PROYECTO FINAL

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DONDE SE EXPLICA EL PROYECTO FINAL

https://www.youtube.com/watch?v=x-z1foeuUco

Unidad 6:Interfaces

 6.1 CONCEPTOS BÁSICOS Y CLASIFICACIÓN. 6.2 MÓDULOS DE ADQUISICIÓN DE DATOS.

6.1 CONCEPTOS BASICOS Y CLASIFICACION
Gui Bonsiepe (1998) menciona que existe un agente social que quiere cumplir una acción, la cual es en sí una tarea porque hay un objetivo particular involucrado; así, el usuario necesita un artefacto para ejecutar dicha tarea. Todo el proceso puede ser visto como una unidad compuesta en tres elementos heterogéneos: el usuario, el objetivo de una acción y un artefacto. Luego, según comenta, la conexión de estos tres elementos puede ser establecida únicamente vía una interfaz. La interfaz no es un objeto, es una espacio en el cual recae la interacción entre el cuerpo humano, la herramienta y el objetivo de acción (Bonsiepe, 1998).
Bradford17 mantiene que la interfaz se define como “cualquier parte del sistema con la que el usuario pueda comunicarse, sea a nivel físico, conceptual o de percepción”.
Según su función
Según la función de la interfaz tenemos:
Sistemas vitales:
tienen un carácter de vida o muerte en sentido literal_ muchas personas depende de ellos. Un buen ejemplo es un sistema de gestión para reactores nucleares. Este sistema trabaja en tiempo real, y su seguridad, efectividad y fiabilidad es de suma importancia.
Sistemas comerciales e industriales:
El objetivo que prima es aumentar la productividad de los usuarios.
Sistemas de oficina, domésticos y de ocio: El factor más importante es el mercado a que está dirigido; tienen que ser muy amigables y satisfacer al cliente.
Sistemas de investigación:
Realizan tareas muy específicas y tratan de imitar el medio en el que se desenvuelve el usuario.

De esta clasificación general se puede ir desprendiendo algunas, así por ejemplo según su evolución tenemos:
La evolución de las interfaces de usuario corre en paralelo con la de los sistemas operativos; de hecho, la interfaz constituye actualmente uno de los principales elementos de un sistema operativo. A continuación se muestran las distintas interfaces que históricamente han ido apareciendo, ejemplificándolas con las sucesivas versiones de los sistemas operativos más populares.
BIBLIOGRAFIA

http://www.scribd.com/doc/207316310/Unidad-6-Sistemas-Programables
INTRODUCCIÓN
CLASIFICACION Y DIFERENCIAS
Interfaces de línea de mandatos (command-line user interfaces, CUIs).
Inconveniente:
carga de memoria del usuario (debe memorizar los mandatos; incluso la ayuda es difícil de leer); nombres no siempre adecuados a las funciones, significado de los mandatos mal comprendido a veces (varios mandatos con el mismo o parecido significado, como DEL y ERASE); inflexible en los nombres (DEL y no DELETE).

Ventajas:
potente, flexible y controlado por el usuario, aunque esto es una ventaja para usuarios experimentados. La sintaxis es estricta, y los errores pueden ser graves.
SISTEMAS PROGRAMABLES

