curso prático c
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Curso modular para a Linguagem C. Aprenda praticando uma das mais conseituadas linguagens de programação.TRANSCRIPT
Curso Prático de Programação
em Linguagem C para 8051
Parte 1
Prof. Salomão Choueri Junior
Sumário
1. Introdução ...................................................................................................................................................................... 1
1.1. Linguagem C ........................................................................................................................................................... 1
1.2. Hardware Base ........................................................................................................................................................ 1
1.3. Estrutura de um Software de Aplicação ................................................................................................................. 2
2. Estrutura Básica de um programa em C ......................................................................................................................... 3
2.1. PROG1.C – Software de Testes ............................................................................................................................. 3
2.2. Comentários ............................................................................................................................................................ 4
2.3. Diretivas de Pré-Processamento .............................................................................................................................. 4
2.4. Função Principal – void main ( ) ............................................................................................................................. 5
2.5. Atribuições .............................................................................................................................................................. 5
2.6. Loop Infinito – while (1) ......................................................................................................................................... 5
2.7. A Linguagem C é case sensitive .............................................................................................................................. 5
3. Compilação, Simulação e Programação ......................................................................................................................... 6
3.1. Compilação ............................................................................................................................................................. 6
3.1.1. Arquivos .HEX ................................................................................................................................................. 6
3.2. Simulação ............................................................................................................................................................... 7
3.3. Programação na Placa de Testes ............................................................................................................................. 7
4. Operadores Lógicos e Aritméticos ................................................................................................................................. 9
4.1. Operadores Lógicos ................................................................................................................................................ 9
4.2. Operadores Aritméticos .......................................................................................................................................... 9
4.3. Exercícios Resolvidos ............................................................................................................................................ 9
4.3.1. EXR1.C ............................................................................................................................................................ 9
4.3.2. EXR2.C ...........................................................................................................................................................10
4.3.3. EXR3.C ...........................................................................................................................................................11
4.3.4. EXR4.C ...........................................................................................................................................................11
4.4. Exercícios Propostos: .............................................................................................................................................12
4.5. Projeto Proposto: ....................................................................................................................................................12
5. Variáveis e Funções ......................................................................................................................................................13
5.1. Variáveis.................................................................................................................................................................13
5.1.1 Nome ................................................................................................................................................................13
5.1.2 Tipo e Valores ..................................................................................................................................................13
5.2. Funções ..................................................................................................................................................................14
5.2.1 Sintaxe das Funções .........................................................................................................................................14
5.3. PROG2.C – Pisca Leds ..........................................................................................................................................15
5.4. PROG3.C – Pisca Leds com tempo controlado pela DIPS .....................................................................................15
5.5. Exercícios Resolvidos ...........................................................................................................................................17
5.5.1. EXR5.C ...........................................................................................................................................................17
5.6. Exercícios Propostos: .............................................................................................................................................17
5.7. Projeto Proposto: ................................................................................................................................................... 18
6. Operadores Relacionais e Estruturas de Decisão .......................................................................................................... 19
6.1. Operadores Relacionais ......................................................................................................................................... 19
6.2. Estrutura if-else ...................................................................................................................................................... 19
6.3. PROG4.C – Sequencial de LEDS .......................................................................................................................... 21
6.4. Estrutura switch-case ............................................................................................................................................. 23
6. 5. Comandos break e continue .................................................................................................................................. 23
6.6. PROG5.C – Sequencial de LEDS com switch ....................................................................................................... 24
6.7. Exercícios Propostos .............................................................................................................................................. 24
6.8. Projetos Propostos ................................................................................................................................................. 24
7. Estruturas de Loop - Laços ........................................................................................................................................... 25
7.1. Estrutura while ....................................................................................................................................................... 25
7.2. Estrutura do while .................................................................................................................................................. 25
7.3. PROG6.C – Alarme Residencial ............................................................................................................................ 26
7.4. Estrutura for ........................................................................................................................................................... 29
7.5. PROG7.C – Contador de Eventos .......................................................................................................................... 29
7.5. Exercícios Resolvidos ........................................................................................................................................... 32
7.5.1. EXR6.C ........................................................................................................................................................... 32
7.7. Exercícios Propostos .............................................................................................................................................. 32
7.8. Projeto proposto ..................................................................................................................................................... 32
8. Atividades não presenciais............................................................................................................................................ 33
Apêndice A – Revisão ...................................................................................................................................................... 34
Apêndice B – at89x52.h ................................................................................................................................................... 35
1
P2
LED2 LED3 LED4 LED5 LED6 LED7
DIP8 DIP7 DIP6 DIP5 DIP4 DIP3 DIP2 DIP1
LED8
BZ
PB
P0_0 P0_1 P0_2 P0_3 P0_4 P0_5 P0_6 P0_7
P2_7 P2_6 P2_5 P2_4 P2_3 P2_2 P2_1 P2_0
P3_0 P3_1 P3_2 P3_3 P3_4 P3_5 P3_6 P3_7
P1_0 P1_1 P1_2 P1_3 P1_4 P1_5 P1_6 P1_7
LEDS
DIPS
P0 P1
LED1
P3
Introdução
1.1. Linguagem C A Linguagem C foi criada para gerar o menor número de códigos quanto possível. Seu conjunto de comandos é bem reduzido, porém bastante flexível. Para microcontroladores utiliza-se o SDCC (Small Device C Compiler) que é um compilador ANSI –C otimizado. Trata-se de um projeto open source (código fonte aberto) sob licença GLP (General Public License) da GNU.
