Microprocessadores: Diário de Aula 2019-1

Professor: Roberto de Matos
Encontros: 4ª e 5ª feira às 15:40h
Plano de Ensino
Cronograma de Aulas
Notas

Material

Listas de Exercício

Aula 13/02/2019: Apresentação

Apresentação do professor.
Apresentação da disciplina: conteúdo, bibliografia e avaliação.

Aula 14/02/2019: Introdução sobre Memória

Diagrama em blocos da memória e barramentos

No diagrama abaixo está representado um bloco de memória primária de 16x8 (dezesseis endereços por 8 bits).

Note que uma posição de memória pode ser vista como uma caixa que possue um endereço e um conteúdo.
O conteúdo associado a posição de memória é uma palavra binária e, neste caso, possui 8 bits.

Para que us dispositivo externo possa "acessar" a memória para leitura ou escrita, ele deve se utilizar de um conjunto de fios que chamamos de barramentos.

Barramento de Endereços

Este barramento permite determinar o endereço de uma posição a ser acessada na memória. Um barramento de 4 linhas de endereço é designado por A3,A2,A1 e A0.

Supondo uma memória com endereços designados da forma hexadecimal de 0h a Fh. Supondo que A3 seja associado ao bit mais significativo e A0 ao bit menos significativo. Então, para acessar a posição Bh de memória, deve-se injetar A3=1, A2=0, A1=1 e A0=1. Note que $B_{h}=1011_{b}$

O termo "injetar" significa aqui que um dispositivo externo deve forçar tensão nas linhas do barramento. Esta tensão depende da tecnologia utilizada. Poderia ser, por exemplo, 5V para o nível lógico 1 e 0V par ao nível lógico 0.,

Aula 20/02/2019: Laboratório de Memória - Introdução

Experimento 1 - Acesso a memória RAM de 2K x 8 bits

Roteiro

Entrar no Windows.
Baixar o arquivo de projeto Experimento 1 MIC. Coloque em um diretório conhecido.
Clique sobre o arquivo. O PROTEUS será executado e o projeto aberto.
Observe que o projeto está parcialmente pronto. Você pode entrar em modo simulação.
O sistema está preparado para que se possa inserir ou ler manualmente posições de memória.
Tente colocar o dado AFh na posição 0 de memória e 8Eh na posição 15.
Note o Chip Select está habilitado sempre. Coloque uma chave adicional para colocar o Chip Select e repita a operação de gravação anterior.

Exercícios adicionais

Colocar uma chave de controle do Chip Select (CE).
Colocar o seu nome ("Maria da Silva") na memória implmentada no projeto, a partir da posição 0 (endereço). Olhar tabela ASCII.
Reimplementar o item dois para gravar nos últimos endereços de memória dos 2K disponíveis.

Aula 21/02/2019: Laboratório de Memória - Associação

Associando memórias para aumentar a quantidade de endereços

Usando como referência o projeto da aula anterior expandir o sistema de memória de 2Kx8bits para 8Kx8bits. Use decodificador (ver abaixo).
Grave 0xAA na posição 2047, 0xBB na posição 4095, 0xCC na posição 6143, 0xDD na posição 8191.
Quais os endereços de cada memória que foram acessados fisicamente?

Material de Apoio

Decodificadores

Tutorial
74LS139
Qual a diferença do decoder 74LS139 e 74LS138?

Aula 27/02/2019: Laboratório de Memória - Associação (cont.)

