Slide Do Microcontrolador Pic 16f628 - Aula1 172q20

Microcontroladores PIC André Luís Marques Marcato [email protected]

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Bibliografia Básica David José de Souza, “Desbravando o PIC”, 6a Edição, Editora Érica Fábio Pereira, “Microcontroladores PIC – Técnicas Avançadas”, Editora Érica

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Estrutura da Apresentação Introdução Memórias Interrupções PIC16F628 Registradores Especiais Set de Instruções Hardware

Gravando o PIC Programação Recursos Avançados 

Timer, C, PWM, Comparadores, Tensão Ajustável, USART

Hardware Avançado Projetos e Muita Prática !

A Arquitetura Havard e a Filosofia RISC Os microcontroladores PIC apresentam arquitetura Havard. 



1 barramento para dados (8 bits) e outro para instruções (12, 14 ou 16 bits) RISC

Maior parte dos microcontroladores tradicionais apresentam arquitetura tipo Von-Neumann.  

1 único barramento para dados e instruções (8 bits) CISC

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Alguns Exemplos de Cada Família da Microchip

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Estruturação Interna – 16F628

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Ciclos de Máquina

• Divide clock por quatro, formando as fases Q1, Q2, Q3 e Q4 • PIPELINE: Busca a informação em um ciclo e a executa no

próximo • Para um clock de 4MHz, cada instrução é executada 1µs, desde que não afete o Program Counter

Principais Características do PIC 16F628A Microcontrolador de 18 pinos Até 16 portas configuráveis como entrada ou saída 2 Osciladores internos (4MHz ou 37kHz) 10 Interrupções Disponíveis 

Timers, Externa, Mudança de Estado, EEPROM, USART e Comparador

Memória de prog. FLASH (2048 “words” – 14 bits) EEPROM interna de 128 bytes RAM interna de 224 bytes Special Features: Features C, Comparador Interno e USART Programação com 14 bits e 35 instruções

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Pinagem

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Nomenclatura 16 I/Os separados em dois grupos denominados PORTAS (Porta A e Porta B, ou melhor, port A e port B) port A: RA0; RA1 ... RA7  Idem para port B  Prestar atenção nos pinos de múltiplas funções V DD (5V) e VSS (GND) 

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Função dos Pinos

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Função dos Pinos(2)

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Características Elétricas Temperatura de trabalho: -40oC até +125oC Tensão de Trabalho (em relação a Vss): 3.0V a 5.5V Voltagem máxima no pino VDD (em relação ao VSS): -0.3V até +6.5V Voltagem máxima no pino MCLR (em relação ao VSS): -0.3V até +14V Voltagem máxima nos demais pinos (em relação ao VSS): -0.3V até (VDD+0.3V) Dissipação máxima de potência: 800mW Corrente máxima de saída do pino VSS: 300mA Corrente máxima de entrada no pino VDD: 250mA Corrente máxima de a saída de um pino (qdo em VSS) : 25mA Corrente máxima de saída de um pino (qdo em VDD): 25mA Correntes máximas de entrada e saída (PORTB + PORTB): 200mA

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Introdução às Memórias Memória de Programa Vetor de Reset  Vetor de Interrupção  Pilha (Stack) 

Memória de Dados Registradores Especiais  Registradores de Uso Geral 

EEPROM

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Memória de Programa ROM do Tipo Máscara (CR) OTP: PROM (C) EPROM: Janelados (JW para DIP e CL para PLCC) Flash (F)

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Memória de Programa A capacidade máxima da série 16 é de 8kword (8192) divididos em blocos de 2kword (2048) 16F628 tem 2kword, portanto somente 1 página de memória Endereço Final da primeira página   

1FFh para dispositivos com 512 words 3FFh para dispositivos com 1kword 7FFh para dispositivos com 2kword

Mecanismo de paginação é transparente ao usuário. Atenção somente para comandos de desvio (CALL, GOTO)

Memória de Programa Série 16

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Memória de Programa da 16F628

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Memória de Dados (ou RAM) SFR (Special Function ): Registradores de Funções Especiais. Muitas vezes referenciados pela letra “f” GPR (General Purpose s): Registradores de Propósito Geral Devido a forma de implementação das funções o endereçamento é limitado a 7 bits (128 registradores). A filosofia de paginação é utilizada. Existem diversos bancos de 128 posições. O o ao banco é feito pelo registrador de STATUS: RP0 e RP1 Alguns registradores são espelhados

Memória de Dados

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Os Registradores Especiais

(1)

STATUS: Está relacionado às operações matemáticas. Indica estouro dos registradores (C-Carry e DC-Digit Carry) e resultados iguais a zero PCON: Função mais utilizada é que configura freqüência do oscilador interno 37KHz ou 4MHz OPTION_REG: Configura o funcionamento dos registradores internos PORTx: Lê e escreve informações nos pinos externos do PIC TRISx: Define direção de funcionamento de cada pino da porta (se entrada ou saída)

