UFCD-6072-Microcontroladores-Registos.pptx

Curso Profissional de Técnico de Eletrónica, Automação e
Computadores
Disciplina: Sistemas Digitais
UFCD 6072 – Microcontroladores-N3
Registos

Registos – gerais e especiais
 A linguagem Wiring, utilizada para
programação na IDE Arduino, traz diversos
comandos que facilitam a configuração e uso
de pinos.
 Iremos mais a fundo com uso de registos,
que trazem algumas otimizações para os
códigos e execução de comandos.
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 Assiste ao vídeo para conheceres melhor o
objetivo e funcionalidade dos registos.
 https://www.youtube.com/watch?v=Zc_4NgoJ
thU
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 O cérebro do Arduino é o seu
microcontrolador, no caso do Arduino Uno, é
o ATMega328p. É ele que armazena os
programas, contém a memória e possui os
pinos de entrada/saída que utilizamos na
placa.
 Estes pinos de entrada/saída também são
conhecidos como GPIO (sigla para General
Purpose Input Output ou entrada/saída de
uso geral). Cada microcontrolador contém um
número de GPIOs que podem ser utilizadas
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 A placa Arduino Uno possui os pinos digitais
identificados de 0 a 13 e analógicos de A0 a
A5.
 Mas a arquitetura do microcontrolador pode
dar outra nomenclatura aos pinos que
conhecemos.
 Confire na placa Arduino Uno os detalhes
conforme as próximas figuras.
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 Repara na figura
que os pinos que
conhecemos como
digitais estão como
Dx (digitais) ou
Ax (analógicos),
sendo x um número.
Porém, ao lado de cada
pino há uma outra
nomenclatura para
aceder os mesmos
pinos.
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 Outra representação
equivalente….
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 Os microcontroladores podem ter seus
GPIOs divididos em “Portas”, um conjunto de
pinos que podem ser configurados ou
acedidos de uma só vez.
 O ATMega328p possui três conjuntos:.
•PORTB: PB0 a PB5 (8 a 13)
•PORTC: PC0 a PC5 (A0 a A5)
•PORTD: PD0 a PD7 (0 a 7)
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 Então, para aceder/configurar o pino 9 digital do
ATMega328p, utilizamos a nomenclatura PB1. Este acesso
ou configuração é feito a partir dos registos respetivos.
 OBS: Cada microcontrolador possui diferentes conjuntos de
portas e quantidade de GPIOs. Portanto, outras versões de
Arduino como Mega 2560, Leonardo e outras placas não
coincidem com as nomenclaturas dos pinos do Arduino Uno.
 É importante consultar o datasheet de cada
microcontrolador:
Datasheet ATmega328p
https://content.arduino.cc/assets/Atmel-7810-Automotive-
Microcontrollers-ATmega328P_Datasheet.pdf
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Registos – Configuração
 Os comandos para registos são baseados na linguagem C.
Fazem um outro caminho para configurar pinos, diferente
dos comandos já utilizados em Wiring. Eles realizam esta
configuração de forma mais segura e rápida. Utilizaremos
três tipos específicos de registos:
•PORTx: registo de dados, usado para escrever no port ou pino em
específico. x representa os ports disponíveis no microcontrolador, que no
caso do ATMega328p, são os ports B, C e D;
•DDRx: registo de direção, usado para ler a entrada de um port ou pino em
específico. No caso do ATMega328p, x representa os ports B, C e D;
•PINx: endereço de entrada do pino, usado para configurar um port inteiro
ou pino será entrada ou saída.
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Registos – substituir código por
registos
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 Onde:
x: letra referente à porta;
n: número do pino do porta (conjunto);
Y = variável qualquer para armazenar dado.