1.2. Hardware Base O hardware utilizado no curso é a Placa de Testes EDT-044 que utiliza o microcontrolador AT89S52. Este microntrolador possui 32 pinos de I/O divididos em 4 ports de 8 bits Estes ports são bit/byte endereçáveis, ou seja, podemos acessar o port (P0, P1, P2, P3) ou cada bit individualmente (P0_0, P0_1, P0_2, P0_3, P0_4, P0_5, P0_6, P0_7, P1_0 ... P1_7, P2_0 ...P2_7, P3_0 ... P3_7). Na Placa de Testes são utilizadas 9 entradas e 9 saídas, a saber: Entradas: P2 – Dip-switch com 8 chaves (ON = nível lógico “0”) P3_2 – Push-Bottom (acionada = nível lógico “0”) Saídas: P0 – 8 Leds (ativos em nível lógico “1”) P3_7 – Buzzer (ativo em nível lógico “0”)
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1.3. Estrutura de um Software de Aplicação Para aplicações em microcontroladores tem-se, geralmente, a estrutura apresentada a seguir:
INICIO
Declarar e definir conteúdos iniciais
das variáveis
Processo
INICIALIZAÇÃO
LOOP INFINITO
Inicializar periféricos
programáveis
Colocar conteúdos iniciais nas saídas
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2. Estrutura Básica de um programa em C Para apresentarmos a estrutura básica de um programa em Linguagem C, faremos um software para testar a Placa de Testes.
2.1. PROG1.C – Software de Testes Este programa utilizará o seguinte fluxograma:
Abra o editor JFE (C:\8051\Editor_C\JFE), Carregue o software PROG1.C que está na pasta C:\8051\CursoC. A figura a seguir mostra o programa aberto no JFE.
PROG1
Apaga LEDS Desliga BZ
LEDS ← DIPS BZ ← PB
INICIALIZAÇÃO
LOOP INFINITO
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2.2. Comentários Os comentários aparecem em verde e podem iniciados com /* e encerrados com */ quando utiliza-se várias linhas ou coloca-se // quando forem colocados em apenas uma linha.
2.3. Diretivas de Pré-Processamento O comando #include inclui um arquivo header (cabeçalho) que contém as definições do microcontrolador utilizado (at89x52.h) assim como bibliotecas com funções em C. No arquivo at89x52.h tem-se as definições dos ports e registradores de funções especiais do AT89S52. No momento, utilizaremos somente os ports que aparecem em azul: P0, P1, P2, P3, P0_0 ... P0_7, P1_0 ... P1_7, P2_0 ...P2_7, P3_0 ... P3_7 Podemos utilizar também, os nomes das entradas e saídas da Placa de testes: As entradas aparecem em marrom: DIPS, DIP1 ... DIP8 e PB As saídas aparecem em vermelho: LEDS, LED1 ... LED8 e BZ O Apêndice B apresenta o arquivo at89x52,h
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2.4. Função Principal – void main ( )
Trata-se do bloco principal do programa que estará entre chaves { }. No nosso caso, a função principal nunca retornará nada (void – vazio) e também, nunca recebe nenhum parâmetro, ou seja, sempre será “void main ( )”. Maiores informações no tópico 5.2 Funções.
2.5. Atribuições Note que as atribuições são encerradas com ponto e vírgula ( ; ) e os valores em hexadecimal devem ser precedidos de “0x”.
2.6. Loop Infinito – while (1)
Todas as atribuições, comandos e estruturas que estiverem entre as chaves { } da estrutura while (1) serão repetidas em loop infinito. Maiores informações no tópico 7.1 Estrutura - while.
2.7. A Linguagem C é case sensitive
Isto significa que o compilador diferencia letras maiúsculas e minúsculas. Todos os comandos em C são com letras minúsculas e os ports e entradas e saídas da placa são escritos com letras maiúsculas.
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3. Compilação, Simulação e Programação
3.1. Compilação Para compilar o programa basta clicar em “Compilar”. Caso não tenha erros de sintaxe no programa digitado, um arquivo com extensão .HEX será criado no mesmo diretório do arquivo fonte.
3.1.1. Arquivos .HEX
O formato Intel Hex compreende um arquivo texto (ASCII) , com a seguinte codificação: :040000000200443284
:01000B0032C2
:0100130032BA
:01001B0032B2
:0100230032AA
:01002B0032A2
:100044007581CF120040E582600302002C7900E93B
:100054004400601B7A0090008C780075A000E49343
:10006400F2A308B8000205A0D9F4DAF275A0FF786B
:1000740000E84400600C7900900000E4F0A3D8FC90
:08008400D9FAF6D8FD02002CA8
:10002C0012003180FE758000D2B785A080A2B292FA
:08003C00B780F7227582002253
:00000001FF
: - Delimitador de início da linha 04 - Número de bytes da linha 0000 - Endereço inicial dos bytes 00 - Tipo de registro: 00 = dados, 01 fim de registro 02004432 - Dados/instruções 84 - Checksum – complemento da soma de todos os bytes
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3.2. Simulação
a) Abrir o programa Pinnacle52 ( Iniciar – Programas – Pinnacle – Pinnacle52 – register later) b) Abrir Code Memory ( View - Code Memory) – otimizar janela. c) Abrir Ports ( View – Ports) – otimizar janela. d) Abrir o Programa – ( File open – Arquivos do tipo: INTEL HEX – PROG1.HEX) e) Executar programa (seta verde - run) f) Simular entradas (DIPS e PB) e verificar saídas (LEDS e BZ)
3.3. Programação na Placa de Testes
a) Abrir o Gravador USB ( C:\8051\Gravadores\Gravador USB) b) Conectar o cabo USB do Kit Programador c) Carregar o Arquivo .HEX ( LOAD FLASH) d) Gravar o programa (AUTO) e) Simular o programa alterando o estado da Dips-Switch e PB e verificando os LEDS e BZ.
