Introduccin a losIntroduccin a los microcontroladores

Jos Miguel Gil-Garca

Microprocesador (MPU)Microprocesador (MPU) Dispositivo electrnico que ejecuta Dispositivo electrnico que ejecuta

instrucciones

Microprocesador (MPU)Microprocesador (MPU) Cdigo (firmware) Cdigo (firmware)

Datos

Interfaz - Perifricos

MemoriasMemorias

Memorias no-voltilesMemorias no voltiles

Memorias voltilesMemorias voltiles

BloquesBloques

ALECOP P2000ALECOP P2000

Microcontroladores (MCU)Microcontroladores (MCU) C C

DSP

BloquesBloques

RAM

ROM

PERIFRICO #0

PERIFRICO #nPERIFRICO #n

80518051

Para qu un PC?Para qu un PC?

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Dnde?Dnde? Dnde no? Dnde no?

CORECORE Define el juego de instruccionesDefine el juego de instrucciones

8051ARM ARM Cortex-Mx

Diferentes fabricantes

# de bits# de bits

4,8,16 32 bits

RelojReloj Ciclo de instruccin Ciclo de instruccin

CISC vs RISCCISC vs. RISC

Harvard vs Von NeumannHarvard vs. Von Neumann Harvard Harvard

Von Neumann

Big endian vs Little endianBig endian vs. Little endian Viajes de Gulliver Viajes de Gulliver Big endian (Motorola)

Little endian (Intel) Little endian (Intel)

Ej: 0x01234567

Perifricos IPerifricos I ComunicacionesComunicaciones

UART (serie, COM) USB LIN CAN

ETHERNET ETHERNET I2C SPISPI Zigbee Bluetooth

Perifricos IIPerifricos II Timers Timers LCDs ADC y DACs Moduladores de anchura de pulso Moduladores de anchura de pulso Comparadores analgicosg Controladores de teclado

Bajo consumoBajo consumo

Tecnologag

http://en.wikipedia.org/wiki/File:Comparison_semiconductor_process_nodes.svghttp://www.eetimes.com/electronics-news/4155153/Managing-leakage-power-at-90-nm-and-belowhttp://www.eetimes.com/design/power-management-design/4012184/Minimizing-power-consumption-at-the-chip-level

XBOXXBOX Tecnologas ms pequeas requieren Vdd Tecnologas ms pequeas requieren Vdd

ms bajas

Core PerifricosCore < >Perifricos Polling Polling Interrupciones DMA

Polling (sondeo)Polling (sondeo)

InterrupcinInterrupcin

Ejecucin secuencialEjecucin secuencial0000H

FFFFH

IRQIRQ0000H

SJMP INI

LJMP ISRx VECTORES DE INTERRUPCIN

INI:

IRQ

INTERRUPCIN

1

INTERRUPCINIRQ

INTERRUPT REQUEST

FCN2:

RET

FCN1:

RETISRx:

RETI

FFFFH

ISRISR0000H

SJMP INI

LJMP ISRx VECTORES DE

INI:

LJMP ISRx C O SINTERRUPCIN

FCN1:

ISRx: PUSH PSW PUSH ACC .

.

2Salvar el contexto

FCN2:

RET

RET

ISRx: RUTINA DE SERVICIODE INTERRUPCIN

. POP ACC POP PSW RETI

Restaurar el contexto

FFFFH

RETI

DE INTERRUPCIN(ISR)

FFFFH

ContinuacinContinuacin0000H

SJMP INI

LJMP ISRx

INI:

IRQIRQ

FCN2:

RET

FCN1:

3

RETISRx:

RETI

RUTINA DE SERVICIODE INTERRUPCIN(ISR)

FFFFH

Proceso completoProceso completo0000H

SJMP INI

LJMP ISRx VECTORES DE INTERRUPCIN

Habilitacin (mascara)

INTERRUPCIN

INI:

IRQ

INTERRUPCIN

1

- Individual- Global

NMIP i id d INTERRUPCINIRQ

ISRx: PUSH PSW PUSH ACC

.

