Microcontroladores e o 8051

(1)

Faculdade de Ciˆ

encia e Tecnologia

Engenharia de El´

etrica

Disciplina: Microprocessadores e Microcontroladores

Professor: Vitor Le˜

ao Filardi

(2)

(3)

1 Primeira Unidade 7

1.1 Explica¸c˜ao Intuitiva . . . 7

1.2 Princ´ıpios B´asicos . . . 8

1.2.1 Conceitos B´asicos da Computa¸c˜ao . . . 8

1.2.2 Blocos B´asicos de microcomputadores . . . 9

1.3 Arquitetura do Microprocessador/Microcontrolador . . . 12 1.4 A CPU Internamente . . . 13 1.5 O Microcontrolador 8051 . . . 14 1.5.1 Mem´oria . . . 15 1.5.2 Circuito de Reset . . . 21 1.5.3 O Gerador de Clock . . . 24 1.5.4 Interrup¸c˜ao . . . 25

1.5.5 Registro de Controle das Interrup¸c˜oes . . . 29

1.5.6 Tempo para Atendimento das Interrup¸c˜oes . . . 32

1.5.7 Ajuste das Interrup¸c˜oes Externas para serem Ativas em N´ıvel ou Transi¸c˜ao . . 32

1.5.8 Hardware para expandir as possibilidade de Interrup¸c˜ao Externa . . . 33

1.5.9 Exerc´ıcios Resolvidos . . . 34

1.5.10 Conjunto de Instru¸c˜oes . . . 36

2 Segunda Unidade 41 2.1 Ciclos de M´aquina . . . 41

2.2 Portas de I/O . . . 42

2.2.1 Princ´ıpio de Funcionamento e Utiliza¸c˜ao . . . 42

2.2.2 Caracter´ısticas Gerais e de Tempo dos Ports . . . 45

2.2.3 Uso das Portas de I/O para a Expans˜ao da Mem´oria de Dados e Programa . . 46

2.2.4 Sele¸c˜ao de Programa Externo ou Interno . . . 47

2.2.5 Uso dos Pinos da Porta 3 como fun¸c˜oes Alternativas . . . 47

2.2.6 Capacidade de Corrente nos Pinos de I/O . . . 48

2.3 Modos de Endere¸camento das Instru¸c˜oes . . . 48

2.3.1 Endere¸camento por Registrador . . . 48

2.3.2 Endere¸camento Direto . . . 48 2.3.3 Endere¸camento Indireto . . . 49 2.3.4 Endere¸camento Imediato . . . 50 2.3.5 Endere¸camento Relativo . . . 50 2.3.6 Endere¸camento Absoluto . . . 51 2.3.7 Endere¸camento Longo . . . 51 2.3.8 Endere¸camento Indexado . . . 51 2.4 Temporizadores e Contadores . . . 52 2.4.1 Introdu¸c˜ao . . . 52 2.4.2 Registros Envolvidos . . . 52 2.4.3 Modos de opera¸c˜ao . . . 55

(4)

3 Terceira Unidade 65

3.1 Comunica¸c˜ao Serial . . . 65

3.1.1 Introdu¸c˜ao . . . 65

3.1.2 Registros Envolvidos . . . 65

3.1.3 Modos de Opera¸c˜ao . . . 67

3.1.4 Cuidados com a Porta Serial . . . 70

3.1.5 Comunica¸c˜ao entre v´arios 8051 . . . 72

3.1.6 Comunica¸c˜ao serial entre o 8051 e o PC . . . 73

3.1.7 Exerc´ıcios . . . 74

3.2 Programa¸c˜ao em Assembly . . . 76

3.2.1 Introdu¸c˜ao te´orica . . . 76

3.2.2 Estrat´egias de elabora¸c˜ao de programas . . . 77

(5)

GIMENEZ, S. P. Microcontroladores 8051. [S.l.]: Editora Pearson Education do Brasil, 2002. NICOLOSI, D. E. C. Microcontrolador 8051 Detalhado. [S.l.]: Editora ´Erica, 2000.

(6)

(7)

Primeira Unidade

O que ´

e Microcontrolador

1.1 Explica¸

c˜

ao Intuitiva

Vamos fazer de conta que somos meros aprendizes de cozinheiros, o chefe de cozinha teve que sair e chega um pedido de uma torta de chocolate do gerente da casa. O primeiro passo que nos vamos dar é em dire¸cão ao livro de receitas onde deverá ter impresso a rotina de como fazer uma ”Torta de Chocolate”

Tudo bem até aqui. E agora como vamos acessar a receita da torta? De que se compõe uma receita? Pois bem, vamos procurar a página que contém o t´ıtulo ”Torta de Chocolate”, encontra-se então a receita que é equivalente a um ”software” de constru¸cão da torta, que está gravada em um página ”ABC” do livro de receitas. Notemos que, na página, apenas lemos; não escrevemos nada lá, ou seja, em trocado de miúdo será a nossa futura ”ROM” - Read Only Memory - e página o nosso endere¸co, pois toda vez quisermos tal informa¸cão basta acessar tal endere¸co e obtê-lá.

Poder´ıamos ainda necessitar de uma cobertura para a torta caso fossemos mostrar servi¸co para o chefe da casa, vejamos que no livro de receita exista em uma outra página a rotina ”Cobertura para Tortas” e que esta por sua vez estava seperada por servir para mais de um tipo de torta, e poder´ıamos partir para a sua execu¸cão e depois retornar a torta, o que é chamado também como subrotina de um programa.

Agora se fossemos complicar um pouco mais a nossa receita e fossemos fazer uma receita e meia da torta? Precisar´ıamos de uma folha de rascunho (a memória ”RAM”) para ajustarmos a receita,uma vez que na receita da torta não devo anotar nada nela. Esta memória temporária, será utilizada para cálculos, e depois podemos nos desfazer do seu conteúdo, ou seja, jogar no lixo.

Vejamos como ficaria esta estrutura intuitiva na figura abaixo.

Quais s˜ao as diferen¸cas sutis e importantes entre o microprocessador e o cozinheiro e suas an-ota¸c˜oes?

Bem, é que o microprocessador, por ser uma máquina limitada, não atende ao rico vocabulário do ser humano cozinheiro que, além de rico, é sofisticado, impreciso e de múltipla interpreta¸cão, que só uma máquina inteligente como o homem entede ( vejamos o exemplo: para o homem as seguintes palavras são equivalentes: fazer = realizar = trabalhar. Para o microprocessador, o vocabulário é bem reduzido e espec´ıfico; não existem adjetivos, sinônimos, etec...).

(8)

C o z i n h e i r o Livro de Receitas Complexa) Escrevo Leio Ingredientes + Utensilios HARDWARE SOFTWARE (Linguagem So Leio Folha de Rascunho M i c r o p r o c. Especifica Perifericos: Etc.... HARDWARE SOFTWARE Linguagem So Leio (Programa de Teclado,mouse WRITE

READ RAM (Dados)

ROM

Figura 1.1: Analogia da estrutura Intuitiva

se a ela para fazer a máquina trabalhar. Este é o ASSEMBLER do microprocessador, que é o seu conjunto de instru¸cões.

1.2 Princ´ıpios B´

asicos

1.2.1 Conceitos B´asicos da Computa¸c˜ao

Antes de iniciarmos o estudo de microcomputadores, vamos nos familiarizar com os termos t´ecnicos e saber o seu significado individualmente.

1.Bit: abrevia¸cão de d´ıgito binário (binary digit), que corresponde ao valor zero lógico(0) ou ao valor um lógico(1). Podemos fazer uma analogia ao sistema numérico como sendo uma unidade de um valor qualquer.

2.Byte: representa¸cão numérica composta de 8 bits. Pode representar números de 00h(=010) a

FFh(=25510). Essa representa¸cão é vastamente utilizada na representa¸cão das instru¸cões que

o microcontrolador ´e capaz de executar. Novamente fazendo analogia, teremos o similaridade como as dezenas, centenas etc..., lembrando que em eletrˆonica digital corresponde como sendo uma palavra.

3.Registradores: conjunto de flip-flop, geralmente do tipo D que são interligados em paralelo entre si. Eles são responsáveis pelo armazenamento de uma informa¸cão que pode ter 8, 16, 32, 64 ou 128 bits, dependendo de quantos flip-flops do tipo D estão interligados entre si. Os registradores apresentam caracter´ısticas voláteis e , quando eles são desenergizados, perdem suas informa¸cões.

(9)

4.Microcomputador: equipamento compacto cujo objetivo principal é simular eletronicamente o sistema chamado ser humano. Suas principais vantagens são: grande velocidade do proces-samento das informa¸cões e alta confiabilidade nas atividades executadas. Ele é composto por três blocos básicos: Unidade Central e de Processamento, Unidade de Memória e Unidade de entrada e sa´ıda de informa¸cões.

5.Instru¸cão: define uma única a¸cão (tarefa) que o microcomputador pode executar por vez. As a¸cões das instru¸cões podem corresponder a opera¸cões de leitura e escrita nos conteúdos dos reg-istradores ou nas posi¸cões de memórias, a opera¸cão lógica e aritméticas, etc.

6.Equipamento Inteligente: equipamento com microprocessador ou com microcontrolador. Tamb´em chamada de eletrˆonica embarcada

7.Programa ou software: definido por um conjunto de instru¸cões arranjadas de maneira or-ganizada por um programador, com o objetivo de informar ao microcomputador o que ele deve executar, ou seja, o programa informa ao microcomputador quais as tarefas que devem ser exe-cutadas ao longo do tempo. Existem várias classifica¸cões de programas: os programas de sistema operacional( linux, DOS, windows e etc.), os utilitários( Anti-virus,scandisk e etc.) e os aplica-tivos (WORD, EXCEL, Kile e etc.)

