APOSTILA DE: PROGRAMAÇÃO DE MICROCONTROLADORES PIC USANDO LINGUAGEM C - PDF
APOSTILA DE: PROGRAMAÇÃO DE MICROCONTROLADORES PIC USANDO LINGUAGEM C
Download "APOSTILA DE: PROGRAMAÇÃO DE MICROCONTROLADORES PIC USANDO LINGUAGEM C"
Micaela Maranhão Machado
1 CENTRO FEDERAL DE EDUCAÇÃO TECNOLOGICA DO ESPIRITO SANTO UNED SERRA / AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL APOSTILA DE: PROGRAMAÇÃO DE MICROCONTROLADORES PIC USANDO LINGUAGEM C PROF: MARCO ANTONIO VITORIA, AGOSTO 2006
2 INTRODUÇÃO INTRODUÇÃO AOS MICROCONTROLADORES O que é um Microcontrolador? Qual a diferença do Microcontroladores e dos Microprocessadores? O que significa PIC? Programação do PIC O que é o MpLab? O PIC 16F877A NOMENCLATURA DOS PINOS QUE É SCHMITT-TRIGGER? GERADOR DE RELÓGIO OSCILADOR Oscilador XT Oscilador RC AMBIENTE INTEGRADO DE DESENVOLVIMENTO (IDE) CRIAÇÃO DE UM PROJETO: INTRODUÇÃO À LINGUAGEM C O PRIMEIRO PROGRAMA USO DO MPSIM PARA SIMULAÇÃO AS VARIÁVEIS NO COMPILADOR CCS O que são Variáveis? Tipos de variáveis OS MODIFICADORES Declaração de Variáveis Inicializando Variáveis Variáveis Locais e Globais Constantes Exercícios 6.1: OPERADORES EM C O Operador de Atribuição Os Operadores Aritméticos Operadores Relacionais e Lógicos Operadores de Incremento e Decremento Operadores Aritméticos de Atribuição Operadores Bit a Bit Interface com os interruptores Exercícios 7.1: TEMPORIZAÇÃO NO PIC A função Delay: Interrupção Temporizador: O temporizador TIMER Exercícios 8.1: SINAIS ANALÓGICOS NO PIC CONCEITOS BÁSICOS DOS CONVERSORES Tratamento de Entradas Analógicas no PIC Exemplo 9.2: Exercícios: COMUNICAÇÃO SERIAL Comunicação Serial Síncrona x Comunicação Serial Assíncrona O RS232 no PIC EXEMPLO: Exercícios: Microcontroladores - PIC 1
3 INTRODUÇÃO Esta pequena apostilha esta orientada para os profissionais técnicos que necessitam de conhecimentos básicos do PIC. Abordaremos noções da estrutura do PIC16F877A e depois nosso foco será o estudo da linguagem C para microcontroladores. A linguagem C provavelmente é a linguagem mais conhecida e tem muitas vantagens sobre a linguagem assembler no nível técnico. Primeiramente trataremos sobre a instalação dos programas necessários para poder trabalhar. O compilar CCS será o escolhido e o entorno ou editor será o MatLab V 7.4. Uma vez com nosso ambiente instalado abordaremos as características básicas do PIC 16F877A. È importante mencionar que usaremos o módulo de desenvolvimento SD-1700 que atualmente esta descontinuado, mas é considerado pelo autor como uma excelente ferramenta. O estudo da linguagem C será focado à compreensão das funções básicas e sua relação com o circuito de teste. Com esses espera-se que o leitor consiga entender a infinita utilizada destes magníficos dispositivos. Microcontroladores - PIC 2
4 1. INTRODUÇÃO AOS MICROCONTROLADORES 1.1. O que é um Microcontrolador? Podemos definir o microcontrolador como um "pequeno" componente eletrônico, dotado de uma "inteligência" programável, utilizado no controle de processos lógicos. O controle de processos deve ser entendido como o controle de periféricos, tais como: led s, botões, display's de cristal líquido (LCD), resistências, relês, sensores diversos (pressão, temperatura, etc.) e muitos outros. São chamados de controles lógicos pois a operação do sistema baseia-se nas ações lógicas que devem ser executadas, dependendo do estado dos periféricos de entrada e/ou saída Qual a diferença do Microcontroladores e dos Microprocessadores? Um microcontrolador difere de um microprocessador em vários aspectos. Primeiro e o mais importante, é a sua funcionalidade. Para que um microprocessador possa ser usado, outros componentes devem-lhe ser adicionados, tais como memória e componentes para