P rojeto de S istem as E m barcados - Univates

Projeto de Sistemas 

Embarcados 

Prof. Ronaldo Husemann 

Microcontrolador PIC 

Lançado em 199x para o mercado de 

eletrônica embarcada e instrumentação 

PIC (Peripheral Integrated Controller) 

RISC 8 bits 

Fabricante Microchip 

Preço: alguns US$ 

Projeto de Sistemas Embarcados – Ronaldo Husemann


Projeto de Sistemas Embarcados – Ronaldo Husemann 


Alimentação 4 a 5V5 

Pinos de I/O configurados individualmente 

Temporizador/Contador de 8 bits com 8 bits de 

“pré-escala” 

Power-On Reset (POR) 

Temporizador WatchDog (WDT) com oscilador 

próprio para operações seguras 

Proteção de Código Programável 

Modo SLEEP para diminuição de consumo de 

energia. 



Opções de oscilador selecionável: 

RC – oscilador RC de baixo custo 

XT – cristal padrão 

HS – Cristal de alta velocidade 

LP – Cristal de baixa freqüência (redução de 

consumo) 

Programação Serial “in-circuit” (através de dois 

pinos) 

4 bytes de identificação (ID) programáveis pelo 

usuário 



Arquitetura Von Neumann x Harward 



Ciclos de máquina 

Pipeline (busca e execução) 



Estrutura operativa (Princeton x Harward) 



A ALU é responsável pelas operações lógicas 

aritméticas e o início dos pedidos de execução 

condicional 

Todas as operações aritméticas usam o registrador W 

O resultado das operações pode ser armazenado no 

registrador W ou outro F (file) 

O Program Counter contém o endereço da instrução 

seguinte que irá ser executada. 

O registrador FSR armazena o endereço da memória, 

no endereçamento indireto 



Memória de programa 

ROM com máscara – A aplicação é gravada em ROM 

na fábrica 

OTP (One-Time Programable) – A aplicação só pode 

ser gravada uma vez pelo utilizador 

EEPROM – Pode gravar-se várias vezes, apagando 

eletricamente 

FLASH – similares às EEPROM, mas mais rápidas e 

toleram mais ciclos de escrita 


PIC16F8x 



Memória interna 







Mapa de registradores 

Memória para usuário 



Contador de programa 


Microntrolador PIC 

Portas de comunicação: 

UART: comunicação sérial assíncrona 

USART: comunicação sérial síncrona e assíncrona 

PSP: Porta paralela escrava 

USB: Universal Serial Bus para conectar com PC 

I2C: interface de dois fios da Philips 

SPI: interface de três fios da Motorola 



Watchdog 

Permite fazer reset do PIC em caso de 

travamento 

Iniciar o Watch-dog antes deste provocar o 

reset 



Brown-out 

Gera reset do PIC em caso de travamento 

quando a tensão de alimentação desce de um 

determinado nível 

Retorna funcionamento assim que a tensão 

de alimentação for aceitável 


Microntrolador PIC 

Diversas fontes de interrupção 

Alguns exemplos: 

Pino externo RB0/INT 

Estouro de timer TMR0 

Mudança de estado: PORTB 

Escrita de dados na EEPROM 

Conversão AD 


Principais Famílias 

PIC12CXXX: Linha Compacta. 

PIC16C5X/PIC16C55X: Linha Base. 

... 


PIC16CXX: Linha Intermediária.· 

PIC17CXX: Topo de Linha. 

PIC18XX: Versão avançada 

PIC24 / DSPIC16: Mais sofisticados(DSP).

Principais Famílias 



Registrador de Status 

• Z (zero) – Resultado é 0 

• C (carry) – Resultado > 255 

• DC (digit carry) – nibble LSB > 15 

• RP1 e RP0 – indicador de banco 

• TO – extouro watchdog timer 

• PD – baixo consumo (power down) 


PIC 16F877A 



Reset 

POR (Power On Reset) garante que 

microcontrolador inicialize ao ser 

energizado. 


Oscilador 

Oscilador Frequência 

RC (Resistor/Capacitor) 

HS (High Speed) Cristal/Ressonador 4 MHz – 20 MHz 

XT (Crystal/Resonator) 200 KHz – 4 MHz 

LP (Low Power Crystal) 0 – 200 KHz 


Oscilador 

Modo Freq. Osc1/C1 Osc2/C2 

XT 455 kHz 47 - 100 pF 47 - 100 pF 

2.0 MHz 15 - 33 pF 15 - 33 pF 

4.0 MHz 15 - 33 pF 15 - 33 pF 

HS 8.0 MHz 15 - 33 pF 15 - 33 pF 

10.0 MHz 15 - 33 pF 15 - 33 pF 

32 kHz 68 - 100 pF 68 - 100 pF 

200 kHz 15 - 33 pF 15 - 33 pF 

100 kHz 100 - 150 pF 100 - 150 pF 

2 MHz 15 - 33 pF 15 - 33 pF 

4 MHz 15 - 33 pF 15 - 33 pF 

4 MHz 15 - 33 pF 15 - 33 pF 

20 MHz 15 - 33 pF 15 - 33 pF 

5 kΩ ≤ Rext ≤ 100 k Ω Cext > 20pF 



Port A 

Pinos com função de entrada ou saída 

Configuração individual por registrador 

Leitura direta e saída por latch 

Dois tipos de circuito são possíveis 

• RA0..3 : Saída FET complementar e entrada TTL 

(entrada analógica quando habilitada) 

• RA4 : Saída dreno aberto e entrada Schmitt Trigger 





Port B 


Similar à porta A 

Pinos compartilhados com outras funções (entrada de 

interrupção, serial ou programação) 


