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Curso de microcontrolador MCS51

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Un manual muy bueno de microcontroladores de la familia MCS51, del M.C. Eduardo Sánchez Arellano
que puede servir como referencia para el micro AT89S8252

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Curso de microcontrolador MCS51

  1. 1. Curso de Microcontroladores I Contenido: 1 Portada. 2 Temario. 3 Manual del Curso. 4 Anexos
  2. 2. M.C. Eduardo Sánchez Arellano. - Página 2- Contenido Capitulo 1. La familia MCS-51 1.1. Características de la familia 1.2. Características de los Microcontroladores 8051 1.3. Pinout de los Microcontroladores Intel 1.4. Características de las memorias EPROM integradas en los Microcontroladores 8751. 1.4.1. Introducción 1.4.2. Programación de la EPROM Interna. 1.4.3. Sistema de protección de la información en la EPROM Interna. 1.4.4. Borrado de la información en la EPROM Interna. Capitulo 2. Configuración de la memoria en el Microcontrolador 8751 2.1. Memoria de programa y datos. 2.2. Memoria de programa. 2.3. Memoria de datos. 2.4. Area de direccionamiento sólo indirecto. 2.5. Area de direccionamiento directo e indirecto. 2.6. Area de registros o funciones especiales 2.7. Operación Reset. Capitulo 3. Programación de los Microcontroladores 3.1. Introducción 3.2. Modos de direccionamiento 3.3. Ciclo de instrucción 3.4. Tipo de instrucciones 3.5. Instrucciones aritméticas. 3.6. Instrucciones lógicas. 3.7. Instrucciones de transferencia ó movimiento de datos. 3.7.1. Transferencia de datos sobre la RAM interna 3.7.2. Transferencia de datos sobre la RAM externa. 3.7.3. Memoria de programas para el tratamiento de tablas 3.8. Instrucciones Booleanas 3.9. Instrucciones de salto. 3.9.1. Instrucciones de salto incondicional. 3.9.2. Instrucciones de salto condicional. 3.10. <<SET>> de instrucciones de la familia MCS-51 Capitulo 4. Presentación del software y equipo para el desarrollo de aplicaciones 4.1. Introducción 4.2. El Macroensamblador: 4.3. Operaciones del editor. 4.4. Operaciones de ensamblado. 4.5. Operaciones de Encadenado. 4.6. Operaciones de Simulación 4.7. Ejecución y estudio de programas en el Macroensamblador. Capitulo 5. Control de puertos de Entrada/Salida. 5.1. Introducción 5.2. El Microcontrolador como Microprocesador. 5.3. Operaciones de escritura en los puertos del Microcontrolador. 5.4. El puerto P0 en modo salida. 5.5. Operaciones de lectura en los puertos. 5.6. Control de procesos Industriales básicas. 5.7. Control del LCD. 5.8. Control del Teclado. 5.9. Adquisición de datos mediante ADC Capitulo 6. Interrupciones. 7.1. Introducción. 7.2. Tipos de Interrupciones. 7.3. Proceso de interrupción en los Microcontroladores. 7.4. Niveles de prioridad. 7.5. Interrupciones externas. (INT0) e (INT1) 7.6. Interrupciones internas producidas por Timer 0 y1. Capitulo 6. Temporizadores y Contadores. 6.1. Introducción 6.2. Timer 0 (T0) y Timer 1 (T1). 6.3. Temporizador/Contador de 13 y 16 bit, arranque por software. 6.4. Programas.
  3. 3. M.C. Eduardo Sánchez Arellano. - Página 3- Capitulo 1 INTRODUCCIÓN A LOS MICROPROCESADORES 1.1 LA EVOLUCION DEL MICROPROCESADORES Antes de comenzar a analizar los microprocesadores modernos, se debe primero entender qué fue lo que puso a estos dispositivos en los primeros años. La historia dice que Se construyeron gigantescas máquinas computadoras en las décadas de 1940 y 1950, construidas con relevadores y tubos de vacío (bulbos). Más adelante, se utilizaron los transistores y los componentes electrónicos de estado sólido para construir las poderosas computadoras de la década de 1960. Con el advenimiento, de los circuitos integrados se llegó al perfeccionamiento del microprocesador y de los sistemas de microcomputadoras. El microprocesador de 4 bits En 1969, Intel Corporation y el talento creativo de Marcian E. Hoff lanzaron el primer microprocesador: el 4004, de 4 bits. Este microprocesador, programable en un solo encapsulado era insuficiente, según las normas actuales, porque sólo direccionaba 4096 localidades de 4 bits en la memoria. El 4004 contenía un conjunto de instrucciones que ofrecían sólo 45 instrucciones diferentes. Como consecuencia, el 4004 sólo se podía emplear en aplicaciones limitadas, como en los primeros juegos de vídeo y en controladores pequeños basados en microprocesadores. Cuando surgieron aplicaciones más complejas para el microprocesador, el 4004 resultó inadecuado. El microprocesador de 8 bits Más tarde, en 1971, al percatarse que el microprocesador era un producto, viable para, comercialización, Intel Corporation produjo el 8008, el primer microprocesador de 8 bits. El tamaño ampliado, de la memoria (16K * 8) y las instrucciones adicionales (un total de 48). Con este nuevo microprocesador brindaron la oportunidad de muchas aplicaciones más avanzadas (1K es igual a 1024 y un byte es un número de 8 bits). Conforme los ingenieros desarrollaban usos más demandantes para el microprocesador, la memoria y el juego de instrucciones del 8008 pronto limitaron su utilidad. Por tanto, en 1973, Intel Corporation introdujo el 8080, el primero, de los microprocesadores modernos de 8 bits. Pronto, otras empresas empezaron a lanzar sus
  4. 4. M.C. Eduardo Sánchez Arellano. - Página 4- propias versiones de los procesadores de 4 y de 8 bits. En la tabla 1-1 se enumera muchos de estos primeros microprocesadores. MICROPROCESADORES DE 8 BIT. AÑO MICRO COMENTARIOS 1969 Intel 4004 No fue un producto comercial. 1971 Intel 8008 Primer microprocesador de 8 bits. 1973 Intel 8080 Surge la industria de las microcomputadoras. 1974 Motorola 6800 Primer micro de Motorola. 1975 Zilog Z80 Aparece el sistema operativo CP/M. 1976 Intel 8085 Mostek 6502 Aparece Apple iniciando el auge de las microcomputadoras. 1978 Motorola 6809 Mejor micro de 8 bit. Tabla 1-1 UNIDAD CENTRAL DE PROCESAMIENTO (CPU). El CPU es el corazón de la µC, es el encargado de decodificar las instrucciones, hacer más eficientes las operaciones aritméticas, y controlar algunas otras partes de la maquina. Cuenta con cuatro partes básicas. (1) Registros, (2) Unidad Aritmética y lógica, (3) Circuito de temporización y control. (4) Circuito de Decodificación. Los Registros: Son localizaciones que sirven para almacenar temporalmente datos, pueden ser de 8 o de 16 bits. Los tres registros más usados son, el acumulador para propósito general, el contador de programa y el registro de instrucciones que son de (1) Acumulador. (ACC) Reg de Instrucción. Contador del Programa Decodificador de Instruccion (4) Timing and Control. (3) (2) Unidad Aritmetica. y Logica. (ALU)
  5. 5. M.C. Eduardo Sánchez Arellano. - Página 5- propósito específico. El acumulador almacena temporalmente el resultado de las operaciones aritméticas y lógicas. El registro de Instrucciones es usado para almacenar la instrucción que se está ejecutando en ese momento por el microprocesador. El contador de Programa contiene la dirección de la siguiente instrucción del programa. El circuito de decodificación: Involucra el proceso de trasladar un patrón binario en una operación o secuencia de operaciones. Por ejemplo si el siguiente patrón binario 10111001 representa “ADD”, el circuito de decodificación lo reconoce y manda señales a todas las otras partes del µP para que ocurra la decodificación. El Circuito de temporizador y control: Es una red secuencial que acepta un código que define la operación que se va a ejecutar y luego prosigue a través de una secuencia de estados, generando una correspondiente secuencia de señales de control. Estas señales de control incluyen el control de lectura - escritura y señales de dirección de memoria válida en el bus de control del sistema. Otras señales generadas por el controlador se conectan a la unidad aritmética - lógica y a los registros internos del procesador para regular el flujo de información en el procesador y a, y desde, los buses de dirección y de datos del sistema. La unidad aritmético-lógica (ALU, Arithmetic-logic unit): es una red combinacional. Acepta dos palabras de datos y una palabra de control que especifica el tipo de operación que ha de ejecutarse con los datos. El bus de datos del sistema o cualquiera de los registros internos del procesador pueden proporcionar palabras de datos. La palabra de control se define por la unidad de control. La ALU realiza la operación especificada y genera una palabra de salida que representa el resultado de la operación aritmética o lógica y un conjunto de señales de estado que indican, por ejemplo, si se produjo un acarreo o desbordamiento aritmético. La palabra resultado se puede dirigir a cualquiera, de los registros internos o al bus de datos. El destino específico se define por la unidad de control, dependiendo de la naturaleza de la Operación que se esta realizando. Las señales de estado se dirigen a un registro interno específico del procesador para almacenamiento, denominado registro de códigos de condición.
  6. 6. M.C. Eduardo Sánchez Arellano. - Página 6- 1.2 “Arquitectura de los Microprocesadores” El Acumulador: almacena datos para procesar por la ALU. Suelen tener el mismo número de bits que el bus de datos. El acumulador se utilizan con el bus de datos y la ALU en el proceso de datos. Por ejemplo, dos palabras binarias se pueden sumar, cargando la primera en el acumulador A, sumando la segunda, cargando el resultado en el acumulador y después transfiriendo los resultados desde el Acumulador, a la memoria. Durante la transferencia de los primeros datos, el bus de datos sirve como una entrada al Acumulador. Durante la segunda, la ALU realiza una suma en la que el bus de datos proporciona una entrada y el acumulador A la otra; la salida de la ALU se conecta a la entrada del acumulador A para almacenar el resultado. Durante la tercera operación, la salida del Acumulador se conecta al bus de datos, de modo que los resultados se transfieren a memoria.
  7. 7. M.C. Eduardo Sánchez Arellano. - Página 7- El contador de programa (PC): Es un registro de 16 bits que contiene la dirección de la palabra siguiente del programa. Su salida se conecta al bus de direcciones siempre que una palabra del programa se lea desde la memoria. Cada vez que el contador de programa proporciona una dirección, se modifica de modo que contiene siempre la dirección de la palabra siguiente del programa. El puntero de pila (SP, stack pointer): El puntero de pila es, un registro de autoincrementación y autodecrementación, que significa que cada vez que se proporciona un dato su contenido se incrementa o decrementa automáticamente. En los microprocesadores, el puntero de pila contiene la dirección de la siguiente posición de memoria vacía en la pila. A continuación, proporciona esta dirección al bus de direcciones durante un ciclo del bus de lectura. La pila se utiliza de muchos modos; por ejemplo, se utiliza para almacenar la dirección de retorno cuando las transferencias de control a subrutinas o rutinas de interrupción de servicios. El registro de códigos de condición: (PSW) ó (CCR) Almacena la información que describe los resultados de operaciones anteriores. Esta información se almacena asignando un bit en el registro. En algunos microprocesadores, el registro del código de condición. Contiene ocho bits, El bit menos significativo es el bit de acarreo, o bit C, que se pone a 1 cuando se produce un acarreo aritmético. El bit de desbordamiento, o bit V, se pone a 1 si se produce un desbordamiento. El bit cero, o bit Z, el tercer bit en el registro de códigos de condición se pone a 1 cuando se produce el resultado cero. El bit negativo, o bit N, se pone a 1 cuando el resultado es negativo. El bit de semi acarreo, o bit H, se pone a 1 cuando se produce un acarreo desde el bit 3. El bit H se utiliza con cálculos aritméticos con datos codificados en BCD. Los bits C, V, Z, N y H se ponen a 1, o a 0, automáticamente por el procesador, dependiendo de la naturaleza de la operación que se está ejecutando y el resultado de está operación, además, los bits C, V e I pueden ser puestos a 1, o a 0, por el programador utilizando instrucciones especiales para cada bit.