Los humanos necesitan de la tecnología, pero deben primero aprender a utilizarla. Es aquí donde entran las interfaces. Todos los días nosotros interactuamos con nuestros ordenadores utilizando cientos de interfaces, esto lo hacemos por medio de dispositivos periféricos como lo son los dispositivos de entrada/salida de nuestras computadoras.
Los Avances de la Ciencia y la Tecnología han puesto al hombre en un plano intermedio entre lo tangible e intangible computacionalmente hablando, es ahora tan común el convivir con un computador diariamente que cada vez se hace más imperativo la mejor interacción hombre-máquina a través de una adecuada interfaz (Interfaz de Usuario), que le brinde tanto comodidad ,como eficiencia.
Según su naturaleza
Existen básicamente dos tipos:
Una interfaz de hardware: una interfaz de hardware: Incluyendo los dispositivos utilizados para introducir, procesar y entregar los datos; teclado, ratón, pantalla, etc.
Una interfaz de software: Destinada a entregar información acerca de los procesos, aplicaciones y herramientas de control. Se manifiesta a través de lo que el usuario observa en la pantalla.
Es el característico del DOS, el sistema operativo de los primeros PC, y es el estilo más antiguo de interacción hombre-máquina. El usuario escribe órdenes utilizando un lenguaje formal con un vocabulario y una sintaxis propia (los mandatos en el caso del DOS). Se usa un teclado, típicamente, y las órdenes están encaminadas a realizar una acción.
El usuario no suele recibir mucha información por parte del sistema (ejemplo: indicador del DOS), y debe conocer cómo funciona el ordenador y dónde están los programas (nada está oculto al usuario). El modelo de la interfaz es el del programador, no el del usuario. Ejemplo del DIR-DEL-DIR, por la falta de información de respuesta del DOS. Otras veces, en cambio, es excesiva: etiqueta del volumen en el DIR.
OBJETIVO
El objetivo básico de los "Sistemas de Adquisición de Datos"(S.A.D) es la integración de los diferentes recursos que lo integran : Transductores de diferentes tipos y naturaleza, multiplexores, amplificadores, sample and hold, conversores A/D y D/A, además el uso del microcontroladores 8051 como CPU del SAD diseñado, utilizando de este microcontrolador todas sus prestaciones: interrupciones, temporizadores, comunicación serie así como hacer uso de memorias y puertos externos y creando con todo ello un sistema que se encargue de una aplicación específica como es chequear una variables (PH, humedad relativa, temperatura, iluminación, concentración, etc ) para una posterior utilización de la misma ya sea con fines docentes, científicos, de almacenamiento o control y utilización de la misma.
6.2 MODULO DE ADQUISICIÓN DE DATOS
En todo ese proceso de automatización el microprocesador y el microcontroladores juegan un papel de suma importancia. Ellos han permitido el desarrollo de sistemas inteligentes que resuelven los más diversos problemas, son los llamados Sistemas de Adquisición de Datos.




Un Sistema de Adquisición de Datos no es más que un equipo electrónico cuya función es el control o simplemente el registro de una o varias variables de un proceso cualquiera, de forma general puede estar compuesto por los siguientes elementos.
1. Sensores.
2. Amplificadores operacionales.
3. Amplificadores de instrumentación.
4. Aisladores.
5. Multiplexores analógicos.
6. Multiplexores digitales.
7. Circuitos Sample and Hold.
8. Conversores A-D.
9. Conversores D-A.
10. Microprocesadores.
11. Contadores.
12. Filtros.
13. Comparadores.
14. Fuentes de potencia
Figura 1. Diagrama General de un SAD.
Explicación de la imagen: Se observan los módulos de adquisición de datos (S.A.D), es la recopilación de todo lo necesario que debe contar el microcontrolador para el funcionamiento de la interfaz a la hora de ejecutarse, o de realizar la operación programada en el microcontrolador, o hacer complemento con la interfaz que deben de ser necesarios para un módulo en especial.

Unidad 5: Puertos y buses de comunicación para microcontroladores

5.1 Tipos de puertos

PUERTOS DE ENTRADA / SALIDA EN UN MICROCONTROLADOR Cualquier aplicación de un sistema digital basado en un microprocesador o microcontrolador requiere la transferencia de datos entre circuitos externos al microprocesador y él mismo. Estas transferencias constituyen las operaciones llamadas

ENTRADA y SALIDA, (input /output ) o ES ( I/O). Los puertos de entrada/salida son básicamente registros externos o internos. Algunos microprocesadores proporcionan señales de control que permiten que los registros externos que forman los puertos de E/S ocupen un espacio de direcciones separada, es decir, distinto del espacio de direcciones de los registros externos que componen la memoria. Cuando los puertos tienen asignado un espacio de direcciones separado, se dice que están en modo de

