Microprocesadores · La Familia de los PIC Gama Básica: PIC16C5X: ... Microcontrolador de 16 bits....

Microprocesadores

UNEXPO – Pto. Ordaz. MICROPROCESADORESProf. Antonio Pateti

Un poco de historia

1965 Se formo GI división de Microelectrónica

1975 GI diseño el Controlador de Interface Periférico (PIC16C5X)

1985 GI división de Microelectrónica es vendida a Venture Capital

Investors, se forma Arizona Microchip Technology.

Prof. Antonio Pateti

UNIDAD

ARITME TICA/

LOGICA

UNIDAD

DE

CONTROL

REGISTROS

ROM RAMPUERTOS

E/S

MICROPROCESADOR

(CPU) MICROCOMPUTADORA

SALIDAS

ENTRADAS

RELOJ

BUS DE DIRECCIONES

BUS DE DATOS

BUS DE CONTROL

Arquitectura general de una Microcomputadora

UNEXPO – Pto. Ordaz. MICROPROCESADORESProf. Antonio Pateti

UNEXPO – Pto. Ordaz. MICROPROCESADORES

Arquitecturas

CPU

Memoria

Programa

+

Datos

Bus

Direcciones

Bus

Datos

Arquitectura von Neumann


CPU

Memoria

Programa

Bus

Direcciones

Bus

Datos

Memoria

Datos

M. Prog

M. Prog

Bus

Direcciones

M. Datos

Bus

Datos

M. Datos

Arquitectura Harvard


Arquitecturas



La Familia de los PIC

Gama Básica:

PIC16C5X: Instrucciones de 12 Bits

33 Instrucciones

Gama Media:

PIC16CXXX: Instrucciones de 14 Bits

35 Instrucciones




Gama Mejorada:

PIC18CXXX: Instrucciones de 16 Bits

77 Instrucciones


Arquitectura Optimizada para ser programado

en C



dSPIC:

dsPICXXX: Instrucciones de 24 Bits

84 Instrucciones



en C

PIC24:

PIC24F/HXXX: Microcontrolador de 16 bits.

Instrucciones de 24 Bits,84 Instrucciones


en C



PIC32:

PIC32F/HXXX



en C


Modelo PIC16F877 PIC16F1787

Mem. Programa

FLASH8192x14 8192x14

Mem.

Datos

(Bytes)

EEPROM 256 256

RAM 368 1024

Puertos E/S 33 36

Temporizadores 1-16 bits, 2-8

bits, 1-WDT

1-16 bits, 2-8

bits, 1-WDT

CCP 2 3

Comunicación

Serial

USART/

MSSP

EUSART/

MSSP

ADC8 (10 bits) 14 (12 bits)

Fuentes de

Interrupción14 22

Encapsulado 40P,44L,44PQ,

44PT

40P,44L,44PQ,

44PT

Características relevantes de los PIC16F87X



ALU

W

Memoria

de Datos

(SRAM)

Puertos E/S

TIMERS

EEPROM

CCP1,2

ADC

USART

SSP

PSP

Memoria

de Prog.

(FLASH)

Registro de

Instrucciones

Decodif. de

Instrucciones

FSR

Estado

MUX

MU

X

PC

Pila

8 Niveles9

Direcciones

8Datos

8

14

8

13

Direcciones

Dir. Directo

Dir. Indirecto

Arquitectura General del 16F87X



Arquitectura del 16F1787



Diagrama de Pines del 16F87X



Organización de la Memoria

Memoria

Programa

PIC16F1787



Memoria

Datos

PIC16F1787




Configuración General de cada Banco del PIC16F1787




Memoria Datos PIC16F1787 (Banco 0-7)




C: Acarreo / llevada

DC: Acarreo / llevada 4to bit

Z: Cero

PD#: Power Down

1: Después de Alimentar en µC o por la Instrucción CLRWDT

0: Por la Instrucción SLEEP

TO#: Time Out

1: Después de Alimentar en µC o por la Instrucción CLRWDT y SLEEP

0: Cuando se produce un desbordamiento en el Perro Guardián (Watchdog)

Registros


Registro STATUS


Registros


Registro Selección de Banco (BSR)

BSR0

07

BSR1BSR2BSR3- BSR4--

BSR4-BSR0: Selección de Banco Registros (Dir. Directo)00000: Banco 0

00001: Banco 1

00010: Banco 2

00011: Banco 3

11111: Banco 31


Q1 Q2 Q3 Q4 Q1 Q2 Q3 Q4 Q1 Q2 Q3 Q4

Busca Instrucción (PC)

Ejecuta Instrucción (PC-1) Busca Instrucción (PC+1)

Ejecuta Instrucción (PC) Busca Instrucción (PC+2)

Ejecuta Instrucción (PC+1)

Ciclo Instrucción

Ciclo de Instrucción





Búsqueda 1ª Ejecucuón 1ª



Búsqueda 4ª

Bús. 1ª SAL Ejec. 1ª SAL

1 Ciclo 1 Ciclo 1 Ciclo 1 Ciclo 2 CicloFin 1ª Fin 2ª Fin 3ª Fin 1ª

SAL

1ª - MOVLW 0xF5

2ª - MOVWF 0x20

3ª - CALL SAL

4ª - MOVLW 0xF6

Ejecución de un programa

No Ejec.



