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

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