ENTRADA/SALIDA AISLADA o E/S ESTÁNDAR. Por el contrario, cuando se ubican dentro del mismo espacio que la memoria, se dice que están en modo de ENTRADA/SALIDA MAPEADA A MEMORIA o

PROYECTADA EN MEMORIA. 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. Entonces, las instrucciones que hacen referencia a la memoria también pueden transferir datos entre un dispositivo periférico y el microprocesador, siempre y cuando el puerto de E/S que los interconecta se encuentre dentro del espacio de direccionamiento de memoria, es decir, controlado por las señales de control para memoria. De esta forma, el registro asociado con el puerto de E/S es tratado simplemente como una localidad de memoria más.

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. Para comandar cargas de mayor consumo energético, como relés, se recomienda utilizar, entre el puerto y la carga drivers no inversores. Para la operación de ESCRITURA en el puerto, la instrucción más habitual es la siguiente: MOV PX , ; PX<- dato.

Puertos de comunicación

Con objeto de dotar al microcontrolador de la posibilidad de comunicarse con otros dispositivos externos, otros buses de microprocesadores, buses de sistemas, buses de redes y poder adaptarlos con otros elementos bajo otras normas y protocolos. Algunos modelos disponen de recursos que permiten directamente esta tarea, entre los que destacan:

UART, adaptador de comunicación serie asíncrona.

USART, adaptador de comunicación serie síncrona y asíncrona

Puerta paralela esclava para poder conectarse con los buses de otros microprocesadores.

USB (Universal Serial Bus), que es un moderno bus serie para los PC.

Bus I2C, que es un interfaz serie de dos hilos desarrollado por Philips.

CAN (Controller Area Network), para permitir la adaptación con redes de conexionado multiplexado desarrollado conjuntamente por Bosch e Intel para el cableado de dispositivos en automóviles. En EE.UU. se usa el J185O.

1.8 Herramientas para el desarrollo de aplicaciones.

Uno de los factores que más importancia tiene a la hora de seleccionar un microcontrolador entre todos los demás es el soporte tanto software como hardware de que dispone. Un buen conjunto de herramientas de desarrollo puede ser decisivo en la elección, ya que pueden suponer una ayuda inestimable en el desarrollo del proyecto.

5.2 Programación de puertos.

u  Programación por puerto serial

u  Programación por puerto paralelo

 

Las principales herramientas de ayuda al desarrollo de sistemas basados en microcontroladores son:

u  Ensamblador. Los fabricantes suelen proporcionar el programa ensamblador de forma gratuita y en cualquier caso siempre se puede encontrar una versión gratuita para los microcontroladores más populares.

u  Compilador. Las versiones más potentes suelen ser muy caras, aunque para los microcontroladores más populares pueden encontrarse versiones demo limitadas e incluso compiladores gratuitos.

u  Depuración: Debido a que los microcontroladores van a controlar dispositivos físicos, los desarrolladores necesitan herramientas que les permitan comprobar el buen funcionamiento del microcontrolador cuando es conectado al resto de circuitos.

u  Simulador. Son capaces de ejecutar en un PC programas realizados para el microcontrolador. Los simuladores permiten tener un control absoluto sobre la ejecución de un programa, siendo ideal es para la depuración de los mismos.

u  Placas de evaluación. Se trata de pequeños 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, fácil acceso a los pines de E/S, etc.

u  Emuladores en circuito. Se trata de un instrumento que se coloca entre el PC anfitrión y el zócalo de la tarjeta de circuito impreso donde se alojará el microcontrolador definitivo. El programa es ejecutado desde el PC, pero para la tarjeta de aplicación es como si lo hiciese el mismo microcontrolador que luego irá en el zócalo.

5.3 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 ,PX ; dato <- PX Los siguientes diagramas muestran cómo se puede introducir un dato a los puertos para que sirvan de interface.

