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CENTRO FEDERAL DE EDUAÇÃO TECNOLÓGICA DE GOIÁS COORDENAÇÃO DE MECÂNICA CURSO DE TECNOLOGIA ELETROMECÂNICA MICROCONTROLADOR PIC16F628 Prof. Eider Lúcio de Oliveira Prof. Éderson Lacerda Fideles SUMÁRIO INTRODUÇÃO ................................................................................................................................................ 3 CAPÍTULO I - O QUE É O PIC16F628 ........................................................................................................ 5 PINAGEM DO PIC16F628........................................................................................................................... 5 DESCRIÇÃO DOS PINOS ................................................................................................................................... 5 CARACTERÍSTICAS DOS PINOS......................................................................................................................... 8 CAPÍTULO II - CARACTERÍSTICAS DO PIC16F628.............................................................................. 9 CAPÍTULO III - MEMÓRIA DE PROGRAMA (FLASH EPROM), MEMÓRIA DE DADOS (RAM) E MEMÓRIA DE DADOS PERMANENTES (EEPROM) ........................................................................... 11 MEMÓRIA DE PROGRAMA (FLASH EPROM)..................................................................................... 11 MEMÓRIA DE DADOS (RAM) ................................................................................................................ 12 CAPÍTULO IV - REGISTRADORES DE FUNÇÕES ESPECIAIS......................................................... 15 CAPÍTULO V - CONJUNTO DE INSTRUÇÕES DO PIC16F628........................................................... 26 EXPLICAÇÃO DETALHADA DO CONJUNTO DE INSTRUÇÕES DO PIC................................................................ 29 CAPÍTULO VI - AS INTERRUPÇÕES DO PIC16F628 ........................................................................... 39 CAPÍTULO VII - O CONTADOR/TEMPORIZADOR (TMR0).............................................................. 43 CAPÍTULO VIII – MODO POWER DOWN, MODO SLEEP E O WDT............................................... 47 CAPÍTULO IX - ESCRITA E LEITURA NA EEPROM DO PIC16F628 ............................................... 50 BIBLIOGRAFIA............................................................................................................................................ 52 APÊNDICE A - INTRODUÇÃO AO MPLAB............................................................................................ 53 APÊNDICE B – DETALHES DOS PORTS ................................................................................................ 67 APÊNDICE C – DISPLAY DE CRISTAL LÍQUIDO - LCD.................................................................... 72 INTRODUÇÃO Um microprocessador é um componente eletrônico, que devido às suas modernas técnicas de fabricação, consegue efetuar com rapidez, várias funções e operações lógicas e aritméticas, sob controle de um programa externo, que dita para a máquina a “seqüência” das funções e os operandos a serem utilizados. A diferença básica entre um microcontrolador e um microprocessador é que o microcontrolador já possui internamente vários circuitos eletrônicos que o microprocessador precisa usar externamente para ser funcional, tais como: memória de programa, memória de dados, portas de entrada e saída de sinais (portas de I/O, Input/Output), circuito de reset, circuito oscilador, contador/temporizador, portas lógicas para selecionar endereços, circuito de comunicação serial e paralela, conversor A/D, etc. Ao escolher um projeto microcontrolado em relação aos projetos digitais tradicionais, visa entre outras coisas: redução de custo; redução do consumo de energia; redução do tamanho do equipamento; aumento da confiabilidade; proteção de software que vai gravado internamente e a facilidade de implementação e de suas possíveis modificações através de programação. Atualmente muitos equipamentos de nosso uso diário, tais como: eletrodomésticos, videocassetes, alarmes, celulares e brinquedos, entre outros, utilizam microcontroladores para execução de suas funções básicas. Muitos microcontroladores são conhecidos pelos desenvolvedores de projetos no Brasil, podemos citar os seguintes: • Microcontroladores da família 8051 (INTEL e outros fabricantes) • Microcontroladores da família PIC (MICROCHIP) • Microcontroladores da família COP8 (NATIONAL SEMICONDUTORES) • Microcontroladores da TEXAS, exemplo: MSP430F13x/14x • Microcontroladores da HOLTEK, exemplo: HT48500 • Microcontroladores da MOTOROLA. O PIC pode ser visto externamente como um circuito integrado TTL ou CMOS normal, mas internamente dispõe de todos os dispositivos típicos de um sistema microprocessado, ou seja: • Uma CPU (“Central Processor Unit” = Unidade de Processamento Central) cuja finalidade é interpretar as instruções de programa. • Uma memória de programa Flash EPROM (2048 words) que possibilita a gravação cerca de 1000 vezes sem a necessidade de apagamento com ultravioleta. • Uma memória RAM (Random Access Memory - Memória de Acesso Aleatório) – 224 bytes, utilizada para memorizar as variáveis utilizadas pelo programa. • Uma série de LINHAS de I/O para controlar dispositivos externos ou receber pulsos de sensores, chaves, etc. • Uma memória EEPROM de 128 bytes para gravar dados permanentes. Cada posição pode ser gravada cerca de um milhão de vezes. • Uma série de dispositivos auxiliares ao funcionamento, ou seja, gerador de clock, barramento de dados e controle, contador/temporizador, etc. A presença de todos estes dispositivos em um espaço extremamente pequeno, dá ao projetista ampla gama de trabalho e enorme vantagem em usar um sistema microprocessado, onde em pouco tempo e com poucos componentes externos podemos fazer o que seria oneroso fazer com circuitos tradicionais. O PIC está disponível em uma ampla gama de modelos para melhor se adaptar as exigências de projetos específicos, diferenciando-se pelo número de linha de I/O e pelo conteúdo do dispositivo. Inicia-se com modelos pequenos identificados pela sigla PIC12Cxx dotados de 8 pinos, até chegar a modelos maiores com sigla PIC17Cxx dotados de 40 ou mais pinos. Como foi dito na introdução, uma descrição detalhada do PIC está disponível no site da microchip www.microchip.com , onde se pode encontrar grandes e variadas quantidades de informações técnicas, manuais, software de apoio, exemplos de aplicações e atualizações disponíveis. Mas, qual microcontrolador escolher? Ao escolher um microcontrolador devemos analisar o seguinte: facilidade de uso; disponibilidade de ferramentas de programação, teste e depuração; suporte técnico; custo e disponibilidade no mercado; e principalmente, se a família de microcontroladores possui várias opções de modelos e periféricos, possibilitando assim o reaproveitamento de código para outros projetos. A família de microcontroladores PIC é uma das que atende os requisitos do parágrafo anterior. O escolha do microcontrador fica a cargo do projetista, mas tenho certeza que uma escolha muito boa, para começar os estudos, é a Família PIC da Microchip. Nesta apostila é feito um estudo detalhado do PIC16F628 e é colocado em Apêndice alguns tópicos sobre o PIC16F874. http://www.microchip.com/ Capítulo I - O QUE É O PIC16F628 O PIC16F628 é um circuito integrado produzido pela Microchip, que pertence a categoria dos microcontroladores, ou seja, é um componente integrado, que em um único dispositivo, contém todos os circuitos necessários para realizar um completo sistema digital programável. A Figura 1, a seguir, mostra o encapsulamento DIP (DIP = dual in line) e os nomes descritivos dos pinos do PIC16F628. PINAGEM DO PIC16F628 Figura1 – Pinagem do PIC16F628 Descrição dos pinos Tabela 1 - Descrição da pinagem do PIC16F628 NOME FUNÇÃO DESCRIÇÃO RA0 Porta de I/O bidirecional RA0/AN0 AN0 Entrada para comparador analógico RA1 Porta de I/O bidirecional RA1/AN1 AN1 Entrada para comparador analógico RA3 Porta de I/O bidirecional AN3 Entrada para comparador analógico RA3/AN3/CMP1 CMP1 Saída do comparador 1 RA4 Porta de I/O bidirecional T0CKI Entrada de clock do TIMER 0 RA4/T0CKI/CMP2 CMP2 Saída do comparador 2 RA5 Porta de entrada MCLR Master Clear. Quando configurado como master clear esse pino é um RESET ativo quando baixo. A tensão no master clear não pode exceder de VDD. RA5/ MCLR /VPP VPP Entrada de tensão de programação. RA6 Porta de I/O bidirecional OSC2 Entrada para oscilador a cristal. RA6/OSC2/CLKOUT CLKOUT No modo RC/INTOSC esse pino fornece sinal de clock com 4 1 da freqüência de OSC1. RA7 Porta de I/O bidirecional OSC1 Entrada para oscilador a cristal RA7/OSC1/CLKIN CLKIN Entrada para fonte do clock externa. RB0 Porta de I/O bidirecional. Pode ter Pull-up interno habilitado por software. RB0/INT INT Interrupção externa. RB1 Porta de I/O bidirecional. Pode ter Pull-up interno habilitado por software. RX Pino receptor de USART (comunicação serial) RB1/RX/DT DT Porta de I/O de Dados Sincronos (comunicação serial) RB2 Porta de I/O bidirecional. Pode ter Pull-up interno habilitado por software. TX Pino transmissor de USART (comunicação serial) RB2/TX/CK CK Porta de I/O de Clock de sincronismo (comunicação serial). RB3 Porta de I/O bidirecional. Pode ter Pull-up interno habilitado por software. RB3/CCP1 CCP1 Captura/Compara/PWM