Robtica Inteligente El Microcontrolador 68 HC 11 Marco

Robótica Inteligente El Microcontrolador 68 HC 11 Marco Antonio López Trinidad

El Microcontrolador 68 HC 11 / Microcontrolador de 8 bits / Dispositivo basado en acumulador / Existen siete registros disponibles para programar / 105 instrucciones (95 o 78) / Instrucciones que pueden procesar 1, 8 y 16 bits / Entrada/Salida mapeada a memoria / 6 modos de direccionamiento

Arquitectura de computadoras Memoria Fetch Unidad de control IR Instrucción Decode Execute ALU I/O

Arquitectura básica de computadoras / ALU realiza operaciones aritm₫ticas y lógicas / Memoria programas y datos pueden estar aqui (Arquitectura Bon Newman) / I/O comunicación con el mundo exterior mediante lectura de datos y escritura de datos (paralelo/serie) / Unidad de control organiza las funciones dentro de la computadora

Caracteristicas del 68 HC 11 ISP (Instruction Set Proccess) Operaciones { 8 Bits Acumulador A Acumulador B A-B Acumulador D D Index Register X IX Index Register Y IY Stack Pointer SP Program Counter PC Condition Code Register CCR

Caracteristicas del 68 HC 11 ISP (Instruction Set Proccess) 8 Bits MAR Instruction Register

Caracteristicas del 68 HC 11 ISP (Instruction Set Proccess) Condition Code Register CCR S X H I N Z O C Carry Overflow Zero Negative Interrupt mask Half carry (for bit 3) X interrupt mask Stop disable

Caracteristicas del 68 HC 11 On-chip ROM hasta 8 KBytes On-chip RAM desde 192 Bytes hasta 1 KByte On-chip EEPROM hasta 2 KBytes Parallel I/O Bytes o bits Timer System / / / / / Timer Pulse acumulator Periodic interrupt Cop Watchdog

Caracteristicas del 68 HC 11 / Seria Peripherial Interface (SPI) / Serial Communication Interface (SCI) / Sistema de conversion Analógica/Digital / Capacidad para captura paralelo / Convertidor Analógico/Digital de multiple canal

Naturaleza el₫ctrica de las señales del 68 HC 11

Conexión con puertos

Numeros Binarios bit -> unidad primitiva que representa cualquiera de dos valores 1 o 0, TRUE o FALSE Nbits -> patrones de 2 N El significado de 2 N determina un esquema de codificación Patrones binarios para diferentes propositos / / / / / Numeros Direcciones Caracteres Simbolos Instrucciones

Numeros Binarios Numeros Direcciones 0 0000 1 0000 0001 2 0000 0010 3 0000 0011. . 255 1111

Numeros Binarios Caracteres y Simbolos

Numeros Binarios Instrucciones LDAA 25 H Cargar en el acumulador con un 25 o 0010 0101 E 008 9625 Valor numerico de la instrucción en Hexadecimal 1110 0000 1001 0110 0010 0101 Valor de la instrucción en binario ABX Sumar B con X, donde B es un numero sin signo E 017 3 A Valor numerico de la instrucción en Hexadecimal 1110 0001 0111 0011 1010 Valor de la instrucción en binario

Codificación binaria Esquema sin Signo / Valor numerico = / Sistema numerico posicional / Rango de valores = / Variedad de usos / Direcciones / Apuntadores / Contadores

Codificación binaria Esquema sin Signo Conversión de binario a decimal Suma Decimal Binario

Rangos de los numeros binarios sin signo / 8 bits (byte): 0 -> 255 / 16 bits (word): 0 ->65, 535 / 24 bits: 0 -> 16, 777, 216 / 32 bits (long word): 0 -> 4, 294, 967, 295 / 64 bits 0 -> 1. 84 X 1019

Esquema de codificación: Complemento a uno Enteros Positivios Negativos Decimal Binario 0 0000 1111 1 0001 1110 2 0010 1101 3 0011 1100 4 0100 1011 5 0101 Enteros Decimal ¡Doble Binario representación -0 del 0! -1 -2 -3 -4 -5