Associando memórias para aumentar o tamanho da palavra de memória

Usando como referência o projeto da aula anterior expandir o sistema de memória de 2Kx8bits para 2Kx16bits.
Grave 0xAAAA na posição 512
Grave 0xBBBB na posição 2044

Aula 28/02/2019: Cancelada

Problemas de saúde

Aula 06/03/2019: Tipos de Memória

Avaliação dos laboratórios de associação de memória: Notas

Tipos de Memória
- Apostila Memória
- Slides Memória

Roteiro Extra Proteus

Baixe o novo arquivo de projeto. Coloque em um diretório conhecido.
Observe que o projeto está parcialmente pronto. Você pode entrar em modo simulação. O sistema está preparado para que se possa inserir ou ler manualmente posições de memória.
Grave o dado Ah na posição 0 de memória e Bh na posição 8.
Note o Chip Select está habilitado sempre. Coloque uma chave adicional para colocar o Chip Select e repita a operação de gravação anterior.
Utilize a nova configuração para gravar o seu número de matrícula a partir da posição 0.

Exercícios Extra Proteus

Usando a memória do experimento como bloco base (16x4 bits), realize a ligação entre elas de modo que se construa um banco de memória de 16x8 bits.
Usando a memória do experimento como bloco base (16x4 bits), realize a ligação entre elas de modo que se construa um banco de memória de 64x4 bits.
Usando a memória do experimento como bloco base (16x4 bits), realize a ligação entre elas de modo que se construa um banco de memória de 32x8 bits.

Exercícios Extra

Quais os tamanhos dos barramentos de endereço e dado para uma Memória de 512x8 bits?
Determine a capacidade final em bits e o endereço inicial e final em Hexadecimal das memórias com as seguintes características:
- 512x4
- 4Kx8
- 128Kx8
- 2Mx16

Aula 07/03/2019: Introdução a Arquitetura e Organização de Computadores

Objetivos

Introdução a Microprocessadores

Material

Slides: Introdução a Microprocessadores

Exercícios

Lista de Exercícios: Memória, Arquitetura, Organização e BIP

Aula 13/03/2019: Não Houve Aula

Aula 14/03/2019: Não Houve Aula

Aula 20/03/2019: Arquitetura do BIP

Objetivos

Apresentar a Arquitetura do BIP

Material

Arquitetura e Organização do BIP

Exercícios

Lista Introdução a programação do BIP

Aula 21/03/2019: Organização do BIP

Objetivos

Apresentar a Organização do BIP
Simulação do BIP e Geração de Sinais de Controle de Forma Manual

Material

Arquitetura e Organização do BIP

Aula 27/03/2019: Organização do BIP

Roteiro

1.Baixar e descomptar em um diretório os arquivos abaixo

2.Instalar a biblioteca e modelo antes de abrir o projeto usando o Menu System->Settings:

3.Abrir o projeto do BIP

4.Simular e gerar os sinais de controle conforme a instrução e a tabela de decodificação.

Aula 28/03/2019: Implementar Decoder do BIP

Projeto Lógico

Aula 03/04/2019: Montar assembly do BIP

Verificação do Decoder funcionando
Montagem na mão do Assemby do BIP
- Lista Introdução a programação do BIP

Aula 04/04/2019: Arquitetura e Organização do BIP II

Artigo BIP II

Atividade:

Fazer a tabela de decodificação do BIP2
Implementar o decoder do BIP2
Modificar a organização do BIP para suportar as novas instruções do BIP2
Fazer um programa para mostrar o funcionamento
Enviar o Código via Sigaa e Apresentar para o professor.
Deadline: 18/04/2019. Adiado para:
- Entrega: 23/04/2019
- Apresentação: 24/04/2019

Aula 10/04/2019: Aula Cancelada - Troca por sexta

Aula 11/04/2019: Dúvidas da lista de exercícios

Nenhum aluno teve dúvida da lista ou do trabalho.

Aula 17/04/2019: Prova

Aula 24/04/2019: Revisão BIP2

Dúvidas do Trabalho BIP2

Aula 25/04/2019: Terminar Decode Bip2

Aula aberta para finalização do trabalho final de organização

Aula 02/05/2019: Apresentação dos Trabalhos

Aula 08/05/2019: Introdução a Microcontroladores

Aula 09/05/2019: Introdução a Microcontroladores (cont.)

