1) O documento apresenta informações sobre microcontroladores PIC, incluindo estrutura interna, memórias, registradores, conjunto de instruções e osciladores. 2) São descritos os principais componentes do PIC16F628 como memórias de programa e dados, registradores especiais, pilha e vetores de interrupção. 3) O documento explica conceitos como arquitetura Harvard, ciclos de máquina e funcionamento básico dos osciladores internos e externos do PIC16F628.

1. Microcontroladores PIC
André Luís Marques Marcato
andre.marcato@ufjf.edu.br
Leandro Mattos Braga
cebolinhajf@globo.com

2. 2
Bibliografia Básica
David José de Souza, “Desbravando o PIC”, 6a
Edição, Editora Érica
Fábio Pereira, “Microcontroladores PIC –
Técnicas Avançadas”, Editora Érica

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Estrutura da Apresentação
Introdução
Memórias
Interrupções
PIC16F628
Registradores Especiais
Set de Instruções
Hardware
Gravando o PIC
Programação
Recursos Avançados
 Timer, CCP, PWM,
Comparadores, Tensão
Ajustável, USART
Hardware Avançado
Projetos e Muita Prática !

4. 4
AArquitetura Havard e a
Filosofia RISC
Os microcontroladores PIC apresentam arquitetura
Havard.
 1 barramento para dados (8 bits) e outro para instruções (12, 14
ou 16 bits)
 RISC
Maior parte dos microcontroladores tradicionais
apresentam arquitetura tipo Von-Neumann.
 1 único barramento para dados e instruções (8 bits)
 CISC

5. 5
Alguns Exemplos de Cada
Família da Microchip

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Estruturação Interna – 16F628

7. 7
Ciclos de Máquina
Divide clock por quatro, formando as fases Q1, Q2, Q3 e Q4
PIPELINE: Busca a informação em um ciclo e a executa no
próximo
Para um clock de 4MHz, cada instrução é executada 1s, desde
que não afete o Program Counter

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Principais Características do PIC
16F628A
Microcontrolador de 18 pinos
Até 16 portas configuráveis como entrada ou saída
2 Osciladores internos (4MHz ou 37kHz)
10 Interrupções Disponíveis
 Timers, Externa, Mudança de Estado, EEPROM, USART e
Comparador
Memória de prog. FLASH (2048 “words” – 14 bits)
EEPROM interna de 128 bytes
RAM interna de 224 bytes
Special Features: CCP, Comparador Interno e USART
Programação com 14 bits e 35 instruções

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Pinagem

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Nomenclatura
16 I/Os separados em dois grupos denominados
PORTAS (Porta A e Porta B, ou melhor, port A e
port B)
 port A: RA0; RA1 ... RA7
 Idem para port B
 Prestar atenção nos pinos de múltiplas funções
 VDD (5V) e VSS (GND)

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Função dos Pinos (1)

12. 12
Função
dos
Pinos(2)

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Características Elétricas
Temperatura de trabalho: -40oC até +125oC
Tensão de Trabalho (em relação a Vss): 3.0V a 5.5V
Voltagem máxima no pino VDD (em relação ao VSS): -0.3V até +6.5V
Voltagem máxima no pino MCLR (em relação ao VSS): -0.3V até +14V
Voltagem máxima nos demais pinos (em relação ao VSS): -0.3V até (VDD+0.3V)
Dissipação máxima de potência: 800mW
Corrente máxima de saída do pino VSS: 300mA
Corrente máxima de entrada no pino VDD: 250mA
Corrente máxima de a saída de um pino (qdo em VSS) : 25mA
Corrente máxima de saída de um pino (qdo em VDD): 25mA
Correntes máximas de entrada e saída (PORTB + PORTB): 200mA

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Introdução às Memórias
Memória de Programa
 Vetor de Reset
 Vetor de Interrupção
 Pilha (Stack)
Memória de Dados
 Registradores Especiais
 Registradores de Uso Geral
EEPROM

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Memória de Programa
ROM do Tipo Máscara (CR)
OTP: PROM (C)
EPROM: Janelados (JW para DIP e CL para
PLCC)
Flash (F)

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Memória de Programa
A capacidade máxima da série 16 é de 8kword (8192)
divididos em blocos de 2kword (2048)
16F628 tem 2kword, portanto somente 1 página de
memória
Endereço Final da primeira página
 1FFh para dispositivos com 512 words
 3FFh para dispositivos com 1kword
 7FFh para dispositivos com 2kword
Mecanismo de paginação é transparente ao usuário.
Atenção somente para comandos de desvio (CALL,
GOTO)

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Memória de Programa
Série 16

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Memória de Programa da 16F628

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Memória de Dados (ou RAM)
SFR (Special Function Register): Registradores de
Funções Especiais. Muitas vezes referenciados pela letra
“ f ”
GPR (General Purpose Registers): Registradores de
Propósito Geral
Devido a forma de implementação das funções o
endereçamento é limitado a 7 bits (128 registradores).
A filosofia de paginação é utilizada. Existem diversos
bancos de 128 posições. O acesso ao banco é feito pelo
registrador de STATUS: RP0 e RP1
Alguns registradores são espelhados