receber e enviar dados. Em resumo, isso significa que o microprocessador é o verdadeiro coração do computador. Por outro lado, o microcontrolador foi projectado para ter tudo num só. Nenhuns outros componentes externos são necessários nas aplicações, uma vez que todos os periféricos necessários já estão contidos nele. Assim, nós poupamos tempo e espaço na construção dos dispositivos O que significa PIC? É o nome que a Microchip adotou para a sua família de microcontroladores, sendo que a sigla significa Controlador Integrado de Periféricos. O PIC é um circuito integrado produzido pela Microchip Technology Inc., que pertence da categoria dos microcontroladores, ou seja, um componente integrado Microcontroladores - PIC 3
5 que em um único dispositivo contem todos os circuitos necessários para realizar um completo sistema digital programável. Internamente dispõe de todos os dispositivos típicos de um sistema microprocessado, ou seja: Uma CPU (Central Processor Unit ou seja Unidade de Processamento Central) e sua finalidade é interpretar as instruções de programa. Uma memória PROM (Programmable Read Only Memory ou Memória Programavel Somente para Leitura) na qual ira memorizar de maneira permanente as instruções do programa. Uma memória RAM (Random Access Memory ou Memoria de Accesso Aleatório) utilizada para memorizar as variáveis utilizadas pelo programa. Uma serie de LINHAS de I/O para controlar dispositivos externos ou receber pulsos de sensores, chaves, etc. Uma serie de dispositivos auxiliares ao funcionamento, ou seja gerador de clock, bus, contador, etc. A presença de todos estes dispositivos em um espaço extremamente pequeno, da ao projetista ampla gama de trabalho e enorme vantagem em usar um sistema microprocessado, onde em pouco tempo e com poucos componentes externos podemos fazer o que seria oneroso fazer com circuitos tradicionais. O PIC esta disponível em uma ampla gama de modelos para melhor adaptar-se as exigencias de projetos especificos, diferenciando-se pelo numero de linha de I/O e pelo conteudo do dispositivo. Inicia-se com modelo pequeno identificado pela sigla PIC12Cxx dotado de 8 pinos, até chegar a modelos maiores com sigla PIC17Cxx dotados de 40 pinos. Uma descrição detalhada da tipologia do PIC é disponivel no site da Microchip acessavel via, onde conseguimos encontrar grandes e variadas quantidades de informações tecnicas, software de apoio, exemplos de aplicações e atualizações disponiveis. Para o nosso curso usaremos um modelo de PIC o PIC16F877. Este é dotado de 40 pinos. Microcontroladores - PIC 4
6 1.4. Programação do PIC Como o PIC é um dispositivo programável, o programa tem como objetivo deixar instruções para que o PIC possa fazer atividades definidas pelo programador. Um programa é constituído por um conjunto de instruções em seqüência, onde cada uma identificara precisamente a função básica que o PIC ira executar. Um programa escrito em linguagem assembler ou em C pode ser escrito em qualquer PC utilizando-se qualquer processador de texto que possa gerar arquivos ASCII(Word, Notpad etc). Um arquivo de texto que contenha um programa em assembler é denominado de source ou codigo assembler. Uma vez preparado o nosso código assembler ou C(veremos mais adiante), iremos precisar de um programa para traduzir as instruções mnemônicas e todas as outras formas convencionais com que escrevemos o nosso código em uma serie de números (o opcode) reconhecível diretamente pelo PIC. Este programa se chama compilador assembler ou assemblador, o compilador usado neste curso será o PCWH. Na figura seguinte está esquematizado o fluxograma de operações e arquivos que devera ser realizado para passar um código assembler a um PIC a ser programado. Ilustração 1: Fluxograma de compilação de um programa e gravação de um PIC Microcontroladores - PIC 5
