Microcontrolador 8051_aula2

Aula 02 Microcontrolador 8051Aula 02 Microcontrolador 8051

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Microcontrolador 8051:Microcontrolador 8051:

Fonte: CORRADI 2009



O Microcontrolador 8051:Comeou a ser produzido no incio da dcada de 80,

pela Intel;Hoje fabricado por vrias empresas e com muitas

variaes;Atualmente, alguns modelos, possuem vrios perifricos

integrados, como: Conversores A/D, PWM, interfaces

seriais, IC, SPI, CAM, decodificador MP3, etc.;Possuem vrias configuraes de memria interna;



Caractersticas Bsicas (Nicolosi 2008):Palavras de 8 bits;Capacidade para enderear at 64 kbytes de ROM

(memria de programa);Capacidade para enderear at 64 kbytes de RAM

(memria de dados);256 bytes de memria RAM interna, das quais 128 so

usadas para implementar os registradores do 8051.

Assim, somente 128 bytes esto disponveis para dados

e pilha;



Caractersticas Bsicas (continuao):Pelo menos dois timers/counters configurveis que

podem trabalhar em 4 modos distintos;Uma porta serial (UART);Quatro portas de I/O;Seis tipos de interrupo;



Estrutura Interna:

Fonte: CORRADI 2009



Estrutura Interna (continuao):ALU (Unidade Lgica e Aritmtica): circuito responsvel

pela execuo das operaes lgicas e aritmticas do

microcontrolador;ACC (Acumulador): registrador de 8 bits usado como

base de quase todas as operaes;Registrador B: registrador auxiliar em algumas

operaes aritmticas;



Estrutura Interna (continuao):SP (Stack Pointer Ponteiro da Pilha): contm o

endereo da prxima posio a ser utilizadas para

guardar dados na pilha;PSW (Registrador de Flags Program Status Word):

contm vrios bits que indicam o estado do

microcontrolador;



Estrutura Interna (continuao):PC (Program Counter ou Contador de Programa):

contm o endereo da prxima instruo a ser

executada;DPTR (Data Pointer Ponteiro de Dados): registrador

de 16 bits usado para acessar dados nas memrias

externas (tanto na memria de programa quanto na

memria de dados). formado por dois registradores de

8 bits (DPH e DPL);



Estrutura Interna (continuao):Ports 0,1,2 e 3: registradores de 8 bits que do acesso

aos pinos de I/O;IE (Registro de controle de Interrupo Interrupt

Enable): permite habilitar ou desabilitar as interrupes

individulamente;IP (Registrador de prioridade de Interupo Interrupt

Priority): determina o nvel de prioridade de cada

interrupo, que pode ser alto ou baixo;



Estrutura Interna (continuao):TH0, TL0, TH1 e TL1: registradores dos timers 0 e 1.

Cada par TH+TL formam um temporizador/contador, que

pode trabalhar de quatro modos distintos;TMOD (Timer Mode Register): configura o modo de

trabalho dos temporizadores/contadores;TCON (Timer Control Register): controla a operao dos

temporizadores/contadores e das interrupes dos

temporizadores/contadores e interrupes externas;



Estrutura Interna (continuao):SBUFF: (Serial Buffer): um registrador duplo que

armazena o byte a ser transmitido e o byte recebido pela

interface serial;SCON: (Serial Port Control Register): controla o modo

de funcionamento da porta serial;PCON (Power Control Register): configura o 8051 em

alguns modos de economia de energia;



Famlias do 8051 (Bsicas):8031 - 0KB ROM, 128B RAM, 2 T/C;

8051 - 4KB ROM, 128B RAM, 2 T/C;

8751 - 4KB EPROM, 128B RAM, 2 T/C;

8032 - 0KB ROM, 256B RAM, 3 T/C;

8052 - 8KB ROM, 256B RAM, 3 T/C;

8752 - 8KB EPROM, 256B RAM, 3 T/C;

80C31, C51, C32 e C52 - CMOS, Low Power;



Famlias do 8051 (Avanadas):80LV31, LV51, LV32 e LV52 - Low Voltage;

89C51 e 89C52 - Flash EPROM, 24MHz;

89C1051, C2051 e C4051 - 20 terminais;

89S5x - Flash ISP, 24MHz;

89S8252 8kB de Flash ISP, 2kB de EEPROM, Watchdog,

interface SPI;

80C320 - Clock Otimizado (33MHz x 3);

C505L - 32KB ROM, 512B RAM, 10B A/D, LCD;

P51XA-G3, H3 e S3 - Arquitetura de 16 bits;



Pinagem do 8051:Pinagem para um encapsulamento de 40 pinos:



Pinagem do 8051 (continuao):P0.0 a P0.7: pinos de entrada e sada do Port 0. Tambm

so usados como barramento de dados e como parte baixa

do barramento de endereos (quando for usada memria

externa). Estes pinos so FETs em dreno em aberto,

necessitam de resistores de pull-up;P1.0 a P1.7: pinos de entrada e sada do Port 1;P2.0 a P2.7: pinos de entrada e sada do Port 2. Tambm

so usados como barramento de dados e como parte alta

do barramento de endereos (quando for usada memria

externa);



