MICROPROCESSADORES E MICROCONTROLADORES. Prova 1 Resposta Esperada

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1 MICROPROCESSADORES E MICROCONTROLADORES Prova 1 Resposta Esperada 1. Tema: Conceitos Gerais Valor: 1,0 Os microcontroladores da família 8051 possuem arquitetura CISC, e os microcontroladores da família PIC, arquitetura RISC. Faça uma comparação entre os processos de busca e execução de instruções dos microcontroladores dessas duas famílias. Resposta Esperada: No microcontrolador da família 8051 (arquitetura CISC) códigos e dados compartilham o mesmo barramento; assim, no processo de execução de uma instrução, o código é buscado na memória ROM, decodificado e, depois, executado. Como o barramento é único, a busca de uma nova instrução ocorre somente após a execução da atual. No microcontrolador da família PIC (arquitetura RISC) o barramento de código é separado do barramento de dados. Assim, pode-se buscar uma nova instrução durante a execução da atual. 2. Tema: Interrupções do microcontrolador Valor: 1,5 Faça um programa, em linguagem assembly do 8051, onde as interrupções externas 0 e 1 são utilizadas para acionar uma lâmpada no pino P1.7 e um motor de passo no nibble inferior da porta P2. A interrupção externa zero, por transição, e com prioridade alta, aciona (liga/desliga) a lâmpada. A interrupção externa 1, por transição, resulta na rotação do motor de passo no sentido anti-horário, três voltas completas. Cada passo do motor corresponde a 5 o. Resposta Esperada: Linha Rótulo Instruções Comentário 1 LAMP BIT P1.7 O pino P1.7 foi denominado LAMP 2 3 ORG 00H 4 LJMP INICIO 5 6 ORG 03H ; Endereço da interrupção externa 0 7 CPL LAMP ; Liga ou desliga a lâmpada, dependendo do estado anterior 8 RETI ; retorna da interrupção zero 9 10 ORG 13H 11 LJMP PASSO ; Desvia para a linha ORG 30H 14 INICIO: MOV SP,#2FH ; Define o início da pilha para o endereço 2FH da RAM 15 MOV IE,#85H ; Habilita as interrupções externas 0 e 1. IE = b 16 MOV TCON,#05 ; As interrupções externas são por transição. IT0=1; IT1=1 17 MOV IP,#01H ; A interrupção externa 0 tem prioridade alta 18 MOV A,#11H ; Acumulador recebe valor a ser enviado ao motor de passo 19 SJMP $ ; Laço infinito, esperando uma das duas interrupções PASSO: MOV R0,#216 ; Número de passo para 3 voltas completas 22 V1: MOV P2,A ; A porta P2 recebe o conteúdo do acumulador 23 LCALL ATRASO ; Chama subrotina de atraso de tempo 24 RL A ; Rotaciona o conteúdo de A para a esquerda (anti-horário) 25 DJNZ R0,V1 ; Enquanto R0 0, repete a rotina a partir de V1 26 RETI ; Retorna da interrupção 1, após 3 voltas no sentido anti-horário

2 27 28 ATRASO: MOV R1,#100 ; Subrotina de atraso de tempo 29 V2: MOV R2,# DJNZ R2,$ 31 DJNZ R1,V2 32 RET END Uma vez que 1 passo do motor corresponde a 5º, são necessários 72 passos para completar 1 volta e 216 passos para 3 voltas completas. Assim, R0 = 216, na rotina da interrupção externa Tema: Temporizadores do microcontrolador Valor: 1,5 A Figura a seguir mostra um esquema de acionamento de 3 Leds através de 3 chaves. Faça um programa, em assembly do 8051, usando o temporizador zero no modo 1, com interrupção, para gerar ondas quadradas nos 3 Leds. Quando a chave CH1 é acionada (nível lógico zero), uma onda quadrada de 1 Hz é gerada no LED1. A chave CH2 gera uma onda quadrada de 10 Hz no LED2 e a chave CH3 gera uma onda quadrada de 50 Hz no LED3. Use a mesma base de tempo, e a mesma subrotina, para gerar todas as ondas. As ondas quadradas devem ser geradas uma por vez. 5 V 12 MHz 33 pf 33 pf CH1 CH (RST) (XTAL2) (XTAL1) (GND) (V CC) (RxD/P3.0) (P1.7) (TxD/P3.1) (P1.6) (INT0/P3.2) (P1.5) (INT1/P3.3) (P1.2) (T0/P3.4) (T1/P3.4) (P1.1) (P1.0) (P3.7) Ω 330 Ω CH3 330 Ω LED1 LED3 LED2 Resposta Esperada: Linha Rótulo Instruções Comentário 1 CH1 BIT P3.4 O pino P3.4 foi denominado CH1 2 CH2 BIT P3.5 O pino P3.5 foi denominado CH2 3 CH3 BIT P3.7 O pino P3.7 foi denominado CH3 4 LED1 BIT P1.5 O pino P1.5 foi denominado LED1 5 LED2 BIT P1.6 O pino P1.6 foi denominado LED 2 6 LED3 BIT P1.7 O pino P1.7 foi denominado LED ORG 00H 9 LJMP INICIO ORG 0BH 12 LJMP ONDAS ; Desvia para o endereço ONDAS ORG 30H 15 INICIO: MOV SP,#2FH ; Define o início da pilha para o endereço 2FH da RAM 16 MOV IE,#82H ; Habilita a interrupção do temporizador zero 17 MOV TMOD,#01H ; Habilita o modo 1 do temporizador zero 18 MOV TH0,#HIGH(55535) ; Início da contagem em conta pulsos (10 ms) ; Cristal de 12 MHz 19 MOV TL0,#LOW(55535)

