apostila de microcontroladores pic e perifericos

5/27/2018 Apostila de Microcontroladores PIC e Perifericos

1/276

APOSTILA DE MICROCONTROLADORES PIC E PEFIF RICOSwww.tinyurl.com/SanUSB

APOSTILA DE

MICROCONTROLADORES

PIC E PERIFRICOS

Sandro Juc

www.mecatronicadegaragem.blogspot.com


2/276

APOSTILA DE MICROCONTROLADORES PIC E PEFIFRICOS

2

1. INTRODUO

Um microcontrolador um sistema computacional completo, no qual esto includos

internamente uma CPU (Central Processor Unit), memrias RAM (dados), flash (programa) e

E2PROM, pinos de I/O (Input/Output), alm de outros perifricos internos, tais como,

osciladores, canal USB, interface serial assncrona USART, mdulos de temporizao e

conversores A/D, entre outros, integrados em um mesmo componente (chip).

O microcontrolador PIC (Periferal Interface Controler), da Microchip Technology Inc.

(empresa de grande porte, em Arizona, nos Estados Unidos da Amrica), possui uma boa

diversidade de recursos, capacidades de processamento, custo e flexibilidade de aplicaes.

1.1. ASSEMBLY X LINGUAGEM C

A principal diferena entre uma linguagem montada (como assembly) e a linguagem de

programao C est na forma como o programa objeto (HEX) gerado. Em assembly, o processo

usado a montagem, portanto devemos utilizar um MONTADOR (assembler), enquanto que em

linguagem C o programa compilado. A compilao um processo mais complexo do que a

montagem. Na montagem, uma linha de instruo traduzida para uma instruo em cdigo de

mquina. J em uma linguagem de programao, no existem linhas de instruo, e sim estruturas

de linguagem e expresses. Uma estrutura pode ser condicional, incondicional, de repetio, etc...

As expresses podem envolver operandos e operadores mais complexos. Neste caso, geralmente,

a locao dos registros de dados da RAM feita pelo prprio compilador. Por isso, existe a

preocupao, por paret do compilador, de demonstrar, aps a compilao, o percentual de



3/276


3

memria RAM ocupado, pois neste caso relevante, tendo em vista que cada varivel pode

ocupar at 8 bytes (tipo double).

Para edio e montagem (gerao do cdigo HEX) de um programa em assembly, os

softwares mais utilizados so o MPASMWIN (mais simples) e o MPLAB. Para edio e

compilao em linguagem C (gerao do cdigo HEX), o programa mais utilizado o PIC C

Compiler CCS.

Os microcontroladores PIC possuem apenas 35 instrues em assembly para a famlia de

12 bits (PIC12) e 14 bits (PIC16), descritas nas tabelas abaixo, e 77 instrues para a famlia de

16 bits (PIC18). A tabela abaixo mostra algumas instrues em assembly.



4/276


4

Como pode ser visto, a famlia PIC16F (14 bits com aproximadamente 35 instrues) no

possui uma instruo em assembly que realize multiplicao ou diviso de dois operandos, o que

curiosamente presente na linguagem assembly da famlia MCS51 (256 instrues que

satisfazem a maioria das aplicaes industriais). Portanto, para realizar uma multiplicao,

necessrio realizar somas sucessivas, ou seja, em vez de multiplicar uma varivel por outra,

realizar somas de uma varivel em uma terceira rea de memria, tantas vezes quando for o valor

da segunda varivel. (X * 5 = X + X + X + X + X).

Mas em linguagem C possvel se utilizar o operador de multiplicao (*), de forma

simples e prtica. Ao compilar, a linguagem gerada ir converter a multiplicao em somas

sucessivas sem que o programador se preocupe com isso.

1.2. VANTAGENS X DESVANTAGENS DA LINGUAGEM C PARA

MICROCONTROLADORES

- O compilador C ir realizar o processo de traduo, permitindo uma programao mais

amigvel e mais fcil para desenvolvimento de aplicaes mais complexas como, por exemplo,

uso do canal USB e aplicaes com o protocolo I2C.



