MICROPROCESSADORES E MICROCONTROLADORES Parte 3 Microcontrolador 8051

Transcrição

1 MICROPROCESSADORES E MICROCONTROLADORES Parte 3 Microcontrolador 8051 José Wilson Lima Nerys Página: s: jwlnerys@gmail.com e jose_wilson_nerys@ufg.br 1 Prof. José Wilson Lima Nerys, PhD 1 Microcontrolador 8051

2 Expansão da Capacidade de Memória do Prof. José Wilson Lima Nerys, PhD 2 Microcontrolador 8051

3 Expansão de Memória Um sistema microcontrolado consiste de Hardware e Firmware. O Firmware de sistemas experimentais de propósito geral é normalmente um programa monitor que permite ao usuário inspecionar e modificar atributos do sistema, tais como memória e portas [3]. O programa monitor deveria, ainda, permitir baixar e rodar outros programas aplicativos. Uma vez que o programa aplicativo foi plenamente desenvolvido e testado, ele pode ser colocado numa ROM e o sistema microcontrolado pode ser usado como um controlador embarcado (embedded controller). 3 Prof. José Wilson Lima Nerys, PhD 3 Microcontrolador 8051

4 Expansão de Memória Um sistema microcontrolado algumas vezes tem necessidade de memória além da disponível internamente no microcontrolador. Assim, pode-se expandir a memória com um chip externo. O diagrama de blocos a seguir mostra o diagrama geral de um sistema com extensão de memória. CPU: 8051 A(0.. 15) D(0.. 7) RD\ WR\ MEMÓRIA A(0.. 15) D(0.. 7) RD\ WR\ 4 Prof. José Wilson Lima Nerys, PhD 4 Microcontrolador 8051

5 Expansão de Memória Latch 74LS573 5 Prof. José Wilson Lima Nerys, PhD 5 Microcontrolador 8051

6 Memória EEPROM de 8 K AT28C64 (64 K = 8 K 8 bits) 13 linhas de endereço: A 0... A = 8192 (2000H) = 8 Kbytes 8 linhas de dados: I/O 0... I/O 7 WE\ Write Enable OE\ Output Enable CE\ Chip Enable 6 Prof. José Wilson Lima Nerys, PhD 6 Microcontrolador 8051

7 Expansão de Memória Memória EEPROM AT28C256 (64 K = 8 K 8 bits) Operação CE\ WE\ OE\ Leitura de Memória Escrita de Memória Prof. José Wilson Lima Nerys, PhD 7 Microcontrolador 8051

8 ALE WR\ RD\ Universidade Federal de Goiás Sistema com Memória EEPROM de 8 K CE\ 0 V I/O 0 A 0 I/O 7 A 7 Nessa montagem os pinos P2.7, P2.6 e P2.5 são irrelevantes, mas criam sombras de memória. EEPROM AT28C64 A 12 A 8 OE\ WE\ OE\ 0 V Latch LE MOV DPTR,#1000H MOVX A,@DPTR Copia no acumulador o conteúdo da posição 1000H da EEPROM externa 8 Prof. José Wilson Lima Nerys, PhD 8 Microcontrolador 8051

9 Sistema com Memória EEPROM de 8 K Faixa de endereços da EEPROM A15 A14 A13 A12 A11 A10 A9 A8 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0 P2.7 P2.6 P2.5 P2.4 P2.3 P2.2 P2.1 P P0.7 P0.6 P0.5 P0.4 P0.3 P0.2 P0.1 P Na conexão apresentada, o endereço 1000H da memória pode ser acessado de 8 maneiras diferentes (sombras de memória) 9 Prof. José Wilson Lima Nerys, PhD 9 Microcontrolador 8051

10 Procedimento para eliminar as sombras de memória: Utilizar um circuito habilitador da pastilha de memória a partir das linhas de endereço A15, A14 e A13, no caso da memória de 8K A2 A1 A0 Y A2 A1 A0 Y A porta NAND de 3 entradas, portanto, somente apresenta saída em nível lógico baixo (0) quando todas as entradas estão em nível lógico alto (1) E a pastilha de memória é habilitada com nível lógico baixo: CE\ = Prof. José Wilson Lima Nerys, PhD 10 Microcontrolador 8051

11 Procedimento para eliminar as sombras de memória: Utilizar um circuito habilitador da pastilha de memória a partir das linhas de endereço A15, A14 e A13, no caso da memória de 8K A15 A14 A13 P2.7 P2.6 P2.5 A2 A1 A0 CE\ Y EEPROM Faixa habilitada de endereços: 0000H a 1FFFH P2.7 P2.6 P P2.7 P2.6 P2.5 A2 A1 A0 CE\ Y EEPROM Faixa habilitada de endereços: 2000H a 3FFFH P2.7 P2.6 P2.5 A2 A1 A0 CE\ Y EEPROM Faixa habilitada de endereços: 4000H a 5FFFH P2.7 P2.6 P2.5 A2 A1 A0 CE\ Y EEPROM Faixa habilitada de endereços: E000H a FFFFH 11 Prof. José Wilson Lima Nerys, PhD 11 Microcontrolador 8051

