Introducción a los Microprocesadores y Microcontroladores
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Introducción a los Microprocesadores yMicrocontroladores
Camilo A. Infante
Universidad Santiago De CaliPalmira, Colombia
20091
Diagrama de bloques Generalde una Aplicación Electrónica con Procesamiento Digital
Señal Digital (1,0)
SeñalAnáloga
Nivelesmínimos yMáximos
VariacionesLineales
SeñalDigital (1,0)
Presión, Flujo,nivel,Temperatura, etc
SeñalDigital (1,0)
VariacionesDe Voltaje oCorriente
Tecnologías usadas en el procesamiento digital
TTL: Lógica Transistor TransistorCMOS: Metal Óxido Semiconductor ComplementarioECL: Lógica de Emisor Acoplado
MicroprocesadoresMicrocontroladoresDSP’s : Procesador digital de SeñalesPsoc: Program System on Chip
PAL : Arreglo Lógico programableGAL : Arreglo lógico genéricaPLDs: Dispositivos de Lógica ProgramableFPGA: Campos de Matrices de Puertas Programables
Microprocesador: es un circuito de gran escala deintegración que contiene la CPU completa de unacomputadora en un único circuito integrado.
CPU
Unidad de Control Bus de Direcciones
Bus de Control
Bus de Datos
RegistrosALU
(Unidad AritméticoLógica)
4
5
Sistema básico Microprocesado
Bus de Direcciones
CPU MEMORIA UDS. E / S
Bus de Datos
Bus de Control
Reloj
6
Sistema Básico de un computador
Teclado
RatònMonitor Impresora
Unidades deMemoria:
RAM, ROM,DISCO, ETC
Puerto deEntrada
Puertode
Salida
Bus de direcciones
CPU Bus de Datos
Bus de Control
Computadora
7
Historia de los Microprocesadores
Fecha depresentació
n
Velocidadde reloj
Ancho
debus
Número detransistores
Memoriadireccionab
le
Brevedescripción
4004 15/11/71 108 KHz. 4 bits 2.300 (10micras) 640 byte Primer chip con manipulación aritmética
8008 1/4/72 108 KHz. 8 bits 3.500 16 KBytes Manipulación Datos/texto
8080 1/4/74 2 MHz. 8 bits 6.000 64 KBytes 10 veces las (6 micras) prestaciones del8008
8086 8/6/785 MHz.8 MHz.10 MHz.
16bits
29.000(3 micras) 1 MegaByte 10 veces las prestaciones del 8080
8088 1/6/79 5 MHz.8 MHz.
8 - 16bits 29.000 Idéntico al 8086 excepto en su bus
externo de 8 bits
80286 1/2/828 MHz.10 MHz.12 MHz.
16Bits
134.000(1.5 micras)
16Megabytes De 3 a 6 veces las prestaciones del 8086
MicroprocesadorIntel 386 DX® 17/10/85
16 MHz.20 MHz.25 MHz.33 MHz.
32Bits
275.000(1 micra) 4 Gigabytes Primer chip x86 capaz de manejar juegos
de datos de 32 bits
MicroprocesadorIntel 386 SX® 16/6/88 16 MHz.
20 MHz.32Bits
275.000(1 micra) 4 gigabytes Bus capaz de direccionar 16 bits
procesando 32bits a bajo coste
8
Fecha depresentación
Velocidadde reloj
Anchode bus
Número detransistores
Memoriadireccionable
Brevedescripción
MicroprocesadorIntel 486 DX® 10/4/89
25 MHz.33 MHz.50 MHz.
32 Bits(1 micra, 0.8micras en 50MHz.)
4 Gigabytes Caché de nivel 1 en el chip
MicroprocesadorIntel 486 SX® 22/4/91
16 MHz.20 MHz.25 MHz.33 MHz.
32 Bits 1.185.000(0.8 micras) 4 Gigabytes Idéntico en diseño al Intel 486DX,
pero sin coprocesador matemático
ProcesadorPentium® 22/3/93
60 MHz.66 MHz.75 MHz.90 MHz.100 MHz.120 MHz.133 MHz.150 MHz.166 MHz.200 MHz.
32 Bits 3,1 millones(0.8 micras) 4 Gigabytes
Arquitectura escalable. Hasta 5 veceslas prestaciones del 486 DX a 33MHz.
9
Procesador
Fecha depresentación
Velocidadde reloj
150 MHz.
Anchode bus
Número detransistores
5,5 millones
Memoriadireccionable
Brevedescripción
Arquitectura de ejecución dinámica conPentiumPro® 27/3/95
ProcesadorPentiumII® 7/5/97
180 MHz.200 MHz.
233 MHz.266 MHz.300 MHz.
64 Bits
64 Bits
(0.32 micras) 4 Gigabytes
7,5 millones(0.32 micras) 4 Gigabytes
procesador de altas prestaciones
S.E.C., MMX, Doble Bus Indep., EjecuciónDinámica
32-bit processors:Pentium Pro, II,Celeron, III, M,
Core
Pentium Pro, Pentium II, Celeron (Pentium II-based), Pentium III, Pentium II and III Xeon, Celeron (Pentium III Coppermine-based), Celeron (Pentium III Tualatin-based), Pentium M, Celeron M, Intel Core,Dual-Core Xeon LV: 1) Sossaman 0.065 µm (65 nm) process technology; 2) Variants 2.0 GHz
32-bit processors:Pentium 4 range
Pentium 4, Xeon, Mobile Pentium 4-M, Pentium 4 EE, Pentium 4E,Pentium 4F: 1) 3.2–3.6 GHz
The 64-bitprocessors:
EM64TPentium 4F, D0 and later steppings, Pentium D, Pentium Extreme Edition, Intel Xeon,Intel Core 2: 1) 0.065 µm (65 nm) process technology; 2) Core 2 Duo T5500 - 1.66 GHz
MEMORIAS
La memoria es la parte de un sistema que almacena datos binariosen grandes cantidades. Las memorias semiconductoras estánformadas por matrices de elementos de almacenamiento quepueden ser Fets, latches o condensadores.
10
11
13 61
14 62
15 63
16 64
1 2 3 4
Matriz de almacenamiento de 64 celdas, organizada en tres formas diferentes
1 1 1
2 2 2
3 3 3
4 4 4
Celda 5 5 5
6 6 6
7 7 7
8 8 8
1 2 3 4 5 6 7 8
Matriz 8X8
Matriz 16 X 4 Matriz 64 x 1
Celda: elemento de almacenamiento de 1 bit
12
Dirección y Capacidad de las memorias
1 1
2 2
3 3
4 4
5 5
6 6
7 7
8 81 2 3 4 5 6 7 8 1 2 3 4 5 6 7 8
La dirección del bit resaltada en grisOscuro Corresponde a la fila 5, columna 4.