  8. 8. M.C. Eduardo Sánchez Arellano. - Página 8- Capitulo 2 Introducción a los Microcontroladores Intel • Antecedentes históricos. En el año de 1971 cuando surge el primer microprocesador de 4 Bit Intel, las técnicas de diseño de los equipos de instrumentación y control sufrieron un cambio. Los fabricantes de microprocesadores, conscientes de la importancia de este mercado, pusieron a disposición de los ingenieros una gran variedad de circuitos integrados complementarios los cuales constituyen, para cada fabricante, su familia. Figura 2.1 n el año de 1976, gracias al aumento en la densidad de integración, salió a la luz la primera computadora en un chip, es decir, se integraron junto con el microprocesador los subsistemas que anteriormente formaban unidades especializadas e independientes, pero unidas por las pistas de circuitos impresos con el microprocesador formando lo que se conoce como sistema mínimo. A este nuevo circuito integrado se le denominó MICROCONTROLADOR. No hay duda que disponer de un chip que cuente con tantos subsistemas, es un gran avance y consecuentemente muy rentable. Los MICROCONTROLADORES INTEL de 8 Bit que estudiaremos en esta unidad integran los siguientes subsistemas. ♦ Un CPU de 8 bit. ♦ 256 Byte de RAM interna. E
  9. 9. M.C. Eduardo Sánchez Arellano. - Página 9- ♦ 4 Kbyte de ROM(8051) ó EPROM(8751) interna. ♦ 4 Puerto de Entrada /Salida. ♦ 2 Contadores y temporizadores de 16 bits. ♦ Circuito de reloj incorporado. ♦ Bajo consumo de corriente(power down) en las versiones CHMOS. ♦ Alta inmunidad al ruido eléctrico. ♦ Ampliación del set de instrucciones con algunas muy potentes para la adquisición y tratamiento de datos, tablas, multiplicación, división, etc. ♦ Instrucciones lógicas y de brinco orientadas al proceso de señales bit a bit (procesador booleano). ♦ Espacios de la memoria de programa y de datos separadas (memoria segregada). ♦ Protección de la memoria de programas (encriptación). ♦ Comunicación serie estándar con otros sistemas. Tipo Full-Duplex. ♦ 5 interrupciones programables con niveles de prioridad. En estos momentos los MICROCONTROLADORES de 8 bits son el estándar para aplicaciones en controladores de mediana complejidad, por su facilidad de manejo y su alto nivel de prestaciones. Además la arquitectura permite que el MICROCONTROLADOR sea utilizado como Microprocesador. Naturalmente esto trae como consecuencia una reducción de su capacidad autónoma de controlar periféricos a través de sus puertos. MICROCONTROLADORES INTEL 8XXX Características de la Familia de MICROCONTROLADORES Intel. Con ROM sin ROM con EPROM ROM RAM TIMER TECNO 8048AH 8040AH P8748H 1K 64 1 HMOS 8049AH 8039AHL P8749H 2K 128 1 HMOS 8050AH 8035AHL No Existen 4K 256 1 HMOS 8051 8031 8751 4 K 128 2 HMOS 8051AH 8031AH 8751H 4 K 128 2 HMOS 8052AH 8032AH 8752BH 8 K 256 3 HMOS 80C51BH 80C31B 87C51 4 K 128 2 CMOS TABLA 2.1
  10. 10. M.C. Eduardo Sánchez Arellano. - Página 10- ARQUITECTURA BASICA DE LOS MICROCONTROLADORES 8051 FIGURA 2.2 DIAGRAMA GENERAL DE LOS MICROCONTROLADORES 8031-8051-8751 FIGURA 2.3
  11. 11. M.C. Eduardo Sánchez Arellano. - Página 11- PINOUT DEL 8XX1 FIGURA 2.4 Descripción de los pines: Vcc: Voltaje de alimentación positiva (+5 Volts.) Vss: Conexión a tierra (0 volts). PUERTOS: Los MICROCONTROLADORES 8051 tienen 4 puertos de 8 bits bidireccionales (P0, P1, P2 y P3). Esto quiere decir que pueden programarse y operar como entrada o salida.
  12. 12. M.C. Eduardo Sánchez Arellano. - Página 12- PUERTO 0(P0): Se encarga de multiplexar en el tiempo por sus 8 líneas la parte baja del Bus de direcciones durante el acceso a la memoria externa, y el Bus de datos. PUERTO 1(P1): Este puerto además de ser de proposito general también recibe la parte baja de direcciones, durante la programación y verificación de la memoria EPROM interna. PUERTO 2 (P2): El puerto 2 emite la parte alta del Bus de direcciones en los accesos de memoria externa cuando utilizan 16 bits de dirección (MOVX @DPTR, A). Durante el acceso a la memoria de datos externa con direccionamiento de 8 bits (MOVX @R1,A), los pines del Puerto 2 emiten el contenido del registro P2 del SFR (Registro de funciones especiales). PUERTO 3 (P3): Este puerto puede usarse para propósito general cuando trabaja como microcontrolador pero tiene otras funciones especiales cuando trabaja como microprocesador o con acceso a memoria de datos externa, como se muestra en la sig. Tabla. Pin Descrip Funciones 10 P3.0 RXD (Entrada puerto Serie) 11 P3.1 TXD (Salida puerto serie) 12 P3.2 INTO (Interrupción 0. Externa) Neg. 13 P3.3 INT1 (Interrupción 1. Externa) Neg 14 P3.4 T0 (Entrada externa. Timer 0) 15 P3.5 T1 (Entrada externa. Timer 1) 16 P3.6 WR (Autorización escritura de datos) Neg. 17 P3.7 RD (Autorización escritura de datos) Neg. TABLA 2.2 ALE/PROG: (Address Latch Enable) es un pulso que emite el MICROCONTROLADOR para amarrar el <<byte bajo>> del Bus de direcciones en el acceso a la memoria externa. ALE se emite con una frecuencia de 1/6 de la frecuencia de emisión del reloj. PROG: Es el pin de entrada de los pulsos de programación de la memoria EPROM lo utiliza solamente el programador de micros. PSEN: Es la señal de strobe para leer en la memoria de <<programa externo>>. La memoria externa tiene dos modalidades, de programa y de datos. Para diferenciarlas, utiliza la señal PSEN. PSEN no se activa cuando se está ejecutando el programa de la ROM o EPROM interna. EA/VPP: (External Access), cuando se mantiene un nivel alto, se ejecuta sólo el programa de la EPROM interna, a menos que el contador de programa exceda de FFF (4K) para el 8751. Si EA se mantiene un nivel bajo, se ejecuta el programa de la memoria externa siempre, independientemente de la dirección del programa.
  13. 13. M.C. Eduardo Sánchez Arellano. - Página 13- Es decir cuando EA=1 actúa como MICROCONTROLADOR. EA=0 actúa como MICROPROCESADOR. VPP: Es la tensión de programación de la EPROM. XTAL1 y XTAL2: Son la entrada y salida respectivamente, de un amplificador inversor que puede ser configurado para su uso como un chip oscilador. Se puede utilizar indistintamente un cristal de cuarzo o un resonador cerámico. RESET: Señal de inicialización del sistema. Un reset interno al sistema se produce cuando se pone el pin RST a un nivel alto durante un cierto tiempo, esto se logra de modo automático conectando el pin RST a Vcc mediante un capacitor de 10 µF y a tierra medinte una resistencia de 8.2 kΩ . Los microcontroladores CHMOS no requieren esta resistencia devido a que cuentan con un pulldown interno en el pin de reset, el capacitor puede ser reemplazado por uno de 1 µF.
  14. 14. M.C. Eduardo Sánchez Arellano. - Página 14- CARACTERÍSTICAS DE LA EPROM INTERNA. El 8751 cuenta con una memoria EPROM de 4K bytes que se programa a un voltaje de VPP=21v, con unos pulsos de 50ms, por byte a través de la línea PROG. Considerando que el 8751 tiene 4 Kbytes de memoria, tardaria 4 minutos en su programación. Con un algoritmo de programación <<QUIK-PULSE>>, que permite programar estos dispositivos con una tensión de VPP=12.75v y una serie de 25 pulsos de 100µs por cada byte programado por la línea PROA, Este tiempo de programación se reduciria a 13s. SISTEMAS DE PROTECCION DE LA INFORMACIÓN PROGRAMADA EN LA EPROM Para proteger el programa grabado en la EPROM contra la piratería se han establecido dos niveles de protección. • Nivel 1 de protección: Cadena de encriptación (ancryption array). Dentro de la memoria EPROM hay 32 bytes que forman la cadena de encriptación, que inicialmente esta desprogramada. Cada vez que un byte es direccionado durante la verificación, se utilizan 5 líneas de dirección para seleccionar al byte de la cadena de encriptación. Este byte es sometido a la operación lógica XNOR con el código byte de información creando un byte encriptado. Si la cadena de encriptación está desprogramada (todos los bit a UNO), al efectuar la operación XNOR con el dato éste no resultara modificado y podrá ser leído fácilmente. • Nivel 2 de protección: Bit cerrojo (lock bits). También en el micro hay dos bit cerrojo que pueden ser programados (P) o desprogramados (D) para obtener los resultados que se indican en la siguiente tabla de características. Bit 2 Bit 1 Características D D • Funcionamiento sin protección D P • No se permite acceder externamente a los códigos de la memoria de programa interno. • Además no se permite ser programada. P P • Externamente no puede accederse a la información de la memoria de programa interno. • No permite ser programada. • No permite la verificación del programa. Al borrar la EPROM también se borra la cadena de encriptacón y los bits cerrojo, lo que permite al usuario una nueva reprogramación.
  15. 15. M.C. Eduardo Sánchez Arellano. - Página 15- Borrado de la información programada en la EPROM El borrado de la EPROM se produce cuando el Microcontrolador es expuesto a una luz con una longitud de onda corta entre 2000 y 4000 Angstroms. La exposición a la luz del sol y a la luz artificial de un tubo fluorescente, que tienen longitud de onda dentro de este rango, durante un tiempo prolongado puede causar el borrado accidental de la memoria EPROM. Se recomienda que se coloque una etiqueta opaca en la ventana, que sirva al mismo tiempo para proteger de la luz y sirva para identificar el programa, la versión y la fecha de grabación. Para iniciar el borrado de la EPROM, se recomienda su exposición a la luz de una lampara ultravioleta (2,537 Angstoms) de 12,000 µW/cm2 , durante 10 a 15 minutos, a una distancia de la ventana de la EPROM de 2 a 3 centímetros. Los nuevos Microcontroladores con tecnologuia flash se borran en el mismo programador sin necesidad de exponerlos a la luz ultravioleta.
  16. 16. M.C. Eduardo Sánchez Arellano. - Página 16- Capitulo 3 ORGANIZACIÓN DE LA MEMORIA EN EL Microcontrolador 8751. MEMORIA DE PROGRAMAS Y MEMORIA DE DATOS. Los MICROCONTROLADORES 8751 tienen separados los espacios de direcciones para memoria de programa y memoria de datos. La memoria de programa sólo puede ser leída y tiene como máximo 64K byte externos. (Internamente el 8751 es de 4K byte). La señal de autorización de lectura en la memoria de programa externa es PSEN. El pin EA del MICROCONTROLADOR puesto a Vcc (+5V) indica que el puntero de programa busca direcciones desde la posición de memoria 0000H hasta la 0FFFH de la memoria interna y de la 1000H a la FFFFH, en la memoria externa. Si el pin EA es puesto a Vss(0v), la búsqueda de direcciones del programa se dirige a la memoria externa en todo momento. MEMORIA DE PROGRAMA En la parte baja de la memoria de programa se encuentran ciertas posiciones de memoria especiales asignadas por el fabricante para el tratamiento de las rutinas de interrupciones.
  17. 17. M.C. Eduardo Sánchez Arellano. - Página 17- FUENTE DE INTERRUPCION DIRECCIONES DEL VECTOR 0FFFH Flag que se activan RI Y TI 0023H...PUERTO SERIE TF1 001BH...INT TIMER 1 IE1 0013H... INT EXTERIOR 1 TF0 000BH...INT TIMER 0 IE0 0003H...INT EXTERIOR 0 RESET 0000H... RESET Tabla 3.1 Una interrupción puede ser provocada de manera externa o de manera interna, es decir puede ser producida por un periférico externo o por software. La interrupción con más prioridad es RESET la cual no puede ser enmascarada. Cuando un RESET ocurre el programa comienza a partir de la dirección 0000H, del programa. Cuando una interrupción es producida, el Contador de Programa (PC) almacena su contenido temporalmente dentro del SP (apuntador de apilamiento) y se carga con la dirección de la localidad donde se encuentra la rutina de servicio de la interrupción correspondiente. Una vez posicionado en esa localidad deberá de comenzar la ejecución de la rutina de servicio, hasta que encuentre la instrucción RETI, que le permitirá al PC recuperar nuevamente su valor original almacenado en el SP, y continuar con el programa anterior a la interrupción. Por ejemplo a la interrupción 0, se le asigna la localidad 0003H, si la interrupción no se utiliza, esta localidad puede utilizarse para propósitos generales del programa, si la interrupción ha sido permitida, (estableciendo el bit correspondiente dentro del registro de control IE), en el momento que exista una activación de la interrupción (estado bajo en la línea INT0) el PC se cargará con 0003 y saltará a esa localidad para comenzar a ejecutar la rutina de servicio. Como se puede observar en la Tabla 1 Anterior el intervalo físico entre dos interrupciones es de 8 bytes, espacio capaz de albergar una pequeña rutina, pero si éste no fuera suficiente se desviaría el contador del programa (PC) mediante una instrucción de salto (JMP) a una zona amplia de la memoria de programa capaz de contener dicha rutina. Como se ha dicho la memoria de programa puede ser interna (en el propio micro) ó externa (en otro chip). La selección se realiza por hardware, con la señal EA (External Access). Conectado a Vcc ó Vss respectivamente.
  18. 18. M.C. Eduardo Sánchez Arellano. - Página 18- El hardware de configuración del Microcontrolador como Microprocesador utilizando memoria de programa externa se muestra en la Fig. 2 Se puede observar en al Figura 2 que las 16 líneas de dirección corresponden al Puerto 0 y al Puerto 2, que están dedicados como bus de direcciones; aun más el Puerto 0 sirve como bus de direcciones y bus de datos multiplexado en el tiempo. Esta operación característica de la familia de Microprocesadores Intel, se realiza de la forma siguiente. Figura 3.2 • El Puerto P0 emite el <<byte bajo>> del contador del programa PC (PCL). Una vez estabilizada la señal sobre P0, la señal ALE (Address Latch Enable) introduce esta dirección dentro del circuito integrado latch 74LS373, que pasa a apuntar la dirección de la memoria externa de programas. Al mismo tiempo que el Microcontrolador emite el PCL por P0, la parte alta del contador del programa (PCH) se emite por P2. Entonces PSEN autoriza la lectura al Microcontrolador del código de instrucción a través del Puerto P0. En las siguiente Fig. se muestra el funcionamiento y diagramas de tiempos de esta operación.
