Microprocessadores1º Ano - LECOM

Universidade do MinhoDept. De Electrónica IndustrialUniversidade do MinhoDept. De Electrónica Industrial

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Rotinas e Sub-rotinas

• O que é a programação estruturada ?

• Como a linguagem assembly do PIC suporta a programação estruturada ?

O suporte a estruturação do código é feita através das instruções de ‘call’ e ‘return’.

Estrutura de uma rotina:pontoDeEntrada

...

return

Rotinas e Sub-rotinas

• Considere o seguinte código:...movf PESO1, Wcall somamovwf TOTAL1movf PESO2call somamovwf TOTAL2...

entry pointcódigo

da rotinareturn

código doprograma

callmais

códigocallmais

código

fluxo

prin

cipa

l de

exec

ução

De que forma o processador realiza a comutação da execução do código entre a rotina e a sub-rotina ?

Rotinas e Sub-rotinas

• Sabemos que o endereço da instrução a ser executada está armazenado no registo program counter (pc).

Por esta razão, o processador é capaz de comutar o ponto de execução através da manipulação do registo pc.

Temos então que as instruções de call e return irão manipular o registo pc.

A instrução call irá colocar o endereço da rotina que pretendemos chamar em pc, onde a label no início da rotina indica o ponto de entrada.

A instrução return, por sua vez, colocará o endereço da instrução a seguir ao call no registo pc. Desta forma a execução será retomada normalmente após a chamada da sub-rotina.

Rotinas e Sub-rotinas

• Qual é o problema com a descrição anterior ?Na descrição da instrução return foi dito que esta colocará o endereço de retorno, que é o endereço da instrução a seguir ao call da sub-rotina, no registo pc.

Mas de que forma a instrução return sabe qual será o endereço de retorno ?

Na resolução deste problema, os processadores usam uma memória especial chamada stack.

O nome stack reflecte o comportamento desta memória que se comporta como uma pilha de dados: LIFO (last in first out)

Esta memória é usada pelo processador para armazenar o endereço de retorno.

Rotinas e Sub-rotinas

• A memória de stack tem um ponteiro que indica o topo da stack.

• Este ponteiro chama-se sp, stack pointer.

• Após reset este aponta para a posição 0.

• No microcontrolador PIC, a memória stack não pode ser manipulada directamente, mas apenas indirectamente através das instruções: call e return.

• Como a stack do PIC tem apenas 8 palavras, então não é possível ter uma profundidade de chamada superior a 8.

• Alguns processadores tem instruções especiais, push e pop, que permitem usar a memória stack para guardar dados.

• Considere o seguinte código:...movf PESO1, Wcall somamovwf TOTAL1movf PESO2call somamovwf TOTAL2...

Rotinas e Sub-rotinas

• Até ao instante da execução da instrução ‘movf PESO1, W’, ainda não foi efectuado qualquer chamada a sub-rotinas, logo o stack pointer aponta para o início da stack.

• Considere o seguinte código:...movf PESO1, Wcall somamovwf TOTAL1movf PESO2call somamovwf TOTAL2...

Rotinas e Sub-rotinas

• Na execução da instrução ‘call soma’ são executadas as seguintes micro-operações:

1. O endereço da instrução seguinte, ‘movwf TOTAL1’, que se encontra em PC éguardado na stack.

2. O stack pointer é incrementado.

3. O endereço da rotina ‘soma’ é colocado em PC.

soma

• Considere o seguinte código:soma

...

return

...movf PESO1, Wcall somamovwf TOTAL1movf PESO2call somamovwf TOTAL2...

Rotinas e Sub-rotinas

• Na execução da instrução ‘return’ da rotina ‘soma’ são executadas as seguintes micro-operações:

1. O endereço da instrução guardado na stack é colocado em PC.

2. O stack pointer é decrementado.

• A execução retoma com a instrução ‘movwf TOTAL1’

Rotinas e Sub-rotinas

Questões ou dúvidas ?

Temporizadores / Contadores

• Temporizadores e contadores de eventos

O PIC16F84A tem uma unidade de temporização e contagem: timer 0

O timer 0 pode operar como temporizador ou como contador de eventos externos ao microcontrolador.

Temporizadores / Contadores

No modo de temporização, o registo TMR0 éincrementado a cada ciclo de instrução, também chamado ciclo de máquina.

Notar que cada ciclo de instrução corresponde a 4 ciclos de relógio.

Temporizadores / Contadores

No modo de contagem, o registo TMR0 do timer éincrementado sempre que há uma transição no pino RA4/T0CKI.

O incremento pode ser feito em função de uma transição positiva ou negativa – programável.

Temporizadores / Contadores

Notas:A contagen dos eventos externos e dos eventos internos (ciclos de relório) é efectuado no registo TMR0.

Como este registo é de 8 bits, então a conatgem máxima seráde 256 unidades.

Sempre que ocorre um overflow, ou seja, quando a contagem passa de 0xFF (255) para 0, o bit T0IF do registo INTCON éactivado – ‘1’.

Este bit deve ser apagado pelo programador.

Temporizadores / Contadores

• O uso do registo TMR0 limita as temporizações para 256xTOSC.

• O que fazer para conseguir temporizações superiores ?

Solução #1Posso aumentar a resolução do temporizador por softwareincrementando uma variável sempre que ocorra um overflow.

Solução #2Uso do prescaler.

Temporizadores / Contadores

• O que é o prescaler ?

Temporizadores / Contadores

• Principais registos

Temporizadores / Contadores

Temporizadores / Contadores

Temporizadores / Contadores

• Considerações práticas:

Timer 0 está a operar como temporizador:Quando o registo TMR0 é escrito, a contagem deste éparada por dois ciclos de instrução (8 ciclos de relógio).

Timer 0 está a operar como contador:Visto o sinal externo ter que ser sincronizado com o relógio interno do PIC verifica-se que:

O sinal externo não pode ter um período inferior a 4TOSC(TOSC é o período do relógio do PIC).

O incremento do registo de contagem acontecerá com um atraso de dois ciclos de relógio – 2TOSC.

Temporizadores / Contadores

Questões ou dúvidas ?

Temporizadores / Contadores

• Problema.Sabendo que dispõe de um sistema com um microcontrolador PIC 16F84A com um cristal de 4 MHz, escreva um programa para gerar uma onda quadrada com uma frequência de 10 KHz.