2. Estrutura básica de um microcontrolador;
O PIC16F883;
MPLAB IDE;
Linguagem C;
Manipulação de I/O;
Timers;
Interrupções;
Conversor A/D;
Comunicação Serial;
Manipulação de memória EEPROM;
Projeto.
3. Sistema Decimal
◦ Composto por algarismos de 0 a 9 (base 10)
Para representar uma quantidade por exemplo:
764d = 7*102 + 6*101+ 4*100
= 700 + 60+ 4
= 764
4. Sistema Binário
◦ Composto pelo algarismos 0 e 1(base 2).
Para representar uma quantidade utiliza estes dois
algarismos, por exemplo:
10101011b = 1*27 + 0*26 +1*25 +0*24 +1*23+0*22 + 1*21 + 1*20
= 128 + 0 + 32 + 0 +8 + 0 + 2 + 1
= 171(base 10)
5. Sistema Hexadecimal
◦ Composto por 16 algarismos (base 16) de 0 a F, ou
seja:
◦ 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,A,B,C,D,E,F.
Para representar uma quantidade em hexadecimal:
5DCh = 5*162 + D*161 +C*160 0
= 5*256+ 13*16 +12
= 1500 (base 10)
12. Basicamente, um microcontrolador é constituído
de quatro partes:
◦ Memória de programa;
◦ Memória de dados;
◦ Unidade lógica Aritmética (ULA);
◦ Portas de I/O (Entrada e Saída);
17. O PIC16F883 apresenta a seguintes características:
• 28 pinos sendo 24 para I/O;
• Freqüência máxima de operação: 20 MHz;
• Memória de programa: 4 Kwords;
• Memória de dados: 256 bytes;
• Memória EEPROM: 256 bytes;
• Numero de Interrupções: 15;
• 3 Timers (2 X 8 bits, 1 X 16 bits);
• Comunicação serial: I2C, SPI, EUSART;
• 11 canais analógicos de 10 bits;
• 2 comparadores analógicos;
• 2 módulos CCP(capture, compare e PWM);
• 35 instruções.
18.
19.
20.
21.
22. Freqüência do oscilador principal dividida por 4;
Exemplo:
fosc = 4MHz
ciclo de máquina = fosc /4 = 4Mhz / 4 = 1Mhz
tciclo = 1/1Mhz = 1µs
23.
24. Os microcontroladores PIC possuem alguns modos de
osciladores disponíveis para operação.
Tipos de osciladores:
RC - RC externo;
INTOSC - RC interno;
EC - fonte clock externa;
HS - cristal/ressonador de alta frequência (acima de 4MHZ);
XT - cristal/ressonador de média frequência;
LP - cristal/ressonador de baixa frequência(32 KHz)
35. Cão de guarda;
Contador de 8 bits;
Utilizado para verificar se o programa travou;
Reinicia(RESET) o microcontrolador quando ocorre
overflow da contagem;
Seu valor deve ser reiniciado durando o fluxo do
programa;
36. Detecta baixa tensão de alimentação;
Tensões configuráveis : 4 V ou 2.1 V;
Caso tensão caia abaixo do valor configurado,
ocorrerá um reset no software;
37. Circuito interno que retarda o inicio da execução
do programa;
Garante estabilização da tensão de alimentação;
Tempo: cerca 64ms após o pino MCLR ser
colocado em nível alto;
38.
39.
40.
41.
42.
43.
44.
45.
46.
47. Criar projeto, inserir código fonte, compilar e
gravar no KIT.
48.
49. Características:
◦ Estruturada;
◦ Alto nível (comparada ao Assembly);
◦ Facilidade de acesso ao hardware;
◦ Portabilidade;
◦ Curva de aprendizagem reduzida;
◦ Reutilização de código;
50. São Utilizados para:
◦ Documentação do software;
◦ Exclusão de linhas durante a compilação.
Comentários de linha simples:
//este é um comentário de linha simples
Comentários de Múltiplas linhas:
/*
este é um
comentário de
múltiplas linhas
*/
51. Nomes dados a variáveis, funções ou outros elementos;
São compostos por caracteres alfanuméricos ou
numéricos;
Somente podem ser iniciados por uma letra ou ‘_’,
nunca por número;
Podem possuir até 32 caracteres;
Exemplo:
◦ temperatura;
◦ _tempo1;
◦ velocidade_angular;
52. Não podem ser utilizadas como identificadores
auto break case char const
continue default do double else
enum extern float for goto
if int long register return
struct switch typedef union unsigned
void volatile while
53. Tipo Tamanho em bits Intervalo
char 8 0 a 255
int 8 0 a 255
float 32 -1.5 x 1045 to 3.4 x 1038
void 0 Nenhum valor
54. signed
◦ signed int variavel_x;
unsigned
◦ unsigned int variavel_x
short
◦ short int flag_x;
long
◦ long int variavel_x;
55. int1: especifica valores de 1 bit (equivale ao short int);
boolean: especifica valores de 1 bit (equivale ao short int e int1);
int8: especifica valores de 8 bits (equivale ao tipo int padrão);
byte: especifica valores de 8 bits ( equivale ao int e ao int8);
int16: especifica valores de 16 bits ( equivale ao long int);
int32: especifica valores de 32 bits.