• RB0..3 : Saída FET como pull-up (config.) e entrada TTL ou 

ST 

• RB4..7 : Saída FET como pull-up (config.) e entrada TTL ou 

ST, podendo gerar interrupções 





Port C 


Similar à porta B 

Pinos compartilhados com função de entrada/saída de 

periféricos 


• RC0..2 e RC5..7 : Saída FET e entrada ST 

• RB3..4 : Saída FET e entrada ST ou ST SMBus (padrão Intel) 





Port D e E 


Porta de propósito geral com interface digital 

Pinos compartilhados com função de 

entrada/saída de porta paralela 

Um único tipo de circuito 

• Saída TTL padrão 

• Entrada ST 





Circuito Mínimo 



Programador serial 



Timer 0 

Contador de 8 bits 

Prescaler de 8 bits (divisor de frequência) 

configurável 

Pode operar em modo temporizador ou contador 

(RA4/T0CLK) 

Borda de subida ou descida definida pelo bit 

T0SE do registrador OPTION 

Estouro ao passar do valor FFh 



Timer 0 



Timer 0 – registradores associados 

TMR0 – Programação da contagem 

OPTION – Prescaler 

INTCON – Interrupções habilitadas 



Timer 1 

Contador de 16 bits (TMR1H e TMR1L) 

Prescaler de 2 bits configurável 

Pode operar em modo temporizador ou 

contador (RC0/T1OSO/T1CKI) 

Habilitação por software TMR1ON 

Sincronismo entre relógios (TMR1CS) 

Habilitação de oscilador interno (T1OSCEN) 

Estouro ao passar do valor FFFFh 



Timer 1 




TMR1H e TMR1L – Program. da contagem 

T1CON – Prescaler e demais configurações 

INTCON – Interrupções habilitadas 

PIR1 e PIE1 – Funções com pinos 



Timer 1 

Também compartilhado com modo captura (CCPR1H e 

CCPR1L) 

Controle realizado pelo registrador CCP1CON 

Eventos de captura: 

Borda de subida de RC2/CCP1 

• Borda de descida de RC2/CCP1 

• A cada 4 bordas de subida de RC2/CCP1 

• A cada 16 bordas de subida de RC2/CCP1 

Pode ser usado para causar interrupção (CCP1IF) 



Timer 1 


Software 

Arquitetura RISC (poucas instruções) 

Padrão de operações PDP11(Motorola) 

origem OPER destino =>destino 

Nomenclatura 

W (work): registrador de trabalho 

F (file): registrador de dados 

L (literal): valor fixo 



Timer 2 

Contador de 8 bits (TMR2) 

Prescaler de 2 bits configurável 

Postcaler de 4 bits (1 a16) 

Contador incremental (estoura ao atingir 

valor limite) 

Habilitação por software TMR2ON 



Timer 2 




TMR2 – Programação da contagem 

T2CON – Prescaler, postcaler e demais 

configurações 

PIR1 e PIE1 – Funções e interrupções 


Instruções 

Sintaxe Descrição Microchip Operação equivalente 

ADDLW k Add Literal and W W = W + k 

ADDWF f,d Add W and f d = W + f (onde d pode ser W ou f) 

ANDLW k AND Literal with W W = W AND k 

ANDWF f,d AND W with f d = W AND f (onde d pode ser W ou f) 

BCF f,b Bit Clear f f(b) = 0 

BSF f,b Bit Set f f(b) = 1 

BTFSC f,b Bit Test f, Skip if Clear f(b) = 0 Se é, salta uma instrução 

BTFSS f,b Bit Test f, skip if Set f(b) = 1 Se é, salta uma instrução 

CALL k Subroutine Call Chamada a uma subrotina no endereço k 

CLRF f Clear f f = 0 

CLRW Clear W Register W = 0 


CLRWDT Clear Watchdog Timer Watchdog timer = 0 

Instruções 


GOTO k Go to address salta para o endereço k 

INCF f,d Increment f d = f +1 (onde d pode ser W ou f) 

INCFSZ f,d Increment f, Skip if 0 d = f +1 (onde d pode ser W ou f) se d = 0 salta 

IORLW k Inclusive OR Literal with W W = W OR k 

IORWF f,d Inclusive OR W with f d = f OR W (onde d pode ser W ou f) 

MOVLW k Move literal to W W = k 

MOVF f,d Move f d = f (onde d pode ser W ou f) 

MOVWF f Move W to f f = W 

NOP No Operation Nenhuma operação 

OPTION Load Option Register OPTION = W 

RETFIE Return from Interrupt Retorna de uma interrupt handler 


RETLW k Return Literal to W Retorna de uma subrotina com W = k

Instruções 


SLEEP Go into Standby Mode Coloca o PIC em standby 

SUBLW k Subtract W from Literal W = k - W 

SUBWF f,d Subtract W from f d = f - W (onde d pode ser W ou f) 

SWAPF f Swap f f = Swap do bit 0123 com 4567 de f 

TRIS f Load TRIS Register TRIS di f = W 

XORLW k Exclusive OR Literal with W W = W XOR k 

XORWF f,d Exclusive OR W with f d = f XOR W (onde d pode ser W ou f) 


Instruções - ADDLW 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


Instruções - ADDWF 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


Instruções - BCF 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


Instruções - BTFSS 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


Instruções - CALL 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


Instruções - CLRF 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


Instruções - IORLW 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


Instruções ... 


Programação 

MPLAB 


Programação 


Programação 

CCS 

MPLAB

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