Esquema de codificación: Complemento a dos Enteros Positivios Enteros Negativos Decimal Binario 0 0000 1 0001 -1 1111 2 0010 -2 1110 3 0011 -3 1101 4 complemento 0100 a 2 = numero complemento -4 numero a 1+1 1100 5 0101 -5

Esquema de codificación: Complemento a dos / Valor del numero = / Sistema posicional / Rango de valores = / Variedad de usos / Enteros / Desplazamientos / Mapeo a valores fisicos

Esquema de codificación: Complemento a dos Conversión de binario a decimal 1101 = - 1 X 27 + 1 X 26 + 0 X 25 + 0 X 24 + 1 X 23 + 1 X 22 + 0 X 21 + 1 X 20 =-3 Operaciones Resta: se reduce al problema de sumar dos numeros

Rango del complemento a dos / 8 bits (byte): -128 -> 127 / 16 bits (word): -8, 192 -> 8, 191 / 24 bits: -8, 388, 608 -> 8, 388, 607 / 32 bits (long word): -2, 147, 483, 648 > 2, 147, 483, 647 / 64 bits: -9. 22 X 1018 -> 9. 22 X 18

Metodos para expansión de microcontroladores / / Razones para expandir: El reloj en tiempo real perimite hacer transferencia de información con circuiteria externa muy rapidamente Los requisitos de diseño imponen restriciones con el tamaño, peso y consumo de energia Aun no se tiene el diseño definitivo del sistema, pero por si se llegaran a necesitar mas modulos no representaria muchos problemas

Configuraciones del 68 HC 11 Cuatro modos de operación / / Modo single-chip / Modo multiplexado expandido / Modo boot-strap / Modo manufacturing test

Configuración de la memoria del 68 HC 11 / Mapa de memoria del 68 HC 11

Puertos adicionales para el 68 HC 11 / Puertos de entrada

Memoria adicional para el 68 HC 11 / Configuració n para incrementar 24 KBytes

Conjunto de instrucciones define operaciones / Ciclo de operacion: fetch, decode, execute / Formato de instrucciones: Op. Code[Arg 1] / Agrupamiento de instrucciones / Trabajo -> ADDX, SUBX, MUL, ANDX, ORX / Mover -> I/O, COPY, PUSH, POP, etc. / Control de programa ->JMP, JSR, RTS, BXX / Control del sistema -> RTI, SWI, WAI

Sinatxis básica de una instrucción Instr Arg 1 Código de operación la instruccion: es el mnemonico de la operación que realiza la instrucción Identifica la localidad del operando que sera usado en la instruccion, localidad en la memoria o valor inmediato

Localidad de un operando Un operando puede estar cualquiera de las siguientes localidades: Registro acumulador (ACCA, ACCB, ACCD) Direccion de memoria identificada por algun registro (IX, IY, SP, PC) Condition Code Register Espacio en memoria / / / / Memoria Espacio de I/O Estructura de Stack

Instrucciones para realizar trabajo / Especificar alguna actividad para el sistema / Modificar bits en el registro CCR / Operandos localizados en registros y memoria / Incremento del PC cuando sea necesario para apuntar a la direccion siguiente / Trabajar sobre cantidades de 1 Byte,

Instrucciones para realizar trabajo Suma de dos valores a un destino / / ABA suma acumulador B con acumulador A / ABX suma acumulador B con acumulador X / ABY suma acumulador B con acumulador Y / ADC direccion unica ADD, con carry / ADD direccion unica ADD / ADDD direccion unica ADD, 16 bits

Instrucciones para realizar trabajo Sustraccion de dos valores a un destino / / SBA diferencia entre acumulador B con acumulador A / SBC sustraccion unica direccion, usando carry / SUB / ADC direccion unica ADD, con carry / ADD direccion unica ADD / ADDD direccion unica ADD, 16 bits