I/O RB4 Porta de I/O bidirecional. Interrupção na mudança do estado do pino. Pode ter Pull-up interno habilitado por software. RB4/PGM PGM Pino de entrada para programação em baixa tensão. RB5 RB5 Porta de I/O bidirecional. Interrupção na mudança do estado do pino. Pode ter Pull-up interno habilitado por software. RB6 Porta de I/O bidirecional. Interrupção na mudança do estado do pino. Pode ter Pull-up interno habilitado por software. T1OSO Saída do oscilador do TIMER 1 T1CKI Entrada de CLOCK para TIMER 1 RB6/T1OSO/T1CKI/ PGC PGC ICSP programming clock. RB7 Porta de I/O bidirecional. Interrupção na mudança do estado do pino. Pode ter Pull-up interno habilitado por software. TIOSI Entrada do oscilador do TIMER 1. RB7/T1OSI/PGD PGD ICSP Data I/O. VSS VSS Pino de terra (0V) VDD VDD Pino de tensão positiva (5V) Como é possível ver na figura acima, o PIC16F628 é dotado de um total de 18 pinos dispostos em duas fileiras paralelas de 9 pinos cada uma (DIP = dual in line). São 13 pinos de linhas de entrada e saída de sinais (linhas de I/O) para a nossa aplicação (pode ser expandido para dezesseis), um pino de alimentação, um de terra (referência), um de reset (MCLR) e dois de clock (OSC1/CLKIN e OSC2/CLKOUT). Características dos pinos RA0 a RA4, são pinos de linhas de entrada e saída de sinais (linhas de I/O). No entanto, o pino RA4/TOCKI também pode ser programado para ser a entrada de clock para o TMR0 (timer 0 interno ao PIC). RB0 a RB7, também são pinos de linhas de entrada e saída de sinais (linhas de I/O). Mas eles tem outras funções: o pino RB0/INT também pode ser programado para ser um pino de entrada de interrupção externa; os pinos RB4 a RB7 podem ser programados para gerar interrupção quando houver mudança de nível lógico em um deles e os pinos RB6 e RB7 também são usados na programação do PIC, o primeiro serve como “clock” serial e o segundo serve como “data” serial. VDD e VSS, são pinos de alimentação. O VSS é conectado ao TERRA (GND) e o VDD à tensão contínua de +5V. A tensão de alimentação nominal dos PICs é de 5 Vcc, mas a faixa de variação desta tensão depende do modelo estudado. No caso do PIC16F628, ela vai de 2.0 a 6.0 Vcc. /MCLR, é o pino de reset. Este se refere ao Master Clear externo. Sempre que esse pino for colocado em nível lógico baixo (GND), o programa será resetado e o processamento paralisado. Ao ser colocado em nível alto (+5V), a execução do programa será retomada do ponto inicial (ORG 00H). OSC1/CLKIN e OSC2/CLKOUT, são pinos de clock. Nestes pinos é ligado o oscilador. Capítulo II - Características do PIC16F628 Para o PIC16F628, podemos citar, entre outras, as seguintes características: • Microcontrolador de 18 pinos; • 13 portas configuráveis como entrada ou saída, podendo chegar a 16 pinos; • Cada porta, pode drenar no máximo 25 mA e fornecer no máximo 20 mA; • Freqüência máxima de operação de 4 a 20 MHz, depende das especificações do chip; • Possui 4 fontes de interrupção, que são a interrupção externa RB0/INT, interrupção por “overflow” do timer TMR0, interrupção por mudança de nível nos pinos da porta B (pinos RB7 a RB4) e interrupção por escrita completa na EEPROM. • Memória de programação FLASH EPROM de 2 Kbytes. Pode-se escrever nessa memória cerca de 1000 vezes sem danificá-la. • Memória de dados temporários, RAM separada em bancos de memória. As primeiras posições de cada banco são reservadas para registradores de funções especiais (SFR - Special Function Registers). O restantes de cada banco são reservadas aos registradores de propósitos gerais (GPR - General Purpose Registers). Todos os registradores da RAM são programáveis bit a bit; • Memória de dados permanentes, EEPROM de 128 Bytes. Pode-se escrever em cada bit dessa memória cerca de 1 milhão de vezes sem danificá-la; • Via de programação com 14 bits e 35 instruções; • 3 Módulos de timer/counter ; • A faixa de tensão de trabalho está na faixa de 3 a 5,5 volts; • Baixa potência de consumo - menos de 2 mA para 5 V, 4Mhz; cerca de 15 µA para 2 V, 32 KHz e menos de 1µA para 2 V (modo Standby); Os microcontroladores PIC apresentam uma estrutura de máquina interna do tipo Havard, enquanto grande parte dos microcontradores tradicionais apresenta uma arquitetura tipo Von-Neumann. A diferença está na forma como os dados e o programa são processados pelo microcontrolador. Na arquitetura tradicional, tipo Von-Neumann, existe apenas um barramento (bus) interno (geralmente de 8 bits), por onde passam as instruções e os dados. Já na arquitetura tipo Havard existem dois barramentos internos, sendo um de dados e outro de instruções. No caso dos microcontroladores PIC, o barramento de dados é sempre de 8 bits e o de instruções pode ser de 12, 14 ou 16 bits, dependendo do microcontrolador. Esse tipo de arquitetura permite que enquanto uma instrução é executada outra seja “buscada” na memória, o que torna o processamento mais rápido. Além disso, como o barramento de instruções é maior do que 8 bits, o OPCODE da instrução já inclui o dado e o local onde ela vai operar (quando necessário), o que significa que apenas uma posição de memória é utilizada por instrução, economizando assim muita memória de programa. Desta forma, podemos observar que dentro da palavra o OPCODE, que pode ser de 12, 14 ou 16 bits, não sobra muito espaço para o código da instrução propriamente dito. Por isso, os PICs utilizam uma tecnologia chamada RISC, que significa Reduced Instruction Set Computer (Computador com set de instruções reduzido). Desta forma, os PICs possuem cerca de 35 instruções (o número correto varia de acordo com o microcontrolador), muito menos que os microcontroladores convencionais (CISC) que chegam a possuir mais de 100 instruções. Isto torna o aprendizado muito mais fácil e dinâmico, mas, por outro lado, implica no fato de que muitas funções devem ser “construídas”, pois não possuem uma instrução direta, exigindo maior habilidade do programador. Nos microcontroladores PIC, o sinal de clock é internamente dividido por quatro. Portanto, para um clock externo de 4 MHz, temos um clock interno de 1 MHz, e consequentemente, cada ciclo de máquina dura 1us. A divisãodo clock por quatro forma as fases Q1, Q2, Q3 e Q4. O program counter (registrador PC) é incrementado automaticamente na fase Q1 do ciclo de máquina e a instrução seguinte é buscada da memória de programa e armazenada no registrador de instruções no ciclo Q4. Ela é decodificada e executada no próximo ciclo, no intervalo de Q1 até Q4. Esta característica de buscar a informação num ciclo de máquina e executá-la no próximo é conhecida como PIPELINE. Ela permite que quase todas as instruções sejam executadas em apenas um ciclo, gastando assim 1us (para um clock de 4 MHz) e tornando o sistema muito mais rápido. As únicas exceções referem-se às instruções que geram “saltos” no program counter, como chamadas de rotinas e retornos. Ao executar essas instruções, o PIPELINE deve ser primeiramente limpo para depois poder ser carregado novamente com o endereço correto, consumindo para isso 2 ciclos de máquina. Esse PIPELINE é facilmente implementado devido à arquitetura Havard. Capítulo III - MEMÓRIA DE PROGRAMA (FLASH EPROM), MEMÓRIA DE DADOS (RAM) E MEMÓRIA DE DADOS PERMANENTES (EEPROM) MEMÓRIA DE PROGRAMA (FLASH EPROM) Em particular o PIC16F628 dispõe de uma memória para armazenar o programa, do tipo Flash EPROM, que pode ser escrita cerca de 1000 vezes e que é ideal para o nosso experimento tornando a conecção para a programação on-board, ou seja podemos colocar o programa dentro do chip sem ter que removê-lo do circuito de prova. A sua capacidade de memorização é de 2048 locações (2 K Byte de 14 bits cada) e que poderão conter, cada uma, somente uma instrução básica do PIC. Logo, o programa mais complexo que poderemos realizar não poderá ter mais do que 2048 instruções. Os endereços reservados para Flash EPROM começam em 0000H e vão até 07FFH. O PIC pode somente executar instruções memorizadas nestas locações. Não se pode de maneira nenhuma ler, escrever ou cancelar dados nesses endereços, a não ser com o uso de um dispositivo externo chamado programador. A primeira localização de memória de programa que será executada quando o PIC começar a rodar (após a alimentação ou um reset) é o endereço 0000H, por isso essa localização de memória é denominada Reset Vector (Vetor de Reset). Já, quando ocorre uma interrupção, a primeira instrução a ser executada está no endereço 0004H, por isto, este endereço denomina-se endereço de Interrupt Vector (Vetor de Interrupção). O “template”, exemplo padrão, a seguir mostra como deve ser a estrutura de um programa em Assembly escrito para o PIC16F628 no MPLAB (compilador, simulador e emulador para o PIC). ;******************************************************************* *** list p=16F628 ; Diretiva list para definir processador #include <p16F628.inc> ; Definições de variáveis específicas do processador __CONFIG _CP_OFF & _WDT_OFF & _PWRTE_ON & _XT_OSC ;***** DEFINIÇÕES DE VARIÁVEIS*************** w_temp EQU 0x20 ; variável usada para salvar o registrador de trabalho W status_temp EQU 0x21 ; variável usada para salvar o registrador de STATUS ORG 0x000 ; Vetor de reset goto main ; vai para o início do programa ORG 0x004 ; Vetor de interrupção movwf w_temp ; salva o conteúdo de W movf STATUS,w ; move registrador de status para W movwf status_temp ; salva o conteúdo de STATUS ; Código da rotina de interrupção que pode ser escrito aqui ou