7 Para poder programar um PIC precisaremos de um Editor (Mplab ou o PCWH), um compilador (PCWH) e um programador (PICStar Plus) O que é o MpLab? O MpLab é um ambiente integrado de desenvolvimento (I.D.E.: Integrated Development Environment). No mesmo ambiente o usuário pode executar todos os procedimentos relativos ao desenvolvimento de um software para o PIC (edição, compilação, simulação, gravação), tornando o trabalho do projetista mais produtivo. Este programa é totalmente gratuito e pode ser pego no site Edição O MpLab possui um editor de texto para seus programas que possui diversas ferramentas de auxílio como localizar, substituir, recortar, copiar e colar. Compilação Compilar significa traduzir um programa escrito em assembly (mneumônicos) para linguagem de máquina (números). A compilação gera um arquivo com extensão.hex (hexadecimal) a partir dos arquivos de código fonte (.asm) e de projeto (.pjt). É o conteúdo do arquivo hexadecimal que é gravado na memória de programa do PIC. Simulação O MpLab possui ferramentas para simulação do programa no próprio computador, possibilitando a execução passo a passo, visualização e edição do conteúdo dos registradores, edição de estímulos (entradas), contagem de tempo de execução, etc. Gravação Para que o programa seja executado no microcontrolador, o arquivo hexadecimal deve ser gravado no PIC. O MpLab oferece suporte aos gravadores fabricados pela Microchip. Emulação A Emulação é um recurso de desenvolvimento que possibilita testes em tempo real. O MpLab oferece suporte ao hardware necessário para estar emulando um determinado programa. Esta emulação é feita conectando-se (através do hardware mencionado) o computador ao sistema projetado, no lugar do PIC Microcontroladores - PIC 6
8 2. O PIC 16F877A Dentro de todos os PICs este é um dos que apresenta mais recursos e se adpata as necessidades de nosso curso, entre suas caraterísticas principais podemos citar: Microcontrolador de 40 pinos, o que possibilita a montagem de um hardware complexo e capaz de interagir com diversos recursos e funções ao mesmo tempo. 33 portas configuráveis como entrada ou saída. 15 interrupções disponíveis. Memória de programação E²PROM FLASH, que permite a gravação rápida do programa diversas vezes no mesmo chip, sem a necessidade de apagá-lo por meio de luz ultravioleta, como acontece nos microcontroladores de janela; Memória de programa com 8Kwoeds, com capacidade de escrita e leitura pelo própio código interno; Memória E²PROM (não volátil) interna com 256 bytes; Memória RAM com 368 bytes; Tês timers (2x8bits e 1x16 bits); Comunicações seriais: SPI, I²C e USART;Conversores analógicos de 10 bits (8x) e comparadores analógicos (2x); Conversores analógicos de 10 bits (8x) e comparadores analógicos (2x); Dois módulos CCP: Capture, Compare e PWM; Microcontroladores - PIC 7
9 2.1. NOMENCLATURA DOS PINOS Nome do Pino Núm. I/O/P TIPO Descrição Pino OSC1/CLKIN 13 I ST/CMOS Entrada para cristal. Osciladores externos(rc) OSC2/CLKOUT 14 O - Saída para cristal. Os cristais ou resonadores devem ser ligados aos pinos OSC1 e OSC2. Saída com onda quadrada em ¼ da frequencia imposta em OSC1 quando em modo RC. Essa frequencia equivale aos ciclos de máquina internos. MCLR/Vpp 1 I/P ST Master Clear (reset) externo. O uc só funciona quando este pino encontra-se em nível alto. Entrada para tensão de programação 13V. Vss 12/31 P - GND Vdd 11/32 P - Alimentação positiva PORTA (I/O digitais bidirecionais e sistema analógico) RA0/AN0 2 I/0 TTL RA0: I/O digital ou entrada analógica AN0 RA1/AN1 3 I/0 TTL RA1: I/O digital ou entrada analógica AN1 RA2/AN2/V REF- /CV REF 4 - I/0 - TTL - RA2: I/O digital ou entrada analógica AN2 ou tensão negativa de referência analógica. RA3/AN3 /V REF+ 5 - I/0 - TTL - RA3: I/O digital ou entrada analógica AN3 ou tensão positiva de referência analógica. RA4/TOCKI /C10OUT 6 - I/0 - ST - RA4: I/O digital (open drayn), ou entrada externa do contador TMR0 ou saída do comparador 1. RA5/SS/AN4 /C2OUT 7 I/0 TTL RA5: I/O digital ou entrada analógica AN4 ou habilitação externa (slave select) para comunicação SPI ou saída do comparador 2. PORTB: (I/Os digitais bidirecionais). Todos os pinos deste PORT possuem pull-up que podem ser ligado ou desligados pelo software: RB0/INT 33 I/O TTL/ST (1) RB0: I/O digital com interrupção externa. RB1 34 I/O TTL RB1: I/O digital. RB2 35 I/O TTL RB2: I/O digital. RB3/PGM 36 TTL RB3: I/O digital ou entrada para programação em baixa tensão (5v). RB4 37 TTL RB4: I/O digital com interrupção por mudança de estado RB5 38 TTL RB5: I/O digital com interrupção por mudança de estado RB6/PGC 39 TTL/ST (2) RB6: I/O digital com interrupção por mudança de estado ou clock da programação serial ou pino de in-circuit debugger. RB7/PGD 40 I/O TTL/ST (2) RB7: I/O digital com interrupção por mudança de estado ou data da programação serial ou pino de in-circuit debugger. Microcontroladores - PIC 8
10 PORTC (I/Os digitais bidirecionais): RC0/T1OSO /TICK1 15 I/O ST RC0: I/O digital ou saída do oscilador externo para TMR1 ou entrada de incremento para TMR1. RC1/T1OSI /CCPS RC2/CCP I/O I/O ST ST RC1: I/O digital ou saída do oscilador externo para TMR1 ou entrada de Capture2 ou saídas para Compare2/PWM2. RC2: I/O digital ou entrada do Capture1 ou saídas para Compare1/PWM1. RC3/SCK/SCL 18 I/O ST RC3: I/O digital ou entrada/saída de clock para comunicação serial SPI/I²C. RC4/SDI/DAS 23 I/O ST RC4: I/O digital ou entrada de dados para SPI ou via de dados (entrada/saída) para I²C. RC5/SDO 24 I/O ST RC5: I/O digital ou saída de dados para SPI. RC6/TX/CK 25 I/O ST RC6: I/O digital ou TX (transmissão) para comunicação USART assíncrona ou data para comunicação síncrona. RC7/RX/DT 26 I/O ST RC7: I/O digital ou RX (recepção) para comunicação USART assíncrona ou data para comunicação síncrona. PORTD (I/Os digitais bidirecionais) ou porta de comunicação paralela: RD0/PSP0 19 I/O TTL/ST (3) RD0: I/O digital ou dado 0 (comunicação paralela). RD1/PSP1 20 I/O TTL/ST (3) RD1: I/O digital ou dado 1 (comunicação paralela). RD2/PSP2 21 I/O TTL/ST (3) RD2: I/O digital ou dado 2 (comunicação paralela). RD3/PSP3 22 I/O TTL/ST (3) RD3: I/O digital ou dado 3 (comunicação paralela). RD4/PSP4 27 I/O TTL/ST (3) RD4: I/O digital ou dado 4 (comunicação paralela). RD5/PSP5 28 I/O TTL/ST (3) RD5: I/O digital ou dado 5 (comunicação paralela). RD6/PSP6 29 I/O TTL/ST (3) RD6: I/O digital ou dado 6 (comunicação paralela). RD7/PSP7 30 I/O TTL/ST (3) RD7: I/O digital ou dado 7 (comunicação paralela). PORTE (I/Os digitais bidirecionais e sistema analógico): RE0/RD/AN5 8 I/O TTL/ST (3) RE0: I/O digital ou controle de leitura da porta paralela ou entrada analógica AN5. RE0/RD/AN6 9 I/O TTL/ST (3) RE1: I/O digital ou controle de leitura da porta paralela ou entrada analógica AN6. RE0/RD/AN7 10 I/O TTL/ST (3) RE2: I/O digital ou controle de leitura da porta paralela ou entrada analógica AN7. Legenda: I =Input (entrada) O = Output(saída) I/O = Input/OutPut (entrada ou saída) P = Power(Alimentação) - = não utilizado TTL = Entrada tipo TTL ST = Entrada tipo Schmitt trigger Microcontroladores - PIC 9