2

Prioridad

FCN2:

RET

FCN1:

. . POP ACC POP PSW RETI

3

RETISRx:

RETI

RUTINA DE SERVICIODE INTERRUPCIN(ISR)

FFFFH

DesarrolloDesarrollo Firmware Firmware

Tool chainTool chain

IDEIDE

Ensamblador-compiladorEnsamblador compiladorCdigo fuente.C, .PAS...

Cdigo fuente.ASM

Compilar

Cdigo fuente.ASM

Ensamblar

Cdigo objeto.OBJ

Cdigo objeto.OBJ

EnsamblarCdigo objeto

.OBJCdigo objeto

.OBJ

Enlazar-Linkar Libreras.LIB

Enlazar-Linkar Libreras.LIB

Cdigo objetoejecutable

Cdigo objetoejecutable

A fomato Intel Hex

A fomato Intel Hex

OH

Intel HexOH

Cod ejecutable en Intel

Hex

Cod ejecutable en Intel

Hex

DepuracinDepuracin Starter kits Starter kits 8 bits 28 32bits 15

Kits de desarrolloKits de desarrolloPandaboard 174$Pandaboard 174$

Kits de desarrolloKits de desarrollo

ProgramadorProgramador Externo Externo ISP

Emulador

80518051

80518051 En modo microcontrolador En modo microcontrolador

80518051 En modo microprocesador En modo microprocesador

80518051

8051 pinout8051 pinout

MemoriaMemoriaFFFFH FFFFH

MOVC MOVX

EXTERNAL ROMUpto 64KB

EXTERNAL RAMUpto 64KB

MOVMOVCUpto 64KB Upto 64KB

SPECIAL FUNCTION REGISTERSRAM

FFH FFH

INTERNAL ROM4K,8K,12KB..

RAM(128)

7FH80H80H

0000H 0000H00H

Memoria

T

A

C

C

E

S

S

C

T

A

C

C

E

S

S

D

I

R

E

C

T

I

N

D

I

R

E

C

T

&

A

C

C

E

S

S

D

I

R

E

C

T

I

N

D

I

R

E

C

T

A

SFRsB

P3

IPPSW

ACCB

SBUF

P2

IE

P3

TH0

TH1P1

SCON

TMOD

TL0

TL1

TH0

DPL

PCON

DPH

TCON

P0

SP

DPL

Tipos de direccionamientoTipos de direccionamiento Inmediato Inmediato

DirectoDirecto

Tipos de direccionamientoTipos de direccionamientoIndirectoIndirecto

Tipos de direccionamientoTipos de direccionamiento Registro base ms ndice Registro base ms ndice

Matrices

TABLA DB: 23H,15H,22H,0FEH,00H,AAH

Instrucciones aritmticas

Instrucciones lgicasInstrucciones lgicas

Instrucciones transferencia

Instrucciones booleanasInstrucciones booleanas

Instrucciones control flujoInstrucciones control flujo

Instrucciones control flujoInstrucciones control flujo

Aspecto de un programaAspecto de un programa[Etiqueta:] INSTR OP1,OP2 ;Comentario

INSTR OP1INSTR ;Comentario;

[Etiqueta:] INSTR OP1INSTRINSTR OP1,OP2 ;ComentarioINSTR OP1INSTR ;Comentario

[EtiquetaDeNombreMuyLargo:]INSTR OP1INSTR

EjemplosEjemplos If then else (BITs) If then else (BITs)

If then else (BYTE)If then else (BYTE)

if (R0==15){if (R0==15){//unas cosas

}else{//u otras//u otras

}

If then else (BYTE)If then else (BYTE)

if (R0

If then else (BYTE)If then else (BYTE)

if (R0

forfor

for (R0=0;R0

Relacin temporalRelacin temporal

Relacin temporalRelacin temporal

Direccionamiento indirectoDireccionamiento indirecto Poner a 0 la memoria RAM interna Poner a 0 la memoria RAM interna

!?

AritmticasAritmticas ACC= ACC= B= R0= R1= R1= R7=

LgicasLgicas ACC= ACC= R0= R1= P3= P3= C=

ACC= (hex) ACC= (hex) B= R1= (oct)

Feb 11-12

B= B= R1= ??=(oct)

?? Para que no cambie P2 Jul 11-12