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4. Operadores Lógicos e Aritméticos 4.1. Operadores Lógicos
OPERADORES LÓGICOS ! NOT & AND | OR ^ XOR
<< n Desloca n bits à esquerda >> n Desloca n bits à direita
4.2. Operadores Aritméticos
OPERADORES ARITMÉTICOS + SOMA - SUBTRAÇÃO / DIVISÃO
% RESTO DA DIVISÃO * MULTIPLICAÇÃO
++ INCREMENTO ( SOMAR 1 ) -- DECREMENTO ( SUBTRAIR 1 )
4.3. Exercícios Resolvidos
4.3.1. EXR1.C
Dê um programa que realize as seguintes operações lógicas: LED1 = DIP1 + DIP2 LED2 = DIP1.DIP2 LED3 = DIP1 + DIP2 LED4 = DIP1 + DIP2. DIP1 Tabela de Verificação
DIP1 DIP2 LED8 LED7 LED6 LED5 LED4 LED3 LED2 LED1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 1 1 0 0 0 0 0 1 0 0 1 1 1 0 0 0 0 1 0 1 1
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Programa EXR1.C /* EXR1.C Exercício Resolvido 1 Operações Lógicas */ #include <at89x52.h> void main () { LEDS = 0x00; BZ = 1; while (1) { LED1 = DIP1 | DIP2; LED2 = DIP1 & DIP2; LED3 = !(DIP1 | DIP2); LED4 = DIP1 | (DIP2 & !DIP1); } }
4.3.2. EXR2.C
Dê uma rotina que apresente nos LEDS o conteúdo das DIPS multiplicado por 4. Exemplos de testes:
DIPS DIP8 DIP7 DIP6 DIP5 DIP4 DIP3 DIP2 DIP1 LEDS LED8 LED7 LED6 LED5 LED4 LED3 LED2 LED1 0x01 0 0 0 0 0 0 0 1 0x04 0 0 0 0 0 1 0 0 0x05 0 0 0 0 0 1 0 1 0x14 0 0 0 1 0 1 0 0 0x0C 0 0 0 0 1 1 0 0 0x30 0 0 1 1 0 0 0 0 0x3F 0 0 1 1 1 1 1 1 0xFC 1 1 1 1 1 1 0 0
Programa EXR2.C /* EXR2.C Exercício Resolvido 2 Operações Aritméticas LEDS = DIPS x 4 */ #include <at89x52.h> void main () { LEDS = 0x00; BZ = 1; while (1) { LEDS = DIPS *4; } }
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4.3.3. EXR3.C
Dê uma rotina que apresente nos LEDS o conteúdo das DIPS multiplicado por 4 utilizando instrução de deslocamento. Programa EXR3.C /* EXR2.C Exercício Resolvido 2 LEDS = DIPS x 4 Com instrução de deslocamento */ #include <at89x52.h> void main () { LEDS = 0x00; BZ = 1; while (1) { LEDS = DIPS << 2; } }
4.3.4. EXR4.C
Dê uma rotina que apresente nos LEDS a soma do nibble mais significativo das DIPS com o nibble menos significativo. Algoritmo: Soma-se o conteúdo da DIPS deslocado 4 bits à direita com o conteúdo da DIPS com o nibble mais significativo zerado. Exemplo: 0x0F + 0x02 = 0x11 DIPS DIP8 DIP7 DIP6 DIP5 DIP4 DIP3 DIP2 DIP1 DIPS DIP8 DIP7 DIP6 DIP5 DIP4 DIP3 DIP2 DIP1
0xF2 1 1 1 1 0 0 1 0 0x07 0 0 0 0 1 1 1 1 0x02 0 0 0 0 0 0 1 0 LEDS LED8 LED7 LED6 LED5 LED4 LED3 LED2 LED1
0x11 0 0 0 1 0 0 0 1
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Programa EXR4.C /* EXR4.C Exercício Resolvido 4 LEDS = soma do nibble mais significativo com o nibble menos significativo da DIPS */ #include <at89x52.h> void main () { LEDS = 0x00; BZ = 1; while (1) { LEDS = (DIPS >>4) + (DIPS & 0x0F); } }
4.4. Exercícios Propostos:
EX1.C – Dê uma rotina que apresente nos LEDS o conteúdo das DIPS dividido por 4. EX2.C – Dê uma rotina que apresente nos LEDS o resto da divisão das DIPS por 4. EX3.C – Dê uma rotina que acione o BZ (ativo em nível lógico “0”) quando a DIP1 = “1”.
4.5. Projeto Proposto:
PROJ1.C – Controle de uma Bomba para caixa d´água e alarme do reservatório. Entradas: DIP1 – Sensor de nível de água mínimo do reservatório DIP2 – Sensor de nível de água máximo do reservatório DIP3 – Sensor de nível de água mínimo da caixa d´água DIP4 – Sensor de nível de água máximo da caixa d´água OBS: Sensores = 1 na presença de água Sáidas: LED1 – Bomba d´água – ativo em nível lógico “1” BZ – Alarme - ativo em nível lógico “0” A bomba d´água deve ligar sempre que a caixa d´água não estiver cheia e tiver água no reservatório e o Alarme deve ativar se não tiver água no reservatório.
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5. Variáveis e Funções
5.1. Variáveis
Uma variável é uma posição de memória na qual o programa pode armazenar valores. Assim, uma variável possui 3 atributos: um nome, o tipo de dado e o valor armazenado.
5.1.1 Nome
Algumas regras básicas para estabelecer o nome da variável: a) Deve sempre começar com letra ou sublinhado (_); b) Não pode conter caracteres especiais, somente letras, números e sublinhado; c) Deve lembrar o que guarda; d) O compilar C é case sensitive; e) Existem nomes reservados.
Nomes Reservados pelo Padrão ANSI-C
auto break case char const continue default do double else enum extern float for goto if int long
register return short signed sizeof static struct switch typedef union unsigned void volatile while main
Outros nomes reservados pelo SDCC: bit, interrupt, using, sfr
5.1.2 Tipo e Valores
Tipo de Dado bits bytes Valores bit 1 0 ou 1
char 8 1 -128 a +127 unsigned char 8 1 0 a 255
int 16 2 -32768 a +32767 unsigned int 16 2 0 a 65355
long 32 4 -2147483648 a +2147483647 unsigned long 32 4 0 a 4294967295
float 32 4 ±1,17549E-38 a ±3,402823E+38
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5.2. Funções Funções são blocos de programas que são executados como uma sub-rotina.
