ELT043 – MicrocontroladoresGraduação em Engenharia Eletrônica
Universidade Federal de Itajubá IESTI
Prof. Rodrigo de Paula Rodrigues
Microprocessador elementar
Aula 03
µP Elementar | O que são?
Microprocessador
comando 1comando 2comando 3comando 4comando 5...
roteiro
Circuitos digitais dedicados
Propósito geral
Operação programável
Máquinas de calcular
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Máquinas de calcularprogramáveis
comando 1comando 2comando 3
...
roteiro
µP Elementar | Modelo de aplicação
...
Execução detarefas
sinal de sincronismo
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dado 1dado 2dado 3
...
dados
µP Elementar | Princípio de operação
comando 1comando 2comando 3comando 4
...
roteiro
O que? Com quem?
comando ↔ instrução
fazer
1
2 3
...
criação do roteiro
Tarefa a ser executada
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µP Elementar | Princípio de operação
Busca a instrução atual
Decodifica a instrução Efetua as operações
Aponta para a próximainstrução
instrução 1instrução 2instrução 3instrução 4
...
roteiro
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Decodifica a instrução obtida
Efetua as operaçõesnecessárias
Ciclo de busca e execução
µP Elementar | Elementos básicos
Arquitetura de Von Neumann
µP Memória de dados
Memória de programa(roteiro)
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B. dados B. endereços B. controle(arquit.) (endereçam.)
µP Elementar | Elementos básicos
Arquitetura de Harvard
Memória de dadosµP
Memória de programa(roteiro)
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B. dados B. endereços B. controle
µP Elementar | Elementos básicos
Organização elementar dado
s
cont
role
ende
reço
s
Registrosde operação
Unidade de execução
Unidade de Unidade
Uni
dade
de
con
trol
ede
bar
ram
ento
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Unidade de controle
Unidade de codificação
de
Barramento interno Barramento externo
µP Elementar | Elementos básicos
Unidade de execução
ULA
AN
Cs
R = f(AN,BN, FM, Ce)RN
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Ce
AM
FN
µP Elementar | Elementos básicos
Unidade de execução
ULA
B A
Barramentointerno de dados
F
Acumulador CLK
Unidade de Unidadede
Adição binária
Subtração binária
Operação E
Operação Ou
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ULA
RFUnidade de
controlede controle
Barramentointerno de dados
Operação Ou
Operação Não
Complemento de 1
µP Elementar | Elementos básicos
Unidade de controle
Sequenciador de ações
Ciclo de buscae execução
Instrução C
Instrução B
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Instrução A
Instrução …
sinais decontrole
µP Elementar | Elementos básicos
Unidade de decodificação
DecodificadorinstruçãoO que? Com quem?
fazerInstrução
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µP Elementar | Elementos básicos
Registros de operação
Contador de programa (CP)
Acumuladores (AC)
Registro de sinalização (RS) Sinalizações das operações
Resultados das operações (arq.)
Espaço de endereçamento
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Ponteiro de pilha (PP) Armazenamento temporário
µP Elementar | Elementos básicos
Unidade de controle de barramento
Mux
Sinais da unidadede controle
Bar
ram
ento
s ex
tern
os
Bar
ram
ento
s in
tern
os
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Mux
Bar
ram
ento
s ex
tern
os
Bar
ram
ento
s in
tern
osSinais da unidade
de controle
µP Elementar | Elementos básicos
Barramentos
µP Memórias
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Barramento de dados
Barramento de endereços
Barramento de controle
Tamanho da palavra (arq.)
Espaço de endereçamento
Protocolo de comunicação
µP Elementar | Elementos básicos
Espaço de endereçamento
Barramento de endereçosde N bits
2N
possíveis
0100...100
0000...000
1101...101
2N - 1
2N - 2
2N - 3
Endereço Valor
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de N bits possíveisendereços
...
1100...111
...
0
1110...0012N - 4
µP Elementar | Operações elementares
comando 1comando 2comando 3comando 4comando 5...
Microprocessador
Leitura de dados
Escrita de dados
Ciclo de buscae execução
roteiro
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µP Elementar | Operações elementares
Sinais de comunicação
Memória
CS
W/R W/RCS
µP
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µP Elementar | Operações elementares
Operação de leitura de dados
Memória µPdado
Endereço
0
10
E0.. EN-1
CS1
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Dados válidos
tei
0W/R 1
0
1D0.. DM-1
te
µP Elementar | Operações elementares
Operação de escrita de dados
Memória µPdado
Endereço
Dados válidos
10
E0.. EN-1
0
1D0.. DM-1
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0
tesc
CS1
W/R
0
te
01
µP Elementar | Aplicação
Modelo de programação / arquitetura
Físicos
operaçãosinalizaçãomanipulação de dados
Registros acessíveis
Como é visto o dado
bináriocomplemento de doisBCD
Tipos de dados
O que faz
movimentaçãocontrole de fluxoaritméticas
Classes de instruções
Como o dado é especificado
diretamenteindiretamente
Modos de endereçamento
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manipulação de dados BCDponto fixoponto flutuante
aritméticaslógicascomparação
µP Elementar | Aplicação
Modelo de programação / arquitetura
ACUMULADOR A
0N-1
RI
0M-1
CP
0M-1
Acumulador A
Registro de índice
Contador de programa
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- - H I N Z
CP
PP
0M-1
Contador de programa
Ponteiro da pilha
Código de condiçãoV C
0N-1
µP Elementar | Aplicação
Modelo de programação / arquitetura
- - H I N Z
07
Vai um (carry)Estouro
Zero
V C
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Zero
Negativo
Interrupção
Meio vai um (bit 3)
µP Elementar | Aplicação
Modelo de programação / arquitetura
- - H I N Z
07
Vai um (carry)Estouro
Zero
V C
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Zero
Negativo
Interrupção
Meio vai um (bit 3)
µP Elementar | Aplicação
Classes de instruções
$86 $0A Carregue o valor 10 no acumulador A
$8B $11 Some o valor 17 ao valor presente no acumulador A
$97 $F1 Armazene o resultado na posição de memória de índice $F1
Linguagem de máquina do 6800:
Linguagem C:Linguagem assemblypara o 6800:
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máquina do 6800:
$860A$8B11$97F1
vcSoma = 0x0A;vcSoma += 0x11;
m[0xF1] = vcSoma;
para o 6800:
LDAA $0AADDA $11STAA $F1
µP Elementar | Fim
Obrigado
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