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Apresentação sobre microcontrolador na Engenharia de Teleinformática

Apresentação sobre microcontrolador na Engenharia de Teleinformática

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    HC11 HC11 Presentation Transcript

    • 68HC11 Seminário MicroProgramados – DETI - UFC Igor Negreiros – Leonardo Silveira – Lucas Cavalcante – Rafael Lobo
    • FreeScale 68HC11
      • Originalmente fabricado pela Motorola.
      • FreeScale foi criada em 2004.
      • É uma antiga divisão da Motorola.
      • CISC ( Complex Instruction Set Computer)
      • A Família M68HC11 foi pioneira no quesito de memória em microcontroladores. Foi o primeiro microcontrolador a integrar EPROM e EEPROM no mesmo chip.
      • Criado em 1984.
      • Usa tecnologia HCMOS = Boa Tolerância a Ruído
      • Existem Variações do 68HC11
        • 8-Bits
        • 16-Bits
      • Nessa apresentação será utilizado o 68HC11A8
        • 8Kb ROM
        • 512 Bytes – EPROM
        • 256 Bytes – RAM
        • 5 I/O
        • 8-Bit A/D
        • Serial I/O
        • Parallel I/O
      • Muito Utilizados em:
        • Leitores de Código de barra
        • Hotel card key writers
        • Robotics
    • A Família 68HC11
      • Otimizada para pequeno consumo, e alta freqüência.
      • Freqüências de até 4 MHz.
      • Principais Características:
      • 2 acumuladores de 8 bits = 1 de 16 bits.
      • 2 registradores de índice de 16 bits.
      • Instruções de manipulação de bits.
      • Modos de baixo consumo: STOP e WAIT.
      • I/O mapeada em memória.
      • RAM estática interna.
      • Uma EPROM programável.
      • Possibilidade de memória extendida.
      • DMA.
      • Comunicação serial síncrona (SPI) e assíncrona (SCI).
      • Timer.
      • Conversor A/D de 8 ou 10 bits.
      • Captura de eventos.
      • Portas de E/S.
      • Há várias versões do 6811:
        • Séries A, D, E, F, G, K, L, M, P
    • Modos de Operação
      • 2 Modos de Operação
        • Single-Chip
        • Expanded Multiplexed
          • Necessita de memória e portas de I/O extras que devem ser conectadas aos barramentos de dados e endereço.
          • A Porta B é utilizada para o endereçamento de A8-A15
          • A Porta C é utilizada para o endereçamento baixo e também para a conexão de dados D0-D7
    • Controle
      • Lista de sinais de I/O para sincronizar a operação do 68HC11 com os outros elementos no modo exapandido.
      • Read/Write – Controla a direção da transferência no barramento de dados.
      • Reset` - Inicia a sequência de Reset, ao retornar checa os pinos MODA e MODB.
      • XIRQ` e IRQ` - Requisições de Interrupção.
      • E – Clock – é usado tanto externamente quanto internamente, e determinado pelo Cristal conectado ao EXTAL e XTAL. Divide a frequência do cristal por 4.
        • O máximo Clock suportado é 2 MHz
    • Mapa de Memória
      • Possui 64K de espaço para endereçamento. 0000h até FFFFh.
      • Espaço ocupado por I/O,RAM e ROM.
      • ROM e EEPROM tem espaços fixos.
      • Endereços de RAM e I/O são configuráveis.
      • Quando operando em modo expandido, garantir que a RAM e I/O externas estão endereçadas em espaços não utilizados.
    • Exemplo de Mapa de Memória
      • No modo expandido:
    • Reset Address Vector
      • Após um sinal de Reset, o 68HC11 sempre executa as instruções localizadas na faixa de endereços FFFEh – FFFFh .
      • Esse valor de 16bits é chamado de Reset Address Vector.
      • O pino RESET` necessita ser segurado em ‘0’ por 4 ciclos para o 68HC11 reiniciar estavelmente.
    • Arquitetura
    • Arquitetura
      • Alguns elementos internos não pode ser acessado pelos pinos externos, como o PC(Ponteiro de Código), este só e acessível via software.
      • Registradores:
    • Funções dos Registros
      • IR(Instruction Register, 8-Bits)
        • Guarda os OPCODES, enquanto o decodificador de instruções determina como executar o OPCODE.
      • PC(Program Counter,16-Bits)
        • Contém o endereço da próxima instrução.
        • Não é acessível diretamente, mas pode ser modificado através de outras instruções. Como BRA(JMP).