8.Firmware: programa (software) que está exclusivamente armazenado em uma memória não-volátil(ROM/PROM/EPROM/E2PROM) de um equipamento inteligente. No m´ınimo o firmware tem a finalidade principal de programar a forma de opera¸cão do hardware (número de portas de entrada e sa´ıda, forma de comunica¸cão serial, forma de opera¸cão dos timers/contadores etc.) e de definir suas condi¸cões iniciais de opera¸cão.

9.Hardware: são as partes eletrônicas que compõem um microcomputador, como a mother board (placa mãe que contém pelo menos o microprocessador ou o microcontrolador de um microcom-putador), a placa de v´ıdeo de um microcomputador etc.

10.Microprocessador ou Unidade Central de Processamento(CPU):mais conhecido como CPU. Fazendo analogia com o sistema ser humano, o microprocessador, ou CPU, de um mi-crocomputador corresponde ao cérebro de um ser humana. Fisicamente é um dispositivo semi-condutor (circuito integrado,CI) constitu´ıdo por milhões de transistores que implementam uma variedade de circuitos (registradores, máquinas seqüenciais, circuitos lógicos e etc.). Ele é re-sponsável pela busca de um programa na memória e por sua execu¸cão.

11.Microcontrolador: dispositivo semicondutor em forma de CI, que integra todas as partes básicas de um microcomputador - microprocessador(CPU), memórias não-voláteis (ROM /PROM /EPROM /E2PROM), memórias voláteis(RAM, SRAM, DRAM, Flash RAM), portas de en-trada e sa´ıdas (portas de comunica¸cão paralela e/ou serial, conversores analógicos/digitais,conversores digitais/analógicos etc.). Ele é conhecido como ummicrocomputador implementado em um único CI.

1.2.2 Blocos B´asicos de microcomputadores

Qualquer computador, seja ele microcomputadores, computadores de médio porte ou ainda com-putadores de grande porte, são constitu´ıdos por três blocos básicos: a unidade central de processamento (CPU), a unidade de memória (na qual são armazenados os programas e as informa¸cões) e a unidade de entrada e sa´ıda (dispositivos que fazem a comunica¸cão com o mundo externo).

(10)

CPU

A CPU é responsável pela inteligência da máquina, ou seja, é ela que tem a capacidade de tomar decisões (a¸cões) no sistema microcomputadorizado, por meio da execu¸cão de um programa. É ela que executa o programa armazenado na memória do microcomputador, que foi projetado por um progra-mador. Ao executar um programa, ela é responsável pela obten¸cão das informa¸cões a serem analisadas por meio de dispositivos de entrada (teclado, canal de comunica¸cão serial etc.), pelo processamento (interpreta¸cão, manipula¸cão, ordena¸cão, modifica¸cão, cálculos lógicos ou matemáticos etc.) das in-forma¸cões e pela resposta (a¸cão) do sistema microcomputadorizado a uma determinada situa¸cão de controle para a qual ele foi projetado a fim de controlar, por meio de um dispositivo de sa´ıda (escrita na memória de v´ıdeo, transmissão de dados para outro microcomputador, acionamento de um relé, acionamento de um bip,etc.). Assim, por exemplo, um microcomputador projetado para funcionar como um caixa eletrônico de banco deve fazer as seguintes opera¸cões: leitura das informa¸cões conti-das no cartão magnético (obten¸cão de informa¸cões), decodifica¸cão da senha digitada no teclado pelo usuário, busca de saldo bancário nos bancos de dados do banco (processamento), disponibiliza¸cão do saldo bancário no monitor de v´ıdeo e a impressão em papel do referido saldo bancário (resposta do sistema por meio da a¸cão de gerar informa¸cões no monitor de v´ıdeo e também pela impressão em papel das informa¸cões organizadas solicitadas pelo usuário).

De maneira simplificada, pode-se dizer que a unidade de processamento central (microprocessador) apresenta duas fun¸c˜oes b´asicas:

a)Leitura (busca) e interpreta¸cão do programa alocado na memória, instru¸cão por in-stru¸cão: como o programa fica alocado na memória do microcomputador, e não dentro do micro-processador/CPU, em primeiro lugar, o microprocessador precisa buscar as instru¸cões, uma por uma, na memória. Isso é feito por meio da opera¸cão de leitura de um byte na memória que corresponde a uma determinada instru¸cão e depois é realizada a interpreta¸cão da instru¸cão lida (decodifica¸cão), pois o microprocessador tem uma determinada quantidade de instru¸cões que ele é capaz de executar. Dessa maneira, ele precisa verificar qual dessas instru¸cões deve ser executada. Assim, ao finalizar essa etapa, o microprocessador/CPU sabe o que deve fazer. O próximo passo é a execu¸cão da in-stru¸cão.

b)Execu¸cão do programa, instru¸cão por instru¸cão: a palavra execu¸cão de uma instru¸cão pode significar a transferência de dados dos registradores internos do microprocessador/CPU para a memória ou para os dispositivos de entrada e sa´ıda, e vice-versa. Pode também significar a ex-ecu¸cão de opera¸cões lógicas e aritméticas etc.

Esse processo de buscar, interpretar e executar instru¸cão por instru¸cão é uma atividade cont´ınua do microprocessador e, dessa forma, um programa é processado por inteiro. A unidade de processamento central (microprocessador) é constitu´ıda por três partes principais: a unidade lógica e aritmética, os registradores internos e o bloco de temporiza¸cão e controle.

a)Unidade Lógica e Aritmética (ULA): muitas vezes, também é chamada de ALU (Arithmetic Logic Unit). Ela é responsável, principalmente, pela execu¸cão das instru¸cões correspondentes às opera¸cões aritméticas e lógicas. Além disso, uma caracter´ıstica muit´ıssimo importante que deve ser destacada, referente à ULA, é que, ao executar uma instru¸cão de uma opera¸cão aritmética ou lógica, ela também define a condi¸cão numérica do resultado por meio de alguns bits sinalizadores, chamados de flags de sinaliza¸cão, tornando-os iguais a um (setando-os) ou tornando-os iguais a zero (resetando-os), e pela utiliza¸cão de outras instru¸cões que são capazes de testar esses flags de sinaliza¸cão. Isso faz com que o sistema microcomputadorizado possa gerenciar uma determinada situa¸cão de projeto ou desempenhar uma determinada tarefa bem-definida.

b)Registradores internos: s˜ao compostos por m registradores de n bits interligados em paralelo entre si. Os valores m e n dependem das caracter´ısticas de cada microprocessador/microcontrolador

(11)

(p. ex.: 32 registradores de 8 bits etc.). Como são formados por flip-flops, é poss´ıvel realizar opera¸cões de leitura e escrita de informa¸cões. Quando a CPU é ”desenergizada”por apresentar car-acter´ısticas voláteis, essas informa¸cões são perdidas. Geralmente, eles são capazes de armazenar:

•um byte se forem constitu´ıdos por registradores de 8 bits;

•um duplo byte ou address ou word, se forem constitu´ıdos por registradores de 16 bits; •um duplo address ou duplo word, se forem constitu´ıdos por registradores de 32 bits etc. Um microcomputador é chamado de microcomputador de 8 bits se ele for capaz de processar in-forma¸cões de oito em oito bits por vez (opera¸cões de movimenta¸cão de inin-forma¸cões e opera¸cões aritméticas e lógicas). Analogamente, para os microcomputadores de 16 e 32 bits, quanto maior for a quantidade de bits processados em paralelo por vez, maior será sua capacidade de processamento. A unidade utilizada para medir a capacidade de processamento é o Mips (milhões de informa¸cões por segundo).

c)Bloco de temporiza¸cão e controle: responsável pelo controle do fluxo de informa¸cões do micro-processador para as unidades de memória e para as unidades de entrada e sa´ıda. É esse bloco que define os sinais de controle de temporiza¸cão para o sincronismo do fluxo de informa¸cões no sistema microcomputadorizado (p. ex.: libera¸cão de informa¸cões da ULA para os registradores, memória e unidades de entrada e sa´ıda etc.) por meio da defini¸cão dos sinais de leitura (read), de escrita (write), de inicializa¸cão do sistema (reset), de libera¸cão dos barramentos de dados e endere¸cos, entre outros.

Unidades de Mem´orias

As unidades de memórias são divididas em duas partes: memória de armazenamento de programa e memória de armazenamento de informa¸cões (dados, bytes, bits etc.).

a)Memória de armazenamento de programa: todo microcomputador deve ter uma área de memória na qual será armazenado o programa que definirá as tarefas que o microcomputador / CPU deve executar. Esse programa define a fun¸cão de um microcomputador e também diz ao mi-crocomputador, instru¸cão por instru¸cão, o que ele deve fazer ao longo do tempo. Esse programa deve ser implementado por um programador técnico, conhecedor do hardware do sistema microcomputa-dorizado e das instru¸cões do microprocessador. O microcomputador não funcionará se não existir um programa armazenado em sua memória de programa. Assim, uma vez energizado o microcom-putador, esse programa será buscado e executado pelo microprocessador. Esse programa define a caracter´ıstica funcional do microcomputador (p. ex.: operar como um forno de microondas, como uma máquina de lavar roupas ou como uma inje¸cão eletrônica de automóvel etc.). Esse programa não pode ser perdido na ausência de energia elétrica, pois isso acarretaria a perda da funcionalidade desse microcomputador, para a qual foi projetado. Assim, o tipo de memória em que esse programa deve ser armazenado é a memória não-volátil.

b)Memória de armazenamento de informa¸cões: todo microcomputador deve ter uma área de armazenamento de informa¸cões. Essa memória deve permitir a escrita e a leitura de informa¸cões. Para entender melhor, considere um microcomputador controlando uma determinada atividade. Caso existam informa¸cões definidas pelo mundo externo por meio de chaves, sensores, teclados etc., elas devem ser lidas e armazenadas na memória, para depois serem lidas novamente e analisadas (tratadas) pelo microprocessador por meio de um programa. Como exemplo, considere o aciona-mento das teclas do teclado de um microcomputador, ou seja, uma vez acionada uma tecla, a CPU deverá ler a informa¸cão que foi gerada pelo hardware associado a essa tecla e executar o armaz na-mento dessa informa¸cão na memória. Depois, deverá fazer a leitura dessa informa¸cão, a fim de analisá-la (interpretá- la), para verificar qual tecla foi acionada. Além disso, a informa¸cão deverá

(12)

de leitura e escrita na memória, para a realiza¸cão dessa tarefa. Assim, é preciso utilizar uma memória que tenha a caracter´ıstica de realizar leitura e escrita de informa¸cões. Portanto, deve-se utilizar memórias RAM (Random Access Memory). Lembre-se de que essas memórias apresentam a caracter´ıstica de serem voláteis. Portanto, sempre que o microcomputador for desenergizado, as informa¸cões contidas nesse tipo de dispositivo serão perdidas.

