Microcontrolador 8051
El MCU 8051 es el microcontrolador de 8 bits más utilizado, desarrollado originalmente por Intel en 1980. Su arquitectura típica, la gestión centralizada de registros de bus dedicados, numerosas operaciones bit a bit y un amplio conjunto de instrucciones para aplicaciones de control lo convierten en un «clásico» de primera generación, sentando las bases para el desarrollo de otros microcontroladores en el futuro.
Características del 8051
La popularidad y facilidad de uso del microcontrolador 8051 se deben a las siguientes características:
1. Cuenta con un completo sistema operativo bit a bit, desde el hardware hasta el software, conocido como procesador de bits, que opera con bits individuales en lugar de palabras o bytes. Puede realizar operaciones como transferir, establecer, borrar, probar y operaciones lógicas en bits específicos en registros de funciones especiales, lo que lo hace muy versátil y fácil de usar.
2. Incluye un espacio de direcciones de doble función dentro del área de RAM del chip, lo que proporciona una gran flexibilidad a los usuarios.
3. Ofrece instrucciones de multiplicación y división, lo que añade comodidad a la programación. Muchos microcontroladores de 8 bits carecen de la función de multiplicación, lo que requiere la creación de subrutinas para la multiplicación, lo que puede resultar incómodo.
Inconvenientes del 8051
1. Funciones como los convertidores AD y EEPROM requieren componentes externos, lo que aumenta la complejidad del hardware y el software.
2. Aunque los pines de E/S son fáciles de usar, no tienen capacidad de salida cuando se encuentran en un estado de alto nivel, lo que supone una limitación significativa de la serie 8051.
3. La velocidad de ejecución es relativamente lenta, especialmente para los punteros de datos dobles. Las mejoras en este aspecto aumentarían considerablemente la eficiencia de la programación.
4. El 8051 tiene una capacidad de protección deficiente y es susceptible de sufrir daños en el chip.
Series de uso común del 8051
Actualmente, se utiliza ampliamente en entornos educativos y aplicaciones con requisitos de bajo rendimiento, siendo los dispositivos 8051 y 80C51 los más utilizados.
Microcontrolador STM32
La serie STM32 de microcontroladores de STMicroelectronics es conocida por su excelente relación calidad-precio y sus potentes funciones. Se basa en el núcleo ARM Cortex-M, diseñado específicamente para aplicaciones integradas de alto rendimiento, bajo coste y bajo consumo. Los microcontroladores STM32 ofrecen periféricos de primera categoría, entre los que se incluyen un ADC dual de 12 bits y 1 μs, un UART de 4 Mbps y un SPI de 18 Mbps.
También destacan por su eficiencia energética y su integración, aunque pueden no igualar la eficiencia energética del MSP430. Gracias a su arquitectura sencilla, sus herramientas fáciles de usar y su impresionante funcionalidad, los microcontroladores STM32 gozan de gran prestigio en el sector.
Características del STM32
Núcleo: CPU ARM Cortex-M3 de 32 bits, con una frecuencia operativa máxima de 72 MHz, 1,25 DMIPS/MHz, multiplicación de ciclo único y división por hardware.
Memoria: Memoria Flash integrada en el chip con un rango de 32 KB a 512 KB y SRAM de 6 KB a 64 KB.
Reloj, reinicio y gestión de energía: admite voltajes de alimentación de 2,0 V a 3,6 V, controladores de voltaje para interfaces de E/S, reinicio al encendido (POR), reinicio al apagado (PDR) y detector de voltaje programable (PVD). Incluye características como osciladores de cristal de 4-16 MHz, osciladores RC de 8 MHz ajustados de fábrica, osciladores RC internos de 40 kHz, PLL para el reloj de la CPU y oscilador de cristal de 32 kHz para RTC con calibración.
Modos de depuración: admite interfaces Serial Wire Debug (SWD) y JTAG, con hasta 112 puertos de E/S rápidos, hasta 11 temporizadores y hasta 13 interfaces de comunicación.
STM32 de uso común
Las series de dispositivos STM32 más utilizadas son las series STM32F103, STM32 L1 y STM32W.
Comparación entre la MCU 8051 y la MCU STM32
| Feature | 8051 MCU | STM32 MCU |
|---|---|---|
| Architecture | 8-bit microcontroller | 32-bit microcontroller (ARM Cortex-M core) |
| Development Origin | Intel (1980) | STMicroelectronics |
| Bitwise Operations | Extensive bitwise operation support | Supports bitwise operations |
| Instruction Set | Rich instruction set for control applications | ARM Cortex-M3 CPU with versatile instruction set |
| Memory | Limited on-chip memory, often requires external memory for larger applications | On-chip Flash and SRAM, various memory configurations available |
| Peripheral Integration | Basic peripherals, limited integration | Extensive peripheral set, including ADC, UART, SPI, etc. |
| Power Efficiency | Varies; typically consumes more power than STM32 | Generally more power-efficient |
| Development Tools | Various development tools available | Robust ecosystem with a wide range of development tools and libraries |
| Popularity | Still used in some applications | Highly popular and widely used in embedded systems |
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