5.2.1 Sintaxe das Funções
As funções possuem um cabeçalho e o bloco de instruções que ela realiza como mostra a estrutura abaixo: tipo_do_dado_de_retorno nome (declaração_do_parâmetro_de_entrada) { Instruções; }
Na declaração da função, quando ela não retorna nenhum dado coloca-se void (vazio) e, quando não há nenhum parâmetro de entrada não coloca-se nada dentro dos parênteses. Exemplo1: Função teste #include <at89x52.h> void teste ( ) { LEDS = DIPS; BZ = PB; } void main ( ) { LEDS = 0x00; BZ = 1; while (1) { teste ( ); } } Exemplo 2: Função somar #include <at89x52.h> char somar (char a, char b) { unsigned char c; c = a + b; return (c); } void main ( ) { LEDS = 0x00; BZ = 1; while (1) { LEDS = somar (0x07,0x20); } }
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5.3. PROG2.C – Pisca Leds O programa a seguir apresenta uma rotina que faz os LEDS piscarem utilizando a função atraso_ ms(tempo_em_ms). /* PROG2.C PISCA LEDS */ // Diretivas de Pré-Processamento #include <at89x52.h> #include <atraso.h> void main () { // Inicio do programa principal LEDS = 0x00; // Apaga LEDS BZ = 1; // Desliga BZ while (1) { // Inicio do Loop Infinito LEDS = 0xFF; // Acende todos os LEDS atraso_ms(500); // Atraso de 500ms (0,5s) LEDS = 0x00; // Apaga todos os LEDS atraso_ms(500); // Atraso de 500ms (0,5s) } // Fim do Loop Infinito } // Fim do Programa Principal
5.4. PROG3.C – Pisca Leds com tempo controlado pela DIPS
O programa a seguir faz os LEDS acenderem e apagarem com velocidade controlada pela DIPS segundo tabela dada a seguir
DIP3 DIP2 DIP1 VALOR T (s) T (ms) 0 0 0 0 0,1 100 0 0 1 1 0,2 200 0 1 0 2 0,3 300 0 1 1 3 0,4 400 1 0 0 4 0,5 500 1 0 1 5 0,6 600 1 1 0 6 0,7 700 1 1 1 7 0,8 800
O cálculo do tempo é dado pela seguinte expressão: Tempo = ((DIPS & 0x07) + 1) * 100 Para zerar o conteúdo de DIP8 a DIP4, executa-se a operação AND com 0x07, como mostrado a seguir:
DIPS DIP8 DIP7 DIP6 DIP5 DIP4 DIP3 DIP2 DIP1 0xXY X X X X X Y Y Y 0x07 0 0 0 0 0 1 1 1 0x0Y 0 0 0 0 0 Y Y Y
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Como os valores da DIPS variam de 0 a 7 e os tempos de 100ms a 800ms, soma-se 1 ao valor da DIPS e multiplica-se por 100. A variável com o tempo de atraso (MS) deve ser declarada como variável global, pois é utilizada tanto na função main quanto na função atraso_ms. /* PROG3.C PISCA LEDS COM TEMPO DADO PELA DIPS */ // Diretivas de Pré-Processamento #include <at89x52.h> #include <atraso.h> // Declaração das variáveis globais unsigned int MS; void main () { // Inicio do programa principal LEDS = 0x00; // Apaga LEDS BZ = 1; // Desliga BZ while (1) { // Inicio do Loop Infinito MS = ((DIPS & 0x07) + 1) * 100; // MS = tempo de atraso LEDS = 0xFF; // Acende todos os LEDS atraso_ms(MS); // Atraso LEDS = 0x00; // Apaga todos os LEDS atraso_ms(MS); // Atraso } // Fim do Loop Infinito } // Fim do Programa Principal
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5.5. Exercícios Resolvidos
5.5.1. EXR5.C
Utilize a programa PROG3.C e transforme a rotina que faz piscar os LEDS na função SEQ1 ( ). /* EXR5.C PISCA LEDS COM TEMPO DADO PELA DIPS */ // Diretivas de Pré-Processamento #include <at89x52.h> #include <atraso.h> // Declaração das variáveis globais unsigned int MS; // Declaração das funções void SEQ1 (); // PROGRAMA PRINCIPAL void main () { // Inicio do programa principal LEDS = 0x00; // Apaga LEDS BZ = 1; // Desliga BZ while (1) { // Inicio do Loop Infinito MS = ((DIPS & 0x07) + 1) * 100; // MS = tempo de atraso SEQ1 (); // Chama função SEQ1 () } // Fim do Loop Infinito } // Fim do Programa Principal // FUNÇÕES void SEQ1 ( ) { LEDS = 0xFF; // Acende todos os LEDS atraso_ms(MS); // Atraso LEDS = 0x00; // Apaga todos os LEDS atraso_ms(MS); // Atraso }
5.6. Exercícios Propostos:
EX4.C – Baseado no PROG3.C, dê um programa que realize atraso de 100ms a 1,6s com base em DIP4, DIP3,DIP2 e DIP1. EX5.C – Baseado no PROG3.C, dê um programa que faça o BZ tocar quando os LEDS estiverem acesos.
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5.7. Projeto Proposto:
PROJ2.C – Apresente nos LEDS a sequência da super máquina.