Unidade de Entrada e Sa´ıda

Unidade de entrada e sa´ıda (E/S): também chamada pela abrevia¸cão de I/O (Input/Output), é responsável pelo interfaceamento das informa¸cões entre o microcomputador e o mundo externo. Geralmente são circuitos integrados (CIs) capazes de ler e armazenar as informa¸cões vindas do mundo externo, por exemplo, informa¸cões originárias do teclado, do canal de comunica¸cão serial de um mi-crocomputador etc.; e que também podem definir informa¸cões do mimi-crocomputador para o mundo externo, por exemplo, o acionamento de bips, alto-falantes, leds indicadores, displays, interfaces de comunica¸cão seriais e paralelas etc.

1.3 Arquitetura do Microprocessador/Microcontrolador

Como vimos até aqui o microprocessador é um elemento eletrônico, desenvolvido para execu-tar execu-tarefas espec´ıficas, que dependem de uma linguagem própria para cada fam´ılia de micropro-cessadores/microcontroladores. Quando falo em fam´ılias estou me referindo ao tipo de linguagem que o meu microprocessador/microcontrolador será capaz de interpretar, isto quer dizer que a lin-guagem a qual irei utilizar no programa está diretamente relacionada ao modelo do meu micropro-cessador/microcontrolador. Podemos ter no mesmo circuito diversos tipos de fam´ılias diferentes que trabalham entre si sem problemas, desde de que se respeite o programa individual de cada um, por exemplo: o nosso celular não conecta no computador, um palm idem, são todos eles pertencentes a diversas fam´ılias, mas que interagem entre si.

Assim, ao programarmos a ROM com os códigos compat´ıveis com a linguagem ou fam´ılia perten-centes ao microprocessador, ele será capaz de executar as tarefas por esse código designadas. Cabe ao projetista entender perfeitamente o conjunto de instru¸cões da máquina (o tão famoso ASSEMBLER) e a sua estrutura fisica, e de interfaces, também conhecida como hardware.

Vejamos como os três blocos visto até aqui se comunicam entre si para dar funcionalidade ao microprocessador. As vias de comunica¸cão entre os blocos básicos são chamadas de barramentos ou do inglês bus. Cada barramento é constitu´ıdo por um número de vias (trilhas de cobre), nas quais fluem informa¸cões em paralelo. São três os barramentos existentes: o barramento de endere¸cos, de temporiza¸cão e controle e o de dados.

1.Barramento de endere¸cos: A CPU utiliza esse barramento para definir os endere¸cos das posi¸cões de memória de programa em que ela irá buscar as instru¸cões a serem executadas e também para definir os endere¸cos de memória de dados ou dos dispositivos de entrada e saida para a troca de informa¸cões. Esse barramento é unidirecional.

2.Barramento de temporiza¸cão e controle: A CPU utiliza esse barramento para definir os sinais de temporiza¸cão e controle para gerenciar o tempo e a dire¸cão do fluxo de informa¸cões nas opera¸cões de leitura e escrita nos dispositivos (unidades de memória ou unidades de entrada e saida). Esse barramento é unidirecional.

3.Barramento de dados: A CPU utiliza esse barramento para receber as informa¸cões vindas da memória ou dos dispositivos de entrada e saida ou então definir as informa¸cões para a memória ou para os dispositivos de entrada e sa´ıda. Esse barramento é bidirecional. Vale ressaltar que

(13)

nem todos os microprocessadores/microcontroladores n˜ao trocam informa¸c˜oes diretamente com os dispositivos de entrada e saida.

4.Oscilador: ´E o elemento que gera o ”marcapasso”da CPU, que permite que o microprocessador realize as suas tarefas internas e externas de maneira sincronizada e com velocidade predetermi-nada.

5.Reset: É o elemento que faz a CPU iniciar suas rotinas internas e realizar também a primeira leitura de instru¸cão no endere¸co 0000h.

6.Interrup¸cões: São pinos de acesso externo que permitem interromper o microprocessador, que então interrompe suas tarefas atuais e atende aquelas planejadas pela interrup¸cão solicitada.

Microprocessador ou Nao−Volatil (ROM) Volatil (RAM) Mem´oria ou E/S I/O Unidade Cental de Processamento Bus Endereco BUS Dados Oscilador Reset Interupcao BUS de Temp. Controle

Figura 1.2: Arquitetura b´asica de um microprocessador

Como o computador só interpreta códigos binários, não existe a necessidade que nós programadores converse no mesmo n´ıvel, podemos utilizar os outros tipos de codifica¸cão Octal, Hexadecimal, Deci-mal e por Nomes Simbólicos, que representam uma instru¸cão, como por exemplo: ”add”= ”Soma”= Código Hexa 24 ou 00100100 em binário (no exemplo, add=add A,#valor), para o microprocessador 8051. A CPU só entende d´ıgitos binários, mas nós a memorizarmos por ”add”, que é mais fácil de se lembrar. Assim através de um software (interpretador) irá transformar este ”add”em 00100100, quando gravamos a ROM.

1.4 A CPU Internamente

Veremos algumas de suas funcionalidades mais importantes

a)Registradores: São equivalentes a uma RAM, só que interna à CPU. Servem para armazenamento temporário de informa¸cões de utilidade interna e externa à CPU. Existem registradores com fun¸cão definida: por exemplo, aquele que é imagem ou espelho de uma porta de ”I/O”. O sinal na porta de I/O pode ser lido diretamente no registrador equivalente; por exemplo, a porta ¨PO”tem um reg-istrador imagem de ”PO”, cujo conteúdo é o reflexo do que há na entrada f´ısica dessa porta. Existem registradores de Fun¸cão Geral, que podem ser acessados pelas instru¸cões do Mp (microprocessador) e ainda podem ser conhecidos por nomes (registradores R0, R1 etc.) ou sem nomes (registradores

(14)

b)Contador de Programa (Program Counter ou PC): É o indicador de endere¸co de memória ex-terna. Ele serve para endere¸car a próxima instru¸cão a ser lida pelo Mp, a fim de que ela ”saiba”onde estava e para onde deve ir (ler nova instru¸cão no próximo endere¸co).

c)Registradores de Instru¸cão (Instruction Register ou IR): É o local para onde se dirige o código da instru¸cão que foi retirada da ROM por meio do endere¸co dado pelo PC no ciclo de busca (fetch) da instru¸cão da memória. O IR é necessário para que, depois da busca, um decodificador possa decodificar, ”abrir”a instru¸cão e enviá-la à unidade de processamento (ALU-Aritmetic Logic Unit), a fim de que, neste local, ela seja ”executada”.

d)Unidade de Decodifica¸cão (Decode Unit): É o local em que a instru¸cão é decodificada, e também são gerados os controles que, junto com a Unidade de Controle, permitem executar a instru¸cão na ALU.

e)Unidade Lógica e Aritmética (ALU-Arithmetic Logic Unit): É o local em que são realizadas as opera¸cões de: lógica, aritmética e decisão/compara¸cão. É o ”cérebro”da máquina.

f)Acumulador (Accumulator): É um registrador principal e muito ”popular”, pois várias in-stru¸cões se referem a ele para operar.

g)Unidade de Controle (Control Unit): É o local em que se processa o controle do fluxo das informa¸cões a fim de realizar a instru¸cão recebida.

Exemplo de Funcionamento: Suponha que o Mp foi ler uma instru¸c˜ao na ROM. Os seguintes passos ser˜ao dados:

1.O endere¸co de PC é posto na via de endere¸co (que é o endere¸co desta próxima instru¸cão a ser lida).

2.O sinal de controle da ROM, ´e ativado (pois vamos ler a ROM e n˜ao a RAM).

3.A instru¸cão é lida da ROM, no endere¸co dado pelo PC (no caso, o endere¸co ”n”), e é lida pela via de dados. Estes três itens correspondem ao ciclo de busca ou fetch.

4.A instru¸cão é carregada e armazenada no IR (Registrador de Instru¸cões). 5.O PC é incrementado para ler a próxima instru¸cão (apontará para ”n+1”).

6.Inicia-se outro ciclo, o de execu¸cão interna da instru¸cão, auxiliado pela Unidade de Controle e pelos registradores, decodificado pela Unidade de Decodifica¸cão e executado pela ALU.

1.5 O Microcontrolador 8051

O 8051 é um microcontrolador rápido com clock t´ıpico de 12 MHz sendo que existem versões de até 30 MHz, fornecidas por diversos fabricantes, e suas caracter´ısticas de hardware e software permitem usá-lo como um poderoso controlador, sobretudo em sistemas para lógica seqüencial e combinatória.

Entre as suas caracter´ısticas de hardware, podemos destacar: 1)2 Kbytes de mem´oria de programa (Flash)

2)128 Bytes de mem´oria RAM 3)Duas portas de I/O de 8 bits 4)Comparador de tens˜ao on-chip

5)Controlador de interrup¸c˜ao de 6 entradas com estrutura Nesting* 6)Canal serial UART Full-Duplex program´avel

(15)

7)Dois contadores/temporizadores de 16 bits 8)Modos Power-Down e Power-Idle

[*] ”Nesting”é o nome que se dá ao processo pelo qual uma interrup¸cão pode interromper outra que já estiver sendo atendida, desde que tenha maior prioridade.