56. Bases:
◦ Binária;
◦ Octal ;
◦ Decimal;
◦ Hexadecimal:
Exemplo:
Representação do numero 50 nas diferentes bases:
◦ 50 - Decimal
◦ 0x32- Hexadecimal
◦ 0b00110010 - Binário
◦ 062- Octal
57. Declaração:
◦ const int valor1 = 100;
◦ #define valor1 100
São declaradas no inicio do programa, fora de
qualquer função.
58. Declaração:
◦ tipo nome_da_variável;
◦ tipo nome_da_variável = valor_da_variável;
Exemplo: declarar a variável chamada temperatura, sendo de 8 bits não
sinalizada:
unsigned int temperatura;
Ou apenas:
int temperatura;
Iniciando variáveis do mesmo tipo em linha única:
int temp1, temp2, temp3;
ou
int temp1=10, temp2 = 20, temp3 = 30;
59. São declaradas dentro do corpo de funções ou blocos de código;
Disponíveis apenas dentro do bloco ou função onde foi declarada;
Exemplo:
void main()
{
int valor; //declara a variável local da função main
valor =0; //inicia com 0
while(true) //loop infinito
{
printf(“%d”, valor++); //imprime o valor incrementado
//da variável na serial
}
}
60. Declaradas fora do corpo de qualquer função;
Todas as funções podem alterar ou usar o seu valor;
Exemplo:
int valor; //variável global
void verifica_valor(void) //função para verificar o valor do ad lido
{
if(valor < 127) // se valor for menor que 127
RB0 = 1; //liga RB0
}
void main() //função principal
{
valor = read_adc(); //le valor do ad
verifica_valor(); //chama função para verificar valor
}
61. Linguagem C possui grande quantidade de
operadores;
Operadores de alto e baixo nível;
Tipos:
◦ Atribuição;
◦ Aritméticos;
◦ Relacionais;
◦ Lógicos;
◦ Lógicos bit a bit;
62. Representado pelo caracter: “=“;
Utilizado para atribuir um determinado valor a uma
variável.
Exemplo:
◦ x = 10;
◦ y = x+3;
64. operador % :
x = 5%2;
Operador ++;
x = 1;
x++;
Operador --;
x = 10;
x--;
65. Usados em testes condicionais para determinar
relações entre dados.
OPERADOR AÇÃO
> Maior que
>= Maior ou igual que
< Menor que
<= Menor ou igual que
== Igual a
!= Diferente de
66. São usados para realizar testes booleanos entre
elementos em um teste condicional
OPERADOR AÇÃO
&& AND (E)
|| OR (OU)
! NOT (NÃO)
67. São utilizados para operações lógicas entre
elementos ou variáveis.
OPERADOR AÇÃO
& AND(E)
| OR(OU)
^ XOR (OU EXCLUSIVO)
~ NOT (NÃO)
>> Deslocamento à direita
<< Deslocamento à esquerda
68. Abreviação entre a operação e atribuição
Forma expandida Forma reduzida
x = x + y x += y
x = x - y x -= y
x = x * y x *= y
x = x / y x /= y
x = x % y x %= y
x = x & y x &= y
x = x | y x |= y
x = x ^ y x ^= y
x = x << y x <<= y
x = x >> y x >>= y
69. São divididas em dois grupos:
Testes condicionais;
Estruturas de repetições;
70. Utilizada para executar um comando ou bloco de
comandos no caso de uma determinada condição
ser avaliada como verdadeira.
Forma geral:
◦ if(condição) comando;
Exemplo:
◦ if(temperatura < setPoint) RELE = 1;
71. Utilizado quando há a necessidade de tomar uma
ação caso a condição for avaliada como falsa.
if (condição)
comandoA;
else
comandoB;
Exemplo:
if (temperatura < setpoint)
rele = 1;
else
rele = 0;
72. Para executar um bloco de códigos dentro da declaração if- else:
if(condição)
{
comandoA1; //bloco de código para a condição verdadeira
comandoaA2;
...
comandoAn;
}
else
{
comandoB1; //bloco de código para a condição falsa
comandoB2;
...
comandoBn;
}
73. É utilizado para a realização de comparações sucessivas de uma forma
elegante, clara e eficiente.
switch(variável)
{
case constante1:
comandoA;
. . .
break;
case constante2:
comandoB;
. . .
break;
. . .
