Arquitetura 8051 Disciplina: Microcontroladores Prof. Remy Eskinazi Depto Engenharia Elétrica UPE - Poli

Agenda Características do Microcontrolador 8051 Arquitetura 8051 Memória interna Área de RAM Clock e Reset Temporização

Características do 8051 8051 Introduzido no mercado pela Intel no início da década de 80 (1981) Atualmente produzido por várias companhias em muitos variantes É o microcontrolador mais frequente (produção e utilização) – (40% do mercado) Microcontrolador de 8 bits

Microcontroladores e Fabricantes Motorola 8-bit 68HC05 68HC08 68HC11 16-bit 68HC12 68HC16 32-bit 683xx Texas Instruments TMS370 MSP430 Zilog Z8 Z86E02 Atmel ARM Intel 8-bit 8XC42 MCS48 MCS51 8xC251 16-bit MCS96 MXS296 National Semiconductor COP8 Microchip 12-bit instruction PIC 14-bit instruction PIC PIC16F84 16-bit instruction PIC NEC

8051 “Flavors” Part Number Fabricante ROM RAM Pinos I/O Timers Interrupções Vcc Package 8051 Intel 4K 128 32 2 6 5v 40 8031 - 8751 8052 8K 256 3 8 AT89C51 Atmel AT89C1051 1K 64 15 1 3v 20 AT89C2051 2K DS5000-8 Dallas DS5000T-8 32K

Arquitetura 8051 Standard CPU CISC de 8 bits (8 bit Data bus, 16 bit Address bus) ULA 8 bits Registradores 8 bits 4Kbytes de ROM de programa ROM => 8051 EPROM => 8751 ROMLESS => 8031 FLASH => AT89C51 (Atmel) 256 bytes de SRAM 128 bytes de SFRs 128 bytes de usuário+pilha 64 kbytes de ROM externa 64 kbytes de RAM externa

Arquitetura 8051 Standard Periféricos embarcados 2 Timers de 16 bits com 4 modos funcionais 4 ports paralelos 1 Canal de comunicação serial 5 fontes de interrupção independentes 2 externas 2 timers 1 canal serial Set de instruções fortemente voltado para controle 112 instruções básicas Instruções aritméticas; Instruções lógicas Instruções movimentação Instruções saltos e desvios Instruções controle interno

Pinagem 8051 8051 8031 8751 AT89C51 P1.0 1 40 Vcc P1.1 2 39 P0.0(AD0) 38 P0.1(AD1) P1.3 4 37 P0.2(AD2) 8051 8031 8751 AT89C51 P1.4 5 36 P0.3(AD3) P1.5 6 35 P0.4(AD4) P1.6 7 34 P0.5(AD5) P1.7 8 33 P0.6(AD6) RST 9 32 P0.7(AD7) (RXD)P3.0 10 31 EA/VPP (TXD)P3.1 11 30 ALE/PROG (INT0)P3.2 12 29 PSEN (INT1)P3.3 13 28 P2.7(A15) (T0)P3.4 14 27 P2.6(A14) (T1)P3.5 15 26 P2.5(A13) (WR)P3.6 16 25 P2.4(A12) (RD)P3.7 17 24 P2.3(A11) XTAL2 18 23 P2.2(A10) XTAL1 19 22 P2.1(A9) GND 20 21 P2.0(A8)

Pinagem 8051 P0.0 AD0 Vcc P0.1 AD1 P0.2 AD2 GND P0.3 AD3 PORT 0 P0.4 XTAL1 P0.6 AD6 XTAL2 P0.7 AD7 P2.0 A8 RST P2.1 A9 P2.2 A10 PSEN P2.3 A11 PORT 2 EA/VPP P2.4 A12 ALE/PRG P2.5 A13 P2.6 A14 P2.7 A15 RXD TXD INT0 INT1 T0 T1 WR RD P3.0 P1.0 P3.1 P1.1 P3.2 P1.2 P3.3 P1.3 PORT 1 P3.4 P1.4 PORT 3 P3.5 P1.5 P3.6 P1.6 P3.7 P1.7

Demux Barramentos 8051

Sistema de Memória 8051 Memória de programa Memória de Dados 60 K 4 K 7 7 FFFF FFFF PSEN 60 K External 64 K External 1000 OU PSEN 0FFF 4 K Internal 0000 0000 EA = 1 EA = 0 Memória de Dados FFFF FF RD WR SFRs 80 64 K External E 7F RAM 00 Internal 0000 Direct Direct , Register, Reg. Indirect

RAM Interna 8051 User & Stack SFRs SFRs Scratch Pad Area RAM FF 7F F0 * B A8 * IE Interrupt Enable Ctr 1 Scratch Pad Area E0 * ACC A0 * P2 Port 2 RAM 99 SBUF Serial Data Buffer D0 * PSW 98 * SCON Serial Control B8 * IP 90 * P1 Port 1 30 8D TH1 timer 1 High B0 * P3 8C TH0 timer 0 High Bit #00 7F OR 8B TL1 timer 1 Low Bit Addressable RAM 20.0 2F.7 8A TL0 timer 0 Low 20 89 TMOD timer/counter Mode R7 88 * TCON timer/counter control Bank 3 18 R0 Select Bank with PSW.4 , .3 = RS1, RS0 87 PCON Power Control Bank 2 R7 * = Bit endereçável 10 R0 83 DPH R7 Data pointer DPTR Bank 1 82 DPL 08 R0 81 SP Stack pointer Bank 0 R7 80 * P0 Port 0 00 R0

Bancos de Registradores Quatro bancos de registradores Cada banco com registradores R0-R7 1F 18 Bank 3 8052 8051 17 10 Bank 2 0F 08 Bank 1 07 06 05 04 03 02 01 00 R7 R6 R5 R4 R3 R2 R1 R0 Bank 0

Área de Bit e Byte Endereçável 2F 2E 2D 2C 2B 2A 29 28 7F 78 1A 10 0F 08 07 06 05 04 03 02 01 00 20h – 2Fh (16 locations X 8-bits = 128 bits) Bit addressing: mov C, 1Ah or mov C, 23h.2 8052 8051 27 26 25 24 23 22 21 20

Reset e Clock no 8051 Vcc 31 EA/VPP X1 10 uF 30 pF X2 RST 9 8.2 K

Reset e Clock no 8051

Ciclo de Máquina no 8051 Ciclo de Máquina = 1/ (fext / 12) 8051 Ex.: Encontrar o ciclo de máquina para: (a) XTAL = 11.0592 MHz (b) XTAL = 16 MHz. Solução: (a) 11.0592 MHz / 12 = 921.6 kHz; Ciclo de máquina = 1 / 921.6 kHz = 1.085 s (b) 16 MHz / 12 = 1.333 MHz; Ciclo de máquina = 1 / 1.333 MHz = 0.75 s

Temporização do 8051