UNIVERSIDAD “TÉCNICA DEL NORTE”

Facultad de Ingeniería en Ciencias Aplicadas

Carrera de Mecatronica

SISTEMAS MICROPROCESADOS

Integrantes:

• Chulde Wilson• López Daniel• Males Eduardo • Mejía Alejandro• Muñoz René• Ortiz Pablo • Peralta Andrés• Salgado Vanessa• Salazar Omar• Tocagòn Alex• Villavicencio Karina

Sistema Microprocesado Motorola 6800

OBJETIVOS

General

Realizar el diseño de un sistema basado en el Microprocesador Motorola 6800 con sus respectivas unidades de memoria y dispositivos de entrada y salida.

Específicos

• Conocer el funcionamiento y las prestaciones del Microprocesador Motorola6800.• Detallar las conexiones pertinentes a realizarse en el sistema y sus componentes

internos.• Esquematizar todas las conexiones entre los distintos dispositivos que conforman

el sistema.

MOTOROLA MC6800CARACTERISTICAS GENERALES

El Motorola 6800 es un microcontrolador fabricado por Motorola que fue lanzado al mercado en 1975.

Procesa información en paquetes de 8 bits paralelos. Bus de datos bidireccional. Bus de direcciones de 16 líneas, direccionamiento a 16K Bytes. 7 modos de direccionamiento 6 registros internos Es el primer microprocesador que contó con un registro índice. Necesita un reloj de dos fases a 2MHz y una alimentación única de 5V. Normalmente se fabricaba en un encapsulado DIP de 40 patillas. Se encuentra formado pon un conjunto de 72 instrucciones. Temperatura de trabajo de 0°C a 70°C.

Varios de los primeros microordenadores de los años 1970, que usualmente eran vendidos por correo en piezas sueltas o ensamblados-, usaron el 6800 como procesador principal. Entre ellos se encuentran el SWTPC 6800 (el primero en usarlo) y el MITS Altair 680.

REGISTROS

• La MPU del 6800 parece ser más simple que la del 8085, esto se debe principalmente al uso de los acumuladores. La MPU 6800 se considera a veces como un procesador avanzado orientado a memoria por que normalmente hace muchas transferencias con memoria. El 6800 también utiliza E/S de mapa de memoria. Las entradas y salidas son tratadas como posiciones de memoria.

• Los dos acumuladores de 8 bits (ACCA y ACCB) son el foco de muchas de las operaciones del microprocesador. Las operaciones del acumulador incluyen las aritméticas, lógicas, de carga y almacenamiento, entrada y salida y otros. El segundo acumulador (ACCB) no es exactamente un registro de propósito general, sino un acumulador real, ya que todas las operaciones que pueden realizarse en el acumulador a también pueden realizarse en el acumulador B.

• El contador de programa (PC) es un registro de 16 bits que siempre contiene la dirección de la siguiente instrucción que se va a ejecutar. Tiene el mismo propósito que el contador de programa de los microprocesadores genéricos 8080 y 8085.

• El puntero de pila (SP) es una de 16 bits (2 bytes) que contiene un registro dirección de inicio, normalmente en la memoria RAM, donde la situación de los registros MPU puede ser almacenados en el MPU tiene otras funciones a realizar, como por ejemplo durante una interrupción o durante una rama de subrutina (BTS). La dirección de la pila puntero es la dirección inicial de posiciones de memoria Secuencial en la memoria RAM, donde el registros de estado se almacena.

• El registro índice (IX )es un registro de propósito especial de 16 bits. Su uso principal es para apuntar y modificar direcciones.

• El registro de códigos de condición (CCR) es un registro de 8 bits que contiene los seis señalizadores utilizados por la MPU 6800.

DESCRIPCION DE LOS TERMINALESPIN NOMBRE DESCRIPCIÓN

1 Vss Gnd

2 HaltEn estado 1 permite funcionar al µP ejecutando las instrucciones que lea de la ROM, En estado 0 se detiene después de ejecutar la ultima instrucción que este realizando (µP inactivo).

3 ϕ1 Fase 1 del reloj. Sincroniza todo el sistema.

4 IRQ

Petición de interrupción, interrumpe al µP el cual deja el programa que este ejecutando para ejecutar la rutina de interrupción, si IRQ = 1 no solicita interrupción, si IRQ = 0 solicita interrupción. Conectar a Vcc con resistencia de 3k               

5 VMAAcceso valido de memoria VMA = 1 dirección valida habilita dispositivos de E/S (PIA) , VMA = 0 dirección no valida deshabilita dispositivos de E/S (PIA )

6 NMI Interrupción no enmascarable.Conectar a Vcc con resistencia de 3 a 10k.

7 BABus disponible indica que se están usando o no las líneas de dirección y de datos , si BA = 0 bus de datos y dirección ocupados , si BA = 1 Bus de dirección y datos disponibles.

8 Vcc Conectar a +5V

9 – 20 A0 – A1112 líneas del Bus de direcciones .Conectar a las direcciones de la memoria ROM RAM y PIA a RS0 RS1 respectivamente.