  19. 19. M.C. Eduardo Sánchez Arellano. - Página 19- Figura 3.3 CICLO MAQUINA: Un ciclo maquina, para esta familia de Microcontroladores, consiste en una secuencia de 6 <<estados>>, nombrados S1 a S6. Cada estado esta formado dos periodos de la señal de reloj que se denominan <<fases>> (fase 1 y fase 2). Teniendo en cuenta que cada ciclo maquina tiene 12 periodos (6 estados por 2 fases), si el oscilador genera una señal de reloj de una frecuencia de 12 Mhz, la duración del ciclo maquina será de 1 µsegundo. La secuencia de búsqueda/ejecución son las mismas, sea la memoria de programas interna o externa al Microcontrolador; es decir, los tiempos de ejecución no dependen de que se utilice la memoria interna o externa.
  20. 20. M.C. Eduardo Sánchez Arellano. - Página 20- La figura 2.3 muestra el diagrama de tiempos de las señales implicadas en la secuencia de búsqueda, cuando la memoria de programa es externa. La señal PSEN se activa dos veces por ciclo de maquina, para autorizar la lectura en la memoria de programa. Si se produce un acceso a la memoria de datos, como se muestra en la figura 3.4, no se emiten los dos impulsos PSEN, puesto que el acceso a la memoria de datos no los necesita ni utiliza. Observe como el acceso a la memoria de datos toma dos ciclos más de BUS que la memoria de programas. Las figuras 3.3 y 3.4 muestran los diagramas de tiempos relativos a ambas secuencias de acceso, destacando la emisión de direcciones por P0 y P2, y las señales ALE y PSEN. La señal ALE se utiliza para latchear el <<byte bajo>> de direcciones dentro del latch. Cuando el CPU esta ejecutando un programa en la memoria interna PSEN no se activa y las direcciones no se emiten por los puertos. Sin embargo ALE se sigue emitiendo dos veces por cada ciclo de maquina, pudiendo ser utilizada como señal de reloj externo. No obstante, como se puede ver en la figura 3.4, cuando se accesa a un operando utilizando la instrucción MOVX, la señal ALE desaparece. Figura 3.4
  21. 21. M.C. Eduardo Sánchez Arellano. - Página 21- En la figura anterior se pudo observar cómo se realiza un acceso a la memoria externa de programas para tomar una instrucción y en el segundo ciclo de accede a la memoria de datos externa para tomar datos. MEMORIA DE DATOS. El 8751 puede direccionar hasta 64 kbytes de memoria de datos externa. En la sig. Figura se pude ver el mapa de memoria de datos. La memoria interna se encuentra dividida en dos bloques, los 128 bytes bajos y el espacio ocupado, en parte, por los Registros de Funciones Especiales (SFR). FFFF FF 80 7F 00 0000 FIG. 3.5 En la memoria de datos interna se puede acceder a un total de 256 bytes para el 8751 incluido el área de los registros especiales (SFR), ÁREA DE DIRECCIONAMIENTO DIRECTO E INDIRECTO. Los 128 bytes a los que puede acceder desde ambos direccionamientos, directo e indirecto, pueden ser divididos en tres segmentos. Banco de registros (banco 0, 1, 2 y 3). Registros R0 a R7 por banco. Los registros se localizan desde la dirección 00H a 1FH (32 bytes). Después de un Reset, el banco operativo por default es el banco 0. La selección de otro banco de registros debe hacerse por software escribiendo en el registro de estado PSW. Dirección Inicial Dirección Final 00H Banco 0 07H 08H Banco 1 0FH 10H Banco 2 17H 18H Banco 3 1FH SFR Solo Directo. Directo é Indirecto 64 KBytes Memoria Externa RD WR
  22. 22. M.C. Eduardo Sánchez Arellano. - Página 22- El reset inicializa el Stack Pointer (SP) en la posmem 07H y se incrementa inmediatamente a la posmem 08H, que es el primer registro R0 del segundo banco de registros, el SP se puede inicializar en otra localización de memoria. SUBÁREA DIRECCIONABLE BIT A BIT: Esta área tiene una longitud de 16 bytes (del segmento 20H a 2FH). Cada uno de los 128 bits de este segmento se puede direccionar directamente (00H a 7FH). Los bits se pueden direccionar por los bytes que contiene (20H a 2FH). Esto es, los bits 0 al 7 pueden ser referidos como los bits 20.0 a 20.7, etc. 20H 27H 28H 2FH SUBÁREA SCRATCH PAD: La memoria scratch pad se entiende como la memoria común es decir un block de notas de rápido acceso, pero de escasa capacidad. Ocupa las posiciones de memoria 30H a 7FH 80 Bytes. Es la memoria de trabajo RAM del usuario. 30H 3FH 40H 4FH 50H 5FH 60H 6FH 70H 7FH ÁREA DE REGISTROS O FUNCIONES ESPECIALES. La sig. Tabla muestra los registros especiales que utiliza el 8751, así como sus direcciones. No. Símbolo Nombre Dirección 1. *ACC Acumulador Acumulador. 0E0H 2. *B Registro B Registro B. 0F0H 3. *PSW Program Status Word Palabra de Estado del Programa. 0D0H 4. SP Stack Pointer Puntero de la memoria de la PILA. 81H 5. DPTR Data Pointer 2 Bytes Apuntador de datos. ------- 6. DPL Low Byte del DPTR Byte bajo. 82H 7. DPH High Byte del DPTR Byte alto. 83H 8. *P0 Port 0 Puerto 0 80H 9. *P1 Port 1 Puerto 1 90H 10. *P2 Port 2 Puerto 2 0A0H 11. *P3 Port 3 Puerto 3 0B0H 12. *IP Interrupt Priority Control Control de prioridad de interrupciones. 0B8H 13. *IE Interrupt Enable Control Control de autorización de Interrupciones. 0A8H 14. TMOD Timer/Counter Mode Control Control Modo Temporizador/Contador. 89H 15. *TCON Timer/Counter Control Control Temporizador/Contador. 8CH 16. TH0 Timer/Counter 0 High Byte Byte alto temporizador/Contador 0 88H 17. TL0 Timer/Counter 0 Low Byte Byte bajo temporizador/Contador. 0 8AH 18. TH1 Timer/Counter 1 High Byte Byte alto temporizador/Contador 1 8DH 19. TL1 Timer/Counter 1 Low Byte Byte bajo temporizador/Contador. 1 8BH 20. *SCON Serial Control Control de comunicación serie. 98H 21. SBUF Serial Data Buffer Buffer de datos de comunicación serie. 99H 22. PCON Power Contol Control de consumo de potencia. 87H *= Registros Direccionable bit a bit. Tabla 3.2
  23. 23. M.C. Eduardo Sánchez Arellano. - Página 23- ACC: Acumulador: Es un registro de propósito general y por su frecuencia de intervención, el más importante. B: Registro B es usado durante operaciones de multiplicación y división, para otras instrucciones puede ser tratado como un registro común. PSW: Program Status Word: Contiene información del estado del CPU en cada ciclo de instrucción. b7 b6 b5 b4 b3 b2 b1 b0 CY AC F0 RS1 RS0 OV - P BIT NOMBRE Y COMENTARIO b0 P: bandera de paridad del Acumulador (ACC). - Si P=1 el número de unos en el ACC es impar. - Si P=0 el número de unos en el ACC es par. b1 Bandera disponible por el usuario. b2 OV: Bandera de Overflow. b3-b4 RS0-RS1: Selección del banco de registros. 0 - 0 Banco 0 (00-07H) 1 - 0 Banco 1 (08-0FH) 0 - 1 Banco 2 (10-17H) 1 - 1 Banco 3 (18-1FH) b5 F0: Bandera 0. De propósito general. Definida por el usuario. b6 AC: Bandera de acarreo Auxiliar. Para operaciones en BCD. b7 C: Bandera de Acarreo. SP: Stack Pointer: es un registro de 8 bits, este es incrementado antes de que el dato sea almacenado, con un Push o Call. El Stack puede recidir en cualquier lugar de la RAM. El Stack Pointer es inicializado a 07H después de un reset, esto hace que el Stack empiece en la localidad 08H. DPL y DPH: Data Pointer: Este registro puede ser manipulado como un registro de 16 bits o como dos registros de 8 bits. P0,P1,P2,P3: Son registros “Latches” de los puertos 0,1,2,3 respectivamente. Los otros registros se esxplicaran postriormente.
  24. 24. M.C. Eduardo Sánchez Arellano. - Página 24- Capitulo 4 Programación de los Microcontroladores Intel MCS-51 INTRODUCCION: Todos los modelos de la familia MCS-51 ejecutan el mismo set de instrucciones. Estas instrucciones están optimizadas para el control de aplicaciones de 8 bits. LENGUAJE ENSAMBLADOR: Un programa en lenguaje ensamblador es un conjunto de instrucciones que se pueden convertir en un programa ejecutable en lenguaje máquina. Estas instrucciones se dividen en tres categorías: 1) Pseudoinstrucciones (Directivos), se emplean para proporcionar información con el fin de convertir el programa de ensamblador a una versión en lenguaje máquina. 2) Descriptores de Datos, utilizados para definir valores constantes y reservar posiciones de memoria de datos necesarias en el programa. 3) Instrucciones Ejecutables, equivalentes a las instrucciones en lenguaje máquina. INSTRUCCIONES EJECUTABLES: Cada instrucción ejecutable en lenguaje ensamblador es una representación simbólica de una instrucción en lenguaje máquina. Por lo tanto, la instrucción en lenguaje ensamblador debe definir la operación aritmética - lógica; el modo de direccionamiento y el operando, dirección o desplazamiento de la dirección cuando sea necesario. Además las instrucciones ejecutables en lenguaje ensamblador suelen contener una sentencia o comentario que indica la razón fundamental de la instrucción. Por último, es frecuente asignar una etiqueta, o nombre a una función, para facilitar su referencia. Toda esta información se organiza en cuatro campos: Campo Etiqueta. : Campo Operación Campo Operando ; Campo Comentario Las instrucciones en los microprocesadores son actualmente una secuencia de 0 y 1’s que representan la operación que se ejecutara. La notación hexadecimal es usada para abreviar la representación de la instrucción. Una forma fácil de escribir y entender un programa es escribirlo en Lenguaje ensamblador. En lenguaje ensamblador, la combinación de bits es representada por un nombre o un mnemónico al cual le corresponde la acción de
  25. 25. M.C. Eduardo Sánchez Arellano. - Página 25- la instrucción. Por ejemplo la instrucción del 8051 que suma el contenido del registro R7 con el Acumulador A es representada por: 00101111B ó 2FH. En ensamblador ADD A, R7 Esta representación es llamada Lenguaje Maquina debido a que esta representación es la que utiliza el Microprocesador. Esta instrucción tiene dos campos distintos, estos campos son la operación y el registro fuente, como se muestra en las tablas de instrucciones. A continuación se estudiarán los modos de direccionamiento y el set de instrucciones agrupado por especialidades de la siguiente manera: • Instrucciones aritméticas. • Instrucciones lógicas. • Instrucciones para la transferencia de datos en: a) RAM interna. b) RAM externa. • Instrucciones para el tratamiento de tablas. • Instrucciones Booleanas. • Instrucciones de salto. MODOS DE DIRECCIONAMIENTO. Direccionamiento Directo. En este direccionamiento el operando se especifica en la instrucción por un campo de dirección de 8 bits. Sólo la RAM interna de datos (primeros 128 bytes) y la zona de SFR se pueden direccionar de esta forma. Ejemplo: ADD A, 4CH es decir, suma el contenido del acumulador con el contenido de la posición de memoria (4CH): A<-- (A)+(4C) Nota: Un registro o número entre paréntesis se refiere al contenido. Así (A) es el contenido del acumulador. (4C) es el contenido de la posición de memoria 4C. ADD A, 7FH ;El acumulador es sumado al dato que se encuentra en la dirección 7FH de la Ram interna y el resultado será almacenado en el acumulador.