Entre as caracter´ısticas de software podemos destacar a capacidade de executar complexas opera¸cões aritméticas e lógicas (multiplica¸cão, divisão, permuta, e deslocamento de bits,. . . ), trabalhar com ban-cos de registradores nominais e inclusive trabalhar com 128 bits individualmente endere¸cáveis na RAM. Há um tempo não muito distante, para realizar um projeto utilizando microcontroladores com todas estas funcionalidades, era necessário agrupar diversas pastilhas com as fun¸cões descritas ante-riormente. Isto tornava protótipo fisicamente maior, aumentaria o consumo de energia, diminuindo a autonomia das baterias e inviabilizando a sua portabilidade que hoje são fundamentais para os sis-temas embarcados.

Para compreendermos melhor o 8051 torna-se necessário conhecer a estrutura interna do micro-controlador e estudarmos cada uma delas detalhadamente. Para isso nos dividiremos da seguinte forma: 1)Memória 2)Circuito de Reset 3)Gerador de Clock 4)Controlador de Interrup¸cão 5)Conjunto de Instru¸cões

Com esta divisão ficará mais claro definirmos todas as instru¸cões realizadas pelo 8051 e, o fun-cionamento dos demais componentes associados ao microcontrolador.

1.5.1 Mem´oria

Vejamos, o diagrama de blocos do 89C2051 na figura 1.3. Neste diagrama de blocos, temos uma no¸c˜ao geral dos elementos internos ao 8051 e de suas liga¸c˜oes com o mundo externo.

A memória de programa do 8051 é do tipo Flash ROM (E2PROM), podendo sofrer um ciclo de escrita/apagamento de 1000 vezes. Este tipo de memória de programa torna as tarefas de teste e depura¸cão dos programas bastante agradáveis, pois a antiga etapa de apagar a memória em luz ultra-violeta não se faz mais necessária.

O segmento de programa da memória se inicia no endere¸co 0000h e pode ocupar todos os 2048 bytes da memória, a ATMEL oferece também outros modelos de microcontroladores com uma ROM interna maior para que possamos utilizar programas maiores.

A mem´oria RAM se divide conforme a figura 1.4

Os registradores de fun¸cões especiais incluem loca¸cões referentes às portas de I/O, ponteiros do sistema, registros de interrup¸cão, registros da porta serial, dos temporizadores e registros aritméticos. A CPU trata os registros de fun¸cões especiais da mesma forma que trata a RAM, podendo ali efetuar altera¸cões e, o mais importante, endere¸car algumas dessas posi¸cões como bit.

Esta facilidade de endere¸car bits é muito interessante, pois facilita a vida do programador. Vamos supor que temos de zerar o quinto bit de uma certa posi¸cão de memória. O método tradicional consiste

(16)

Figura 1.3: Organiza¸c˜ao Interna do 8051

pois 1 AND X resulta X, logo n˜ao alteramos os bits 7, 6, 4, 3, 2, 1 e 0. Mas temos que 0 AND X resulta 0, e desta forma zeramos o quinto bit.

Quando o sistema trabalha com bits, basta dar uma instru¸cão do tipo ”zere o bit 5 na posi¸cão N”e teremos efetuado a opera¸cão, sem nos preocuparmos com os demais bits.

A parte baixa da memória RAM interna (daqui a diante chamaremos apenas de RAM) está di-vidida em por¸cões distintas, que incluem 4 bancos de registradores de 8 bytes cada, uma por¸cão de 16 bytes cujos bits são individualmente endere¸cáveis pela CPU e o restante da memória, que somente pode ser endere¸cado byte a byte.

Os bancos de registradores são simples posi¸cões de memória RAM que permitem seu endere¸camento pelo nome dado a cada registro, além de seu endere¸camento pela posi¸cão de memória.

(17)

Figura 1.4: Organiza¸c˜ao da RAM Interna do 8051

A vantagem dos bancos de registradores est´a em seu uso pelo sistema, como ´ındice para en-dere¸camento e pela facilidade de lembran¸ca de seu nome, al´em de serem amplamente utilizados por compiladores de linguagem de alto n´ıvel.

Por exemplo, é mais fácil lembrar que um certo dado está no registro R2 do que lembrar que o mesmo está na posi¸cão 02 de memória (Supondo Banco 0).

(18)

A sele¸c˜ao de um certo banco de registradores se d´a pelo valor dos bits RS1 e RS0 conforme a tabela a seguir:

Posi¸c˜ao de Mem´oria Nome do Registrador Bit RS1 Bit RS0 BANCO

1F R7 1 1 3 1E R6 1 1 1D R5 1 1 1C R4 1 1 1B R3 1 1 1A R2 1 1 19 R1 1 1 18 R0 1 1 17 R7 1 0 2 16 R6 1 0 15 R5 1 0 14 R4 1 0 13 R3 1 0 12 R2 1 0 11 R1 1 0 10 R0 1 0 0F R7 0 1 1 0E R6 0 1 0D R5 0 1 0C R4 0 1 0B R3 0 1 0A R2 0 1 09 R1 0 1 08 R0 0 1 07 R7 0 0 0 06 R6 0 0 05 R5 0 0 04 R4 0 0 03 R3 0 0 02 R2 0 0 01 R1 0 0 00 R0 0 0

Tabela 1.1: Tabela de registradores do banco de mem´oria

Conforme visto anteriormente, temos 16 bytes na RAM cujos bits s˜ao individualmente endere¸c´aveis pela CPU, conforme podemos ver pela tabela abaixo, dispostos da seguinte forma.

(19)

Endere¸cos Individuais dos bits Endere¸cos dos bytes 7F 7E 7D 7C 7B 7A 79 78 2F 77 76 75 74 73 72 71 70 2E 6F 6E 6D 6C 6B 6A 69 68 2D 67 66 65 64 63 62 61 60 2C 5F 5E 5D 5C 5B 5A 59 58 2B 57 56 55 54 53 52 51 50 2A 4F 4E 4D 4C 4B 4A 49 48 29 47 46 45 44 43 42 41 40 28 3F 3E 3D 3C 3B 3A 39 38 27 37 36 35 34 33 32 31 30 26 2F 2E 2D 2C 2B 2A 29 28 25 27 26 25 24 23 22 21 20 24 1F 1E 1D 1C 1B 1A 19 18 23 17 16 15 14 13 12 11 10 22 0F 0E 0D 0C 0B 0A 09 08 21 07 06 05 04 03 02 01 00 20

Tabela 1.2: Endere¸cos de Mem´oria endere¸cavel por byte e bit

Temos também alguns registros de fun¸cões especiais que têm seus bits endere¸cáveis, sendo que al-guns deles têm, inclusive, um nome mnemônico, para maior facilidade de desenvolvimento de software em compiladores.

Antes de estudarmos o mapa de memória dos registros de fun¸cões especiais, vamos estudar cada um deles em separado para melhor compreensão do funcionamento interno do 89C2051.

Em seguida ao nome de cada registro, temos seu endere¸co em hexadecimal na RAM:

P1 (90) - Porta P1 P3 (B0) - Porta P3

São posi¸cões da RAM que contêm os dados das portas de I/O do micro, caso as mesmas sejam usadas como tal.

Uma escrita num desses registros altera automaticamente o conteúdo presente na sa´ıda do chip, e uma leitura dos mesmos coloca o estado presente nos pinos (ou nos latchs de sa´ıda, conforme veremos adiante) dentro da posi¸cão desejada. Essa opera¸cão é poss´ıvel devido aos buffers e latchs de cada porta, que só são ativos na leitura ou escrita das mesmas.

(20)

SP (81) - Stack Pointer ´

E um registrador de 8 bits que contém o endere¸co de topo de uma ”pilha”realizada com os registradores, em que se acumulam endere¸cos de retorno, quando se trabalha com sub-rotinas e interrup¸cões. Você pode EMPURRAR (PUSH) dados para a pilha (STACK) ou TIRAR (POP) dados da pilha (STACK).

A instru¸cão PUSH incrementa o SP ”antes”de escrever os dados e a instru¸cão POP lê o dado da pilha e ”depois decrementa”o SP. A pilha é formada inicialmente dentro da RAM interna quando se tem o RESET da máquina, e neste caso o SP é carregado com valor 07h. Isto é, qualquer dado a ser armazenado na pilha causará primeiro o incremento do SP, isto é, irá para 08h, e depois será gravado o dado na pilha nesta posi¸cão 08h. Isto é, ela estará ocupando a posi¸cão 08h da RAM que é o registrador R0 do banco 1! Se você quiser utilizar esse banco e os outros seguintes, é melhor, logo de ´ınicio, carregar o SP com outro valor de ponteiro, a partir do qual ele irá formar a pilha.

TH1 (8D) - Timer High 1 TL1 (8B) - Timer Low 1 TH0 (8C) - Timer High 0 TL0 (8A) - Timer Low 0

São os registros de dados dos temporizadores/contadores (1 e 0 respectivamente). Contem os val-ores contados, no caso de usarmos as fun¸cões desse importante periférico do 89C2051.

TCON (88) - Timer Control Register TMOD (89) - Timer Mode Register

Registradores de controle e de modo de opera¸cão dos temporizadores/contadores. É nestes reg-istros que efetuamos a programa¸cão de como queremos que esses periféricos trabalhem. Vale lembrar que o 89C2051 possui dois temporizadores/contadores internos.

PCON (87) - Power Control

Este registro permite-nos adaptar o chip para situa¸cões em que não há processamento, mas não desejamos perder o conteúdo das memórias internas do chip, como pode ocorrer numa falha da ali-menta¸cão, assim podemos controlar o consumo de energia do sistema.

