Sistemas Digitais Microprocessados Microcontroladores Sistemas Digitais Microprocessados (SDM) AULA3 –parte A Profa. Ana T. Y. Watanabe atywata@gmail.com.br

Microcontroladores “Bem-aventurado o homem que acha sabedoria, e o homem que adquire conhecimento;” Provérbios 3:13

OBJETIVO DA AULA Temporização e Execução de Instruções Linguagem do computador: Assembly Classificação das Instruções: * Movimentação de Dados * Manipulação de Bits * Aritméticas e Lógicas * Teste e Desvio * Controle do Processador Modos de endereçamento Exercícios de fixação

Temporização e Execução de Instruções O sistema de relógio (clocking system) do microcontrolador é responsável por gerar os pulsos de clock que fazem as instruções, a CPU e os periféricos funcionarem em sincronia corretamente. O clocking system do HCS08QG8 é o ICS (Internal Clock Source). O sistema ICS engloba basicamente um circuito FLL (Frequency-Locked Loop) que pode receber sinal de clock de uma fonte interna ou externa.

Temporização e Execução de Instruções O circuito FLL gera um sinal comparando a frequência gerada por um oscilador digital (DCO) com a frequência do sinal de referência interna ou externa; A saída deste módulo é chamada ICSOUT; Esta saída é dividida por dois gerando o barramento de Clock (BUSCLK).

Módulo ICS (Internal Clock Source)

Temporização e Execução de Instruções Uma instrução necessita de no mínimo um ciclo de barramento ( ou dois ciclos de clock) para ser executada;

Temporização e Execução de Instruções Exemplo: ICSOUT = 16MHz =>> BUSCLK = 8MHz No melhor caso: instrução em um ciclo de barramento; Equivale: 125ns ou 8 milhões de instruções por segundo (8 MIPS); Tempo médio: 4 ciclos de barramento; Equivale: 500ns ou 2 milhões de instruções por seg. (2 MIPS);

Linguagem do computador: Assembly Qual a linguagem com que o computador se comunica? Linguagem binária (zeros e uns) Um programa => sequência de comandos (conjunto de bits agrupados em 4, 8, 16, 32 ou 64 elementos dependendo da CPU).

Linguagem do computador: Assembly O microcontrolador ou microprocessador possui um conjunto de instruções (opcodes) próprias. É imperativo conhecê-las para que se possa escrever um programa para ele. Os fabricantes para facilitar disponibilizam uma linguagem alternativa => linguagem Assembly. Na realidade, constitui-se apenas em nomear ou “apelidar” os opcodes, de forma a se memorizar e entender sua forma mais clara e simples.

Linguagem do computador: Assembly A linguagem assembly é constituído de mnemônicos que são abreviações (em inglês) das operações efetuadas pelas intruções. Ex.: LDA #$0A ; carrega A com 10 CMP $80 ; compara A com o conteúdo do end. $80 BEQ FIM ; se a comparação for igual vai para fim LDA = LoaD Acumulator (carregar acumulador) CMP = CoMP (comparar) BEQ = Branch if EQual (desvie se igual)

Linguagem do computador: Assembly Observe que as instruções vem acompanhados de valores ou palavras. Estes elementos são chamados de operandos da instrução e possuem o propósito de complementá-la. Estes operandos podem ser valores: imediato, registrador e memória.

Linguagem do computador: Assembly Montador Assembler. Este é o programa que transforma o código escrito na linguagem Assembly em linguagem de máquina, substituindo as instruções, variáveis pelos códigos binários e endereços de memória correspondentes. Os compiladores de várias linguagens de alto nível fazem a compilação dos programas em duas etapas, na primeira transformando o código fonte em código Assembly e em seguida gerando o binário com a ajuda de um Assembler.

Classificação das Instruções: 1)Movimentação de Dados: efetua a carga, movimentação e manipulação de dados (bytes ou words); 2)Manipulação de Bit: setar/apagar um bit na memória ou em um registrador; 3)Aritméticas e Lógicas: realizar operações matemáticas ou lógicas;

Classificação das Instruções: 4)Teste Condicional e Desvio: realizar testes e desvios no fluxo de programa; 5)Controle do Processador: Controle interno do processador.

Modos de Endereçamento:

Modos de Endereçamento

Modos de Endereçamento

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Modos de Endereçamento

Modos de Endereçamento

Modos de Endereçamento

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Exercício: Escreva um programa que lê o conteúdo do acumulador previamente carregado com o conteúdo da memória do endereço $007F. A seguir, testa se o “bit” menos significativo é igual a 1. Em caso positivo, acende o led (bit 0) na porta de saída A ($0000), caso contrário, acende outro led (bit 1) na porta de saída A ($0000). Os leds devem ser devidamente configurados, sendo que acende com nivel 0.