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Memória
de Dados

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Os Registradores Especiais(1)
STATUS: Está relacionado às operações matemáticas.
Indica estouro dos registradores (C-Carry e DC-Digit
Carry) e resultados iguais a zero
PCON: Função mais utilizada é que configura freqüência
do oscilador interno 37KHz ou 4MHz
OPTION_REG: Configura o funcionamento dos
registradores internos
PORTx: Lê e escreve informações nos pinos externos do
PIC
TRISx: Define direção de funcionamento de cada pino
da porta (se entrada ou saída)

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Os Registradores Especiais(2)
INTCON: Interrupções Especiais e chave geral
 Chave Geral: GIE
 Timer 0, Interrupção Externa e Mudança de Estado
PIR1 e PIE: Gerencia interrupções dos periféricos
 EEPROM, Comparadores, USART, CCP, Timer 1 e 2
TMR0 e TMR2: É o Timer 0 e 2 respectivamente
 Contador de 8 bits
 Seu incremento pode ser automático (CLK) ou por um sinal
externo (Timer 0)
TMR1L e TMR1H: É o Timer 1
 Contador de 16 bits

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Os Registradores Especiais(3)
EEPROM
 Utiliza os registradores EEADR e EEDATA que controlam
leitura e escrita da EEPROM interna
 O controle é feito pelos registradores EECON1 e EECON2
Módulo CCP
 3 registradores (CCP1COM, CCPR1H e CCPR1L)
Módulo Voltagem de Referência
 VRCON
 Gera voltagem de referência através de malha R2R interna
Endereçamento Indireto
 FSR (apontador)
 INDF (espelho do apontador)

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Registrador W
Pode ser utilizado como destino de diversas operações aritméticas
e lógicas
Não está mapeado na memória RAM
É utilizado principalmente como ponte entre os registradores “ f ”,
pois não é possível trocar dados diretamente entre eles
A instrução MOVF copia a informação do registrador “ f ” para W
A instrução MOVWF copia a informação do registrador W para “
f ”

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Contador de Programa - PC
PC – Program Counter
 Aponta sempre para a próxima instrução a ser
executada pela CPU
 Série 16 – PC tem largura de 13 bits
 É dividido em dois registradores básicos: PCL e PCH
 PCL é acessado diretamente
 PCH é acessado indiretamente por PCLATH

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Relacionamento entre PC, PCL e
PCLATH (1)
Modo 1 – Execução de uma
instrução que tem como destino
o registrador PCL
Modo 2 – Execução de uma
instrução GOTO

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Relacionamento entre PC, PCL e
PCLATH(2)
Modo 3 – Execução de
CALL
Modo 4 – RETURN,
RETLW, RETFIE

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Pilha (Stack)
Não está localizada na área de memória RAM
Tamanho: 8 posições de 13 bits
LIFO (Last In First Out) Circular
Não há instruções para manipular diretamente a pilha
Não permite armazenamento de dados, apenas endereços

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Introdução às Interrupções
Serve para interromper o programa imediatamente
Em função da interrupção solicitada uma atitude pode ser tomada
instantaneamente
Após uma interrupção, o programa é interrompido, e uma função
específica (definida pelo programador é executada)
Tipos: Timer(3); Externa; Mudança de Estado; Fim de Escrita na
EEPROM; Comparador; USAR; Módulo CCP
Nos PICs todas as interrupções são mascaráveis
Latência: Atraso entre o instante de ocorrência de um evento de
interrupção e o efetivo desvio para o vetor de interrupções (nos
PICs o endereço 0x0004)
 Síncronas: Três ciclos de instruções
 Assíncronas: De 3 a 3,75 ciclos de instruções

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Funcionamento das Interrupções
Três Sinais
Importantes:
 GIE – Global
Interrupt
Enable
 Controle
Específico de
Cada
Interrupção
 Flag de
Interrupção

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Set de Instruções
Work: Registrador W (temporário)
File: Registrador (posição de memória). “ F ” nos nomes das instruções e “ f ”
nos seus argumentos
Literal: Um número qualquer. “ L ” nos nomes das instruções e “ k ” nos seus
argumentos
Destino: Local onde deve ser armazenado o destino das operações. Dois
possíveis F ou W
Bit: Um bit específico dentro de um byte. “ B ” nos nomes das instruções e “ b
” nos seus argumentos
Teste: Funções que são utilizadas para testar um bit apresentam a letra “ T ”
Skip: Pulo. Letra “ S ”
Set: Setar um bit, colocá-lo em 1. Letra “ S ”
Clear: Refere-se ao clear de um bit, colocá-lo em zero. Letra “ C ”
Zero: Algumas instruções geram desvios qdo o resultado da operação é zero.
Letra Z.

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Operações com Registradores

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Operações com Literais

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Operações com Bits e Controles

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Osciladores
O PIC16F628 tem dois osciladores internos
 Típico: 4MHz, tipo RC, precisão entre 1 e 5% dependendo das condições de tensão
e temperatura
Quando for utilizado oscilador externo 1 ou 2 I/Os serão perdidos
Oscilador Externo Híbrido ou Circuitos de Oscilação
Oscilador Externo Tipo RC:

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Ressoador (ou Ressonador
Cerâmico)

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Oscilador Externo - Cristal

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Power-On Reset (POR)
Quando o Master Clear Reset Externo não está habilitado. POR
interno.
Caso o Master Clear Reset Externo está habilitado será necessário
hardware complementar