HC11

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Information about HC11

Published on June 20, 2008

Author: liusfc

Source: slideshare.net

Description

Apresentação sobre microcontrolador na Engenharia de Teleinformática

68HC11 Seminário MicroProgramados – DETI - UFC Igor Negreiros – Leonardo Silveira – Lucas Cavalcante – Rafael Lobo

FreeScale 68HC11 Originalmente fabricado pela Motorola. FreeScale foi criada em 2004. É uma antiga divisão da Motorola. CISC ( Complex Instruction Set Computer) A Família M68HC11 foi pioneira no quesito de memória em microcontroladores. Foi o primeiro microcontrolador a integrar EPROM e EEPROM no mesmo chip. Criado em 1984. Usa tecnologia HCMOS = Boa Tolerância a Ruído Existem Variações do 68HC11 8-Bits 16-Bits Nessa apresentação será utilizado o 68HC11A8 8Kb ROM 512 Bytes – EPROM 256 Bytes – RAM 5 I/O 8-Bit A/D Serial I/O Parallel I/O Muito Utilizados em: Leitores de Código de barra Hotel card key writers Robotics

Originalmente fabricado pela Motorola.

FreeScale foi criada em 2004.

É uma antiga divisão da Motorola.

CISC ( Complex Instruction Set Computer)

A Família M68HC11 foi pioneira no quesito de memória em microcontroladores. Foi o primeiro microcontrolador a integrar EPROM e EEPROM no mesmo chip.

Criado em 1984.

Usa tecnologia HCMOS = Boa Tolerância a Ruído

Existem Variações do 68HC11

8-Bits

16-Bits

Nessa apresentação será utilizado o 68HC11A8

8Kb ROM

512 Bytes – EPROM

256 Bytes – RAM

5 I/O

8-Bit A/D

Serial I/O

Parallel I/O

Muito Utilizados em:

Leitores de Código de barra

Hotel card key writers

Robotics

A Família 68HC11 Otimizada para pequeno consumo, e alta freqüência. Freqüências de até 4 MHz. Principais Características: 2 acumuladores de 8 bits = 1 de 16 bits. 2 registradores de índice de 16 bits. Instruções de manipulação de bits. Modos de baixo consumo: STOP e WAIT. I/O mapeada em memória. RAM estática interna. Uma EPROM programável. Possibilidade de memória extendida. DMA. Comunicação serial síncrona (SPI) e assíncrona (SCI). Timer. Conversor A/D de 8 ou 10 bits. Captura de eventos. Portas de E/S. Há várias versões do 6811: Séries A, D, E, F, G, K, L, M, P

Otimizada para pequeno consumo, e alta freqüência.

Freqüências de até 4 MHz.

Principais Características:

2 acumuladores de 8 bits = 1 de 16 bits.

2 registradores de índice de 16 bits.

Instruções de manipulação de bits.

Modos de baixo consumo: STOP e WAIT.

I/O mapeada em memória.

RAM estática interna.

Uma EPROM programável.

Possibilidade de memória extendida.

DMA.

Comunicação serial síncrona (SPI) e assíncrona (SCI).

Timer.

Conversor A/D de 8 ou 10 bits.

Captura de eventos.

Portas de E/S.

Há várias versões do 6811:

Séries A, D, E, F, G, K, L, M, P

Modos de Operação 2 Modos de Operação Single-Chip Expanded Multiplexed Necessita de memória e portas de I/O extras que devem ser conectadas aos barramentos de dados e endereço. A Porta B é utilizada para o endereçamento de A8-A15 A Porta C é utilizada para o endereçamento baixo e também para a conexão de dados D0-D7

2 Modos de Operação

Single-Chip

Expanded Multiplexed

Necessita de memória e portas de I/O extras que devem ser conectadas aos barramentos de dados e endereço.

A Porta B é utilizada para o endereçamento de A8-A15

A Porta C é utilizada para o endereçamento baixo e também para a conexão de dados D0-D7

Controle Lista de sinais de I/O para sincronizar a operação do 68HC11 com os outros elementos no modo exapandido. Read/Write – Controla a direção da transferência no barramento de dados. Reset` - Inicia a sequência de Reset, ao retornar checa os pinos MODA e MODB. XIRQ` e IRQ` - Requisições de Interrupção. E – Clock – é usado tanto externamente quanto internamente, e determinado pelo Cristal conectado ao EXTAL e XTAL. Divide a frequência do cristal por 4. O máximo Clock suportado é 2 MHz

Lista de sinais de I/O para sincronizar a operação do 68HC11 com os outros elementos no modo exapandido.

Read/Write – Controla a direção da transferência no barramento de dados.

Reset` - Inicia a sequência de Reset, ao retornar checa os pinos MODA e MODB.

XIRQ` e IRQ` - Requisições de Interrupção.