em outro lugar usando call sub_int movf status_temp,w ; Copia STATUS_TEMP para W movwf STATUS ; restaura o conteúdo do registrador de STATUS swapf w_temp,f swapf w_temp,w ; restaura o conteúdo do registrador W retfie ; retorno da interrupção ; Início do programa principal main ; Restante do código do programa vai aqui END ; diretiva de fim de programa ;********************************************************************** MEMÓRIA DE DADOS (RAM) Diferentemente da memória Flash EPROM destinada a conter o programa, a área de memória RAM é visível pelo resto do programa. Nela podemos escrever, ler, ou modificar tranqüilamente qualquer registrador do nosso programa a qualquer momento que for necessário. A única limitação consiste de que alguns desses registradores desenvolvem funções especiais para o PIC que não podem ser utilizados para outra coisa a não ser para aquilo a qual eles estão reservados. Estes registradores encontram-se nas locações base da área de memória RAM mostrada na Tabela 2. A localização de memória presente na RAM é endereçada diretamente em um espaço de memória que vai de 00H a 7FH dando um total de 128 bytes, denominado página 0 (ou banco 0). Um segundo espaço de endereçamento denominado página 1 (ou banco 1) vai de 80H a FFH. Para acessar esse segundo espaço é necessário recorrer a dois bits auxiliares RP0 e RP1 do registrador de STATUS segundo a modalidade que iremos explicar mais adiante. As primeiras 12 locações da página 0 (de 00H a 0BH) e da página 1 (de 80H a 8BH) são aquelas reservadas as funções especiais para o funcionamento do PIC e, como já foi dito, não podem ser utilizadas para outra coisa. As 68 locações na página 0 reservados para as nossas variáveis podem ser endereçadas de 0CH a 4FH podemos aqui utilizar livremente pelo nosso programa para memorizar variáveis, contadores, etc. Em resumo, podemos dizer que a memória RAM do PIC está dividida em dois bancos. O banco 0 que é selecionado zerando o bit RP0 (STATUS<5>) e o banco 1 que é selecionado setando o bit RP0. Os 12 primeiros bytes da RAM são reservados aos Registradores de Funções Especiais (SFR – Special Function Registers), os 116 bytes restantes de cada banco são reservados aos Registradores de Propósitos Gerais (GPR – General Purpose Registers), mas somente 68 bytes destes GPR são implementados para o PIC16F628. Tabela 2 – Mapa da memória de dados do PIC16F628 End. Indir. 00h End. Indir. 80h End. Indir. 100h End. Indir. 180h TMR0 01h OPTION REG 81h TMR0 101h OPTION 181h PCL 02h PCL 82h PCL 102h PCL 182h STATUS 03h STATUS 83h STATUS 103h STATUS 183h FSR 04h FSR 84h FSR 104h FSR 184h PORTA 05h TRISA 85h 105h 185h PORTB 06h TRISB 86h PORTB 106h TRISB 186h 07h 87h 107h 187h 08h 88h 108h 188h 09h 89h 109h 189h PCLATH 0Ah PCLATH 8Ah PCLATH 10Ah PCLATH 18Ah INTCON 0Bh INTCON 8Bh INTCON 10Bh INTCON 18Bh PIR1 0Ch PIE1 8Ch 10Ch 18Ch 0Dh 8Dh 10Dh 18Dh TMR1L 0Eh PCON 8Eh 10Eh 18Eh TMR1H 0Fh 8Fh 10Fh 18Fh T1CON 10h 90h TMR2 11h 91h T2CON 12h PR2 92h 13h 93h 14h 94h CCPR1L 15h 95h CCPR1H 16h 96h CCP1CON 17h 97h RCSTA 18h TXSTA 98h TXREG 19h SPBRG 99h RCREG 1Ah EEDATA 9Ah 1Bh EEADR 9Bh 1Ch EECON1 9Ch 1Dh EECON2 9Dh 1Eh 9Eh CMCON 1Fh VRCON 9Fh 11Fh 20h A0h 120h REGISTRADORES DE PROPÓSITO GERAL 48 BYTES 14Fh 150h REGISTRADORES DE PROPÓSITO GERAL 80 BYTES EFh 16Fh 1EFh F0h 170h 1F0h REGISTRADOR ES DE PROPÓSITO GERAL 96 BYTES 70h – 7Fh 70h – 7Fh 70h – 7Fh BANCO 0 BANCO 1 BANCO 2 BANCO 3 Os registradores de funções especiais (SFR) do PIC serão utilizados com muita freqüência nos programas. Por exemplo, os registradores TRISA e TRISB são usados para definir quais linhas de I/O serão entradas e quais serão saídas. O PORTA e o PORTB definem o estado lógico das linhas de I/O. Outro exemplo é o registrador STATUS que registra o estado de funcionamento interno do PIC ou o resultado de operações aritméticas e lógicas. É necessário conhecer, portanto, exatamente qual função desenvolve cada um dos registradores especiais e qual efeito se obtém ao manipular seus conteúdos. A memória EEPROM interna ao PIC pode ser utilizada pelo usuário para guardar dados. Entretanto, ao contrário da memória de dados vista anteriormente, esta é uma memória não volátil, que consegue manter as informaçõesmesmo sem alimentação. A EEPROM do PIC16F628 contém 128 Bytes, endereçadas de 0 a 127. Pode-se escrever em cada bit dessa memória cerca de 1 milhão de vezes sem danificá-la. A PILHA (STACK) é um local totalmente separado da memória de programação, em que serão armazenados os endereços de retorno quando utilizarmos instruções de chamadas de rotinas. Quando o programa é desviado para o começo de uma rotina por meio da instrução correta (call), o endereço seguinte ao ponto que estava sendo rodado é armazenado na pilha para que, ao fim da rotina, o programa possa retornar. O tamanho determina a quantidade de rotinas que podem ser chamadas ao mesmo tempo. Caso se tente chamar um número de rotinas maior que o tamanho da pilha, o endereço de retorno mais antigo será perdido. Ainda podemos utilizar OUTRAS MEMÓRIAS, por exemplo, memórias externas. Já estão disponíveis no mercado memórias EEPROM serial de 64 Kbytes, que podem ser interligadas ao PIC utilizando apenas duas portas de I/O. Essas memórias podem ser úteis para armazenar parâmetros de programação diferentes daqueles do programa principal. Capítulo IV - Registradores de Funções Especiais Os registradores de funções especiais, também denominados de SFR (Special Function Registers) são usados pela CPU e funções periféricas para controlar as operações do PIC, servem para guardar a configuração e o estado de funcionamento atual da máquina. Estes registradores estão localizados na memória RAM. A seguir faremos uma descrição detalhada de todos os registradores do PIC16F628. Observações quanto à sintaxe: R/W, bit de leitura e de escrita. R, bit somente de leitura. W, bit somente de escrita. U, bit não implementado, ler como ‘0’. -1, bit após o reset vale 1. -0, bit após o reset vale 0. -x, bit após o reset possui valor indefinido (desconhecido). -u, bit não se altera após o reset. -q, valor do bit depende de condição. Exemplo1: R/W-0, bit de leitura e escrita, após o reset vale 0. Exemplo2: U, bit não implementado, ler como 0. Exemplo3: R-u, bit somente de leitura, após o reset o bit possui um valor inalterado. Registradores: 1. Registrador W (Acumulador ou registrador de trabalho) e a ALU (Unidade Lógica e Aritmética) A ALU (Arithmetic and Logic Unit) ou ULA (Unidade Lógica e Aritmética) é a componente mais complexa do PIC por conter todos os circuitos destinados a desenvolver as funções de cálculo e manipulação de dados durante a execução de um programa. A ALU é uma componente presente em todos os microprocessadores e dessa depende diretamente a capacidade de cálculo do micro em si. A ALU do PIC16F628 está preparada para operar com 8 bits, ou seja valor numérico não maior do que 255. Existem processadores com ALU de 16, 32, 64 bits ou mais. A família Intel 80386, 486 e Pentium, por exemplo, dispõe de uma ALU de 32 bits. A capacidade de cálculo presente nesses micros é notavelmente superior em detrimento da complexidade dos circuitos internos e consequentemente do espaço ocupado. A ALU referencia diretamente o registrador W denominado antigamente de acumulador. Este registrador consiste de uma localização de memória destinada a conter um só valor de 8 bits. A diferença entre o registrador W e outras localizações de memória consiste no fato de que, por referenciar o registrador W, a ALU não pode fornecer nenhum endereço, mas podemos acessá-los diretamente. O registrador W será utilizado freqüentemente para intermediar instruções do PIC. Façamos um exemplo prático. Suponhamos querer colocar na localização de memória 0CH da RAM o valor 01H. Procurando entre as instruções do PIC veremos rapidamente que não existe uma única instrução capaz de efetuar esta operação mas deveremos necessariamente recorrer ao acumulador e usar duas instruções em seqüência. Vejamos porque: Como dissemos anteriormente, o opcode de uma instrução não pode exceder aos 14 bits e assim teremos: 8 bits para especificar o valor que queremos colocar na localização de memória, 7 bits para especificar em qual localização de memória queremos inserir o nosso valor, 6 bits para especificar qual instrução queremos usar. teremos um total de 8 + 7 + 6 = 21 bits. Devemos então recorrer a duas instruções, ou seja: movlw 01H movwf 0CH onde a primeira instrução colocará no registrador W o valor 01H com a instrução MOVe Literal para W e depois "moveremos" (copiaremos) esse valor para a localização 0CH com a instrução MOVe W para F. 2. Registrador STATUS (endereço 03h e 83h) Esse registrador serve para mostrar o estado da ULA (bits de Carry e Zero), a forma do último reset e também para configurar a página de programação atual, quando necessário. Nº dos bits Bit 7 bit 6 Bit 5 bit 4 bit 3 bit 2 bit 1 bit 0 Bits IRP RP1 RP0 /TO /PD Z DC C Power on reset R/W-0 R/W-0 R/W-0 R-1 R-1 R/W-x R/W-x R/W-x Obs.: O valor dos bits após os demais resets será: 000qquuu Descrição dos bits: Bit 7: IRP, Bit de seleção de banco de registradores (usado para endereçamento indireto), p/ bit7=0 seleciona Bancos 0 e banco 1 (endereços 00 - FFh); já para bit7 = 1 seleciona bancos 2 e 3 (100h - 1FFh). Obs.: Este bit não é usado no PIC16F628 (considerar IRP=0). Bit 6-5: RP1:RP0, Bit de seleção de banco de registradores (usado para endereçamento direto). P/ bits 6-5=00 implica