La dirección del byte resaltada en gris oscurocorresponde a la fila 3
13
Diagrama de Bloques de una memoria
Bus de Direcciones Decodificadorde
DireccionesMatriz deMemoria
Bus de Datos
Lectura Escritura
Señales de control
14
6 0 1 1 1 0 0 1 0
7 1 0 0 0 0 0 0 0
Registrode direcciones
101Matriz de MemoriaOrganizada en Bytes
Registrode datos
10001101
1Bus de Direcciones
01 1
1 1 0
2 0 1
3 1 1
4 1 1
5 1 0
0
1
0
0
1
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1
0
1
1
0
0
0
0
0
1
1
1
1
0
0
0
0
1
0
1
0
1 Bus de datos
2
LecturaLectura 3
EscrituraEscritura
Señales de c3ontrolSeñales de control
1 El código de dirección 101 se coloca en el bus de direcciones y se selecciona la dirección 5
2 El byte de datos se coloca en el bus de datos
3 El comando de escritura o lectura hace que el byte de datos se almacena en la dirección 5,o se lea de la dirección 5, según sea la orden de la señal de control.
15
CLASIFICACION DE LAS MEMORIAS
Memoria RAM: (random-Access memory) la memoria de accesoaleatorio es un tipo de memoria en la que se tarda lo mismo enacceder a cualquier dirección de memoria y estas se puedenseleccionar en cualquier orden tanto en una operación de lecturacomo de escritura.
La información almacenada es volátil, ya que en cuanto sedesconecta la alimentación, se pierden datos.
16
Memoria ROM: (read-only memory, memoria de solo lectura) es untipo de memoria en la que los datos se almacenan de formapermanente o semipermanente. Los datos se pueden leer de unaROM, pero no existe la operación de escritura como en la RAM.
Los datos almacenados permanecen incluso si se desconecta laalimentación, por esta razón reciben el nombre de no volátiles.
17
Clasificación de la Memoria RAM:
Memoriade
accesoaleatorio(RAM)
RAMEstática(SRAM)
RAMDinámica(DRAM)
SRAMAsíncrona
(ASRAM)
SRAMDe ráfagaSincronía
(SB SRAM)
DRAMCon modo
Página rápido(FPM SRAM)
DRAMCon salida de
Datos extendida(EDO DRAM)
EDO DRAM Enráfaga (BEDO
DRAM)
DRAMSincrona(SDRAM)
DDRAMDoble TasadeTransfer(SDRAM)
18
RAM estática (SRAM) : se caracterizan por las celdas de almacenamientocon Flip-Flops que, típicamente, se implementan en circuitos integrados convarios transistores MOS (MOSFET). Cuando se aplica alimentación continuaa una celda de memoria estática se puede mantener un estado 1 o 0indefinidamente.
Selección de bit
+Vcc
Datos Datos’
19
RAM dinámica (DRAM): Las celdas de las memorias dinámicas almacenanun bit de datos en un condensador en lugar de un latch, la ventaja de este tipode celda es que es muy sencilla, lo que permite construir matrices de memoriamuy grandes en un chip a un coste por bit mas bajo que el de las memoriasestáticas. La desventaja es que el condensador de almacenamiento no puedemantenerse cargado por mucho tiempo y el dato almacenado se pierde a noser que su carga se refresque periódicamente.
Columna (línea de bit)
Fila
20
DDR-RAM, del acrónimo inglés Double Data Rate, significa memoria dedoble tasa de transferencia de datos en castellano. Son móduloscompuestos por memorias síncronas (SDRAM), disponibles enencapsulado DIMM, que permite la transferencia de datos por doscanales distintos simultáneamente en un mismo ciclo de reloj.
21
22
PINMODO
CS WE I/O
NO SELECCIÓN 1 X H-ZESCRITURA 0 0 DinLECTURA 0 1 Dout
Ejemplo de algunas memorias RAM comerciales
NOMBRE DE LOS PINESA0 - A15 Adress inputsD0 - D7 Data input/output
DI Data InputDO Data OuputCS Chip selectorWE Escritura /LecturaOE Output Enable
23
Clasificación de la Memoria ROM:
ROMMemoria desolo lectura
ROMde mascara
ROMProgramable
(PROM)
PROMBorrable porultravioleta(EPROM)
PROMBorrable
Eléctricamente(EEPROM)
24
ROM : Memoria de solo lectura
Celda Memoria ROM
La memoria ROM es una memoria programada de forma permanente durante el procesode fabricación. Una vez que se programa la memoria, esta no puede cambiarse. Lamayoría de los circuitos integrados ROM utilizan la presencia o ausencia de unaconexión de transistor en una unión fila/columna para presentar un 1 o un 0.
Uno (1) cero (0)
Celdas MOS
25
Matriz ROM de 16 x 8 bits1 0
0Fila 0
0
Línea de 2entradade 4direcciones
8
1Decodificador
deDirecciones
2
14
15
Fila 1
Fila 2
Fila 14
Fila 15
0 1 2 6 7
Líneas de Salida de Datos
26
ROM 256 x 4
&
A
A
Q1
Símbolo Lógico de una ROM de 256 x 4
A0
A1
A2
Línea de 3entradade A4direcciones
5
A6
A7
Eo
E1
Q0
Líneas desalida
Q2 de datos
Q2
27
A
A
A0
Línea de A1
entrada 2dedirecciones A3
A4
DecodificadorDe
Filas1-32
Matriz de memoria32 x 32
Dirección A5DeColumna 6
A7
Habilitación EoDel chip
E1
Decodificadores de columna1 de 8
BuiffersDe Salida
ROM de 1024 bits con unaOrganización de 256 x 4Basada en una matriz 32 x 32 Q3 Q2 Q1 Q0
Memoria PROM: (Memoria de sololectura Programable):
Utiliza algún tipo de fundición paraalmacenar bits, donde un hilo dememoria se funde o se queda intactopara representar un 0 o 1. el procesode fundición es irreversible: una vezque una PROM ha sido programada nopuede cambiarse.
VDD
Filas
Columnas 28
29
Memoria EPROM (Memoria de sololectura programable y borrable):es una PROM borrable, es decir quepuede ser reprogramada de formaeléctrica si antes se borra elprograma existente en la matriz dememoria.
UV EPROM: se puede reconocerpor la ventana de cuarzotransparente de su encapsulado. Suborrado es por medio de luzultravioleta
EEPROM: es una PROM cuyoproceso de borrado y programadose hace eléctricamente.
30
Símbolo Lógico de una EPROM de 2048 x 8
A0
A1
A2
A4
A5
A06
A7
A8
A10
EPROM2048X8
Q0
Q1Q2
Q3
Q4
Q5
Q6
Q7
CE/PGM
& EN
31
Programador Universal: Dispositivoelectrónico que permite, leer, borrar yprogramar, memorias tipo EPROM,EEPROM, FLASH, microcontroladores,PLD´s entre otros.
Borrador de memorias UV EPROM:Dispositivo electrónico temporizado,para exponer a luz ultravioleta lasmemorias EPROM.
32
Memoria FLASH : Son memorias de lectura/escritura de alta densidad novolátil, lo que significa que pueden almacenar los datos indefinidamente enausencia de alimentación.Es la memoria ideal , tiene alta capacidad de almacenamiento, permitelectura y escritura, alta velocidad y no volátil.
