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1Microprocesadores IIProf. Luciano Beato
Microprocesadores IIComponentes externos
2Microprocesadores IIProf. Luciano Beato
Descripcin de Pines
Estructura de la familia MCS-51
AT89S52
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Acceso a memoria externaEs importante que los microcontroladores tengan capacidad de expandirse ms all de los recursos incorporados al chip para evitar un potencial embotellamiento en el diseo.
Esta capacidad debe existir si cualquiera de los recursos deben expandirse (memoria, E/S, etc.).
La arquitectura de la familia MCS-51 provee esta capacidad mediante los espacios de 64K en la memoria externa para cdigo y para datos. Se puede aadir memoria ROM y RAM adicional conforme sea necesario. Tambin es posible agregar circuitos integrados de interfaz perifrica para expandir la capacidad de E/S. Estos circuitos integrados se convierten en parte del espacio en memoria externa para datos mediante el uso de E/S por asignacin de memoria.
Al utilizar acceso a memoria externa por medio de los buses de datos y direcciones los puertos 0 y 2 ya no pueden ser utilizados como E/S.
Estructura de la familia MCS-51
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Acceso a memoria externa de programa
Estructura de la familia MCS-51
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Temporizacin para lectura de memoria externa de programa
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Acceso a 1k de memoria de datos externa
Estructura de la familia MCS-51
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Decodificacin de direcciones
Estructura de la familia MCS-51
Mtodo de expansin de memoria o de agregar dispositivos externos al micro
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Decodificacin de direcciones
Estructura de la familia MCS-51
Ejercicio. Se desea utilizar 32k del espacio total de memoria RAM externa y disponemos de cuatro chips de memoria de 8k para obtener esta capacidad. Disea un banco de memoria utilizando el decodificador 74138 colocndolo en el espacio inferior del total de espacio de RAM.
Ejercicio. Se desea utilizar 8k disponibles del espacio total de memoria RAM externa, para expandir las E/S con 96 pines mas a travs de 4 chips (8255), colocar un dispositivo ADC y un DAC para manejar conversiones de seales exteriores, un dispositivo temporizador PTI(8253) para utilizarlo como contadores y un manejador de teclado y displays 7segmentos como el (8279). Disea un circuito decodificador utilizando el decodificador 74138 colocndolo en el espacio disponible del total de espacio de RAM a partir de la direccin 0x8000.
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Circuito de Reset
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Oscilador TTL
Estructura de la familia MCS-51
El 8051 incorpora en el chip un oscilador que por lo general se controla mediante un cristal conectado a las terminales 18 y 19 llamadas XTAL1 y XTAL2. Tambin se requieren condensadores de estabilizacin, como indica la figura que podran estar en el rango de los 27 a los 33 pF y que tienen que ser iguales.
El oscilador incorporado al chip no requiere de un cristal para controlarlo. Se puede conectar una fuente de reloj TTL a las terminales XTALl y XTAL2, segn muestra la figura
Este cristal que forma parte del oscilador es el que controla las seales internas de reloj y define las fases, los estados y los ciclos mquina del microcontrolador.
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CiclosMaquina
Estructura de la familia MCS-51
El cristal tiene una frecuencia tpica de 12 MHz, lo cual significa que genera 12 millones de ciclos de reloj por segundo. Con el reloj del oscilador como referencia, el 8051 requiere de dos ciclos de reloj para ejecutar una sola operacin discreta, que puede ser la bsqueda (fetching), decodificacin o ejecucin de una instruccin. A la duracin de estos dos ciclos se le conoce tambin como estado. Por lo general, el 8051 requiere de seis estados, o 12 ciclos de reloj, para procesar una instruccin por completo, ya que primero tiene que buscar y decodificar la instruccin antes de ejecutarla. A la duracin de estos seis estados tambin se le llama ciclo de mquina. Se requieren ms ciclos de mquina para llevar a cabo una instruccin entre ms compleja sea sta.
