8051-Aula1

Microprocessador 8051Aula 01Prof Afonso Ferreira Miguel

Sistemas ProcessadosFundamentos de computao: (cont.)

Programa (Software): conjunto de instrues arranjadas de forma organizada que apresenta funo especfica (Ex: Programas Bsicos, Aplicativos, Utilitrios, etc.);Firmware: Programa que est armazenado em memria no voltil (ROM);Hardware: partes eletrnicas de um microcomputador;Microcontrolador: microcomputador integrado num nico chip (microprocessador + perifricos);

Sistemas ProcessadosPerifricosCircuitos acessrios ao computador que realizam tarefas especficas;Exemplos:Timers;CCP (Comparao, Captura e PWM);Conversores Analgico-Digital e Digital-Analgico;Portas de comunicao (USART, I2C, SPI, USB, CAN,...).

Arquiteturasvon Neumann

Instrues e dados compartilham a mesma unidade fsica de memriaHamacher Computer Organization

Arquiteturas - von NeumannAAXBXCXDXtempAtempBIR=MOVAX,0MA = 0MD=MOVAX,0BUSEntrada BSada ZEntrada AEntrada BSada ZEntrada AMOV AX,0MOV BX,1ADD AX,BXJMP 20123MOV AX,0MOV BX,1ADD AX,BXJMP 20123...4.4MemriaIP = 0uPtempA= 0tempA ...4O5...4L6...4A7Inst.Dados

ArquiteturasHarvard

Instrues e dados so armazenados em memrias diferentesHeuring Computer Systems Disignd and Architecture

Vantagem: Instrues e dados podem ser acessados simultaneamente, aumentando o desempenho!

ArquiteturasHarvardAXBXCXDXtempAtempBIR=MOVAX,0MA = 0MD=MOVAX,0BUSEntrada BSada ZEntrada AEntrada BSada ZEntrada AMOV AX,0MOV BX,1ADD AX,BXJMP 20123MOV AX,0MOV BX,1ADD AX,BXJMP 20123...4.0Memria de ProgramaIP = 0uPtempA= 0tempA ...4O1...4L2...4A3Inst.DadosMemria de Dados

Instruction SetDefinio: Conjunto de instrues que um processador compreende;

Cada processador possui seu prprio conjunto de instrues, inviabilizando, na maioria dos casos, a portabilidade.

Instruction SetCiclo de execuo de uma instruo em processadores seqenciaisFetch 0Decod 0Exec 0Fetch 1Decod 1Exec 1...Primeira instruoTempo perdido entre uma instruo e outra

Instruction SetPipeline de InstruoCiclo de execuo de uma instruo em processadores seqenciais com Pipeline....Na maioria das vezes, uma instruo executada imediatamente aps a outra.

Instruction SetCISC Complex Instruction Set ComputingComputao onde o nmero de instrues muito grande;

RISCComputao onde um nmero reduzido de instrues esto disponveis.

Instruction SetConsideraes sobre RISC e CISCUma nica instruo CISC pode equivaler a vrias instrues RISC;Uma instruo CISC precisa realizar passos semelhantes aos realizados pelas RISC equivalentes (no h ganho de desempenho);CISC minimiza o nmero de acessos a memria de programa;RISC simplifica a decodificao de instrues, deixando esta etapa mais rpida.

Instruction SetVantagens CISC:Apesar do conjunto de instrues ser muito grande, oferece um nmero maior de instrues (ferramentas) ao programador Assembly;Menor quantidade de instrues so necessrias para desenvolver um programa (programas ocupam menos memria).

Instruction SetVantagens RISC:Etapa de decodificao to simples que pode, em alguns casos, ser eliminada;Com um nmero menor de instrues, os parmetros destas podem ser agregados no opcode (cdigo de mquina de uma instruo), simplificando inclusive o FETCH.Simplificao dos circuitos eletrnicos.

Quem melhor?

RISC x CISC

Microcontrolador 8051 (MCS-51)Famlia INTEL MSC-51 CISC/von Neumann Membro original o 8051; CPU de 8 bits otimizada para aplicaes de controle; Poderosa capacidade de processamento booleano, incluindo lgica individual de bits; 64 Kbytes de endereamento de memria de programa; 64 Kbytes de endereamento de memria de dados; 4 Kbytes de memria de programa interna.

Microcontrolador 8051 (MCS-51)Famlia INTEL MSC-51128 bytes de memria RAM de dados interna; 32 linhas de I/O bidirecionais endereveis individualmente; 2 Timers/Contadores de 16 bits; 5 entradas de interrupes (3 internas e 2 externas) com 2 nveis de prioridade; 1 oscilador interno de clock.