SCON (98) - Serial Port Control Register SBUF (99) - Serial Buffer

No SCON, colocamos os bits que nos permitirão trabalhar com a porta de comunica¸cão serial con-forme desejamos, e o SBUF é o registro no qual a porta armazenará o dado recebido, ou escrevemos o dado a ser transmitido.

IE (A8) - Interrupt Priority IP (B8) - Interrupt Enable

Estes registros permitem-nos escolher qual ou quais interrup¸c˜oes ser˜ao habilitadas (ou desabili-tadas) e qual a prioridade (maior ou menor) de cada uma.

(21)

PSW (D0) - Program Status Word

O Program Status Word contém bits que indicam quais as ocorrências da ALU na ultima opera¸cão lógica e aritmética, alem de indicar qual banco de registradores foi acessado pela ultima vez. Equivale aos Flags dos microprocessadores de 8bits.

ACC (E0) - Accumulator B (F0)

Equivalem ao acumulador e ao registro B dos microprocessadores de 8 bits. O interessante aqui é que, inclusive os registros da CPU são acess´ıveis como simples posi¸cões de memória.

DPH (83) - Data Pointer High DPL (82) - Data Pointer Low

Estes dois registros de 8 bits podem ser referenciados como um registro de 16 bits, chamado DPTR -Data Pointer. Este registro é usado quando desejamos fazer endere¸camento indireto para a leitura de constantes armazenadas na memória de programa, para ler ou escrever variáveis na memória externa de dados e para desvio para memória de programa de até 64 Kbytes.

Não são todos os registros de fun¸cões especiais que tem seus bits individualmente endere¸cáveis. Temos na tabela abaixo, os registros e seus bits com seus respectivos endere¸cos. Assim como nos registros endere¸cáveis (que são bytes), alguns destes bits também tem um nome mnemônico.

Este componente possui um poderoso conjunto de instru¸c˜oes que permite usar diversos modos de endere¸camento, admitindo desvios e leitura/escrita em toda a mem´oria.

No momento oportuno, veremos como é acessada uma posi¸cão de memória, e também como a CPU faz para acessar fisicamente essas posi¸cões.

1.5.2 Circuito de Reset

Agora, estudaremos como se processa a opera¸cão de RESET no 89C2051. É através desta fun¸cão que o chip se prepara para trabalhar, seja ao ligarmos a alimenta¸cão do sistema, ou for¸cosamente.

Embora o RESET não seja propriamente uma interrup¸cão, muitas vezes é assim chamado devido à semelhan¸ca de suas a¸cões, já que o RESET interrompe o processamento e reinicializa o sistema.

O RESET no 89C2051 ´e ativo quando o pino 1 (RST/VPP) permanecer em n´ıvel alto por dois ou mais ciclos de maquina.

Neste caso, a CPU executa o que chamamos de reset interno, que consiste em preencher seus reg-istros internos com os valores predeterminados, a saber:

a)O PC, o acumulador, o registro B, os flags, o DPTR e todos os registros dos tempo-rizadores/contadores s˜ao ZERADOS.

b)No SP ´e colocado o valor 07h.

(22)

Endere¸cos Individuais dos bits Registradores

E7 E6 E5 E4 E3 E2 E1 E0 ACC

F7 F6 F5 F4 F3 F2 F1 F0 B

97 96 95 94 93 92 91 90 P1

B7 B6 B5 B4 B3 B2 B1 B0 P3

EA ES ET1 EX1 ET0 EX0

1 0 0 AF AC AB AA A9 A8 IE PS PT1 PX1 PT0 PX0 1 0 0 BC BB BA B9 B8 IP CY AC FD RS1 RS0 OV P D7 D6 D5 D4 D3 D2 D0 PSW SM1 SM2 SM3 REN TB8 RB8 T1 R1 9F 9E 9D 9C 9B 9A 99 98 SCON

TF1 TR1 TF0 TR0 IE1 IT1 IE0 IT0

8F 8E 8D 8C 8B 8A 89 88 TCON

Tabela 1.3: Mnemˆonicos de cada bit

d)O SBUF estará com conteúdo indeterminado e o registro de controle da porta serial SCON será zerado.

e)O registro PCON ter´a apenas seu bit mais significativo zerado.

f)Os registros de controle de interrup¸cão (IE e IP) terão ambos o valor binário XXX00000, onde X = irrelevante (pode ser 0 ou 1).

A RAM interna não é afetada pelo reset for¸cado, sendo que ao ligar (power-up), o seu valor é aleatório, mas pode ser lido por software.

Geralmente, ao ligarmos o sistema, desejamos que o mesmo execute uma seqüência de fun¸cões de inicializa¸cão, dividida em dois blocos, inicializa¸cão do sistema básico, que sempre ocorre no RESET, e a inicializa¸cão do sistema montado, que prepara o equipamento para a opera¸cão para o qual foi projetado, por exemplo, ajustando os contadores, as portas entre outros.

Embora estas fun¸cões sejam executadas pelo software que come¸ca a rodar após o RESET, no en-dere¸co 0000h da memória de programa, costumamos chamá-lo de rotina de inicializa¸cão.

O 89C2051 pode ser automaticamente resetado ao ligar a fonte, pela coloca¸cão de um resistor de 8,2 kΩ entre seu pino seu pino de RESET e o terra, e pela coloca¸cão de um capacitor (preferencial-mente de tântalo) de 10 µF entre o pino e o +Vcc, o que garante que este pino estará em n´ıvel alto por mais de 2 ciclos de maquina após a liga¸cão da alimenta¸cão, pois o capacitor comporta-se como um curto-circuito, provocando uma circula¸cão de corrente pelo resistor, que terá uma tensão inicial da ordem de +Vcc.

Após algum tempo, o capacitor ”estará carregado”e não circulará mais corrente na resistência, e desta forma a diferen¸ca de potencial sobre a mesma será nula, garantindo que o pino RST/VPP esteja

(23)

Figura 1.5: Mapa de Registradores e Valores de Reset do 8051 no n´ıvel 0.

Na eventualidade de necessitarmos provocar o reset (reset for¸cado), basta então colocarmos uma chave de contato momentâneo NA (push-botton NA) em paralelo com o capacitor, e ao pressiona-la e soltá-la teremos provocado uma nova opera¸cão de reset.

Na entrada, o chip possui um Schmidt Trigger para garantir rejei¸cão a ru´ıdo, sendo que a sa´ıda do mesmo é amostrada a cada ciclo de maquina pelo hardware, para ver a ocorrência de reset.

Durante o reset, o n´ıvel lógico dos pinos é indeterminado, indo a n´ıvel lógico 1 ?após? a execu¸cão da rotina interna de reset, de tal forma que devemos prever esta situa¸cão no projeto do hardware, para evitar acionamento indesejável de qualquer periférico externo.

(24)

Figura 1.6: Circuito de reset

1.5.3 O Gerador de Clock

Temos duas possibilidades para excitar o sistema: clock externo ou clock interno.

O uso do clock externo ajuda a economizar componentes quando do uso do sistema junto de outros que já possuam um sinal TTL que possa ser aproveitado, como por exemplo, para trabalho junto a contadores e outros equipamentos seqüenciais rápidos.

Sua implementa¸cão é simples, bastando desconectar o pino 4 (XTAL2) (deixar em aberto), e inje-tar o sinal externo no pino 5 (XTAL1), que desta forma irá diretamente para o sistema de controle e temporiza¸cão do chip (conforme a figura 1.7).

Figura 1.7: Clock Externo para o 8051

Se utilizarmos o clock gerado pelo oscilador interno, deveremos intercalar aos pinos XTAL1 e XTAL2 um cristal ou um filtro cerâmico (o cristal e o mais indicado) na freqüência desejada, e dois capacitores de realimenta¸cão conforme a figura 1.8

Os valores recomendados dos capacitores s˜ao os seguintes:

40 pF +/- 10 pF para filtro ressonante de cerˆamica. 30 pF +/- 10 pF para cristal oscilador.

Em qualquer caso, a freqüência de oscila¸cão m´ınima é de 3.5 MHz, é a máxima pode ser de 24 MHz conforme o modelo utilizado. Existem atualmente versões de outros fabricantes que trabalham com freqüência de 30 MHz e superiores, sendo que o seu custo também é relativamente superior.

(25)

Figura 1.8: Oscilador Interno

Quanto ao layout do circuito deve-se destacar o fato de que as liga¸c˜oes devem ser mantidas as mais curtas poss´ıveis, para evitar capacitˆancias parasitas que venham a interferir no funcionamento do circuito, assim como uma boa malha de terra deve ser providenciada em toda a placa.

Figura 1.9: Layout Recomendado para o Oscilador Interno

1.5.4 Interrup¸c˜ao

A interrup¸cão é, provavelmente, uma das mais importantes ferramentas nos sistemas de controle microprocessados, pois é o processo pelo qual a execu¸cão de um programa é interrompida (ou não), de acordo com as necessidades de eventos externos ou internos.

Temos dessa forma, que existem três fontes de interrup¸cão: a interrup¸cão por Software (instru¸cão), a pedida por periférico externo e a interrup¸cão pedida por periférico interno (timer/counter, porta serial, etc. . .).

A interrup¸cão é um sinal, gerado de uma das três formas acima descritas, que pede para a CPU parar o processamento corrente e efetuar outro, referente à interrup¸cão solicitada, desde que a mesma esteja habilitada e possa ser aceita.

A vantagem da interrup¸cão está na simplifica¸cão do Hardware, pois não precisamos fazer com que nosso sistema fique monitorando o funcionamento de certos dispositivos periféricos. Por exemplo, nos computadores didáticos simples, e mesmo em alguns sistemas industriais, o teclado é um periférico

(26)

Já nos computadores da linha IBM-PC, isso não ocorre, pois o teclado é um periférico inteligente, que possui um microcontrolador interno que, caso uma tecla seja pressionada, pede uma interrup¸cão ao microprocessador para poder enviar o código da tecla pressionada para o mesmo.

