015

1. INTRODUCCINLos Microcontroladores contienen en su interior diversos circuitos de interfaz tales como puertos paralelos, puerto serie y circuitos de control de la transferencia en esta ocasin hablaremos de sus puertos y buses de comunicacin las cuales mencionaremos los tipos que hay, como funcionan su programacin etc.

2. PUERTOS Y BUSES DECOMUNICACIN PARAMICROCONTROLADORES.

2.1. TIPOS DE PUERTOS.Puertos de comunicacin Hay una enorme cantidad de otros buses disponibles para la industria automotriz (linbus) o de medios audiovisuales como el i2s, IEEE 1394. Es usuario se los encontrar cuando trabaje en algn rea especializada Puerto serie.Este perifrico est presente en casi cualquier microcontrolador, normalmente en forma de UART (Universal Asynchronous Receiver Transmitter) o USART (Universal Synchronous Asynchronous Receiver Transmitter) dependiendo de si permiten o no el modo sincrnico de comunicacin.El destino comn de este perifrico es la comunicacin con otro microcontrolador o con una PC y en la mayora de los casos hay que agregar circuitos externos para completar la interfaz de comunicacin. La forma ms comn de completar el puerto serie es para comunicarlo con una PC mediante la interfaz EIA-232 (ms conocida como RS-232), es por ello que muchas personas se refieren a la UART o USART como puerto serie RS-232, pero esto constituye un error, puesto que este perifrico se puede utilizar para interconectar dispositivos mediante otros estndares de comunicacin. En aplicaciones industriales se utiliza preferiblemente RS-485 por su superior alcance en distancia, velocidad y resistencia al ruido. SPI.Este tipo de perifrico se utiliza para comunicar al microcontrolador con otros microcontroladores o con perifricos externos conectados a l, por medio de una interfaz muy sencilla. Hay solo un nodo controlador que permite iniciar cualquier transaccin, lo cual es una desventaja en sistemas complejos, pero su sencillez permite el aislamiento galvnico de forma directa por medio de opto acopladores. I2C.Cumple las mismas funciones que el SPI, pero requiere menos seales de comunicacin y cualquier nodo puede iniciar una transaccin. Es muy utilizado para conectar las tarjetas grficas de las computadoras personales con los monitores, para que estos ltimos informen de sus prestaciones y permitir la autoconfiguracin del sistema de vdeo. USB.Los microcontroladores son los que han permitido la existencia de este sistema de comunicacin. Es un sistema que trabaja por polling (monitorizacin) de un conjunto de perifricos inteligentes por parte de un amo, que es normalmente un computador personal. Cada modo inteligente est gobernado inevitablemente por un microcontrolador. Ethernet.Artculo principal: Ethernet Es el sistema ms extendido en el mundo para redes de rea local cableadas. Los microcontroladores ms poderosos de 32 bits se usan para implementar perifricos lo suficientemente poderosos como para que puedan ser accesados directamente por la red. Muchos de los enrutadores caseros de pequeas empresas estn construidos en base a un microcontrolador que hace del cerebro del sistema. Can.Este protocolo es del tipo CSMA/CD con tolerancia a elevados voltajes de modo comn y orientado al tiempo real. Este protocolo es el estndar ms importante en la industria automotriz (OBD). Tambin se usa como capa fsica del «field bus» para el control industrial.

2.2. PROGRAMACIN DE PUERTOS.Un microcontrolador es un circuito integrado programable, capazde ejecutar las rdenes grabadas en su memoria. Est compuesto de varios bloques funcionales, los cuales cumplen una tarea especfica. Cuenta con 4 de las partes que hacen funcional a una computadora, las cuales son: Memoria ROM (Memoria de slo lectura) Memoria RAM (Memoria de acceso aleatorio) Puertos de entrada/salida (I/O)

Lgica de control Coordina la interaccin entrelos dems bloques. En este trabajo se abordara laparte de los Puertos de entrada yde salida.

Puertos de Entrada y Salida.En las aplicacionesde control y comunicaciones, en las que se utilizan los microcontroladores, se deben de ejecutar gran cantidad de tareas de entrada y salida, por lo cual es necesario que se disponga de un gran nmero de terminales dedicados a esto. LosMicrocontroladores contienen en su interior diversos circuitos de interfaz tales como puertos paralelos, puerto serie y circuitos de control de la transferencia. Comunicacin.Con objeto de dotar al microcontrolador dela posibilidad de comunicarse con otros dispositivos externos, otros buses de microprocesadores, busesde sistemas, buses de redes y poder adaptarlos con otros elementos bajo otras normas yprotocolos, fueron creados lo puertos de comunicacin. Tipos de puertos.Algunos modelos disponen de recursos que permiten directamente realizarlas tareas relacionadas con la comunicacin, entre los que destacan: UART, adaptador de comunicacin serie asncrona. USART, adaptador de comunicacin serie sncrona y asncrona Puerta paralela esclava para poder conectarsecon los buses de otros microprocesadores. USB (Universal Serial Bus), que esun moderno bus serie para los PC. Bus I2C, que esun interfaz serie de dos hilos desarrollado por Philips. CAN (ControllerArea Network), para permitirla adaptacin con redes de conexionado multiplexado desarrollado conjuntamente por Bosch e Intel para el cableado de dispositivos en automviles. En EE.UU. se usa el J185O.