seleção do banco 0 (00 - 7Fh), para bits 6-5=01 implica seleção do banco 1 (80h - FFh), para bits 6-5=10 implica seleção do banco 2 (100 - 17Fh) e, para bits 6-5=11 implica seleção do banco 3 (180h - 1FFh). obs.: Cada banco é de 128 bytes e somente o bit RP0 é usado no PIC16F628 (considerar RP1=0). Bit 4: /TO, bit de Time-Out. Vai a 1 após power-up, instrução CLRWDT ou instrução SLEEP. Vai a 0 após ocorrer uma interrupção de WDT (Watch Dog Timer). Bit 3: /PD, bit de Power-Down. Vai a 1 após power-up ou instrução CLRWDT. Vai a 0 na execução da instrução SLEEP. Bit 2: Z, bit de Zero. Vai a 1 quando o resultado de uma operação aritmética ou lógica é zero. Vai a 0 quando o resultado de uma operação aritmética ou lógica é diferente de zero. Bit 1: DC, Bit de Digit Carry/Borrow. Este bit vai a 1 quando ocorre um estouro dos 4 bits inferiores de um registrador numa instrução de soma (addlw ou addwf) ou quando a subtração (sublw ou subwf) entre dois nibles inferiores é negativa. É zero quando a última operação na ULA não ocasionou um estouro de dígito. Bit 0: C, Bit de Carry/Borrow. Este bit vai a 1 quando ocorre um estouro do byte de um registrador numa instrução de soma (addlw ou addwf) ou quando a subtração (sublw ou subwf) entre dois bytes é positiva. Note que no caso da subtração o Carry trabalha com a lógica invertida. Obs.: As instruções de rotação de bits (rlf ou rrf) também alteram o valor do Carry. 3. Registrador PORTA (endereço 05H) Nº dos bits Bit 7 bit 6 Bit 5 bit 4 bit 3 bit 2 bit 1 bit 0 Bits - - - RA4/TOCKI RA3 RA2 RA1 RA0 Power on reset - - - R\W-x R/W-x R/W-x R/W-x R/W-x Obs: Valor dos bits após os demais resets: ---uuuuu 4. Registrador PORTB (endereço 06H) Nº dos bits Bit 7 bit 6 Bit 5 bit 4 bit 3 bit 2 bit 1 bit 0 Bits RB7 RB6 RB5 RB4 RB3 RB2 RB1 RB0/INT Power on reset R/W-x R/W-x R/W-x R\W-x R/W-x R/W-x R/W-x R/W-x Obs.: Valor dos bits após os demais resets: uuuuuuuu 5. Registrador TRISA (endereço 85H) Registrador de direção de dados da porta A. Os registradores TRIS servem para configurar os pinos das portas como entrada ou saída. Quando é colocado “1” em um bit do TRIS, o pino relacionado a ele é configurado com entrada. Para configurar o pino com saída, você deve escrever “0” no bit relacionado. Uma maneira prática para memorizar esta regra é associar o “1” ao “I” de Input (entrada), e o “0” de Output (saída). Para configurar o PORTA, deve ser utilizado o TRISA, e para configurar o PORTB, deve ser utilizado o TRISB. Nº dos bits bit 7 bit 6 Bit 5 Bit 4 bit 3 bit 2 bit 1 bit 0 Bits - - - TRISA4 TRISA3 TRISA2 TRISA1 TRISA0Power on reset - - - R\W-1 R/W-1 R/W-1 R/W-1 R/W-1 Obs.: Valor dos bits nos demais resets: ---11111 6. Registrador TRISB (endereço 86H) Registrador de direção de dados da porta B. Nº dos bits bit 7 Bit 6 Bit 5 Bit 4 bit 3 bit 2 bit 1 bit 0 Bits TRISB7 TRISB6 TRISB5 TRISB4 TRISB3 TRISB2 TRISB1 TRISB0 Power on reset R/W-1 R/W-1 R/W-1 R\W-1 R/W-1 R/W-1 R/W-1 R/W-1 Obs.: Valor dos bits nos demais resets: 11111111 7. Registrador INDF (endereços 00h e 80h) e o FSR (endereços 04h e 84h) O registrador INDF usa o conteúdo de FSR para endereçamento indireto de memória de dados (não é um registrador físico). O FSR é um registrador em que pode ser escrito um outro endereço de memória que será acessado indiretamente, como se ele fosse apenas um ponteiro. Já o INDF não é um registrador realmente verdadeiro; trata-se somente de um espelho do endereço apontado pelo FSR. O INDF não é um registrador verdadeiro, é usado para o endereçamento indireto. Os bits de FSR estão representados a seguir: Nº dos bits bit 7 bit 6 bit 5 bit 4 bit 3 bit 2 bit 1 bit 0 Bits - - - - - - - - Power on reset R/W-x R/W-x R/W-x R/W-x R/W-x R/W-x R/W-x R/W-x Obs.: O valor dos bits após os demais resets será: uuuuuuuu 8. Registrador TRM0 (endereço 01h) É um contador automático de 8 bits. A diferença entre o registrador TMR0 e os demais registradores é que seu incremento é automático e pode ser feito pelo clock da máquina ou por um sinal externo. Esse registrador será estudado em detalhes no capítulo VI. Nº dos bits Bit 7 bit 6 bit 5 bit 4 bit 3 bit 2 bit 1 bit 0 Bits - - - - - - - - Power on reset R/W-x R/W-x R/W-x R/W-x R/W-x R/W-x R/W-x R/W-x Obs.: O valor dos bits após os demais resets será: uuuuuuuu 9. Registrador PCL (endereços 02h e 82h) e o PCLATH (endereços 0Ah e 8Ah) O PCL é a parte baixa (8 bits menos significativo) do Contador de Programa (PC = ‘Program Counter’). Nº dos bits Bit 7 bit 6 bit 5 bit 4 bit 3 bit 2 bit 1 bit 0 Bits - - - - - - - - Power on reset R/W-0 R/W-0 R/W-0 R/W-0 R/W-0 R/W-0 R/W-0 R/W-0 Obs.: O valor dos bits após os demais resets será: 00000000 O PCLATH, parte alta (5 bits mais significativos) do Contador de Programa. Como a área de memória de programação do PIC16F628 é maior que 256 bytes, não é possível acessá-la completamente com somente 8 bits do PCL. Por isso, o PCLATH possui os 5 bits mais altos do PC. Nº dos bits Bit 7 bit 6 Bit 5 bit 4 bit 3 bit 2 bit 1 bit 0 Bits - - - - - - - - Power on reset - - - R/W-0 R/W-0 R/W-0 R/W-0 R/W-0 Obs.: O valor dos bits após os demais resets será: ---00000 O Contador de Programa (Program Counter = PC) e a Pilha (Stack) são dois componentes importantes para a compreensão da instrução de salto e chamada a subrotina. Como foi visto no capítulo anterior, o PIC16F628 inicia a execução do programa a partir do Reset Vector, ou seja, da localização de memória 0000H. Depois de ter executado esta instrução passa para a próxima instrução memorizada na localização 0001H e assim por diante. Se não existisse instrução capaz de influenciar a execução progressiva do programa, o PIC chegaria até o final na última instrução memorizada na última localização e não saberia mais como continuar. Sabemos obviamente que não é bem assim e qualquer sistema a microprocessador ou linguagem de programação dispõe de instrução de desvio, ou seja, instruções capazes de modificar o fluxo de execução do programa. Uma destas instruções é o goto (do inglês go to, vá para). Quando o PIC encontra um goto não segue mais a instrução imediatamente após, mas desvia-se diretamente para a localização de memória especificada na instrução. Façamos um exemplo: ORG 00H Point1 movlw 10 goto Point1 No reset o PIC seguirá a instrução movlw 10 memorizada na localização 0000H que colocará no acumulador o valor decimal 10. Onde então passará a executar a próxima instrução goto Point1. Esta instrução determinará um desvio incondicional para localização de memória especificada pelo label Point1, ou seja, de novo para localização 0000H. O programa não fará outra coisa se não a de executar um ciclo infinito seguindo continuamente as instruções especificadas. Durante este ciclo, para determinar qual é a próxima instrução a ser seguida, o PIC utiliza um registrador especial denominado Program Counter, ou seja, contador de programa. Este terá sempre o endereço da próxima instrução a ser executada. No RESET este estará sempre zerado, determinando o início da execução no endereço 0000H, e cada instrução terá um incremento de um para poder passar para próxima instrução. A instrução goto permite a colocação de um novo valor no Program Counter e consequentemente desvia a uma localização qualquer da área de programa do PIC. Uma outra instrução muito interessante é o call, ou seja, a chamada a subrotina. Esta instrução funciona de maneira muito similar ao goto com a única diferença que, a primeira, desvia para uma localização de memória especificada e continua a execução do programa, enquanto o call desviará o programa para uma subrotina especificada e executará a mesma, e retornará a execução da instrução imediatamente após a chamada call, o valor imediatamente após a chamada call será armazenado em uma área particular da memória denominada Stack (Pilha). Vejamos melhor com um exemplo: ORG 00H Point1 movlw 10 call Point2 goto Point1 Point2 movlw 11 return Neste caso o PIC, após ter executado movlw 10 passa a executar o call Point2. Antes de desviar memoriza no Stack o endereço 0002H, ou seja, a próxima localização ao call. Passa então a executar a instrução movlw 11, memorizada em correspondência ao label Point2. E neste ponto encontra uma nova instrução o return que, como podemos deduzir de seu nome, permite o "RETORNO", ou seja, retorne a execução da instrução imediatamente após o call. Esta operação é denominada de: "chamada a subrotina", ou seja, uma interrupção momentânea do fluxo normal do programa para "chamar" a execução de uma série de instruções, para depois retornar a execução normal do programa. Para poder retornar para onde havia interrompido, o PIC utiliza o último valor armazenado no Stack e o coloca de novo no Program Counter. A palavra stack em inglês significa "pilha" e por esse fato é possível empilhar um endereço sobre o outro para ser recuperado quando necessário. Este tipo de memorização era antes denominado de LIFO do inglês Last In First Out, onde o último elemento armazenado (last in) deve necessariamente ser o primeiro a sair (last out). Graças ao Stack é possível efetuar vários call, um dentro do outro, e manter sempre o retorno ao fluxo do programa quando se encontra uma instrução return. Vejamos um outro exemplo: ORG 00H Point1 movlw 10 call Point2 goto Point1 Point2 movlw 11 call Point3 return Point3 movlw 12 return No exemplo acima a rotina principal Point1 promove a chamada do primeiro call para subrotina Point2, a subrotina Point2 chama outra subrotina no caso Point3, este último por sua vez, encontra um returm e retorna para Point2 que encontra o outro return e retorna para a execução da rotina Point1 que no caso é a principal. Os endereços a serem memorizados no stack são dois e quando vir a encontrar um segundo call procurará pelo return correspondente ao primeiro e assim por diante. Diz-se então que o call é "nidificante", ou seja, um dentro do outro. O PIC16F628 dispõe de um stack de 8 níveis, ou seja um Stack que consegue armazenar no máximo 8 chamadas à subrotina. É importante assegurar-se, durante a formulação de um programa que, se tenha sempre uma instrução returm em correspondência a um call para evitar o perigo de desalinhamento do stack que em execução pode gerar erros que dificilmente encontraremos. 