Microcontrolador 8051 (MCS-51)

Microcontrolador 8051 (MCS-51)Pinagens

Microcontrolador 8051 (MCS-51)Organizao de Memria

Microcontrolador 8051 (MCS-51)Memria de programa Externa

Microcontrolador 8051 (MCS-51)Memria de dados InternaFFhAcessvel somentepor endereamento indireto(128 bytessuperiores)80hFFhAcessvel por endereamento direto(SFRs: Portes, Bitsde controles dosTimers, Acumulador,etc)80h7FhAcessvel por endereamento direto e indireto (128 bytesinferiores)00hFFhAcessvel somentepor endereamento indireto(128 bytessuperiores)80hFFhAcessvel por endereamento direto(SFRs: Portes, Bitsde controles dosTimers, Acumulador,etc)80h7FhAcessvel por endereamento direto e indireto (128 bytesinferiores)00h

Microcontrolador 8051 (MCS-51)128 bytes inferiores da RAM

Microcontrolador 8051 (MCS-51)Program Status Word

Microcontrolador 8051 (MCS-51)Registradores de Funes Especiais (SFRs)

Registradores

Endereo

Nome dos Registradores

A ou ACC

E0h

Acumulador

B*

F0h

Registrador B

DPL

82h

Byte menos significativo do Ponteiro de Dados

DPH

83h

Byte mais significativo do Ponteiro de Dados

IE*

A8h

Habilitador de Interrupes

IP

B8h

Priorizador de Interrupes

SCON*

98h

Controlador da Comunicao Serial

SBUF

99h

Buffer de Dados Serial

PSW*

D0h

Palavra de Status de Programa

PCON

87h

Controle de Potncia

TCON*

88h

Controle do Timer/Contador

TMOD

89h

Modo de operao de Timer/Contador

TH0

8Ch

Byte mais significativo do Timer/Contador 0

TL0

8Ah

Byte menos significativo do Timer/Contador 0

TH1

8Dh

Byte mais significativo do Timer/Contador 1

TL1

8Bh

Byte menos significativo do Timer/Contador 1

P0*

80h

Porte 0

P1*

90h

Porte 1

P2*

A0h

Porte 2

P3*

B0h

Porte 3

Microcontrolador 8051 (MCS-51)Regs de Funes Especiais (SFRs)

Microcontrolador 8051 (MCS-51)Modos de endereamentoParticular On-chip Resources: This includes the Accumulator (A), the Stack Pointer (SP), the Data Pointer (DP), the Program Counter (PC), and the Carry (C). Other On-chip Registers are Memory-mapped while these have special Op-codes.

Immediate operands: The # sign is the designator. These are 8-bits except for DPTR contents (16-bits).

Register operands: Designated as Rn, where n is 0..7. One of the four Register Banks is used (PSW selected).

Microcontrolador 8051 (MCS-51)Modos de endereamentoDirect Operands: From 00 to FF Hex, specifies one of the internal data addresses.

Indirect Address: Designated as @Ri, where i is 0 or 1, uses the contents of R0 or R1 in the selected Register Bank to specify the address. Other form is @A, using Accumulator contents.

Microcontrolador 8051 (MCS-51)

Microcontrolador 8051 (MCS-51)Ferramentas de desenvolvimento IAR

Microcontrolador 8051 (MCS-51)Portas de IOFour 8-bit I/O ports;Most have alternate functions;Quasi-bidirectional:Soft pull-up when port latch contains a 1. Can be used as inputs (30kohm average pull-up).

Microcontrolador 8051 (MCS-51)Porta P0As an I/O port:No strong pull-up, outputs act as open drain.

As a multiplexed data bus:Tristate bus with strong pull-ups.8-bit instruction bus, strobed by PSEN.Low byte of address bus, strobed by ALE.8-bit data bus, strobed by WR and RD.

3.2 mA outputs (about 8 LS-TTL loads).

Microcontrolador 8051 (MCS-51)Porta P1As an I/O port:Standard quasi-bidirectional.

Alternate functions:Only on some derivatives.



Alternate functions:High byte of address bus for external program and data memory accesses.



Alternate functions:Serial I/O- TXD, RXDTimer clocks- T0, T1Interrupts- INT0, INT1Data memory- RD, WR

1.6 mA outputs (about 4 LSTTL loads).

Microcontrolador 8051 (MCS-51)Valores aps o RESET

Microcontrolador 8051 (MCS-51)Ligando o 8051 Circuito de RESET tpico

Microcontrolador 8051 (MCS-51)Ligando o 8051 Clock

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