11 Notas: (1): Esta entrada é do tipo ST, somente quando configurado como interrupção externa. (2): Esta entrada é do tipo ST, somente durante o modo de programação serial. (3): Esta entrada é do tipo ST, quando configurado como I/O de uso geral e TTL quando usado em modo de porta paralela. (4): Esta entrada é ST quando em modo RC e CMOS nos demais casos QUE É SCHMITT-TRIGGER? Observe o gráfico de transição da porta lógica "NÃO" abaixo. Verifica-se pelo gráfico que a transição de nível lógico baixo (LOW) para alto (HIGH) é muito longa, implicando na oscilação da saída da porta lógica "NÃO" à medida que o sinal de entrada passa pelo intervalo indefinido (1 ou 0), transportando para saída o mesmo efeito. Microcontroladores - PIC 10
12 Um dispositivo interessante para a solução deste problema lógico, são as portas Schmitt-trigger. Portanto fica claro que não existe apenas porta lógica "NÃO" Schmitt-trigger, existem outras portas com essa tecnologia. Porta lógica Schmitt-trigger é projetada para aceitar sinais cuja a transição é lenta e garante na saída nível lógico livre de oscilações. Analisando o gráfico da figura anterior observa-se que a saída muda de nível lógico alto (HIGH) para baixo (LOW) quando a tensão de transição é superior a V T + (Positive-going threshold - limiar de tenso positiva de transição). Microcontroladores - PIC 11
13 2.3. GERADOR DE RELÓGIO OSCILADOR O circuito do oscilador é usado para fornecer um relógio (clock), ao microcontrolador. O clock é necessário para que o microcontrolador possa executar um programa ou as instruções de um programa. Tipos de osciladores O PIC pode trabalhar com quatro configurações de oscilador. Uma vez que as configurações com um oscilador de cristal e resistência-condensador (RC) são aquelas mais frequentemente usadas, elas são as únicas que vamos mencionar aqui. Quando o oscilador é de cristal, a designação da configuração é de XT, se o oscilador for uma resistência em série com um condensador, tem a designação RC. Isto é importante, porque há necessidade de optar entre os diversos tipos de oscilador, quando se escolhe um microcontrolador Oscilador XT O oscilador de cristal está contido num envólucro de metal com dois pinos onde foi escrita a freqüência a que o cristal oscila. Dois condensadores cerâmicos devem ligar cada um dos pinos do cristal à massa. Casos há em que cristal e condensadores estão contidos no mesmo encapsulamento, é também o caso do ressonador cerâmico ao lado representado. Este elemento tem três pinos com o pino central ligado à massa e os outros dois pinos ligados aos pinos OSC1 e OSC2 do microcontrolador. Quando projetamos um dispositivo, a regra é colocar o oscilador tão perto quanto possível do microcontrolador, de modo a evitar qualquer interferência nas linhas que ligam o oscilador ao microcontrolador. Microcontroladores - PIC 12
14 Ilustração 3: Clock de um microcontrolador com Ilustração 2: Clock de um microcontrolador a partir um ressonador de um cristal de quartzo 2.5. Oscilador RC Em aplicações em que a precisão da temporização não é um fator crítico, o oscilador RC torna-se mais econômico. A freqüência de ressonância do oscilador RC depende da tensão de alimentação, da resistência R, capacidade C e da temperatura de funcionamento. Ilustração 4: Ligação de umoscilador RC O diagrama acima, mostra como um oscilador RC deve ser ligado a um PIC16F877A. Com um valor para a resistência R abaixo de 2,2 K, o oscilador pode tornar-se instável ou pode mesmo parar de oscilar. Para um valor muito grande R (1M, por exemplo), o oscilador torna-se muito sensível à umidade e ao ruído. É recomendado que o valor da resistência R esteja compreendido entre 3K e 100K. Apesar de o oscilador poder trabalhar sem condensador externo (C = 0 pf), é conveniente, ainda assim, usar um condensador acima de 20 pf para evitar o ruído e aumentar a estabilidade. Qualquer que seja o oscilador que se está a utilizar, a freqüência de trabalho do microcontrolador é a do oscilador dividida por quatro. A freqüência de oscilação dividida por 4 também é fornecida no pino OSC2/CLKOUT e, pode ser usada, para testar ou sincronizar outros circuitos lógicos pertencentes ao sistema. Microcontroladores - PIC 13