10. Registrador EEDATA (endereço 08h) EEDATA é o registrador de dados da EEPROM. Ele possui duas funções distintas: nas operações de escrita da EEPROM, ele deve serpreenchido com o dado a ser armazenado, já nas operações de leitura, ele armazena o dado lido. Nº dos bits Bit 7 bit 6 bit 5 bit 4 bit 3 bit 2 bit 1 bit 0 Bits - - - - - - - - Power on reset R/W-x R/W-x R/W-x R/W-x R/W-x R/W-x R/W-x R/W-x Obs.: O valor dos bits após os demais resets será: uuuuuuuu 11. Registrador EEADR (endereço 09h) EEADR é o registrador de endereços da EEPROM. Ele especifica o endereço de escrita ou leitura do endereço da EEPROM interna ao PIC. Nº dos bits Bit 7 bit 6 bit 5 bit 4 bit 3 bit 2 bit 1 bit 0 Bits - - - - - - - - Power on reset R/W-x R/W-x R/W-x R/W-x R/W-x R/W-x R/W-x R/W-x Obs.: O valor dos bits após os demais resets será: uuuuuuuu 12. Registrador INTCON (endereços 0BH e 8Bh) Contém os vários bits de habilitação e estados de todas as fontes de interrupção do PIC16F628. Ele serve para configurar e identificar as interrupções. Nº dos bits Bit 7 bit 6 bit 5 bit 4 bit 3 bit 2 bit 1 bit 0 Nomes dos bits GIE EEIE T0IE INTE RBIE T0IF INTF RBIF Power-on-reset R/W-0 R/W-0 R/W-0 R\W-0 R/W-0 R/W-0 R/W-0 R/W-x Obs.: Valor dos bits após os demais resets: 0000000u Descrição dos bits: bit 7: GIE, Bit de habilitação da interrupção global, p/ bit7=1 habilita todas as interrupções não mascaráveis e p/ bit7=0 desabilita todas as interrupções. Bit 6: EEIE, Bit de habitação da interrupção completa de escrita na EEPROM interna do PIC, p/ bit6=1 habilita interrupção de escrita na EEPROM e p/ bit6=0 desabilita a interrupção. Bit 5: T0IE, Bit de habitação da interrupção de overflow do Timer 0 (TMR0), p/ bit5=1 habilita a interrupção de TMR0 e p/ bit5=0 desabilita a interrupção. Bit 4: INTE, Bit de habitação da interrupção RB0/INT, p/ bit4=1 habilita a interrupção de RB0/INT e p/ bit4=0 desabilita a interrupção. Bit 3: RBIE, Bit de habitação da interrupção de mudança de nível na porta B (bits RB7 a RB4), p/ bit3=1 habilita a interrupção de mudança de nível na porta B e p/ bit3=0 desabilita a interrupção. Bit 2: T0IF, Bit de “flag” da interrupção de overflow do Timer 0 (TMR0), se bit2=1 implica que ocorreu um overflow no TMR0 (deve ser zerado no programa) e se bit2=0 implica que não ocorreu a interrupção. Bit 1: INTF, Bit de “flag” da interrupção RB0/INT, se bit1=1 implica que ocorreu uma RB0/INT e se bit1=0 implica que não ocorreu a interrupção. Bit 0: RBIF, Bit de “flag” da interrupção de mudança de nível na porta B, se bit0=1 implica que ocorreu uma mudança de estado num dos pinos RB7:RB4 (deve ser zerado no programa) e se bit0=0 implica que não ocorreu a interrupção. 13. Registrador OPTION_REG(endereço 81h) Contém vários bits de controle. Serve para configurar uma série de opções para a operação do microcontrolador. Nº dos bits Bit 7 bit 6 bit 5 bit 4 bit 3 bit 2 bit 1 bit 0 Bits /RBPU INTEDG T0CS T0SE PSA PS2 PS1 PS0 Power on reset R/W-1 R/W-1 R/W-1 R\W-1 R/W-1 R/W-1 R/W-1 R/W-1 Obs.: Valor dos bits após os demais resets: 11111111 Descrição dos bits: bit 7: /RBPU, bit de habilitação de pull-up na porta B, p/ bit7 = 1 desabilita pull-up e p/ bit7=0 habilita pull-up. bit 6: INTEDG, bit de seleção de borda de interrupção, p/ bit6 = 1 interrupção na borda de subida do pino RB0/INT e p/ bit6 = 0 interrupção na borda de descida do pino RB0/INT. bit 5: T0CS, bit de seleção da fonte de clock do TMR0, p/ bit5 = 1 clock colocado na entrada do pino RA4/T0CKI e p/ bit5 = 0 clock interno. bit 4: T0SE, bit de seleção da borda da fonte de clock do TMR0, p/ bit4 = 1 incrementa na transição de alto para baixo no pino RA4/T0CKI e p/ bit4 = 0 incrementa na transição de baixo para alto no pino RA4/T0CKI. Bit 3: PSA, bit de sinalização do “prescaler”, p/ bit3 = 1 assinala o “prescaler” ao WDT e p/ bit3=0 assinala o “prescaler” ao TMR0. Bit 2-0: PS2, PS1 e PS0, bits de seleção da razão do “prescaler”. PS2 PS1 PS0 Divisor p/ o TMR0 Divisor p/ o WDT 0 0 0 2 1 0 0 1 4 2 0 1 0 8 4 0 1 1 16 8 1 0 0 32 16 1 0 1 64 32 1 1 0 128 64 1 1 1 256 128 14. Registrador EECON1 (endereço 88h) O EECON1 é o registrador de controle de escrita e leitura na EEPROM interna do PIC. Nº dos bits bit 7 Bit 6 Bit 5 Bit 4 bit 3 bit 2 bit 1 bit 0 Bits - - - EEIF WRERR WREN WR RD Power on reset U U U R\W-0 R/W-x R/W-0 R/S-0 R/S-0 Obs.: Valor dos bits nos demais resets: ---0q000 Descrição dos bits: bit 7-5: Não implementados, ler como ‘0’. bit 4: EEIF, bit de flag de interrupção na operação de escrita na EEPROM, se bit4 = 1 implica que a operação de escrita foi completado (deve ser zerado no programa) e se bit4 = 0 implica que a operação de escrita não foi completada ou ainda não foi inicializada. bit 3: WRERR, bit de flag de erro da EEPROM, se bit3 = 1 implica que uma operação de escrita foi prematuramente terminada e se bit3 = 0 implica que a operação de escrita foi completada. bit 2: WREN, bit de habilitação de escrita na EEPROM, p/ bit2 = 1 segue ciclos de escrita e p/ bit2 = 0 inibe escrita de dados na EEPROM. bit 1: WR, bit de controle de escrita na EEPROM, p/ bit1 = 1 inibe um ciclo de escrita (obs.: esse bit é zerado por hardware uma vez que a escrita é completada, o bit WR não pode ser zerado no programa). Se bit1 = 0 indica que o ciclo de escrita de dados na EEPROM foi completado. bit 0: RD, bit de controle de leitura na EEPROM, p/ bit0 = 1 inicializa uma leitura na EEPROM (obs.: esse bit é zerado por hardware uma vez que a leitura é completada, o bit RD não pode ser zerado no programa, pode somente ser setado). Se bit0 = 0 indica que a leitura de dados da EEPROM não foi inicializada. 15. Registrador EECON2 (endereço 89h) EECON2 não é um registrador físico. O EECON2 é usado exclusivamente em uma seqüência de escrita de dados na EEPROM. Veja o Capítulo IX para mais detalhes. Capítulo V - Conjunto de Instruções do PIC16F628 Observações quanto aos termos utilizados na construção dos nomes das instruções e seus argumentos: • Work: Trata-se de um registrador temporário para as operações da ULA. No Assembler do PIC, ele é conhecido como W. Também é comum chamá-lo de acumulador. • File: Referência a um registrador (posição de memória) propriamente dito. Utilizaremos a letra F para sua representação nos nomes de instruções e f nos argumentos delas. • Literal: Um número qualquer que pode ser escrito na forma decimal, hexadecimal ou binária. Utilizaremos a letra L para sua representação nos nomes de instruções e k nos argumentos delas. • Destino: O local onde deve ser armazenado o resultado da operação. Os destinos podem ser 0 (W ) ou 1 (F). A letra d será usada para indicar o destino de uma instrução, o destino pode ser o acumulador (d=0) ou o registrador (d=1). • Bit: Refere-se a um bit específico dentro de um byte. Utilizaremos a letra B para sua representação nos nomes das instruções e b nos argumentos delas. Para facilitar as operações de seus registradores especiais na RAM (que como recordamos estava incluído no código com a diretiva INCLUDE), a Microchip inseriu uma lista de nomes que identificam univocamente qualquer registrador especial e a qual está associado o endereço correspondente na área da memória RAM. Se, por exemplo, quisermos definir toda a linha do PORTB do PIC como saída, devemos agir sobre o TRISB. Podemos escolher e referenciar diretamente o registrador com o seu endereço: movlw B'00000000' movwf 86H ; Endereço de TRISB ou então, referenciar o mesmo registrador com o seu nome simbólico, neste caso tendo que ter a certeza de ter inserido a diretiva INCLUDE "P16F628.INC" (mostrado no Apêndice A desta apostila): movlw B'00000000' movwf TRISB ; Nome simbólico do endereço de TRISB Para facilitar o estudo das instruções do PIC, organizamos a seguir duas tabelas. Uma com as instruções em ordem alfabética e a outra com as instruções divididas em quatro grupos, conforme as suas aplicações: • Operações com registradores;• Operações com literais; • Operações com bits; • Controles. Conjunto de instruções do PIC16F628 Operações em ordem alfabética Instrução Argumento s Descrição ADDLW K Soma k com W, guardando o resultado em W (W = W + k). ADDWF f,d Soma W e f, guardando o resultado em d (d = W + f). ANDLW K Lógica “E” entre k e W, guardando o resultado em W (W = W AND k). ANDWF f,d Lógica “E” entre W e f, guardando o resultado em d (d = W AND f). BCF f,b Zera o bit b do registrador f. BSF f,b Seta o bit b do registrador f. BTFSC f,b Testa o bit b do registrador f, e pula a próxima linha se ele for 0 (zero). BTFSS f,b Testa o bit b do registrador f, e pula a próxima linha se ele for 1 (um). CALL Label Chamada a uma subrotina no endereço Label. CLRF F Limpa o registrador f (f = 0). CLRW Limpa o acumulador (W = 