UNIVERSIDADE PAULISTA (UNIP) Curso de Engenharia Mecatrônica Disciplina: Microprocessadores e Microcontroladores (MM) LISTA III

Transcrição

1 UNIVERSIDADE PAULISTA (UNIP) Curso de Engenharia Mecatrônica Disciplina: Microprocessadores e Microcontroladores (MM) LISTA III Orientações: Esta lista de Exercícios deve ser entregue juntamente com a Prova P1 da disciplina de MM A realização da lista é individual e deve ser feita toda a mão Somente serão aceitas listas que atenderem as orientações aqui especificadas EXERCÍCIO 01 Desenhe o diagrama de blocos do 8051 e explique a funcionalidade de todos os blocos presentes no seu desenho CPU: Responsável pelo Controle do Mc É o cérebro do sistema, e tem competência para acionar e se comunicar com todas as vias supracitadas, só que sempre seguindo ou obedecendo às diretivas gravadas na ROM PC: É o indicador de endereço de memória Ele serve para endereçar a próxima instrução a ser lida pelo Mc ROM: Memória responsável por armazenar o programa de controle RAM: Memória responsável por armazenar dados PORTAS PARALELAS: As portas P0, P1, P2 e P3, cada uma com oito linhas, são destinadas à comunicação externa Pode se conectar a periféricos e I/O É uma interface de comunicação entre o MC e um periférico

2 PORTA SERIAL: Porta de comunicação utilizada para conectar o Mc a outros equipamentos de hardware Na interface serial, os bits são transferidos em fila, ou seja, um bit de dados de cada vez INTERRUPÇÕES EXTERNAS: Pinos de acesso nexterno que permitem interromper o microprocessador, que então interrompe suas tarefas atuais e atende aquelas planejadas pela interrupção solicitada TIMER 0 e Timer 1: Responsáveis pela temporização Permite que o Mc realize suas tarefas de forma sincronizada e com velocidade predeterminada EXERCÍCIO 02 a- Faça um fluxograma e um programa em Assembly que some três números de 8 bits, armazenados em posições subsequentes na área da RAM interna (endereços 40h, 41h e 42h) O resultado deve ser armazenado na posição seguinte aos dados Em seguida subtraia deste valor encontrado (soma dos três números) o conteúdo do endereço 46h Para realizar a subtração utilize o modo de endereçamento indireto Transfira os seguintes dados para os seguintes endereços de memória antes de realizar a soma: (40h) = Os dois últimos dígitos do seu RA (41h) = A soma do valor absoluto dos algarismos que compõem seu RA (42h) = Se o valor alocado em 41h for par armazene o valor b, caso contrário armazene b (46h) = b Parte comum a programação: Org 0h CLR C MOV B,#46h SUBB A,@B b- Indique quais são os valores finais em hexadecimal encontrados em todos os registradores utilizados no programa Resultado depende do número do RA do aluno c- Neste programa é necessário realizar alguma operação com um bit de um registrador de função especial? Por quê? Sim é necessário utilizar o bit C (carry) do Registrador PSW antes de efetuar a subtração Porque a ULA não realiza a operação subtração, desta forma para realizar a operação (A-B) obtemos este resultado somando A ao Complemento a dois do número B

3 EXERCÍCIO 03 a- Qual é a capacidade máxima de endereçamento da ROM e RAM externa na família 8051? 64*1024 = endereços Intervalo de 0 a ( b) Necessário 16 bits para endereçamento b- Qual é a capacidade máxima de endereçamento da RAM interna na família 8051? 256 bytes 256 endereços 0 à 255 ( ) c- Qual o procedimento necessário para eu mover o conteúdo do último endereço damemória ROM externa para o Acc? É necessário alocar este endereço(16 bits) no DPTR que é um registrador de 16 bits e utilizar o endereçamento indireto d- Faça a linha de código em Assembly necessária para realizar o procedimento do item c MOVX DPTR,#65535 MOVX EXERCÍCIO 04 a- O que são os bancos de registradores (R0 R7) do 8051 Para que servem? São uma divisão da memória RAM interna, onde cada parte possui uma seqüência dos registradores (R0 á R7) Esses bancos alocam registradores que são utilizados em diversas instruções do Mc Esse registradores podem ser endereçados diretamente b- Quantos bancos estão disponíveis e como pode-se alterar o banco de registradores que será utilizado? 4 bancos(b0 B1 B2 B3) Através dos pinos do RS0 e RS1 do Registrador Especial PSW c- Em qual dispositivo estes bancos estão localizados? Defina a utilidade deste dispositivo e suas características Na memória RAM Interna A memória RAM é um dispositivo de memória para armazenamento de dados temporário Trata-se de uma memória volátil d- Faça o desenho de todo o dispositivo onde estes bancos estão localizados e indique como este dispositivo é ocupado (divisão do dispositivo)