PIN NOMBRE DESCRIPCIÓN

21 Vss Gnd

22 – 25 A12 – A15Las siguientes 4 líneas del bus de direcciones. Total 16 líneas, las cuatro ultimas son decodificadas para seleccionar la RAM , EEPROM y PIA.

26 – 33 D0 – D7 Bus de datos. Conectar al bus de datos de la RAM y ROM y el PIA.

34 R/W Línea de control de lectura /escritura , R/W = 1 es Lectura , R/W = 0 Escritura

35 N.C. No conexión.Conectar a Gnd

36 DBE Habilitación del bus de datos

37 ϕ2 Fase 2 del reloj.

38 N.C. No conexión.Conectar a Gnd.

39 TSC Control de Tri-estado.

40 Reset Reinicializa todo el sistema

BUSES Y SEÑALES DE CONTROL

SEÑALES DE CONTROL

• VMA esta salida indica a la memoria y al dispositivo E / S que la MPU está realizando una lectura o escritura en un ciclo determinado. Esta señal se aplica al activar un chip select de entradas de cada dispositivo de la familia con el fin de desactivar la transferencia de datos cuando VMA es baja.

• NMI esta entrada es similar a la entrada de solicitud de interrupción, excepto que MNI siempre recibirá el

servicio sin importar el estado de una máscara de interrupciones programable contenida dentro del procesador

• DBE entrada de señal de control de tres estados para el bus de datos del MPU. Activo en estado lógico bajo

• TSC señal de entrada que afecta el bus de direcciones y la línea RW de la misma manera que DBE controla el bus de datos. Esta señal puede ser utilizada, por ejemplo, para obtener un acceso directo a memoria, poniendo el bus de direcciones y la línea RW en el estado de alta impedancia. Activo en estado lógico alto.

• HALT entrada que cuando se encuentra en estado bajo el MPU dejará de procesar. En el modo de HALT, todas las señales de tres estados estarán en un estado de alta impedancia, Dirección, Datos y RW, VMA será baja, y BA será alta.

• BA salida de control de la MPU esta normalmente en estado bajo inactivo. Es llevada por la aparición de la

señal de entrada HALT baja o por la ejecución de una instrucción WAIT. En cualquier caso, el MPU detiene la ejecución del programa y establece BA alta, lo que indica que todos los búferes del sistema están en el estado de alta impedancia.

Modos de Direccionamiento

Son procedimientos empleados por el microprocesador para poder acceder a determinados operandos. Directo RelativoInmediato IndexadoExtendido Implícito Acumulador

INTERRUPCIONES

• En una aplicación típica, el dispositivo periférico puede estar generando continuamente señales (interrupciones) que deben ser actuadas por el µP. las interrupciones pueden ser solicitudes de servicio o recibos de los servicios prestados anteriormente por el µP. Este proceso de control de estas señales es configurado en las instrucciones del programa para que el µP salte proceso que está ejecutando y pase a ejecutar el conjunto de instrucciones de interrupción.

• Estas instrucciones pueden ser físicas o por software. E MC6800 tiene las siguientes interrupciones.

• Solicitud de Interrupción (IRQ)• Interrupción No Enmascarable (NMI)• Reset (RES)• Interrupción por software (SWI)

Decodificador 74LS138Características generales

• El decodificador de dirección permite al dispositivo reconocer su dirección, al ser colocada en el bus de direcciones por la CPU.

• Para el caso del Motorola 6800 se utilizara el método de direccionamiento por decodificación para lo cual se usa decodificador octal 74ls138.

• Se trata de un conocido decodificador de 3 a 8 líneas de lógica transistor-transistor que se presenta en un encapsulado de 16 pines.

DESCRIPCION DE LOS TEREMINALES

PIN NOMBRE DESCRIPCIÓN

1,2,3 A, B, C Las señales de entrada en código binario.

9 - 15 O0 - 07 Son las líneas de salida con nivel bajo activo.

8 Gnd Es el terminal de masa o tensión de referencia.

16 Vcc Es la patilla de alimentación +5V.

6 G1 Es una señal de habilitación activa a nivel alto

4 - 5 G2A y G2B Son señales de habilitación activas a nivel bajo

TABLA DE VERDAD DEL CODIFICADOR

MEMORIA RAM 6116CARACTERISTICAS GENERALES

Para un sistema electrónico diseñado sobre la base de un microprocesador , la memoria RAM es el dispositivo externo donde se almacenan los datos temporalmente.

Las memorias deberán disponer de un bus de datos (en este caso de 8 bits), un bus de direcciones cuyo número de bits depende de la capacidad de almacenaje y de los terminales de control adecuados que permitan un correcto funcionamiento del dispositivo.

Tiempo de acceso = tiempo de ciclo: 120 ns.Capacidad: 2048x8 bits.Muy bajo consumo de energía.Entradas y salidas compatibles con TTL.Asincrónica.Rango de temperatura: -55 a 125 ºC

DESCRIPCION DE LOS TEREMINALES

PINES NOMBRE DESCRIPCION

1 – 8 A0…A10. Bus de direcciones.

9 – 11 13 – 17 I/O 0…I/O 7 Son el bus de datos.