LED8 LED7 LED6 LED5 LED4 LED3 LED2 LED1 LEDS 1 0 0 0 0 0 0 1 0x81 0 1 0 0 0 0 1 0 0x42 0 0 1 0 0 1 0 0 0x24 0 0 0 1 1 0 0 0 0x18 0 0 1 0 0 1 0 0 0x24 0 1 0 0 0 0 1 0 0x42
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6. Operadores Relacionais e Estruturas de Decisão
6.1. Operadores Relacionais
OPERADORES RELACIONAIS = = IGUAL A != DIFERENTE DE < MENOR QUE > MAIOR QUE
<= MENOR OU IGUAL A >= MAIOR OU IGUAL A
6.2. Estrutura: if - else
Sintaxe: if (condição) { instrução 1;
instrução 2;
... } else { instrução 1;
instrução 2;
... }
Forma simplicada: if (condição) instrução 1; else instrução 2;
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Exemplo1:
if ( DIPS = = 0xFF) { LEDS = 0xFF; } else { LEDS = 0x00; } if ( DIPS = = 0x80) { BZ = 0; } else { BZ = 1; }
OU if ( DIPS = = 0xFF) LEDS = 0xFF; else LEDS = 0x00; if ( DIPS = = 0x80) BZ = 0; else BZ = 1;
Exemplo 2:
if ( PB = = 0 ) { LED1 = 0; } else { if ( DIP1 = = 1) { LED1 = 1; } if ( DIP2 = = 1) { LED1 = 1; } }
OU
if ( !PB ) LED1 =0; else { if ( DIP1) LED1 = 1; if ( DIP2) LED1 = 1; }
Exemplo1
DIPS = 0xFF
Apaga LEDS
Acende LEDS
DIPS = 0x80
Desliga BZ
Aciona BZ
S
S
Exemplo2
DIP1 = 1
Acende LED1
S
DIP2 = 1
Acende LED1
S
PB = 0
Apaga LED1
S
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6.3. PROG4.C – Sequencial de LEDS
O programa a seguir apresenta uma rotina que realiza 4 sequências diferentes nos LEDS selecionadas pela DIP1 e DIP2 segundo a tabela:
DIP2 DIP1 Sequências nos LEDS
0 0 Sequência 1 0 1 Sequência 2 1 0 Sequência 3 1 1 Sequência 4
PROG4
Apaga LEDS
MS (global) Teste (local)
Apaga LEDS Desliga BZ
teste= nibble – signif. da DIPS
teste = 0x00
S
teste = 0x01
S
teste = 0x02
S
teste = 0x03
S
SEQ4( )
SEQ3( )
SEQ2( )
SEQ1( )
22
/* PROG4.C SEQUENCIAL DE LEDS */ // Diretivas de Pré-Processamento #include <at89x52.h> #include <atraso.h> // Declaração das variáveis globais unsigned int MS = 200; // Declaração das funções void SEQ1 (); void SEQ2 (); void SEQ3 (); void SEQ4 (); // FUNÇÃO PRINCIPAL void main () { // Inicio do programa principal unsigned char teste; // Declaração de variável local LEDS = 0x00; // Apaga LEDS BZ = 1; // Desliga BZ while (1) { // Inicio do Loop Infinito teste = DIPS & 0x0F; if (teste==0x00) SEQ1(); else { if (teste == 0x01) SEQ2(); else { if (teste == 0x02) SEQ3(); else { if (teste == 0x03) SEQ4(); else LEDS = 0X00; } } } } // Fim do Loop Infinito } // Fim do Programa Principal
// FUNÇÕES void SEQ1 () { LEDS = 0xFF; atraso_ms (MS); LEDS = 0x00; atraso_ms (MS); } void SEQ2 () { LEDS = 0x55; atraso_ms (MS); LEDS = 0xAA; atraso_ms (MS); } void SEQ3 () { LEDS = 0x0F; atraso_ms (MS); LEDS = 0xF0; atraso_ms (MS); } void SEQ4 () { LEDS = 0xC0; atraso_ms (MS); LEDS = 0x03; atraso_ms (MS); LEDS = 0x30; atraso_ms (MS); LEDS = 0x0C; atraso_ms (MS); }
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6.4. Estrutura switch-case
Sintaxe: switch (variável) { case valor1: instrução 1; instrução 2; ... break; case valor2: instrução 1; instrução 2; ... break; case valorn: instrução 1; instrução 2; ... break; default: instrução 1; instrução 2; ... break; }
6. 5. Comandos break e continue break :Força uma interrupção abrupta do bloco de uma estrutura switch, for, while e do while. continue: Ignora o resto das instruções do bloco e retorna ao início do bloco.
24
6.6. PROG5.C – Sequencial de LEDS com switch /* PROG5.C SEQUENCIAL DE LEDS COM SWITCH */ // Diretivas de Pré-Processamento #include <at89x52.h> #include <atraso.h> // Declaração das variáveis globais unsigned int MS = 200; // Declaração das funções void SEQ1 (); void SEQ2 (); void SEQ3 (); void SEQ4 (); // FUNÇÃO PRINCIPAL void main () { // Inicio do programa principal unsigned char teste; // Declaração de variável local LEDS = 0x00; // Apaga LEDS BZ = 1; // Desliga BZ while (1) { // Inicio do Loop Infinito teste = DIPS & 0x0F; switch (teste) { case 0x00: SEQ1(); break; case 0x01: SEQ2(); break; case 0x02: SEQ3(); break; case 0x03: SEQ4(); break; default: LEDS = 0X00; break; } } // Fim do Loop Infinito } // Fim do Programa Principal // FUNÇÕES (idem PROG4.C)
6.7. Exercícios Propostos EX6.C – Dê um programa que acenda todos os LEDS se DIP1=1 e DIP2=1. Os LEDS devem apagar se DIP8=1. Dar prioridade à DIP8. EX7.C – Dê um programa que verifique a DIPS e acenda os LEDS de acordo com a faixa de valores dadas a seguir: LED1 = 1 para DIPS <= 0x20 LED2 = 1 para 0x20 < DIPS < 0x30 LED3 = 1 para DIPS >= 0x30
6.8. Projetos Propostos PROJ3.C – Dê um sequencial de LEDS com 8 sequências controladas pela DIP3, DIP2 e DIP1 e 8 velocidades controladas pela DIP7, DIP6 e DIP5.