La célula de memoria flash es monotransistor (MOS), con una puerta decontrol y una flotante donde se almacenan los electrones (carga)
33
Célula de almacenamientoDe una memoria flash +VD +VD
Puerta
DrenadorPuertaflotante
Flotatente
Puerta deControl Símbolo del
Transistor MOS +VPROG
Fuente0V
almacenando un 0 almacenando un 1
Proceso de AlmacenamientoDe un 1 o 0 en una célula Flash
Durante la programación
Muchos electrones =mas carga = 0almacenado
Pocoselectrones = menoscarga = 1 almacenado
34
Operación de Lectura deuna célula flash de una matriz
+VD+VD
i
+VREAD +VREAD
0V 0V
Lectura de un 0 Lectura de un 1
35
Operación de Borrado deuna célula flash de una matriz
Para borrar una célula, se aplica a la fuenteUna tensión suficientemente positiva con 0VRespecto a la puerta de control, con el fin deExtraer la carga de la puerta flotante duranteLa operación de borrado
+ERASE
36
PINMODO CE OE PGM Vpp Vcc Outputs
Lectura 0 0 1 Vcc Vcc DoutDesactivado 1 X X Vcc Vcc Alta ZProgramacion 0 X 0 Vpp Vcc DinVrificacion del Programa 0 0 1 Vpp Vcc DoutPromacion Prohibida 1 X X Vpp Vcc Alta Z
Ejemplo de algunas memorias EPROM comerciales
Vcc = 5VVpp = 25V
PIN NAMESA0 - A12 Addresses
CE Chip EnableOE Output Enables
O0 - O7 OutputsPGM ProgramVPP Voltage Program
37
Comparación de los Tipos de Memorias
Tipo de memoria Volátil Alta densidad Celda con unsolo transistor
Reescribible enEl sistema final
FLASH No SI SI SI
SRAM SI No No Si
DRAM SI Si Si Si
ROM No Si Si No
EPROM No Si Si No
EEPROM No No No Si
38
Esquema de Un Sistema Microprocesado
RDWR
RD RD WR RD WR
CPUZ80
D
A
ROM RAM I/O(8255)CS CS CS
DATOS
DIRECCIONES
DECODIFICADOR
39
MICROPROCESADOR
CPU
ALUCU
Bus de Datos
Bus deDirecciones
El microprocesador es un circuitointegrado que realiza opera raciones detransferencia de datos, control,aritméticas, lógicas y tratamientos de lasinterrupciones mediante la ejecución deinstrucciones obtenidas en la memoria.
REGS Bus de control
40
DIAGRAMA DE BLOQUESARQUITECTURA INTERNA DE UN MICROPROCESADOR
Contadorde programa
Registrode Programa
Registro deCódigo de
Instrucciones
RELOJ
BUS DEL SISTEMABus de ControlBus de DireccionesBus de Datos
Registro ARegistro B RegistroInduce X SpPuntero De PilaRegistro Status
ALU
41
BLOQUES FUNCIONALES DE UN PROCESADOR:
Unidad de cálculo (ALU): para la ejecución de operaciones aritmético y lógicas.
Unidad de control (UC): capaz de coordinar el funcionamiento de todo el sistema y detomar decisiones en función de resultados previos.
Sistema de Memoria: para la obtención de instrucciones (Programa) yalmacenamiento de información (variables del programa).
Un Sistema de Entradas/Salidas: para establecer la comunicación con el mundoexterior (recepción de órdenes, datos, y entrega de resultados tanto de carácter analógicocomo digital).
n
relojn
R0n
R1
R2 nn
R3n
R4n
R5n
R6 Datos deentrada
0 7 7
Selección0 7 0
Decodificadores
Selección delDestino
D
SB
S Z V C
Bits deestado
n
Mux Mux
B A
Unidad Aritméticay Lógica
Unidad de Corrimiento
Datos deSalida
SelecciónSA
Selección deOperación
F
Selección deCorrimiento H
42
43
BLOQUES FUNCIONALES:
Programa: un conjunto de instrucciones que especifica lasOperaciones, operándos y la secuencia en que ocurrirá el procesamiento.La tarea del procesamiento se modifica especificando un programa coninstrucciones diferentes o con las mismas instrucciones y diferentes datos.
Set De Instrucciones: Conjunto de instrucciones u ordenes propias de cadacomputadora. Cada una de estas instrucciones tiene su propio código que lidentifica.
Código de Instrucción: es un grupo de bits, que indica a la computadora laoperación especifica a realizar.
44
LENGUAJE DE MAQUINA
45
Set de Instrucciones Mínimo
Ejemplo: Escriba un programa que realice la siguiente operación:
83H – (52H + 25H) y almacene el resultado en la direccion : FAH
LDI 52H Carga en el acumulador (Registro A)ADI 25H Suma 25 al AcumuladorCMA Complementa AcumuladorINA Incrementa AcumuladorADI 83H Suma 83STA FAH Almacena el resultado del Acumulador
en la posición de memoria FAH
Ejecución interna de instrucciones por unmicroprocesador básico
PC-HPC-L
AR-HAR-L
Bus dirA0…An
DR
M-prog M-dat
IRBus ctr
ACR
Bus datD0…D7
Máquina deestados
uProcesador Básico
C Z N P
ALU
S-UNIT
PC-HPC-L
AR-HAR-L
Bus dirA0…An
DR
M-prog M-dat
IRBus ctr
ACR
Bus datD0…D7
Máquina deestados
uProcesador Básico
C Z N P
ALU
S-UNIT
And A,Inm 30H Add A,Inm 20H Mov A,Inm 10H JMP, Dir16b 40H
And A,Direct 31H Add A,Direct 21H Mov A,Direct 11H JZ,Dir8b 41H
Or A,Inm 32H Sub A,Inm 22H Mov A,@ptr 12H JC,Dir8b 42H
Or A,Direct 33H Sub A,Direct 23H Mov Direct,A 13H JNZ,Dir8b 43H
Xor A,Inm 34H Inc A 24H Mov Direct,Inm 14H JNC,Dir8b 44H
Xor A,Direct 35H Dec A 25H Srl A 50H Rrl A 52HCmp A 36H Srr A 51H Rrr A 53H
PC-HPC-L
AR-HAR-L
Bus dirA0…An
DR
M-prog M-dat
IRBus ctr
ACR
Bus datD0…D7
Máquina deestados
uProcesador Básico
C Z N P
ALU
S-UNIT
ProgramaMov A,#37HAdd A,#5FHMov 10H,AInc ASrl A
Dir Contenido0000 Mov A
0001 ,#37H
0002 Add A
0003 ,#5FH
0004 Mov Dir,A
0005 10H
0006 Inc A
0007 Srl A
S-UNIT
Dir
0000
Contenido
10H
Compilación 0001 37H
0002 20H
0003 5FH
0004 13H
0005 10H
0006 24H
0007 50H
PC-HPC-L
AR-HAR-L
Bus dirA0…An
DR
M-prog M-dat
IRBus ctr
ACR
Bus datD0…D7
Máquina deestados
C Z N P
ALU
uProcesador Básico
ProgramaMov A,#37HAdd A,#5FHMov 10H,AInc ASrl A
Dir Contenido
0000 10H
0001 37H
0002 20H
0003 5FH
0004 13H
0005 10H
0006 24H
0007 50H
Dir Contenido0000 Mov A
0001 ,#37H
0002 Add A
0003 ,#5FH
0004 Mov Dir,A
0005 10H
0006 Inc A
0007 Srl A
PC-HPC-L
AR-HAR-L
Bus dirA0…An
DR
M-progM-dat
IRBus ctr
ACR
Bus datD0…D7
Máquina deestados
uProcesador Básico
C Z N P
ALU
S-UNIT
Programaciónde la memoria
ProgramaMov A,#37HAdd A,#5FHMov 10H,AInc ASrl A
Compilación
Dir Contenido
0000 10H
0001 37H
0002 20H
0003 5FH
0004 13H
0005 10H
0006 24H
0007 50H
Dir Contenido
0000 10H
0001 37H
0002 20H
0003 5FH
0004 13H
0005 10H
0006 24H
0007 50H
Dir Contenido0000 Mov A
0001 ,#37H
0002 Add A
0003 ,#5FH
0004 Mov Dir,A
0005 10H
0006 Inc A
0007 Srl A
PC-HPC-L
AR-HAR-L
Bus dirA0…An
DR
M-progM-dat
IRBus ctr
ACR
Bus datD0…D7
Toda máquina de estados posee
Máquina deestados
uProcesador Básico
ProgramaMov A,#37HAdd A,#5FHMov 10H,AInc ASrl A
C Z N P
ALU
S-UNIT
una señal de inicialización oreset. En los microprocesadoreseste reset inicializa los registrosinternos del procesadora unestado predeterminado, yprepara al microprocesador parair en búsqueda de la primerainstrucción a ser ejecutada.
