presentacion 8051 parte i

7/28/2019 Presentacion 8051 Parte I

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Herramientas paradesarrollos sobre

plataformas MCS-51

KEIL VISION 2

Parte 1

Ing. Gustavo Alessandrini


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Temario

Arquitectura MCS-51

Macro Assembler

IDE para MCS-51 Edicin

Debugger

Ejemplos


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Familia 8051 - Hardware

Unidad aritmtico-lgica de 8 bits

32 pins de E/S (4 grupos de 8) que puedenser accedidos individualmente

2 contadores/temporizadores de 8 bits

Full duplex UART

6 fuentes de interrupciones con dos

niveles de prioridad Espacios separados de memoria de cdigo

y datos (64 kB c/u)


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Organizacin de la memoria

CODE XDATADATA IDATA

SFR

0000h

FFFFh

80h

FFh

0000h

FFFFh

FFh

80h

00h

7Fh2Fh

1Fh

7Fh

00h


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Modos de direccionamiento

Los modos de direccionamiento de unmicro- computador son las diferentesformas de transformacin del campo de

operando de la instruccin en la direccin(localizacin) del operando

Se utilizan tcnicas de direccionamiento conlos siguientes fines

Dar versatilidad de programacin al usuarioproporcionando facilidades tales como ndices,direccionamientos indirectos, etc.

Reducir el nmero de bits del campo de

operando


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La disponibilidad de diferentes esquemas de

direccionamiento le da al programador

experimentado flexibilidad para escribir

programas que son ms eficientes en cuanto a

nmero de instrucciones y tiempo de ejecucin

Es tal la importancia de los modos de

direccionamiento, que la potencia de unamquina se mide tanto por su repertorio de

instrucciones como por la variedad de modos

de direccionamiento que es capaz de admitir


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La especificacin del modo dedireccionamiento puede ir en el cdigo deoperacin o en el campo de cada operando

Modos de direccionamiento del 8051

Directo

Indirecto

Por registro Implcito

Inmediato

Indexado


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Direccionamiento directo

ADD A,4Ch A (A)+(4C)

Direccionamiento indirectoMOV A,@R0 A ((R0))

MOVX A,@DPTR A ((DPTR))

Direccionamiento por registroMOV Rn,A Rn (A)

MOV Rn,#FFh Rn FF


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Direccionamiento implcito

INC A A (A)+1

Direccionamiento inmediatoMOV A,#3Dh A 3D

Direccionamiento indexado

MOVC A,@A+DPTR A ((A)+(DPTR))


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DATA and IDATA accesoMOV R1, #22H ;set R1 to point at DATA address 22H

MOV R0, #0A9H ;set R0 to point at IDATA address A9H

MOV A, @R1 ;read the value at DATA address 22H

;into the accumulator

MOV @R0, A ;write the value in the accumulator;to IDATA address A9H

INC R0 ;set R0 to point at IDATA address AAH

INC R1 ;set R1 to point at DATA address 23H

MOV 34H, @R0 ;write the value at IDATA address AAH;to DATA address 34H

MOV @R1, #67H ;write 67H to DATA address 23H


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XDATA accesoMOV DPTR, #3048H ;set DPTR to point at XDATA address

;3048H

MOVX A, @DPTR ;read the data at XDATA address 3048H;into the accumulator

INC DPTR ;set DPTR to point at XDATA address;3049H

MOV A, #26H ;set the accumulator to 26H

MOVX @DPTR, A ;write 26H to XDATA address 3049H

MOV R0, #87H ;set R0 to point at XDATA address 87H

MOVX A, @R0 ;read the data at XDATA address 87H;into the accumulator


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CODE accesoMOV DPTR, #TABLE_BASE ;set DPTR to point at the

;base of a lookup table

MOV A, index ;load the accumulator with an

;index into the table

MOVC A, @A+DPTR ;read the value from the

;table into the accumulator


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Sistema de interrupciones

El 8051 bsico tiene 6 fuentes de

interrupciones

2 fuentes externas (INT0, INT1)

2 fuentes internas timer/counter

2 fuentes internas provenientes de la lnea

serie (recepcin y transmisin)


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Vector de interrupciones

Fuente Direccin de salto

Reset 0000h

External 0 0003h

Timer 0 000bh

External 1 0013h

Timer 1 001bh

Serial RX/TX 0023h

Timer 2 (8052) 002bh

P i i


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Priori a e asinterrupciones

El 8051 soporta dos niveles de prioridad paraatender las interrupciones: alta y baja