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7. Estruturas de Loop - Laços
7.1. Estrutura: while Sintaxe: while (condição) { instrução 1;
instrução 2;
... }
Forma simplicada: while (condição) instrução 1;
Na estrutura while o bloco de instruções é realizado enquanto a condição for verdadeira formando assim um loop de repetição
while ( PB = = 0) { BZ = 0; Atraso_ms(500); BZ = 1; Atraso_ms(500); } LEDS = 0xFF;
7.2. Estrutura: do while
Sintaxe: do { instrução 1;
instrução 2;
... } while (condição);
Exemplo
PB = 0
Acende os LEDS
S
Aciona BZ
Atraso 0,5s
Desliga BZ
Atraso 0,5s
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Na estrutura do while, realiza-se o bloco de instruções antes de verificar a condição para realizar o loop de repetição.
do { BZ = 0; Atraso_ms(500); BZ = 1; Atraso_ms(500); } while ( PB = = 0); LEDS = 0xFF;
7.3. PROG6.C – Alarme Residencial
Entradas: DIP1 = Liga/Desliga Alarme DIP5 a DIP8 = Sensores Saídas: LED1 = Temporização LED8 = Sensor ativo Descrição: Enquanto o alarme não estiver ligado o LED8 deve acender se pelo menos um sensor estiver ativo. Ao ligar o alarme deve-se realizar um atraso de 5s para o usuário sair de sua casa (durante este tempo o LED1 deve acender). Ao término deste tempo inicia-se a verificação dos sensores. Quando um sensor for acionado deve-se realizar um atraso de 5s para que o usuário chegue até a central de alarme para desligá-lo. Caso o alarme não seja desligado o buzzer deve ser acionado. O buzzer só será desativado quando o alarme for desligado.
Exemplo
PB = 0
Acende os LEDS
S
Aciona BZ
Atraso 0,5s
Desliga BZ
Atraso 0,5s
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PROG6
unsigned char teste
Apaga LEDS Desliga BZ
teste= nibble + signif. da DIPS
DIP1 = 1
S
teste ≠ 0x00
S
Atraso 5s
Acende LED8
Apaga LED8
Apaga LED1
Acende LED1
Teste = nibble + signif. da DIPS
teste ≠ 0x00
S
Atraso 5s
Apaga LED1
Acende LED1
DIP1 = 1
S
Liga BZ
Desliga BZ
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/* PROG6.C ALARME RESIDENCIAL Entradas: DIP1 = Liga/Desliga Alarme DIP5 a DIP8 = Sensores Saídas: LED1 = Temporização LED8 = Sensor ativo */ // Diretivas de Pré-Processamento #include <at89x52.h> #include <atraso.h> // FUNÇÃO PRINCIPAL void main () { // Inicio do programa principal unsigned char teste; // Declaração de variável local LEDS = 0x00; // Apaga LEDS BZ = 1; // Desliga BZ while (1) { // Inicio do Loop Infinito while (!DIP1) // Espera ligar Alarme { teste = DIPS & 0xF0; // Separa sensores if (teste != 0x00) LED8=1; // Acende LED8 se sensores <>0 else LED8=0; // Apaga LED8 se sensores = 0 } LED1=1; // Acende LED1 atraso_ms (5000); // Atraso 5s LED1=0; // Apaga LED1 do { teste = DIPS & 0xF0; // Separa sensores } while (teste == 0x00); // Aguarda sensores <> 0 LED1=1; // Acende LED1 atraso_ms (5000); // Atraso 5s LED1=0; // Apaga LED1 while (DIP1) BZ = 0; // Aciona BZ enquanto DIP1=1 BZ = 1; // Desliga BZ atraso_ms (100); // Atraso debouncing chave } // Fim do Loop Infinito } // Fim do Programa Principal
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7.4. Estrutura for
Sintaxe: for (inicialização;condição;incremento) { instrução 1;
instrução 2;
... }
Forma simplicada: for (inicialização;condição;incremento) instrução 1;
7.5. PROG7.C – Contador de Eventos Entradas: PB = Clock do Contador DIPS = Programação da Contagem máxima Saídas: LEDS = Indicação da Contagem BZ = Indicação sonora do término de Contagem Descrição: A cada pulso em PB ( 1 → 0 → 1 ) deve-se incrementar a contagem e atualizar os LEDS. A cada incremento deve-se comparar a contagem atual com a contagem máxima programada pela DIPS. Caso a contagem atingir o número programado deve-se dar 5 bips no buzzer (com o valor da contagem piscando concomitantemente), zerar a contagem e voltar peças.
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PROG7
unsigned char CONT=0 insigned char i
Apaga LEDS Desliga BZ
PB = 1
S
Atraso 20ms
CONT +1
LEDS = CONT
DIPS=CONT
S
LEDS=CONT Aciona BZ
PB = 0
S
Atraso 20ms
I=0;i<5;i++
Atraso 0,5s
LEDS=0x00 Desliga BZ
Atraso 0,5s
CONT +1
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/* PROG7.C CONTADOR DE EVENTOS Entradas: PB = Clock do Contador DIPS = Programação da Contagem máxima Saídas: LEDS = Indicação da Contagem BZ = Indicação sonora do término de Contagem */ // Diretivas de Pré-Processamento #include <at89x52.h> #include <atraso.h> // FUNÇÃO PRINCIPAL void main () { // Inicio do programa principal unsigned char i,CONT =0x00; // Declaração de variável local LEDS = 0x00; // Apaga LEDS BZ = 1; // Desliga BZ while (1) { // Inicio do Loop Infinito while (PB) {} // Aguarda PB ir para zero atraso_ms (20); // Deboucing while (!PB) {} // Aguarda PB ir para um atraso_ms (20); // Deboucing CONT++; // Incrementa contagem LEDS = CONT; // Atualiza LEDS if (CONT == DIPS) // Verifica final de contagem { for (i=0;i<5;i++) // Faz 5 bips no BZ { LEDS = CONT; BZ = 0; atraso_ms (500); LEDS - 0x00; BZ = 1; atraso_ms (500); } CONT = 0x00; // Zera CONT LEDS = 0x00; // Zera LEDS } } // Fim do Loop Infinito } // Fim do Programa Principal
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7.5. Exercícios Resolvidos 7.5.1. EXR6.C Mudar a instrução que incrementa a contagem no PROG7 (com realce em amarelo) para incremento em decimal. - Para fazer o incremento em decimal, segue-se o seguinte algoritmo: . Antes de incrementar a contagem, testa-se o nibble menos significativo de CONT; . Se o nibble menos significativo for igual a 9, soma-se 7 à CONT ( 0x09+7=0x10 ; 0x19+7=0x20 ; 0x29+7=0x30...) . Se o nibble menos significativo for diferente de 9, some-se 1 a CONT. Este trecho de programa ficaria assim: teste = CONT & 0xF0; if (teste = = 0x09) CONT = CONT+7 else CONT++; OBS: O algoritmo utilizado tem uma situação de erro: quando o valor de CONT for 0x99, ao somar-se 7 o resultado ficaria 0xA0 ao invés de 0x00. Uma das soluções possíveis é dada a seguir if (CONT != 0x99) { teste = CONT & 0x0F; if (teste = = 0x09) CONT = CONT+7 else CONT++; } else CONT = 0x00
7.7. Exercícios Propostos EX8.C – Dê um programa que realize uma contagem de tempo em segundos nos LEDS ( de 0x00 a 0x99). Esta contagem deve estar condicionada à DIP1. Se DIP1=0 o contador deve estar parado, caso contrário o contador segue contando em segundos. EX9.C – De um programa que aguarde o acionamento da PB. Quando PB for acionada, realizar uma contagem regressiva nos LEDS de 0x09 a 0x00 (em segundos). Ao chegar a 0x00 o buzzer deve disparar. Um pulso na DIP1 deve desligar o buzzer e retornar ao início do programa.
