Un chip de circuito integrado que integra una CPU de la unidad de procesamiento central, RAM, ROM, puertos de E/S y un sistema de interrupción se conoce como microcomputadora de un solo chip. Las microcomputadoras se hicieron populares en las décadas de 1970 y 1980 debido al creciente poder de los microprocesadores. Las microcomputadoras de un solo chip han pasado de diseños de 4 y 8 bits a la actual microcomputadora de un solo chip de 300 m de alta velocidad.
Historia del microordenador de un solo chip
La microcomputadora de un solo chip se desarrolló por primera vez a principios de la década de 1970. Los primeros ejemplos fueron el Intel 4004 y el Motorola 6800, los cuales fueron lanzados en 1971. Estas primeras microcomputadoras se utilizaron principalmente para aplicaciones científicas e industriales.
Intel 4004 - 1971
El desarrollo del microprocesador a principios de la década de 1970 hizo posibles las microcomputadoras de un solo chip. El microprocesador es un procesador de computadora que se fabrica en un solo circuito integrado. El primer microprocesador fue el Intel 4004, que se lanzó en 1971.
Mascota Commodo - 1977s
La primera microcomputadora de un solo chip producida en masa fue la PET Commodore, que se lanzó en 1977. La mascota fue seguida por Apple II, que se lanzó en 1978. La Apple II fue la primera microcomputadora diseñada para su uso en el hogar. Pronto fue seguido por otras computadoras domésticas como la TRS-80 y la Commodore 64.
La microcomputadora de un solo chip revolucionó la industria informática. Son mucho más pequeños y baratos que las computadoras anteriores, y usan menos energía. Esto los hizo ideales para usar en una amplia variedad de dispositivos electrónicos, incluidos automóviles, electrodomésticos y juguetes.
A medida que los microprocesadores se volvieron más potentes, los microcomputadores de un solo chip se volvieron más sofisticados. Pudieron realizar tareas más complejas y se volvieron más poderosas. Hoy en día, las microcomputadoras de un solo chip son algunas de las computadoras más populares y ampliamente utilizadas en el mundo.
estructura básica
La estructura básica de un microordenador de un solo chip normalmente consta de una unidad central de procesamiento (CPU), memoria de solo lectura (ROM), memoria de acceso aleatorio (RAM), puertos de entrada/salida (E/S) y un controlador de interrupción.
- La CPU es el cerebro de la microcomputadora, responsable de llevar a cabo las instrucciones de un programa.
- ROM almacena las instrucciones del programa que le dicen a la CPU qué hacer.
- La RAM se utiliza para almacenar datos y programas a los que la CPU puede acceder y cambiar.
- Los puertos de E/S proporcionan un medio para que el microordenador se comunique con el mundo exterior.
- El controlador de interrupción es responsable de manejar las interrupciones, que son señales especiales que indican que se ha producido un evento que necesita la atención del microordenador.
Principales características
- pequeño compacto: Son muy compactos y requieren muy pocos circuitos externos. Esto los hace muy adecuados para aplicaciones donde el espacio es limitado, como en dispositivos portátiles o Sistemas integrados.
- relativamente barato: Pueden ser muy económicos de producir, ya que todos los componentes están contenidos en un solo IC.
- Bajo consumo de energía: generalmente consume menos energía que un microprocesador convencional. Esto se debe al hecho de que los componentes individuales del chip son mucho más pequeños y requieren menos energía para funcionar.
usos
Las microcomputadoras de un solo chip se encuentran en una amplia variedad de dispositivos y aplicaciones. Se utilizan en todo, desde sistemas de control de motores de automóviles hasta productos electrónicos de consumo portátil.
electrónica de consumo
Las microcomputadoras de un solo chip se encuentran en muchos productos de electrónica de consumo, como cámaras digitales, reproductores multimedia portátiles y dispositivos GPS. En este caso, realizan todas las funciones de una computadora completa, como el procesamiento de datos, el almacenamiento de información y la ejecución de aplicaciones.
