DOUGLAS DAL POZZO DIEGO VITTI

Transcrição

1 DOUGLAS DAL POO DIEGO VITTI

2 O que são MicroControladores Microcontralor é um componente cujo núcleo possui os mesmos blocos funcionais de um microprocessador. No entanto, sua aplicação é um pouco mais geral. Um microcontralor é um sistema completo, com sistema de memória, sistema de entrada e saída, tudo em um único chip.

3 Histórico Os micro-controladores PIC originaram-se em 975 a partir do projeto de um processador de 6 bits da General Instrument's Microelectronics Division. Esse processador, denominado CP600, apresentava baixa performace de I/O e então essa mesma companhia desenvolveu o primeiro micro-controlador PIC (PIC650) para ser usado em conjunto com o processador CP600, aumentando a performace desse processador com a passagem do controle de tarefas de I/O para o micro-controlador PIC. Em 985 a General Instrument's vendeu seu setor de microeletrônica. O novo fabricante desativou quase todos os projetos que estavam então ultrapassados. No entanto, os microcontralores PIC foram renovados e continuaram a evoluir e hoje, a Microchip Technology, atual fabricante dos micro-controladores PIC, oferece uma ampla variedade de modelos.

4 Arquitetura de Micro-controladores PIC A arquitetura PIC possui uma família de micro-controladores de 2, 4 e 6 bits. É uma arquitetura RISC baseada em outra arquitetura denominada arquitetura Harvard. A arquitetura Harvard surgiu a partir da necessidade de melhorar o desempenho dos micro-controladores. Para isso, ela define o uso de duas memórias separadas: uma memória de dados e outra memória de programa (instruções). Essas duas memórias são conectadas por barramentos distintos e isso permite o uso de diferentes tamanhos de palavras para dados e instruções.

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6 Por pertencer a arquitetura RISC, os micro-controladores PIC apresentam instruções simples. Isso implica em maior código para a programação de funções mais avançadas. Em geral esses micro-controladores apresentam um conjunto entre 30 e 40 instruções. Algumas aplicações dos Micro-controladores PIC: Os micro-controladores possuem larga aplicação em dispositivos eletrônicos que requerem algum tipo de controle digital. Máquinas de lavar roupas, microondas, telefones, ar-condicionado são alguns exemplos.

7 Análise comparativa: arquitetura PIC vs. arquitetura MIPS Para fins de comparação da arquitetura PIC com a arquitetura MIPS será utilizado o micro-controlador PIC6F84 e o processador MIPS- RS2000. PIC RISC Harvard Um caminho de dados de 4 bits para instruções Um caminho de dados de 8 bits para dados Arquitetura MIPS Um único caminho de dados de 32 bits para dados e instruções.

8 PIC 35 instruções Número de instruções MIPS instruções (contém instruções para operações em ponto flutuante) PIC 3 modos de endereçamento Endereçamento direto Endereçamento indireto Endereçamento relativo Modos de endereçamento MIPS-32 5 modos de endereçamento: - endereçamento em registrador - endereçamento de base ou deslocamento - endereçamento imediato - endereçamento relativo ao PC - endereçamento pseudoindireto

9 PIC 2 registradores Registradores / memória MIPS registradores de uso geral memória acessada via instruções de transferência de dados

10 Pic. Parâmetros são carregados nos registradores de passagem de parâmetros CALL <endereço do início do procedimento>. Endereço de retorno (PC + ) é salvo no topo da pilha. 2. Endereço do início do procedimento é carregado em PC.... execução... resultado é colocado em um endereço para retorno... RETURN. O elemento do topo da pilha é retirado e carregado em no PC Suporte a procedimentos Mips-32. Parâmetros são carregados nos registradores de passagem de parâmetros jal <endereço do início do procedimento>. Endereço de retorno (PC + ) é salvo em $ra. 2. Endereço do início do procedimento é carregado em PC.... execução... resultado é colocado em registrador de retorno... jr $ra. O endereço armazenado em $ra é carregado em no PC

11 Organização da Memória A memória do micro-controlador PIC6F84 é dividida em 2 blocos: memória de programa e memória de dados. Pela arquitetura Harvard, cada memória tem o seu próprio barramento o que possibilita que ambas sejam acessadas dentro do mesmo ciclo do relógio. A memória de dados ainda pode ser dividida em 2 blocos: General Purpouse RAM (GPR) e Special Function Registers (SFR). A memória denominada SFR é utilizada para o controle do dispositivo. A memória GPR é usada para armazenamento das variáveis e contantes do programa. Esta memória também contém a memória de dados EEPROM (Electronically Erasable Programmable Read- Only Memory ) que mantém seu estado mesmo quando o dispositivo estiver desligado e é acessada indiretamente através de registradores de uso específico.