Un servicio de atencin de una interrupcinde baja prioridad solo puede ser interrumpidopor una interrupcin de alta prioridad

Un servicio de atencin de una interrupcin

de alta prioridad no puede ser interrumpido


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Prioridad de las interrupciones

A cada fuente de interrupcin se le puedeindividualmente asignar alta o baja prioridadde acuerdo a como se programe el bit

asociado en el registro IP (interrupt priority)

- - PT2 PS PT1 PX1 PT0 PX0

(IP) Interrupt priority register. Bit addressable B8h

1: alta prioridad

0: baja prioridad


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Habilitacin de interrupciones

Todas las interrupciones pueden ser habilitadas

o bloqueadas en forma general

Cada fuente de interrupcin puedeindividualmente habilitarse o bloquearse

EA - ET2 ES ET1 EX1 ET0 EX0

(IE) Interrupt enable register. Bit addressable B8h

1: fuente de interrupcin habilitada

0: fuente de interrupcin deshabilitada


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Temporizadores y contadores

El 8051 bsico tiene 2 registros utilizables

como temporizadores / contadores

8, 13 16 bits de cuenta Pueden utilizarse

Como temporizador

fc = 1/12 fosc

Como contador de eventos externos

fmximade evento = 1/24 fosc


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Temporizador/contador

Modo 13 16 bits sin auto recarga


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Temporizador/contador

Modo 8 bits con auto recarga


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UART

Full duplex UART, bajo control del software

8 9 bits de palabra de datos

Velocidad de comunicacin programable

Unidad Asincrnica de Recepcin Transmisin serie


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Tipos de memoria

CODE

Reservado para el programa

64 kBytes DATA

Memoria interna para datos, direccionable enforma directa

128 Bytes

Rpido acceso


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IDATA

Memoria interna para datos, direccionable enforma indirecta

128 Bytes (8051), 256 Bytes (8052)

BDATA

Memoria interna para datos, direccionable de

a bit (128 bits)

Uso con direccionamiento directo 16 Bytes

Tipos de memoria


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Tipos de memoria

XDATA

Memoria externa para datos

64 kBytes PDATA

Memoria externa paginada para datos

256 Bytes


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Programacin del 8051

Macro Assembler Ax51


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Assembly Statements: Un programa escrito en

assemblyest formado por un conjunto de

declaraciones (statements), las cuales pueden

ser de 3 tipos

Directivas

Control

Instrucciones (mnemnicos)


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Las declaraciones deben estar contenidas enuna nica lnea de cdigo

Cada lnea de un programa puede contener unanica declaracin de control, directiva oinstruccin

No son column sensitiveesto significa que

pueden indentarse Todos los programas deben finalizar con la

directiva END para indicar al ensamblador queall finaliza el programa


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Directivas

Proporcionan al programador un medio para

indicar al ensamblador como procesar lasinstrucciones

Permiten definir constantes y reservar espacio

para variables Las directivas no deben ser confundidas con

instrucciones


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Las directivas se dividen en categoras Control de segmento

Definicin de smbolos

Inicializacin de memoria Reserva de memoria

Declaracin de procedimientos

Enlace de programa

Control de direcciones

Otras


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Declaraciones de control

Controlan las operaciones que realiza el

ensamblador cuando genera un archivo de

listado o un archivo de cdigo objeto.

Las declaraciones condicionales indicarn al

ensamblador qu cdigo es ensamblado, bajo

ciertas condiciones Deben comenzar con el caracter $ ej:

$INCLUDE (reg51.inc)



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Instrucciones

Son las rdenes especficas que generarn

cdigo de programa cuando sean ensambladas

por el ensamblador

En general tienen el siguiente formato


[etiqueta:] mnemnico [operando] [,operando] [,operando] [;comentario]


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Comentarios

Son lneas de texto que pueden (deben) ser

includas en el programa para identificar y

explicar las partes del mismo

Pueden ubicarse en cualquier lugar

Deben ir precedidos del caracter ;

Los comentarios no tienen impacto sobre la

generacin del cdigo objeto


P i d l 80 1


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Smbolos

Un smbolo es un nombre que define elprogramador para representar una constante,

variable, direccin, etc. Los nombres se componen de caracteres

permitidos (hasta 31) { A-Z, a-z, 0-9, _, ? }

Deben comenzar con cualquiera de loscaracteres anteriores, excepto los dgitos

Assembly no es case sensitive


P i d l 8051


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Etiquetas (labels)