Muitas vezes as entradas de interrup¸cão são as principais entradas do sistema. Para o perfeito entendimento das interrup¸cões, devemos antes relembrar os seguintes conceitos:

a)Mascaramento ´

E a possibilidade de impedirmos, geralmente por Software, que uma certa interrup¸cão seja atendida. Existem sistemas que possuem interrup¸cões não-mascaráveis, ou seja, jamais podem ser desabilitadas por Software.

b)Prioridades

No caso do sistema poder atender mais de uma interrup¸cão, devemos ter uma tabela de seqüência de prioridades, para que o microprocessador saiba como agir, no caso de duas ou mais interrup¸cões chegarem simultaneamente.

c)Interrup¸c˜ao Vetorada e N˜ao Vetorada

As interrup¸cões vetoradas são aquelas que possuem o vetor de interrup¸cão (endere¸co de in´ıcio da interrup¸cão) fixo, e não pode ser mudado pelo usuário. É o caso do 8051, onde cada vetor de in-terrup¸cão já está definido pelo fabricante. As interrup¸cões não vetoradas são aquelas nas quais os endere¸cos de desvios do programa são escolhidos pelo programador, como é o caso do COP 68705.U3 da Motorola, por exemplo.

d)Tipo de Ativa¸c˜ao das Interrup¸c˜oes

Existem trˆes maneiras pelas quais um sistema pode reconhecer um sinal l´ogico:

•Pelo n´ıvel (alto ou baixo).

•Pela borda de subida ou de descida.

•Pela soma de borda (subida ou descida) e um n´ıvel correspondente.

Estudo das Interup¸c˜oes no 8051

0 8051 pode ser interrompido de 5 maneiras: 1)Pela interrup¸cão externa INTO\; 2)Pela interrup¸cão externa INT1\; 3)Pelo timer/counter interno TIMER0; 4)Pelo timer/counter interno TIMER1; 5)Pelo canal de comunica¸cão serial.

O canal serial e as interrup¸c˜oes externas usam alguns pinos da porta trˆes, conforme a seguir: 1.Porta 3, pino 0 = Receptor de dados seriais (RX);

(27)

2.Porta 3, pino 1 = Transmissor de dados seriais (TX); 3.Porta 3, pino 2 = Entrada da interrup¸c˜ao externa INTO\;. 4.Porta 3, pino 3 = Entrada da interrup¸c˜ao externa INT1\.

OBSERVAÇ ÃO: Dessa forma, se usarmos algumas dessas interrup¸cões, devemos tratar a porta três como porta de I/O apenas bit endere¸cável.

No 8051, cada interrup¸cão pode ser individualmente habilitada ou não, e podemos também desabil-itar todas de uma só vez.

As interrup¸cões podem ter apenas dois n´ıveis de prioridade, e dessa forma, se duas ou mais ocor-rerem ao mesmo tempo (algo ”praticamente”imposs´ıvel), a de maior prioridade será atendida primeiro. Caso uma interrup¸cão de prioridade 0 (menor) esteja em andamento, uma interrup¸cão de priori-dade 1 (maior) interromperá aquela e será atendida. Ao seu fim, a CPU retorna ao atendimento da interrup¸cão de n´ıvel 0 que foi interrompida.

Este Microcontrolador possui ainda um processo de prioridade interno, para o caso de duas inter-rup¸c˜oes de mesma prioridade estarem aguardando atendimento.

Neste caso, esta é a ordem de atendimento das interrup¸cões (IP): 1)Interrup¸cão Externa 0 −→ Maior prioridade Timer 0 2)Interrup¸cão Externa 1 Timer 1

Se a interrup¸cão que chegar for de n´ıvel igual ou menor da que já está sendo atendida, ficará aguardando o fim desta para ser servida.

Quando atende uma interrup¸cão, 0 8051 salva no Stack o valor do PC, ”mas não salva o acu-mulador e o registro Program Status Word (PSW)”. Os mesmos devem ser salvos e devolvidos pela rotina de interrup¸cão, se assim for necessário, assim como qualquer outro registro importante.

Endere¸cos de Desvio

Neste Microcontrolador, cada interrup¸cão é desviada para um certo endere¸co fixo, no qual come¸ca a nossa rotina de interrup¸cão.

S˜ao os seguintes os endere¸cos de desvio:

1.INT0\ −→ 03h

2.Timer/Counter 0 −→ 0Bh

3.INT1\ −→ 13h

4.Timer/Counter 1 −→ 1Bh

Como vimos, o Reset inicia em 00h, e desta forma, por exemplo, se usarmos todas as interrup¸cões teremos que usar os três Bytes dispon´ıveis para o reset, num desvio incondicional para outra parte da memória, onde realmente teria in´ıcio o programa.

(28)

As interrup¸cões INT0\, Timer/counter 0, INT1\ e Timer/counter 1 possuem apenas 8 Bytes dispon´ıveis antes de sobrepor se com a próxima, e desta forma, provavelmente, deveremos efetuar um desvio para outra parte da memória, sendo a única exce¸cão a interrup¸cão do canal serial, que por ser a última não se sobrepõe a nenhuma outra. Temos na figura 1.10, um mapa parcial da memória de programa com destaque para os endere¸cos de desvio de cada interrup¸cão.

00h ←− Inicio 01h 02h 03h ←− End. de INT0\ 04h 05h 06h Diferen¸ca de 8 bits .. . 0Ah ↓ 0Bh ←− End. do Timer/Counter 0 0Ch 0Dh .. . 11h 12h 13h ←− End. de INT1\ 14h .. . 1Ah 1Bh ←− End. do Timer/Counter 1 1Ch 1Dh .. . 22h

23h ←− End. do Canal Serial 24h

25h

Figura 1.10: Mapa parcial da mem´oria de programa do 8051 com destaque ao in´ıcio das interup¸c˜oes

(29)

1.5.5 Registro de Controle das Interrup¸c˜oes

O 8051 possui dois registro de 8 bits cada um, na sua memória RAM mais alta (Registros de Fun¸cões especiais-SFR) que servem para habilita¸cão ou não das interrup¸cões, e indica para a CPU a prioridade de cada uma delas.

Sempre que uma interrup¸cão é requisitada, um certo bit de controle dessa interrup¸cão será setado e assim permancerá até que essa interrup¸cão seja atendida.

Exce¸cão é a esta regra é a interrup¸cão serial, que deve ter seu bit de controle resetado pelo Software.

O primeiro de todos estes registros é o IE que tem por fun¸cão indicar qual das interrup¸cões está ou não habilitada.Vejamos a figura 1.11

Bit 7 . . . Bit 0

EA X X ES ET1 EXT1 ET0 EX0

Figura 1.11: Resgistro IE

EA - Enable All: Localizado no bit número 7, significa habilitar todos. Quando o em n´ıvel 0, desabilita todas as interrup¸cões de forma geral, independente de qualquer outro controle. Se em n´ıvel 1, permite-nos escolher qual interrup¸cão em particular será habilitada, em fun¸cão dos bits de controle individuais a seguir.

ES: Enable Serial: Localiza-se no bit 4, significa habilitar a serial, quando em n´ıvel l´ogico 1, libera a interrup¸c˜ao pedida pelo canal serial.

ET1 - Enable Timer 1: Localiza-se no bit 3, significa habilitar a interrup¸cão do timer 1 e quando em n´ıvel lógico 1, libera a interrup¸cão pedida pelo Timer/Counter 1.

EX1 - Enable External 1: Localiza-se no bit 2, significa habilitar a interrup¸cão externa (INT1\ e quando em n´ıvel lógico 1, libera a interrup¸cão pedida pelo dispositivo externo ligado a INT1\.

ET0 - Enable Timer 0: Localiza-se no bit 1, significa habilitar a interrup¸cão do timer 0 e quando em n´ıvel lógico 1, libera a interrup¸cão pedida pelo Timer/Counter 0.

EX1 - Enable External 0: Localiza-se no bit 0, significa habilitar a interrup¸cão externa (INT0\ e quando em n´ıvel lógico 1, libera a interrup¸cão pedida pelo dispositivo externo ligado a INT0\.

Prioridade Natural das interrup¸c˜oes 1.INT0\

2.TIMER/COUNTER0 3.INT1\

4.TIMER/COUNTER1 5.Serial

Veremos agora o registro IP, nele fixaremos qual o n´ıvel de prioridade de nossas interrup¸c˜oes. Ve-jamos o formato deste registro.

(30)

Bit 7 . . . Bit 0

X X X PS PT1 PX1 PT0 PX0

Figura 1.12: Resgistro IP

em n´ıvel 0, indica prioridade baixa.

PT1 - Priority Timer 1: Localiza-se no bit 3, significa prioridade do timer 1 e quando em n´ıvel lógico 1, indica prioridade alta à interrup¸cão gerada pelo Timer/Counter 1, se a mesma estiver habilidade. Quando em n´ıvel 0, indica prioridade baixa.

PX1 - Priority External 1: Localiza-se no bit 2, significa habilitar a interrup¸cão externa (INT1\ e quando em n´ıvel lógico 1, indica prioridade alta à interrup¸cão externa 1, se a mesma estiver habili-dade. Quando em n´ıvel 0, indica prioridade baixa.

PT0 - Priority Timer 0: Localiza-se no bit 1, significa prioridade do timer 0 e quando em n´ıvel lógico 1, indica prioridade alta à interrup¸cão gerada pelo Timer/Counter 0, se a mesma estiver habilidade. Quando em n´ıvel 0, indica prioridade baixa.

PX1 - Priority External 0: Localiza-se no bit 0, significa habilitar a interrup¸cão externa (INT0\ e quando em n´ıvel lógico 1, indica prioridade alta à interrup¸cão externa 0, se a mesma estiver habili-dade. Quando em n´ıvel 0, indica prioridade baixa.

