06/01/1999
Los microcontroladores PIC (Peripheral Interface Controller), inicialmente conocidos como PICmicro, son una familia de microcontroladores de 8 bits producidos por Microchip Technology. Desde su creación, han demostrado ser una opción popular para una amplia gama de aplicaciones, gracias a su simplicidad, flexibilidad y costo relativamente bajo. Este artículo profundiza en el entorno de los PIC, cubriendo sus orígenes, características principales, diferentes modelos y aplicaciones.
Orígenes e Historia de los PIC
El primer PIC, el PIC1650, fue creado en 1975, aunque con propósitos diferentes a los de un microcontrolador moderno. Fue diez años después, con la adición de memoria EEPROM, que se convirtió en el microcontrolador que conocemos hoy. La arquitectura RISC (Reduced Instruction Set Computer) de los PIC se caracteriza por su conjunto reducido de instrucciones, optimizado para velocidad, simplicidad y eficiencia de código. Microchip ha fabricado miles de millones de unidades, lo que demuestra su éxito y adopción a gran escala.
Arquitectura Harvard
Una característica fundamental de los microcontroladores PIC es su arquitectura Harvard, donde la memoria de programa y la memoria de datos se encuentran en espacios de direcciones separados, permitiendo accesos simultáneos a ambas. Esto contribuye a mejorar el rendimiento, especialmente en aplicaciones de tiempo real.
Características Principales de los Microcontroladores PIC
La familia PIC se divide en varias categorías según la longitud de la palabra de instrucción (12, 14 y 16 bits), cada una con sus propias características y capacidades:
Tabla Comparativa de Microcontroladores PIC
| Familia | ROM (Kbytes) | RAM (bytes) | Pines | Frecuencia de Reloj (MHz) | Entradas A/D | Otras Características |
|---|---|---|---|---|---|---|
| PIC10FXXX | 0.375 - 0.75 | 16 - 24 | 6 - 8 | 4 - 8 | 0 - 2 | - |
| PIC12FXXX | 0.75 - 5 | 25 - 38 | 8 | 4 - 8 | 0 - 3 | EEPROM |
| PIC16FXXX | 0.75 - 3 | 25 - 134 | 14 - 44 | 20 | 0 - 3 | EEPROM |
| PIC16HVXXX | 5 | 25 | 18 - 20 | 20 | - | Vdd = 15V, EEPROM |
| PIC18FXXX | 4 - 128 | 256 - 3936 | 18 - 80 | 32 - 48 | 4 - 16 | USB0, CAN0, USART, I2C, SPI |
| PIC18FXXJXX | 8 - 128 | 1024 - 3936 | 28 - 100 | 40 - 48 | 10 - 16 | USB0, Ethernet, USART, I2C, SPI |
| PIC18FXXKXX | 8 - 64 | 768 - 3936 | 28 - 44 | 64 | 10 - 13 | USART, I2C, SPI |
Nota: Esta tabla muestra un resumen de las características. Existen muchas variantes dentro de cada familia con especificaciones diferentes.
Juego de Instrucciones
El juego de instrucciones de los PIC es reducido, una característica de la arquitectura RISC. Esto simplifica la programación, aunque requiere un entendimiento profundo de las instrucciones para una optimización efectiva del código en ensamblador. Sin embargo, al programar en lenguajes de alto nivel como C, la complejidad se reduce considerablemente.
| Instrucción | Descripción | Ciclos de Reloj |
|---|---|---|
| MOVLW k | Mover literal a W | 1 |
| MOVWF f | Mover contenido de W a f | 1 |
| ADDLW k | Sumar literal a W | 1 |
| SUBWF f,d | Restar W de f | 1 |
| GOTO k | Saltar a dirección k | 2 |
| CALL k | Llamar subrutina | 2 |
Nota: Esta tabla solo muestra algunas instrucciones. El juego de instrucciones completo es más extenso.
Los PIC más pequeños: PIC10 y PIC12
Para aplicaciones donde el tamaño y el consumo de energía son críticos, los microcontroladores PIC10 y PIC12 son excelentes opciones. Su pequeño tamaño y bajo consumo de potencia los hacen ideales para dispositivos portátiles y aplicaciones embebidas de baja potencia.
Selección del PIC adecuado
La selección del microcontrolador PIC correcto depende de las necesidades específicas del proyecto. Factores clave a considerar incluyen:
- Número de pines de E/S: Define la cantidad de dispositivos periféricos que se pueden conectar.
- Canales ADC: Determina la capacidad de conversión analógico-digital.
- Interfaces de comunicación: UART, SPI, I2C, USB, etc. Son necesarias para la comunicación con otros dispositivos.
- Potencia de procesamiento: Velocidad del CPU y memoria disponible (RAM, ROM, EEPROM).
- Consumo de energía: Crucial para dispositivos alimentados por baterías.
- Costo: Un factor importante en la selección.
- Disponibilidad: Asegurarse de que el componente esté disponible en el mercado.
Ejemplos de Microcontroladores PIC Populares
Existen numerosos microcontroladores PIC disponibles en el mercado. A continuación se presentan algunos ejemplos populares, cada uno con sus propias fortalezas y aplicaciones:
- PIC18F2480-I/SO: Resistente y con módulo CAN integrado, ideal para aplicaciones industriales y de automoción.
- PIC18F24: Versátil y con buen equilibrio entre rendimiento y costo.
- PIC18F (Serie): Alta gama con amplias características periféricas.
- PIC16 (Serie): Amplia gama de opciones, desde funciones básicas hasta avanzadas.
- PIC12 (Serie): Ideal para aplicaciones con limitaciones de espacio.
- PIC10 (Serie): Los microcontroladores más pequeños de la familia PIC.
- PIC18F45K22, PIC18F46K22, PIC18F26K22, PIC18F2520, PIC18F25K22, PIC18F45K50, PIC18F57Q43: Ofrecen diversas opciones de rendimiento, periféricos y consumo de energía.
Aplicaciones de los Microcontroladores PIC
Los microcontroladores PIC se utilizan en una amplia variedad de aplicaciones, incluyendo:
- Control industrial: Automatización de procesos industriales, control de motores, etc.
- Electrónica de consumo: Electrodomésticos, juguetes electrónicos, etc.
- Automoción: Sistemas de control de motores, sensores, etc.
- Instrumentación: Dispositivos de medición y control.
- Comunicaciones: Interfaces de comunicación serial, etc.
- Robótica: Control de robots y sistemas robóticos.
La versatilidad y la amplia gama de modelos disponibles hacen que los microcontroladores PIC sean una solución adaptable a innumerables necesidades.
Los microcontroladores PIC ofrecen una combinación atractiva de potencia, eficiencia y costo, convirtiéndolos en una opción popular para una gran variedad de aplicaciones en diferentes industrias. La elección del modelo correcto dependerá de las especificaciones técnicas del proyecto y de las necesidades particulares del usuario.
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