Las principales herramientas de ayuda al desarrollo de sistemas basados en microcontroladores son. Ensamblador. Los fabricantes suelen proporcionar el programa ensamblador de forma gratuita y en cualquier caso siempre se puede encontrar una versin gratuita para los microcontroladores ms populares. Compilador. Las versiones ms potentes suelen ser muy caras, aunque para los microcontroladores ms populares pueden encontrarse versiones demo limitadas e incluso compiladores gratuitos. Depuracin: Debido a que los microcontroladores van a controlar dispositivos fsicos, los desarrolladores necesitan herramientas que les permitan comprobar el buen funcionamiento del microcontrolador cuando es conectado al resto de circuitos. Simulador. Son capaces de ejecutar en un PC programas realizados para el microcontrolador. Los simuladores permiten tener un control absoluto sobre la ejecucin de un programa, siendo ideales para la depuracin de los mismos Placas de evaluacin. Se trata de pequeos sistemas con un microcontrolador ya montado y que suelen conectarse a un PC desde el que se cargan los programas que se ejecutan en el microcontrolador. Las placas suelen incluir visualizadores LCD, teclados, LEDs, fcil acceso a los pines de E/S, etc. Emuladores en circuito. Se trata de un instrumento que se coloca entre el PC anfitrin y el zcalo de la tarjeta de circuito impreso donde se alojar el microcontrolador definitivo. El programa es ejecutado desde el PC, pero para la tarjeta de aplicacin es como si lo hiciese el mismo microcontrolador que luego ir en el zcalo.

2.3. APLICACIONES DE PUERTOS.Tambin conocidos como puertos de E/S, generalmente agrupadas en puertos de 8 bits de longitud, permiten leer datos del exterior o escribir en ellos desde el interior del microcontrolador, el destino habitual es el trabajo con dispositivos simples como rels, LED, o cualquier otra cosa que se le ocurra al programador. Algunos puertos de E/S tienen caractersticas especiales que le permiten manejar salidas con determinados requerimientos de corriente, o incorporan mecanismos especiales de interrupcin para el procesador. Tpicamente cualquier pin de E/S puede ser considerada E/S de propsito general, pero como los microcontroladores no pueden tener infinitos pines, ni siquiera todos los pines que queramos, las E/S de propsito general comparten los pines con otros perifricos. Para usar un pin con cualquiera de las caractersticas a l asignadas debemosconfigurarlo mediante los registros destinados a ellos.

2.4. ESTNDARES DE BUSES.

BUS S100El bus S-100, IEEE696-1983 (retirado), fue uno de los primeros bus de datos diseado en 1974como parte del Altair 8800, generalmente considerado el primer «ordenador personal». El bus S-100 fue el primer bus estndar de la industria para los fabricantes de microordenadores, y los ordenadores S-100, procesadores y tarjetas perifricas, fueron producidos por varios fabricantes. BUS SPI El bus de interfaz con perifricos serie (SPI) fue desarrollado originalmente por Motorola en los ltimos aos de los 80 para sus microcontroladores de la serie 68000. Debido a la simplicidad y al renombre del bus, muchos otros fabricantes han adoptado el estndar a lo largo de los aos. Ahora se puede encontrar en una amplia variedad de componentes usados comnmente en el diseo de sistemas embebidos. El bus SPI se utiliza sobre todo entre los microcontroladores y sus dispositivos perifricos inmediatos. Se encuentra comnmente en los telfonos mviles, PDAs y otros dispositivos mviles que comunican datos entre la CPU, el teclado, la pantalla y los chips de memoria.Manejo del busExisten tres tipos de buses: Direccin: Se utiliza para seleccionar al dispositivo con el cual se quiere trabajar o en el caso de las memorias, seleccionar el dato que se desea leer o escribir. Datos. Es por donde es transportada la informacin Control: Se utiliza para gestionar los distintos procesos de escritura lectura y controlar la operacin de los dispositivos del sistema. -Bus de Direcciones: Este es un bus unidireccional debido a que la informacin fluye es una sola direccin, de la CPU a la memoria a los elementos de entrada y salida. La CPU sola puede colocar niveles lgicos en la n lneas de direccin, con la cual se gen

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