microcontrolador-pic-em-powerpoint-parte-2-interrupcoes-e-timers.pdf

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Microcontroladores PIC
Microcontroladores PIC
Interrupções e Timers
Interrupções e Timers
Ricardo de Oliveira Duarte
Ricardo de Oliveira Duarte
DECOM – UFOP
DECOM – UFOP

2
Sumário
Sumário
 Interrupções
Interrupções
 Timers e Contadores
Timers e Contadores
 Contagem do Tempo no PIC
Contagem do Tempo no PIC
 Exercícios
Exercícios

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Interrupções na Linguagem C do PIC
 Dependem do Compilador.
Dependem do Compilador.
 Duas formas para o tratamento de interrupções
Duas formas para o tratamento de interrupções
no compilador PCHW da CCS:
no compilador PCHW da CCS:
• Automática:
Automática:
 O compilador gera todo o código do tratamento da interrupção
O compilador gera todo o código do tratamento da interrupção
(flags, configuração de registradores, contexto, etc.)
(flags, configuração de registradores, contexto, etc.)
 A única tarefa do programador é a construção das funções de
A única tarefa do programador é a construção das funções de
tratamento dos eventos individuais de cada interrupção.
tratamento dos eventos individuais de cada interrupção.
• Manual:
Manual:
 O programador deverá se incumbir de tudo: verificar flags de
O programador deverá se incumbir de tudo: verificar flags de
interrupção, chamadas específicas para tratamento de cada evento,
interrupção, chamadas específicas para tratamento de cada evento,
configuraçào dos registradores, salvar e recuperar contexto, etc.
configuraçào dos registradores, salvar e recuperar contexto, etc.

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 Interrupção Automática
Interrupção Automática
• Vantagens:
Vantagens:
 Simplicidade
Simplicidade
• Desvantagens:
Desvantagens:
 Gera programas maiores.
Gera programas maiores.
 Gera tempo extra no
Gera tempo extra no
tratamento das interrupções,
tratamento das interrupções,
ou seja, o tempo entre a
ou seja, o tempo entre a
ocorrência do evento de
ocorrência do evento de
interrupção propriamente dito
interrupção propriamente dito
e o tratamento da mesma.
e o tratamento da mesma.
• Uso:
Uso:
 Aplicações simples onde o
Aplicações simples onde o
tempo não é um fator crítico.
tempo não é um fator crítico.
 Interrupção Manual
Interrupção Manual
• Vantagens:
Vantagens:
 Adequado quando a aplicação
Adequado quando a aplicação
demanda precisão de
demanda precisão de
contagem.
contagem.
• Desvantagens:
Desvantagens:
 Gera programas menores.
Gera programas menores.
 Mais trabalho para o
Mais trabalho para o
programador. (contexto, flags,
programador. (contexto, flags,
registradores, etc.)
registradores, etc.)
• Uso:
Uso:
 Aplicações de tempo real e/ou
Aplicações de tempo real e/ou
onde pequenos atrasos são
onde pequenos atrasos são
indesejáveis.
indesejáveis.
• Observação!!
Observação!!
 Demanda inclusão de código
Demanda inclusão de código
assembler
assembler (diretiva específica)
(diretiva específica)

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Priorização de Interrupções na Linguagem C do PIC
Priorização de Interrupções na Linguagem C do PIC
 Automática:
Automática:
• Através da diretiva:
Através da diretiva:
#priority
#priority
 Exemplo: #priority timer1, timer0
Exemplo: #priority timer1, timer0
 Nesse exemplo a interrupção timer1 tem prioridade sobre a de timer0
Nesse exemplo a interrupção timer1 tem prioridade sobre a de timer0
 Manual:
Manual:
• Fica a cargo do programador. A ordem de tratamento que ele
Fica a cargo do programador. A ordem de tratamento que ele
definir dita a ordem de prioridade.
definir dita a ordem de prioridade.

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Funções do Compilador C usadas no uso de Interrupções
Funções do Compilador C usadas no uso de Interrupções
 Enable_interrupts (valor)
Enable_interrupts (valor)
• Habilita uma interrupção, segundo uma constante (arquivo
Habilita uma interrupção, segundo uma constante (arquivo header
header).
).
• Exemplo:
Exemplo: enable_interrupts (GLOBAL | INT_TIMER0);
enable_interrupts (GLOBAL | INT_TIMER0);
 Disable_interrupts (valor)
Disable_interrupts (valor)
• Desabilita uma interrupção, segundo uma constante (arquivo
Desabilita uma interrupção, segundo uma constante (arquivo header
header).
).
/// INT
// Interrupt Functions:
// ENABLE_INTERRUPTS(), DISABLE_INTERRUPTS(), EXT_INT_EDGE()
// Constants used in EXT_INT_EDGE() are:
#define L_TO_H 0x40
#define H_TO_L 0
// Constants used in ENABLE/DISABLE_INTERRUPTS() are:
#define GLOBAL 0x0BC0
#define INT_RTCC 0x0B20
#define INT_RB 0x0B08
#define INT_EXT 0x0B10
#define INT_AD 0x8C40
#define INT_TBE 0x8C10
#define INT_RDA 0x8C20
#define INT_TIMER1 0x8C01
#define INT_TIMER2 0x8C02
#define INT_CCP1 0x8C04
#define INT_CCP2 0x8D01
#define INT_SSP 0x8C08
#define INT_PSP 0x8C80
#define INT_BUSCOL 0x8D08
#define INT_EEPROM 0x8D10
#define INT_TIMER0 0x0B20