5/276


5

- A linguagem C permite maior portabilidade, uma vez que um mesmo programa pode ser

recompilado para um microcontrolador diferente, com o mnimo de alteraes, ao contrrio do

ASSEMBLY, onde as instrues mudam muito entre os diversos modelos de microcontroladoresexistentes como PIC e 8051.

- Em C para microcontroladores PIC, no necessrio se preocupar com a mudana de banco

para acessar os registros especiais da RAM como, por exemplo, as portas de I/O e os registros

TRIS de comando de I/O dos pinos, isto executado pelo prprio compilador atravs das

bibliotecas.

- possvel incluir, de forma simples e padronizada, outro arquivo em C (biblioteca) para servir

como parte do seu programa atual como, por exemplo, incluir o arquivo LCD (#include ),

desenvolvido por voc anteriormente.

- O ponto fraco da compilao em C que o cdigo gerado, muitas vezes, maior do que um

cdigo gerado por um montador (assembler), ocupando uma memria maior de programa e

tambm uma memria maior de dados. No entanto, para a maioria das aplicaes sugeridas na

rea de automao industrial, a linguagem C para PIC se mostra a mais adequada, tendo em vista

que a memria de programa tem espao suficiente para estas aplicaes.

- Outra desvantagem que o programador no forado a conhecer as caractersticas internas

do hardware, j que o mesmo se acostuma a trabalhar em alto nvel, o que compromete a

eficincia do programa e tambm o uso da capacidade de todos os perifricos internos do

microcontrolador. Isso provoca, em alguns casos, o aumento do custo do sistema embarcado

projetado com a aquisio de novos perifricos externos.



6/276


6

1.3 ARQUITETURAS DOS MICROCONTROLADORES

A arquitetura de um sistema digital define quem so e como as partes que compe o sistema esto

interligadas. As duas arquiteturas mais comuns para sistemas computacionais digitais so as

seguintes:

- Arquitetura de Von Neuman:A Unidade Central de Processamento interligada memria

por um nico barramento (bus). O sistema composto por uma nica memria onde so

armazenados dados e instrues;

- Arquitetura de Harvard:A Unidade Central de Processamento interligada a memria de

dados e a memria de programa por barramentos diferentes, de dados e de endereo. O PIC

possui arquitetura Harvard com tecnologia RISC, que significa Reduced Instruction Set

Computer (Computador com Conjunto de Instrues Reduzido). O barramento de dados de 8

bits e o de endereo pode variar de 13 a 21 bits dependendo do modelo. Este tipo de arquitetura

permite que, enquanto uma instruo executada, uma outra seja buscada na memria, ou seja,

umPIPELINE (sobreposio), o que torna o processamento mais rpido.

1.4. O CONTADOR DE PROGRAMA (PC)

O contador de programa responsvel de indicar o endereo da memria de programa

para que seu contedo seja transportado para a CPU para ser executado. Na famlia PIC16F elecontm normalmente 13 bits, por isso, pode enderear os 8K words de 14 bits (o PIC16F877A

possui exatamente 8K words de 14 bits, ou seja, 14 Kbytes de memria de programa). A famlia

18F ele possui normalmente 21 bits e capaz e enderear at 2 Megas words de 16 bits (o

PIC18F2550 possui 16K words de 16 bits, ou seja, 32 Kbytes de memria de programa). Cada



7/276


7

Word de 14 ou 16 bits pode conter um cdigo de operao (opcode) com a instruo e um byte de

dado.

1.5. BARRAMENTOS

Um barramento um conjunto de fios que transportam informaes com um propsito

comum. A CPU pode acessar trs barramentos: o de endereo, o de dados e o de controle. Como

foi visto, cada instruo possui duas fases distintas: o ciclo de busca, quando a CPU coloca o

contedo do PC no barramento de endereo e o contedo da posio de memria colocado no

Registro de instruo da CPU, e o ciclo de execuo, quando a CPU executa o contedo colocado

no registro de instruo e coloca-o na memria de dados pelo barramento de dados. Isso significa

que quando a operao do microcontrolador iniciada ou resetada, o PC carregado com o

endereo 0000h da memria de programa.