0). CLRWDT Limpa o registrador WDT para evitar o reset (Watchdog timer = 0). COMF f,d Pega o complemento de f, guardando o resultado em d (d = not f). DECF f,d Decrementa f, guardando o resultado em d (d = f -1). DECFSZ f,d Decrementa f, guardando o resultado em d, e pula a próxima linha se o resultado for zero (d = f –1, skip se zero). GOTO Label Desvia para o endereço Label. INCF f,d Incrementa f, guardando o resultado em d (d = f +1). INCFSZ f,d Incrementa f, guardando o resultado em d, e pula a próxima linha se o resultado for zero (d = f+1, skip se zero). IORLW K Lógica OU entre k e W, guardando o resultado em W (W = W OR k). IORWF f,d Lógica OU entre W e f, guardando o resultado em d (d = f OR W). MOVLW K Move (copia) valor literal k para o acumulador W (W = k). MOVF F,d Move (copia) valor de registrador f para destino d (d = f). MOVWF F Move (copia) valor do acumulador W para o registrador f (f = W). NOP Nenhuma operação, gasta um ciclo de máquina sem fazer nada. RETFIE Retorno de uma interrupção. RETLW K Retorno de uma rotina, com k em W. RETURN Retorna de uma rotina. RLF f,d Rotaciona f um bit a esquerda, guardando o resultado em d (d = f << 1). RRF f,d Rotaciona f um bit a direita, guardando o resultado em d (d = f >> 1). SLEEP Coloca o PIC em modo sleep (dormindo) para economia de energia. SUBLW K Subtrai W de k, guardando o resultado em W (W = k – W). SUBWF f,d Subtrai W de f, guardando o resultado em d (d = f - W). SWAPF f,d Executa uma inversão entre o nibble da parte alta e o nibble da parte baixa de f, guardando o resultado em d. XORLW W Lógica ou-exclusivo entre k e W, guardando o resultado em W (W=W XOR k). XORWF f,d Lógica ou-exclusivo entre W e f, guardando o resultado em d (d=W XOR f). Conjunto de instruções do PIC16F628 Instrução Argumentos Descrição Grupo 1: Operações com registradores ADDWF f,d Soma W e f, guardando o resultado em d (d = W + f). ANDWF f,d Lógica “E” entre W e f, guardando o resultado em d (d = W AND f). CLRF F Limpa o registrador f (f = 0). COMF f,d Pega o complemento de f, guardando o resultado em d (d = not f). DECF f,d Decrementa f, guardando o resultado em d (d = f -1). DECFSZ f,d Decrementa f, guardando o resultado em d, e pula a próxima linha se o resultado for zero (d = f –1, skip se zero). INCF f,d Incrementa f, guardando o resultado em d (d = f +1). INCFSZ f,d Incrementa f, guardando o resultado em d, e pula a próxima linha se o resultado for zero (d = f+1, skip se zero). IORWF f,d Lógica OU entre W e f, guardando o resultado em d (d = f OR W). MOVF F,d Move (copia) valor de registrador f para destino d (d = f). MOVWF F Move (copia) valor do acumulador W para o registrador f (f = W). RLF f,d Rotaciona f um bit a esquerda, guardando o resultado em d (d = f << 1). RRF f,d Rotaciona f um bit a direita, guardando o resultado em d (d = f >> 1). SUBWF f,d Subtrai W de f, guardando o resultado em d (d = f - W). SWAPF f,d Executa uma inversão entre o nibble da parte alta e o nibble da parte baixa de f, guardando o resultado em d. XORWF f,d Lógica ou-exclusivo entre W e f, guardando o resultado em d (d=W XOR f). Grupo 2: Operações com literais ADDLW K Soma k com W, guardando o resultado em W (W = W + k). ANDLW K Lógica “E” entre k e W, guardando o resultado em W (W = W AND k). IORLW K Lógica OU entre k e W, guardando o resultado em W (W = W OR k). MOVLW K Move (copia) valor literal k para o acumulador W (W = k). SUBLW K Subtrai W de k, guardando o resultado em W (W = k – W). XORLW W Lógica ou-exclusivo entre k e W, guardando o resultado em W (W=W XOR k). Grupo 3: Operações com bits BCF f,b Zera o bit b do registrador f. BSF f,b Seta o bit b do registrador f. BTFSC f,b Testa o bit b do registrador f, e pula a próxima linha se ele for 0 (zero). BTFSS f,b Testa o bit b do registrador f, e pula a próxima linha se ele for 1 (um). Grupo 4: Controles CALL Label Chamada a uma subrotina no endereço Label. CLRW Limpa o acumulador (W = 0). CLRWDT Limpa o registrador WDT para evitar o reset (Watchdog timer = 0). GOTO Label Desvia para o endereço Label. NOP Nenhuma operação, gasta um ciclo de máquina sem fazer nada. RETFIE Retorno de uma interrupção. RETLW K Retorno de uma rotina, com k em W. RETURN Retorna de uma rotina. SLEEP Coloca o PIC em modo sleep (dormindo) para economia de energia. Explicação detalhada do conjunto de instruções do PIC. 1) ADDLW k ; Soma a constante k a W Descrição: Soma a constante k ao valor memorizado no acumulador W e coloca o resultado no acumulador. Exemplo: movlw 10 addlw 12 ; após o trecho de programa, o acumulador W terá o valor 22 2) ADDWF f,d ; Soma o valor contido em W com o valor contido no registrador F Descrição: Esta instrução soma o valor contido no acumulador W com o valor contido no registrador endereçado pelo parâmetro f. Exemplo: Vejamos um exemplo de soma entre dois registradores: add1 equ 0CH add2 equ 0DH org 00H movlw 10 ;Primeiro somador = 10 movwf add1 movlw 15 ;Segundo somador = 15 movwf add2 movf add1,W ;W = add1 addwf add2,W ;W = add1 + add2 3) ANDLW k ; Efetua o AND bit a bit entre W e uma constante k Descrição: Efetua o AND bit a bit entre o valor contido no acumulador W e o valor constante k. O resultado será memorizado no acumulador. Exemplo: movlw ‘10101010’B andlw ‘11110000’B ... Depois de haver executado este trecho de programa o acumulador W irá valer 10100000B. 4) ANDWF f,d ; Efetua o AND bit a bit entre o valor contido em W e o valor contido no registrador F. Descrição: Esta instrução efetua o AND bit a bit entre o valor contido no acumulador W e o valor contido no registrador endereçado pelo parâmetro f. Exemplo: Freqüentemente o AND será utilizado para mascarar o valor de algum bit dentro de um registrador. Se por exemplo quiséssemos extrair do número binário 01010101B os quatro bits menos significativo a fim de obter o seguinte valor 00000101B, bastará preparar uma máscara do tipo 00001111B e fazer o AND com o nosso valor, vejamos como: movlw 01010101B ; Armazena em W o valor binário movwf 0CH ; Usa o endereço 0CH para armazenar o valor inicial da máscara movlw 00001111B ; Prepara a máscara do bit andwf 0CH,W ; Efetua o AND e memoriza o resultado no acumulador W O resultado em W será 00000101B como descrito. W = 00001111 AND f = 01010101 = ---------------- W = 00000101 5) BCF f,b ; Zera o bit b do registrador F Descrição: Esta instrução zera o bit b do registrador no endereço f . Exemplo: parm1 equ 0CH movlw ‘11111111’B ;Valor inicial movwf parm1 bcf parm1,0 Ao término do programa o registrador parm1 será 11111110B. 6) BSF f,b ;Coloca em nível alto o bit b no registrador F. Descrição: Esta instrução coloca em “um” no bit b do registrador que está no endereço f. Exemplo: parm1 equ0CH movlw 00000000B ;Valore inicial movwf parm1 bsf parm1,0 ;D0=1 Ao terminar o programa o registrador parm1 será 00000001B. 7) BTFSC f,b ; Pula a próxima instrução se o bit b do registrador F for 0 Descrição: Testa o bit b contido no registrador no endereço f e pula a próxima instrução se este valer 0. Exemplo: parm1 equ 0CH org 00H movlw 11111110B ;Valor inicial movwf parm1 loop btfsc parm1,0 ;bit0 = 0? Se for, pular próxima instrução. goto loop ;Se não, ficar no loop Este programa executa um loop infinito. Entretanto, o mesmo programa não executará o loop se substituirmos a instrução: movlw 11111110B pela instrução: movlw 11111111B. 8) BTFSS f,b ; Pula a próxima instrução se o bit b do registrador F for 1 Descrição: Testa o bit b contido no registrador do endereço f e pula a instrução seguinte se este for 1. Exemplo: parm1 equ 0CH org 00H movlw 11111111B ;Valor inicial movwf parm1 loop btfss parm1,0 ;bit0 = 1 ? Se for, pular próxima instrução. goto loop ;Se não, ficar no loop Este programa executa um loop infinito. O mesmo programa não executará o loop se substituirmos a instrução: movlw 11111111B pela instrução: movlw 11111110B. 9) CALL k ; Chamada a uma subrotina Descrição: Chama uma subrotina memorizada no endereço k. O parâmetro k pode ser especificado utilizando-se diretamente o valor numérico do endereço ou então o relativo label. Exemplo: #define LED1 1 org 00H call ledOn ; Chama a rotina ledOn ledOn btfsc PORTB,LED1 ; testa o bit 1 da porta B return Quando a CPU do PIC encontra uma instrução CALL, memoriza no STACK o valor do registrador PC+1 de modo a poder retornar para instrução após o CALL, em seguida escreve no PC o endereço da subrotina pulando a execução desta ultima. O valor original do PC será recuperado pela subrotina com a execução da instrução de retorno RETURN ou RETLW. No PIC16F628 estão disponíveis 8 níveis de stack (pilha), ou seja a instrução CALL dentro de uma subrotina pode ter no máximo 8 chamadas ou 8 níveis. As demais chamadas serão sobrepostas às primeiras. 9) CLRF f ; Zera o registrador F Descrição: Esta instrução zera o valor contido no registrador endereçado pelo parâmetro f. Exemplo: Se quisermos zerar o registrador TMR0 no qual o endereço é 01H hexadecimal, a instrução a se executar será: clrf 01H Ou, se no endereço do nosso código incluirmos o arquivo P16F628.INC, poderemos utilizar o nome simbólico do registrador TMR0, ou seja, clrf TMR0. 