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TIMERS do PIC 16F877A
TIMERS do PIC 16F877A
 Timers contam tempo.
Timers contam tempo.
 Contadores contam eventos.
Contadores contam eventos.
 Esse PIC tem 3 timers/contadores com
características diferentes de funcionamento:
• TIMER 0; TIMER 1 e TIMER 2.
 O que varia de um para o outro?
• Limite de contagem;
• Modo de operação (como contador/timer);
• Tipo de incremento;
• Prescales e Postscales;
• A geração de interrupções;
• Os periféricos a eles associados.

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Contagem do Tempo no PIC 16F877A
 TIMER 0 (registrador TMR0)
 Temporizador e Contador de 8 bits.
 Pode ser lido e escrito, ou seja, permite ser inicializado.
 Funcionamento: Incremental (somente).
 Incremento de 2 formas distintas (OPTION_REG<TOCS>):
• Contador: A cada transição do pino RA4 (TOCKI: pulso de clock externo).
• Timer: A cada ciclo de máquina.
 TMR0 muda de estado, segundo o valor do Prescaler (PS).
• Prescaler é um registrador que permite um recurso de contagem além do limite do
registrador do timer TMR0.
• Ex.: PS configurado como 1:4. São necessários 4 ciclos de máquinas ou 4 pulsos
externos, para que o TMR seja incrementado de 1 unidade.
• O PS é de 8 bits, mas não está disponível para leitura nem escrita!
 Toda vez que se escreve em TMR0, PS é zerado!

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 TIMER 0 (continuação)
 Para a utilização do PS em TMR0:
1. Configurar OPTION_REG<PSA>:
PSA = 1: Prescale aplicado ao WDT (Watch Dog Timer).
PSA = 0; Prescale aplicado ao TMR0.
5. Configurar o valor do PS em OPTION_REG<PS2…PS0>
Qual a forma de incrementarmos o TMR0 com uma relação 1:1 ?

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 Registradores associados ao Timer 0
Registradores associados ao Timer 0

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 Exemplo: Configurar o TMR0 (8 bits) para que gere
Exemplo: Configurar o TMR0 (8 bits) para que gere
interrupções a cada 1 segundo.
interrupções a cada 1 segundo.
• Vamos considerar que o CLK da CPU = 4 MHz.
Vamos considerar que o CLK da CPU = 4 MHz.
O clock interno será de 1 MHz. Logo, Tcpu = 1 us, ou seja, a cada
O clock interno será de 1 MHz. Logo, Tcpu = 1 us, ou seja, a cada
1us TMR0 avança uma unidade.
1us TMR0 avança uma unidade.
• Como queremos gerar interrupções a cada 1 segundo, a
Como queremos gerar interrupções a cada 1 segundo, a
freqüência de geração dessas interrupções deverá ser de 1 Hz.
freqüência de geração dessas interrupções deverá ser de 1 Hz.
• Entretanto o clock interno funciona em uma freqüência
Entretanto o clock interno funciona em uma freqüência
1.000.000 maior que 1Hz.
1.000.000 maior que 1Hz.
• Usar o TMR0 sem o recurso do PRESCALER, necessitaria
Usar o TMR0 sem o recurso do PRESCALER, necessitaria
contar 1.000.000 / 256 = 3906,25 interrupções.
contar 1.000.000 / 256 = 3906,25 interrupções.