Registos – Lembrar que…
 Os comandos na versão registos possuem a característica
de trabalhar por operadores de bits, ou seja, manipulam 0 e
1. As operações realizadas nos comandos são:
•| (barra horizontal): operador OU, no caso dos registos ativa o bit em nível 1
(HIGH);
•& (E comercial): operador E, no caso dos registos desativa o bit em nível 0 (LOW);
•~ (til): operador NÃO, realiza o complemento de bits. O que era 1 vira 0 e vice-
versa;
•^ (circunflexo): operador OU EXCLUSIVO, no caso dos registos serve para
inversão de alguns bits;
•>> (dois sinais de maior): deslocamento de bits para a direita, insere zeros à
esquerda;
•<< (dois sinais de menor): deslocamento de bits para a esquerda, insere zeros à
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Registos – Exemplo 1
 Para configurar o pino 7 do Arduino Uno como saída,
precisamos encontrar a nomenclatura usada pelo
microcontrolador. :
O nome do pino 7 do Arduino é PD7. Então, o comando
usando registrador é:
DDRD = DDRD |(1 << DDD7);
No comando acima foi usado o registrador de direção DDR no
port D em PD7. É equivalente ao comando pinMode(7,
OUTPUT);
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 Para escrever LOW pino 12 do Arduino Uno, mais uma vez
vamos encontrar a nomenclatura equivalente do
microcontrolador:
O nome do pino 12 do Arduino é PB4. Então, o comando
usando registrador é:
PORTB = PORTB &~ (1<< PB4);
No comando acima foi usado o registrador de dados PORT no
port B em PB4. É equivalente ao comando digitalWrite(12,
LOW);
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 Faremos de forma visual a comparação entre os comandos
usados em Wiring e os registos em C usando um
osciloscópio. No sketch de exemplo, faremos uso do pino A3
como digital 17.
O pino digital 17 vai oscilar entre LOW e HIGH duas vezes
usando os registos e também com o comando digitalWrite,
sem uso de delay, para vermos o tempo de execução de cada
um.
Usa o código abaixo:
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Registos – Exemplo tinkercad
// Comandos Wiring para pino A3 (D17)
digitalWrite(17, HIGH); // Nível HIGH
digitalWrite(17, LOW); // Nível LOW
digitalWrite(17, HIGH);
digitalWrite(17, LOW);
delay(5000);
} // Fim do sketch
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// Comparação entre Wiring e registos em C
void setup() {
// Habilita porta PC3 como saída
DDRC = DDRC |(1 << DDC3);
// Habilita porta PC3 em nível HIGH
PORTC = PORTC | (1<< PC3);
}
void loop() {
// Comandos para pino A3 (ou D17) com
registos
PORTC = PORTC | (1<< PC3); // Nível HIGH
PORTC = PORTC &~ (1<< PC3); // Nível
LOW
PORTC = PORTC | (1<< PC3);
PORTC = PORTC &~ (1<< PC3);

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Esquema

 Qual a conclusão podemos retirar ao observar os
resultados no osciloscópio?
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Exercício – Tarefa 8
 Implementa o circuito seguinte no tinkercad
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Exercício – Tarefa 8
 Implementa código que permita que o LED
Vermelho e Verde liguem durante 1segundo e
voltem a desligar durante 1segundo usando
apenas registos internos do arduino.
Basicamente é “transformar” o código seguinte:
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const int LEDVERMELHO = 2;
const int LEDVERDE = 7;
void setup() {
Serial.begin(9600);
pinMode(LEDVERMELHO, OUTPUT);
pinMode(LEDVERDE, OUTPUT);
}
void loop() {
digitalWrite(LEDVERMELHO, HIGH);
digitalWrite(LEDVERDE, HIGH);
delay(1000);
digitalWrite(LEDVERMELHO, LOW);
digitalWrite(LEDVERDE, LOW);
delay(1000);
}

Exemplo – Porta 13
 Ligar e Desligar de 1 em 1segundo o Led de
testes(porta 13) através de registos internos do
Arduino
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Exemplo – Porta 13
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void setup()
{
// Habilita porta 13 como saída
DDRB = DDRB |(1 << DDB5);
}
void loop()
{
PORTB = PORTB | (1<< PB5); // Nível HIGH na
porta 13
delay(1000); // espera 1 segunda
PORTB = PORTB &~ (1<< PB5);// Nível LOW na
porta 13
delay(1000); // Wait for 1000 millisecond(s)
}
 Ligar e Desligar de 1 em 1segundo o Led de
testes(porta 13) através de registos internos do
Arduino

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