Una etiqueta es un smbolo que se utiliza para definir

un lugar en el programa

Las reglas aplicadas a nombres de smbolos tambin se

aplican para etiquetas

Una etiqueta debe ser el primer texto en una lnea

Debe estar seguida del caracter : Puede estar precedida por tabulaciones o espacios

Se puede definir una nica etiqueta por lnea


P i d l 8051


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Operandos, expresiones y operadores

Un operando es una constante numrica, smbolo,expresin o cadena de caracteres que dependen

de la directiva o instruccin donde se utilice Una expresin es una combinacin de, nmeros,

smbolos y operadores, que se evaluan paraobtener un nmero como resultado

Las expresiones son evaluadas en tiempo deensamblado


P i d l 8051


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Operandos, expresiones y operadores (cont)

Los operadores se utilizan para combinar

operandos dentro de un programa, no son

instrucciones de programa, ni generan cdigo

Los operadores representan operaciones que son

evaluadas en tiempo de ensamblado


P i d l 8051


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Macros (Standard Assemblers Macros)

Una macro es un nombre que permite colocar

en un programa un conjunto de declaraciones

(instrucciones, directivas), que sern

ensambladas en aquellos lugares del programa

donde dicho nombre fue invocado

No debe ser confundida con una subrutina


P i d l 8051


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Cundo utilizar subrutinas o macros?

Subrutinas son ms usadas cuando un procedi-miento

se usa frecuentemente o si la cantidad de memoria

utilizada debe mantenerse al mnimo

Macros deberan utilizarse cuando se necesita

mxima velocidad de procesador y/o cuando no

importa la cantidad de memoria usada Macros son ms adecuadas cuando se utilizan bloques

de cdigo pequeos en forma repetitiva, para la

creacin de tablas de conversin, etc.


P i d l 8051


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Directivas para macros: Se utilizan espec-ficamente en la definicin de la macro


ENDM Finaliza la definicin de la macro

EXITM Termina la expansin de la macro

IRPEspecifica una lista de argumentos que son sustituidos por

parmetros especificados en las siguientes lneas

IRPCEspecifica un argumento que es sustitudo, un caracter a la

vez, por un parmtero especfico en la lnea siguiente

LOCAL Indica un smbolo local usado dentro de la macro

MACROIndica un comienzo de definicin de macro, su nombre, y

lista de argumentos pasados a la macro

REPTIndica la repeticin de las lineas siguientes de la macro

P i d l 8051


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Definicin de una macro La macro debe estar definida antes de ser

utilizada

Debe comenzar con la directiva MACRO, la cualdeclara el nombre con que ser invocada y los

parmetros que recibe

Debe finalizar con la directiva ENDM El texto entre MACRO y ENDM se denomina

cuerpo de la macro


P i d l 8051


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Definicin de una macro (ejemplos)

WAIT MACRO X ; macro definition

REPT X ; generate X NOP instructions

NOP

ENDM ; end REPT

ENDM ; end MACRO

WAIT2 MACRO X ; macro definition

IF NUL X ; make sure X has a value

EXITM ; if not then exitENDIF

REPT X ; generate X NOP instructions

NOP

ENDM ; end REPT

ENDM ; end MACRO


nombre

cuerpo

parmetro

P i d l 8051


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Parmetros de una macro Pueden pasarse hasta 16 parmetros en su

lnea de invocacin

Deben estar separados por comas, tanto en ladefinicin como en la invocacin de la macro


P i d l 8051


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Parmetros de una macro (ejemplo)

CLRMEM MACRO ADDR, LEN

LOCAL LOOP ; etiqueta localMOV R7, #LEN

MOV R0, #ADDR

MOV A, #0

LOOP: MOV @R0, A

INC R0

DJNZ R7, LOOP

ENDM


P i d l 8051


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Repeticiones de bloques en una macro

REPT, IRP e IRPC son directivas de macros

para repetir bloques de texto en el cuerpo de

una macro

Cada una de estas directivas debe finalizar

con su propia directiva de finalizacin ENDM


P i d l 8051


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REPT repite un bloque de texto un nmeron de veces


DELAY MACRO ; macro definition

REPT 5 ; insert 5 NOPinstructions

NOP

ENDM ; end REPT block

ENDM ;end macro definition

NOP

NOP

NOP

NOP

NOP

P i d l 8051


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IRP repite un bloque de texto, uno porcada argumento