La primera instrucción seencuentra en la posición 0000Hde la memoria de programa ó enotra según sea la inicializacióndel contador de programa o PC
Dir Contenido
0000 10H
0001 37H
0002 20H
0003 5FH
0004 13H
0005 10H
0006 24H
0007 50H
Dir Contenido0000 Mov A
0001 ,#37H
0002 Add A
0003 ,#5FH
0004 Mov Dir,A
0005 10H
0006 Inc A
0007 Srl A
PC-HPC-L
AR-HAR-L
Bus dirA0…An
DR
M-progM-dat
IRBus ctr
ACR
Bus datD0…D7
Para cada una de las
Máquina deestados
uProcesador Básico
C Z N P
ALU
S-UNIT
instrucciones existen dos fases:
1. Fase de captura2. Fase de ejecución
ProgramaMov A,#37HAdd A,#5FHMov 10H,AInc ASrl A
Dir Contenido
0000 10H
0001 37H
0002 20H
0003 5FH
0004 13H
0005 10H
0006 24H
0007 50H
Dir Contenido0000 Mov A
0001 ,#37H
0002 Add A
0003 ,#5FH
0004 Mov Dir,A
0005 10H
0006 Inc A
0007 Srl A
PC-H =00
PC-L=00
AR-HAR-L
Bus dirA0…An
DR
M-progM-dat
IRBus ctr
ACR
Bus datD0…D7
Fase de captura:
Máquina deestados
uProcesador Básico
C Z N P
ALU
S-UNIT
1. El microprocesadordirecciona la primera posiciónde memoria de programa
ProgramaMov A,#37HAdd A,#5FHMov 10H,AInc ASrl A
Dir Contenido
0000 10H
0001 37H
0002 20H
0003 5FH
0004 13H
0005 10H
0006 24H
0007 50H
Dir Contenido0000 Mov A
0001 ,#37H
0002 Add A
0003 ,#5FH
0004 Mov Dir,A
0005 10H
0006 Inc A
0007 Srl A
PC-H=00
PC-L=00
AR-HAR-L
Bus dirA0…An
DR = 10H
M-progM-dat
IRBus ctr
ACR
Bus datD0…D7
Fase de captura:
Máquina deestados
uProcesador Básico
ProgramaMov A,#37HAdd A,#5FHMov 10H,AInc ASrl A
C Z N P
ALU
S-UNIT
1. El microprocesadordirecciona la primeraposición de memoria deprograma
2. El contenido de dichadirección se lee de lamemoria y se almacena enel registro de datos DR.
Dir Contenido
0000 10H
0001 37H
0002 20H
0003 5FH
0004 13H
0005 10H
0006 24H
0007 50H
Dir Contenido0000 Mov A
0001 ,#37H
0002 Add A
0003 ,#5FH
0004 Mov Dir,A
0005 10H
0006 Inc A
0007 Srl A
PC-H=00
PC-L=00
AR-HAR-L
Bus dirA0…An
DR = 10H
M-progM-dat
Bus ctr
IR=10H ACR
Bus datD0…D7
Fase de captura:
Máquina deestados
uProcesador Básico
ProgramaMov A,#37HAdd A,#5FHMov 10H,AInc ASrl A
C Z N P
ALU
S-UNIT
1. El microprocesadordirecciona la primeraposición de memoria deprograma
2. El contenido de dichadirección se lee de lamemoria y se almacena enel registro de datos DR.
3. El contenido del registroDR se transfiere al registroIR
Dir Contenido
0000 10H
0001 37H
0002 20H
0003 5FH
0004 13H
0005 10H
0006 24H
0007 50H
Dir Contenido0000 Mov A
0001 ,#37H
0002 Add A
0003 ,#5FH
0004 Mov Dir,A
0005 10H
0006 Inc A
0007 Srl A
PC-H=00
PC-L=00
AR-HAR-L
Bus dirA0…An
DR = 10H
M-progM-dat
Bus ctr
IR=10H ACR
Bus datD0…D7
Fase de captura:
Máquina deestados
uProcesador Básico
ProgramaMov A,#37HAdd A,#5FHMov 10H,AInc ASrl A
C Z N P
ALU
S-UNIT
1. El microprocesadordirecciona la primeraposición de memoria deprograma
2. El contenido de dichadirección se lee de lamemoria y se almacena enel registro de datos DR.
3. El contenido del registroDR se transfiere al registroIR
4. El contador de programase incrementa paraaccesar la siguienteposición de memoria
Dir Contenido
0000 10H
0001 37H
0002 20H
0003 5FH
0004 13H
0005 10H
0006 24H
0007 50H
Dir Contenido0000 Mov A
0001 ,#37H
0002 Add A
0003 ,#5FH
0004 Mov Dir,A
0005 10H
0006 Inc A
0007 Srl A
PC-H=00
PC-L=01
AR-HAR-L
Bus dirA0…An
DR = 10H
M-progM-dat
Bus ctr
IR=10H ACR
Bus datD0…D7
Fase de captura:
Máquina deestados
uProcesador Básico
ProgramaMov A,#37HAdd A,#5FHMov 10H,AInc ASrl A
C Z N P
ALU
S-UNIT
Estos pasos sedenominan micro-operaciones y sonejecutadas por la
máquina de estados
1. El microprocesadordirecciona la primeraposición de memoria deprograma
2. El contenido de dichadirección se lee de lamemoria y se almacena enel registro de datos DR.
3. El contenido del registroDR se transfiere al registroIR
4. El contador de programase incrementa paraaccesar la siguienteposición de memoria
0000 Mov A
0001 ,#37H
Dir Contenido
0000 10H
0001 37H
0002 20H
0003 5FH
0004 13H
0005 10H
0006 24H
0007 50H
Dir Contenido
0002 Add A
0003 ,#5FH
0004 Mov Dir,A
0005 10H
0006 Inc A
0007 Srl A
PC-H=00
PC-L=01
AR-HAR-L
Bus dirA0…An
DR = 37H
M-progM-dat
Bus ctr
IR=10H ACR
Bus datD0…D7
Fase de ejecución:Dependiendo del código de
Máquina deestados
uProcesador Básico
ProgramaMov A,#37HAdd A,#5FHMov 10H,AInc ASrl A
C Z N P
ALU
S-UNIT
operación, la máquina de estadosejecuta una secuencia de estadosdeterminada.
