Componentes Externos(Hardware)

1Microprocesadores IIProf. Luciano Beato

Microprocesadores IIComponentes externos


Descripcin de Pines

Estructura de la familia MCS-51

AT89S52


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.



Acceso a memoria externa de programa



Temporizacin para lectura de memoria externa de programa



Acceso a 1k de memoria de datos externa



Decodificacin de direcciones


Mtodo de expansin de memoria o de agregar dispositivos externos al micro


Decodificacin de direcciones


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.


Circuito de Reset



Oscilador TTL


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.


CiclosMaquina


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


Ciclos Maquina


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


Puertos de entrada y salida





Puerto 0




Puerto 1




Puerto 2




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


Diseo


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


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

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