Modos de Endereçamento e Funcionamento da Pilha do Microcontrolador 8051

Registradores de Funções Especiais

Os registradores de funções especiais incluem posições de acesso às portas de E/S, registradores de interrupção, registradores da porta serial, temporizadores e registradores aritméticos. Aqueles situados em endereços múltiplos de 8 também podem ser endereçados bit a bit.

Modos de Endereçamento

• Endereçamento Imediato: O valor do operando faz parte do corpo da instrução e segue o opcode na memória de programa. O operando deve ser precedido do símbolo #, a fim de evitar a confusão com o modo direto. Exemplo: MOV B,#255 - faz o registrador B igual a FFH.
• Endereçamento Direto: Neste modo, a instrução especifica o endereço do operando, que deve ser um número de 8 bits. Somente dados dos primeiros 128 bytes da memória RAM interna e dos registradores de funções especiais são endereçados deste modo. Exemplo: MOV A,25H - traz para o acumulador o conteúdo do byte 25H da RAM interna.
• Endereçamento de Bits Individuais: As instruções que manipulam bits individuais especificam este bit de forma direta, quer sob a forma de um número, quer sob a forma de uma abreviatura, como no caso das portas de E/S ou de outros bits dos registradores de funções especiais. Exemplos: SETB 0FH - seta o bit mais significativo do byte 21H da memória interna; CLR P1.0 - zera o bit menos significativo da porta 1.
• Endereçamento Indireto: A instrução especifica um registrador, cujo conteúdo é o endereço do operando. Este modo pode ser utilizado para endereçar tanto a memória interna quanto a memória externa. Se o endereço do operando for de 8 bits, os registradores que podem ser especificados no corpo da instrução são R0, R1 ou SP. Caso o endereço seja de 16 bits, o registrador a ser utilizado tem que ser DPTR. Exemplos: MOV @R1,#15H - coloca o valor 15H no byte endereçado por R1; MOV @DPTR,A - copia o valor do acumulador para o byte endereçado por DPTR.
• Endereçamento Indexado: Este modo serve apenas para endereçar a memória de programa (instrução MOVC). Nesse tipo de acesso, o endereço do operando é dado pela soma do conteúdo de um registrador de base, que pode ser DPTR ou PC, com o conteúdo do acumulador. Dessa forma, DPTR ou PC apontam para a base de uma tabela enquanto o acumulador seleciona um elemento dentro da tabela. Exemplos: MOVC A,@A+DPTR - o acumulador indica o offset de um byte dentro da tabela que inicia em DPTR; MOVC B,@A+PC - o registrador B recebe uma cópia do valor do byte que está A posições à frente do PC.
• Endereçamento de Registradores R0 a R7: Os opcodes das instruções de acesso aos registradores R0 a R7 utilizam três dos seus oito bits para especificar o registrador endereçado. Desta forma, este modo consegue instruções mais curtas do que o modo direto, por dispensar o byte com o endereço. O banco de registradores referenciado é aquele que está selecionado pelos bits RS1 e RS0 no instante em que a instrução é executada. Exemplo: MOV A,R3 - copia R3 para A.

Funcionamento da Pilha

É importante notar que SP é um registrador de 8 bits, e que por isso o tamanho da pilha do 8051 é bem menor do que o das pilhas normalmente usadas com outros microprocessadores. Além disso, SP endereça somente a RAM interna. O funcionamento da pilha também é diferente, pois aqui o armazenamento se faz no sentido dos endereços crescentes e os bytes são empilhados um a um, de acordo com as seguintes regras:

• Instrução PUSH: SP é incrementado e o byte é escrito na posição apontada por SP;
• Instrução POP: o byte da posição apontada por SP é copiado para o destino e em seguida SP é decrementado;
• Chamadas de sub-rotinas e interrupções: os dois bytes que formam o endereço de retorno são empilhados, com o byte menos significativo no endereço mais baixo;
• Retorno de sub-rotinas e interrupções: os dois bytes que formam o endereço de retorno são copiados para o PC.

Desta forma, o registrador SP aponta sempre para o topo da pilha.

Interrupções

O 8051 tem cinco fontes de interrupção: duas entradas externas (INT0 e INT1), dois temporizadores/contadores (Timer 0 e Timer 1) e o canal de comunicação serial. Conforme descrito na seção 0.6, as entradas das interrupções externas e o canal serial ocupam pinos da porta P3.