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MICROCONTROLADORES (Introducción a los microcontroladores (Arquitectura…
MICROCONTROLADORES
Introducción a los microcontroladores
Arquitectura Harvard
La unidad central de proceso, o CPU, esta
conectada a una memoria única que contiene las instrucciones del programa y los datos
principales
limitaciones de esta arquitectura tradicional
La longitud de las instrucciones esta limitada por la unidad de longitud de los datos
La velocidad de operación (o ancho de banda de operación) esta limitada por el
efecto de cuello de botella
Arquitectura Von Newmann
Consiste simplemente en un esquema en el que el
CPU esta conectado a dos memorias por intermedio de dos buses separados.
Principales ventajas
El tamaño de las instrucciones no esta relacionado con el de los datos
Que el tiempo de acceso a las instrucciones puede superponerse con el de los datos,
logrando una mayor velocidad de operación.
Mapas de memoria Memoria Interna (RAM)
Organización
La memoria interna de datos, también llamada archivo de registros (register file), esta dividida en dos grupos: los registros especiales, y los registros de propósito generales. Los primeros ocupan las 11 posiciones primeras que van desde la 00 a la 0B, y los segundos
las posiciones que siguen, o sea de la 08 a la 4F.
Los registros de propósito general se dividen en dos grupos
Los registros de posición fija
Ocupan las 8 posiciones que van de la 08 a la 0F.
Los bancos de registros
Consisten en hasta cuatro grupos o bancos de 16 registros cada uno, que se encuentran superpuestos en las direcciones que van de la 10 a la 1F.
Memoria de Programa
Organización
La memoria de programa, debe
ser considerada a los efectos de la programación, como compuesta por secciones o
páginas de 512 posiciones. A su vez cada página debe considerarse dividida en dos mitades de 128 posiciones cada una.
Temporizador/Contador (RTCC)
Es básicamente un contador de 8 bits, constituido por el registro operacional
RTCC que se encuentra en la posición 01 de la memoria de datos.
Interrupciones
Este sistema consiste en un mecanismo por el cual un evento interno o
externo, asincrónico respecto del programa, puede interrumpir la ejecución de éste
produciendo automáticamente un salto a una subrutina de atención, de manera que
pueda atender inmediatamente el evento, y retomar luego la ejecución del programa
exactamente en donde estaba al momento de ser interrumpido.
Programación en lenguaje ensamblador
Conjunto de instrucciones
El conjunto de instrucciones de los microprocesadores
consiste en un pequeño repertorio de solo 33 instrucciones de 12 bits, que
pueden ser agrupadas para su estudio en tres a cinco grupos.
Instrucciones de Byte que operan con Registros
Estas instrucciones pueden ser de simple o doble operando de origen.
El primer operando
de origen será siempre el registro seleccionado en la instrucción
El segundo, en caso de
existir, será el registro W.
Modos de direccionamiento
Direccionamiento de la memoria de datos (RAM)
La memoria interna se direcciona en forma directa por medio de los 5 bits “f” contenidos
en las instrucciones que operan sobre registros.
El registro FSR, además de servir para seleccionar el banco activo, sirve como puntero
para direccionamiento indirecto.
Direccionamiento de la memoria de programa (EPROM, OTP)
La instrucción GOTO dispone solo de 9 bits en el código de operación para especificar la
dirección de destino del salto.
Este mecanismo se llama paginado, y a pesar de que representa una complicación
bastante molesta para el programador, resulta muy útil ya que permite ampliar la
capacidad de direccionamiento de memoria de programa para las instrucciones de salto.