A4.1 Investigación de los temas de microcontroladores

ALUMNO: ERICK BRAVATA DE LOS SANTOS

22

oct

SISTEMAS PROGRAMABLES

El modelo de programación de los microcontroladores define cómo se estructuran y ejecutan las instrucciones. Este modelo incluye aspectos como: Unidad de control: Responsable de dirigir las operaciones del microcontrolador. Ciclo de instrucción: Procesos que realiza el CPU para ejecutar una instrucción. Memoria: Organización de la memoria en términos de espacio para instrucciones y datos. Interfaz I/O: Comunicación entre el microcontrolador y otros dispositivos. El modelo de programación también involucra la interacción entre el programador y el hardware a través del código escrito en ensamblador o lenguajes de alto nivel.

4.1 Modelo de programación

Los registros son áreas de almacenamiento pequeñas y rápidas dentro del CPU que se usan para: Almacenamiento temporal de datos: Resultados de operaciones matemáticas, direcciones de memoria, o valores de control. Tipos de registros: Registros de propósito general: Usados para operaciones comunes. Registros de propósito específico: Incluyen registros como el contador de programa (PC), el registro de estado, el acumulador, etc. Ejemplo de registros en un microcontrolador: Acumulador (ACC): Almacena resultados de operaciones aritméticas y lógicas. Contador de programa (PC): Mantiene la dirección de la siguiente instrucción a ejecutar. Registro de estado (SR): Indica el estado de la CPU, con indicadores como carry, zero, o interrupciones.

4.2 Estructura de los registros del CPU

Los modos de direccionamiento definen cómo el microcontrolador accede a la memoria y registros. Algunos ejemplos son: Direccionamiento inmediato: La instrucción contiene el valor a usar. Ej: MOV A, #5 Direccionamiento directo: La instrucción contiene la dirección de la memoria a acceder. Ej: MOV A, 30h Direccionamiento indirecto: La dirección está almacenada en un registro. Ej: MOV A, @R0 Direccionamiento relativo: Utilizado en operaciones de salto condicional. Ej: JZ label Direccionamiento indexado: La dirección es calculada usando un valor base y un offset. Ej: MOV A, 30h[R0]

4.3 Modos de direccionamiento

El conjunto de instrucciones son las operaciones que el microcontrolador puede ejecutar. Estas instrucciones suelen dividirse en las siguientes categorías: Instrucciones de transferencia de datos: Ejemplo, MOV para mover datos de un lugar a otro. Instrucciones aritméticas: Ejemplo, ADD para sumar dos valores. Instrucciones lógicas: Ejemplo, AND, OR, XOR para operaciones a nivel de bits. Instrucciones de control de flujo: Ejemplo, JMP para saltar a una nueva ubicación en el código. Instrucciones de control del procesador: Ejemplo, NOP para no realizar ninguna operación o HLT para detener el procesador.

4.4 Conjunto de instrucciones

El lenguaje ensamblador es el lenguaje de bajo nivel que se utiliza para programar microcontroladores. Es una representación simbólica directa de las instrucciones de máquina. Algunas características del ensamblador son: Simbolismo directo: Cada instrucción de ensamblador corresponde a una instrucción de máquina. Instrucciones específicas del hardware: El código ensamblador depende del hardware específico del microcontrolador. Eficiencia: Proporciona control total sobre los recursos del microcontrolador, permitiendo optimización máxima en cuanto a velocidad y uso de memoria..

4.5 Lenguajes ensambladores

Ejemplo de un programa simple en ensamblador: asm MOV A, #0x1F ; Cargar valor inmediato en el acumulador ADD A, #0x05 ; Sumar valor inmediato al acumulador MOV P1, A ; Transferir resultado al puerto 1

La codificación de instrucciones en un microcontrolador se refiere a la representación binaria o hexadecimal que toman las instrucciones en memoria. Esta codificación está directamente relacionada con la arquitectura del CPU y el conjunto de instrucciones. Un ejemplo básico podría ser: MOV A, #05h: La representación binaria podría ser 0111 0000 0000 0101. El proceso de codificación toma las instrucciones ensamblador y las traduce a un formato que el microcontrolador puede ejecutar directamente.

4.6 Codificación

Ayala, K. J. (1997). The 8051 Microcontroller: Architecture, Programming and Applications. West Publishing Company.Mazidi, M. A., McKinlay, R. D., & Causey, D. (2012). PIC Microcontroller and Embedded Systems: Using Assembly and C for PIC18. Pearson Education. Predko, M. (2005). Programming and Customizing the 8051 Microcontroller. McGraw-Hill. Muhammad, A. M., & Mazidi, J. G. M. (2008). The AVR Microcontroller and Embedded Systems: Using Assembly and C. Pearson/Prentice Hall. https://www.bing.com/search?q=codificacion&FORM=HDRSC1 https://www.bing.com/search?q=lenguajes+emsabladores&qs=n&form=QBRE&sp=-1&ghc=1&lq=0&pq=lenguajes+emsablador&sc=8-20&sk=&cvid=AB51F307B80B435AB523BB034E45D742&ghsh=0&ghacc=0&ghpl=

4.7 BIBLIOGRAFIA

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