As instrues de um programa so gravadas em linguagem de mquina hexadecimal na

memria de programa flash (ROM). No incio da operao do microcontrolador, o contador de



8/276


8

programa (PC) indica o endereo da primeira instruo da memria de programa, esta instruo

carregada, atravs do barramento de dados, no Registro de Instruo da CPU.

Um opcode (cdigo de instruo), gerado na compilao em hexadecimal, contm uma

instruo e um operando. No processamento, a CPU compara o cdigo da instruo alocada no

registro de instruo com o Set de Instrues do modelo fabricado e executa a funo

correspondente. Aps o processamento, o operando dessa instruo indica para a CPU qual a

posio da memria de dados que deve ser acessada e, atravs do barramento de controle, a

CPU comanda a leitura ou a escrita nesta posio.

Aps o processamento de uma instruo, o PC incrementado para indicar o endereo do

prximo cdigo de instruo (opcode), da memria de programa, que deve ser carregado no

registro de instruo.

1.6. A PILHA (STACK)

A pilha um local da RAM ( no PIC18F2550 localizada no final dos Registros de

Funo Especial entre FFDh e FFFh) onde guardado o endereo da memria de programa antes

de ser executado um pulo ou uma chamada de funo localizada em outra posio de memria.

1.7. CICLO DE MQUINA

O oscilador externo (geralmente um cristal) ou o interno (circuito RC) usado para

fornecer um sinal de clock ao microcontrolador. O clock necessrio para que o

microcontrolador possa executar as instrues de um programa.



9/276


9

Nos microcontroladores PIC, um ciclo de mquina (CM) possui quatro fases de clock que

so Q1, Q2, Q3 e Q4. Dessa forma, para um clock externo de 4MHz, temos um ciclo de mquina

(CM=4 x 1/F) igual a 1s.

O Contador de Programa (PC) incrementado automaticamente na fase Q1 do ciclo de

mquina e a instruo seguinte resgatada da memria de programa e armazenada no registro de

instrues da CPU no ciclo Q4. Ela decoficada e executada no prximo ciclo, no intervalo de

Q1 e Q4. Essa caracterstica de buscar a informao em um ciclo de mquina e execut-la no

prximo, ao mesmo tempo em que outra instruo buscada, chamada de PIPELINE

(sobreposio). Ela permite que quase todas as instrues sejam executadas em apenas um ciclo

de mquina, gastando assim 1 s (para um clock de 4 MHz) e tornando o sistema muito mais

rpido. As nicas exees referem-se s instrues que geram saltos no contador de programa,

como chamadas de funes em outro local da memria de programa e os retornos dessas funes.



10/276


10

1.8. MATRIZ DE CONTATOS OUPROTOBOARD

Para desenvolver os projetos e exerccos propostos nessa apostila ser necessrio a uilizao de

uma Matriz de Contatos (ou Protoboardem ingls), mostrada na figura abaixo, que uma placa

com diversos furos e conexes condutoras para montagem de circuitos eletrnicos. A grande

vantagem do Protoboard na montagem de circuitos eletrnicos a facilidade de insero de

componentes (no necessita soldagem).

Protoboard

Na superfcie de uma matriz de contatos h uma base de plstico em que existem centenas de

orifcios onde so encaixados os componentes ou tambm por ligaes mediante fios. Em sua

parte inferior so instalados contatos metlicos que interliga eletricamente os componentes

inseridos na placa que so organizados em colunas e canais. De cada lado da placa, ao longo de

seu comprimento, h duas colunas completas. H um espao livre no meio da placa e de cada

lado desse espao h vrios grupos de canais horizontais (pequenas fileiras), cada um com 05

orifcios de acordo como ilustrado na figura abaixo.



11/276


11

Estrutura de umaprotoboard

Em alguns pontos do circuito necessrio limitar a intensidade da corrente eltrica. Para

fazer isso utilizamos um componente chamado resistor. Quanto maior a resistncia, menor a

corrente eltrica que passa num condutor.

1.9. RESISTORES

Os resistores geralmente so feitos de carbono. Para identificar qual a resistncia de um

resistor especfico, comparamos ele com a seguinte tabela:



12/276


12

No caso da imagem, o resistor de 2x105 5%.