15 Ilustração 5:Relação entre o sinal de clock e os ciclos de instrução Ao ligar a alimentação do circuito, o oscilador começa a oscilar. Primeiro com um período de oscilação e uma amplitude instável, mas, depois de algum tempo, tudo estabiliza. Ilustração 6:Sinal de clock do oscilador do microcontrolador depois de ser ligada a alimentação Para evitar que esta instabilidade inicial do clock afete o funcionamento do microcontrolador, nós necessitamos de manter o microcontrolador no estado de reset enquanto o clock do oscilador não estabiliza. O diagrama em cima, mostra uma forma típica do sinal fornecido por um oscilador de cristal de quartzo ao microcontrolador quando se liga a alimentação. Para ter um controle sobre o reset é conveniente instalar um botão como se mostra na figura. Microcontroladores - PIC 14
16 Ilustração 7: Circuito de Reset através de um botão Microcontroladores - PIC 15
17 3. AMBIENTE INTEGRADO DE DESENVOLVIMENTO (IDE) Como ambiente de desenvolvimentos será usado o compilador PCWH da CCS. Este é constituído de um IDE gráfico que pode ser executado em qualquer plataforma Windows. Este ambiente permitirá uma programação dos PICs em linguagem C. Existe a possibilidade de se fazer uma integração com o ambiente MPLAB da própria microchip. Como vantagem do uso desse compilador pode-se citar a grande eficiência do código gerado, compatibilidade com o padrão ANSI e ISSO salvo algumas exceções e a sua grande diversidade de funções e bibliotecas desenvolvidas em linguagem C. O objetivo deste capítulo é a compreensão do ambiente de programação e da seqüência para poder criar um novo projeto usando o MpLab como editor e o CCS como compilador. Ilustração 8: Ambiente de desenvolvimento PCWH Atualmente, a maioria dos microcontroladores disponíveis no mercado conta com compiladores de linguagem C para o desenvolvimento de software. O desenvolvimento em C permite uma grande velocidade na criação de novos projetos permite que o programador preocupe-se mais com a programação da aplicação em si, já que o compilador asssume para si tarefas como o controle e localização das variáveis, operações matemáticas e lógicas, verificação de bancos de memória, etc. Existe outra linguagem muito usada chamado Assembly que é bastante eficiente, mas o programador terá que se preocupar pela localização das variáveis, Microcontroladores - PIC 16
18 pelos estados dos registros controladores de hardware, exigindo do programador o conhecimento do hardware usado. Sendo nosso curso Técnico escolho-se como principal opção a linguagem C para que o aluno possa aproveitar ao máximo o seu tempo, ampliando desta forma suas habilidades na programação de PICs. Quando um programa se faça crítico no sentido de precisar mais eficiência o programador deverá escolher a linguagem Assembler. È importante também sinalizar que este programa tem um excelente ambiente de programação (EDITOR), mas nosso curso usará como editor ou ambiente de escrita de programa o MPLAB, programa gratuito da MICROCHIP. O MPLAB como foi dito tem também um ambiente de simulação que será bastante usado. O compilador PCW é necessário na medida em que o MPLAB usará este CRIAÇÃO DE UM PROJETO: Nesta sessão serão explicados os passos para poder criar um projeto: Abrir o MPLAB Ilustração 9: Abrindo o MPLAB Também é possível abrir o MPLAB através do ícone no DESKOP. Microcontroladores - PIC 17