(31)

Veremos como ´e o registrador PSW (Program Status Word)

Lembrando que neste registrador representa o status da ´ultima opera¸c˜ao realizada no acumulador, vejamos a seguinte figura 1.13

Bit 7 Bit 6 Bit 5 Bit 4 Bit 3 Bit 2 Bit 1 Bit 0 PSW.7 PSW.6 PSW.5 PSW.4 PSW.3 PSW.2 PSW.1 PSW.0

CY AC F0 RS1 RS0 OV - P

Figura 1.13: Resgistros bit a bit do PSW

CY - Carry É um indicador de ”vai um”em opera¸cões aritméticas: vai para 1 quando uma soma com A ”estoura”na sua capacidade (isto é, o sétimo bit ou ACC.7 vai um para uma próxima casa que não existe; seria um nono bit, que é um ”estouro”da conta). Vai para ”1”se existir um empréstimo do 7 bit no caso de uma subtra¸cão com o acumulador.

Por exemplo:

Se ACC=FFh e após isto aparece a instru¸cão: acc A,#01h: A soma de FFh com 01h fará com que o resultado de A seja 00h e ”vai 1”para o carry, isto é,”CY”é setado no registrador PSW.

O carry ”CY”também é utilizado como se fosse o ”acumulador para um só bit”. Existem várias instru¸cões booleanas que usam o ”C”, isto é, o carry, como operando, em que se posiciona o resultado das opera¸cões. Por exemplo:

anl C,ACC.0: Executa um AND booleano entre o carry e o bit ACC.0. O resultado da opera¸cão fica em ”C”(ele é equivalente ao acumulador para opera¸cão com bytes), isto é, o resultado volta para ele mesmo.

AC - Auxiliary Carry É um indicador de ”vai um”entre os quatro primeiros bit do acumulador, isto é, é o ”vai um”de um ”nible”para outro ”nible”do acumulador.

Isto é muito útil em aritmética BCD em que os nibbles que correspodem a 4 bits são representados por um número codificado em binário, mas que representa um decimal de 0 a 9.

Flag 0 É um bit registrador de uso geral, não tem nenhuma fun¸cão especial e não indica nada.(literalmente ”sobrou”dentro do PSW, sem fun¸cão)

RS1 e RS0 São dois bits que fazem mudar o banco de registradores a que se referem os nomes R0 a R7, utilizados nas instru¸cões que trabalham com esses registradores (por ex.: mov A,R0 = move para o ”A”o conteúdo de ”R0”; mas qual R0? Os bits RS0 e RS1 é que dizem a qual R0 de qual banco está se referindo).Vejamos na tabela 1.4

RS1 RS0 BANCO

0 0 Banco 0

0 1 Banco 1

1 0 Banco 2

1 1 Banco 3

Tabela 1.4: Sele¸c˜ao do banco de registradores pelos bit do PSW

Quando se dá o reset da máquina, ele aponta para o banco 0, isto é, as instru¸cões que se referirem a R0,R1,. . .R7 estão se referindo ao ”Rn”do banco O. Podemos utilizar a mudan¸ca de bancos e usar os mesmos apelidos de R0 a R7 para o outro banco, ou usar o endere¸co absoluto de cada registrador. Em geral, deixa-se que o microcontrolador aponte para o banco 0 direto e os outros registradores utilizam os endere¸cos absolutos deles, só para não ter i trabalho de mudar toda hora de banco. Isto depende do gosto do programador.Quando se ”reseta”a máquina, os bits RS1 e RS0 ficam em 00h, isto é, estão se referindo ao banco 0.

(32)

OV É um bit que vai para 1 quando, após um adi¸cão ou subtra¸cão, acontece um ”estouro”da conta. Resultados maiores que +127 ou menores que -128 ”setarão”o bit ”OV”. Paor exemplo:

0F ⇒ +15

+7F ⇒ +127

8E e ”OV” +142

Note que 8E é -116, que não é a resposta desejada +142, por isto OV é setado. PSW.1 Não é um bit dispon´ıvel ao usuário.

P - Parity Bit que é ”setado”em ”1”quando a paridade do conteúdo do acumulador é par. Por exemplo, seja A, contendo os seguintes dados:

Observa¸cão: Paridade é o resultado par ou ´ımpar do somatório binário do acumulador. N de ”1s” = Ímpar

A= 1001 1110 −→ P=1

N de ”1s” = ´Impar

A= 1001 1111 −→ P=0

´

E útil quando se trabalha com o canal serial, pois ele muitas vezes necessita desta informa¸cão. Outra maneira de saber se P é ”1”ou ”0”, é pensar que a soma dos bits ”1”do acumulador mais o ”P”tem sempre que ser par.

1.5.6 Tempo para Atendimento das Interrup¸c˜oes

Um certo tempo decorrerá entre o reconhecimento da interrup¸cão, altera¸cões nos registros internos e efetivo desvio para o endere¸co. O melhor caso ocorre quando uma interrup¸cão chega pouco antes dos últimos 14 per´ıodos de clock, que correspondam ao final da instru¸cão; a próxima instru¸cão não seja multiplica¸cão ou divisão; e temois mais 24 per´ıodos de clock para a chamada da sub-rotina. Estes tempos incorrem em atraso de 38 per´ıodos de clock ou 3.2 µs para um clock de 12 MHz.

O pior caso ocorre se a interrup¸cão chegar após os 14 últimos per´ıodos da instru¸cão em vigor, e se a próxima instru¸cão for multiplica¸cão ou divisão, que consomem 48 per´ıodos de clock, que resulta num atraso de 86 per´ıodos, ou 7.2 µs para clock de 12 MHz.

1.5.7 Ajuste das Interrup¸c˜oes Externas para serem Ativas em N´ıvel ou Transi¸c˜ao

Podemos ajustar as interrup¸cões externas para serem detectadas por transi¸cão de 1 para 0, ou pelo n´ıvel 0. Os bits de controle das interrup¸cões externas estão no registro TCON (Controle do Timer), e os que nos interessam são os quadro bits menos significativos.

Bit 7 . . . Bit 0

IE1 IT1 IE0 IT0

Figura 1.14: Resgistro TCON com os bits relevantes `as interrup¸c˜oes

IT0 - Interrup¸cão Externa 0 (INT0\) : Localizado no bit 0 do TCON, indica qual o processo para a chamada da interrup¸cão INT0\ será aceita na transi¸cão de 1 para 0 do n´ıvel pino, devendo permanecer em 0 por pelo menos 12 per´ıodos de clock. Se em n´ıvel 0, INT0\ será aceita apenas pelo n´ıvel 0 presente no pino.

(33)

IE0 - Habilita¸cão da Interrup¸cão Externa 0 (INT0\): Bit para o hardware de controle da interrup¸cão INT0\, localiza-se no bit 1. Este bit é setado pelo Hardware interno quando for detec-tada uma transi¸cão de 1 para 0 no pino INT0\. Tem por fun¸cão sinalizar internamente o pedido da interrup¸cão. É resetado logo que a interrup¸cão seja atendida.

IT1 - Interrup¸cão Externa 1 (INT1\) : Localizado no bit 2 do TCON, indica qual o processo para a chamada da interrup¸cão INT1\ será aceita na transi¸cão de 1 para 0 do n´ıvel pino, devendo permanecer em 0 por pelo menos 12 per´ıodos de clock. Se em n´ıvel 0, INT1\ será aceita apenas pelo n´ıvel 0 presente no pino.

IE1 - Habilita¸cão da Interrup¸cão Externa 1 (INT1\): Bit para o hardware de controle da interrup¸cão INT1\, localiza-se no bit 3. Este bit é setado pelo Hardware interno quando for detec-tada uma transi¸cão de 1 para 0 no pino INT1\. Tem por fun¸cão sinalizar internamente o pedido da interrup¸cão. É resetado logo que a interrup¸cão seja atendida.

Como vimos, se a interrup¸cão for ativa pela transi¸cão, é a esta que a CPU deverá detectar para aten-der à interrup¸cão, por isso temos que esperar um per´ıodo de 12 ciclos de clock, porque na amostragem anterior, a CPU detectou n´ıvel 1 e agora devemos esperar que a mesma detecte o n´ıvel 0.

Já na deteçcão por n´ıvel, a entrada deverá estar em n´ıvel 0, apenas durante a amostragem que ocorre ao fim de cada instru¸cão executada. O interessante é que neste caso, o pino pode permanecer em n´ıvel 0 durante a execu¸cão da rotina de interrup¸cão, mas deve estar em n´ıvel 1 ao fim desta, senão o sistema atenderá novamente à interrup¸cão, visto que na amostragem da última instru¸cão da rotina, encontrará este pino em n´ıvel adequado para a interrup¸cão, o que não ocorre no caso anterior, pois lá a CPU deve sentir a TRANSIÇ ÃO do n´ıvel 1 para o O.

1.5.8 Hardware para expandir as possibilidade de Interrup¸c˜ao Externa

Na figura 1.15, temos uma porta AND de 8 entradas na qual todas as NOVAS 8 entradas de inter-rup¸cão estarão ligadas. Estas 8 entradas também estão ligadas a um lacth, por exemplo o 74LS374.

A sa´ıda desta porta será ligada diretamente ao pino de interrup¸cão externa INT0\, por exemplo, e também a um inversor, e da´ı ao ”gate”do lacth, e as sa´ıdas do lacth estão ligadas à porta P1.

Caso ocorra uma transi¸cão de 1 para 0 na porta AND, teremos sua sa´ıda indo para o n´ıvel 0 também, ocasionando o pedido de interrup¸cão e ”travando”o estado dos pinos I1 a I8 no lacth.cc

No momento do atendimento da interrup¸cão, o valor a ser lido na porta P1 conterá o estado dos bits que geraram a interrup¸cão, e uma rotina verificará qual bit está em 0. Este bit é responsável pelo pedido de interrup¸cão, e basta ao Software encarregar-se de executar a rotina apropriada.