. . .
default:
comandoX;
}
75. Estrutura de repetição mais utilizada, sendo muito
poderosa na Linguagem C
Forma geral:
for( inicialização;condição;incremento) comando;
Ou
for( inicialização;condição;incremento)
{
Comando1;
Comando2;
. . .
ComandoN;
}
77. Repete um comando ou um conjunto de instruções
enquanto uma condição for avaliada como
verdadeira.
Forma geral:
while(condição)
{
comando1;
comando2;
...
comandoN;
}
78. x = 0;
while(x<10)
{
LED = 1;
delay_ms(500);
LED = 0;
delay_ms(500);
x++;
}
while(1);
while(!RA0);
Exemplos
79. Tem o funcionamento ligeiramente diferente do
while.
Forma geral:
do
{
comandoA;
comandoB;
...
comandoN;
} while (condição);
80. Exemplo
do
{
led = 1;
delay_ms(500);
led = 0;
delay_ms(500);
x++;
}while(x<10);
81. Funções são grupos de instruções que podem ser
utilizados uma ou mais vezes sem a necessidade de
repetir a digitação do código;
Em todo programa C existe ao menos uma função –
função main();
82. Características de funções
◦ programa fica mais legível e melhor estruturado;
◦ Reutilização de código;
◦ Cada função tem um nome único;
◦ Os nomes de funções seguem as mesmas regras de nomenclatura
para variáveis;
◦ Podem ter qualquer nome exceto main.
83. O formato geral de uma função é:
Tipo_da_função nome_da_função (parâmetros)
{
//bloco de comandos
Comando1;
Comando2;
...
return;
}
84. Tipo da função -> especifica o tipo de dado de
retorno;
Nome da função -> identifica a função e é o nome
utilizado para a chamada da mesma.
Parâmetros - > são argumentos onde são
passados para que a função utilize durante sua
execução;
85. Exemplo
int calcula_media(int A, int B)
{
int media;
media = (A + B)/2;
return media;
}
void main (void)
{
int nota_final;
int nota1, nota2;
nota1 = 5;
nota2 = 9;
nota_final = calcula_media(nota1, nota2);
}
86. O compilador CCS possui varias funções
prontas que auxiliam em:
◦ Manipulação de I/O;
◦ Configuração de registradores;
◦ Leitura do conversor A/D;
◦ Configuração e uso dos timers;
◦ Delays;
◦ PWM;
◦ Matemáticas;
◦ .....
87. output_low()
◦ output_low (PIN_B1); // coloca o pino RB1 em 0
output_high()
◦ Output_high (PIN_A0); // coloca o pino RA0 em 1
output_bit()
◦ Output_bit (pin_A0, 0);// coloca o pino RA0 em 0
output_x()
◦ output_b (0xFF); // escreve o valor 0xFF no PORTB
input()
◦ x = input(PIN_A0); // lê o estado do pino RA0
input_x()
◦ x = input_b(); // lê o estado do PORTB
89. setup_adc_ports()
◦ setup_adc_ports (AN0);//define RA0 como entrada analógica
set_adc_channel ()
◦ set_adc_channel(2); //seleciona canal 2 para conversão
read_adc ()
◦ valor = read_adc(); //le o resultado da conversão
adc_done ()
◦ while (!adc_done()); //fica em loop até o fim da conversão
90. #asm #endasm
Permite a inclusão de código assembly.
Exemplo:
#asm
bsf PORTB,3 // estas duas instruções geram um
pulso
nop
bcf PORTB,3 // no pino RB3.
#endasm
91. #case
◦ Ativa a distinção entre caracteres maiúsculos/minúsculos.
#define
◦ Utilizado para substituir valores por identificadores ou até
mesmo macro comandos.
Exemplo:
#define BT1 RB0
#define liga_led RC0 = 1
93. #fuses
◦ Configura os fusíveis de funcionamento
◦ Exemplo:
#fuses XT,NOMCLR,NOWDT,NOPROTECT,PUT,NOBROWNOUT,NOLVP
Alguns Fusíveis disponíveis para o PIC16F883:
1.00 XT Crystal osc <= 4mhz
1.00 EC_IO External clock
1.03 NOWDT No Watch Dog Timer
1.03 WDT Watch Dog Timer
1.05 NOMCLR Master Clear pin used for I/O
1.05 MCLR Master Clear pin enabled
1.06 PROTECT Code protected from reads
1.07 NOCPD No EE protection
1.07 CPD Data EEPROM Code Protected
1.08 NOBROWNOUT No brownout reset
94. #ifdef #endif
◦ Permite compilação condicional
Exemplo:
#define OK
.