  26. 26. M.C. Eduardo Sánchez Arellano. - Página 26- MOV A, 2EH ; El Acumulador es cargado con el dato que se encuentra en la dirección 2EH de la memoria RAM interna. MOV 3DH, 4EH ; El contenido de la dirección 3DH es cargado con el dato que se encuentra en la dirección 4EH. Direccionamiento Indirecto: La instrucción específica un registro que contiene la dirección del operando. Tanto la memoria RAM interna, como la externa se pueden direccionar indirectamente. Los registros para direccionar sobre el mapa de 8 bits son el R0 y R1 del banco de registros seleccionado, o el Stack Pointer. El registro para direccionar sobre 16 bits sólo puede ser el DPTR. Ejemplo: ADD A, @R0 ; Así, si (R0)=4CH la operación será: A<--(A)+(4C) (@) es el indicador del direccionamiento indirecto. MOV A, @R0 El Acumulador es cargado con el dato que se encuentra en la dirección apuntada por RO. MOVX A, @DPTR; El Acumulador es cargado, con el dato que se encuentra en la dirección apuntada por el DPTR. MOVX @DPTR, A El contenido del acumulador es guardado en la dirección apuntada por el DPTR. Direccionamiento por Registro Los Microcontroladores 8751, contienen cuatro bancos seleccionados por los bit 3 y 4 del PSW, y cada banco de registros tiene ocho registros del R0 al R7. El propio código de operación de la instrucción especifica con qué registro se opera; es decir, cuando la instrucción es ejecutada se accede a uno de los 8 registros del banco seleccionado y en la mayoría de los casos son más rápidas. Ejemplo: MOV Rn,A
  27. 27. M.C. Eduardo Sánchez Arellano. - Página 27- Código: 1 1 1 1 1 r r r Operación: (Rn) (A) Dependiendo del registro implicado el código de instrucción tomará distintos valores. Así MOV Ro,A 1111 1000B = F8H MOV R1,A 1111 1001B = F9H MOV R2,A 1111 1010B = FAH MOV R7,A 1111 1111B = FFH Otro ejemplo: MOV Rn, #data Código: 0 1 1 1 1 r r r Operación: (Rn) #dato. Direccionamiento Implícito. En estas instrucciones se especifica, implícitamente, el registro sobre el que van a operar, como el acumulador, el puntero de datos, etc. No necesitan especificar el operando por que está implícito en el código de operación. Ejemplo: INC A; Incrementa el contenido del acumulador: A (A) + 1 INC DPTR; Incrementa puntero de datos; DPTR (DPTR) + 1 DEC R0; Decrementa el registro R0. Direccionamiento Inmediato Al código de operación le sigue una constante en la memoria de programas. Ejemplo: MOV A, #255 ; Carga en el acumulador el número decimal 255. Generalmente se expresan en hexadecimal: MOV A, #0FFH o en binario:
  28. 28. M.C. Eduardo Sánchez Arellano. - Página 28- MOV A, #11111111B MOV A, #64H ;El acumulador es cargado con el dato 64H inmediatamente. ADD A, #120 ;El acumulador es sumado al número decimal 120 y el resultado ;se almacena en el acumulador. MOV DPTR, #1245H ;El DPTR es cargado con el dato 1245H en forma inmediata. • Direccionamiento Indexado Este direccionamiento sólo es posible en la memoria de programas y sólo permite la lectura. Es utilizado para la lectura de tablas. Un registro base de 16 bits (el DPTR o el Contador del Programa) apunta a la base de la tabla y el contenido del acumulador es el offset que permite acceder a la lectura de esa posición de la tabla. MOVC A, @A+DPTR ;Mueve una constante que se encuentra en la, memoria del programa. El Acumulador es, cargado con el dato que se encuentra apuntado por la dirección formada por la suma del Acumulador A y el Apuntador de Datos. MOVC A,@A+PC; El Acumulador es cargado con dato que se encuentra, en la dirección formada por la suma del mismo Acumulador A y el Contador del Programa (PC). 4.3 CICLO DE INSTRUCCIÓN La ejecución de un ciclo de instrucción comienza en el estado 1 del ciclo máquina, cuando el código de operación es almacenado en el Registro de Instrucción. (Para comprender este apartado tener a la vista la figura 3.1 y la tabla 4.5 Set de instrumentaciones) Como norma general, una instrucción requiere de uno o más ciclos máquinas, en función de: a) El código de operación Por ejemplo, la instrucción INC A (figura 3.1 A) tiene 1 de byte de instrucción y requiere 1 ciclo máquina, la instrucción INC DPTR, también, de 1 byte de instrucción requiere de 2 ciclos máquina (figura 3.1C) y la instrucción MUL AB requiere de 4 ciclos máquina para su total ejecución y ocupa 1 byte en la memoria. b) El número de bytes Por ejemplo, la instrucción MOV A, # data tiene 2 bytes de instrucción y requiere de 1 ciclo máquina (figura 3.1B). En cambio la instrucción MOV direct, # data al constar de 3 bytes necesita de 2 ciclos máquina. Esto no ocurre siempre, es decir, a más bytes más ciclos máquina, como puede verse en la figura 3.1 B correspondiente a la instrucción, MOV
  29. 29. M.C. Eduardo Sánchez Arellano. - Página 29- A, # data y en la figura 3.1D MOVX A,@Ri. La primera instrucción tiene 2 bytes y la segunda sólo 1, en cambio la primera requiere 1 ciclo máquina y la segunda 2. Ante la imposibilidad de establecer una norma o regla que facilite el conocimiento del número de bytes y ciclo de instrucción se ha editado la tabla 4.5 con el set completo de instrucciones. Cabe destacar también en la figura 3.1 que en cada ciclo máquina se producen 2 accesos a la memoria. El primero, si es comienzo de ciclo de instrucción, siempre leerá el código de operación, el segundo que normalmente se descarta. Se utiliza para leer el segundo byte, operando de la instrucción, como ocurre en la figura 3.1B.
  30. 30. M.C. Eduardo Sánchez Arellano. - Página 30- 4.4 TIPOS DE INSTRUCCIONES El set de instrucciones de Intel MCS-51 se puede dividir según las especialidades: • Instrucciones aritméticas, • Instrucciones lógicas. • Instrucciones de transferencia de datos. • Instrucciones booleanas. • Instrucciones de salto. Las instrucciones aritméticas, lógicas, de transferencia y de salto son comunes en la mayoría de microprocesadores. Los microcontroladores tiene un área especial de aplicación, que es el área del control de procesos; en este campo las operaciones están orientadas, muy a menudo, a bits. Los microcontroladores leen, procesan, escriben e intercambian información con los sistemas exteriores, en formato <<bit a bit>> o <<palabra a palabra>>. Un procesador booleano con un set de instrucciones booleanas muy completo se encarga de realizar este tipo de operaciones. Esta particularidad, así como su inmunidad al ruido eléctrico, le hacen valioso en el mundo del control de procesos industriales. En este capítulo y en el siguiente se aborda el estudio de las instrucciones por especialidades, aparece todo el set de instrucciones, 111 en total, de la familia 51; en cambio, en las tablas simplificadas que utilizaremos primero solo curntan con 69 instrucciones. La razón de esta diferencia está en la propia tabla y justamente en la columna encabezada por <<modos de direccionamiento>>. Esto quiere decir que según los direccionamientos una instrucción puede tener hasta cuatro códigos de operación y operandos distintos. Esta situación se resuelve utilizando la palabra <byte>, que tomará el siguiente significado (tabla 4.1): TABLA 4.1 En la tabla simplificada Según el modo de direccionamiento Significado <byte> direct Direccionamiento directo. Se refiere a una posmem. <byte> @Ri Direccionamiento indirecto a través del registro R0 y R1. <byte> Rr Direccionamiento por registro. <byte> # data Direccionamiento inmediato. Constante de 8 o 16 bits En las tablas simplificadas también se indica el posible flag (C= Carry, OV= overflow, AC= Auxiliar Carry) afectado por la instrucción según el siguiente código: No es afectado.................................... Sí es afectado...................................... X Afectado poniéndolo a ...................... 0 Afectado poniéndolo a........................ 1
  31. 31. M.C. Eduardo Sánchez Arellano. - Página 31- En algunas tablas no son afectados los flags, y esto se indica con un mensaje en la parte inferior de las mismas. Los tiempos de ejecución Se han tomado utilizando como referencia una frecuencia de reloj de 12 MHz. 3.5 INSTRUCCIONES ARITMETICAS En la tabla 4.2. Se muestra el menú de las instrucciones aritméticas. Se indican en la tabla los modos de direccionamiento que permite la instrucción y los flags afectados. Los tiempos de ejecución que se indican en la tabla están evaluados sobre una frecuencia de reloj de 12 MHz. Nemónico Operación Modos de direccionamiento Tiempo de Ejecución Flag afectados Dir Ind Reg Imm µs C OV AC ADD A,<byte> A=A+<byte> X X X X 1 X X X ADDC A,<byte> A=A+<byte>+C X X X X 1 X X X SUBB A,<byte> A=A-<byte>-C X X X X 1 X X X INC A A=A+1 Accumulator only 1 INC <byte> <byte>=<byte>+1 X X X 1 INC DPTR DPTR=DPTR+1 Data pointer only 2 DEC A A=A-1 Accumulator only 1 DEC <byte> <byte> = <byte> -1 X X X 1 MUL AB B:A = B x A ACC and B only 4 0 X DIV AB A = int [A/B] B = Mod [A/B] ACC and B only 4 0 X DA A Decimal Adjust Accumulator only 1 X Tabla 4.2 X =Si =No Al leer dicha tabla se observa que: • Se puede incrementar o decrementar un byte en la memoria de datos interna sin la intervención del acumulador. • Una de las instrucciones INC opera sobre los 16 bits del puntero de datos (DPTR). • La instrucción MUL AB multiplica el contenido del acumulador con el dato situado en el registro B y el producto, en formato 16 bits, aparece en los registros Acumulador y B (Sobreescribe a los operandos). • La instrucción DIV AB divide el contenido del acumulador con el dato contenido en B, apareciendo el resultado, cociente, en el acumulador y el resto en el registro B.
  32. 32. M.C. Eduardo Sánchez Arellano. - Página 32- Ejemplo: A = 5FH DIV AB B = 0AH 1001 A 1010 0101 1111 0101 B • La instrucción DA A justa el resultado en binario puro producido por las instrucciones ADD y ADDC a formato BCD. Esta instrucción no convierte el contenido del acumulador en BCD, sino que hace ajuste BCD de la suma (resultado), por lo tanto, esta instrucción debe ir inmediatamente después de la instrucción ADD o ADDC. Esta es, de forma simplificada, la operación que realiza: Si [ [(A3-0)> 9] * OR * [(AC) = 1] ] Entonces (A3-0) (A3-0) + 6 Y si [[(A7-4) > 9] * OR.* [(C)= 1]] Entonces (A7-4 ) (A7-4) + 6 INSTRUCCIONES LOGICAS La tabla 4.3 muestra la lista de instrucciones lógicas y los modelos de direccionamiento que permiten así como los flags afectados. La duración de ejecución de 1 ó 2 microsegundos considerando un cristal de 12 MHz. • Las primeras instrucciones corresponden a las operaciones AND, OR, EXOR y NOT. Ejemplo: ANL <byte>, # 3 F Si <byte> = (3A) = 0011 1010 # 3F = 0000 1111 0000 1010 = 0AH (<byte> se refiere, en este caso, a una posición de memoria.) Nemónico Operación Modos de direccionamiento Tiempo de Flag afectados Dir Ind Reg Imm Ejecución µs C OV AC ANL A,<byte> A=A.AND.<byte> X X X X 1 ANL <byte>,A <byte>=<byte>.A X 1 ANL <byte>,#data <byte>=<byte>.And. X 2 ORL <byte> A=A.OR. <byte> X X X X 1 ORL <byte>, A <byte>=<byte>.OR.A X 1
  33. 33. M.C. Eduardo Sánchez Arellano. - Página 33- ORL <byte>. # data <byte>=<byte>.OR.# data X 2 XRL A,<byte> A =A.XOR.<byte> X X X X 1 XRL <byte>, A <byte>=<byte> .XOR. A X 1 XRL <byte> , #data <byte>=<byte> .XOR. #data X 2 CLR A A=00H Accumulator only 1 CPL A A=.NOT.A Accumulator only 1 RL A Rotate ACC Left 1 bit Accumulator only 1 RLC A Rotate left through Carry Accumulator only 1 X RR A Rotate ACC Right 1 bit Accumulator only 1 RRC A Rotate Right through Carry Accumulator only 1 X SWAP A Swap Nibbles in A Accumulator only 1 Tabla 4.3 X =Si =No • Continuando con el set de instrucciones, aparecen instrucciones de manipulación de la información, como las instrucciones de Rotación y de intercambio (SWAP). • Las instrucciones de Rotación RL y RR A desplazan el acumulador 1 bit a la izquierda y derecha, respectivamente, sin afectar al bit de acarreo. C b7 ACC b0 Ejemplo: Rotación a la izquierda (Left) (A) = 0C5H=1100 0101 B (antes de ejecutarla) RL A (A) = 8BH= 1000 1011B (después) • Las instrucciones de Rotación RLC A y RRC A desplazan el contenido del acumulador implicando al bit de acarreo. C B7 ACC B0 • La instrucción SWAP A intercambia los nibbles en el acumulador. Generalmente se utiliza en las manipulaciones de números en BCD. Ejemplo: (A) = 3H = 0000 0011B (antes de la operación) SWAP A A 0011 0000 (después)
  34. 34. M.C. Eduardo Sánchez Arellano. - Página 34- INSTRUCCIONES DE TRANSFERENCIA DE DATOS Se consideran tres modalidades, según la transferencia se realice sobre: • La RAM interna. • La RAM externa. • La memoria de programa para el tratamiento de tablas. 4.7.1. Movimiento de datos sobre la RAM interna En la tabla 4.4 se muestra la tabla de instrucciones disponibles para mover datos dentro de los espacios de memoria RAM interna, considerando los distintos direccionamiento para cada una de las instrucciones Tabla 4.4 Modos de direc. Tiempo de Nemónico Operación Dir Ind Reg Imm ejecución (µs) MOV A.<src> A=<src> X X X X 1 MOV <dest>, A <dest> = A X X X 1 MOV <dest>, <src> <dest> = <src> X X X X 2 MOV DPTR, #data 16 DPTR= 16-bit immediate constant. X 2 PUSH <src> INC SP : MOV “@SP”, <src> X 2 POP <dest> MOV <dest>, “@SP” :DEC SP X 2 XCH A,<byte> ACC and <byte> exchange data X X X 1 XCHD A, @Ri ACC and @ Ri exachange low nibbles X 1 No son afectados los flags. X = Sí =No • La instrucción MOV <dest>, <src> permite transferir datos entre alguna de las dos RAM interna o el espacio de localización del SRF (referencia Figura 2.8) Este tipo de instrucción permite la transferencia sin el concurso del acumulador. <dest> = <destino> <src> = <fuente> Ejemplo: Antes de ejecutar la instrucción: (3A)= 35H : (3D) = 78H MOV 3AH, 3DH Después de ejecutarla: (3A)= 78H : (3D) = 78H
  35. 35. M.C. Eduardo Sánchez Arellano. - Página 35- • La instrucción MOV DPTR.# data 16 bits, permite transferir datos de 16 bits para inicializar el DPTR (Data pointer = puntero de datos) en el tratamiento de tablas en la memoria de programas o para acceder a los datos de la memoria externa. • La instrucción PUSH <src> actúa incrementando el SP (stack pointer = puntero de la pila) y copiando el dato dentro de la pila. La instrucción POP <dest> actúa decrementando el SP y reponiendo el dato en su registro. La pila está situada dentro de la RAM interna, por defecto en el banco de registros 1 (véase figura 2.11), pero puede posicionarse en el área SCRATCH PAD, como se ha indicado en el capítulo anterior. En resumen, éstas son las operaciones que realiza la unidad de control del microcontrolador. PUSH <src> POP <dest> • (SP) (SP) +1 <dest> ((SP)) • ((SP)) <src> (SP) (SP) – 1 • La instrucción XCH A,<bite>, intercambia los datos del acumulador y del byte direccionando. La instrucción XCHD A,@Ri es similar a la anterior, pero sólo implica en el intercambio el nibble bajo; es una instrucción especializada en la manipulación de datos en el código BCD. Ejemplos: Antes de ejecutar la instrucción: (A)= 37H y (2D) = 23H XCH A, 2DH Después de ejecutarla: (A) = 23H y (2D) = 37H Antes de ejecutar la instrucción: XCHD A, @R0 (R0) = 2DH = 37H y (A) = 23H Después de ejecutarla: (A) = 27H y (2D) = 33H 4.7.2 transferencia de datos sobre la RAM externa La tabla 4.5 muestra la lista de instrucciones sobre transferencia de datos que acceden a la memoria de datos. Sólo se puede utilizar el direccionamiento indirecto con este grupo de instrucciones.