Automotor
Se puede usar una microcomputadora para controlar el motor y la transmisión en un automóvil, administran y coordinan las operaciones de otros dispositivos en el sistema.
control industrial
Las microcomputadoras de un solo chip se utilizan a menudo en sistemas embebidos porque son pequeños, de baja potencia y económicos. Un sistema integrado es un sistema informático que está diseñado para realizar una tarea o tareas específicas dentro de un sistema más grande.
equipo médico
Las microcomputadoras de un solo chip se están volviendo cada vez más comunes en los equipos médicos, principalmente debido al monitoreo inteligente de los datos físicos del paciente, algunos de los cuales pueden ser usados por el paciente y recopilar datos del cuerpo del paciente. Estos datos son luego procesados por el sistema de control en segundo plano.
Intel MCS 51
El Intel MCS-51 (también llamado 8051 MCU) es una arquitectura de microcontroladores de 8 bits que fue desarrollada por Intel a principios de la década de 1980. Fue uno de los primeros microcontroladores del mercado y rápidamente se hizo popular por su amplia gama de capacidades y bajo costo. El 8051 MCU fue diseñado originalmente para su uso en sistemas integrados, pero rápidamente encontró aplicaciones en una variedad de otros campos, incluidos el control automotriz e industrial.
MCS 51 Historia
El 8051 se desarrolló originalmente como un controlador para el nuevo procesador Intel 8086. El 8086 era un procesador de 16 bits, lo que significa que podría procesar dos bytes (16 bits) de datos a la vez. El 8051 fue diseñado para ser una alternativa más eficiente y menos costosa al 8086 para aplicaciones que no requerían la potencia de procesamiento adicional del procesador de 16 bits.
Hay tres versiones: el estándar 8051, el 8052 de baja potencia y el 8031 de alta velocidad. El 8052 era idéntico al 8051, excepto que incluía un oscilador en chip que redujo la necesidad de componentes. El 8031 fue diseñado para aplicaciones que requerían un 8051 de alta velocidad e incluía un multiplicador de reloj en chip que aumentó la velocidad del reloj interno de 6 MHz a 12 MHz.
El 8051 fue muy popular y rápidamente se convirtió en el microcontrolador estándar para una amplia gama de aplicaciones. En 1998, Intel lanzó una versión actualizada del 8051, llamada MCS-51. El MCS-51 incluía una serie de mejoras con respecto al 8051 original, que incluye más memoria en chip, un conjunto de instrucciones mejorado y soporte para velocidades de reloj más altas.
Arquitectura MCS 51
Los componentes lógicos del microcontrolador MCS-51 incluyen una CPU de 8 bits y un oscilador en chip, ROM de máscara 80514B, EPROM 87514KB, 8031 No ROM, registro de función especial SFR128BRAM, temporizador/contador T0 y T1, interfaz de E/S paralela: P0, P1, P2, P3; Interfaz serie: TXD, RXD; Sistema de interrupción: INT0, INT1.
funciones
El 8051 tiene una amplia gama de capacidades y se puede programar para realizar una variedad de tareas.
- CPU con bus de datos de 8 bits y bus de direcciones de 16 bits;
- Poseer capacidad de procesamiento booleano y capacidad de procesamiento de bits;
- Se adopta la estructura de Harvard, y el espacio de direcciones de la memoria del programa y la memoria de datos es independiente, lo cual es conveniente para la programación;
- Memoria de programa de 64 KB y memoria de datos de 64 KB en la misma dirección;
- Memoria de programa en chip de 0-8KB (8031 tiene NO, 8051 tiene 4KB, 8052 tiene 8KB, 89C55 tiene 20KB);
- 128 bytes de memoria de datos en chip (8051 tiene 256 bytes);
- 32 líneas de E/S bidireccionales y con direccionamiento de bits;
- dos temporizadores/contadores de 16 bits (8052 tiene 3);
- una interfaz de E/S en serie dúplex;
10. La estructura de interrupción de múltiples fuentes de interrupción tiene dos prioridades de interrupción;
11. Oscilador de reloj en chip.