5.4 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. Existen numerosos desarrollos en el mercado, dentro de áreas tan diferentes como máquinas herramientas, control de sistemas de riego o aplicaciones militares. Por este motivo, el estándar PC/104 sigue manteniendo, gracias a su robustez, una parte alta del mercado embedded.

Más de 100 fabricantes de tarjetas respaldan actualmente el estándar PC/104 y ofrecen una solución para casi cada aplicación. En comparación con otras soluciones, el estándar PC/104 es un estándar real y de ese modo permite el intercambio seguro de tarjetas de diferentes fabricantes, asegurando una disponibilidad a largo tiempo.

5.5 Manejo del bus

Selección 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.

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.

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.

5.6 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. Cada una de estas direcciones corresponde a una localidad de la memoria ó dispositivo de E / S. Los microprocesadores 8086 y 8088 usados en los primeros computadores personales (PC) podían direccionar hasta 1 megabyte de memoria (1.048.576 bytes). Es necesario contar con 20 líneas de dirección. Para poder manejar más de 1 megabyte de memoria , en los computadores AT (con procesadores 80286) se utilizó un bus de direcciones de 24 bits, permitiendo así direccionar hasta 16 MB de memoria RAM (16.777.216 bytes). En la actualidad los procesadores 80386DX pueden direccionar directamente 4 gigabytes de memoria principal y el procesador 80486DX hasta 64 GB.

Bus de Datos: Este es un bus bidireccional, pues los datos pueden fluir hacia ó desde la CPU. Los m terminales de la CPU, de D0 - Dm-1 , pueden ser entradas ó salidas, según la operación que se esté realizando ( lectura ó escritura ) . en todos los casos, las palabras de datos transmitidas tiene m bits de longitud debido a que la CPU maneja palabras de datos de m bits; del número de bits del bus de datos, depende la clasificación del microprocesador.

En algunos microprocesadores, el bus de datos se usa para transmitir otra información además de los datos (por ejemplo, bits de dirección ó información de condiciones). Es decir, el bus de datos es compartido en el tiempo ó multiplexado. En general se adoptó 8 bits como ancho estándar para el bus de datos de los primeros computadores PC y XT. Usualmente el computador transmite un carácter por cada pulsación de reloj que controla el bus (bus clock), el cual deriva sus pulsaciones del reloj del sistema (system clock). Algunos computadores lentos necesitan hasta dos pulsaciones de reloj para transmitir un carácter. Los computadores con procesador 80286 usan un bus de datos de 16 bits de ancho, lo cual permite la comunicación de dos caracteres o bytes a la vez por cada pulsación de reloj en el bus. Los procesadores 80386 y 80486 usan buses de 32 bits. El PENTIUM de Intel utiliza bus externo de datos de 64 bits, y uno de 32 bits interno en el microprocesador.

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 directamente del tipo del microprocesador.

5.7 Comunicación

Un conversor ADC puede convertir un voltaje en un numero binario digital. Los conversores A/D son utilizados en cualquier lugar donde sea necesario procesar una señal, almacenarla o transportarla en forma digital.

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 incorporado 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.

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: 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

Unidad 4 Programación de Microcontroladores

Microcontrolador, Es un circuito integrado programable, capaz de ejecutar las órdenes grabadas en su memoria.
Un micro controlador incluye en su interior las tres principales unidades funcionales de una computadora: unidad central de procesamiento, memoria y periféricos de entrada/salida.

Máquina de estados finita (FSM)
Está compuesta por:

n Estados:
Son las diferentes situaciones en las que puede encontrarse el sistema.

o Entradas (señales de transición de estados):
Constituyen los acontecimientos que producen los cambios de estado.

 Programación de Microcontroladores
Modelo de programación
 estructura de los registros del CPU



Suelen utilizarse en aplicaciones sencillas o en la planificación de rutinas en las que se divide una aplicación más compleja.

Organigramas
p Salidas:
Respuesta del sistema ante los cambios en las entradas.

q Funciones de transición de estado:
Descripción detallada, para cada estado, de cuál es el siguiente estado y la salida del sistema, cuando se producen las distintas entradas.