19 Criar um projeto novo usando o assistente (Wizard), para isto clicar no menu Project / Project Wizard... como é mostrado na seguinte figura. Avançar Ilustração 10: Criação de um projeto usando o Assistente (Wizard) Ilustração 11: Bem vinda do assistente para criação de projeto Microcontroladores - PIC 18
20 Escolher o tipo de PIC e clicar em avançar Ilustração 12: Seleção do PIC usando o assistente (wizard) Escolha o compilar CCS C compiler for PIC12/14/16/18 e depois em avançar. Ilustração 13: Escolha do Compilador CCS no assistente (wizard) A localização do arquivo Ccsc.exe é muito importante. Neste caso esta localizado na pasta C:\Arquivos de programas\picc\ccsc.exe. Microcontroladores - PIC 19
21 Escrever o nome do projeto e sua localização, logo clicar em avançar. Ilustração 14: Nome do Projeto - Assistente (Wizard) Incrementar algum arquivo existente no projeto em caso de ter. Para este curso por enquanto não incrementaremos nenhum arquivo e clicaremos em avançar diretamente. Ilustração 15: Incremento de Arquivos no Assistente - (Wizard) Microcontroladores - PIC 20
22 Clicar em concluir para criar o projeto com os parâmetros mostrados na tela. Ilustração 16: Sumário do Projeto - Fim do Assistente (Wizard) Finalmente temos o projeto, mas precisamos de um arquivo onde possamos escrever o código, para isto clicamos no menu File/New Ilustração 17: Criação de um novo arquivo C Microcontroladores - PIC 21
23 Escrevemos o programa em código C Ilustração 18: Escrita do programe em C Depois de escrever o programa deverá salvar este. Clicar em salvar e escrever em nome do arquivo Ejemplo1.c e clicar no botão Salvar. Ilustração 19: Gravação do arquivo "C" Microcontroladores - PIC 22
24 Até aqui o seu projeto esta vazio sem nenhum programa. O programa criado ainda não esta associado ao projeto. Com o mouse sobre Source Files clicar no botão direito do mouse, depois clicar na opção Add Files. Ilustração 20: Incremento de arquivos ao projeto Em examinar escolha o caminho aonde foi gravado o arquivo anteriormente, neste caso C:\Temp\picc. Escolha o arquivo e clicar no botão Abrir. Microcontroladores - PIC 23
25 Ilustração 21:Seleção do arquivo.c para ser incrementado no projeto Microcontroladores - PIC 24
26 4. INTRODUÇÃO À LINGUAGEM C O PRIMEIRO PROGRAMA Agora estamos em condições de poder começar a escrever um programa no ambiente de desenvolvimento, chegou a hora de estudar os fundamentos da linguagem C. No projeto criado, abrimos, salvamos e incrementamos um arquivo chamado Ejemplo1.C, neste arquivo podemos escrever o seguinte programa: EXEMPLO 1: Neste exemplo iremos desenvolver um exercício e explicar a primeira parte do programa e a funcionalidade das funções. Desta forma não será necessário explicar nos exemplos posteriores os itens explicados neste exemplo. #include <16f877A.h> #use delay(clock= , RESTART_WDT) #fuses xt,nowdt,noprotect,put,brownout,nolvp,nocpd,nowrt #use fast_io(a) #use fast_io(b) #use fast_io(c) #use fast_io(d) #use fast_io(e) #byte porta = 0x05 #byte portb = 0x06 #byte portc = 0x07 #byte portd = 0x08 #byte porte = 0x09 #bit botao = portb.0 #bit led = portb.1 void main () { set_tris_a(0b ); set_tris_b(0b ); set_tris_c(0b ); set_tris_d(0b ); set_tris_e(0b ); porta=0x00; portb=0x00; portc=0x00; portd=0x00; porte=0x00; while(true) { RESTART_WDT(); if(!botao) led = 1; else led=0; Microcontroladores - PIC 25