12 Conjunto de Instruções As instruções da família PIC6CXX são formadas por words de 4 bits divididas em um OPCODE que identifica a instrução e um ou mais operandos sobre os quais a instrução irá operar. As instruções são classificadas em 3 tipos: Byte-Oriented: Para as instruções orientadas a bytes, f representa um file register e 'd' representa o endereço de destino. O file register especifica qual registrador será usado pela instrução.

13 Mnemonic, Operands Description Cycles 4-Bit Opcode MSb LSb Status Affected Notes BYTE-ORIENTED FILE REGISTER OPERATIONS ADDWF Add W and f dfff ffff C,DC,,2 ANDWF AND W with f dfff ffff,2 CLRF f Clear f lfff ffff 2 CLRW - Clear W xxx xxxx COMF Complement f dfff ffff,2 DECF Decrement f dfff ffff,2 DECFS Decrement f, Skip if 0 (2) dfff ffff,2,3 INCF Increment f dfff ffff,2 INCFS Increment f, Skip if 0 (2) 0 0 dfff ffff,2,3 IORWF Inclusive OR W with f dfff ffff,2 MOVF Move f dfff ffff,2 MOVWF f Move W to f lfff ffff NOP - No Operation xx RLF Rotate Left f through Carry dfff ffff C,2 RRF Rotate Right f through Carry dfff ffff C,2 SUBWF Subtract W from f dfff ffff C,DC,,2 SWAPF Swap nibbles in f dfff ffff,2 XORWF Exclusive OR W with f dfff ffff,2

14 Bit-Oriented: Para as instruções orientadas a bit, 'b' representa a posição de um bit de um campo do file register.

15 Mnemonic, Operands Description Cycles 4-Bit Opcode MSb LSb Status Affecte d Notes BIT-ORIENTED FILE REGISTER OPERATIONS BCF f, b Bit Clear f 0 00bb bfff ffff,2 BSF f, b Bit Set f 0 0bb bfff ffff,2 BTFSC f, b Bit Test f, Skip if Clear (2) 0 0bb bfff ffff 3 BTFSS f, b Bit Test f, Skip if Set (2) 0 bb bfff ffff 3

16 Literal and Control Instructions:

17 Mnemonic, Operands Description Cycles 4-Bit Opcode MSb LSb Status Affecte d Notes BIT-ORIENTED FILE REGISTER OPERATIONS ADDLW k Add literal and W x kkkk kkkk C,DC, ANDLW k AND literal with W 00 kkkk kkkk CALL k Call subroutine 2 0 0kkk kkkk kkkk CLRWDT - Clear Watchdog Timer TO,PD GOTO k Go to address 2 0 kkk kkkk kkkk IORLW k Inclusive OR literal with W 000 kkkk kkkk MOVLW k Move literal to W 00xx kkkk kkkk RETFIE - Return from interrupt RETLW k Return with literal in W 2 0xx kkkk kkkk RETURN - Return from Subroutine SLEEP - Go into standby mode TO,PD SUBLW k Subtract W from literal 0x kkkk kkkk C,DC, XORLW k Exclusive OR literal with W 00 kkkk kkkk

18 O Algoritmo da Multiplicação MULV8 CLRF RESULT MULU8 LOOP MOVF TEMPX,W BTFSC TEMPY,0 ADDWF RESULT BCF STATUS,C RRF TEMPY,F BCF STATUS,C RLF TEMPX,F MOVF TEMPY,F BTFSS STATUS, GOTO MULU8LOOP RETURN

19 Execução do algoritmo MOVF x,w MOVWF TEMPX MOVF y,w MOVWF TEMPY CALL MULV8 MOVF RESULT,W MOVWF z