O documento descreve a estrutura e aplicações dos microcontroladores PIC, com foco no PIC16F84. Ele explica que os microcontroladores PIC possuem memória de programa, memória de dados, ULA e portas I/O, e que o PIC16F84 tem 13 portas I/O, memória FLASH de 1k e RAM de 90 bytes. Por fim, discute aspectos como osciladores, organização de memória e timers.

1. Microcontroladores PIC

2. Objetivos
• Compreender a estrutura de um microcontrolador;
• Conhecer o PIC16F84;

3. Aplicações

4. Microchip
A Microchip é uma empresa norte americana, fundada em 1989, com
sede na cidade de Chandler, Arizona.
Desenvolve, fabrica comercializa microcontroladores (PIC), memórias
seriais (I2C e SPI), produtos para segurança, identificadores por RF
(RFID), conversores A/D, circuitos integrados de supervisão (Bronw out)
e amplificadores operacionais.

5. 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);

6. Microcontrolador X Microprocessador

7. Arquitetura interna
• Von-Neumann

8. Arquitetura interna
• Harvard

9. 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).

10. PINAGEM

11. Arquitetura Interna

12. 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

13. Ciclos de Busca x Execução
Ciclo de máquina = fosc/4

14. Pipelining
• Busca e execução em apenas 1 ciclo de máquina

15. Osciladores
• Podem ser de 4 tipos básicos:
• RC (Resistor – Capacitor);
• LP (Low Power);
• XT (XTAL);
• HS (High Speed);

16. RC
• Mais simples e mais barato de ser
implementado.
• Oscilador pouco preciso, com baixa
estabilidade;
• Aplicações onde o tempo não é um
fator muito importante e a economia
seja o objetivo prioritário;
• A freqüência de oscilação é baixa, e
depende dos valores de R e C, Vdd,
temperatura, tolerância.
• f < 700 kHz• 5kΩ < REXT < 100KΩ
• CEXT =~ 20pF

17. Cristal - LP – XT - HS
• Cristais e ressoadores cerâmicos.
• Oscilador alta precisão, alta
estabilidade e alto custo;
• A frequência de oscilação é alta e
menos sensíveis à variações externas;
• LP – Aplicações de baixo consumo de
energia (cristais). Muita precisão e
estabilidade.
• LP = 32kHz e 200 kHz
• XT = 100kHz a 4 MHz
• HS = 4 MHz a 20 MHz

18. Organização de memória
São divididas em 3 tipos:
• ROM –> Memória de Programa
• RAM -> Memória de Dados
• EEPROM -> Memória de Armazenamento

19. Memória de Programa
• Memória do tipo FLASH;
• Dividida em páginas;
• Vetor de reset;
• Vetor de interrupção;

20. Memória de Programa

21. Memória de Dados
• Memória do tipo RAM;
• Classificada em registradores de uso geral e de uso específico;
• Dividida em bancos;

22. Memória de Dados

24. Memória EEPROM
• Memória não volátil;
• Usada para armazenar valores que não podem ser perdidos;
• Escrita e apagada eletricamente;
• 64 bytes;

25. Master Clear
• Reset externo;
• Quando aplicado nível baixo ocorre o reinicio do programa;
• Pino 4 – MCLR

26. 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;

27. Brown out detect
• Detecta baixa tensão de alimentação;
• Tensões configuráveis;
• Caso tensão caia abaixo do valor configurado, ocorrerá um reset no
software;

28. 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;

29. Hardware base
OSC1/CLKIN
16
RB0/INT
6
RB1
7
RB2
8
RB3
9
RB4
10
RB5
11
RB6
12
RB7
13
RA0
17
RA1
18
RA2
1
RA3
2
RA4/TOCKI
3
OSC2/CLKOUT
15
MCLR
4
U1
PIC16F84
R1
10k
X1
CRYSTAL
C1
22p
C2
22p
BT1
R2
10k
D1
LED-GREEN
R3
330R