1.10. CAPACITORESCapacitor ou condensador um componente que armazena energia num campo eltrico.

consistem em dois eletrodos ou placas que armazenam cargas opostas. Estas duas placas so

condutoras e so separadas por um isolante ou por um dieltrico. Eles so utilizados desde

armazenar bits nas memrias volteis dinmicas (DRAM) dos computadores, at corrigir o fator

de potncia de indstrias fornecendo reatncia capacitiva para compensar a reatncia indutiva

provocada por bobinas e motores eltricos de grande porte.

A funo mais comum filtrar rudos em circuitor eltricos e estabilizar as fontes,absorvendo os picos e preenchendo os vales de tenso. Os capacitores descarregados so um

curto e carregados abrem o circuito, por isso so utilizados tambm para isolar fontes CC.

Os capacitores podem ser carregados e descarregados muito rapidamente, por isso so

utilzados tambm no flash eletrnico em uma cmera fotogrfica, onde pilhas carregam o

capacitor do flash durante vrios segundos, e ento o capacitor descarrega toda a carga no bulbo

do flash quase que instantaneamente gerando o alto brilho. Isto pode tornar um capacitor grande e

carregado extremamente perigoso. Eles so utilizados tambm em paralelo com motores eltricos

para fornecer energia para que as bobinas energizadas possam vencer a inrcia quando os

motores so ligados.

As Unidades de Medida de capacitncia so Farad (F), Microfarad (F), Nanofarad (nF) e

Picofarad (pF). Os capacitores mais comuns so os eletrolticos, lstrados na figura abaixo, os

cermicos e os de polister.



13/276


13

A figura abaixo mostra a identificao de capacitores cermicos.

A figura abaixo mostra a identificao de capacitores de polister.

1.11. FONTES DE ALIMENTAO

As fontes mais comuns em sistemas embarcados com microcontroladores so bateriasrecarregveis ou conversores CA-CC como carregadores de celulares.

As baterias ou pilhas so dispositivos que armazenam energia qumica e a torna disponvel na

forma de energia eltrica.

A capacidade de armazenamento de energia de uma bateria medida atravs da

multiplicao da corrente de descarga pelo tempo de autonomia, sendo dado em ampre-hora (1

Ah= 3600 Coulombs). Deve-se observar que, ao contrrio das baterias primrias (no



14/276


14

recarregveis), as baterias recarregveis no podem ser descarregadas at 0V pois isto leva ao

final prematuro da vida da bateria. Na verdade elas tm um limite at onde podem ser

descarregadas, chamado de tenso de corte. Descarregar a bateria abaixo deste limite reduz a vida

til da bateria.As baterias ditas 12V, por exemplo, devem operar de 13,8V (tenso a plena carga), at 10,5V

(tenso de corte), quando 100% de sua capacidade ter sido utilizada, e este o tempo que deve

ser medido como autonomia da bateria.

Como o comportamento das baterias no linear, isto , quando maior a corrente de descarga

menor ser a autonomia e a capacidade, no correto falar em uma bateria de 100Ah. Deve-se

falar, por exemplo, em uma bateria 100Ah padro de descarga 20 horas, com tenso de corte

10,5V. Esta bateria permitir descarga de 100 / 20 = 5A durante 20 horas, quando a bateria iratingir 10,5V.

Outro fator importante a temperatura de operao da bateria, pois sua capacidade e vida til

dependem dela. Usualmente as informaes so fornecidas supondo T=25C ou T=20C, que a

temperatura ideal para maximizar a vida til.

1.12. RUDO (BOUNCING)E FILTRO (DEBOUNCING)

Em operaes de Liga/Desliga e mudana de nvel lgico, surge um rudo (Bouncing) na

transio que, caso uma interrupo esteja habilitada ou at mesmo um contador de evento, pode

provocar vrias interrupes ou contagens. As formas mais comuns de filtro (Debouncing) so

via software, programando um tempo (em torno de 100ms, dependendo da chave) aps as

transies, de modo a eliminar o rudo antes de efetuar uma instruo, ou via hardware,

utilizando um capacitor de filtro em paralelo com a chave.