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 Exemplo: Configurar o TMR0 (8 bits) para que gere
Exemplo: Configurar o TMR0 (8 bits) para que gere
interrupções a cada 1 segundo (1 Hz).
interrupções a cada 1 segundo (1 Hz).
• Vamos considerar que o CLK da CPU = 4 MHz. Logo o CLK
Vamos considerar que o CLK da CPU = 4 MHz. Logo o CLK
interno é de 1 MHz.
interno é de 1 MHz.
• Se o PRESCALER estiver programado em 1:64, a freqüência de
Se o PRESCALER estiver programado em 1:64, a freqüência de
entrada no TMR0 será de 1 MHz : 64 = 15625 Hz.
entrada no TMR0 será de 1 MHz : 64 = 15625 Hz.
setup_timer0 (RTCC_INTERNAL | RTCC_DIV_64);
setup_timer0 (RTCC_INTERNAL | RTCC_DIV_64);
• Se programarmos o TMR0 para dividir esse sinal 15625 por 125,
Se programarmos o TMR0 para dividir esse sinal 15625 por 125,
teremos um sinal de saída de
teremos um sinal de saída de 125 Hz
125 Hz, para isso, basta carregá-lo
, para isso, basta carregá-lo
a cada estouro de contagem com o valor:
a cada estouro de contagem com o valor:
256 (2
256 (28
8
) – 125 = 131.
) – 125 = 131.
set_timer0 (131);
set_timer0 (131);
Dessa forma após
125 interrupções,
1s terá passado.

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Funções do Compilador C usadas no uso de TIMERS
Funções do Compilador C usadas no uso de TIMERS
 setup_timer (modo)
setup_timer (modo)
• Configura um TIMER
Configura um TIMER
de acordo com o
de acordo com o
modo (variáveis no
modo (variáveis no
header
header)
)
 set_timer (modo)
set_timer (modo)
• Modifica o conteúdo
Modifica o conteúdo
de um TIMER interno.
de um TIMER interno.
 get_timer ()
get_timer ()
• Lê o conteúdo de um
Lê o conteúdo de um
TIMER (registrador).
TIMER (registrador).
// Timer 0
// Timer 0 (AKA RTCC)Functions:
// SETUP_COUNTERS() or SETUP_TIMER_0(),
// SET_TIMER0() or SET_RTCC(),
// GET_TIMER0() or GET_RTCC()
// Constants used for SETUP_TIMER_0() are:
#define RTCC_INTERNAL 0
#define RTCC_EXT_L_TO_H 32
#define RTCC_EXT_H_TO_L 48
#define RTCC_DIV_1 8

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 Exemplo: Configurar o TMR0 para que gere interrupções a cada 1 segundo.
Exemplo: Configurar o TMR0 para que gere interrupções a cada 1 segundo.
• Após 125 estouros do TMR0 (125 interrupções), teremos chegado ao tempo de 1 segundo
Após 125 estouros do TMR0 (125 interrupções), teremos chegado ao tempo de 1 segundo
(1Hz).
(1Hz).
#include <16F877A.h>
#include <16F877A.h>
#use delay(clock=4000000)
#use delay(clock=4000000)
#fuses HS,NOWDT,PUT,NOLVP
#fuses HS,NOWDT,PUT,NOLVP
#int_timer0
#int_timer0
void trata_tmr0 () {
void trata_tmr0 () {
static boolean LED;
static boolean LED;
static int contador;
static int contador;
set_timer0(131 + get_timer0());
set_timer0(131 + get_timer0());
contador++;
contador++;
if(contador == 125) {
if(contador == 125) {
contador = 0;
contador = 0;
LED = !LED;
LED = !LED;
output_bit(pin_b0, LED);
output_bit(pin_b0, LED);
}
}
}
}
void main() {
void main() {
// configura o TMR0 para clock interno e prescaler dividindo por 64
// configura o TMR0 para clock interno e prescaler dividindo por 64
setup_timer_0 (RTCC_INTERNAL | RTCC_DIV_64);
setup_timer_0 (RTCC_INTERNAL | RTCC_DIV_64);
set_timer0 (131); // inicia o timer 0 em 131
set_timer0 (131); // inicia o timer 0 em 131
// habilita interrupções
// habilita interrupções
enable_interrupts (global | int_timer0);
enable_interrupts (global | int_timer0);
while (true); // espera pela interrupção
while (true); // espera pela interrupção
}
}

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 TIMER 1 (TMR1H e TMR1L)
 Temporizador e Contador de 16 bits.
 Podem ser lidos e escritos pelo programador.
 Origem do sinal: interno ou externo.
 Para operar com sinais externos (T1CON<TMR1CS=1>):
• Cristal nos pinos RC0 (T1OSO) e RC1 (T1OSI).
• Sinal pulsado no pino RC0 (T1CKI).
 Para operar com sinais internos (T1CON<TMR1CS=0>):
• Incremento interno através dos ciclos de máquina.
 Possuí um Prescaler para configurar o incremento.
• T1CON<T1CKPS1:T1CKPS0>

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 Possuí um sincronismo do CLK externo com o CLK
interno T1CON<T1SYNC>.
• T1SYNC = 1 (sincronismo desligado);
• T1SYNC = 0 (sincronismo ligado).
 Quando o sincronismo esta desligado, permite que a
contagem continue mesmo que o PIC esteja em modo
SLEEP.
 Para ler os registradores do TIMER1 (TMR1H e TMR1L):
• Modo convencional: pare a contagem e leia.
• Modo alternativo: leia TMR1H, guarde em uma variável temporária,
depois leia TMR1L. Depois da leitura de TMR1L compare TMR1H com o
valor da variável temporária. Caso afirmativo: OK. Caso negativo: faça
isso novamente.
 A escrita reseta o Prescaler.
A escrita reseta o Prescaler.