Máquina de estados finita (FSM)
Tabla de transiciones

Problema: ¿Cuándo y cómo deben consultarse las entradas?
Generación de eventos (atención a las entradas):
Consulta de la llegada de eventos en cierto espacio de memoria reservado.

Cuando ocurre un evento, “alguien” deja una señal en el espacio de memoria reservado (modifica un flag, una variable, etc.). Una vez atendido el evento, se desactiva la señal correspondiente.

Alternativas en la detección de eventos:

n Rutina de atención a una interrupción:
Se trata de una rutina asociada a la entrada en cuestión, la que coloca la señal en el espacio de memoria reservado, cada vez que se active dicha entrada.

Alternativas en la detección de eventos:

o Rutina de interrupción de un reloj:
Se trata de una interrupción periódica que se ejecuta cada cierto tiempo (ej. 20ms) y se encarga de consultar si alguna entrada está activa. En caso de que así sea, coloca dicho evento en la memoria reservada, para que el programa principal proceda según convenga.

Registro
Son un espacio de memoria muy reducido pero necesario para cualquier microprocesador, de aquí se toman los datos para varias operaciones que debe realizar el resto de los circuitos del procesador. 

FUNCIÓN DEL REGISTRO
Los registros sirven para almacenar los resultados de la ejecución de instrucciones, cargar datos desde la memoria externa o almacenarlos en ella.

Registros SFR
Cada microcontrolador dispone de un número de registros de funciones especiales (SFR), con funciones predeterminadas por el fabricante. Están conectados a los circuitos internos del microcontrolador como temporizadores, convertidores, osciladores etc. lo que significa que directamente manejan el funcionamiento de estos circuitos, o sea del microcontrolador. 

En otras palabras, el estado de los bits de registros se fija dentro de programa, los registros SFR dirigen los pequeños circuitos dentro del microcontrolador, estos circuitos se conectan por los pines del micro a los dispositivo periféricos

Registros básicos
1-Contador de programa (PC)
2-Registro de direcciones de la memoria (MAR)
3-Registros de Datos (RD)
4-Registros de Instrucciones (RI)
5-Palabras de estado de Programa (PSW)

Contador de programa (PC)
La función del PC consiste en seguir la pista de la instrucción por buscar en el siguiente ciclo de maquina, por lo tanto contiene la dirección de la siguiente instrucción por ejecutar. El numero que se agrega al PC es la longitud de una instrucción en palabras. 

Registro de direcciones de la memoria (MAR)
Funciona como registro de enlace entre la CPU y el canal de direcciones. Cuando se logra el acceso a la memoria la dirección es colocada en el MAR por la unidad de control y ahí permanece hasta que se completa la transacción. 

Registros de Datos (RD)
La función del RD consiste en proporcionar un área de almacenamiento temporal de datos que se intercambian entre la PCU y la memoria. Los datos pueden ser instrucciones o datos del operando. Contiene el mismo numero de bit que dicho canal.

Registros de Instrucciones (IR)
Es un registro que conserva el código de operación de la instrucción en todo el ciclo de la maquina. El código es empleado por la unidad de control de la CPU para generar las señales apropiadas que controla le ejecución de la instrucción. La longitud del IR es la longitud en bit del código de operación.

Palabras de estado de Programa (PSW)
La palabra de estado o condición de programa almacena información pertinente sobre el programa que este ejecutándose. Por ejemplo al completarse una función de la unidad aritmética lógica se modifica un conjunto de bit llamados códigos (o señales de condición).

