Microcontroladores PIC - Introdução

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  • 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
  • 23. Memória EEPROM • Memória não volátil; • Usada para armazenar valores que não podem ser perdidos; • Escrita e apagada eletricamente; • 64 bytes;
  • 24. Master Clear • Reset externo; • Quando aplicado nível baixo ocorre o reinicio do programa; • Pino 4 – MCLR
  • 25. 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;
  • 26. Brown out detect • Detecta baixa tensão de alimentação; • Tensões configuráveis; • Caso tensão caia abaixo do valor configurado, ocorrerá um reset no software;
  • 27. 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;
  • 28. 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