CLRREG MACRO ; macro definition

IRP RNUM,

MOV RNUM, #00h

ENDM ; end IRP

ENDM ; end macro definition

MOV R0, #00h

MOV R1, #00h

MOV R2, #00h

MOV R3, #00h

MOV R4, #00h

MOV R5, #00h

MOV R6, #00h

MOV R7, #00h



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IRPC repite un bloque de texto, uno por cadacaracter en el argumento dado


ERROUT MACRO ; macro definition

IRPC CHR,

jnb TI, $

clr TI

mov a, # CHR

mov SBUF, A

ENDM ; end IRPC

ENDM ; end macro definition

jnb TI, $

clr TImov A, # E

mov SBUF, A

jnb TI, $

clr TI

mov A, # rmov SBUF, A

jnb TI, $

clr TI

mov A, # r

mov SBUF, A



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Llamado (invocacin) de una macro

Una vez que la macro fue definida, puede ser

llamada varias veces desde distintos puntos

del programa

El llamado consiste del nombre de la macro

seguido por los parmetros que puede recibir




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Llamado (invocacin) de una macro


DELAY MACRO n ; macro definition

REPT n ; insert n NOP

instructionsNOP

ENDM ; end REPT block

ENDM ; end macro definition. . .

mov P0, #0 ; clear port 0

DELAY 10 ; wait 10 NOPs

mov P0, # 0ffh ; set P0

DELAY 20 ; wait 20 NOPs

. . .

Definicin

Llamado

Llamado

P d d ll SW


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Proceso de desarrollo SW

.asm

A51

L51LIB51

OH51 V2

.obj.obj.obj .lib

.lst

.bin.lib

.hex

.map

In Circuit

Emulator

Programador EpromKit evaluacin

H i t d d ll SW


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Herramientas de desarrollo SW

Vision/51

Compilador C51 Macro assembler A51

Biblioteca C LIB51 RTX51

Linker BL51

dScope-51 Kit desarrollo

DE-EB51

Programador

EPROM

VISION 2

d d ll


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Herramientas de desarrollo SW

Ejecutable

Carga desde PC (.HEX)

Ejecucin

Depuracin

Correccin F i n !Fin

depuracin?

llave en modo : LOAD

llave en modo : RUN

Vi i 2 IDE


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Vision2 IDE

Manejo de proyectos

Facilidades para la creacin de programas

ejecutables Edicin de cdigo fuente

Depuracin (debugging) de programas

Simulacin en el mismo ambiente dedesarrollo

Vi i 2 IDE


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Vision2 IDE

Vision2 permite trabajar ms rpido a

travs de una plataforma fcil de usar

El editor y el depurador estn integradosen una misma aplicacin suministrando

un ambiente de desarrollo nico para todo

el proyecto

Vi i 2 IDE


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Vision2 IDE

Source codeeditor

window

Output window

Projectwindow

P j t t


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Project management

Un proyecto es unconjunto de archivos

con cdigo que son

compilados/ensam-blados y enlazados

(linkeados) para

obtener un nicocdigo de programa

ejecutableProject

window

P j t t


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Project management

Creacin de un nuevo proyecto: 1. Seleccionar New Project desde Project menu para abrir

una New Project dialog box

2. Ingresar el nombre del proyecto en la Project Name box

3. Seleccionar la carpeta para guardar el proyecto(Sugerencia: utilizar una carpeta para cada proyecto)

4. Click OK

5. Luego de oprimido OK (o guardar) aparece la opcin

para seleccionar un dispositivo para el objetivo (target) quese est creando, aqui debe escogerse de la lista elindicado para el proyecto en cuestin (Sugerencia: utilizarATMEL 89C52 que es el utilizado en los kits de desarrollo)

6. Click OK

N P j t


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New Project

P j t t


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Project management

Agregado de archivos al proyecto: En el target creado, se deben agregar el/los archivo/s que

formarn parte del proyecto, esto implica dos operaciones:

Abrir un nuevo archivo

En la entrada de men file oprimirNew, esto abrir unespacio en blanco en la ventana de edicin de cdigo

