programação e projeto embarcado para pic16f

7/30/2019 Programao e Projeto Embarcado para PIC16F

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Segundo Torneio Universitrio de Robtica - UFU


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MICROCONTROLADORES:

O que so? para que Servem? Computador em um Chip

CPU

ROM

RAM

I/O PORTS

Relgio Interno...

Obviamente possuem recursos

reduzidos. Mas isso vem mudando

com o tempo.


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No dia a dia

DVDs, TVs

Video Games

PDAsAutomveis

Eletrodomsticos

Roteadores


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So aplicados nos diversos

segmentos da engenharia Segurana

Alarmes Portes Eletrnicos

Informtica Estabilizadores, NO-Breaks

Industria automobilstica Freios ABS Injeo eletrnica

Medicina Eletromigrafos, eletroencefalogramas, medidores de batimento cardaco, etc

Telecomunicaes Modems, Roteadores

Indstria Automao, Robtica, Controle de motores, etc.


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Fabricantes Microchip

Renesas

Motorola Samsung

Atmel

Intel

Holtek

Analog Devices

Texas Instrumens


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Algumas ferramentas disponveis

para trabalhar commicrocontroladores PIC

Ferramentas Pagas

C18

C30

MikroC

CCS HI-tech

WizC

Ferramentas free

SDCC

Gputils

Piklab

Pikdev Eclipse

Gpsim


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Conceitos Bsicos de arquitetura

para MCUsArquiteturas de memria


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Filosofia de set de instrues RISC (Reduced Instruction Set Computer)

Instrues simples

Mais baratos Circuitos menores

Capaz de executar quase todas instrues em 1 ciclo demquina

Uso intenso de pipelines


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CISC (Complex Instruction Set Computing)

Instrues maiores e complexas

Verstil

Comprometimento da comercializao e

desenvolvimento Microprogramao (instruoes complexas em hardware)

Circuitos complexos e menos econmicos


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Clocks e circuitos digitais Sinal usado como base das mudanas (sincronismo)

nos circuitos digitais

Nada mais que uma oscilao de tenso em umadeterminada freqncia


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Funcionamento simplificado de

uma CPU ULA

Operaes lgicas

Operaes

aritmticas Tomadas de deciso


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Memria

Armazenamento doprograma

Armazenamento dosdados

Configurao deperifricos


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Contador de programa

Aponta para o

endereo da prximainstruo a serexecutada


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CPU Unio dos perifricos citados (central de processamento)


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Think outsidethe box. A

little extraenergy is

closer than

you think.


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MICROCONTROLADOR PIC16F877A


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Arquitetura de memria Harvard Filosofia de set de instrues RISC


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Estrutura interna simplificada


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Referncia de clock Referncia de clock externa pode ser gerada por:

Materiais piezoeltricos

Fatia de quartzo que vibra quando uma tenso aplicada

Freqncia determinada pelo corte do cristal e seu tamanhofsico

http://www.fetalmed.net/item/efeito-piezoeletrico.html

Resistores e Capacitores

Clock gerado por circuitos osciladores
http://www.fetalmed.net/item/efeito-piezoeletrico.htmlhttp://www.fetalmed.net/item/efeito-piezoeletrico.htmlhttp://www.fetalmed.net/item/efeito-piezoeletrico.htmlhttp://www.fetalmed.net/item/efeito-piezoeletrico.html


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Oscilador a cristal


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Oscilador RC


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Oscilador externo


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Circuito interno para tratar o clock

de referncia


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Ciclo de mquina e ciclo de clock


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Entendendo melhor a estratgia de

pipeline


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Voltando para o PIC


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Calculando ciclo de mquina


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Exemplo: Se um PIC16f877A opera com um cristal XT de 4MHz qual seria o seu ciclo demquina ou tempo gasto para executar uma instruo?

Sabendo que a instruo NOP (No OPeration) equivale a perder um ciclo demquinas quantas iteraes precisariam ser feitas para perder o tempoequivalente a 1 segundo?

#use delay(clock = xxxxxxx)

num_iteraoes = ???

for( int i = 0 ; i < num_iteracoes ; i++)

{#asm

NOP ; Perde um ciclo de mquina#endasm

}


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Memria de programa Tipo EEPROM

8K x 14 Words


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Memria de dados Dividida em

SFR e GPR

368 bytes


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Um SFR de forma mais detalhada Exemplo TRISx e PORTx

O mesmo vale para qualquer outro perifrico....


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Pilha Registrador mapeado em

memria para guarda retorno

de funo e interrupo


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Vetor de reset e interrupo Endereos mapeados

de tal forma que o contador

de programa pule para ele emdeterminadas condies


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TIMERS Contadores precisos

Flags de overflow

Interrupo Tarefas com tempo

preciso


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Outros recursos Power-on e Power-up Timer (PWRT)

Power-on (Reset ~72ms > 1.2~1.7V)

Osc. startup Ignora os 1024 primeiros ciclos de clock

Garantia de estabilidade


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Watchdog Timer (WDT) Supervisiona o programa

Caso o programa fique travado em um loop

um reset aplicado na CPU


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Brown-out Tenso de alimentao desce lentamente

Circuitos podem ficar descontrolados

Compromete o fluxo programa


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Rudos Circuito de defesa

Reage a cada descida datenso

E mantm a tensoquase constante por umtempo determinado pelamalha RC


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Principais Referncias Microcontroladores PIC Antnio Srgio Sena

Advanced PIC Microcontroller Projects in C

Dogan Ibrahin Datasheet PIC16F877A

Blog Rodrigo Almeida UNIFEI

Contato: [email protected]

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