  36. 36. M.C. Eduardo Sánchez Arellano. - Página 36- Dirección con Nemónico Operación Tiempo de ejecución (µs) 8 bits MOVX A, @Ri Read external RAM @ Ri 2 8 bits MOVX @Ri Write external RAM @Ri 2 16 bits MOVX A, @ DPTR Read external RAM @DPTR 2 16 bits MOVX @DPTR,A Write external RAM @DPTR 2 Tabla 3.5 No son afectadas las banderas. Conviene observar que para este tipo de acceso siempre interviene el acumulador como registro fuente o destino. El usuario debe escoger entre el tipo de instrucción MOVX A, @Ri o MOVX @Ri,A (siendo Ri, bien el registro R0 o R1 del banco de registros seleccionado), direccionando con 8 bits o bien utilizando un direccionamiento de 16 bits, usando el registro DPTR (MOVX A,@DPTR o MOVX @DPTR,A) y tener que sacrificar el puerto 2, cuando sólo se va a utilizar un pequeño espacio de memoria RAM. Existe una solución intermedia que permite direccionar sólo unos pocos kbytes de RAM externa, pero obteniendo algunas líneas hábiles del puerto 2 como entradas y salidas (E/S). Esta es la solución que se mostró en la figura 2.7 del capitulo2. De todas formas la solución adecuada debe ser función de las características que necesita la aplicación. Suponiendo, en principio, que la implementación de la misma sobre la elección de los microcontoladores 8052/8051 sea la correcta. Las líneas de control de lectura y escritura, RD y WR (pines 16 Y 17), sólo son utilizadas cuando se ejecutan las instrucciones MOVX; si no se va a utilizar memoria RAM externa, es obvio que se ganarán una líneas extras de E/S (figura 4.7) Ejemplo: Estudiar la secuencia de instrucciones. MOVX A, @R1 MOVX @R0,A Antes : (R1) = F3H F3H 3AH MOVX A,@R1 ejecución: A (F3H) Después: (A) = 3AH 85H ? Antes : (A) = 3AH y (R0) = 85H MOVX @R0,A ejecución: (R0) (A) R1 F3H Después: (85h) = 3AH R0 85H
  37. 37. M.C. Eduardo Sánchez Arellano. - Página 37- ¿Qué sucedería si se tuviera que implementar estas instrucciones en al zona de memoria por encima de la dirección 2000H? Es decir: Sustituida 85H ------------------- 2085H F3H------------------- 20F3H Se llegaría a la conclusión de que no se podría procesar estas instrucciones, contando que los registros R0 y R1 no pueden direccionar por encima de la posición de memoria FFH. Pero aquí es donde entran en juego las instrucciones MOVX con el DPTR como operando. La sustitución, en el caso de tener que operar en el espacio de memoria comprendiendo entre 0000H y FFFFH. Sería: Sustituida MOVX A, @Ri -------------------- MOVX A, @DPTR MOVX @ Ri, A -------------------- MOVX @DPTR,A Recuérdese que en la tabla 3.4 hay una instrucción que es: MOV DPTR, # data 16 Con la que se podría acceder a todo el mapa de memoria. 4.7.3 Memoria de programas para el tratamiento de tablas. La tabla 3.6 muestra las dos instrucciones disponibles para la lectura de tablas en la memoria de programas (independientemente del algoritmo que pueda crear el usuario con otras instrucciones),obsérvese que las tablas sólo pueden ser leídas y no actualizadas. El nemónico es MOVC (Mover constante). Si la tabla accede a la memoria de programa externa, recordar que esta lectura es autorizada por la señal de control PSEN (pin 29). Obsérvese la figura 2.5 del capítulo anterior. Tabla 4.6 nemónico Operación Tiempo de ejecución (µs) MOVC A, @ A + DPTR Read pgm memory at (A + DPTR) 2 MOVC A, @ A + PC Read pgm memory at (A + PC) 2 No son afectados los flags.
  38. 38. M.C. Eduardo Sánchez Arellano. - Página 38- La primera instrucción de la tabla permite la lectura en tablas con accesos no superiores a 256. El acceso deseado es cargado en el acumulador, y el data pointer (DPTR) Establece el puntero de comienzo de la tabla. La lectura es cargada dentro del registro acumulador. MOVC A, @A+DPTR A ((A) + (DPTR)) La segunda instrucción es similar a la primera, salvo que el program counter (PC) el que actúa como indicador de la dirección base de la tabla. PC (PC) + 1 MOVC A, @A+PCM A ((A) + (PC)) Se presenta esta instrucción dentro de una subrutina, estando la tabla de información después de la instrucción de retorno de la subrutina (RET). Ejemplo: Se trata de demostrar el funcionamiento sobre una tabla de 4 datos. A la izquierda aparece el mapa de memoria del programa 90H MOV 91H #01H 92H CALL 93H Dire, rutina A0H INC A A1H MOV A. @+PC A2H RET A3H 20H A4H 21H A5H 22H A6H 23H MOV A, #01H CALL TABLA TABLA: INC A MOVC A. @A+PC RET DATO0 DATO1 DATO2 DATO3
  39. 39. M.C. Eduardo Sánchez Arellano. - Página 39- Se pretende acceder inicialmente al DATO1, por esta razón se carga al acumulador con 01H, se salta a la rutina de tratamiento de la tabla. Ya en al rutina, se incrementa el acumulador, con lo que su valor será: (A) ------ (A) +1 02H ------01H + 1 En la instrucción MOVC A, @A+PC el valor del acumulador es 02 y el PC apunta a la instrucción RET, por lo que la suma A2H + A4H, luego: A (A4H) (A) = 21H INSTRUCCIONES BOOLEANAS La familia de microcontroladores 51 y concretamente los microcontroladores 8052/8051 tienen un procesador booleano incluido en el chip. Estos microcontroladores poseen dos áreas que permiten el direccionamiento <bit a bit>: Una corresponde al segmento de RAM interna de dirección comprendida entre la posmem 20 a 2FH, en total 128 bits (figura 2.10), y la otra corresponde a los registros marcados con asterisco en el area de SFR. El conjunto de instrucciones que permiten este tipo de procesos, tan interesante para las aplicaciones industriales, se encuentran relacionado en la siguiente tabla Nemónico Operación Tiempo de ejecución (us) C OV AC ANL C. Bit C = C . AND. Bit 2 X ANL C./bit C= C. AND. NOT . BIT 2 X ORL C.bit C=C .OR.bit 2 X ORL C./bit C=C .OR..NOT.bit 2 X MOV C.bit C = bit 1 X MOV bit.C bit = C 2 X CLR C C = 0 1 0 CLR bit bit = 0 1 SETB C C = 1 1 1 SETB bit Bit = 1 1 CPL C C = .NOT.C 1 X CPL bit Bit = .NOT. bit 1 JC rel Jump jf C = 1 2 JNC rel Jump if C =0 2 JB bit. rel Jump if bit = 1 2
  40. 40. M.C. Eduardo Sánchez Arellano. - Página 40- JNB bit. rel Jump if bit = 0 2 JBC bit. rel Jump if bit =1; CLR BIT 2 Tabla 4.8 X =SI: = No Las instrucciones que aparecen en las tablas son: MOVE, SET, CLEAR, NOT, OR y AND. Se observa cómo en casi todas las instrucciones se hace referencia al flag Carry (C). Se podría decir que cumple todas las características que tiene el acumulador en el procesamiento de palabras. El flag Carry se direcciona directamente dentro de la palabra de estado PSW, en la posición <<bit7>>. b7 b5 b0 C F0 Todos los bits del PSW son direccionables bit a bit, como todos los registros señalados del SRF. Es importante reseñar la presencia del flag F0 (b5 del PSW) de propósito general, disponible como flag del usuario. ¿Por qué no utilizarlo como indicador, en las operaciones aritméticas de signo (flag N)? Comentario aparte exige el tratamiento de las instrucciones booleanas de salto. Hay instrucciones que producen el salto cuando el bit direccionado está en estado <<1>>, como son las instrucciones JC,JB y JBC; también están las que producen el salto cuando el bit direccionado está puesto <<0>>, como son las instrucciones JNC, y JNB. JBC Produce el salto si el bit direccionado es <<1>> y pone a <<0>>este bit, siendo la única instrucción que detecta y pone a <<0>> el bit direccionado. Secuencias de operaciones: JC rel JNC rel (PC) (PC) +2 (PC) (PC) + 2 Si (C) = 1 Si (C) = 0 Entonces entonces (PC) (PC) + rel (PC) (PC) + rel JB bit, rel JNB bit, rel JBC bit, rel --------------------- ---------------------- ---------------------- (PC) (PC) + 3 (PC) (PC) + 3; (PC) (PC) + 3; Si (bit) = 1 Si (bit) = 0 Si (bit) = 1 Entonces Entonces Entonces (PC) (PC) + rel (PC) (PC) + rel (bit) 0 (PC) (PC) + rel
  41. 41. M.C. Eduardo Sánchez Arellano. - Página 41- Ejemplos: A) poner el Carry a set (1) si el bit0 del puerto 1 es <<1>> (P1,0 = 1), el bit7 del acumulador es <<1>> (A.7=1) y el flag OV = 0. • Programa: MOV C, P1. 0 ; Carga el Carry (c) con el bit0 del puerto 1. ; C (P1.0) ANL C, A . 7 ; Operación AND con el Carry (C ) y el bit7 ; del acumulador, es decir: C ( C ). AND .(A.7) ANL C,/OV ; Operación AND con el Carry ( C ) y el valor ; complementado del flag de overflow (OV) ; del registro PSW. C (C) .AND./NOT.OV B) Realizar la operación EXOR bit a bit, entre el b0 del puerto 0 (P0.0) y el b1 del puerto 1 (p1.1). depositando el resultado en el b7 del puerto2. Para realizar la operación EXOR, el usuario debe crear un algoritmo, puesto que la instrucción EXOR no la tienen implementada los microcontroladores de la familia 51. La operación a realizarse es: P2.7 P0.0 .EXOR. P1.1 • Programa: MOV C,P0.0 ;Carga el bit0 del puerto P0 en el flag Carry ; C (P0.0 ) JNB P1. 1, SALTA ;Si p1.1 =0. C contiene el resultado ; correcto y entonces salta; pero si P1.1=1 ;el complemento de C es el resultado correcto. CPL C ; Complementa C. SALTA: MOV P7.2,C ;El contenido del Carry (C) lo almacena en ; el bit7 del puerto P2. ;P7.2 (C ) La dirección del destino del salto, en la memoria de programa, viene especificada, cuando el programa está escrito en Ensamblador, por una etiqueta. Así, en el ejemplo anterior, la etiqueta (SALTA:) Indica el origen y el destino del salto. Una vez ensamblado el programa del usuario, la dirección del salto se convierte en un número (OFF-SET) del tamaño de un byte, que representa una dirección relativa, representada en el sistema de numeración binario en complemento a dos. El rango del salto (operando de la instrucción) puede estar comprendido entre –128 y127 bytes. Si él operando es positivo, el salto es adelante (direcciones crecientes de memoria); si en negativo, el salto es atrás (direcciones decrecientes de memoria).