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Os Registradores Especiais

(2)

INTCON: Interrupções Especiais e chave geral  

Chave Geral: GIE Timer 0, Interrupção Externa e Mudança de Estado

PIR1 e PIE: Gerencia interrupções dos periféricos 

EEPROM, Comparadores, USART, C, Timer 1 e 2

TMR0 e TMR2: É o Timer 0 e 2 respectivamente  

Contador de 8 bits Seu incremento pode ser automático (CLK) ou por um sinal externo (Timer 0)

TMR1L e TMR1H: É o Timer 1 

Contador de 16 bits

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Os Registradores Especiais

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EEPROM  

Utiliza os registradores EEADR e EEDATA que controlam leitura e escrita da EEPROM interna O controle é feito pelos registradores EECON1 e EECON2

Módulo C 

3 registradores (C1COM, CR1H e CR1L)

Módulo Voltagem de Referência  

VRCON Gera voltagem de referência através de malha R2R interna

Endereçamento Indireto  

FSR (apontador) INDF (espelho do apontador)

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Registrador W Pode ser utilizado como destino de diversas operações aritméticas e lógicas Não está mapeado na memória RAM É utilizado principalmente como ponte entre os registradores “ f ”, pois não é possível trocar dados diretamente entre eles A instrução MOVF copia a informação do registrador “ f ” para W A instrução MOVWF copia a informação do registrador W para “ f”

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Contador de Programa - PC PC – Program Counter Aponta sempre para a próxima instrução a ser executada pela U  Série 16 – PC tem largura de 13 bits  É dividido em dois registradores básicos: PCL e PCH  PCL é ado diretamente  PCH é ado indiretamente por PCLATH 

Relacionamento entre PC, PCL e (1) PCLATH Modo 1 – Execução de uma instrução que tem como destino o registrador PCL

Modo 2 – Execução de uma instrução GOTO

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Relacionamento entre PC, PCL e (2) PCLATH Modo 3 – Execução de CALL

Modo 4 – RETURN, RETLW, RETFIE

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Pilha (Stack)

Não está localizada na área de memória RAM Tamanho: 8 posições de 13 bits LIFO (Last In First Out) Circular Não há instruções para manipular diretamente a pilha Não permite armazenamento de dados, apenas endereços

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Introdução às Interrupções Serve para interromper o programa imediatamente Em função da interrupção solicitada uma atitude pode ser tomada instantaneamente Após uma interrupção, o programa é interrompido, e uma função específica (definida pelo programador é executada) Tipos: Timer(3); Externa; Mudança de Estado; Fim de Escrita na EEPROM; Comparador; USAR; Módulo C Nos PICs todas as interrupções são mascaráveis Latência: Atraso entre o instante de ocorrência de um evento de interrupção e o efetivo desvio para o vetor de interrupções (nos PICs o endereço 0x0004)  

Síncronas: Três ciclos de instruções Assíncronas: De 3 a 3,75 ciclos de instruções

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Funcionamento das Interrupções Três Sinais Importantes: 





GIE – Global Interrupt Enable Controle Específico de Cada Interrupção Flag de Interrupção

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Set de Instruções Work: Registrador W (temporário) File: Registrador (posição de memória). “ F ” nos nomes das instruções e “ f ” nos seus argumentos Literal: Um número qualquer. “ L ” nos nomes das instruções e “ k ” nos seus argumentos Destino: Local onde deve ser armazenado o destino das operações. Dois possíveis F ou W Bit: Um bit específico dentro de um byte. “ B ” nos nomes das instruções e “ b ” nos seus argumentos Teste: Funções que são utilizadas para testar um bit apresentam a letra “ T ” Skip: Pulo. Letra “ S ” Set: Setar um bit, colocá-lo em 1. Letra “ S ” Clear: Refere-se ao clear de um bit, colocá-lo em zero. Letra “ C ” Zero: Algumas instruções geram desvios qdo o resultado da operação é zero. Letra Z.

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Operações com Registradores

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Operações com Literais

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Operações com Bits e Controles

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Osciladores O PIC16F628 tem dois osciladores internos 

Típico: 4MHz, tipo RC, precisão entre 1 e 5% dependendo das condições de tensão e temperatura

Quando for utilizado oscilador externo 1 ou 2 I/Os serão perdidos Oscilador Externo Híbrido ou Circuitos de Oscilação Oscilador Externo Tipo RC:

Ressoador (ou Ressonador Cerâmico)

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Oscilador Externo - Cristal

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Power-On Reset (POR) Quando o Master Clear Reset Externo não está habilitado. POR interno. Caso o Master Clear Reset Externo está habilitado será necessário hardware complementar