4 A memória RAM interna ao Mc é dividida em duas partes Alta e baixa Na parte alta estão alocados os registradores de Funções Especiais (128 bytes) A parte baixa (128 bytes) encontra-se dividida em três partes: 32 bytes alocados aos Bancos R0, R1, R2 e R3 16 bytes endereçados bit a bit e 80 bytes endereçados byte a byte EXERCÍCIO 05 Construa um fluxograma e uma rotina que retorne no registrador R6 do banco 3 o número 6 quando o número armazenado no endereço 10h da RAM interna for divisível por 6 (Considere que um número é divisível por 6 quando ele é divisível por 2 e por 3 ao mesmo tempo) Org 0h MOV A, 10h MOV B,#2 DIV AB MOV A,B JZ CLR PSW3 SETB PSW3 MOV A, 10h MOV B,#3 DIV AB MOV A,B JZ CLR PSW3 SETB PSW3 MOV R6, 10h RET Note que o bit PSW3 corresponde ao bit RS0! EXERCÍCIO 06 Qual a função dos seguintes registradores de um microprocessador: Rn, A, PC, DPTR e B? Quais deles armazenam endereços e quais deles armazenam dados? Onde cada um se localiza?

5 A: Registrador que se utiliza como operando em várias instruções do Mc É também onde fica o resultado de várias operações realizadas PC: Endereça a próxima instrução a ser lida DPTR: É um par de registradores (DPH + DPL) como se fosse uma só palavra de 16 bits É utilizado para endereçar até 64Kbytes de memória externa B: Registrador que em algumas poucas instruções tem seu nome diretamente referenciado: mulab, div AB, que são operações entre os registradores A e B na multiplicação armazena a parte menos significativa do resultado e na divisão armazena o resto EXERCÍCIO 07 Descreva por passos um ciclo de busca de instrução de um Microcontrolador 1: Endereço do PC é colocado na via de endereços 2: Sinal de controle da ROM é ativado ( pois será lida a ROM e não a RAM) 3: A instrução é lida da ROM, no endereço dado pelo PC e é lida pela via de dados EXERCÍCIO 08 a- Descreva o port 3, quando ele é usado para comunicação com memória externa e com periféricos Esse port pode ser usado, parcialmente, com os periféricos e ao mesmo tempo, com os pinos restantes como port normal? O port 3 só pode ser utilizado como port de propósito geral se não utilizar nenhum periférico interno ao chip, nenhuma interrupção externa e também não utilizar a RAM externa Quando utilizado para a comunicação com memória externa e com periféricos o Port P3 tem seus pinos comprometidos b- O port P0 na figura acima apresenta-se como AD0AD7 O que a palavra AD quer dizer? Qual a afunção do port P0? A palavra AD é referente a Address/Data ( endereços /dados) Este port é multiplexado entre as funções de enviar endereços ( address) e dados (data) pela mesma porta EXERCÍCIO 09 Qual a diferença entre microprocessador (MP) e microcontrolador (MC)? Exemplifique aplicações para um MP e para um MC O microprocessador é somente o chip que contém IR, PC, ALU, INT O Microcontrolador já inclui num só chip o Mp, timer, serial, RAM e ROM EXERCÍCIO 10 O que significa dizer que o Mc 8051 é um Mc de 8 bits? Significa que sua célula de memória é capaz de armazenar 8 bits