CM=12/Fosc
Tclock=1/Fosc
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Ciclos Maquina
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Encuentra el ciclo maquina y el periodo del reloj para un cristal de 10Mhz.
Solucion:
CM= 12 / Fosc = 12 / 10 * 106 = 1.2uS
Tclock=1 / Fosc = 1 / 10 * 106 = 0.1uS
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Puertos de entrada y salida
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Puertos de entrada y salida
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Puerto 0
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Puertos de entrada y salida
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Puerto 1
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Puertos de entrada y salida
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Puerto 2
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Puertos de entrada y salida
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Puerto 3
AD0 AD0AD1 AD1AD2 AD2AD3 AD3AD4 AD4AD5 AD5
AD6AD6AD7 AD7
A8
A10A11A12A13A14A15
A7A6A5A4A3A2A1A0
A0A1A2A3A4A5A6A7A8A9A10A11A12
A9
AD0AD1AD2AD3AD4AD5AD6AD7
A13A14A15
XTAL218
XTAL119
ALE30
EA31
PSEN29
RST9
P0.0/AD0 39
P0.1/AD1 38
P0.2/AD2 37
P0.3/AD3 36
P0.4/AD4 35
P0.5/AD5 34
P0.6/AD6 33
P0.7/AD7 32
P2.7/A15 28
P2.0/A8 21
P2.1/A9 22
P2.2/A10 23
P2.3/A11 24
P2.4/A12 25
P2.5/A13 26
P2.6/A14 27
P1.01
P1.12
P1.23
P1.34
P1.45
P1.56
P1.67
P1.78
P3.0/RXD 10
P3.1/TXD 11
P3.2/INT0 12
P3.3/INT1 13
P3.4/T0 14
P3.7/RD 17P3.6/WR 16
P3.5/T1 15
U1
80C51
C110u
R14k7
C233p
C333p
D03 Q0 2
D14 Q1 5
D27 Q2 6
D38 Q3 9
D413 Q4 12
D514 Q5 15
D617 Q6 16
D718 Q7 19
OE1
LE11
U5
74HC373
A010
A19
A28
A37
A46
A55
A64
A73
A825
A924
A1021
A1123
A122
CE20
CS26
WE27
OE22
D0 11
D1 12
D2 13
D3 15
D4 16
D5 17
D6 18
D7 19
U7
6264
X1CRYSTAL
FREQ=12MHz
RESET
9128
U2:A
4075
A010
A19
A28
A37
A46
A55
A64
A73
A825
A924
A1021
A1123
A122
A1326
A1427
A151
CE20
OE/VPP22
D0 11
D1 12
D2 13
D3 15
D4 16
D5 17
D6 18
D7 19
U3
27C512
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Diseo
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MAPA DE MEMORIA o TABLA DE DIRECCIONAMIENTO DEL SISTEMA
RDWR
PSEN
A15
A14
A13
A12
A11
A10
A9
A8
A7
A6
A5
A4
A3
A2
A1 A0
HEXA
MEMORIA
1 1 00 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0000
EPROM1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 FFFF
0/1 0/1 10 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0000
RAM0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1FFF
EJEMPLO DE DISEO DE UN SISTEMA BASADO EN EL 8051 CON EL USO DE MEMORIA EXTERNA
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Microprocesadores IIComponentes externos
Nmero de diapositiva 1Nmero de diapositiva 2Nmero de diapositiva 3Nmero de diapositiva 4Nmero de diapositiva 5Nmero de diapositiva 6Nmero de diapositiva 7Nmero de diapositiva 8Nmero de diapositiva 9Nmero de diapositiva 10Nmero de diapositiva 11Nmero de diapositiva 12Nmero de diapositiva 13Nmero de diapositiva 14Nmero de diapositiva 15Nmero de diapositiva 16Nmero de diapositiva 17Nmero de diapositiva 18Nmero de diapositiva 19