  42. 42. M.C. Eduardo Sánchez Arellano. - Página 42- 4.4 INSTRUCCIONES DE SALTO Un programa es una secuencia de instrucciones que el contador de programa (PC) rompe en función de: a) Haber concluido la secuencia de instrucciones y salta a otra o recomienza la misma. Este es un salto Incondicional. b) La palabra de estado del programa (PSW) o del estado de uno o más bits de la entrada/salida de periféricos. Este es un salto condicional. 4.4.1 instrucciones de salto incondicional La tabla 3.9 muestra la lista resumida de los saltos incondicionales. Aunque sólo figure la instrucción <<JMP addr>>, de hecho hay tres tipos: SJMP. LMP, y AJMP, que difieren en el formato de la dirección de salto. Tabla 3.9 Nemónico Operación Tiempo de ejecución (us) JMP addr Jump to addr 2 JMP @A + DPTR Jump to A + DPTR 2 CALL addr Call subroutine at addr 2 RET Return from subroutine 2 RETI Return from interrupt 2 NOP No operation 1 No son afectados las banderas. SJMP rel : (short jump). La dirección destino del salto viene dada por un <<offset relativo>>, igual que en las instrucciones de salto booleanas. La instrucción tiene dos bytes, correspondientes al código de operación y al byte de offset relativo. El rango del salto está limitado a –128 y + 127 byte relativos. al primer byte siguiente a la instrucción de salto. (PC) (PC) +2 CPC) (PC) + LJMP addr 16: ( Long jump). La dirección destino del salto viene dad por una constante de 16 bits. La instrucción está formada por 3 bytes, 1 byte para el código de operación y 2 para la dirección del salto. Por tanto, la dirección de destino está ubicada dentro del área de los 64K de la memoria de programa. PC addr 16 AJMP addr 11: (Absolute jump). La dirección destino del salto viene dada por una constante de 11 bits. La instrucción tiene 2 bytes, uno para el código de operación que también contiene en sí misma 3 de los 11 bits de direcciones, y otro byte que contiene los 8 bits bajos de la dirección de destino. El código de la instrucción y el operando es :
  43. 43. M.C. Eduardo Sánchez Arellano. - Página 43- a10 a9 a8 0 0 0 0 1 A7 a6 a5 a4 A3 a2 a1 a0 CODIGO DE OPERACIÓN OPERANDO Por tanto, el destino del salto tiene que estar comprendido dentro del bloque de los 2 K bytes referenciado respecto a la siguiente instrucción a la del salto. PC (PC) + 2 (PC 10-0) dirección de la página En cualquier caso, el programador especifica la dirección de destino, bien como una etiqueta o como una dirección constante de 16 bits, en el programa escrito en lenguaje ensamblador. Este se encarga de darle el destino. En el formato correcto, según el código de operación. Si este formato no soporta la distancia del salto. Aparecerá un mensaje como éste << Destination out of range>>. Que nos previene del error. JMP @A+DPTR: Se trata de una instrucción de salto indirecto, suma el byte contenido en el acumulador con los 16 bits del puntero de datos (DPTR) y carga el resultado de la suma en el contador de programa (PC). Esta será la dirección para la subsiguiente búsqueda de la instrucción. Ejemplo: Se trata de establecer cinco caminos de ramificación del programa, dependiendo de que el acumulador tome valores comprendidos entre 0 y 4. • Programa: MOV DPTR,# TABLA_ SALTO ;Se carga el DPTR con la dirección de la tabla de saltos. MOV A, INDI ; Se carga el acumulador con la variable índice (INDI). ; 0 <INDI< 4. RL A ;El valor cargado sufre un desplazamiento de un bit ;a la izquierda (multiplica por 2 el contenido del acumulador). JMP @A +DPTR ;Se efectúa la suma: PC (A) + (DPTR) ; y se produce el salto a otra instrucción ; de salto que a su vez saltará al ; subprograma a ejecutar. ---------------------------------- INDI: AJMP SALTO0 AJMP SALTO1 AJMP SALTO2 AJMP SALTO3 AJMP SALTO4
  44. 44. M.C. Eduardo Sánchez Arellano. - Página 44- La instrucción RL A convierte la variable INDI (valor comprendido entre 0 y 4) en un número par de rango entre 0 y 8 para salvar, en el salto, los datos bytes de longitud que tiene cada entrada de salto, AJMP SALTO0,AJMP SALTO 1... _ Siguiendo con las instrucciones incondicionales, de la tabla 4.3 ésta muestra la instrucción CALL addr que tiene 2 formatos, LCALL y ACALL, que difiere en la forma en la que la CPU implementa la dirección donde se encuentra la subrutina. Nota: CALL es el nombre genérico con que el programador se refiere a estas instrucciones de salto, y que se traducen en una <<llamada>> (generalmente suelen producirse varias llamadas desde el programa principal. De ahí su interés por el ahorro de memoria para la máquina y de trabajo para el progamador) a un subprograma (subrutina). Que en sí mismo tiene su identidad para realizar una tarea definida. LCALL addr 16 : utiliza un formato de 16 bits para direccionar la subrutina y esa área de direccionamiento es el máximo de 64 Kbytes de la memoria de programas. Secuencia de operaciones: • (PC) (PC) + 3 • (SP) (SP) + 1 • ((SP)) (PC 7-0 ) • (SP) (SP) + 1 • ((SP)) (PC15-8 ) • (PC) addr15-0 ACALL addr 11: utiliza un formato de direccionamiento de 11 bits, por lo que la subrutina debe estar dentro del área de los 2 Kbytes, a partir de la siguiente instrucción. Secuencia de operaciones: • (PC) (PC) +2 • (SP) (SP) + 1 • ((SP)) (PC7-0) • (SP) (SP) + 1 • ((SP)) (PC15-8) • (PC10-0) dirección de la página Lo mismo que se indicó en los saltos incondicionales, el programador cuando trabaja en ensamblador sólo debe preocuparse de colocar la etiqueta; el programador ensamblador determinerá la longitud del salto y el formato que debe dar al código de instrucción según la longitud del salto. RET: Las subrutinas terminan su ejecución con la instrucción RET, que es la instrucción que indica la vuelta al programa principal, justo en la dirección de memoria de la instrucción siguiente a la instrucción CALL.
  45. 45. M.C. Eduardo Sánchez Arellano. - Página 45- Secuencia de operaciones: • (PC15-8) ((SP)) • (SP) (SP) – 1 • (PC7-0) ((SP)) • (SP) (SP) – 1 RETI: Utilizada para retornar de las rutinas del servicio de interrupciones. Las interrupciones se estudian de forma especial en el capitulo 10. Secuencias de operaciones: • (PC15-8) ((SP)) • (SP) (SP) – 1 • (PC7-0) ((SP)) • (SP) (SP) – 1 4.2.2 INSTRUCCIONES DE SALTO CONDICIONAL La tabla 3.10 muestra la lista de las instrucciones de salto condicional. Estas instrucciones son las que van a permitir al microcontrolador tomar decisiones (siguiendo secuencialmente una parte del programa u otra) ante una propuesta binaria. Que en el lenguaje coloquial se contesta con una afirmación o negación 1 propuesta de bifurcación de la secuencia del programa se halla implícita dentro del código de operación y es el operando el que señala la dirección del salto en el formato de <<offset relativo>>, por lo que la distancia del salto está limitada a –128 y +127 bytes referida a la instrucción siguiente a la del salto condicional. Trabajando con el programa ensamblador es suficiente señalar con una etiqueta la dirección del salto o con una constante de 16 bits. Nemónico Operación Modos de direccionamiento Tiempo de Flag afectados Dir Ind Reg Imm Ejecución µs C OV AC JZ rel Jump if A=0 Accumulator only 2 JNZ rel Jump if A<>0 Accumulator only 2 DJNZ <byte>,rel Decrement and jump if not zero X X 2 CJNE A,<byte>,rel Jump if A<> <byte> X X 2 X CJNE <byte>,#data,rel Jump if <byte><.> #data X X 2 X X =Si =No
  46. 46. M.C. Eduardo Sánchez Arellano. - Página 46- Nota: en la tabla 3.10 se señalara como posible operando <byte>, pudiendo ser <byte>: a) El acumulador. b) Los registros R0 a R7 con direccionamiento directo. Los registros R0 y R1 con direccionamiento indirecto. JZ y JNZ: Salta si es cero y salta si no es cero. Para determinar si cumple las condiciones de las instrucciones JZ, y JNZ, la CPU no pasa revista al registro de estado como ocurre en otros micros, sino que directamente el registro acumulador, pues este microcontrolador no tiene << flag cero >> en el registro de estado. Secuencias de operaciones: JZ rel JNZ rel • (PC) (PC) + 2 (PC) (PC) + 2 • Si (A) = 0 Si (A)<> 0 entonces entonces (PC) (PC) + rel (PC) (PC) + rel DJNZ: Decrementa y salta si no es cero. Esta instrucción está especializada en lazos de control. Para que ejecute un lazo n veces se carga un <<contador>> con n y, cada vez que se ejecute el contenido del lazo, el contador decrementa una unidad, saliendo del lazo cuando el contenido del contador sea cero. • (PC) (PC) + 2 • (<byte>) (<byte>) – 1 • Si (<byte>)> 0 o (<byte>)< 0 Entonces (PC) (PC) + rel Ejemlpo: Ejecutar el lazo 10 veces. MOV CONTADOR, # 10 LAZO: (comienzo del lazo) ------------------------ Instruciones que se van a ejecutar mientras -------------------------- CONTADOR sea distinto de <<cero>>. ( fin del lazo)
  47. 47. M.C. Eduardo Sánchez Arellano. - Página 47- DJNZ CONTADOR , LAZO CJNE: Compara y salta, si el resultado de la comparación no es igual. En este caso hay dos formatos, según la comparación se haga con el acumulador o con un operando tipo <byte>, que puede ser: • Con direccionamiento indirecto ( registros R0 y R1). • Con direccionamiento directo ( registros R0 y R7 ) CASO 1.MODELO CJNE A,<byte>, salto relativo Secuencia de operaciones: • (PC) (PC) + 3 • Si (A) <> (<byte>) Entonces (PC) (PC) + rel Si (A) < (<byte>) Entonces (C) 1 sino (C) 0 Ejemplo: Ejecuta las instrucciones que hay dentro del lazo hasta que la lectura del periférico a través del puerto 0 (P0), se corresponda con el valor de la posmen 7FH. MOV A, P0 LAZO: ---------- ---------- ---------- ---------- CJNE A,7F, LAZO CASO 2. MODELO CJNE <byte>, # dato, salto relativo Otra aplicación de estas instrucciones es la comparación <<mayor que>> y <<menor que>>. Si de los dos bytes del campo de operandos el primero es menor que el segundo, entonces e <<flag CARRY>> del PSW se pone a <<uno>>. Si el primero byte es mayor o igual que el segundo, entonces el <<flag CARRY>> es <<cero>>. Estos y otros aspectos están aclarados en el Apéndice A. Secuencia de operaciones: Según se trate de direccionamiento indirecto (registros R0 y R1 (@Ri) o direccionamiento directo (registro R0 y R7 (Rn)) es:
  48. 48. M.C. Eduardo Sánchez Arellano. - Página 48- CJNE @Ri,# data, rel CJNE Rn, # data, del • (PC) (PC) + 3 • Si ((Ri)) <>data Entonces (PC) (PC) + rel • Si ((Ri)) < data Entonces (C) 1 Si no (C) 0 • (PC) (PC) + 3 • Si (Rn)<>data Entonces (PC) (PC) + rel • Si (Rn) < data Entonces (C) 1 Si no (C) 0 Seguidamente, y como resumen, se muestra el set de instrucciones de la familia 51 (tabla 3.11). Al comienzo de estas tablas se señalan las instrucciones que afectan a los flags del PSW, asi como unas notas sobre los símbolos utilizados en estas tablas, y a continuación todas las instrucciones con todos los tipos de direccionamientos que admiten: por esta razón la lista aparece muy dilatada. <<SET>> DE INSTRUCCIONES FAMILIA –51 Tabla 4.11. Instrucciones que afectan a las banderas. Instrucción C OV AC Instrucción C OV AC ADD X X X CLR C O ADDC X X X CPL C X SUBB X X X ANL C, bit X MUL 0 X ANL C,/bit X DIV 0 X ORL C, bit X DA X ORL C,/bit X RRC X MOV C, bit RLC X CJNE SETB C 1 Notas sobre el significado de los operandos de las instrucciones que se describen a continuación: Rn..................... Registros R0-R7 del banco de registros seleccionado. Direct............... Dirección del dato de 8 bits de la memoria interna. Puede ser un dato de la RAM interna (0-127 para el 8051 o 0-225 para el 8052) o un registro del SFR (por ejemplo, puerto de E/S, registro de control, registro de estado (128-255). @Ri.................. Se refiere a los registros R0 y R1, que permiten el direccionamiento indirecto para acceder a los datos de 8 bits de la RAM interna (80-FFH) Solapada con el SFR para el 8052 y (000-7FH) para el 8052/8051. # data............... Operando constante de 8 bits # data 16.......... Operando constante de 16 bits. addr 16............. Dirección destino de 16 bits. Utilizada por las instrucciones de salto LCALL y LJMP para permitir el salto dentro del espacio de 64K bytes de la