3 20 21 V0: CLR F0 ; Limpa F0 F0 =1 indica final da contagem desejada 22 JB CH1,F10HZ ; Se CH1 = 1, desvia para F10HZ. Se CH1 = 0, próxima linha 23 MOV R0,#50 ; Faz R0 = 50 para gerar meio período de 50 * 10 ms = 0,5 s 24 SETB TR0 ; Dispara temporizador zero 25 JNB F0,$ ; Aguarda F0 = 1 (que ocorre a cada 0,5 s) 26 CPL LED1 ; Complementa Led1 27 CLR TR0 ; Para temporizador zero 28 SJMP V0 ; Volta para início da verificação das chaves F10HZ: JB CH2,F50HZ ; Se CH2 = 1, desvia para F50HZ. Se CH2 = 0, próxima linha 31 MOV R0,#5 ; Faz R0 = 5 para gerar meio período de 5 * 10 ms = 50 ms 32 SETB TR0 ; Dispara temporizador zero 33 JNB F0,$ ; Aguarda F0 = 1 (que ocorre a cada 50 ms) 34 CPL LED2 ; Complementa Led2 35 CLR TR0 ; Para temporizador zero 36 SJMP V0 ; Volta para início da verificação das chaves F50HZ: JB CH3,V0 ; Se CH3 = 1, volta para V0. Se CH2 = 0, próxima linha 39 MOV R0,#1 ; Faz R0 = 1 para gerar meio período de 1 * 10 ms = 10 ms 40 SETB TR0 ; Dispara temporizador zero 41 JNB F0,$ ; Aguarda F0 = 1 (que ocorre a cada 10 ms) 42 CPL LED3 ; Complementa Led3 43 CLR TR0 ; Para temporizador zero 44 SJMP V0 ; Volta para início da verificação das chaves ONDAS: MOV TH0,#HIGH(55535) ; Recarrega TH0 com valor para gerar 10 ms 47 MOV TL0,#LOW(55535) ; Recarrega TL0 com valor para gerar 10 ms 48 DJNZ R0,SAI ; Decrementa R0 (50, 5 ou 1). Se R0 0, retorna da subrotina 49 SETB F0 ; Seta F0 ao final da contagem desejada (500ms, 50ms ou 10ms) 50 SAI: NOP 51 RETI 52 END Obs.: (a) Para gerar as ondas quadradas é necessário gerar um tempo que corresponde a meio período de cada onda, porque a cada meio período o estado do pino de saída da onda deve mudar (nível baixo nível alto). Assim, (b) Para a onda de 1 Hz, o período é de 1 s e, portanto, o meio-período corresponde a 500 ms. (c) O período da onda de 10 Hz é 100 ms e, portanto, deve-se gerar um meio período de 50 ms. (d) O período da onda de 50 Hz é 20 ms e, portanto, deve-se gerar um meio período de 10 ms. 4. Tema: Serial do microcontrolador Valor: 1,0 O programa mostrado na Tabela 1 foi escrito em assembly do É um programa para acionar uma lâmpada via canal serial do Analise o programa e responda às questões pedidas. O cristal oscilador é de 11,0592 MHz. A interface serial usada para enviar os comandos envia sempre dois caracteres em sequência. Tabela 1: programa em linguagem Assembly do 8051 Linha Rótulo Instruções Linha Rótulo Instruções 1 LAMP BIT P V0: JB F0,DIGITO CJNE A,#'A',V0 3 ORG 00H 26 SETB F0 4 LJMP INICIO 27 SJMP V ORG 23H 29 DIGITO2: CLR F0

