Arquitetura 8051

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Arquitetura 8051

• Disciplina Microcontroladores
• Prof. Remy Eskinazi
• Depto Engenharia Elétrica
• UPE - Poli

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Agenda

• Características do Microcontrolador 8051
• Arquitetura 8051
• Memória interna
• Área de RAM
• Clock e Reset
• Temporização

3
Características do 8051

• 8051 Introduzido no mercado pela Intel no início
  da década de 80 (1981)
• Atualmente produzido por várias companhias em
  muitos variantes
• É o microcontrolador mais frequente (produção e
  utilização) (40 do mercado)
• Microcontrolador de 8 bits

4
Microcontroladores e Fabricantes

• Motorola
• 8-bit
• 68HC05
• 68HC08
• 68HC11
• 16-bit
• 68HC12
• 68HC16
• 32-bit
• 683xx
• Texas Instruments
• TMS370
• MSP430
• Zilog
• Z8
• Z86E02

• Atmel
• ARM
• Intel
• 8-bit
• 8XC42
• MCS48
• MCS51
• 8xC251
• 16-bit
• MCS96
• MXS296
• National Semiconductor
• COP8
• Microchip
• 12-bit instruction PIC
• 14-bit instruction PIC
• PIC16F84
• 16-bit instruction PIC
• NEC

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8051 Flavors
6
Arquitetura 8051 Standard

• CPU CISC de 8 bits (8 bit Data bus, 16 bit
  Address bus)
• ULA 8 bits
• Registradores 8 bits
• 4Kbytes de ROM de programa
• ROM gt 8051
• EPROM gt 8751
• ROMLESS gt 8031
• FLASH gt AT89C51 (Atmel)
• 256 bytes de SRAM
• 128 bytes de SFRs
• 128 bytes de usuáriopilha
• 64 kbytes de ROM externa
• 64 kbytes de RAM externa

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Arquitetura 8051 Standard

• Periféricos embarcados
• 2 Timers de 16 bits com 4 modos funcionais
• 4 ports paralelos
• 1 Canal de comunicação serial
• 5 fontes de interrupção independentes
• 2 externas
• 2 timers
• 1 canal serial
• Set de instruções fortemente voltado para
  controle
• 112 instruções básicas
• Instruções aritméticas
• Instruções lógicas
• Instruções movimentação
• Instruções saltos e desvios
• Instruções controle interno

8
Pinagem 8051
1
40
P1.0
Vcc
2
39
P1.1
P0.0(AD0)
3
38
P1.2
P0.1(AD1)
P0.2(AD2)
4
37
P1.3
8051 8031 8751 AT89C51
5
36
P1.4
P0.3(AD3)
6
35
P1.5
P0.4(AD4)
P0.5(AD5)
7
34
P1.6
P0.6(AD6)
8
33
P1.7
9
32
RST
P0.7(AD7)
(RXD)P3.0
10
31
(TXD)P3.1
11
30
12
29
13
28
P2.7(A15)
(T0)P3.4
P2.6(A14)
14
27
(T1)P3.5
P2.5(A13)
15
26
P2.4(A12)
16
25
17
24
P2.3(A11)
18
23
XTAL2
P2.2(A10)
19
22
XTAL1
P2.1(A9)
20
21
GND
P2.0(A8)
9
Pinagem 8051
P0.0
AD0
Vcc
P0.1
AD1
P0.2
AD2
GND
P0.3
AD3
PORT 0
P0.4
AD4
P0.5
AD5
XTAL1
P0.6
AD6
XTAL2
P0.7
AD7
P2.0
A8
RST
P2.1
A9
P2.2
A10
P2.3
A11
PORT 2
EA/VPP
P2.4
A12
P2.5
A13
P2.6
A14
P2.7
A15
P1.0
P3.0
P1.1
P3.1
P1.2
P3.2
P1.3
P3.3
PORT 1
P1.4
P3.4
P1.5
P3.5
PORT 3
P1.6
P3.6
P1.7
P3.7
10
(No Transcript)
11
Demux Barramentos 8051
12
Sistema de Memória 8051
Memória de programa
7
0
0
7
FFFF
FFFF
60 K External
64 K External
1000
OU
0FFF
4 K Internal
0000
0000
EA 1
EA 0
Memória de Dados
FFFF
FF
SFRs
64 K External
80
E
7F
RAM
00
Internal
0000
Direct
Direct , Register, Reg. Indirect
13
RAM Interna 8051
SFRs
User Stack
SFRs
FF
7F
B
F0
Interrupt Enable Ctr 1
IE
A8
Scratch Pad Area
ACC
E0
Port 2
P2
A0
RAM
PSW
D0
Serial Data Buffer
SBUF
99
Serial Control
SCON
98
IP
B8
Port 1
P1
90
P3
B0
timer 1 High
TH1
8D
30
timer 0 High
TH0
8C
Bit 00 7F OR
timer 1 Low
TL1
8B
Bit Addressable RAM
20.0 2F.7
TL0
timer 0 Low
8A
TMOD
timer/counter Mode
89
20
R7
TCON
timer/counter control
88
Bank 3
Power Control
PCON
87
Select Bank with PSW.4 , .3 RS1, RS0
18
R0
R7
Bank 2
Bit endereçável
10
R0
DPH
83
Data pointer DPTR
R7
Bank 1
DPL
82
08
R0
Stack pointer
SP
81
R7
Bank 0
Port 0
P0
80
00
R0
14
Bancos de Registradores
Quatro bancos de registradores Cada banco com
registradores R0-R7
1F 18
Bank 3
17 10
Bank 2
0F 08
Bank 1
07 06 05 04 03 02 01 00
R7 R6 R5 R4 R3 R2 R1 R0
Bank 0
15
Área de Bit e Byte Endereçável
2F 2E 2D 2C 2B 2A 29 28
7F 78











1A
10
0F 08
07 06 05 04 03 02 01 00
20h 2Fh (16 locations X 8-bits 128 bits)
Bit addressing mov C, 1Ah or mov C, 23h.2
27 26 25 24 23 22 21 20
16
Reset e Clock no 8051
Vcc
31
EA/VPP
X1
10 uF
30 pF
X2
RST
9
8.2 K
17
Reset e Clock no 8051
18
Ciclo de Máquina no 8051
Ciclo de Máquina 1/ (fext / 12)
8051
Ex. Encontrar o ciclo de máquina para (a) XTAL
11.0592 MHz (b) XTAL 16 MHz. Solução (a)
11.0592 MHz / 12 921.6 kHz Ciclo de máquina
1 / 921.6 kHz 1.085 ?s (b) 16 MHz / 12
1.333 MHz Ciclo de máquina 1 / 1.333 MHz
0.75 ?s
19
Temporização do 8051