Pinagem do 8051 (continuao):P3.0 a P3.7: pinos de entrada e sada do Port 3. Cada bit

deste port tambm possui as seguintes funes alternatvas:RxD: P3.0, pino de recepo de dados da porta serial;TxD: P3.1, pino de transmisso de dados da porta serial;Int0 e Int1: P3.2 e P3.3, pinos de interrupo externa;T0 e T1: P3.4 e P3.5, pinos de clock para os

temporizadores/contadores internos;WR e RD: P3.6 e P3.7, usado para controle de escrita e leitura

da memria externa;



Pinagem do 8051 (continuao):Xtal1 e Xtal2: pinos para o cristal do oscilador interno;RST: pino de reset do microcontrolador, ativo em 1;EA/VPP (External Address): ativo em nvel baixo, utiliza

somente a memria de programa externa. Quando em nvel

alto (1) utiliza a memria interna. Tambm usado no

processo de programao da memria EPROM interna;ALE/PROG (Address Latch Enable): gera o pulso de

armazenamento da parte baixa do endereo do port 0,

quando for usada a memria externa;



Organizao de Memria:Abaixo est descrito a organizao de memria geral para

a famlia 8051. Na prtica cada componente possui a sua

prpria organizao: At 64 kbytes de Memria ROM (EPROM, FLASH); 128 bytes de memria RAM; Registradores mapeados em memria (endereos F0 a FF

da memria RAM interna); Alguns modelos implementam memria EEPROM interna

para dados permanentes;



Organizao de Memria:Memria de Programa: quando o pino EA = 0, acessa a memria externa, quando EA=1, acessa a memria interna at o seu limite, depois acessa a memria externa.

FFFF

0000

1FFF

Memriade

ProgramaInterna

Memriade

ProgramaExterna

Pino EA = 1

FFFF

0000

Memriade

ProgramaExterna

Pino EA = 0



Organizao de Memria:Memria de Dados: dividida em trs regies: memria interna (128 bytes), registros internos (128 bytes) e memria externa, at 64 kbytes;

FF

0000

7F

Memriade

dadosInterna

Registrosde

funesespeciais

FFFF

0000

Memriade

DadosExterna



Organizao de Memria:A memria de dados interna (os primeiros 128 bytes) possui trs regies com funes especficas, mas pode ser totalmente usada como memria de dados comum:



Organizao de Memria:A primeira regio da memria interna composta de quatro banco com 8 registradores cada um. Estes registradores so nomeados como R0, R1, R2, R3, R4, R5, R6 e R7.



Organizao de Memria:

A segunda regio da memria interna, cujos endereos vo de 20h a 2Fh, so tambm endereadas bit a bit. As instrues que trabalham com bits acessam estes bits diretamente e seus endereos (dos bits) vo de 00h a 7Fh.



Organizao de Memria:A segunda parte memria de dados interna (os ltimos 128 bytes) possuem funes especiais, so os registradores do 8051:

FF

0000

80

Memriade

dadosInterna

Registrosde

funesespeciais

F0h Registro BE0h Acumulador AccD0h Program Status Word PSWB8h Interrupt Priority IPB0h Porta 3 de E/S P3A8h Interrupt Enable - IEA0h Porta 2 de E/S P299h Serial Buffer BUF98h Serial Control SCON90h Porta 1 de E/S P18Dh Timer High 1 H18Ch Timer High 0 H08Bh Timer Low 1 TL18Ah Timer Low 0 TL089h Timer Mode TMOD88h Timer Control TCON87h Power Control PCON83h Data Pointer High DPH82h Data Pointer Low DPL81h Stack Pointer SP80h Porta 0 de E/S P0



Acesso a Memria Externa:Como o barramento de dados e a parte baixa do endereo multiplexada no port 0, necessrio um circuito externo para separar os endereos dos dados:



Acesso a Memria Externa:O ciclo de leitura da memria de programa externa dado pelo diagrama de tempos abaixo:



Acesso a Memria Externa:O ciclo de leitura da memria de dados externa dado pelo diagrama de tempos abaixo:



Acesso a Memria Externa:O ciclo de escrita da memria de dados externa dado pelo diagrama de tempos abaixo:



Perifricos mapeados em memria:Um perifrico mapeado em memria um perifrico que usa uma faixa de endereos de memria para ser acessado. Na figura abaixo temos um exemplo:

CORRADI 2009: www.corradi.junior.nom.br; acesso em 28.09.2009;

NICOLOSI 2008: Nicolosi, Denis Emlio Campion e Bronzeri, Rodrigo Barbosa. Microcontrolador 8051 com linguagem C: prtico e didtico: famlia ATS89S8252 atmel. 2 edio. So Paulo: rica 2008.

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