Guardar el archivo creado con nombre y extensin (a51asm), con la opcin Save As

Agregar el archivo creado al proyecto En la ventana de proyecto, haciendo click con el botn

derecho sobre la carpeta Source Group 1, seleccionarla opcin Add file to group

Seleccionar el archivo creado de la lista y oprimirAdd

A d d hi


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Agregado de archivos

A d d hi


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Agregado de archivos

O i l t


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Opciones para el proyecto

El cuadro de dilogo Options for target se abre

oprimiendo el botn en la barra de herramientas

o click del botn derecho sobre la carpeta Target 1

en la ventana de proyecto Sugerencia: No modificar las opciones establecidas

por defecto, excepto la frecuencia de cristal, y en

las opciones de salida seleccionar la opcin CreateHex File, para que genere el archivo .hex que se

utilizar en el kit de desarrollo

Editor


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Editor

Editor toolbar

Build toolbar


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Build toolbar

Build toolbar

Build project


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Build project

Construir el proyecto significa realizar lospasos necesarios para obtener el programa

ejecutable

Cada proceso involucrado (ensamblado,

enlazado, creacin del .hex) generar un

reporte de salida visible en la output window

Build project


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Build project

Debugger window


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Debugger window

Debugger


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Debugger

Debugger toolbar

Debugger


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Debugger

Distintas opciones para ejecutar un programa

Ejecucin normal (run)

Paso a paso

Por funcin (o subrutina completa)

Hasta terminar la funcin (o subrutina)

Hasta la posicin del cursor

Debugger


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Debugger

Distintas opciones para detener la ejecucin

de un programa

Detencin normal (halt execution)

Breakpoints

Se pueden colocar/retirar breakpoints

durante la edicin del cdigo, los cuales

sern activados en la sesin de debugger

Debugger


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Debugger

Atributos: Muestran sobre la primer columnade la ventana de cdigo el estado de

ejecucin del programa, breakpoints, etc.

Debugger


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Debugger

Watch window: Muestra el valor actual devariables y permite el cambio de los mismos

Memory window: Permite observar el estado

de 2 reas de memoria y cambiar sucontenido

Watch

window

Memory

window

Debugger


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Debugger

Simulacin de perifricos, interrupciones,registros y puertos (pins) de entrada/salida

Simulacin de registros


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Simulacin de registros

Permite observar y/omodificar el estado deregistros internos del

micro-controlador Indica la cantidad de

ciclos de instruccin y eltiempo (en segundos de

acuerdo con el cristalseleccionado) quetranscurrieron desde elcomienzo de la ejecucin

Simulacin E/S


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Simulacin E/S

Permite colocar enestado alto/bajo

cualquiera de los

pins del dispositivoseleccionado

Indica el estado

cuando el programaacta sobre un

determinado puerto

o pin

Simulacin timers/counters


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Simulacin timers/counters

Permite modificar elestado de cuenta,

modo de trabajo, etc.

del dispositivoseleccionado

Indica estado del

temporizador(contador) cuando el

programa lo modifica

Simulacin interrupciones


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Simulacin interrupciones

Permite modificar elestado del sistema de

interrupciones

Indica estado delsistema cuando el

programa lo modifica

Activacin o desactiva-cin de pedidos exter-

nos, pueden hacerse

por los respectivos pins

Simulacin UART


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Simulacin UART

Permite modificar elestado de los registros

asociados a la UART

Indica estado de la UARTcuando se produce una

recepcin/transmisin

Serial window


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Serial window

Permite la emulacin de una terminal parala UART

Modos de edicin ASCII o HEX pueden

ser configurados por un men local

Disassembly window


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Disassembly window

Permite observar en una misma ventanael cdigo fuente y el cdigo objeto del

programa que est siendo depurado

Muy til cuando se programa en lenguajeC y se quiere observar el cdigo que

gener el compilador para una

determinada funcin o bloque

Disassembly window


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Disassembly window

Code coverage


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Code coverage

Muestra el porcentaje de las instruccionesdel programa que han sido ejecutadas

Permite detectar facilmente partes delcdigo que no han sido ejecutadas

Perfomance analyzer


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Perfomance analyzer

Guarda y muestra el tiempo de ejecucinde funciones o bloques del programa

Utilizable para analizar donde el programaconsume ms tiempo de ejecucin

Debugger


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Debugger

IMPORTANTE: Para unavisualizacin correcta de

la ejecucin del programa,

se debe activar la opcinPeriodic Window Update

en la entrada de men

View

Bibliografa recomendada


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Bibliografa recomendada

uv2_v2.pdfKeilVision2 IDE an DebuggerQuick Start

Gs51.pdfGetting Started and Creating

Applications. Keil software A51.pdfMacro Assembler and Utilities. Keil

software

Finalwd.pdfThe final word on 8051. Keilsoftware

01502a01.pdfAP-69 An Introduction to the IntelMCS 51 Single Chip microcomputer family

presentacion 8051 parte i

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