.
#ifdef OK
delay_ms(200);
#endif
95. #INT_XXXX
◦ Indica para o compilador que o trecho a seguir refere-se a
uma rotina de interrupção
Algumas das interrupções reconhecidas são:
◦ INT_EXT (RB0/Int)
◦ INT_TIMER0 (Timer 0)
◦ INT_RB (RB4~7)
◦ INT_EEPROM (EEPROM interna)
◦ INT_AD (Conversor A/D interno)
◦ INT_DEFAULT (Caso entre na rotina de interrupção por engano)
96. #use delay
◦ Informa o clock do sistema
Exemplo:
#use delay (clock=4000000)
#byte
◦ Permite o acesso a posições de RAM (Registros e memória
geral) pela indicação de seu endereço real
Exemplo:
#byte PORTB = 0x06
97. #bit
◦ Usado para definir um identificador para um bit de uma
variável já definida.
◦ Exemplo:
int flags;
#bit ST_BT1 = flag.0
101. Permitem a comunicação com o mundo exterior;
Organizados por PORTs;
Podem ser definidos como entrada ou saídas
conforme a necessidade;
Dois registradores para manipulação: TRISX e
PORTX;
102. Configurando direção do PINO:
◦ Registrador TRISX
0 = pino configurado como saída;
1 = pino configurado como entrada;
Exemplo:
TRISA = 0b00000001; //define o RA0 como entrada digital
103. Lendo o estado do pino:
if(RA0 == 0) //se pino RA0 estiver com valor zero
comandoX; //executa comando x
Lendo estado do PORT inteiro:
int valor;
valor = PORTA;
If(PORTB == 128) //se Pino RB7 igual a 1
comandoY; //executa comando Y
107. Execute o exemplo 1 e teste no KIT. Verifique
seu funcionamento.
Simular no MPLAB.
108. Desenvolva uma aplicação onde faça a leitura dos
quatros botões e ligue os LEDS em código binário
para indicar qual tecla foi pressionada.
109. Quando uma tecla é pressionada gera um
certo ruído:
Esse ruído pode causar interferência no
software.
110. O exemplo 2 exibe como ler uma tecla
usando técnica de Debounce.
111. Faça a leitura das 4 teclas usando a técnica
de DEBOUNCE de teclas. Os botões deverão
ter as seguintes funções:
BT1 – incrementa valor nos leds;
BT2 – decrementa valor nos leds;
BT3 – zera valor dos leds;
BT4 – inverte estado do RELE;
118. O Exemplo 3 mostra como acionar displays de 7
segmentos.
119. Desenvolva uma aplicação para que o valor no
display seja incrementado ao apertar uma
determinada tecla e decrementado quando
pressionado outra e uma outra tecla para reiniciar
o valor da contagem do display. O valor deve ir de
0 a 9.
120.
121. Periféricos internos ao microcontrolador
São utilizados para:
◦ Contagem de tempos;
◦ Contagem de eventos;
O PIC16F883 possui 3 timers:
◦ Timer0 - > 8 bits
◦ Timer1 - > 16 bits
◦ Timer2 -> 8 bits
131. O exemplo 4 exibe como usar o TIMER1 para criar
uma base de tempo para um temporizador.
132. Utilize o TIMER0 para criar uma base de tempo
para piscar um LED ou mais LEDs, faça o mesmo
utilizando o TIMER2
obs.: Base de tempo de 1 segundo
133.
134. Eventos assíncronos;
Desvia o programa automaticamente para o vetor
de interrupção (0x04);
São classificadas em dois grupos:
◦ Convencionais ;
◦ Periféricos;
135.
136.
137. O exemplo 5A exibe a forma de se tratar interrupção com base no
fluxograma de tratamento e o exemplo 5B exibe uma forma
utilizando os recursos do compilador para tratamento da
interrupção.
Os exemplos exibirão como usar a interrupção para a multiplexação
de display de sete segmentos e os LEDS que estão ligados no mesmo
barramento de dados usando a técnica de varredura, ou seja,
acenderemos um display por vez: primeiro o display 1, depois o
display 2 e depois os LEDS e assim repetidamente.