E – Clock – é usado tanto externamente quanto internamente, e determinado pelo Cristal conectado ao EXTAL e XTAL. Divide a frequência do cristal por 4.

O máximo Clock suportado é 2 MHz

Mapa de Memória Possui 64K de espaço para endereçamento. 0000h até FFFFh. Espaço ocupado por I/O,RAM e ROM. ROM e EEPROM tem espaços fixos. Endereços de RAM e I/O são configuráveis. Quando operando em modo expandido, garantir que a RAM e I/O externas estão endereçadas em espaços não utilizados.

Possui 64K de espaço para endereçamento. 0000h até FFFFh.

Espaço ocupado por I/O,RAM e ROM.

ROM e EEPROM tem espaços fixos.

Endereços de RAM e I/O são configuráveis.

Quando operando em modo expandido, garantir que a RAM e I/O externas estão endereçadas em espaços não utilizados.

Exemplo de Mapa de Memória No modo expandido:

No modo expandido:

Reset Address Vector Após um sinal de Reset, o 68HC11 sempre executa as instruções localizadas na faixa de endereços FFFEh – FFFFh . Esse valor de 16bits é chamado de Reset Address Vector. O pino RESET` necessita ser segurado em ‘0’ por 4 ciclos para o 68HC11 reiniciar estavelmente.

Após um sinal de Reset, o 68HC11 sempre executa as instruções localizadas na faixa de endereços FFFEh – FFFFh .

Esse valor de 16bits é chamado de Reset Address Vector.

O pino RESET` necessita ser segurado em ‘0’ por 4 ciclos para o 68HC11 reiniciar estavelmente.

Arquitetura

Arquitetura Alguns elementos internos não pode ser acessado pelos pinos externos, como o PC(Ponteiro de Código), este só e acessível via software. Registradores:

Alguns elementos internos não pode ser acessado pelos pinos externos, como o PC(Ponteiro de Código), este só e acessível via software.

Registradores:

Funções dos Registros IR(Instruction Register, 8-Bits) Guarda os OPCODES, enquanto o decodificador de instruções determina como executar o OPCODE. PC(Program Counter,16-Bits) Contém o endereço da próxima instrução. Não é acessível diretamente, mas pode ser modificado através de outras instruções. Como BRA(JMP). Data Address Register(16-Bits) Guarda o endereço na memória(ou I/O) de onde o processador está escrevendo ou lendo.

IR(Instruction Register, 8-Bits)

Guarda os OPCODES, enquanto o decodificador de instruções determina como executar o OPCODE.

PC(Program Counter,16-Bits)

Contém o endereço da próxima instrução.

Não é acessível diretamente, mas pode ser modificado através de outras instruções. Como BRA(JMP).

Data Address Register(16-Bits)

Guarda o endereço na memória(ou I/O) de onde o processador está escrevendo ou lendo.

Funções dos Registros Acumuladores(8 ou 16-Bits) Possui dois Acumuladores de 8-Bits, ACCA e ACCB, aumenta a velocidade de programação por deixar dois valores a serem guardados localmente. Utilizado em subtrações, somas. Um Acumulador de 16-Bits, ACCD formado pela junção de ACCA e ACCB. Index Registers(16-Bits) Possui dois registradores de Index(X e Y) utilizados operações de vetores. Condition Code Registe(8-Bits) São Flags(Indicam condições do microprocessador)

Acumuladores(8 ou 16-Bits)

Possui dois Acumuladores de 8-Bits, ACCA e ACCB, aumenta a velocidade de programação por deixar dois valores a serem guardados localmente. Utilizado em subtrações, somas.

Um Acumulador de 16-Bits, ACCD formado pela junção de ACCA e ACCB.

Index Registers(16-Bits)

Possui dois registradores de Index(X e Y) utilizados operações de vetores.

Condition Code Registe(8-Bits)

São Flags(Indicam condições do microprocessador)

Funções dos Registros Data Register(16-Bits) Não é acessível ao programador. Utilizado como buffer. Stack Pointer(16-Bits) Utilizado para armazenamento temporário.

Data Register(16-Bits)

Não é acessível ao programador.

Utilizado como buffer.

Stack Pointer(16-Bits)

Utilizado para armazenamento temporário.

I/O No 68HC11, I/O são mapeadas na memória. LDAx <device address> - Lê da I/O STAx <device address> - Escreve na I/O Parallel I/O 68HC11 possui 5 ports Port A – Bits 4,5,6,7 usados para saída. Port B – Usada para acessar memória externa. Port C – Usada para acessar memória externa. Port D – Usada para acessar memória externa. Port E – Bits 0 – 7 usada para entrada.

No 68HC11, I/O são mapeadas na memória.

LDAx <device address> - Lê da I/O

STAx <device address> - Escreve na I/O

Parallel I/O

68HC11 possui 5 ports

Port A – Bits 4,5,6,7 usados para saída.

Port B – Usada para acessar memória externa.