• Identificado el tipo dedireccionamiento, el datodireccionado por el PC sealmacena en el registroDR.
0000 Mov A
0001 ,#37H
Dir Contenido
0000 10H
0001 37H
0002 20H
0003 5FH
0004 13H
0005 10H
0006 24H
0007 50H
Dir Contenido
0002 Add A
0003 ,#5FH
0004 Mov Dir,A
0005 10H
0006 Inc A
0007 Srl A
PC-H=00
PC-L=01
AR-HAR-L
Bus dirA0…An
DR = 37H
M-progM-dat
Bus ctr
IR=10H ACR = 37H
Bus datD0…D7
Fase de ejecución:Dependiendo del código de
Máquina deestados
uProcesador Básico
ProgramaMov A,#37HAdd A,#5FHMov 10H,AInc ASrl A
C Z N P
ALU
S-UNIT
operación, la máquina de estadosejecuta una secuencia de estadosdeterminada.
• Identificado el tipo dedireccionamiento, el datodireccionado por el PC sealmacena en el registroDR.
• El contenido del registroDR se transfiere al registroACR (Acumulador), estoobligando a la ALU arealizar una operación detransferencia al igual queen la unidad de
desplazamiento.
0000 Mov A
0001 ,#37H
Dir Contenido
0000 10H
0001 37H
0002 20H
0003 5FH
0004 13H
0005 10H
0006 24H
0007 50H
Dir Contenido
0002 Add A
0003 ,#5FH
0004 Mov Dir,A
0005 10H
0006 Inc A
0007 Srl A
PC-H=00
PC-L=02
AR-HAR-L
Bus dirA0…An
DR = 37H
M-progM-dat
Bus ctr
IR=10H ACR = 37H
Bus datD0…D7
Fase de ejecución:Dependiendo del código de
Máquina deestados
uProcesador Básico
ProgramaMov A,#37HAdd A,#5FHMov 10H,AInc ASrl A
C Z N P
ALU
S-UNIT
3. El contenido del registroPC se incrementanuevamente para estarlisto para la próximacaptura de instrucción
operación, la máquina de estadosejecuta una secuencia de estadosdeterminada.
• Identificado el tipo dedireccionamiento, el datodireccionado por el PC sealmacena en el registroDR.
• El contenido del registroDR se transfiere al registroACR (Acumulador), estoobligando a la ALU arealizar una operación detransferencia al igual queen la unidad de
desplazamiento.
0000 Mov A
0001 ,#37H
Dir Contenido
0000 10H
0001 37H
0002 20H
0003 5FH
0004 13H
0005 10H
0006 24H
0007 50H
Dir Contenido
0002 Add A
0003 ,#5FH
0004 Mov Dir,A
0005 10H
0006 Inc A
0007 Srl A
PC-H=00
PC-L=02
AR-HAR-L
Bus dirA0…An
DR = 20H
M-progM-dat
Bus ctr
IR=10H ACR = 37H
Bus datD0…D7
Fase de captura:• El dato contenido en la
Máquina deestados
uProcesador Básico
C Z N P
ALU
S-UNIT
nueva dirección dememoria direccionado porel PC se almacena en elregistro DR.
ProgramaMov A,#37HAdd A,#5FHMov 10H,AInc ASrl A
0000 Mov A
0001 ,#37H
Dir Contenido
0000 10H
0001 37H
0002 20H
0003 5FH
0004 13H
0005 10H
0006 24H
0007 50H
Dir Contenido
0002 Add A
0003 ,#5FH
0004 Mov Dir,A
0005 10H
0006 Inc A
0007 Srl A
PC-H=00
PC-L=03
AR-HAR-L
Bus dirA0…An
DR = 20H
M-progM-dat
Bus ctr
IR=20H ACR = 37H
Bus datD0…D7
Fase de captura:• El dato contenido en la
Máquina deestados
uProcesador Básico
ProgramaMov A,#37HAdd A,#5FHMov 10H,AInc ASrl A
C Z N P
ALU
S-UNIT
nueva dirección dememoria direccionado porel PC se almacena en elregistro DR.
• El contenido del registroDR se transfiere al registroIR.
• El contador de programase incrementa de nuevo
0002 Add A
0003 ,#5FH
Dir Contenido
0000 10H
0001 37H
0002 20H
0003 5FH
0004 13H
0005 10H
0006 24H
0007 50H
Dir Contenido0000 Mov A
0001 ,#37H
0004 Mov Dir,A
0005 10H
0006 Inc A
0007 Srl A
PC-H=00
PC-L=03
AR-HAR-L
Bus dirA0…An
DR = 5FH
M-progM-dat
Bus ctr
IR=20H ACR = 37H
Bus datD0…D7
Fase de captura:• El dato contenido en la
Máquina deestados
uProcesador Básico
Programa
C Z N P
ALU
S-UNIT
Fase de ejecución:
nueva dirección dememoria direccionado porel PC se almacena en elregistro DR.
• El contenido del registroDR se transfiere al registroIR.
• El contador de programase incrementa de nuevo
Mov A,#37HAdd A,#5FHMov 10H,AInc ASrl A
• Interpretada la instrucción por la máquina deestados, se transfiere el dato de la memoria alregistro de datos DR.
0002 Add A
0003 ,#5FH
Dir Contenido
0000 10H
0001 37H
0002 20H
0003 5FH
0004 13H
0005 10H
0006 24H
0007 50H
Dir Contenido0000 Mov A
0001 ,#37H
0004 Mov Dir,A
0005 10H
0006 Inc A
0007 Srl A
PC-H=00
PC-L=03
AR-HAR-L
Bus dirA0…An
DR = 5FH
M-progM-dat
Bus ctr
IR=20H ACR = 37H
Bus datD0…D7
Fase de captura:• El dato contenido en la
Máquina deestados
uProcesador Básico
Programa
C Z N P
ALU
S-UNIT
Fase de ejecución:
nueva dirección dememoria direccionado porel PC se almacena en elregistro DR.
• El contenido del registroDR se transfiere al registroIR.
• El contador de programase incrementa de nuevo
Mov A,#37HAdd A,#5FHMov 10H,AInc ASrl A
• Interpretada la instrucción por la máquina de estados,se transfiere el dato de la memoria al registro de datosDR.
• La máquina de estados ordena a la ALU que ejecute laoperación de adición entre el ACR y DR. La unidad decorrimiento ejecuta una operación de transferencia y el
resultado sealmacena denuevoen elregistro ACR
0002 Add A
0003 ,#5FH
Dir Contenido
0000 10H
0001 37H
0002 20H
0003 5FH
0004 13H
0005 10H
0006 24H
0007 50H
Dir Contenido0000 Mov A
0001 ,#37H
0004 Mov Dir,A
0005 10H
0006 Inc A
0007 Srl A
PC-H=00
PC-L=03
AR-HAR-L
Bus dirA0…An
DR = 5FH
M-progM-dat
Bus ctr
IR=20H ACR = 96H
Bus datD0…D7
Fase de captura:• El dato contenido en la
Máquina deestados
uProcesador Básico
Programa
C Z N P
ALU
S-UNIT
Fase de ejecución:
nueva dirección dememoria direccionado porel PC se almacena en elregistro DR.