7.8. Projeto proposto PROJ4.C – Projeto de aplicação de livre escolha. Sugestões: Controle de motor de passo, Controle de Temperatura de uma estufa, Controle de velocidade de um motor por PWM, etc.
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8. Atividades não presenciais
a) Digitar, compilar e testar os exercícios resolvidos: EXR1.C a EXR6.C b) Resolver os exercícios propostos: EX1.C a EX9.C c) Elaborar os projetos propostos: PROJ1.C a PROJ4.C d) Compactar todos os programas fonte (*.C) e enviar para o professor Salomão
([email protected]) até 03/07/2013 .
34
Apêndice A – Revisão
Função OR Função AND Função XOR Função NOT S = A | B S = A & B S = A ^ B S = !A
A B S A B S A B S A S 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 1 0 1 0 0 1 1 1 0 1 0 1 1 0 0 1 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1
Tabela de Conversão
Binário Hexa Decimal 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 0 0 1 0 2 2 0 0 1 1 3 3 0 1 0 0 4 4 0 1 0 1 5 5 0 1 1 0 6 6 0 1 1 1 7 7 1 0 0 0 8 8 1 0 0 1 9 9 1 0 1 0 A 10 1 0 1 1 B 11 1 1 0 0 C 12 1 1 0 1 D 13 1 1 1 0 E 14 1 1 1 1 F 15
35
Apêndice B – at89x52.h /*------------------------------------------------------------------------- Register Declarations for ATMEL 89x52 Processors Written By - Bernd Bartmann [email protected] (1999) based on reg51.h by Sandeep Dutta [email protected] KEIL C compatible definitions are included This program is free software; you can redistribute it and/or modify it under the terms of the GNU General Public License as published by the Free Software Foundation; either version 2, or (at your option) any later version. This program is distributed in the hope that it will be useful, but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE. See the GNU General Public License for more details. You should have received a copy of the GNU General Public License along with this program; if not, write to the Free Software Foundation, 59 Temple Place - Suite 330, Boston, MA 02111-1307, USA. In other words, you are welcome to use, share and improve this program. You are forbidden to forbid anyone else to use, share and improve what you give them. Help stamp out software-hoarding! -------------------------------------------------------------------------*/ #ifndef AT89x52_H #define AT89x52_H /* BYTE addressable registers */ sfr at 0x80 P0 ; sfr at 0x80 LEDS ; sfr at 0x81 SP ; sfr at 0x82 DPL ; sfr at 0x83 DPH ; sfr at 0x87 PCON ; sfr at 0x88 TCON ; sfr at 0x89 TMOD ; sfr at 0x8A TL0 ; sfr at 0x8B TL1 ; sfr at 0x8C TH0 ; sfr at 0x8D TH1 ; sfr at 0x90 P1 ; sfr at 0x98 SCON ; sfr at 0x99 SBUF ; sfr at 0xA0 P2 ; sfr at 0xA0 DIPS ; sfr at 0xA8 IE ; sfr at 0xB0 P3 ; sfr at 0xB8 IP ; sfr at 0xC8 T2CON ; sfr at 0xC9 T2MOD ; sfr at 0xCA RCAP2L ;
36
sfr at 0xCB RCAP2H ; sfr at 0xCC TL2 ; sfr at 0xCD TH2 ; sfr at 0xD0 PSW ; sfr at 0xE0 ACC ; sfr at 0xE0 A ; sfr at 0xF0 B ; /* BIT addressable registers */ /* P0 */ sbit at 0x80 P0_0 ; sbit at 0x81 P0_1 ; sbit at 0x82 P0_2 ; sbit at 0x83 P0_3 ; sbit at 0x84 P0_4 ; sbit at 0x85 P0_5 ; sbit at 0x86 P0_6 ; sbit at 0x87 P0_7 ; sbit at 0x80 LED1 ; sbit at 0x81 LED2 ; sbit at 0x82 LED3 ; sbit at 0x83 LED4 ; sbit at 0x84 LED5 ; sbit at 0x85 LED6 ; sbit at 0x86 LED7 ; sbit at 0x87 LED8 ; /* TCON */ sbit at 0x88 IT0 ; sbit at 0x89 IE0 ; sbit at 0x8A IT1 ; sbit at 0x8B IE1 ; sbit at 0x8C TR0 ; sbit at 0x8D TF0 ; sbit at 0x8E TR1 ; sbit at 0x8F TF1 ; /* P1 */ sbit at 0x90 P1_0 ; sbit at 0x91 P1_1 ; sbit at 0x92 P1_2 ; sbit at 0x93 P1_3 ; sbit at 0x94 P1_4 ; sbit at 0x95 P1_5 ; sbit at 0x96 P1_6 ; sbit at 0x97 P1_7 ; sbit at 0x90 T2 ; sbit at 0x91 T2EX ; /* SCON */ sbit at 0x98 RI ; sbit at 0x99 TI ; sbit at 0x9A RB8 ; sbit at 0x9B TB8 ; sbit at 0x9C REN ;