4 7 MOV A,SBUF 30 CJNE A,#'1',V1 8 CLR RI 31 SETB LAMP 9 RETI 32 SJMP V ORG 30H 34 V1: CJNE A,#'2',V2 12 INICIO: MOV SP,#2FH 35 CLR LAMP 13 MOV IE,#90H 36 SJMP V0 14 MOV SCON,#40H MOV TMOD,#20H 38 V2: CJNE A,#'3',V0 16 MOV TH1,#0FDH 39 SETB LAMP 17 MOV TL1,#0FDH 40 LCALL ATRASO 18 CLR LAMP 41 CLR LAMP 19 CLR F0 42 SJMP V0 20 SETB REN SETB TR1 44 ATRASO: Atraso de 30 segundos RET END (a) Qual a configuração resultante das instruções da linha 11 à linha 21? Interrupção da serial habilitada Serial configurada para o modo 1 assíncrona de 8 bits Temporizador 1 configurado para o modo 2 (recarga automática), para gerar a baud rate TH1 carregado com FDh, para gerar taxa de bps (cristal de 11,0592 MHz) A lâmpada é apagada (CLR LAMP), a flag F0 é zerada, a recepção serial é habilitada (SETB REN) E o temporizador é disparado (SETB TR1) (b) O que acontece quando o primeiro caractere recebido é A? O primeiro caractere é recebido com F0 = 0. Se esse caractere for a letra A, F0 é setado, preparando para receber o segundo caractere. (c) O que acontece quando o segundo caractere recebido é 1? Se F0 = 1, desvia para DIGITO2 e zera a flag F0 (preparando para a próxima mensagem). Se o segundo caractere for 1, liga a lâmpada (SETB LAMP). (d) O que acontece quando o segundo caractere recebido é 3? Se o segundo caractere for 3, liga lâmpada (SETB LAMP), chama uma subrotina de atraso de tempo de 30 s e, depois, desliga a lâmpada (CLR LAMP). (e) Explique o funcionamento do programa. A comunicação serial do 8051 é habilitada para receber dados a uma taxa de 9600 bps, usando interrupção. São verificados sempre 2 caracteres; se o primeiro for a letra A, são verificadas 3 possibilidades para o segundo caractere: 1, 2 ou 3. Se o segundo caractere for 1, liga a lâmpada; se for for 2, desliga; se for 3, liga a lâmpada com temporização, desligando a mesma após 30 segundos.

5 Questão opcional Valor: 0,5 Ana, Beatriz e Carolina são professoras de Teatro, Dança e Ginástica, mas não necessariamente nessa ordem. A professora de Ginástica é a menor de todas e é a melhor amiga de Beatriz. A professora de Dança é menor que a professora Carolina. Preencha a tabela com a profissão a seguir de cada uma delas. Nome da Professora Modalidade Altura relativa Ana Ginástica Menor de todas Beatriz Dança Menor que Carolina Carolina Teatro Mais alta Obs.: A resposta correta sem o raciocínio necessário terá valor zero. Raciocínio: 1. Sendo a professora de Ginástica a menor de todas e amiga de Beatriz, então a modalidade de Beatriz será Dança ou Teatro 2. Sendo a professora de Dança menor que Carolina, então Carolina não é a menor de todas e sua modalidade não é Dança e nem Ginástica (menor de todas). Assim, Carolina é professora de Teatro. 3. A partir de 1 e 2, conclui-se que a professora de Ginástica é Ana (a menor de todas) e a professora de Dança é Beatriz. Informações Complementares Tabela 2: Alguns Registradores Especiais Bit7 Bit6 Bit5 Bit4 Bit3 Bit2 Bit1 Bit0 TCON TF1 TR1 TF0 TR0 IE1 IT1 IE0 IT0 IE EA X X ES ET1 EX1 ET0 EX0 IP X X X PS PT1 PX1 PT0 PX0 PSW CY AC F0 RS1 RS0 OV X P TMOD G1 C/T\ M1.1 M0.1 G0 C/T\ M1.0 M0.0 SCON SM0 SM1 SM2 REN TB8 RB8 TI RI Tabela 4: Taxas de transmissão mais comuns Timer 1 Baud Rate (bits/seg) Freq. Osc. (MHz) SMOD C/Tbarra Modo Valor Recar. Modo 0 Máx: 1MHz 12 X X X X Modo 2 Máx: 375K 12 1 X X X Modo 1, 3: 62,5K FFh 19,2K 11, FDh 9,6K 11, FDh 4,8K 11, FAh 2,4K 11, F4h 1.2K 11, E8h 137,5 11, Dh h FEEBh Tabela 3: End. interrupções Interrupção Solicitada Endereço de desvio Reset 0000h INT0\ 0003h Timer/counter 0 000Bh INT1\ 0013h Timer/counter 1 001Bh Canal Serial 0023h Tabela 5: Valores Decimais e Hexadecimais Valor Hexadecimal Valor Decimal 3CAF BF ACF B1DF D8EF FFFF Tabela 6: Tabela ASCII parcial Caractere Código Código Código Código Código Código Caractere Caractere Hexadecimal decimal Hexadecimal decimal Hexadecimal decimal A a B b C c D d E e F f

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