Microprocessadores

EPUSP — PCS 2021/2308/2355 — Laboratório Digital

Programação de Microcontroladores I
M.M. / 2001 (revisão) L.M.S. e P.S.C. / 2001 (revisão) E.T.M./2004 (revisão) E.T.M./2005 (revisão) E.T.M./2010 (revisão) E.T.M./2011 (revisão da parte experimental)

RESUMO
Nesta experiência serão estudados os conceitos básicos de microprocessadores e microcontroladores e de sua programação. A parteexperimental consiste no desenvolvimento de atividades para a compreensão do funcionamento de programas na linguagem de montagem ou assembly e testes dos mesmos numa placa experimental do microcontrolador Intel 8051.

1. INTRODUÇÃO TEÓRICA
1.1. Microcomputadores
Os microcomputadores são muito populares hoje em dia, pois servem para várias aplicações, desde balanças eletrônicas, piloto automático decarros, reserva de passagens e controle de orçamento doméstico, até controle de reatores nucleares. Esta popularização deve-se em grande parte ao avanço da Microeletrônica que disponibiliza rapidamente componentes cada vez mais poderosos. Além disto, os programas que implementam estas aplicações estão se tornando cada vez mais complexos e necessários nos dias atuais. O elemento central dosmicrocomputadores é o microprocessador. Adicionando-se memórias e interfaces de entrada/saída (E/S), teremos a arquitetura básica de todos os microcomputadores comerciais, conforme a Figura 1.1.

Microprocessador

Via de Endereços e Dados

Memória

Entrada / Saída

dispositivos

Figura 1.1 – Arquitetura Básica de um Microcomputador.

Programação de Microcontroladores I (2011)

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1.2. O Microprocessador 8080
O primeiro microprocessador a ser mais conhecido no mundo inteiro e que impulsionou o desenvolvimento de outros microprocessadores até os dias de hoje é o microprocessador 8080 da Intel, que foi lançado em dezembro de 1973. Apesar de antigo é importante conhecer a sua arquitetura e verificar que os seus conceitos básicosestão presentes nos microprocessadores mais recentes. O diagrama funcional do microprocessador 8080 pode ser visto na Figura 1.2. A memória local do microprocessador 8080 é constituída de um conjunto de registradores temporários, de uso geral, ponteiro de pilha (SP) e contador de instrução (PC). Os registradores de uso geral (B, C, D, E, H e L) são endereçáveis diretamente por instruções deprograma e podem ser utilizados aos pares (registradores de 16 bits) ou isoladamente (registradores de 8 bits). Os registradores temporários são utilizados pela unidade de controle e não são acessíveis pelo programador. O ponteiro de pilha define, no começo do programa, o início da pilha. O contador de instrução é automaticamente incrementado, através do acionamento do circuito de incremento/decremento,durante cada fase de busca de instrução (fetch), e indica o endereço da próxima instrução a ser executada. A comunicação entre a memória local e a via interna de dados é feita através do multiplexador, em blocos de 8 bits. A via externa de dados é acessada através do registrador de dados de saída. O registrador possui excitadores que operam em três modos: desligado (a via externa fica isolada dainterna); saída (os dados existentes na via interna são colocados na externa); e entrada (os dados da via externa são colocados na via interna, de acordo com a operação que está sendo executada). As operações lógicas e aritméticas são realizadas pela ULA, que tem como entradas os registradores Reg Temp, Reg Acum e o Flag (vai-um). As instruções aritméticas são realizadas, em geral, com oAcumulador. O registrador Flags, constituído dos bits “zero”, “vai um“, “sinal”, “paridade” e “vai um auxiliar”, é atualizado por instruções aritméticas e lógicas, conforme o resultado da operação. A Unidade de Controle, em função do código da operação e tendo como referência sinais de relógio, fornece os sinais de controle do fluxo de dados (interno), além de gerar os sinais para controle externo....