Port C – Usada para acessar memória externa.

Port D – Usada para acessar memória externa.

Port E – Bits 0 – 7 usada para entrada.

Interrupções Hardware salva os registradores automaticamente. Em multithread: salvar registradores. Após o RTI: registradores são restaurados. Duas interrupções externas: IRQ, XIRQ(ativas em nível zero). - O 6811 suporta:  - 1 interrupção STRA - 3 interrupções Input Capture - 5 interrupções OC - 2 interrupções de porta serial (SCI e SPI) - 3 interrupções de timer(timer overflow, real time interrupt, pulse acumulator).

Hardware salva os registradores automaticamente.

Em multithread: salvar registradores.

Após o RTI: registradores são restaurados.

Duas interrupções externas: IRQ, XIRQ(ativas em nível zero).

- O 6811 suporta: 

- 1 interrupção STRA

- 3 interrupções Input Capture

- 5 interrupções OC

- 2 interrupções de porta serial (SCI e SPI)

- 3 interrupções de timer(timer overflow, real time interrupt, pulse acumulator).

Serial A maioria das versões do 6811 contém uma porta serial assíncrona na Porta D, bits 0 e 1. O registrador BAUD define o baud rate: Dois fatores inteiros dividem o clock E, para gerar o BAUD RATE. SCP1 e SCP0 determinam o fator de pré-escala. SCR2, SCR1 e SCR0 especificam o outro fator.

A maioria das versões do 6811 contém uma porta serial assíncrona na Porta D, bits 0 e 1.

O registrador BAUD define o baud rate:

Dois fatores inteiros dividem o clock E, para gerar o BAUD RATE.

SCP1 e SCP0 determinam o fator de pré-escala.

SCR2, SCR1 e SCR0 especificam o outro fator.

Timer Timers disponíveis: Basic timing Real time interrupts Output compare Input capture Computer Operating Properly Pulse Accumulator Pulse Width Modulation Funcionalidades Baseado em um timer central Overflow Flags Interrupt Enables

Timers disponíveis:

Basic timing

Real time interrupts

Output compare

Input capture

Computer Operating Properly

Pulse Accumulator

Pulse Width Modulation

Funcionalidades

Baseado em um timer central

Overflow Flags

Interrupt Enables

Timer Basic Timing: 16-bit free running counter (timer) Pode-se usar overflow para extender a contagem. Real time interrupt: Similar ao Basic Timing com overflow exceto: O Clock é primeiro dividido por 1000 e então dividido novamente por RTR1 e RTR0. Computer Operating Properly Watch-Dog Timer Output Compare Utilizado na necessidade de um tempo preciso. Input Capture Capturar eventos externos. Conta o tempo entre dois eventos. Pulse Accumulator Capturar eventos externos. Conta o número de eventos externos. Pulse Width Modulation PWM(Gera formas de ondas periódicas)

Basic Timing:

16-bit free running counter (timer)

Pode-se usar overflow para extender a contagem.

Real time interrupt:

Similar ao Basic Timing com overflow exceto:

O Clock é primeiro dividido por 1000 e então dividido novamente por RTR1 e RTR0.

Computer Operating Properly

Watch-Dog Timer

Output Compare

Utilizado na necessidade de um tempo preciso.

Input Capture

Capturar eventos externos.

Conta o tempo entre dois eventos.

Pulse Accumulator

Capturar eventos externos.

Conta o número de eventos externos.

Pulse Width Modulation

PWM(Gera formas de ondas periódicas)

A/D 8 canais: Port E

8 canais: Port E

A/D – Port E 8-bit Address $100A Multi-Função Digital Input Port Analog Input Port (A/D) Dois modos de operação: Single Channel Scan Continuous Channel Scan

8-bit

Address $100A

Multi-Função

Digital Input Port

Analog Input Port (A/D)

Dois modos de operação:

Single Channel Scan

Continuous Channel Scan

Considerações Finais Uma arquitetura tradicional Aprendizado mais fácil. Mais simples desenvolver para ele. Competiu e compete no mercado com o 8051 e o PIC. Nos HC11, todos os recursos são identificados por um único endereçamento no mesmo espaço de endereços e podem ser acessados usando as mesmas instruções. Foi muito utilizado por ser barato e ter uma vasta quantidade de softwares de desenvolvimento. CISC(Vantajoso?)

Uma arquitetura tradicional

Aprendizado mais fácil.

Mais simples desenvolver para ele.

Competiu e compete no mercado com o 8051 e o PIC.

Nos HC11, todos os recursos são identificados por um único endereçamento no mesmo espaço de endereços e podem ser acessados usando as mesmas instruções.

Foi muito utilizado por ser barato e ter uma vasta quantidade de softwares de desenvolvimento.

CISC(Vantajoso?)

Considerações Finais Anos 80

Bibliografia www.google.com DataSheet

www.google.com

DataSheet

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