Set de Instrucciones

Son 20 instrucciones

• Instrucciones que manejan Registros

Son 2 instrucciones

• Instrucciones de Registros con Brinco

Son 4 instrucciones

• Instrucciones que manipulan Bits


Son 8 instrucciones

• Instrucciones de Operando Inmediato



Son 8 instrucciones

• Instrucciones de Control

Son 6 instrucciones

• Instrucciones de Operaciones Inherentes

Son 5 instrucciones

• Instrucciones Optimizadas para Comp. C




Nemónico u Operación Operandos

MOVF f,d

Especifica la operación a realizar Datos requeridos por la operación

Formato de una instrucción



Nemonico Descripción Ciclos 14 Bits Opcode. Banderas afectadas

ADDWF f,d f + W d 1 00 0111 dfff ffff C, DC, Z

ANDWF f,d f AND W dest 1 00 0101 dfff ffff Z

CLRF f 00h f 1 00 0001 1fff ffff Z

CLRW 00h W 1 00 0001 0000 00xx Z

COMF f,d NOT f dest 1 00 1001 dfff ffff Z

DECF f,d f - 1 dest 1 00 0011 dfff ffff Z

INCF f,d f + 1 dest 1 00 1010 dfff ffff Z


Instrucciones que manejan Registros


ADDWFC f,d W + f + C d 1 11 1101 dfff ffff C, DC, Z

ASRF f,d Desp. Arit. Der. 1 11 0111 dfff ffff C, DC

LSLF f,d Desp. Log. Izqui. 1 11 0101 dfff ffff C, DC

LSRF f,d Desp. Log. Der. 1 11 0110 dfff ffff C, DC

IORWF f,d f OR W dest 1 00 0100 dfff ffff Z

MOVF f,d f dest 1 00 1000 dfff ffff Z

MOVWF f W f 1 00 0000 1fff ffff




Instrucciones que manejan Registros


RLF f,d Rota a la Izq. con C 1 00 1101 dfff ffff C

RRF f,d Rota a la Der. con C 1 00 1100 dfff ffff C

SUBWF f,d F - W dest 1 00 0010 dfff ffff C, DC, Z

SWAPF f,d f<7:4>f<3:0>dest 1 00 1110 dfff ffff

XORWF f,d f XOR W dest 1 00 0110 dfff ffff Z

SUBWFB f,d F – W - C dest 1 11 1011 dfff ffff C, DC, Z




Instrucciones de Registros con Brinco


DECFSZ f,d f–1, brinca si f=0 1(2) 00 1011 dfff ffff

INCFSZ f,d f+1, brinca si f=0 1(2) 00 1111 dfff ffff



BCF f,b f<b> 0 1 01 00bb bfff ffff

BSF f,b f<b> 1 1 01 01bb bfff ffff

BTFSC f,b Si f<b>=0, Brinca 1(2) 01 10bb bfff ffff

BTFSS f,b Si f<b>=1, Brinca 1(2) 01 11bb bfff ffff


Instrucciones que manipulan Bits




ADDLW k k + W W 1 11 1110 kkkk kkkk C, DC, Z

ANDLW k k AND W W 1 11 1001 kkkk kkkk Z

IORLW k k OR W W 1 11 1000 kkkk kkkk Z

MOVLW k k W 1 11 0000 kkkk kkkk

SUBLW k k - W W 1 11 1100 kkkk kkkk C, DC, Z


Instrucciones de operandos inmediatos

XORLW k k XOR W W 1 11 1010 kkkk kkkk Z


MOVLB k k BSR 1 00 0000 001k kkkk

MOVLP k k PCLATH 1 11 0001 1kkk kkkk



BRA k (PC) + 1 + k PC 2 11 001k kkkk kkkk

BRW (PC) + W PC 2 00 0000 0000 1011

CALL k Llamada a Sub-Rut. 2 10 0kkk kkkk kkkk

CALLW Llamada a Sub-Rut. W 2 00 0000 0000 1010

GOTO k SALTA a la DIR k 2 10 1kkk kkkk kkkk

RETFIE Ret. Interrupción 2 00 0000 0000 1001

RETLW k Ret. Sub-Rut. K W 2 11 0100 kkkk kkkk

RETURN Retorno de Sub-Rut. 2 00 0000 0000 1000


Instrucciones de control





Instrucciones de Operadnos Inherentes


CLRWDT 00h WDT 1 00 0000 0110 0100 TO, PD

NOP No Operación 1 00 0000 0000 0000

OPTION W Option REG 1 00 0000 0110 0010

RESET Reset por Software 1 00 0000 0000 0001

SLEEP Modo Reposo 1 00 0000 0110 0011 TO, PD

TRIS f W TRIS 1 00 0000 0110 0fff




Instrucciones Optimizadas para Comp. C


ADDFSR n,k FSR(n) + k FSR(n) 1 11 0001 0nkk kkkk

MOVIW n,mm INDF(n) W 1 00 0000 0001 0nmm Z

MOVIW k[n] FSR(n) + k W 1 11 1111 0nkk kkkk Z

MOVWI n,mm W INDF(n) 1 00 0000 0001 1nmm

MOVWI k[n] W FSR(n) + k 1 11 1111 1nkk kkkk

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