6 EXERCÍCIO 11 Apresente os mneumônicos da seqüência de instruções que realiza a seguinte expressão: (R3,R2) {(R1-R4) x [(R5+R6)/R0]} Os registradores presentes na expressão acima devem pertencer aos registradores do banco 3 ORG OOH SETBRS0 SETB RS1 MOV A, R6 ADD A, R5 MOV B RO DIV AB MOV B,A MOV A, R1 CLR C SUBB A,R4 MUL AB MOV R3,B MOV R2,A RET EXERCÍCIO 12 Quais são os registradores no microcontrolador 8051 capazes de armazenar 16 bits? Explique porque eles precisam ser capazes de armazenar 16 bits DPTR e PC Devido a capacidade de endereçamento de 16 bits do 8051, estes dois registradores que armazenam endereço têm que ter a capacidade de armazenar 16 bits EXERCÍCIO 13 Considere as seguintes células de memória RAM externa de um microcontrolador 8051: Fig1 a- Qual a diferença entre as instruções MOV A, #04h e MOVX A, 04h? Qual será o conteúdo de A após a realização de cada instrução considerando a Memória RAM da Fig1? MOV A, #04h: Endereçamento imediato em A após a execução da instrução teremos: 04h MOVX A, 04h: Endereçamento direto em A após a execução da instrução teremos: 26h

7 b- Qual a diferença entre as instruções A e A? Qual delas é capaz de alterar A diferença entre as instruções A e A é que na primeira instrução o valor do acumulador será armazenado no endereço INTERNO indicado indiretamente por R2 já na segunda instrução o valor do acumulador será armazenado no endereço EXTERNO indicado indiretamente por R2 c- Qual a diferença entre as instruções MOVX A,@01h e MOVX A,01h? Qual será o conteúdo de A após a realização de cada instrução considerando a Memória RAM da Fig1? Sim é necessário utilizar o bit C (carry) do Registrador PSW antes de efetuar a subtração Porque a ULA não realiza a operação subtração, desta forma para realizar a operação (A-B) obtemos este resultado somando A ao Complemento a dois do número B EXERCÍCIO 14 Considere o seguinte programa da Tabela 1 Execute o programa passo a passo, isto é, uma instrução de cada vez, e complete as seguintes frases: Após a execução da primeira instrução, o valor do PC foi alterado para 3002 h, que corresponde ao endereço da próxima instrução a ser executada A primeira instrução carregou o valor 18h no acumulador O modo de endereçamento do operando #48h é o endereçamento imediato Execute a segunda instrução Nela, o conteúdo do acumulador é copiado no registrador R0, sendo ambos acessados no modo de endereçamento de registradores Se os bits RS1 e RS0 do registrador especial PSW estiverem ambos em 0, o banco de registradores correntemente selecionado será banco 0 O registrador R0 deste banco, deve, agora, ter o valor 18h E o acumulador, tem o seu valor alterado? (S/N) Ao final da segunda instrução, o valor do PC é 3003h

8 Execute a terceira instrução, que coloca no acumulador o valor 48h e deixa o PC com o valor 3005h Execute a quarta instrução, que coloca no registrador DPTR o valor 4567h e deixa o PC com o valor 3008h Execute a quinta instrução A utiliza o modo de endereçamento indireto para o destino, pois ela copia o valor do acumulador na área de RAM interna, numa posição cujo endereço está no registrador R0 No passo 2, esse registrador foi carregado com o valor do acumulador, que era 18h O PC agora tem o valor 3009 h Execute a sexta instrução A também utiliza o modo de endereçamento indireto, agora para copiar o acumulador na RAM externa Como DPTR foi carregado (no passo 4) com o valor 4567h, o conteúdo desse endereço na memória externa deve ser, agora, 48h O PC foi, agora, para 300Ah Execute a sétima instrução O valor copiado no acumulador é obtido por endereçamento imediato Execute a oitava instrução, que coloca no registrador B o valor 13h e deixa o PC com o valor 300Eh O que a nona e a décima instrução fazem? Selecionam o banco 2 da memória RAM interna Execute a décima primeira instrução Ela faz a multiplicação entre A e B Em A é armazenado 93h em B é armazenado 09h Na instrução 12 e 13 os registradores R5 e R6 pertencem ao banco 2 da memória RAM interna A última instrução não é de movimentação de dados Ela apenas desvia para o programa monitor