Para que não percebermos o liga e desliga dos displays
trabalharemos com uma freqüência de varredura de
aproximadamente 80 Hz, pois acima de 50 Hz temos a impressão de
todos os displays ligados ao mesmo tempo.
138. Com base nos exemplos anteriores crie um
contador de segundos usando o TIMER0 para a
varredura dos displays e o TIMER1 para a base de
tempo de um segundo. Utilize interrupções para
esse processo. O contador deve ir de 0 a 59 e
quando chegar em 60 deve-se reiniciar os displays
e incrementar os LEDS.
139.
140. Converte um sinal analógico em digital;
Resolução é dada por:
Vref : tensão de referência do conversor
n : numero de bits do conversor
141. Características
◦ Conversor de 10 bits;
◦ 11 canais disponíveis;
◦ Referência interna;
◦ Referência externa;
◦ Conversor por aproximações sucessivas;
◦ Freqüência de conversão ajustável por software;
◦ Interrupção associada ao termino da conversão.
142.
143. Primeiramente configura a direção do pino como
entrada no registrador TRISX correspondente.
Definir o pino como entrada analógica
◦ Registradores:
ANSEL e ANSELH
Exemplo:
TRISA = 0b00000001; //pino RA0 como entrada
ANSEL = 0b00000001; //pino RA0 funcionando como AN0
150. O exemplo 6 exibe como configurar o conversor
A/D e como obter o resultado da conversão. O
Resultado da conversão é exibido nos LEDS e o
valor de entrada analógica pode ser variado
utilizando o POT1.
151. Simule um sensor de temperatura com o POT2
obedecendo a seguinte relação:
◦ 0 v – 0 °C
◦ 5 V – 99°C
Exibir o valor da temperatura nos displays.
152.
153. #use rs232(baud=9600, xmit=PIN_C6,rcv=PIN_C7)
Onde é configurado o baud rate da comunicação e os
pinos de transmissão e recepção de dados.
Neste caso temos a seguinte configuração:
◦ Baude rate = 9600 bps
◦ Pino de transmissão: RC6
◦ Pino de recepção: RC7
154. printf
◦ Envia uma string(seqüência de caracteres) pela serial.
◦ Exemplo:
printf(“hello world”); //imprime na serial a string: hello world
putc
◦ Envia apenas um caractere na serial.
Exemplo:
putc(‘f’); //imprime na serial o caracter ‘f’
155. gets
◦ Lê uma string da serial
◦ Exemplo:
char buffer[10]; //declara o vetor buffer para armazenamento da string
gets(buffer); //aguarda a chegada de string na serial
Getc
◦ Lê um caracter da serial
Exemplo:]
char c; //declara a variável para armazenamento do caractere
c = getc(); // atribui a c quando caracter disponível na serial
156. Kbhit
◦ Retorna verdadeiro (1) se chegar um caractere pela
serial e falso(0) enquanto não houver caractere.
◦ Exemplo:
if(kbhit()) //se caracter na serial
{
c = getc(); //atribui o valor para c
}
157. O exemplo 7 exibe uma comunicação serial entre
um computador e o microcontrolador. Neste
exemplo será enviado pela serial o valor de tensão
sempre que houver a chegada do caractere ‘T’ pela
serial.
158. Desenvolva um sistema onde seja possível ligar ou
desligar cada LED independentemente através de
comandos enviados pelo terminal do computador.
159.
160. write_eeprom (endereço, valor);
◦ Exemplo:
#define END_VOLUME 10 // endereço na EEPROM
volume++; //incrementa o valor
write_eeprom(END_VOLUME,volume); //salva na EEPROM endereço 10
161. read_eeprom (endereço);
◦ Exemplo:
#define END_VOLUME 10 //endereço
volume = read_eeprom (END_VOLUME); //lê o valor presente no
//Endereço 10 da EEPROM
162. O exemplo 8 mostra como armazenar e ler valores
na memória EEPROM. Será armazenado o valor no
display e quando reiniciar o microcontrolador este
valor será carregado no display novamente.
163. Desenvolva uma aplicação onde seja armazenado
na EEPROM o valor de uma Variável de 16 bits.
164. Desenvolver um controlador de temperatura do
tipo ON/OFF, onde será ajustado um valor para
ser mantido no display e o sistema controlará a
saída para manter esta temperatura.
Recursos utilizados:
◦ Conversor A/D para leitura do sensor de temperatura;
◦ Interrupção;
◦ Varredura de displays;
◦ Leitura de teclas;
◦ Acionamento de rele.
165. Fábio B. de Souza
www.fbseletronica.wordpress.com
fabio_souza53@hotmail.com