Microcontroladores 8051 Introduo Arquitetura Bsica de Microcomputador Conceitos

Microcontroladores 8051 • Introdução: – Arquitetura Básica de Microcomputador –Conceitos Básicos –Ciclo de instrução –Evolução dos Microprocessadores Prof. Remy Eskinazi - Microcontroladores 1

Conceitos Básicos: • Arquitetura Básica de Microcomputador (Von Neuman) Memória Microprocessador (CPU) Programa (ROM) I/O Dados (RAM) Bus de Dados Bus Controle Bus de Endereços 2

Conceitos Básicos: • Bit: (Binary Digit - 0 ou 1) - Menor informação digital possível; • Byte: Um termo especial, usado para designar palavra de oito bits. Um byte sempre é constituído de oito bits, sendo este tamanho da palavra da maioria dos sistemas microcontrolados atuais. Bit Nibble Byte Word 0 0000 0000 • Registradores: conjunto de flip-flops para Armazenamento temporário de dados- 8 bits, 16 bits, 32 bits, etc; Prof. Remy Eskinazi - Microcontroladores 3

Conceitos Básicos: • Hardware: Atualmente não é mais considerada a parte “imutável”do Microcomputador • Software: –Instrução: Comando específico de um microprocessador (movimentação de dados, operações aritméticas e lógicas, etc. ); –Programa: Seqüência lógica de instruções que podem ser reconhecidas pelo microprocessador, que quando executadas em uma ordem correta, resulta na finalização de uma função ou algoritmo Firmware: Programa de função bastante específica que está armazenado em memória não volátil; 4

Conceitos Básicos: • Tipos de instruções encontradas nos microprocessadores: – – – • Movimentação de dados; Aritméticas; Lógicas; Saltos e desvios no programa; Controle interno Exemplo de formação das instruções: Instrução de 1 byte: D 7 D 6 D 5 D 4 D 3 D 2 D 1 D 0 (código operacional) Instrução de 2 bytes: D 7 D 6 D 5 D 4 D 3 D 2 D 1 D 0 (código operacional) (segundo byte) Instrução de 3 bytes: D 7 D 6 D 5 D 4 D 3 D 2 D 1 D 0 (código operacional) (segundo byte) (terceiro byte) 5

Conceitos Básicos: • Conceitos importantes: – – – Estado Ciclo de máquina Ciclo de Busca Ciclo de execução; Ciclo de instrução Ti Ciclo de busca – M 1 M 3 M 2 Ciclo de execução Ciclo de instrução 6

Conceitos Básicos: Dinâmica de um sistema microprocessado • O microcomputador é um sistema de processamento capaz de buscar e executar instruções (programas) alocados em memória; • Após a energização do microcomputador, é gerado um sinal de reset que zera o Program Counter (PC); • O microprocessador irá buscar e executar a instrução que está localizada no endereço de memória definida pelo PC; 7

Evolução dos Microprocessadores • Expansão de barramentos • Expansão de clock Microprocessadores 32 / 64 bits • Uso intenso de armazenamento secundário • Hierarquia de memória • Casamento com o S. O. • Pipeline Microprocessadores de 8 / 16 bits • Microcomputadores de 8/16 bits • S. O. 8/16 bits • Aplicações de propósito geral • Aplicações específicas Microcontroladores 4 / 8 / 16 bits • Sistemas dedicados • Apenas um processamento por vez • Integração de I/O e memória • S. O. Kernels • Instruções voltadas para controle • Computação Real time Prof. Remy Eskinazi - Microcontroladores 8

Microprocessador vs. Microcontrolador Microprocessador • CPU => stand-alone, RAM, ROM, I/O, timers são separados; • O projetista pode decidir a quantidade de ROM, RAM e ports de I/O; • Expansível • Versatilidade • Uso geral Microcontrolador • CPU, RAM, ROM, I/O e timer estão integrados em um chip • Quantidade fixa de elementos on-chip (ROM, RAM, I/O ports) • Para aplicações onde custo, potência e espaço são fatores críticos; • Uso específico Prof. Remy Eskinazi - Microcontroladores 9