      • Data Address Register(16-Bits)
        • Guarda o endereço na memória(ou I/O) de onde o processador está escrevendo ou lendo.
    • Funções dos Registros
      • Acumuladores(8 ou 16-Bits)
        • Possui dois Acumuladores de 8-Bits, ACCA e ACCB, aumenta a velocidade de programação por deixar dois valores a serem guardados localmente. Utilizado em subtrações, somas.
        • Um Acumulador de 16-Bits, ACCD formado pela junção de ACCA e ACCB.
      • Index Registers(16-Bits)
        • Possui dois registradores de Index(X e Y) utilizados operações de vetores.
      • Condition Code Registe(8-Bits)
        • São Flags(Indicam condições do microprocessador)
    • Funções dos Registros
      • Data Register(16-Bits)
        • Não é acessível ao programador.
        • Utilizado como buffer.
      • Stack Pointer(16-Bits)
        • Utilizado para armazenamento temporário.
    • I/O
        • No 68HC11, I/O são mapeadas na memória.
        • LDAx <device address> - Lê da I/O
        • STAx <device address> - Escreve na I/O
        • Parallel I/O
        • 68HC11 possui 5 ports
          • Port A – Bits 4,5,6,7 usados para saída.
          • Port B – Usada para acessar memória externa.
          • Port C – Usada para acessar memória externa.
          • Port D – Usada para acessar memória externa.
          • Port E – Bits 0 – 7 usada para entrada.
    • Interrupções
      • Hardware salva os registradores automaticamente.
      • Em multithread: salvar registradores.
      • Após o RTI: registradores são restaurados.
      • Duas interrupções externas: IRQ, XIRQ(ativas em nível zero).
      • - O 6811 suporta: 
      • - 1 interrupção STRA
      • - 3 interrupções Input Capture
      • - 5 interrupções OC
      • - 2 interrupções de porta serial (SCI e SPI)
      • - 3 interrupções de timer(timer overflow, real time interrupt, pulse acumulator).
    • Serial
      • A maioria das versões do 6811 contém uma porta serial assíncrona na Porta D, bits 0 e 1.
      • O registrador BAUD define o baud rate:
        • Dois fatores inteiros dividem o clock E, para gerar o BAUD RATE.
        • SCP1 e SCP0 determinam o fator de pré-escala.
        • SCR2, SCR1 e SCR0 especificam o outro fator.
    • Timer
      • Timers disponíveis:
        • Basic timing
        • Real time interrupts
        • Output compare
        • Input capture
        • Computer Operating Properly
        • Pulse Accumulator
        • Pulse Width Modulation
      • Funcionalidades
        • Baseado em um timer central
        • Overflow Flags
        • Interrupt Enables
    • Timer
      • Basic Timing:
        • 16-bit free running counter (timer)
        • Pode-se usar overflow para extender a contagem.
      • Real time interrupt:
        • Similar ao Basic Timing com overflow exceto:
          • O Clock é primeiro dividido por 1000 e então dividido novamente por RTR1 e RTR0.
      • Computer Operating Properly
        • Watch-Dog Timer
      • Output Compare
        • Utilizado na necessidade de um tempo preciso.
      • Input Capture
        • Capturar eventos externos.
        • Conta o tempo entre dois eventos.
      • Pulse Accumulator
        • Capturar eventos externos.
        • Conta o número de eventos externos.
      • Pulse Width Modulation
        • PWM(Gera formas de ondas periódicas)
    • A/D
      • 8 canais: Port E
    • A/D – Port E
      • 8-bit
      • Address $100A
      • Multi-Função
        • Digital Input Port
        • Analog Input Port (A/D)
      • Dois modos de operação:
        • Single Channel Scan
        • Continuous Channel Scan
    • Considerações Finais
      • Uma arquitetura tradicional
        • Aprendizado mais fácil.
        • Mais simples desenvolver para ele.
      • Competiu e compete no mercado com o 8051 e o PIC.
      • Nos HC11, todos os recursos são identificados por um único endereçamento no mesmo espaço de endereços e podem ser acessados usando as mesmas instruções.
      • Foi muito utilizado por ser barato e ter uma vasta quantidade de softwares de desenvolvimento.
      • CISC(Vantajoso?)
    • Considerações Finais Anos 80
    • Bibliografia
      • www.google.com
      • DataSheet