11) CLRW ; Zera o registrador W Descrição: Zera o valor contido no registrador W. Exemplo: clrw 12) CLRWDT ; Limpa o registrador WDT para não acontecer o Reset Descrição: Esta instrução deve ser utilizada quando programarmos o PIC com a opção Watchdog (fusível WDTE). Nesta modalidade o PIC habilita um timer que, uma vez transcorrido um determinado tempo, efetua o reset do mesmo. Para evitar o reset do nosso programa deveremos executar ciclicamente a instrução CLRWDT para zerar o timer antes deste tempo. Se não zerarmos o WDT neste tempo, o circuito de watchdog (do inglês cão de guarda) interpretará este como um bloco de programa em execução e efetuará o reset para bloquea-lo. Exemplo: org 00H loop clrwdt goto loop 13) COMF f,d ; Efetua o complemento do registrador F Descrição: Esta instrução efetua o complemento do valor contido no registrador endereçado pelo parâmetro f. Exemplo: parm1 equ 0CH org 00H movlw 01010101B movwf parm1 comf parm1,F Ao término da execução do programa o valor do registrador parm1 será 10101010B. 14) DECF f,d ; Decrementa o conteúdo do registrador F Descrição: Esta instrução decrementa o conteúdo do registrador endereçado pelo parâmetro f. Exemplo: movlw 23H ;Escreve em W o valor 23H movwf 0CH ;Copia no registrador 0CH o valor de W decf 0CH,F ;Decremente o valor contido no registrador 0CH 15) DECFSZ f,b ; Decrementa o valor do registrador f e pula a próxima instrução se o resultado for zero. Descrição: Decrementa o valor de registrador do endereço f e se o resultado for zero pula a próxima instrução. Exemplo: counter equ 0CH org 00H movlw 10 ;counter = 10 movwf counter loop decfsz counter,F ;counter = counter –1, se counter = 0, pula próxima instrução goto loop ;se não, continua no loop Este programa executa 10 vezes a instrução decfsz até que counter seja = 0. 16) GOTO k ; Desvia a execução do programa para o endereço especificado k. Descrição: Determina o desvio incondicional do programa em execução para o endereço k. O parâmetro k pode ser especificado utilizando-se diretamente um valor numérico do endereço ou então o relativo label. Exemplo: org 00H loop goto loop Este programa executa um cilclo (loop) infinito. 17) INCF f,d ; Incrementa o valor do registrador no endereço F. Descrição: Incrementa o conteúdo do registrador no endereço f. Exemplo: movlw 23H ;Escreve em W o valor 23H movwf 0CH ;Copia no registrador 0CH o valor de W incf 0CH,F ;Incrementa de 1 valor contido no registrador 0CH 18) INCFSZ f,b ; Incrementa o valor do registrador f e pula a próxima instrução se o resultado for zero. Descrição: Incrementa o valor do registrador f e se o resultado for zero pula a próxima instrução. Exemplo: counter equ 0CH org 00H movlw 250 ;counter = 250 movwf counter loop incfsz counter,F ;counter = counter + 1, se counter = 0 ? pular próxima instrução goto loop ; se não, continuar no loop Este programa executa para 256-10 = 6 vezes a instrução incfsz até que counter seja 0. Sendo counter um registrador de 8 bit's quando for incrementado do valor 255 assume novamente o valor 0 e dai a formula 256 - 10 = 6. 19) IORLW k ; Efetua o OU inclusive entre W e uma constante k Descrição: Efetua o OR inclusive entre o valor contido no acumulador W e o valor da constante k. Exemplo: org 00H start movlw 00001111B iorlw 11110000B Após ser executado esse programa o acumulador W será 11111111B. 20) IORWF f,d ; Efetua o OR inclusive entre o valor contido em W e o valor contido no registrador F Descrição: Esta instrução efetua o OR inclusive entre o valor contido no acumulador W e o valor contido no registrador endereçado pelo parâmetro f. Exemplo: parm1 equ 0CH org 00H movlw 00001111B movwf parm1 movlw 11111111B iorwf parm1,F Ao término do programa o valor do registrador parm1 será 11111111B. 21) MOVLW k ; Copia para W o valor constante k Descrição: Passa ao acumulador W um valor constante k. Exemplo: org 00H movlw 20 Após ter executado este programa o acumulador W irá a 20. 22) MOVF f,d ;Copia o conteúdo do registrador f para o destino d Descrição: Esta instrução copia o conteúdo do registrador endereçado pelo parâmetro f para o parâmetro de destino d. Exemplo: O exemplo a seguir copia o valor contido no registrador do endereço 0CH no acumulador W: movf 0CH,W 23) MOVWF f ; Copia o conteúdo do registrador W para o registrador F Descrição: Esta instrução copia o conteúdo do registrador W no registrador de parâmetro f. Exemplo: Para copia o valor 10H noregistrador TMR0. A instrução a se executar será a seguinte: movlw 10H ;Escreve no registrador W o valor 10H movwf TMR0 ;e o memoriza no registrador TMR0 24) NOP ; Nenhuma operação Descrição: Esta instrução não executa nenhuma operação mas é útil para inserir atrasos de um ciclo de maquina ou mais. Exemplo: nop nop Os dois nops acima vai provocar um atraso de 2 uS se utilizarmos um cristal de 4MHz no nosso hardware. 25) RETFIE ; Retorna de uma rotina de interrupção Descrição: Esta instrução deve ser colocada no término de cada subrotina de controle de interrupções para retornar o controle ao programa principal. Exemplo: org 00H loop goto loop ;Loop infinito org 04H ;Interrupt vector intHandler retfie ;Retorna da interrupção Neste código o programa principal executa um loop infinito. Se habilitarmos uma das interrupções do 16F628 ele não apenas verificará o controle como irá automaticamente ao programa alocado no endereço 04H (no exemplo intHandler), a instrução RETFIE determinará então o retorno ao loop principal. 26) RETLW k ; Retorna de uma rotina com uma constante k em W Descrição: Esta instrução retorna o controle de uma rotina ao programa principal. A diferença desta em relação à instrução RETURN é que retflw permite retornar, através do acumulador W, o valor k ao programa principal. Exemplo: rtc equ 0CH org 00H call mySub1 movwf rtc ... mySub1 nop retlw 10 Uma vez executado esse programa ele memorizará no registrador rtc o valor 10 passado pela subrotina mySub1. 27) RETURN ; Retorna de uma rotina Descrição: Esta instrução deve ser inserida no termino de cada subrotina para retornar a execução ao programa principal. Exemplo: org 00H call mySub1 .... mySub1 nop return Nota: No PIC16F628 podemos fazer apenas 8 chamadas a subrotinas, do tipo: org 00H call mySub1 .... mySub1 call mySub2 return mySub2 call mySub3 return mySub3 return 28) RLF f,b ;Rotaciona a esquerda o conteúdo do registrador f passando pelo Carry Descrição: Rotaciona o bit contido no registrador do endereço f para a esquerda (ou seja do bit menos significativo para o mais significativo) passando pelo CARRY do registrador STATUS como ilustrado na figura a seguir: BIT7 BIT6 BIT5 BIT4 BIT3 BIT2 BIT1 BIT0 CARRY Figura 7 – Rotação de bit a esquerda O conteúdo do bit CARRY do registrador STATUS será deslocado para o bit0 enquanto que o valor do bit7 será deslocado para o CARRY. Exemplo: parm1 equ 0CH org 00H bcf STATUS,C ;Zera o CARRY movlw 01010101B ;Valor inicial movwf parm1 rlf parm1,F Ao término do programa o registrador parm1 será 10101010B enquanto o CARRY será 0. 29) RRF f,b ; Rotaciona para a direita o conteúdo do registrador f passando pelo Carry Descrição: Rotaciona o bit contido no registrador do endereço f para direita (ou seja do bit mais significativo para o menos significativo) passando pelo bit CARRY do registrador STATUS como ilustrado na figura a seguir: BIT7 BIT6 BIT5 BIT4 BIT3 BIT2 BIT1 BIT0 CARRY Figura 8 – Rotação de bit a direita O conteúdo do bit CARRY do registrador STATUS será deslocado para o bit7 enquanto o valor do bit0 será deslocado para o CARRY. Exemplo: parm1 equ 0CH org 00H bcf STATUS,C ;Zera o CARRY movlw 01010101B ;Valor inicial movwf parm1 rrf parm1,F Ao término do programa o registrador parm1 será 00101010B enquanto o CARRY será 1. 30) SLEEP ; Coloque o PIC (para dormir) em standby Descrição: Esta instrução bloqueia a execução do programa em andamento e coloca o PIC em standby (sleep do inglês = dormir). Exemplo: org 00H start sleep 31) SUBLW k ; Subtraia de k o valor em W Descrição: Subtrai a constante k do valor memorizado no acumulador W. Exemplo: org 00H start movlw 10 ; W = 10 sublw 12 ; W = 12 - 10 ... Depois de haver executado este programa o acumulador W será 2. 32) SUBWF f,d ;Subtraia o valor contido em W do valor contido no registrador F. Descrição: Esta instrução subtrai o valor contido no registrador W do valor contido no registrador endereçado pelo parâmetro f. Exemplo: Analisando um exemplo extraído do datasheet da Microchip: Se inserirmos a instrução: subwf REG1,F Onde reg1 é o endereço de um registrador qualquer especificado com a diretiva: REG1 RES 1 Para o valor inicial de REG1=3 e W=2, teremos REG1=1 e C=1 porque o resultado é positivo. Para o valor inicial de REG1=2 e W=2, teremos REG1=0 e C=1 porque o resultado é positivo. Para o valor inicial de REG1=1 e W=2, teremos REG1=FFH ou seja -1 e C=0 porque o resultado é negativo. 