37
sbit at 0x9D SM2 ; sbit at 0x9E SM1 ; sbit at 0x9F SM0 ; /* P2 */ sbit at 0xA0 P2_0 ; sbit at 0xA1 P2_1 ; sbit at 0xA2 P2_2 ; sbit at 0xA3 P2_3 ; sbit at 0xA4 P2_4 ; sbit at 0xA5 P2_5 ; sbit at 0xA6 P2_6 ; sbit at 0xA7 P2_7 ; sbit at 0xA0 DIP1 ; sbit at 0xA1 DIP2 ; sbit at 0xA2 DIP3 ; sbit at 0xA3 DIP4 ; sbit at 0xA4 DIP5 ; sbit at 0xA5 DIP6 ; sbit at 0xA6 DIP7 ; sbit at 0xA7 DIP8 ; /* IE */ sbit at 0xA8 EX0 ; sbit at 0xA9 ET0 ; sbit at 0xAA EX1 ; sbit at 0xAB ET1 ; sbit at 0xAC ES ; sbit at 0xAD ET2 ; sbit at 0xAF EA ; /* P3 */ sbit at 0xB0 P3_0 ; sbit at 0xB1 P3_1 ; sbit at 0xB2 P3_2 ; sbit at 0xB2 PB ; sbit at 0xB3 P3_3 ; sbit at 0xB4 P3_4 ; sbit at 0xB5 P3_5 ; sbit at 0xB6 P3_6 ; sbit at 0xB7 P3_7 ; sbit at 0xB7 BZ ; sbit at 0xB0 RXD ; sbit at 0xB1 TXD ; sbit at 0xB2 INT0 ; sbit at 0xB3 INT1 ; sbit at 0xB4 T0 ; sbit at 0xB5 T1 ; sbit at 0xB6 WR ; sbit at 0xB7 RD ; /* IP */ sbit at 0xB8 PX0 ; sbit at 0xB9 PT0 ; sbit at 0xBA PX1 ; sbit at 0xBB PT1 ;
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sbit at 0xBC PS ; sbit at 0xBD PT2 ; /* T2CON */ sbit at 0xC8 T2CON_0 ; sbit at 0xC9 T2CON_1 ; sbit at 0xCA T2CON_2 ; sbit at 0xCB T2CON_3 ; sbit at 0xCC T2CON_4 ; sbit at 0xCD T2CON_5 ; sbit at 0xCE T2CON_6 ; sbit at 0xCF T2CON_7 ; sbit at 0xC8 CP_RL2 ; sbit at 0xC9 C_T2 ; sbit at 0xCA TR2 ; sbit at 0xCB EXEN2 ; sbit at 0xCC TCLK ; sbit at 0xCD RCLK ; sbit at 0xCE EXF2 ; sbit at 0xCF TF2 ; /* PSW */ sbit at 0xD0 P ; sbit at 0xD1 FL ; sbit at 0xD2 OV ; sbit at 0xD3 RS0 ; sbit at 0xD4 RS1 ; sbit at 0xD5 F0 ; sbit at 0xD6 AC ; sbit at 0xD7 CY ; /* BIT definitions for bits that are not directly accessible */ /* PCON bits */ #define IDL 0x01 #define PD 0x02 #define GF0 0x04 #define GF1 0x08 #define SMOD 0x80 #define IDL_ 0x01 #define PD_ 0x02 #define GF0_ 0x04 #define GF1_ 0x08 #define SMOD_ 0x80 /* TMOD bits */ #define M0_0 0x01 #define M1_0 0x02 #define C_T0 0x04 #define GATE0 0x08 #define M0_1 0x10 #define M1_1 0x20 #define C_T1 0x40 #define GATE1 0x80
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#define M0_0_ 0x01 #define M1_0_ 0x02 #define C_T0_ 0x04 #define GATE0_ 0x08 #define M0_1_ 0x10 #define M1_1_ 0x20 #define C_T1_ 0x40 #define GATE1_ 0x80 #define T0_M0 0x01 #define T0_M1 0x02 #define T0_CT 0x04 #define T0_GATE 0x08 #define T1_M0 0x10 #define T1_M1 0x20 #define T1_CT 0x40 #define T1_GATE 0x80 #define T0_M0_ 0x01 #define T0_M1_ 0x02 #define T0_CT_ 0x04 #define T0_GATE_ 0x08 #define T1_M0_ 0x10 #define T1_M1_ 0x20 #define T1_CT_ 0x40 #define T1_GATE_ 0x80 #define T0_MASK 0x0F #define T1_MASK 0xF0 #define T0_MASK_ 0x0F #define T1_MASK_ 0xF0 /* T2MOD bits */ #define DCEN 0x01 #define T2OE 0x02 #define DCEN_ 0x01 #define T2OE_ 0x02 /* Interrupt numbers: address = (number * 8) + 3 */ #define IE0_VECTOR 0 /* 0x03 external interrupt 0 */ #define TF0_VECTOR 1 /* 0x0b timer 0 */ #define IE1_VECTOR 2 /* 0x13 external interrupt 1 */ #define TF1_VECTOR 3 /* 0x1b timer 1 */ #define SI0_VECTOR 4 /* 0x23 serial port 0 */ #define TF2_VECTOR 5 /* 0x2B timer 2 */ #define EX2_VECTOR 5 /* 0x2B external interrupt 2 */ #endif