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Microcontroladores PIC

Microcontroladores PIC - Introdução

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Microcontroladores PIC

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Objetivos

• Compreender a estrutura de um microcontrolador;

• Conhecer o PIC16F84;

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Aplicações

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Microchip

A Microchip é uma empresa norte americana, fundada em 1989, comsede na cidade de Chandler, Arizona.

Desenvolve, fabrica comercializa microcontroladores (PIC), memóriasseriais (I2C e SPI), produtos para segurança, identificadores por RF(RFID), conversores A/D, circuitos integrados de supervisão (Bronw out)e amplificadores operacionais.

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Estrutura básica de um microcontrolador

• 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);

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Microcontrolador X Microprocessador

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Arquitetura interna

• Von-Neumann

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Arquitetura interna

• Harvard

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PIC16F84• O PIC modelo 16F84 possui as seguintes características básicas:

• 13 portas configuráveis como entrada ou saída;

• Memória de programação do tipo FLASH com 1024 posições (1k), que permite que a memória de programa seja apagada e reescrita no mesmo circuito integrado (CI) quantas vezes forem necessárias;

• Memória de dados do tipo RAM de 8 bits com 90 posições, sendo que 68 bytes são disponíveis para uso geral;

• Memória adicional interna do tipo EEPROM não volátil de 8 bits e 64 bytes;

• 4 tipos de interrupções diferentes;

• Via de programação com 14 bits e 35 instruções;

• Frequência máxima de operação de 20 MHz;

• Pilha (Stack) de 8 posições;

• 2 temporizadores: um de usuário (TMR0) e um interno (Watch Dog Timer).

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PINAGEM

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Arquitetura Interna

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Ciclo de máquina

• Freqüência do oscilador principal dividida por 4;

Exemplo:fosc = 4MHz

ciclo de máquina = fosc /4 = 4Mhz / 4 = 1Mhz

tciclo = 1/1Mhz = 1µs

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Ciclos de Busca x Execução

Ciclo de máquina = fosc/4

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Pipelining

• Busca e execução em apenas 1 ciclo de máquina

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Osciladores

•Podem ser de 4 tipos básicos:

• RC (Resistor – Capacitor);

• LP (Low Power);

• XT (XTAL);

• HS (High Speed);

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RC•Mais simples e mais barato de serimplementado.

• Oscilador pouco preciso, com baixaestabilidade;

• Aplicações onde o tempo não é umfator muito importante e a economiaseja o objetivo prioritário;

• A freqüência de oscilação é baixa, edepende dos valores de R e C, Vdd,temperatura, tolerância.

• f < 700 kHz• 5kΩ < REXT < 100KΩ

• CEXT =~ 20pF

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Cristal - LP – XT - HS

• Cristais e ressoadores cerâmicos.

• Oscilador alta precisão, altaestabilidade e alto custo;

• A frequência de oscilação é alta emenos sensíveis à variações externas;

• LP – Aplicações de baixo consumo deenergia (cristais). Muita precisão eestabilidade.

• LP = 32kHz e 200 kHz

• XT = 100kHz a 4 MHz

• HS = 4 MHz a 20 MHz

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Organização de memória

São divididas em 3 tipos:

• ROM –> Memória de Programa

• RAM -> Memória de Dados

• EEPROM -> Memória de Armazenamento

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Memória de Programa

• Memória do tipo FLASH;

• Dividida em páginas;

• Vetor de reset;

• Vetor de interrupção;

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Memória de Programa

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Memória de Dados

• Memória do tipo RAM;

• Classificada em registradores de uso geral e de uso específico;

• Dividida em bancos;

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Memória de Dados

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Memória EEPROM

• Memória não volátil;

• Usada para armazenar valores que não podem ser perdidos;

• Escrita e apagada eletricamente;

• 64 bytes;

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Master Clear

• Reset externo;

• Quando aplicado nível baixo ocorre o reinicio do programa;

• Pino 4 – MCLR

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Watchdog timer

• 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;

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Brown out detect

• Detecta baixa tensão de alimentação;

• Tensões configuráveis;

• Caso tensão caia abaixo do valor configurado, ocorrerá um reset no software;

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Power Up Timer

• Circuito interno que retarda o inicio da execução do programa;

• Garante estabilização da tensão de alimentação;

• Tempo: cerca 65 ms após o pino MCLR ser colocado em nível alto;

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Hardware base

OSC1/CLKIN16

RB0/INT6

RB17

RB28

RB39

RB410

RB511

RB612

RB713

RA017

RA118

RA21

RA32

RA4/TOCKI3

OSC2/CLKOUT15

MCLR4

U1

PIC16F84

R110k

X1CRYSTAL

C1

22p

C2

22p

BT1

R210k

D1LED-GREEN

R3

330R