L. Servoli - Corso Fisica dei Dispositivi Elettronici 1 QUANTI MICROCONTROLLORI AVETE USATO OGGI? Un microcontrollore è il genere di computer in miniatura

L. Servoli - Corso Fisica dei Dispositivi Elettronici

1

QUANTI MICROCONTROLLORI AVETE USATO OGGI?

Un microcontrollore è il genere di computer in miniatura che potete trovare in ogni genere di oggetti. Se possiede dei tasti ed un display, è probabile che abbia anche un cervello a microcontrollore.

Che cos'è un Microcontrollore?

Un microcontrollore è un sistema a microprocessore completo, integrato in un solo chip, progettato per ottenere la massima autosufficienza funzionale ed ottimizzare il rapporto prezzo-prestazioni per una specifica applicazione.


2

I microcontroller sono la forma più diffusa e più invisibile di computer. Comprendono:

- la CPU, - un certo quantitativo di memoria RAM;- un certo quantitativo di memoria ROM (può essere PROM, EPROM, EEPROM o FlashROM);- una serie di interfacce di I/O (input/output) standard, fra cui molto spesso bus (I²C,SPI,CAN,LIN).


Dov'è la differenza con un microprocessore?


3

I microcontroller sono la forma più diffusa e più invisibile di computer. Comprendono:

- la CPU, - un certo quantitativo di memoria RAM;- un certo quantitativo di memoria ROM (può essere PROM, EPROM, EEPROM o FlashROM);- una serie di interfacce di I/O (input/output) standard, fra cui molto spesso bus (I²C,SPI,CAN,LIN).


Dov'è la differenza con un microprocessore?


4


MicroControllore


5



6

Le periferiche integrate sono la vera forza di questi dispositivi: si possono avere:

- convertitori ADC- convertitori DAC multicanale,- timer/counters, - USART, - porte esterne bidirezionali bufferizzate, - comparatori,



7

Famiglia Intel 8051

- Introdotta da Intel negli anni '80;

- Usata oggi da più di 40 compagnie;

- Dispositivo base: 8051 con 40 pin tra cui: 80C51 (CMOS a basso consumo) 89C51 (memoria PEROM) (programmabile senza UV) - Dispositivo minimale: AT89C1051 (20 pin) compatibili

- Dispositivo high end: High Speed Microcontroller (HSM)


8

Tipi di Memoria per l'8051

La memoria On-Chip si riferisce a quella che fisicamente risiede nel componente.

La memoria di programma esterna è quella che contiene il codice e risiede fuori dal chip.

La RAM esterna è la RAM che risiede fuori dal chip.


9

Memoria di Programma La memoria di programma contiene le istruzioni che l'8051 deve eseguire.Questa memoria è limitata a 64K e viene fornita in diverse forme e formati.

- La memoria programma (codice) puo' essere contenuta all'interno del chip sotto forma di ROM oppure di EPROM.

- Il codice può essere anche memorizzato in una ROM esterna o, più comunemente, in una EPROM.

- La FLASH RAM è un altro metodo molto usato per memorizzare un programma.


10

Memoria di Programma Possono essere usate diverse combinazioni di tipi di memoria: - è possibile avere 4K di memoria di codice nella PROM interna del chip e 64K di memoria di codice esterna in una EPROM.- quando il programma è memorizzato nella PROM interna del chip i 64K massimi si riducono a 4k, 8k o 16k a seconda della versione di 8051 usata.

Un modo per distinguere i chip è quello relativo alla quantità di ROM/EPROM disponibile internamente.Comunque, la memoria di programma è comunemente implementata con una EPROM esterna. Questo e' specialmente vero nei sistemi di sviluppo a

basso costo e nei sistemi sviluppati dagli studenti.


11

RAM esternaOltre alla RAM interna, l'8051 supporta anche la RAM esterna. è una memoria ad accesso casuale situata fuori dal chip. Essendo esterna, essa non è flessibile in termini di accesso ed è più lenta di quella interna.

Per esempio, per incrementare una locazione di RAM interna è richiesta una sola istruzione ed un solo ciclo d'istruzione, mentre per incrementare una variabile residente nella RAM esterna sono necessarie 4 istruzioni e 7 cicli d'istruzione. In questo caso la memoria esterna diventa 7 volte più lenta.

Quello che si perde in velocià lo si guadagna in ampiezza. Mentre la RAM interna è limitata a 128 bytes (256 bytes nell'8052), quella esterna può arrivare fino a 64K.


12

Memoria on-chip

L'8051 include internamente una certa quantità di memoria.

In effetti la memoria interna (On-Chip Memory) è di due tipi: - RAM interna

- Area Registri Speciali (SFR memory).


13

Memoria on-chip

Schema RAM interna famiglia 8051


14

Famiglia Microcontrollori 8051


15

Microcontrollore SAB-501 Nel nostro corso adopereremo il microcontrollore SAB-501 della Infineon.

Le caratteristiche sono:

- 40 Pin package;- 256 byte di memoria interna- 32 linee programmabili I/O- 2 tenmporizzatori/contatori a 16 bit- 6 sorgenti di interruzioni- 1 porta serriale programmabile UART- inmterfaccia per memoria esternas;- 0 kbyte di memorie interna.


16

Microcontrollore SAB-501

Architettura di memoria tipo Harvard


17


Architettura di memoria tipo Princeton (Von Neumann)


18


Schema RAM interna famiglia 8051


19

Microcontrollore SAB-501 Registri per funzioni speciali

4 porte I/O a 8-bit

2+1 timer


20

Microcontrollore SAB-501 Porte di I/O:

4 porte I/O a 8-bit

2+1 timer


21

Microcontrollore SAB-501 Timer:


22

Microcontrollore SAB-501 Timer 0 e 1:


23

Microcontrollore SAB-501 Timer 0 e 1:


24



25

Microcontrollore SAB-501 Timer:

Universal Asynchronous Receiver-Transmitter

Documents

L. Servoli - Corso Fisica dei Dispositivi Elettronici 1 QUANTI MICROCONTROLLORI AVETE USATO OGGI? Un microcontrollore è il genere di computer in miniatura