33) SWAPF f,d ; Troca de nibbles. Descrição: Troca o valor dos quatro bits mais significativo (D7-D4) contido no registrador do endereço f com os quatro bits menos significativo(D3-D0) do mesmo. Exemplo: movlw ‘11110000’B ;Valor inicial swapf parm1,F Ao término do programa o registrador parm1 será 00001111B. 34) XORLW k ; Efetua o OR exclusivo entre W e uma constante k Descrição: Efetua o OR exclusivo entre o valor contido no acumulador W e o valor constante k. Exemplo: org 00H start movlw 00000000B xorlw 11110000B ... Após haver executado este programa o acumulador W será 11110000B. 35) XORWF f,d ; Efetua o OR exclusivo entre o valor contido em W e o valor contido no registrador Descrição: Esta instrução efetua o OR exclusivo(XOR) entre o valor contido no acumulador W e o valor contido no registrador endereçado pelo parâmetro f. Exemplo: Efetuar um XOR entre o registrador W e o registrador REG1 por nós definido no endereço 0CH com a diretiva: REG1 EQU 0CH podemos utilizar a instrução IORWF de duas formas, dependendo onde queremos colocar o resultado, ou seja: xorwf COUNTER,F ;COUNTER = COUNTER XOR W ou então: xorwf COUNTER,W ;W = COUNTER XOR W Capítulo VI - AS INTERRUPÇÕES DO PIC16F628 A interrupção é uma técnica particular do PIC que permite interceptar eventos externos ao programa em execução, interrompe momentaneamente a operação do programa em andamento, controla o evento com uma subrotina apropriada e retorna para a execução do programa. Fazendo uma analogia, podemos dizer que a interrupção é para o PIC o que para nós representaria uma chamada telefônica. Para recebermos um telefonema não precisamos nos preocupar em ficar levantando continuamente o monofone do gancho para ver se tem alguém querendo falar conosco, mas podemos tranqüilamente aguardar pelo toque da campainha quando alguém nos chamar. Quando então apenas levantamos o monofone do gancho e interrompemos momentaneamente o sistema de chamada, respondemos ao telefonema e, uma vez terminada a conversação, retornamos o monofone ao gancho, ou seja, do ponto onde havíamos interrompido. Transportando o termo deste parágrafo ao PIC veremos que: • O nosso telefone corresponde ao programa em execução; • A chamada de alguém corresponde ao evento de controle; • O monofone corresponde a requisição de interrupção; • A nossa reposta ao telefone corresponde a subrotina de controle da interrupção. É evidente que assim como é extremamente mais eficaz se ter uma campainha conectada ao telefone é extremamente mais eficaz controlar nosso evento com uma interrupção ao invés de diretamente peloprograma. O PIC16C84 esta preparado para controlar interrupções ao final de quatro eventos diferentes, vejamos quais são: 1. Ao final da contagem do registrador TMR0, interrupção de TIMER 0. 1. Interrupção externa por mudança de nível no pino RB0. 3. A troca de estado sobre uma das linhas de RB4 a RB7, interrupção por mudança de estado. 4. Ao final da escrita sobre um endereço da EEPROM. Interrupção de TIMER 0, essa interrupção acontece sempre que um contador de tempo interno, denominado TMR0 (Timer 0), estoura, ou seja, como ele é um contador de 8 bits, sempre que passar de 0xFF para 0x00. Ela é utilizada normalmente para a contagem de tempo. Como pode acontecer a qualquer momento, a contagem de tempo fica precisa, não dependendo de análises constantes durante o programa para garantir que o tempo seja contado. Como veremos em exemplos, o TMR0 pode tanto ser incrementado internamente pelo clock da máquina, como também por um sinal externo. Neste caso, ele passa a ser um contador de pulsos, podendo ser utilizado para outras finalidades. Interrupção externa (RB0/INT), essa interrupção é gerada por um sinal externo ligado a uma porta específica do PIC, que no caso é a porta RB0, caso ela esteja configurada como entrada. Desta maneira, podemos identificar e processar imediatamente um sinal externo. Ela é utilizada para diversas finalidades, como, por exemplo, a comunicação entre micros, garantindo o sincronismo, o reconhecimento de botão ou outro sinal do sistema que necessite de uma ação imediata. Essa interrupção acontece ou na borda de subida ou na borda de descida conforme a configuração da mesma. Interrupcção por mudança de estado (RB4 a RB7), essa interrupção acontece em ambos os casos, na borda de subida ou na borda de descida, basta haver mudança de estado. Esse tipo de interrupção pode ser utilizado, por exemplo, para criar um sincronismo com a rede de 60 Hz, para o controle de um triac ou outro sistema semelhante. Interrupção de fim de escrita na EEPROM, essa interrupção serve para detectarmos o final de uma rotina de escrita na EEPROM do PIC. A utilização da interrupção não é obrigatória para que a escrita funcione, mas como a EEPROM é lenta na hora de escrever, em alguns sistemas a sua utilização pode ser necessária para evitar uma parada durante a escrita na EEPROM. A interrupção de qualquer um destes eventos pode ser conseguida agindo sobre os bits do registrador INTCON, podemos habilitar ou desabitar esses bits independentemente uns dos outros. A Figura abaixo mostra os bits do INTCON. Figura 9 - Interrupções do PIC16F628 Registrador INTCON: GIE EEIE T0IE INTE RBIE T0IF INTF RBIF • INTE (bit 4) se este bit estiver em 1 habilitará a interrupção de troca de estado sobre a linha RB0 • T0IE (bit 5) se este bit estiver em 1 habilitará a interrupção de final de contagem do registrador TMR0 • RBIE (bit 3) se este bit estiver em 1 habilitará a interrupção de troca de estado sobre uma das linhas de RB4 a RB7 • EEIE (bit 6) se este bit estiver em 1 habilitará a interrupção de final de escrita sobre um endereço da EEPROM • GIE (bit 7) bit de habilitação geral de interrupção. Esse bit deve ser setado em 1 antes dos demais. Vetor de Interrupção e Controle de Interrupção (Interrupt vector e Interrupt handler), qualquer que seja o evento habilitado, ao se manifestar, o PIC interrompe a execução do programa em andamento, memoriza automaticamente no STACK o valor corrente do PROGRAM COUNTER (PC) e pula para a instrução presente no endereço de memória 0004H denominada Interrupt vector (vetor de interrupção). Deste ponto em diante devemos colocar a nossa subrotina de controle denominada Interrupt Handler (controle de interrupção). Pode-se habilitar mais interrupções e, a primeira providência da interrupt handler é a de verificar qual o evento habilitado que gerou a interrupção e a execução da parte do programa relativo. Este controle pode ser efetuado utilizando a Interrupt flag. Interrupt flag (sinalizador de interrupção), dado que qualquer interrupção gera uma chamada do endereço 04H, no registrador INTCON está presente o flag que indica qual o evento que gerou a interrupção vejamos: • INTF (bit 1), se for 1 é porque a interrupção RB0/INT ocorreu. • T0IF (bit 2), se for 1 é porque ocorreu uma interrupção de TMR0. • RBIF (bit 0), se for 1 é porque ocorreu uma interrupção de troca de estado de uma das linhas de RB4 a RB7. Como se pode ver a interrupção de final de escrita na EEPROM não tem previsto nenhum flag de sinalização para que a interrupt handler deva considerar que a interrupção é um estado gerado deste evento quando todos os três flags supra citados irão a 0. Importante: Uma vez conhecido qual o flag que está ativo, a interrupt handler deve zerá-lo, ou então não mais gerará interrupção correspondente. Retorno de uma interrupt handler, quando for gerada uma interrupção o PIC é desabilitada automaticamente o bit GIE (global Interrupt Enable) do registrador INTCON de modo a desabilitar todas as interrupções restantes. Para poder retornar ao programa principal e reinicializar em 1 este bit deve-se utilizar a instrução: RETFIE Capítulo VII - O CONTADOR/TEMPORIZADOR (TMR0) O registrador TMR0 é um contador, ou seja, um registrador particular, na qual, seu conteúdo vê-se incrementado com cadência regular e programada ditada pelo hardware do PIC. Na prática, a diferença de um outro registrador, é que o TMR0 não mantém inalterado o valor que é memorizado, mas o incrementa continuamente, se por exemplo escrevermos nele o valor 10 com a instrução: movlw 10 movwf TMR0 Após um tempo por quatro ciclos de máquina, o conteúdo do registrador começa a ser incrementado de +1 ou seja 11, 12, 13 e assim por diante com a cadência constante e independente da execução do resto do programa. Se por exemplo, após ter colocado um valor no registrador TMR0, executar-mos um loop infinito movlw 10 movwf TMR0 loop goto loop o registrador TMR0 será incrementado pelo hardware interno do PIC durante a execução do loop. Uma vez atingido o valor 255 o registrador TMR0 será zerado automaticamente recomeçando então a contagem, mas não do valor originalmente imposto mas do zero. A freqüência é diretamente proporcional a freqüência de clock aplicada ao chip e pode ser modificada programando-se oportunamente os seus bits de configuração. Na figura seguinte está representada a cadeia de blocos interno do PIC que determina o funcionamento do registrador TMR0. Figura 10 - Funcionamento do registrador TMR0 O bloco Fosc/4 e T0CKI representados à esquerda representam as duas possíveis fontes de sinal para o contador TMR0. Fosc/4 é um sinal gerado internamente no PIC pelo circuito de clock e é igual a freqüência de clock dividida por quatro. T0CKI é um sinal gerado de um eventual circuito externo e aplicado ao pino T0CKI correspondente ao pino 3 no PIC 16F628. O blocos T0CS e PSA são dois comutadores de sinal na qual estão representando um dos dois tipos de sinal de entrada com base no valor dos bits TOCS e PSA do registrador OPTION. O bloco PRESCALER é um divisor programável e que seu funcionamento será explicado no próximo passo. Vejamos na prática como é possível agir sobre este bloco para obter diferentes modalidades de contagem pelo registrador TMR0. Iniciaremos programando o bit T0CS em 0 e PSA em 1. A configuração de funcionamento que obteremos é a representada na figura abaixo: Figura 11 - Percurso do sinal usando o clock interno A parte em vermelho (de cima, a partir de Fosc/4) mostra-nos o percurso que efetua o sinal antes de chegar ao contador TMR0. Como já havia dito anteriormente, a freqüência Fosc/4 é igual a um quarto da freqüência de clock. Utilizando-se um cristal de quartzo de 4Mhz teremos uma freqüência igual a 1 MHz. Tal freqüência será enviada diretamente ao registrador
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