Conclusión
Los microcontroladores en la actualidad son cada vez mas utilizados, y su venta y fabricación es un mercado en convergencia debido a los amplios usos de estos dispositivos, Algunos fabricantes de microcontroladores superan el millón de unidades de un modelo determinado producidas en una semana. Este dato puede dar una idea de la masiva utilización de estos componentes.
Bibliografía
http://www.slideshare.net/romo91/el-procesador-y-sus-registros-internos
http://www.mikroe.com/chapters/view/79/capitulo-1-el-mundo-de-los-microcontroladores/
http://es.wikipedia.org/wiki/Microcontrolador#Unidad_de_control
http://www.dte.uvigo.es/documentacion/00002785.pdf

Gracias por su atención.
Introducción
Cada vez existen más productos que incorporan un microcontrolador con el fin de aumentar sustancialmente sus prestaciones, reducir su tamaño y coste, mejorar su fiabilidad y disminuir el consumo de energía.

Lenguajes de programación
El micro controlador ejecuta el programa cargado en la memoria Flash. Esto se denomina el código ejecutable y está compuesto por una serie de ceros y unos, aparentemente sin significado. Dependiendo de la arquitectura del micro controlador, el código binario está compuesto por palabras de 12, 14 o 16 bits de anchura.

Ensamblador
Implementa una representación simbólica de los códigos de máquina binarios y otras constantes necesarias para programar una arquitectura dada de CPU y constituye la representación más directa del código máquina específico para cada arquitectura legible por un programador. 
Para programar en un determinado micro controlador necesitamos conocer las instrucciones para generar el código fuente para posteriormente compilarlo, emular el programa y poder grabarlo para implementarlo en el circuito correspondiente. 


Ventajas
Permite desarrollar programas muy eficientes
Hace uso eficiente de los recursos
Se tiene control sobre el tiempo de ejecución sobre las instrucciones
La programación es costosa y muy difícil de modificar.

Alto nivel
En lenguajes de programación de alto nivel varias instrucciones en ensamblador se sustituyen por una sentencia. El programador ya no tiene que conocer el conjunto de instrucciones o características del hardware del micro controlador utilizado. Ya no es posible conocer exactamente cómo se ejecuta cada sentencia, de todas formas ya no importa. Aunque siempre se puede insertar en el programa una secuencia escrita en ensamblador.

Ventajas
Desarrollo de aplicaciones mas rápido
Mantenimiento de la aplicación menos costoso
Menor tiempo de desarrollo

Desventajas
Código menos eficiente
Mayor ocupación del espacio de memoria

Unidad 3 Microcontroladores.

link del pdf de microcontroladores.

http://bibing.us.es/proyectos/abreproy/11141/fichero/PFC%252F3+Microcontroladores.pdf

practica en arduino servor

En este practica vamos a mover el eje de un servomotor. Los servomotores son motores eléctricos con un mecanismo interno de control, el cual nos permite controlar la posición o ángulo de su eje. Normalmente están construidos para girar en un angulo de 0 a 180 grados y en ambos sentidos. También hay los que tienen giro continuo, en los que no podemos controlar la posición pero si la velocidad.

En este proyecto sólo haremos girar el eje del servomotor de manera continua, primero de 0 a 180 grados y después en sentido contrario, de 180 a 0 grados.

El propósito es usar la biblioteca Servo, que nos facilita el manejo de los servomotores y probar como funciona.
Componentes

• arduino
• protoboard
• un servomotor

Circuito

El servomotor de nuestro kit es un servomotor de 5 volts y tiene tres cables para hacerlo funcionar. Un cable rojo, que se debe conectar a 5 volts. Un cable negro, que se debe conectar a tierra. Y un tercer cable, amarillo en nuestro motor, que es el cable de control y que vamos a conectar a un pin de salida del arduino.

Es muy recomendable colocar un capacitor entre las dos patas de alimentación de nuestro servo. Cuando el servo arranca, consume más corriente que cuando se está moviendo, causando caidas en el voltaje, que con el capacitor ayudamos a hacerlas más suaves. Pondremos un capacitor electrolítico de 100 uf, hay que tener cuidado en como lo conectamos, ya que son componentes polarizadas

Código

Para utilizar los servomotores desde el Arduino contamos con la biblioteca Servo, que nos permite controlar los servos de manera muy simple.

