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Este artículo proporciona algunos consejos para hacer un uso eficiente de las secciones periféricas en la hoja de datos de su microcontrolador (o manual de referencia o guía del usuario).

En el artículo anterior, señalé algunas de las dificultades asociadas con la documentación del microcontrolador y luego comenté los tres primeros pasos de mi procedimiento recomendado para evitar el desgaste de la hoja de datos. Esos primeros tres pasos se aplican a la documentación de MCU en general, y en este artículo nos centraremos en la información relacionada con los periféricos.

Artículos anteriores en la serie Introducción a los microcontroladores:

Paso 4: ignora los periféricos que no necesitas

Los módulos periféricos dentro de un microcontrolador son en gran medida independientes entre sí. Asegúrese de comprender este punto, porque es un concepto importante en el contexto del diseño de sistemas basado en MCU. El siguiente diagrama enfatiza este punto.

Los elementos del procesador están estrechamente interconectados, pero los periféricos se representan como bloques separados que tienen una conexión independiente al procesador. Esto refleja con precisión la operación real del microcontrolador: si no se necesita un periférico determinado, se coloca en un estado inactivo y se puede ignorar.

Sin embargo, los microcontroladores no están diseñados para evitar interacción entre módulos periféricos separados, porque en algunos casos esta interacción es deseable, y por eso dije que los módulos periféricos son "en gran parte independiente ”. Por ejemplo, una señal periódica generada por un módulo temporizador podría usarse para establecer la velocidad en baudios para un módulo UART o iniciar conversiones realizadas por un módulo ADC.

Sin embargo, el principio general es sólido: los periféricos no utilizados no afectarán la funcionalidad general del dispositivo y, por lo tanto, no es necesario que lea las secciones de la hoja de datos que explican todos los detalles de estos periféricos no utilizados. Este solo paso puede eliminar una gran parte de la carga de documentación, ya que muchas aplicaciones requieren solo una pequeña fracción de la generosa funcionalidad periférica proporcionada por los modernos microcontroladores.

Paso 5: Investiga tu software de configuración

La configuración del hardware puede ser uno de los aspectos más exigentes y aburridos del desarrollo de microcontroladores. Realizar una extensa configuración a nivel de registro de módulos periféricos requiere atención a los detalles, un cuidadoso escrutinio de la hoja de datos y mucha manipulación de bits incómoda.

Afortunadamente, las personas se dieron cuenta de que esto no era un buen uso del tiempo de un ingeniero, y los fabricantes decidieron crear herramientas de software que simplifiquen en gran medida la tarea de configuración de hardware. Por ejemplo, Microchip proporciona el Configurador de Código MPLAB, que le permite al diseñador generar código de configuración periférica utilizando una interfaz gráfica. La aplicación Config2 de Silicon Labs (ver captura de pantalla a continuación) hace lo mismo.

Si se acerca a una hoja de datos con el supuesto de que necesitará configurar manualmente todo el hardware de la MCU, es posible que descubra que una creciente sensación de desesperación le impide concentrarse. Créame, las herramientas de configuración de hardware pueden reducir en gran medida la cantidad de material de la hoja de datos que necesita absorber.

La dificultad aquí es identificar la información innecesaria. Desafortunadamente, nunca me he topado con una hoja de datos que tenga una sección titulada “Cosas que realmente necesita saber si planea usar la herramienta de configuración”. Le recomiendo que revise la documentación del software de configuración antes de sumergirse en la hoja de datos. y, cuando esté leyendo una sección que cubre un periférico determinado, ignore los detalles específicos de la configuración hasta que haya adquirido cierta experiencia con el software.

Texas Instruments proporciona una herramienta de software completa solo para su MSP430 sentido táctil capacitivo funcionalidad La interfaz gráfica le permite configurar y optimizar los botones de detección de cap, ruedas, deslizadores y sensores de proximidad.

La conclusión es que no debe perder su vida estudiando minuciosamente las minucias de la hoja de datos que ya se han incorporado en el software gratuito y fácil de usar.

Paso 6: Investiga tu API

Las herramientas de configuración de hardware tienen una gran limitación: no pueden utilizarse durante la ejecución del programa. El software de configuración es algo que se usa para crear código; no puede modificar el funcionamiento de un microcontrolador en tiempo real.

Afortunadamente, una gran parte de la configuración de hardware requerida normalmente tiene lugar solo una vez, es decir, durante la secuencia inicial de instrucciones que se ejecutan después de un reinicio. Pero ciertamente hay ocasiones en las que desea realizar modificaciones precisas durante la ejecución del programa, tal vez en respuesta a un evento externo. Aquí es donde la interfaz de programación de aplicaciones (API) entra en juego.

"API" puede no ser la mejor terminología aquí, pero no estoy familiarizado con ninguna otra palabra o abreviatura que sea más apropiada. A lo que me refiero es a la colección de "atajos" de programación provistos por un fabricante. Atmel llama a esto el Marco de software avanzado (puede leer más sobre el ASF en este artículo), y creo que Silicon Labs usa el término Kit de desarrollo de software (SDK). En cualquier caso, el nombre es mucho menos importante que el contenido, es decir, funciones de biblioteca, código de ejemplo, macros, definiciones de preprocesador y cualquier otra cosa que ayude al programador a interactuar directamente con el hardware del dispositivo sin convertirse en un experto en configuraciones complejas.

El Marco de software avanzado tiene módulos individuales correspondientes a los periféricos del microcontrolador.

Creo que es importante estar familiarizado con el hardware de su microcontrolador, y no estoy recomendando un enfoque de "sobrevuelo" en el que dependa completamente de las funciones de biblioteca, los controladores preempaquetados, el código de muestra y las herramientas de configuración gráfica. Esta es una receta para los problemas, en mi opinión, y disminuye los beneficios de usar un dispositivo de procesamiento que proporciona un acceso directo y eficiente al hardware de bajo nivel.

Por lo tanto, el objetivo es encontrar el equilibrio adecuado. Debe estudiar el hardware de su microcontrolador y comprender varios aspectos de su funcionalidad interna, pero cuando se trata de detalles muy específicos, no quiere perder tiempo reinventando la rueda. La hoja de datos de su dispositivo probablemente contiene mucha información que ya se ha incorporado en la API, y gran parte de esta información se puede hojear o incluso ignorar.

Conclusión

El título de este artículo es "Cómo leer la hoja de datos de un microcontrolador", aunque quizás un título más apropiado sea "Cómo No Lea la hoja de datos del microcontrolador ”. El hecho es que la sobrecarga de documentación es un problema serio con los microcontroladores modernos, y una técnica esencial para absorber rápidamente la información importante es aprender a evitar la información innecesaria.

Si tiene alguna sugerencia para aprovechar al máximo las hojas de datos del microcontrolador, siéntase libre de compartir sus ideas en la sección de comentarios a continuación.