• El contenido del registroDR se transfiere al registroIR.
• El contador de programase incrementa de nuevo
Mov A,#37HAdd A,#5FHMov 10H,AInc ASrl A
• Interpretada la instrucción por la máquina de estados, setransfiere el dato de la memoria al registro de datos DR.
• La máquina de estados ordena a la ALU que ejecute la operaciónde adición entre el ACR y DR. La unidad de corrimiento ejecutauna operación de transferencia y el resultado se almacena denuevo en el registro ACR
0002 Add A
0003 ,#5FH
Dir Contenido
0000 10H
0001 37H
0002 20H
0003 5FH
0004 13H
0005 10H
0006 24H
0007 50H
Dir Contenido0000 Mov A
0001 ,#37H
0004 Mov Dir,A
0005 10H
0006 Inc A
0007 Srl A
PC-H=00
PC-L=04
AR-HAR-L
Bus dirA0…An
DR = 5FH
M-progM-dat
Bus ctr
IR=20H ACR = 96H
Bus datD0…D7
Fase de captura:• El dato contenido en la
Máquina deestados
uProcesador Básico
Programa
C Z N P
ALU
S-UNIT
Fase de ejecución:
nueva dirección dememoria direccionado porel PC se almacena en elregistro DR.
• El contenido del registroDR se transfiere al registroIR.
• El contador de programase incrementa de nuevo
Mov A,#37HAdd A,#5FHMov 10H,AInc ASrl A
3. Se incrementa de nuevo el contador de programa paraaccesar a la siguiente instrucción almacenada enmemoria
0002 Add A
0003 ,#5FH
Dir Contenido
0000 10H
0001 37H
0002 20H
0003 5FH
0004 13H
0005 10H
0006 24H
0007 50H
Dir Contenido0000 Mov A
0001 ,#37H
0004 Mov Dir,A
0005 10H
0006 Inc A
0007 Srl A
PC-H=00
PC-L=04
AR-HAR-L
Bus dirA0…An
DR = 13H
M-progM-dat
Bus ctr
IR=20H ACR = 96H
Bus datD0…D7
Fase de captura:• El dato contenido en la
Máquina deestados
uProcesador Básico
C Z N P
ALU
S-UNIT
nueva dirección dememoria direccionado porel PC se almacena en elregistro DR.
ProgramaMov A,#37HAdd A,#5FHMov 10H,AInc ASrl A
0002 Add A
0003 ,#5FH
Dir Contenido
0000 10H
0001 37H
0002 20H
0003 5FH
0004 13H
0005 10H
0006 24H
0007 50H
Dir Contenido0000 Mov A
0001 ,#37H
0004 Mov Dir,A
0005 10H
0006 Inc A
0007 Srl A
PC-H=00
PC-L=04
AR-HAR-L
Bus dirA0…An
DR = 13H
M-progM-dat
Bus ctr
IR=13H ACR = 96H
Bus datD0…D7
Fase de captura:• El dato contenido en la
Máquina deestados
uProcesador Básico
C Z N P
ALU
S-UNIT
nueva dirección dememoria direccionado porel PC se almacena en elregistro DR.
• El contenido del registroDR se transfiere al registroIR
ProgramaMov A,#37HAdd A,#5FHMov 10H,AInc ASrl A
0002 Add A
0003 ,#5FH
Dir Contenido
0000 10H
0001 37H
0002 20H
0003 5FH
0004 13H
0005 10H
0006 24H
0007 50H
Dir Contenido0000 Mov A
0001 ,#37H
0004 Mov Dir,A
0005 10H
0006 Inc A
0007 Srl A
PC-H=00
PC-L=05
AR-HAR-L
Bus dirA0…An
DR = 13H
M-progM-dat
Bus ctr
IR=13H ACR = 96H
Bus datD0…D7
Fase de captura:• El dato contenido en la
Máquina deestados
uProcesador Básico
ProgramaMov A,#37HAdd A,#5FHMov 10H,AInc ASrl A
C Z N P
ALU
S-UNIT
nueva dirección dememoria direccionado porel PC se almacena en elregistro DR.
• El contenido del registroDR se transfiere al registroIR
• Se incrementa el contadorde programa PC
0004 Mov Dir,A
0005 10H
Dir Contenido
0000 10H
0001 37H
0002 20H
0003 5FH
0004 13H
0005 10H
0006 24H
0007 50H
Dir Contenido0000 Mov A
0001 ,#37H
0002 Add A
0003 ,#5FH
0006 Inc A
0007 Srl A
PC-H=00
PC-L=05
AR-HAR-L
Bus dirA0…An
DR = 10H
M-progM-dat
Bus ctr
IR=13H ACR = 96H
Bus datD0…D7
Fase de ejecución:
Máquina deestados
uProcesador Básico
C Z N P
ALU
S-UNIT
• Interpretado el código deinstrucción, la máquina deestados lee la siguienteposición de memoria y el datose almacena en DR.
ProgramaMov A,#37HAdd A,#5FHMov 10H,AInc ASrl A
0004 Mov Dir,A
0005 10H
Dir Contenido
0000 10H
0001 37H
0002 20H
0003 5FH
0004 13H
0005 10H
0006 24H
0007 50H
Dir Contenido0000 Mov A
0001 ,#37H
0002 Add A
0003 ,#5FH
0006 Inc A
0007 Srl A
PC-H=00
PC-L=05
AR-H =00
AR-L=10
Bus dirA0…An
DR = 10H
M-progM-dat
Bus ctr
IR=13H ACR = 96H
Bus datD0…D7
Fase de ejecución:
Máquina deestados
uProcesador Básico
C Z N P
ALU
S-UNIT
• El contanido en DR es unadirección de memoria, por loque esta se transfiere alregistro de direcciones AR.
ProgramaMov A,#37HAdd A,#5FHMov 10H,AInc ASrl A
0004 Mov Dir,A
0005 10H
Dir Contenido
0000 10H
0001 37H
0002 20H
0003 5FH
0004 13H
0005 10H
0006 24H
0007 50H
Dir Contenido0000 Mov A
0001 ,#37H
0002 Add A
0003 ,#5FH
0006 Inc A
0007 Srl A
PC-H=00
PC-L=06
AR-H =00
AR-L=10
Bus dirA0…An
DR = 10H
M-progM-dat
Bus ctr
IR=13H ACR = 96H
Bus datD0…D7
Fase de ejecución:
Máquina deestados
uProcesador Básico
ProgramaMov A,#37HAdd A,#5FHMov 10H,AInc ASrl A
C Z N P
ALU
S-UNIT
• El contanido en DR es unadirección de memoria, por loque esta se transfiere alregistro de direcciones AR.