27 Vejamos o significado de cada linha do programa. #include <16f877A.h> È uma diretiva do compilador. Neste caso está determinando ao compilador que anexe ao programa o arquivo especificado 16f877A.h. Arquivos.h são chamados de arquivos de cabeçalho e são utilizados em C para definir variáveis, tipos, símbolos e funções úteis ao programa. O 16f877A.h. é um arquivo com as definições relativas ao processador lavo, para o qual o programa será compilado. #use delay(clock= , RESTART_WDT) A seqüência #use especifica uma diretiva interna do compilador. Aqui é determinado o valor de 4 MHz para a freqüência do clock. #fuses xt,wdt,noprotect,put,brownout,nolvp,nocpd,nowrt Configuração dos fusíveis. XT: O oscilador, da maioria dos PIC, é externo, sem ele nada funciona. Existem vários tipos de osciladores como o RC composto por uma resistência e um capacitor e o cristal XT que é mais preciso sendo também os mais caros. NOWDT: Watchdog timer ou cão de guarda é um recurso poderosíssimo que deve ser utilizado. É um contador automático incrementado por meio de um oscilador próprio, independente do oscilador principal. Caso o WDT estoure, um reset do sistema irá ocorrer imediatamente. noprotect: permite reprogramar o PIC e enxergar o código. put: prevê que o programa não comece antes que a alimentação seja inicializada. Esta opção irá fazer com que o PIC comece a operar cerca de 72 ms após o pino /MCLR seja colocado em nível alto. Brown-Out: é utilizado para forçar um reset quando a tensão de alimentação sofre uma pequena queda. Ele é extremamente recomendado em projetos que possibilitam ao usuário desligar e religar rapidamente a alimentação. NOLVP Low Voltage Programming disabled Trabalho 4.1: Pesquisar para a próxima aula as outras diretivas não comentadas. #use #use #use #use #use fast_io(a) fast_io(b) fast_io(c) fast_io(d) fast_io(e) Afeta como o compilador gerará código para as instruções de entrada ou saída que seguem. Esta diretiva tem efeito até que uma nova diretiva #use xxxx_io seja encontrado. Este método rápido de configuração de configuração de I/O a configurar corretamente a direção de I/O usando a instrução set_tris_x(). #byte #byte porta = 0x05 portb = 0x06 Microcontroladores - PIC 26
28 #byte #byte #byte portc = 0x07 portd = 0x08 porte = 0x09 No data sheet do PIC 16F877A podemos observar que as portas a,b,c,d, e estão associados a um endereço de memória. Depois destas linhas as portas terão como identificador as variáveis porta, portb até porte. #bit #bit botao = portb.0 led = portb.1 As entradas devem ser associadas a nomes para facilitar a programação e futuras alterações do hardware. De aqui em diante podemos nomear o pino portb.0 como botão por exemplo. void main () A declaração main() especifica o nome de uma função. No caso, a função main() é padronizada na linguagem C e é utilizada para definir a função principal, ou corpo principal do programa. O sinal de abertura de chave { é utilizado para delimitar o início da função e o sinal de fechamento de chave indica o final da função. Na verdade, as chaves delimitam o que chamamos de bloco de programa, ou bloco de código. set_tris_a(0b ); set_tris_b(0b ); set_tris_c(0b ); set_tris_d(0b ); set_tris_e(0b ); Esta função permite direcionar as I/O. Deve de ser usado com o comando fast_io e quando as portas de I/O estão acessíveis, para isto deve ser usada a diretiva #BYTE para o acesso da porta. Cada bit no valor representa um pino. O 1 (um) representa entrada e o zero saída. Exemplo: SET_TRIS_B( 0x0F ); similar a SET_TRIS_B( 0b ) // B7,B6,B5,B4 are outputs // B3,B2,B1,B0 are inputs porta=0x00; portb=0x00; portc=0x00; portd=0x00; porte=0x00; Inicializando as portas, todos os pinos das portas na execução destas linhas tomarão o valor de zero ou desligado. while(true) Este é um comando de controle utilizado na repetição de um determinado bloco de instruções. Esse bloco será repetido enquanto a avaliação da condição especificada entre parênteses for verdadeira. No caso, a avaliação é explicitamente verdadeira (true). O bloco de instruções que será repetido é aquele especificado dentro das chaves que seguem o comando while. if(!botao) led = 1; else Microcontroladores - PIC 27