Aula 15/05/2019: Não houve aula – Paralisação Nacional

Aula 16/05/2019: Preparação Seminários e CISC x RISC

Datasheet Atmega328p

Grupo 1 (Guilherme e Luan):
- Visão Geral
- Núcleo AVR
  - Qual arquitetura de memória usada?
  - Detalhes da ALU (Quais os tipos de operação? Formato de dados)
  - Registradores (Status e Uso geral e de Pilha)
- Apresentar:
  - Modos de endereçamento
  - Conjunto de instruções (classes e exemplos)

Grupo 2 (Bruno e Gabriel):
- Descrição dos pinos
- Detalhes das Memórias do AVR
  - Flash
  - SRAM
  - EEPROM (Descrição dos registradores)
- Apresentar:
  - Tamanho e Tipo da palavra de de dados
  - Tamanho e Formato da palavra de instrução

Aula 22/05/2019: Apresentação do Seminário

Grupo 1 (Guilherme e Luan):
- Visão Geral
- Núcleo AVR
  - Qual arquitetura de memória usada?
  - Detalhes da ALU (Quais os tipos de operação? Formato de dados)
  - Registradores (Status e Uso geral e de Pilha)
- Apresentar:
  - Modos de endereçamento
  - Conjunto de instruções (classes e exemplos)

Aula 23/05/2019: Apresentação do Seminário

Grupo 2 (Bruno e Gabriel):
- Descrição dos pinos
- Detalhes das Memórias do AVR
  - Flash
  - SRAM
  - EEPROM (Descrição dos registradores)
- Apresentar:
  - Tamanho e Tipo da palavra de de dados
  - Tamanho e Formato da palavra de instrução

Slides

Simulação:

http://www.avr-asm-tutorial.net/avr_sim/index_en.html

Aula 29/05/2019: Instruções de Movimentação de dados

https://www.microchip.com/webdoc/avrassembler/avrassembler.wb_instruction_list.html

Aula 30/05/2019: Instruções de Movimentação de dados

 ldi r16, $06
 ldi r27, $01  ;carregando o X (r27:r26) com o endereço 0102
 ldi r26, $00

ram_prep:

 st x+, r16
 dec r16
 BRBC 1, ram_prep

</syntaxhighlight>

Aula 05/06/2019: Portas de Entrada e SaídaApresentação dos testes de movimentação de memóriaPinos do Arduino vs. ATmega328p:


Fonte: Pinout of ARDUINO Board and ATMega328PU by pighixxx is licensed under Creative Commons Attribution-Share Alike 4.0 International

Tabela verdade de configuração das portas:

Endereços registradores de I/O:

Referência:
Resumo Portas

Aula 06/06/2019: Portas de Entrada e Saída (cont.)

Endereço vs. .equ
Usando .include
Manipulação de bits dos registradores de I/O
Desafio: Switch + LED

Aula 12/06/2019: Interrupção

Teoria sobre interrupção: Vetores e lógica de funcionamento
Interrupção externa: Configurações, "esqueleto" do código e implementação.
Exemplo: Switch + LED via interrupção

Aula 13/06/2019: Exercícios Interrupção

Exercícios usando interrupção:
1- A cada vez que o botão for pressionado, inverter o estado do LED (ligado -> desligado ou desligado -> ligado)
2- Enquanto o botão estiver pressionado, ficar piscando o LED. Usar o botão com pula-down ao invés de pull-up para facilitar a configuração da interrupção.

Aula 19/06/2010: Implementação em Assembly

Exercícios Interrupção externa
Introdução à sub-rotinas

Aula 20/06/2010: FeriadoAula 26/06/2010: Implementação em Assembly

Revisão conceitos sub-rotina
Decoder BCD2SSD

Aula 26/06/2010: Lista de Exercícios Lista de Exercícios Microcontroladores e AVR

MIC29004-2019-1