17
 Registradores associados ao Timer 1
Registradores associados ao Timer 1

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 TIMER 2 (TMR2)
 Temporizador de 8 bits.
 Incremento somente relacionado com o CLK interno.
 Possuí um Prescale;
 Possuí um Postscale;
 Diferente dos 2 Timers anteriores:
• Não conta de 0 até 255.
• Conta do conteúdo do registrador PR2 até 255.
 O Postscale define o número de vezes que o TMR2 irá
contar.
 O Postscale é incrementado sempre que TMR2 = PR2.
 Quando o Postscale terminar a INT referente ao Timer 2
será gerada.

19
 O ajuste do
O ajuste do Prescale
Prescale é feito com T2CON.
é feito com T2CON.
 O ajuste do
O ajuste do Postscale
Postscale é feito com o T2CON.
é feito com o T2CON.

20
 O Prescaler e o Postscaler serão zerados:
O Prescaler e o Postscaler serão zerados:
• Quando escrever em TMR2;
Quando escrever em TMR2;
• Quando escrever em T2CON;
Quando escrever em T2CON;
• Quando houver um RESET (diferente dos outros Timers 1 e 0).
Quando houver um RESET (diferente dos outros Timers 1 e 0).
 Possuí chave específica para habilitar ou desabilitar o
Possuí chave específica para habilitar ou desabilitar o
incremento T2CON<TMR2ON>.
incremento T2CON<TMR2ON>.
 Registradores associados ao Timer 2.
Registradores associados ao Timer 2.

21
 Exercícios:
Exercícios:
• Calcule o limite de contagem de cada um dos Timers
do PIC16F877A, supondo que todos operem com o
clock interno.
• Configure o TMR2 para contar eventos de 1 em 1
minuto.
• Faça o mesmo com o TMR1.
• Como você configuraria os timers do PIC16F877A para
fazer uma contagem regressiva?

22
Constantes referentes ao uso do TIMER 1 e 2
Constantes referentes ao uso do TIMER 1 e 2
Arquivo Header do 16F877A (16f877a.h)
Arquivo Header do 16F877A (16f877a.h)
// Timer 1
// Timer 1 Functions: SETUP_TIMER_1, GET_TIMER1, SET_TIMER1
// (or (via |) together constants from each group)
#define T1_DISABLED 0
#define T1_INTERNAL 0x85
#define T1_EXTERNAL 0x87
#define T1_EXTERNAL_SYNC 0x83
#define T1_CLK_OUT 8
#define T1_DIV_BY_1 0
#define T1_DIV_BY_2 0x10
////////////////////////////////////////////////////////////////// Timer 2
// Timer 2 Functions: SETUP_TIMER_2, GET_TIMER2, SET_TIMER2
#define T2_DISABLED 0

23
Onde encontrar mais informações…
 http://www.microchip.com
http://www.microchip.com
 Desbravando o PIC – Editora Erica – David José de
Desbravando o PIC – Editora Erica – David José de
Souza
Souza
 Conectando o PIC 16F877A – Recursos Avançados –
Conectando o PIC 16F877A – Recursos Avançados –
Editora Erica – David José de Souza e Nicholas C.
Editora Erica – David José de Souza e Nicholas C.
Lavínia
Lavínia
 PIC – Programação em C – Fábio Pereira – Editora Érica
PIC – Programação em C – Fábio Pereira – Editora Érica
 John Peatman’s
John Peatman’s
• And corresponding excellent book
And corresponding excellent book
• http://
http://www.picbook.com/index.html
www.picbook.com/index.html
 http://www.piclist.com
http://www.piclist.com
 http://www.geocities.com/picmaniaco/indice.html
http://www.geocities.com/picmaniaco/indice.html

24
 “Design with PIC Microcontrollers” by John B.
Peatman, published by Prentice Hall, ISBN 0-13-
759259-0.
 "The C Programming Language - Second Edition",
Brian W. Kernigan & Dennis M. Ritchie, Prentice Hall,
1988.
 “Programming Embedded Systems, in C and C++”, M.
Barr, publ. byO’Reilly, ISBN 1-56592-354-5
 “The Art of Electronics” by P. Horowitz and W.Hill.
Published by Cambridge University Press, ISBN 0-
521-37095-7

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