¿Qué es un microcontrolador y para qué sirve?
MCU se refiere a un sistema informático completo integrado en un chip. Aunque la mayoría de sus funciones están integradas en un pequeño chip, cuenta con la mayoría de los componentes necesarios para un ordenador completo: CPU, memoria, sistemas de bus interno y externo, y actualmente la mayoría también cuenta con memoria externa. Al mismo tiempo, se integran dispositivos periféricos como interfaces de comunicación, temporizadores y relojes en tiempo real. Los sistemas de microcomputadoras de un solo chip más potentes de la actualidad pueden incluso integrar sonido, imágenes, redes y sistemas complejos de entrada y salida en un solo chip.
El microcontrolador también recibe el nombre de microcontrolador porque se utilizó por primera vez en el campo del control industrial. Los microcontroladores se desarrollan a partir de procesadores dedicados con sólo una CPU en el chip. El primer concepto de diseño fue integrar una gran cantidad de dispositivos periféricos y CPU en un solo chip para hacer que el sistema informático fuera más pequeño y más fácil de integrar en equipos de control complejos y exigentes. El Z80 de INTEL fue el primer procesador diseñado según esta idea. Desde entonces, el desarrollo de microcontroladores y procesadores de propósito especial ha seguido caminos separados.
Los primeros microcontroladores eran todos de 8 o 4 bits. El más exitoso es el 8031 de INTEL, que ha recibido grandes elogios por su simplicidad, confiabilidad y buen rendimiento. Desde entonces, la serie MCS51 de sistemas de microcontroladores se ha desarrollado basándose en 8031. Los sistemas de microcontroladores basados en este sistema todavía se utilizan ampliamente en la actualidad. A medida que aumentaron los requisitos en el campo del control industrial, comenzaron a aparecer microcontroladores de 16 bits, pero no se utilizaron ampliamente debido a su rendimiento de costos insatisfactorio. Con el rápido desarrollo de los productos electrónicos de consumo después de la década de 1990, la tecnología de los microcontroladores ha mejorado enormemente. Con la aplicación generalizada de la serie INTEL i960, especialmente la serie ARM posterior, los microcontroladores de 32 bits reemplazaron rápidamente el estado de gama alta de los microcontroladores de 16 bits y entraron en el mercado principal. El rendimiento de los microcontroladores tradicionales de 8 bits también ha mejorado rápidamente y la potencia de procesamiento ha aumentado cientos de veces en comparación con la década de 1980. En la actualidad, la frecuencia principal de los microcontroladores de 32 bits de alta gama ha superado los 300 MHz y su rendimiento está alcanzando muy de cerca a los procesadores especiales de mediados de la década de 1990. El precio de fábrica de los modelos normales ha bajado a 1 dólar estadounidense, y es el más alto. El modelo final cuesta sólo 10 dólares estadounidenses. Los sistemas de microcontroladores contemporáneos ya no se desarrollan ni se utilizan únicamente en entornos básicos. Una gran cantidad de sistemas operativos integrados dedicados se utilizan ampliamente en una gama completa de microcontroladores. Y los microcontroladores de alta gama, que son el procesamiento central de las computadoras portátiles y los teléfonos móviles, pueden incluso usar directamente sistemas operativos dedicados Windows y Linux.
Los microcontroladores son más adecuados para sistemas integrados que los procesadores dedicados, por lo que son los que tienen más aplicaciones. De hecho, los microcontroladores son las computadoras más numerosas del mundo. Los microcontroladores están integrados en casi todos los productos electrónicos y mecánicos utilizados en la vida humana moderna. Los teléfonos móviles, calculadoras, electrodomésticos, juguetes electrónicos, computadoras de mano, ratones y otros accesorios informáticos están equipados con 1 o 2 microcontroladores. También habrá una gran cantidad de microcontroladores trabajando en computadoras personales. Los automóviles generalmente están equipados con más de 40 microcontroladores, y los complejos sistemas de control industrial pueden incluso tener cientos de microcontroladores funcionando al mismo tiempo. La cantidad de microcontroladores no sólo excede con creces la cantidad de PC y otras computadoras combinadas, sino que es incluso mayor que la cantidad de humanos.