• Se incrementa el contenido delPC, se direcciona la memoriade datos con la direccióncontenida en AR y se ordena ala ALU y a la S-UNIT a realizaruna operación de transferenciapara poner el contenido delACR en el bus de datos
0004 Mov Dir,A
0005 10H
Dir Contenido
0000 10H
0001 37H
0002 20H
0003 5FH
0004 13H
0005 10H
0006 24H
0007 50H
Dir Contenido
000E XXH
000F XXH
0010 96H
0011 XXH
0012 XXH
Dir Contenido0000 Mov A
0001 ,#37H
0002 Add A
0003 ,#5FH
0006 Inc A
0007 Srl A
PC-H=00
PC-L=06
AR-H =00
AR-L=10
Bus dirA0…An
DR = 10H
M-prog M-dat
Bus ctr
IR=13H ACR = 96H
Bus datD0…D7
Fase de ejecución:
Máquina deestados
uProcesador Básico
ProgramaMov A,#37HAdd A,#5FHMov 10H,AInc ASrl A
C Z N P
ALU
S-UNIT
• El contanido en DR es unadirección de memoria, por loque esta se transfiere alregistro de direcciones AR.
• Se incrementa el contenido delPC, se direcciona la memoriade datos con la direccióncontenida en AR y se ordena ala ALU y a la S-UNIT a realizaruna operación de transferenciapara poner el contenido delACR en el bus de datos
• Se escribe en la memoria dedatos el contenido delacumulador
0004 Mov Dir,A
0005 10H
Dir Contenido
0000 10H
0001 37H
0002 20H
0003 5FH
0004 13H
0005 10H
0006 24H
0007 50H
Dir Contenido
000E XXH
000F XXH
0010 96H
0011 XXH
0012 XXH
Dir Contenido0000 Mov A
0001 ,#37H
0002 Add A
0003 ,#5FH
0006 Inc A
0007 Srl A
PC-H=00
PC-L=06
AR-H =00
AR-L=10
Bus dirA0…An
DR = 24H
M-prog M-dat
Bus ctr
IR=13H ACR = 96H
Bus datD0…D7
Fase de captura:
Máquina deestados
uProcesador Básico
C Z N P
ALU
S-UNIT
• Se reestablece el bus dedirecciones al PC y se carga elcontenido de la nuevadirección de memoria deprograma en el registro DR
ProgramaMov A,#37HAdd A,#5FHMov 10H,AInc ASrl A
0004 Mov Dir,A
0005 10H
Dir Contenido
0000 10H
0001 37H
0002 20H
0003 5FH
0004 13H
0005 10H
0006 24H
0007 50H
Dir Contenido
000E XXH
000F XXH
0010 96H
0011 XXH
0012 XXH
Dir Contenido0000 Mov A
0001 ,#37H
0002 Add A
0003 ,#5FH
0006 Inc A
0007 Srl A
PC-H=00
PC-L=07
AR-H =00
AR-L=10
Bus dirA0…An
DR = 24H
M-prog M-dat
Bus ctr
IR=24H ACR = 96H
Bus datD0…D7
Fase de captura:
Máquina deestados
uProcesador Básico
ProgramaMov A,#37HAdd A,#5FHMov 10H,AInc ASrl A
C Z N P
ALU
S-UNIT
• Se reestablece el bus dedirecciones al PC y se carga elcontenido de la nuevadirección de memoria deprograma en el registro DR
• Se transfiere el contenido deDR al registro IR y seincrementa el PC
0006 Inc A
Dir Contenido
0000 10H
0001 37H
0002 20H
0003 5FH
0004 13H
0005 10H
0006 24H
0007 50H
Dir Contenido
000E XXH
000F XXH
0010 96H
0011 XXH
0012 XXH
Dir Contenido0000 Mov A
0001 ,#37H
0002 Add A
0003 ,#5FH
0004 Mov Dir,A
0005 10H
0007 Srl A
PC-H=00
PC-L=07
AR-H =00
AR-L=10
Bus dirA0…An
DR = 24H
M-prog M-dat
Bus ctr
IR=24H ACR = 96H
Bus datD0…D7
Fase de ejecución:
Máquina deestados
uProcesador Básico
C Z N P
ALU
S-UNIT
• La máquina de estados ordenaa la ALU incrementar elacumulador y el resultado sealmacena de nuevo en elregistro ACR
ProgramaMov A,#37HAdd A,#5FHMov 10H,AInc ASrl A
0006 Inc A
Dir Contenido
0000 10H
0001 37H
0002 20H
0003 5FH
0004 13H
0005 10H
0006 24H
0007 50H
Dir Contenido
000E XXH
000F XXH
0010 96H
0011 XXH
0012 XXH
Dir Contenido0000 Mov A
0001 ,#37H
0002 Add A
0003 ,#5FH
0004 Mov Dir,A
0005 10H
0007 Srl A
PC-H=00
PC-L=07
AR-H =00
AR-L=10
Bus dirA0…An
DR = 24H
M-prog M-dat
Bus ctr
IR=24H ACR = 97H
Bus datD0…D7
Fase de ejecución:
Máquina deestados
uProcesador Básico
C Z N P
ALU
S-UNIT
• La máquina de estados ordenaa la ALU incrementar elacumulador y el resultado sealmacena de nuevo en elregistro ACR
ProgramaMov A,#37HAdd A,#5FHMov 10H,AInc ASrl A
0006 Inc A
Dir Contenido
0000 10H
0001 37H
0002 20H
0003 5FH
0004 13H
0005 10H
0006 24H
0007 50H
Dir Contenido
000E XXH
000F XXH
0010 96H
0011 XXH
0012 XXH
Dir Contenido0000 Mov A
0001 ,#37H
0002 Add A
0003 ,#5FH
0004 Mov Dir,A
0005 10H
0007 Srl A
PC-H=00
PC-L=07
AR-H =00
AR-L=10
Bus dirA0…An
DR = 50H
M-prog M-dat
Bus ctr
IR=24H ACR = 97H
Bus datD0…D7
Fase de captura:
Máquina deestados
uProcesador Básico
C Z N P
ALU
S-UNIT
• Se carga el contenido de lamemoria de programa en elregistro DR
ProgramaMov A,#37HAdd A,#5FHMov 10H,AInc ASrl A
0006 Inc A
Dir Contenido
0000 10H
0001 37H
0002 20H
0003 5FH
0004 13H
0005 10H
0006 24H
0007 50H
Dir Contenido
000E XXH
000F XXH
0010 96H
0011 XXH
0012 XXH
Dir Contenido0000 Mov A
0001 ,#37H
0002 Add A
0003 ,#5FH
0004 Mov Dir,A
0005 10H
0007 Srl A
PC-H=00
PC-L=08
AR-H =00
AR-L=10
Bus dirA0…An
DR = 50H
M-prog M-dat
Bus ctr
IR=50H ACR = 97H
Bus datD0…D7
Fase de captura:
Máquina deestados
uProcesador Básico
ProgramaMov A,#37HAdd A,#5FHMov 10H,AInc ASrl A
C Z N P
ALU
S-UNIT
• Se carga el contenido de lamemoria de programa en elregistro DR
• Se transfiere el contenido deDR al registro IR y seincrementa el contador deprograma
0007 Srl A
Dir Contenido
0000 10H
0001 37H
0002 20H
0003 5FH
0004 13H
0005 10H
0006 24H
0007 50H
Dir Contenido
000E XXH
000F XXH
0010 96H
0011 XXH
0012 XXH
Dir Contenido0000 Mov A
0001 ,#37H
0002 Add A
0003 ,#5FH
0004 Mov Dir,A
0005 10H
0006 Inc A
PC-H=00
PC-L=08
AR-H =00
AR-L=10
Bus dirA0…An
DR = 50H
M-prog M-dat
Bus ctr
IR=50H
10010111b
ACR = 97H
Bus datD0…D7
Fase de ejecución:
Máquina deestados
uProcesador Básico
ProgramaMov A,#37HAdd A,#5FHMov 10H,AInc ASrl A
C Z N P
ALU10010111b
S-UNIT
00101110b
• Interpretada la instrucción, lamáquina de estados ordena ala ALU realizar una operaciónde transferencia y a la unidadde corrimiento que desplaza eldato es su entrada a laizquierda una posición.