(34)

7430 8051 74LS374 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 Q0 Q1 Q2 Q3 Q4 Q5 Q6 Q7 I8 I1 +Vcc P1.0 P1.7 INT0\

Figura 1.15: Detalhe do Hardware para expandir o n´umero de interrup¸c˜oes.

1.5.9 Exerc´ıcios Resolvidos

Quest˜ao 1 No microcontrolador da fam´ılia 8051, programar as palavras IE (Interrupt Enable), IP (Interrupt Priority) e TCON (Timer Control) de modo a:

a)INT1\ seja habilitado na m´axima prioridade.

b)Timer/Counter1 seja habilitado em segunda prioridade. c)INT0\ seja habilitado na terceira prioridade.

d)Serial e Timer/Counter0 n˜ao habilitadas. Passo a):Interrup¸c˜oes liberadas pela palavra IE

INT0,INT1 e Timer1 liberados Bit EA - Enable All ligado Timer0 e Serial desativadas

EA - - ES ET1 EX1 ET0 EX0

1 0 0 0 1 1 0 1

Assim carrega-se o valor 8Dh para a palavra IE atrav´es do seguinte comando: MOV IE,8Dh

Pbsso b):Prioridade programadas pela palavra IP INT1 e Timer1: alta prioridade INT0: baixa prioridade

(35)

- - - PS PT1 PX1 PT0 PX0

- - - X 1 1 X 0

Questão 2 Obter a outra representa¸cão do endere¸co do bit 5Dh? (Ver tabela 1.2) Solu¸cão: •Transformar o endere¸co do bit de hexadecimal para decimal 5 ∗ 161

+ 13 ∗ 160

= 9310

•Dividir o valor do endere¸co em decimal (9310) por 8 → 93/8, obtendo o quociente q=1110 e o

resto r=510

•Transformar o quociente (q) e o resto (r) em hexadecimal: q=1110=Bh e r=510=5h.

•Aplicar a fórmula: 5Dh = [20h+Bh]h.5=2Bh.5, ou seja, o endere¸co do bit 5 é igual a 2Bh.5. Para transformar o endere¸co de um bit da representa¸cão 2Xh.Y para ZWh(2Xh.Y−→ZWh),basta seguir o procedimento:

•Obter o quociente e o resto. O quociente (q) é obtido subtraindo 2Xh de 20h e transformando-o em decimal, e o resto é obtido através do número após o ponto (.) de tal representa¸cão. Multi-plicando o quociente em decimal por 8 e somando com o resto em decimal, obtém-se o endere¸co em decimal. O valor do endere¸co em decimal deve ser transformado para hexadecimal.

Quest˜ao 3 Obter a outra representa¸c˜ao do endere¸co do bit 2Ah.3? (Ver tabela 1.2) •Obter o quociente (q) e o resto (r): q= 2Ah - 20h = Ah e r=3h.

•Transformar q e r de hexadecimal para decimal: q=Ah = 1010 e r 3h = 310

•Multiplicar o quociente por 8 e somar o resultado com o resto em decimal: 10*8+3=8310

•Transformar o endere¸co de decimal para hexadecimal: 8310= 5 ∗ 161+ 3 ∗ 160=53h

Quest˜ao 4 Defina o tipo de endere¸camento de cada uma das instru¸c˜oes dadas a seguir: a)ADDC A,20h

Resposta: Endere¸camento direto. b)MOV @R0,55h

Resposta: Endere¸camento combinado (misto), formado pelos endere¸camentos direto e indireto ou indexados por registrador.

c)MOV R7,6Ah

Resposta: Endere¸camento indireto, pois R7 (Rn) é um registrador indexado (mnemônico). Questão 6 Crie um programa que fa¸ca a opera¸cão OR-Exclusivo entre o conteúdo do acumulador (A) e a constante 33h. O resultado deve ser armazenado no conteúdo do registrador R5 do segundo banco de registradores.

Resposta:

XRL A,#33h (A)←−(A)or-ex #33h

MOV PSW,#08h (PSW)←−#08h=#00001000 =⇒ (RS1)=0 e (RS0)=1=⇒ define o se-gundo banco de registradores (B1).

MOV R5,A Armazena, no conte´udo do registrador R5 do segundo banco de reg-istradores, o conte´udo do acumulador A.

(36)

1.5.10 Conjunto de Instru¸c˜oes

Instru¸c˜oes Aritm´eticas

Mnemˆonico Fun¸c˜ao Opcode Bytes Clocks Flags Afetados

CY AC OV

ADD A,Rn Soma o conte´udo de Rn ao acumu-lador

0010/1 abc

B 1 12 ? ? ?

ADD A,Direto Soma o conteúdo da posi¸cão de memória ao acumulador

25 H 2 12 ? ? ?

ADD A,@Ri Soma o conte´udo da RAM en-dere¸cada por Ri ao acumulador

0010/011iB 1 12 ? ? ?

ADD A,DADO Soma o dado ao acumulador 24 H 2 12 ? ? ?

ADDC A,Rn Soma o conte´udo de Rn e o carry ao acumulador 0011/1 abc B 1 12 ? ? ? ADDC A,DIRETO

Soma o conteúdo da posi¸cão de memória e o carry o acumulador

35 H 2 12 ? ? ?

ADDC A,@Ri Soma o conte´udo da RAM en-dere¸cada por Ri e o carry ao acu-mulador

0011/011iB 1 12 ? ? ?

ADDC A,#DADO

Soma o dado e o carry ao acumu-lador

34 H 2 12 ? ? ?

SUBB A,Rn Subtrai o conte´udo de Rn e o Bor-row do acumulador 1001/1 abc B 1 12 ? ? ? SUBB A,DIRETO

Subtrai o conteúdo da posi¸cão de memória e o Borrow do acumulador

95 H 2 12 ? ? ?

SUBB A,@Ri Subtrai o conte´udo da RAM en-dere¸cada por Ri e o Borrow do acu-mulador

1001/011iB 1 12 ? ? ?

SUBB A,#DADO

Subtrai o dado e o Borrow do acu-mulador

94 H 2 12 ? ? ?

INC A Soma 1 ao acumulador 04 H 1 12 - -

-INC Rn Soma 1 ao conte´udo de Rn 0000/1

abc

B 1 12 - -

-INC DIRETO Soma 1 á posi¸cão de memória 05 H 2 12 -

-INC @Ri Soma 1 ´a RAM endere¸cada por Ri 0000/011 i

B 1 12 - -

-DEC A Subtrai 1 do acumulador 14 H 1 12 - -

-DEC Rn Subtrai 1 do conte´udo de Rn 0001/1 abc

B 1 12 - -

-DEC DIRETO Subtrai 1 da posi¸c˜ao de mem´oria 15 H 2 12 - -

-DEC @Ri Subtrai 1 da RAM endere¸cada por Ri

0001/011 i

B 1 12 - -

-INC DPTR Soma 1 ao registrador DPTR A3 H 1 24 - -

-MUL AB Multiplica A e B resultado: BA A4 H 1 48 0 - ?

DIC AB Divide A e B resultado: A inteiro B resto

84 H 1 48 0 ? 0

DA A Ajuste decimal do acumulador D4 H 1 12 ? ?

(37)

Opera¸c˜oes L´ogicas

Mnemˆonico Fun¸c˜ao Opcode Bytes Clocks Flags Afetados

CY AC OV

ANL A,Rn ”e”entre registro e acumulador 0101/1 abc

B 1 12 - -

-ANL A,DIRETO ”e”entre mem´oria e acumulador 55 H 2 12 - -

-ANL A,@Ri ”e”entre RAM indireta e acumu-lador

0101/011iB 1 12 - -

-ANL A,#DADO ”e”entre dado e acumulador 54 H 2 12 - -

-ANL DIRETO,A ”e”entre acumulador e mem´oria. Resultado na mem´oria

52 H 2 12 - -

-ANL

DI-RETO,#DADO

”e”entre dado e mem´oria 53 H 3 12 - -

-ORL A,Rn ”ou”entre registro e acumulador 0100/1 abc

B 1 12 - -

-ORL A,DIRETO ”ou”entre mem´oria e acumulador 45 H 2 12 - -

-ORL A,@Ri ”ou”entre RAM indireta e acumu-lador

0100/011iB 1 12 - -

-ORL A,#DADO ”ou”entre DADO e acumulador 44 H 2 12 - -

-ORL DIRETO,A ”ou”entre acumulador e mem´oria. Resultado na mem´oria

42 H 2 12 - -

-ORL

DI-RETO,#DADO

”ou”entre DADO e mem´oria 43 H 3 12 - -

-XRL A,Rn ”ou exclusivo”entre registro e acu-mulador

0110/1 abc

B 1 12 - -

-XRL A,Direto ”ou exclusivo”entre mem´oria e acu-mulador

65 H 2 12 - -

-XRL A,@Ri ”ou exclusivo”? entre RAM indireta e acumulador

0110/011iB 1 12 - -

-XRL A,#DADO ”ou exclusivo”entre dado e acumu-lador

64 H 2 12 - -

-XRL DIRETO,A ”ou exclusivo”entre acumulador e mem´oria. Resultado na mem´oria

62 H 2 12 - -

-XRL

DI-RETO,#DADO

”ou exclusivo”entre dado e mem´oria 63 H 3 12 - -

-CRL A Faz A = 0 E4 H 1 12 - -

-CPL A Inverte o estado dos bits do acumu-lador

F4 H 1 12 - -

-RL A Desloca o acumulador `a esquerda 23 H 1 12 - -

-RL C Desloca o acumulador `a esquerda atrav´es do carry

33 H 1 12 ? -

-RR A Desloca acumulador `a direita 03 H 1 12 - -

-RRC A Desloca acumulador `a direta atrav´es do carry

13 H 1 12 ? -

-SWAP A Troca os nibbles do acumulador. Equivale a 4 RR A ou 4 RL A