12 GND. Terminal de tensión de referencia o masa.

24 Vcc. Terminal de alimentación (+5V).

18 CS. Entrada de selección de componente.

20 OE. Entrada de lectura. (Nivel bajo)

21 WE. Entrada de escritura. (Nivel bajo)

MEMORIA EEPROM AT28C64BCARACTERISTICAS GENERALES

• Es una memoria no volátil que tiene direccionamiento individual de bytes para la escritura de datos, a diferencia de la memoria Flash, que se debe escribir/borrar en bloques. Tiene una vida útil limitada en cuanto al número de ciclos de escritura y se suele

• Rápido tiempo acceso de lectura - 150 ns utilizar para el almacenamiento de programas.

• Baja potencia de disipación 40 mA de corriente activa.• Protección de Datos de Hardware y Software. • Fiabilidad CMOS de alta tecnología. • Voltaje de alimentación Single 5V ± 10%.• Entradas y salidas compatible con TTL.• Rangos de temperatura industrial.

DESCRIPCION DE LOS TEREMINALES

PINES NOMBRE DESCRIPCION

2 – 10 A0 – A12 Puerto de Direcciones

20 CE Habilita el chip

22 OE Salida de datos habilitada

27 WE Escritura de datos habilitada.

11 – 19 I/O0 – I/O7 Puerto de datos.

1 RDY/BUSY Salida disponibilidad.

14 Gnd Tierra

28 Vcc +5V

DESCRIPCION DE OPERACION

• LecturaEl AT28C64B se accede como una memoria RAM estática. Cuando la CE y la OE son bajos y WE es alta, los datos almacenados en cierta posición de memoria son colocados en los pines de salida de la memoria. Las salidas se ponen en alta impedancia cuando sea CE o la OE están en alto.

• Escritura.Un pulso en bajo en las entradas WE o CE con OE alto y CE o WE bajos (respectivamente), inicia un ciclo de escritura. Los datos son ingresados mediante los pines de entrada y salida I/O0 - I/O7.

• DATA PROTECTION• Si no se toman precauciones, pueden ocurrir escrituras inadvertidas. ATMEL a incorporado

características de hardware y software que protegerá a los la memoria contra una escritura inadvertida.

• HARDWARE DATA PROTECTION• Las características del AT28C64B el hardware protege contra escrituras inadvertida de las

siguientes maneras:• Bajo voltaje (3,8 – típico)• A través de los bits OE,CE, etc.

INTERFACE ADAPTADORA DE PERIFÉRICOS 6821 (PIA).

• El MC6820 adaptador de interfaz de periféricos (PIA) proporciona un método flexible de la conexión de periféricos orientados a bytes para el MPU. El PIA, si bien es relativamente complejo en sí, permite al µP manejar una amplia variedad de tipos de equipos con lógica sencilla y el mínimo adicional de programación. Para acceder a la PIA se deben seleccionar los chip-select y conectar las líneas RS0 y RS1 de la PIA a las líneas A0 y A1 del bus de direcciones del 6800.

DESCRIPCION DE LOS TEREMINALES

PINES NOMBRE DESCRIPCIÓN2 – 9 (PA0-PA7) Líneas del Puerto A para periféricos

10 – 17 (PB0-PB7) Líneas del Puerto B para periféricos

26 – 33 (D0-D7) Puerto de datos conectado con la RAM, ROM Y CPU

40, 39 (CA1, CA2) Control de estado de interrupción

18, 19 (CB1, CB2) Control de estado de interrupción

25 Enable Habilitación.

34 RESET Entrada de reset.

CONFIGURACION TIPICA DEL SISEMA

DISEÑO

DIRECCIONAMIENTOA15 A14 A13 A12 A11 A10 A9 A8 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0

0 0 0 X X 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 … … … … … … … … … … … … … … 0 0 0 X X 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 … … … … … … … … … … … … … … … 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 0 . . . . . . . . . . . 0 0 … … … … … … … … … … … … … … … … 0 1 0 . . . . . . . . . . . 1 1

Memoria RAM 6116: direcciones 0x000 – 0x7FF

Memoria EEPROM AT28C64B : direcciones 0x2000 – 0x3FFF

Dispositivo PIA 6821 : direcciones 0x4000 – 0x4003

RAM

ROM

PIA

CONCLUCIONES Y RECOMENDACIONES

• CONCLUSIONES • La investigación sobre este proyecto estuvo enmarcada en la baja cantidad de

información que se tiene del micro controlador.• El proceso de aprendizaje desarrollado con el manejo de dispositivos especiales

resulta más significativo como estudiantes pues despertaron el interés y la motivación para en el futuro buscar un aplicación a este trabajo.

• La aplicación de las hojas de datos proporciona resultados satisfactorios en el proceso de aprendizaje.

• RECOMENDACIONES• Incentivar a los laboratoritos y estudiantes la creación de simuladores para un mejor

aprendizaje del la materia.• Utilizar correctamente las hojas de datos de todos los componentes para poderlos

conectar de una forma eficaz en el sistema microprocesado.• Verla la compatibilidad de los componentes a utilizar en el sistema.• Realizar esquemas de comparación de este microprocesador con las tecnologías

actuales.