12 Mapeamento de Memória do Prof. José Wilson Lima Nerys, PhD 12 Microcontrolador 8051

13 Mapeamento de Memória A Porta P0 e P2 podem ser usadas para acionar outros dispositivos, além do acesso à memória EEPROM. Para isso é necessário fazer um mapeamento de memória, de modo que cada dispositivo tenha um endereço, ou região de endereços associados a ele. Pode-se, por exemplo, compartilhar as Portas P0 e P2 para acionar um motor de passo, um conjunto de Leds e um display LCD, além da memória EEPROM. A divisão da região total de memória (64 K) pode ser feita, nesse caso, em 8 regiões de 8K, como foi feito no final da seção anterior. Um componente que pode ser usado nesse processo é o decodificador 74LS138, que contém 3 entradas de seleção e 8 saídas. 13 Prof. José Wilson Lima Nerys, PhD 13 Microcontrolador 8051

14 Mapeamento de Memória com o decodificador 74LS Prof. José Wilson Lima Nerys, PhD 14 Microcontrolador 8051

15 Mapeamento de Memória com o decodificador 74LS Prof. José Wilson Lima Nerys, PhD 15 Microcontrolador 8051

16 Tabela-verdade do 74LS Prof. José Wilson Lima Nerys, PhD 16 Microcontrolador 8051

17 Mapeamento de Memória Dividindo-se a região total de memória (64 K) em 8 regiões iguais, tem-se a definição dos intervalos de cada região e os dispositivos acionados. Entrada do A2 A1 A0 Saída do Região Endereço Inicial e Final Dispositivo escolhido O H 1FFFH EEPROM 8K O H 3FFFH Motor de Passo O H 5FFFH Display LCD O H 7FFFH O H 9FFFH O 5 5 A000H BFFFH O 6 6 C000H DFFFH O 7 7 E000H - FFFFH 17 Prof. José Wilson Lima Nerys, PhD 17 Microcontrolador 8051

18 Mapeamento de Memória A15 A14 A13 A12 A11 A10 A9 A A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A EEPROM Motor de Passo LCD 18 Prof. José Wilson Lima Nerys, PhD 18 Microcontrolador 8051

19 Mapeamento de Memória Motor de Passo Endereço escolhido para o motor de passo: 2000H a 3FFFH. Driver para o motor de passo ULN2004 ou ULN2803 Transistores Darlington Não tem um pino de habilitação Usar Latch para permitir a habilitação/desabilitação 19 Prof. José Wilson Lima Nerys, PhD 19 Microcontrolador 8051

20 Endereço escolhido para o Display LCD: 4000H 5FFFH 20 Prof. José Wilson Lima Nerys, PhD 20 Microcontrolador 8051

21 Mapeamento de Memória Display LCD 4000H 5FFFH R/W A1 RS A0 Os bits de dados (D0 a D7) podem ser ligados diretamente no barramento da porta P0, mas os pinos A0(RS) e A1(RW) devem ser conectados através de um Latch, que acionará esses pinos conforme a tabela a seguir. O Enable (LCD1) é acionado pela saída O 2 do decodificador MOV A,#18H MOV DPTR,#4000H O conteúdo de A (18H) é interpretado pelo LCD como uma instrução, porque foi enviado para o endereço 4000H deslocamento para a esquerda da mensagem do display 21 Prof. José Wilson Lima Nerys, PhD 21 Microcontrolador 8051

22 Comandos mais comuns para o Display LCD DESCRIÇÃO MODO RS R/W Código (Hexa) Display Liga (sem cursor) 0 0 0C Desliga 0 0 0A/08 Limpa Display com Home cursor Controle do Cursor Liga 0 0 0E Sentido de deslocamento do cursor ao entrar com caractere Deslocamento da mensagem ao entrar com caractere Deslocamento da mensagem sem entrada de caractere Desliga 0 0 0C Desloca para Esquerda Desloca para Direita Cursor Home Cursor Piscante 0 0 0D Cursor com Alternância 0 0 0F Para a esquerda Para a direita Para a esquerda Para a direita Para a esquerda Para a direita 0 0 1C Endereço da primeira posição Primeira linha Segunda linha 0 0 C0 22 Prof. José Wilson Lima Nerys, PhD 22 Microcontrolador 8051

23 Mapeamento de Memória Seleção do Dispositivo Habilita EEPROM Habilita Motor de Passo Habilita LCD A15 A14 A13 Dispositivo EEPROM Motor de Passo Display LCD 23 Prof. José Wilson Lima Nerys, PhD 23 Microcontrolador 8051

24 Bibliografia [1] Salvador P. Gimenez, Microcontroladores 8051: Teoria do hardware e do software/aplicações em controle digital/laboratório e simulação, Pearson Education do Brasil, São Paulo, ISBN: [2] Vidal Pereira da Silva Jr., Aplicações Práticas do Microcontrolador 8051, Editora Érica, São Paulo, ISBN: [3] Sencer Yeralan, Ashutosh Ahluwalia, Programming and Interfacing the 8051 Microcontroller, Addison-Wesley Publishing Company, ISBN: Prof. José Wilson Lima Nerys, PhD 24 Microcontrolador 8051