0007 Srl A
Dir Contenido
0000 10H
0001 37H
0002 20H
0003 5FH
0004 13H
0005 10H
0006 24H
0007 50H
Dir Contenido
000E XXH
000F XXH
0010 96H
0011 XXH
0012 XXH
Dir Contenido0000 Mov A
0001 ,#37H
0002 Add A
0003 ,#5FH
0004 Mov Dir,A
0005 10H
0006 Inc A
PC-H=00
PC-L=08
AR-H =00
AR-L=10
Bus dirA0…An
DR = 50H
M-prog M-dat
Bus ctr
IR=50H
00101110b
ACR = 2EH
Bus datD0…D7
Fase de ejecución:
Máquina deestados
uProcesador Básico
ProgramaMov A,#37HAdd A,#5FHMov 10H,AInc ASrl A
C Z N P
ALU00101110b
S-UNIT
00101110b
• Interpretada la instrucción, lamáquina de estados ordena ala ALU realizar una operaciónde transferencia y a la unidadde corrimiento que desplaza eldato es su entrada a laizquierda una posición.
• El resultado se almacena denuevo en el registro ACR
0007 Srl A
Dir Contenido
0000 10H
0001 37H
0002 20H
0003 5FH
0004 13H
0005 10H
0006 24H
0007 50H
Dir Contenido
000E XXH
000F XXH
0010 96H
0011 XXH
0012 XXH
Dir Contenido0000 Mov A
0001 ,#37H
0002 Add A
0003 ,#5FH
0004 Mov Dir,A
0005 10H
0006 Inc A
PC-H=00
PC-L=08
AR-H =00
AR-L=10
Bus dirA0…An
DR = 50H
M-prog M-dat
Bus ctr
IR=50H ACR = 2EH
Bus datD0…D7
Fase de ejecución:
Máquina deestados
uProcesador Básico
ProgramaMov A,#37HAdd A,#5FHMov 10H,AInc ASrl A
C Z N P
ALU
S-UNIT
• Interpretada la instrucción, lamáquina de estados ordena ala ALU realizar una operaciónde transferencia y a la unidadde corrimiento que desplaza eldato es su entrada a laizquierda una posición.
• El resultado se almacena denuevo en el registro ACR
• Se finaliza la ejecución de estaparte de programa y secontinua con el resto.
Microcontroladores
Un microcontroladorintegra la CPU y todos losperiféricos en un mismochip.El programador sedesentiende de una grancantidad de dispositivos y seconcentra en el programade trabajo.
CPU
MEMORIARAM
MEMORIAROM
CONVERTIDORA/D
CONVERTIDORD/A
Temporizador
PuertoParalelo
PuertoSerie
83
CARACTERÍSTICAS DE LOS MICROCONTROLADORES
Un sistema con estructura integrada.
Gran capacidad para atender interrupciones en cuanto arapidez y gestión de prioridades.
Arquitectura dotada para el multiprocesamiento.
Memoria RAM y ROM interna de gran capacidad, y facilidadpara adicionar memoria externa.
Controladores de periféricos adaptados para aplicacionesespecíficas y cada vez más inteligentes.
Versión de bajo consumo para aplicaciones especiales.
inmunidad al ruido eléctrico.
Ejecución rápida y eficiente de instrucciones.
Líneas de Entrada/Salida programables.84
Clasificación de Los Microcontroladores
Por laArquitectur
a
Propósito general DSP (Digital SignalProcessor). ASIP (Application SpecificIntegrated Processor). Otros
Clasificaciónde losMicrocontroladores
Por lasPrestacione
s
Gama Baja Gama Media Gama Alta Multiprocesador
Por laTecnología
Alimentación Consumo Frecuencia
85
Aplicación de Los Microcontroladores
Informática:Impresoras,
PlottersCDROM
Imagen y Sonido:Procesamiento de Señales
control de los motoresLuces Robóticas,
vídeo, etc.Oficina: fax
fotocopiadoras.
La industria :Regulación,
Automatismos, Robótica,Control de procesos,Control de inyección
AplicacionesTípicas de un
microcontrolador
Electrodomésticos:Calefactores, lavadoras,
lavavajillas, etc.
Seguridad :Control de encendido,
Alarmas,Control de energía,
Remoto deelectrodomésticos, etc.
OTROS:En medicina.
En aplicaciones militares.En edificios inteligentes.
86
87
Clasificación de Los Microcontroladores
Las casasfabricantes de μCmás conocidas enel mercadoactualmente son:
Motorola
Intel
Zilog
Microchip
National Semiconductor
Mitsubishi
Rockwell
Dallas
88
Familias de Microcontroladores
INTEL MCS-48MCS-51
Algunas Familias deMicrocontroladores:
Microchip
Zilog
PIC16FXXPIC18FXX
Z8XXZ8608Z8603
Motorola 68XX68HC11
89
SELECCIÓN DEL MICROCONTROLADOR
Fabricante
PINES DE ENTRADA SALIDA• Digitales• Análogos
Características, quedefinen la utilización deun microcontrolador enuna aplicaciónespecifica
Memoria de Datos (bus de datos)Memoria de programa
Velocidad de procesamiento
Alimentación de voltaje
Hardware externo
Periféricos
Precio
90
Tipos de Arquitectura:
Arquitectura Von-Neuman:
Los µ C. Von-Neuman tienen un solo bus de datos por el cual circulan instruccionesy datos. Las instrucciones del programa y los datos se guardan conjuntamente enuna memoria común.
Cuando la CPU se dirige a la memoria principal, primero saca la instrucción ydespués saca los datos necesarios para ejecutarla, esto retarda el funcionamientode la CPU.
MEMORIA
CPU
BUS DEDIRECCIONES
BUS DE DATOS
8
INSTRUCCIONES
+
DATOS
91
•Arquitectura Harvard:
Los µ C. Harvard tienen separados el bus de datos y el bus de instrucción.Esto permite el proceso paralelo:
Cuando una instrucción esta siendo "captada", la instrucción actual estáutilizando el bus de datos.
Una vez que la instrucción actual está finalizada, la siguiente instrucciónestá disponible dentro de la CPU. Este procedimiento de trabajo permiteuna ejecución más rápida.
BUS DE DIRECCIONESDE INSTRUCCIONES
BUS DEDIRECCIONES
DE DATOS
MEMORIA DEINSTRUCCIONES
10 9CPU
814
MEMORIADATOS
BUS DEINSTRUCCIONES BUS DE DATOS
92
Juego de Instrucciones:
RISC (ReducedInstruction SetComputers)
CISC ( ComplexInstruction SetComputer)
SISC (SpecificInstruction SetComputer )