  49. 49. M.C. Eduardo Sánchez Arellano. - Página 49- memoria de programas. addr 11........... Dirección destino 11 bits. Utilizada por las instrucciones de salto ACALL y AJMP para permitir el salto dentro de la página de 2Kbytes de la memoria de programas a partir del primer byte de la siguiente instrucción. Rel.................. Salto relativo en formato de 8 bits en complemento a 2. Utilizado por la instrucción SJMP y todos los saltos condicionales. El rango del salto (8 bits) está comprendido entre –128 a = 127 bytes a partir del primer byte de la siguiente instrucción. Bit................. Direccionamiento directo <<bit a bit>> dentro del área de la memoria RAM interna y de los registros SFR que lo permiten. rrr................ En la columna de codificación indirecta el registro implicado en las instrucción (Rn). Así: R r r Registro 0 0 0 R0 0 0 1 R 1 0 1 0 R 2 1 1 1 R 7 i..................... En la columna de codificación indica el registro implica en la instrucción de direccionamiento indirecto (@Ri). Así: i............ Registro 0 @R0 1 @R1 Tabla Instrucciones aritméticas Nemónico Descripción Codificación Byte Período de oscilador ADD A,Rn Add register to Accumulador 0010 1rrr 1 12 ADD A,direct Add direct byte to Accumulador. 0010 0101 Direct address 2 12 ADD A, @Ri Add inditect RAM to Accunulador 0010 011i 1 12 ADD A, # data Add immediate data to Accumulador 0010 0100 Dato Inmediato 2 12 ADDC A,Rn Add register to Accumulador with Carry 0011 1rrr 1 12 ADDC A, direct Add direct byte to Accumulador with Carry 0011 0101 Direct address 2 12 ADDC A,@Ri Add indirect RAM to Accumulador with Carry 0011 011i 1 12 ADDC A,# data Add immediate data to Acc with Carry 0011 0100 Immediate data 2 12 SUBB A,Rn Subtract Register from Acc with boorrow 1001 1rrr 1 12 SUBB A, direct Subtrac direct byte from Acc with boorrow 1001 0101 Direct address 2 12 SUBB A,@Ri Subtract indirect RAM from ACC with boorrow 1001 011i 1 12 SUBB A, # data Subtract immediate data from Acc with boorrow 1001 0100 Immediate data 2 12 INC A Increment Accumulador 0000 0100 1 12 INC Rn Increment regitrer 0000 1rrr 1 12 INC Direct Increment direct byte 0000 0101 Direct address 2 12 INC @Ri Indrement direct RAM 0000 011i 1 12 DEC A Drecrement Accumulator 0001 0100 1 12 DEC Rn Decrenemt register 0001 1rrr 1 12 DEC Direct Decrement indirect byte 0001 0101 Direct address 2 12
  50. 50. M.C. Eduardo Sánchez Arellano. - Página 50- DEC @Ri Decrement indirect RAM 0001 011i 1 12 INC DPTR Increment data pointer 1010 0011 1 24 MUL AB Multiply A&B 1010 0100 1 48 DIV AB Divide A by B 1000 0100 1 48 DA A Decimal Adjuste Accumulator 1101 0100 1 12 TABLA Instrucciones Lógicas ANL A,Rn AND Register to Accumulator 0101 1rrr 1 ANL A,direct AND direct byte to Acumulator 0101 0101 Direct address 2 ANL A,@Ri AND indirect RAM to Accumulator 0101 011i 1 ANL A,# data AND immediate data to Accumulator 0101 0111 Immediate data 2 ANL Direct,A AND Accumulator to direct byte 0101 0010 Direct address 2 ANL Direct,# data AND immediate data to direct byte 0101 0011 Direct address Immediate data 3 ORL A,Rn OR register to Accumulator 0100 1rrr 1 ORL A,direct OR direct byte to Accumator 0111 0101 Direct address 2 ORL A,@Ri OR indirect RAM to Accumator 0101 011i 1 ORL A,#data OR immediate data to Accumulator 0100 0100 Immediate data 2 ORL Direct,A OR Accumulator to direct byte 0100 0010 Direc address 2 ORL Direct.#data OR immediate data to direct byte 0100 0011 Direct address Immediate data 3 XRL A,Rn Exclusive-OR register to Accumulator 0110 1rrr 1 XRL A,direct Exclusive-OR direct byte to Accumulator 0110 0101 Directs address 2 XRL A,@Ri Exclusive-OR indirect RAM to Accumulator 0110 011i 1 XRL A.#dat Exclusive-OR immediate data to Accumulator 0110 0110 Immediate data 2 XRL Direct,A Exclusive-OR Accumulator to direct byte 0110 0010 Direct address 2 XRL Direct,# data Exclusive-OR immediate data to direct byte 0110 0011 Direct address Inmediate data 3 CLR A Clear Acumulator 1111 0100 1 CPL A Complement Accumulator 1111 0111 1 RL A Rotate Accumulator Left 0010 0011 1 RLC A Rotate Accumulator Left through the Carry 0011 0011 1 RR A Rotate Accumulator Right 0000 0011 1 RRC A Rotate Accumulator Right through the Carry 0001 0011 1 SWAP A Swap nibbles within the Accumulator 1100 0100 1 TABLA 4.8 Instrucciones de Transferencia de Datos MOV A,Rn Move register to Accumulator 1110 1rrr 1 MOV A,direct Move direct byte to Accumulator 1110 0101 Direct address 2 MOV A,@Ri Move indirect RAM to Accumulator 1110 100i 1 MOV A,#data Move immediate data to Accumulator 0111 0100 Immediate data 1 MOV Rn, A Move Accumulator to register 1111 1rrr 1 MOV Rn,,direct Move direct bute to regiter 1010 1rrr Direct address 2 MOV Rn,#data Move immediate data to regiter 0111 1rrr Immediate data 1 MOV Direct,A Move Accumulator 1111 0101 Direct address 2 MOV Direct,Rn Move register to direct byte 1000 1rrr Direct address 2
  51. 51. M.C. Eduardo Sánchez Arellano. - Página 51- MOV Direct,direct Move direct to direct 1000 1010 Dir. Addr. (src) Dir. Addr (dest) 3 MOV Direct,@Ri Move indirect RAM to direct byte 1000 011i Direct address 2 MOV Direct,# data Move immediate data to direct bute 0111 0101 Direct address Immediate data 3 MOV @Ri,A Move Accumulator to indirect RAM 1111 011i 1 MOV @Ri,direct Move direct byte to indirect RAM 1010 011i Direct address 2 MOV @Ri,# data Move immediate data to indirect RAM 0111 011i Immediate data 2 MOV DPTR,#data 16 Load data pointer with a 16-bit constant 1001 0000 Immed. Data 15-8. Immed. Data 7-0 3 MOVC A,@A+DPTR Move code byte relative to DPTR to Acc 1001 0011 1 MOVC A,@A+PC Move code byte relative to PC to Acc 1000 0011 1 MOVX A,@Ri Move External RAM (8-bit addr) to Acc 1110 001i 1 MOVX A,@DPTR Move External RAM (16-bit addr) to Acc 1110 0000 1 MOVX @Ri,A Move Acc to external RAM (8-bit addr) 1111 001i 1 MOVX @DPTR,A Move Acc to External RAM (16- bit addr) 1111 0000 1 PUSH Direct Push direct byte stack 1100 0000 Direct address 2 POP Direct Pop direct byte from stack 1101 0000 Direct address 2 XCH A,Rn Exchange regiter with Accumulator 1100 1rrr 1 XCH A,direct Exchange direct byte with Accumulator 1100 0101 Direct address 2 XCH A,@Ri Exchange indirect RAM with Accumulator 1100 011i 1 XCHD A,@Ri Echange low-order digit indirect RAM with Acc 1101 011i 1 Tabla 4.9 instrucciones booleanas CLR C Clear Carry 1100 0011 1 12 CLR Bit Clear direct bit 1100 0010 Bit address 2 12 SETB C Set Carry 1101 0011 1 12 SETB Bit Set direct bit 1101 0010 Bit address 2 12 CPL C Complement Carry 1011 0011 1 12 CPL BiT Complement direct bit 1011 0010 Bit address 2 12 ANL C.bit AND direct bit to Carry 1000 0010 Bid address 2 24 ANL C,/bit ANDcomplement of direct bit to Carry 1011 0000 Bid address 2 24 ORL C,bit OR direct bit to Carry 0111 0010 Bid address 2 24 ORL C,/bit OR complement of direct to Carry 1010 0000 Bid address 2 24 MOV C,bit Move direct bit to Carry 1010 0010 Bid address 2 12 MOV Bit, C Move Carry to direct bit 1001 0010 Bit address 2 24 JC Rel Jump if Carry is set 0100 0000 Rel address 2 24 JNC Rel Jump if Carry not set 0101 0000 Rel address 2 24 JB Bit,rel Jump if direct bit is set 0010 0000 Bit address Rel, address 3 24 JNB Bit,rel Jump if direct bit is not set 0011 0000 Bit address Rel, address 3 24 JBC Bit,rel Jump if direct bit is set & clear bit 0001 0000 Bit address Rel, address 3 24 Tabla 3.10 Instrucciones de Salto ACALL Addr 11 Absolute Subroutine Call a10 a9 a8 1 0001 a7 a6 a5 a4 a3 a2 a1 a0 2
  52. 52. M.C. Eduardo Sánchez Arellano. - Página 52- LCALL Addr 16 Long Subroutine Call 0001 0010 addr15-addr8 addr7-addr0 3 RET Return from Subroutine 0010 0010 1 RETI Return from interrupt 0011 0010 1 AJMP Addr 11 Absolute jump a10 a9 a8 0 0001 a7 a6 a5 a4 a3 a2 a1 a0 2 LJMP Addr 16 Long jump 0000 0010 addr15-addr8 addr7-addr0 3 SJMP Rel Short jump (relative addr) 1000 0000 rel.address 2 JMP @A+DPTR Jump indirect relative to the DPTR 0111 0011 1 JZ Rel Jump if Accumulator is zero 0110 000 rel.address 2 JNZ Rel Jump if Accumulator is not zero 0111 0000 rel.address 2 CJNE A,direct,rel Compare direct byte to Acc and jump if not Equal 1011 0101 diret.address rel.address 3 CJNE A,#data , rel Compare immediate to Acc and jump if not Equal 1011 0100 immediate data rel.address 3 CJNE Rn,#data,rel Compare immediate to registrer and jump if not Equale 1011 1rrr immediate data rel.address 3 CJNE @R1,#data,rel Compare immediate to indirect and jump if Not Equale 1011 010i immediate data rel.address 3 DJNZ Rn,rel Decrement register and jump if Not Zero 1101 1rrr rel.address 2 DJNZ Direct,rel Dcrement direct byte and jump if Not Zero 1101 0101 direct address rel.address 3 NOP No operation 0000 0000 1
  53. 53. M.C. Eduardo Sánchez Arellano. - Página 53- Capitulo 5 Presentación del Software y Equipo de Desarrollo CROSS-ASSEMBLER • El ensamblador (AVMAC51) traslada mnemónicos, pseudooperaciones, y direcciones simbólicas, a código de operación a nivel maquina, y direcciones numéricas así como manejo de macros, directivas de procesador y directivas condicionales de ensamblador. • EL encadenador (AVLINK) habilita la utilización por segmentos para código relocalizable (así como absoluto), datos. Etc. así como modularización de archivos fuente. • Las librerías (AVLIB) colecta múltiples modules objeto para simplificar el encadenamiento. • El generador de reportes cross-reference (AVREF) ayuda en la coordinación de proyectos grandes. • EL (HEXFORM) formateador de archivos HEX, produce un archivo binario, o un archivo HEX revisado.
  54. 54. M.C. Eduardo Sánchez Arellano. - Página 54- EL ENSAMBLADOR AVMAC51 El AVMAC51 es un programa, que acepta como entrada un archivo hecho en un editor de texto, con código fuente en lenguaje ensamblador del 8751, el cual tiene una extensión .ASM El AVMAC51, primero procesa el archivo, desarrolla los macros, y después lo ensambla. El AVMAC51 genera un archivo listado (FILE.PRN), y un archivo objeto (FILE.OBJ) en código maquina. Opcionalmente puede generar un archivo con expansión de macros (.MXP) utilizando la operación MACFILE (filename). Puede generarse un archivo CROSS-REFERENCE (FILE.XRF) usando la opción XREF. EJEMPLOS: AVMAC51 file.asm AVMAC51 file.asm NOMACEVAL ; Lo procesa y lo ensambla. AVMAC51 file.asm NOPROCESS ; Lo ensambla únicamente. AVMAC51 file.asm ALLPUBLIC ; Lo preprocesa únicamente. AVMAC51 file.asm XREF1 ; Genera un .XRF AVMAC51 file.asm MACFILE(filename) ; Genera un .MXP EL MANEJADOR DE LIBRERIAS AVLIB Es un programa que coordina numerosos archivos objeto dentro de una librería, “File.lib”, facilitando el encadenamiento de módulos objetos frecuentemente usados. EJEMPLO: AVLIV routines.lib = one.obj, two.obj, tree.obj Donde one.obj, two.obj, tree.obj son archivos objeto previamente ensamblados y son incluidos en la librería llamada routines.lib.
