Temporizadores e contadores

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1. Os contadores assíncronos resultam em circuitos menores em tamanho e em custo. No entanto, quando utilizados para temporização, o atraso de propagração se torna um grande problema. Qual das aplicações abaixo seria menos impactada pelo uso de um circuito temporizador composto por um contador assíncrono?
Temporizador de Início do Oscilador (Oscillator Start-up Timer - OST).
· Um relógio não pode contabilizar os minutos de maneira adequada se os segundos já estão prejudicados. O atraso se acumularia.
· Um gerador de sinal pretende criar um pulso com intervalos de tempo fixos e bem delimitados, o que poderia ser difícil de ajustar caso houvesse grande diferença de tempo entre o estado ligado e o estado desligado, já que, em um deles, o acúmulo do atraso de propagação seria bem diferente do outro, acarretando distorções.
· Para que dois circuitos digitais possam se comunicar de maneira precisa, é necessária boa sincronização entre os sinais. Pequenas variações no tempo de envio podem tornar a informação completamente incompreensível.
· O OST atrasa o início do programa para garantir que o clock já esteja estável. Caso sua contagem fosse atrasada, o objetivo de o OST atrasar o início do microcontrolador ainda seria atendido.
· O WDT é configurado de acordo com o rigor de segurança necessária. Caso atrase, poderá resultar em problemas maiores. Também ao ser usado para retornar da hibernação, o WDT pode necessitar de uma precisão ainda maior a depender da aplicação.
2. Os temporizadores são módulos complementares dos microcontroladores são amplamente utilizados em diversas atividades, tais como a contagem de tempo, contagem, geração de sinal PWM, etc.; Suponha que dispõe de um PIC16F877A, respeito do seu temporizador podemos dizer que:
1. Os microcontroladores comerciais hoje em dia, a sua grande maioria hoje utiliza contadores do tipo assíncrono, permitindo um menor retraso da temporização;
2. Microcontroladores de alta gama podem ter mais de 10 contadores que são capazes de operar em forma simultânea;
3. O módulo de modulação por largura de pulso (PWM) dispensa o uso de contadores para o seu funcionamento, tal como é o caso do PIC16F877A;
4. O overflow ou desbordamento da contagem, acontece quando a contagem realizada pelo temporizador excedeu da sua capacidade máxima ou o seu valore preestabelecido;
Das opções acima, indique as alternativas corretas:
 As opções 2 e 4;
· É correto afirmar que microcontroladores de alta gama podem ter mais de 10 contadores que operam em forma simultânea, como é o caso do PIC24FJ256GA412. Também é correto dizer que o overflow acontece quando a contagem do temporizador excedeu da sua capacidade máxima do valor preestabelecido. Por outra parte, não é verdade que microcontroladores utiliza contadores do tipo assíncrono, se não que a maioria utiliza os tipos síncronos. Finalmente, podemos dizer que o PWM sim depende do uso de temporizadores para o seu funcionamento, como é o caso do PIC16F877A.
3. Temporizadores e contadores dependem de um pulso para avançarem para o estado seguinte. Nos microcontroladores, existe a possibilidade de utilizar um sinal externo, especialmente para casos em que seja necessário efetuar uma contagem. No entanto, na maior parte dos casos, o clock utilizado pelo microcontrolador será a referência de sinal para o temporizador também. Considerando um microcontrolador com ciclo de máquina de 4 pulsos de clock operando a 20MHz, qual seria a frequência com que um temporizador de 8 bits geraria uma interrupção para um contagem completa? Considere o uso de um prescaler com um fator de multiplicação 8 vezes.
9765,625 Hz.
· A frequência é determinada por:
· Fint = Fsinal/[M . (2^N - TMR0)]
Fint = 20MHz/[8 . (2^8 - 0)]
Fint = 20MHz/[8 . (256 - 0)]
Fint = 20MHz/[8 . 256]
Fint = 20MHz/2048
Fint = 9.765,625 Hz
4. Um temporizador tem várias configurações diferentes, desde a origem do sinal e borda de ativação até o uso de fatores de multiplicação. Todavia, além do prescaler, é importante calcular a quantidade de contagens que devem ser efetuadas em uma determinada frequência para se conseguir o tempo necessário. Qual seria a contagem inicial de um temporizador que pretendesse interromper o microcontrolador a cada 4ms? Considere um clock de 2MHz, ciclos de máquina de 4 pulsos de clock, prescaler configurado para um fator de multiplicação de 16 vezes e um módulo de 8 bits.
131.
· A frequência do sinal é 1/4 do clock do microcontrolador:
Fsinal = clock/4 = 2MHz/4 = 500kHz
· O tempo corresponde a:
tempo = M.(2^N - TMR0)/Fsinal
4ms = 16.(2^8 - TMR0)/500kHz
4ms . 500000/s = 16.(256 - TMR0)
2000 = 16.(256 - TMR0)
2000/16 = (256 - TMR0)
125 = (256 - TMR0)
125 - 256 = - TMR0
TMR0 = 131
5. Os microcontroladores frequentemente possuem mais de um temporizador e com várias finalidades de uso e aplicações, tal é o caso dos módulos watchdog timer, oscillator start-up timer e power-up timer. Em relação a estes temporizadores de uso especial, podemos dizer que: 
1. O watchdog timer (WDT) é um recurso do microcontrolador que evita problemas de overclock ou overflow em contadores tradicionais;
2. O oscilador OST possui um timer que quando acionado reinicia o microcontrolador, de forma de evitar problemas elétricos, problemas com a memória interna, erro do sistema, etc.
3. No PIC16F877A, assim como no PIC18F4550 é possível utilizar o módulo WDT para voltar da hibernação ou na função de economia de energia;
4. O módulo PWRT é executado no início quando o microcontrolador é alimentado, durante este intervalo curto de tempo o dispositivo não executa outra operação, de modo que garante que a estabilidade de fornecimento de energia no circuito;
Das opções acima, indique as alternativas incorretas:
As opções 1 e 2;
· Podemos dizer que é incorreto afirmar que o watchdog timer (WDT) é um recurso do microcontrolador que evita problemas de overclock ou overflow, pois ele foi projetado para evitar erros ou problemas de memorias ou outros erros do sistema. Também é incorreto dizer que oscilador OST possui um timer que quando acionado reinicia o microcontrolador, de forma de evitar problemas elétricos, problemas com a memória interna, erro do sistema, pois o modulo encarregado para esta função é o WDT.
· Por outro lado, é correto dizer que os microcontroladores (incluindo o PIC16F877A e o PIC18F4550) podem utilizar o módulo WDT para voltar da hibernação ou na função de economia de energia. Mesma coisa podemos dizer do modulo PWRT, pois é correto afirmar que ele é executado no instante que o microcontrolador é alimentado, durante este intervalo curto de tempo o dispositivo não executa outra operação, de modo que garante que a estabilidade de fornecimento de energia no circuito.
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