Lo primero que debemos hacer es incorporar la biblioteca Servo en nuestro sketch, que es una de las bibliotecas que ya viene con el software del Arduino.

Con esta biblioteca primero hay que crear un objeto Servo. Despues hay que ligarlo al pin con el que lo vamos a controlar y finalmente con la función write() lo colocamos en la posición deseada.

En este caso lo vamos a hacer girar de 0 a 180 y de 180 a 0 grados, utilizando dos ciclos for().

    /* 

      En este proyecto movemos un servo de 0 a 180 grados y despues en sentido inverso

      Para hacerlo utilizamos la biblioteca Servo

    */

    #include <Servo.h>   // incluimos la biblioteca Servo 

    Servo miservo;       // creamos un objecto servo para controlar el motor 

    void setup() { 
             miservo.attach(9);  // liga el servo al pin 9 
  }

    void loop() { 
      for(int angulo = 0; angulo < 180; angulo += 1) {   //  un ciclo para mover el servo entre los 0 y los 180 grados  
       miservo.write(angulo);               //  manda al servo la posicion
       delay(15);                        //  espera unos milisegundos para que el servo llegue a su posicion
    }

    for(int angulo = 180; angulo >= 1; angulo -= 1)    {   //  un ciclo para mover el servo entre los 180 y los 0 grados                             
       miservo.write(angulo);                 //  manda al servo la posicion
       delay(15);                          //  espera unos milisegundos para que el servo llegue a su posicion
    }
         }

- al inicio

imagenes de como se gira el servomotor.

Variantes

Puedes cambiar la velocidad a la que gira el servo, ya sea variando el incremento de la posición en los ciclos for, o cambiando el tiempo del delay(), lo primero será lo más indicado.

Puedes hacer que no haga el giro completo de 180 grados, si no que lo haga por ejemplo entre 45 y 90 grados.

2.3 Actuadores Hidráulicos.

Los actuadores hidráulicos, que son los de mayor antigüedad, pueden ser clasificados de acuerdo con la forma de operación, funcionan en base a fluidos a presión.

2.3.1 Tipos.

- Cilindro hidráulico: De acuerdo con su función podemos clasificar a los cilindros hidráulicos en 2 tipos: 

Efecto simple: se utiliza fuerza hidráulica para empujar y una fuerza externa, diferente, para contraer.

                              

Acción u efecto doble: Se emplea la fuerza hidráulica para efectuar ambas acciones.

                             

- Motor hidráulico: En los motores hidráulicos el movimiento rotatorio es generado por la presión. Estos motores los podemos clasificar en dos grandes grupos: El primero es uno de tipo rotatorio en el que los engranes son accionados directamente por aceite a presión, y el segundo, de tipo oscilante, el movimiento rotatorio es generado por la acción oscilatoria de un pistón o percutor; este tipo tiene mayor demanda debido a su mayor eficiencia.

- Motor hidráulico de oscilación: Tiene como función, el absorber un determinado volumen de fluido a presión y devolverlo al circuito en el momento que éste lo precise.

2.3.2 Funcionamiento.

La misión de los actuadores es generar o transmitir movimiento a piezas o elementos, previas órdenes dadas por la unidad de control y mando. Los actuadores hidráulicos utilizan como energía aceites minerales, que trabajan a presión entre 50 y 100 bares y que en ocasiones pueden superar los 300 bares.

2.3.3 Características.

Las bombas hidráulicas son los elementos encargados de impulsar el aceite o líquido hidráulico, transformando la energía mecánica rotatoria en energía hidráulica.

2.3.4 Modo de comunicación.

Por lo general, los actuadores hidráulicos se emplean cuando lo que se necesita es potencia, y los neumáticos son simples posicionamientos. Sin embargo, los hidráulicos requieren demasiado equipo para suministro de energía, así como de mantenimiento periódico. Por otro lado, las aplicaciones de los modelos neumáticos también son limitadas desde el punto de vista de precisión y mantenimiento.