  55. 55. M.C. Eduardo Sánchez Arellano. - Página 55- EL ENCADNADOR AVLINK El encadenador es un programa que acepta como entrada uno o varios módulos objeto, y produce un solo modulo de salida, encadenado, con código relocalizado y listo para ser cargado en memoria. El AVLINK entrega un archivo de salida en formato .HEX (INTEL), o .MOT(MOTOROLA) ó .TEK(TEKTRONICS). Así como un archivo .MAP el cual muestra las localidades de segmentos y símbolos. EJEMPLOS: AVLINK outfile=file.obj AVLINK outfile=one.obj, two.obj, rutinas.obj AVLINK outfile=file.obj OF=MOT AVLINK outfile=infile.obj -SYMBOLS ;genera un .SYM EL CROSS-REFERENCE REPORT GENERATOR AVREF Es una ayuda muy útil, particularmente en la generación de proyectos grandes con múltiples archivos y/o segmentos. La entrada a AVREF es un archivo .SYM y uno o más archivos .XRF y la salida es un reporte .RPT, el cual contiene información detallada de los segmentos, procedimientos y símbolos locales y públicos. El .XRF se genera ensamblando con la opción XREF AVMAC51 file.asm XREF El .SYM se genera encadenando con la opción –SYMBOLS AVLINK fileout=file1.obj -SYMOLS El reporte se genera AVREF filename=fileout.sym,file1.xrf
  56. 56. M.C. Eduardo Sánchez Arellano. - Página 56- HEX FILE FORMATER Normalmente el archivo .HEX se genera en el orden que los módulos fueron cargados. Hexform permite soportar el archivo .HEX y tiene una sola salida en forma Binaria o hexadecimal. EJEMPLO: HEXFORM filename=filein.hex -> .BIN HEXFORM filename.hx2=filein.hex -TOHEX -> .HEX ***** PSEUDO - OPS ***** Usando los pseudo-op DEFSEG y SEGs... Note que "DEFSEG" define un nombre para un segmento (llamado un segmento definido por el usuario), mientras "SEG" es colocado dentro de un segmento. Usted permanece en un segmento hasta que usted lo especifica (usando otro pseudo-op "SEG") que usted desea estar en un segmento diferente. DEFSEG nombre_del_segmento_1 SEG nombre_del_segmento_1 db 1 DEFSEG nombre_del_segmento_2 SEG nombre_del_segmento_2 db 2 Usted puede asignar atributos a un segmento especificando el atributo "ABSOLUTE" permite el uso de la palabra "ORG" (origen del inicio de dirección absoluta) dentro del segmento. DEFSEG NOMBRE_SEGMENTO, ABSOLUTE SEG NOMBRE_SEGMENTO ORG 100H db 3 ORG 200H db 4
  57. 57. M.C. Eduardo Sánchez Arellano. - Página 57- El pseudo-op "ORG" puede ser ademas usado en un segmento relocalizado el cual tiene el atributo "START=", pero si el segmento reside completamente dentro de un modulo. Si el "ORG" es usado en un segmento relocalizable, del tipo "START=" en mas de un modulo, entonces ese segmento debera ser “OVERLAID". Note que usted puede usar opciones AVLINK en segmentos relocalizables, pero no en segemntos "ABSOLUTES" y eso lo deberá advertir el encadenador (linker) si usted sobreescribir segmentos relocalizables pero no si un segmento "ABSOLUTE" sobreescribe cualesquier otro segmento. DEFSEG SEG_RELOC, START=250H SEG SEG_RELOC db 5 ORG 300H db 6 Desde que "SEG_RELOC" es relocalizable el siguiente segmento causa un preventivo (warning) 'sobreescritura' al tiempo de encadenar (AVLINK) . . . DEFSEG segover, start=2F0H seg segover db 7 El atributo "OVERLAID" puede ser usado solamente por el mismo nombre del segmento en mas de un modulo . . . DEFSEG segol, OVERLAID seg segol db 55H Uso del atributo "CLASS=" . . . Usted puede asignar cualesquier atributo clase aplicable con la oración "CLASS=" DEFSEG seg1code, CLASS=CODE SEG seg1code db 8
  58. 58. M.C. Eduardo Sánchez Arellano. - Página 58- Usted pude asignar un segmento a la clase "DATA" . . . DEFSEG seg1data, CLASS=DATA SEG seg1data db 9 Algunos chips usan otras clases, por ocasiones la clase "PAGE0", con la cual coloca datos en pagina0 . . . ; DEFSEG segzero, CLASS=PAGE0 ; SEG segzero ; db 1 Note que cualquier CLASS aplicable a un chip tiene un nombre de segmento predefinido conocido para el ensamblador, por ejemplo: SEG CODE db 0AH SEG DATA db 0BH Note que el campo de la dirección del file '.PRN' mostrara después de la dirección: & -> Para un segmento definido por el usuario ' -> Para un segmento predefinido como CODE '' -> Para un segmento predefinido como DATA @ -> (Si es aplicable) para un segmento predefinido PAGE0 * -> Para una etiqueta externa Usted puede especificar la alineación de un segmento, usando el atributo "ALIGN=", donde el valor deberá ser una potencia de 2 -- DEFSEG segalign, ALIGN=100H SEG segalign db 0DH Usted puede además especificar el tamaño del bloc de un segmento, usando "BLOCK=" donde el valor deberá ser una potencia de 2 -- DEFSEG segblock, BLOCK=200H
  59. 59. M.C. Eduardo Sánchez Arellano. - Página 59- SEG segblock db 0EH (Para propósitos de compatibilidad, ciertos sinónimos han sido agregados como pseudo- ops validos. Esos deberán ser notados en las siguientes tres secciones.) USO DE LOS pseudo-ops DS DB, DW, ... DS es usado para reservar un cierto numero de espacio de BYTES sin inicializar . . . DS 8 RMB y DEFS son sinónimos de DS.. RMB 6 DEFS 4 DW define un numero de 16-bit, DW 123H DW puede definir mas de una palabra... DW 123H, 456H, 789H DEFW es una sinónimo de DW... DEFW 5 DEFW 100H, 256 FDB es como DW, excepto que además permite dos o más comas consecutivas previendo un valor cero entre cada dos comas . . . FDB 1,2,,3,,,4 DB define un byte a la vez DB 4 DB 1,2,3 DB es además usado para textos (strings) de código ASCII . . . DB "hola, Tecnológico" ; DEFB y DEFM son sinónimos de DB... DEFB 1, 2, "hello" DEFM 'world', 3 FCB es como DB, excepto (como en FDB) que además permite dos o más comas consecutivas, previendo valor de cero entre cada dos comas . . . FCB 5,,6,7 FCC es un pseudo para definir un texto con dos sintaxis validas. En el primero un numero decimal seguido por una coma, que indica que esta iniciando el siguiente carácter (diferente de espacio o tab), un texto del numero indicado de caracteres será tomado. FCC 4,string
  60. 60. M.C. Eduardo Sánchez Arellano. - Página 60- FCC 10,string Note que el texto "string" no es tan largo como el numero indicado, será recortado cuando sea menor y se le agregaran espacios (caracteres) cuando sea mayor; el numero mas alto permitido es 132. En la segunda sintaxis permitida del primer carácter después del pseudo-op FCC es considerada el limite del texto; hasta que ese carácter sea visto, el texto continuara siendo procesado. FCC /monday/ FCC zmondayz FCC 7monday7 FCC &monday& Uso de EQU y TEQ... Usted puede igualar un símbolo con un valor numérico usando las directivas EQU y TEQ. El psuedo-op EQU simplemente asigna un valor a una etiqueta, mientras que TEQ permite además que la misma etiqueta sea redefinida tiempo después. labelname EQU 2 labeltwo TEQ 3 labeltwo TEQ 4 SET, ASET y DEFL son sinónimos de TEQ.. labeltwo SET 5 labeltwo ASET 5 labeltwo DEFL 6 Note que cualquier etiqueta "DEBERA" iniciar en la columna 1. Uso de PUBLIC y EXTERN... Usted puede usar usa símbolos atraves de módulos (ej., programas en archivos fuentes separados) usando los pseudo-ops PUBLIC y EXTERN. El pseudo-op PUBLIC es usado para indicar un símbolo el cual es definido en el presente modulo para el cual será tomado como referencia desde un modulo diferente PUBLIC otherlabel otherlabel DB 5 Note que usando la opcion ALLPUBLIC hará que todas las etiquetas usadas en el presente modulo sean como PUBLIC.
  61. 61. M.C. Eduardo Sánchez Arellano. - Página 61- XDEF y GLOBAL son sinónimos de PUBLIC. Para tomar como referencia un símbolo que es definido en otro modulo, use el pseudo-op EXTERN ... EXTERN outlabel Usando la directiva EXTERN permite que la etiqueta sea usada en el presente modulo, aun cuando no esta definida allí. Sinónimos de EXTERN incluyen EXT, EXTRN, EXTERNAL, y XREF. Uso de PROCedures... Usando PROC permite el uso local de símbolos, esto es, símbolos cual identidad es conocida solamente entre lo que precede a PROC y antes de ENDPROC. proclab PROC L?local db 5 ENDPROC proc2lab PROC L?local db 6 ENDPROC Note que el símbolo 'L?local' no causa un error 'multiply-defined symbol'. Note además, que los símbolos locales deberán iniciar con L? END... El pseudo-op END deberá aparecer en un archivo (file) hasta el final del mismo (el ensamblador terminara su trabajo al reconocer END). END
  62. 62. M.C. Eduardo Sánchez Arellano. - Página 62- Capitulo 6 Control de Puertos de Entrada y Salida 6.1 INTRODUCCION: Los cuatro puertos del 8052/8051 son bidireccionales, es decir, permiten la lectura y escritura en el periférico correspondiente. Las salidas están <<latcheadas>>, lo que permite mantener el dato indefinidamente hasta que sobre escriba la información original. Otra característica importante es que los puertos pueden ser utilizados como buses de direcciones, datos y control, debido a estas caracteristicas se dice que el microcontrolador puede trabajar como microprocesador. 6.2 EL MICROCONTROLADOR COMO MICROPROCESADOR Los drivers de salida de los puertos P0 y P2 y los buffers de entrada del puerto P0 se pueden utilizar para acceder a la memoria externa del sistema. En estas condiciones, el puerto P0 se configura como salida del byte bajo del bus de direcciones (A0 a A7), de un bus que consta de 16 bits (capacidad de direccionamiento 64K). Multiplexado en el tiempo como bus de datos bidireccional (D0 a D7). El puerto P2 se configura como salida del byte alto del bus de direcciones (A8 a A15). De esta manera el microcontrolador se configura a modo de CPU de un sistema externo con unas capacidades de expansión definibles por el usuario naturalmente, en estas condiciones, le queda como puerto íntegro, para el control de periféricos, el puerto P1 y parte del puerto P3, puesto que hay señales que se utilizan para el control del sistema (bus de control). En la figura 6.1 se muestran los cronogramas correspondientes a un ciclo de lectura en la memoria externa de programas y a un ciclo de lectura y escritura en la memoria de datos externa. También, se hace referencia a los parámetros representados en la figura 6.1 y en el cuadro 6.1 sin hacer mención a los tiempos reales que dependen del tipo de microcontrolador y de la frecuencia de trabajo.
  63. 63. M.C. Eduardo Sánchez Arellano. - Página 63-
  64. 64. M.C. Eduardo Sánchez Arellano. - Página 64- Para una mayor información consulte las hojas de características en donde se establecen los tiempos de los parámetros según condiciones y las características eléctricas de las señales. Para un mejor entendimiento y seguimiento de los cronogramas anteriores, en la figura 6.2 se dibuja un esquema en el que aparece el microcontrolador comandando una memoria RAM (43256C) y una memoria EPROM (2764). 6.2.1 Ciclo de lectura en la memoria externa de programas Para acceder a la memoria externa de programas utiliza la señal PSEN (Program Store Enable) como señal de autorización de lectura (Figura 6.1 (A) y 6.2). La señal <<latchea>> el byte bajo del bus de direcciones en el primer estado (ciclo de reloj), y así permite direccionar, durante todo el ciclo de instrucción, mientras esas mismas líneas son utilizadas, en el resto del ciclo de instrucción, como bus de datos. En la Figura 6.2 se puede observar que la lectura en la memoria de programas se realiza cuando PSEN está a nivel bajo y las líneas A13, A14 y A15 se encuentran a nivel alto, siendo el resto de las líneas de dirección las que establecen la posmen exacta del byte de instrucción u operando que ha de ser leído. Para el acceso a la memoria de programas, utiliza los 16 bits del bus de direcciones, su posición en el mapa general de memoria es la que se encuentra al final de los 64 Kbytes, puesto que A15=A14=A13=1, concretamente comienza en la posmen 1110.0000.0000.0000=E000H y termina en la posmen FFFFH, en total 8 Kbytes. Si el usuario escribe en el Puerto P0 durante el ciclo de búsqueda en la memoria externa, el byte de código puede ser modificada. Se recomienda no escribir en el Puerto P0 si es utilizada para leer en la memoria de programa externa. A la memoria de programas externa se accede bajo dos condiciones: 1. Cuando la señal EA es activa, caso de la Figura 6.2 2. Cuando el contador de programa (PC) contiene un número más grande que 0FFFH para el 8051 o para el 8052. En las versiones de microcontroladores sin ROM (8031 y 8032) tienen la señal de control EA puesta a nivel bajo permanentemente para leer el programa en la memoria externa.
  65. 65. M.C. Eduardo Sánchez Arellano. - Página 65- Figura 5.2 5.2.2 Ciclo de lectura en la memoria externa de datos Para el acceso a la memoria externa de datos utiliza la señal de control RD (función alternativa de P3.7) y puede utilizar los 16 bits de dirección (M0VX A,@DPTR) o bien 8 bits (MOVX A,@Ri) (véase Figura 5.1 (B) ). En un ciclo de lectura el byte de entrada es aceptado en el Puerto P0 justo antes de que la señal de control RD que autoriza la lectura sea desactivada. 6.2.3. Ciclo de escritura en la memoria externa de datos Para la escritura en la memoria externa de datos utiliza la señal de control WR(función alternativa P3.6) y puede utilizar los 16 bits de dirección (MOV @DPTR.A) o bien 8 bits (MOV @Ri) (Figura 8.1.(C)). En el ciclo de escritura, el byte de dato debe permanecer sobre el Puerto P0 antes y después de que la señal de control de escritura WR sea desactivada. En general, tanto para la lectura como para la escritura, cuando una dirección de 16 bits es utilizada (MOVX @DPTR), el byte alto de dirección sale por el Puerto P2, donde permanecerá mientras dura el ciclo de lectura o escritura.

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