15/276


15

PROTOCOLO DE COMUNICAO USB

A USB, sigla para Universal Serial Bus, o padro de interface para perifricos externos ao

computador provavelmente mais popular dos j criados. Um sistema USB composto por

hardware mestre e escravo. O mestre chamado de host e o escravo denomina-se dispositivo ou

simplesmente perifrico. Todas as transferncias USB so administradas e iniciadas pelo host.

Mesmo que um dispositivo queira enviar dados, necessrio que o host envie comandos

especficos para receb-los.

A fase de preparao, conhecida como enumerao, acontece logo depois de quando o dispositivo

USB fisicamente conectado ao computador. Nesse momento, o sistema operacional realiza

vrios pedidos ao dispositivo para que as caractersticas de funcionamento sejam reconhecidas. O

sistema operacional, com a obtida noo do perifrico USB, atribui-lhe um endereo e seleciona

a configurao mais apropriada de acordo com certos critrios. Com mensagens de confirmao

do dispositivo indicando que essas duas ltimas operaes foram corretamente aceitas, a

enumerao finalizada e o sistema fica pronto para o uso.



16/276


16

Mtodos de comunicao USB

Os mtodos mais comuns de comunicao USB, tambm utilizados pela ferramenta SanUSB,

so:

Human Interface Device (HID) - O dispositivo USB reconhecido automaticamente pelo

sistema operacional windows ou linux como um Dispositivo de Interface Humana (HID), no

sendo necessrio a instalao de driver especiais para a aplicao. Este mtodo apresenta

velocidade de comunicao de at 64 kB/s e utilizado pelo gerenciador de gravao da

ferramenta SanUSB no linux. Mais detalhes na video-aula disponvel em

http://www.youtube.com/watch?v=h6Lw2qeWhlM .

Communication Device Class (CDC) Basicamente o driver emula uma porta COM, fazendo

com que a comunicao entre o software e o firmware seja realizada como se fosse uma porta de

comunicao serial padro. o mtodo mais simples de comunicao bidirecional com

velocidade de comunicao de at 115 kbps, ou seja, aproximadamente 14,4 kB/s. Mais

detalhes em uma aplicao Windows com protocolo Modbus RTU

http://www.youtube.com/watch?v=KUd1JkwGJNk e em uma aplicao de comunicao

bidirecional no Linux http://www.youtube.com/watch?v=cRW99T_qa7o.

Mass Storage Device (MSD) - Mtodo customizado para dispositivos de armazenamento em

massa que permite alta velocidade de comunicao USB, limitado apenas pela prpria velocidade

do barramento USB 2.0 (480 Mbps). Este mtodo utilizado por pen-drives, scanners, cmeras

digitais. Foi utilizado juntamente com a ferramenta SanUSB para comunicao com software de



17/276


17

superviso programado em Java. Mais detalhes na video-aula disponvel em

http://www.youtube.com/watch?v=Ak9RAl2YTr4.

Como foi visto, a comunicao USB baseada em uma central (host), onde o computadorenumera os dispositivos USB conectados a ele. Existem trs grandes classes de dispositivos

comumente associados a USB: dispositivos de interface humana (HID), classe de dispositivos de

comunicao (CDC) e dispositivos de armazenamento em massa (MSD). Cada uma dessas

classes j possui um driver implementado na maioria dos sistemas operacionais. Portanto, se

adequarmos o firmware de nosso dispositivo para ser compatvel com uma dessas classes, no

haver necessidade de implementar um driver.

Nos sitemas operacionais Windows e Linux, o modo mais fcil de comunicar com o PIC USB o

CDC, por uma razo simples, os programas para PCs so baseados na comunicao via porta

serial, o que torna o processo ainda mais simples. O mtodo CDC no Linux e o HID no

Windows so nativos, ou seja, no necessrio instalar nenhum driver no sistema operacionalpara que o PC reconhea o dispositivo.



18/276


18

2. FERRAMENTA SanUSB

O circuito de desenvolvimento SanUSB uma ferramenta composta de softwaree hardware

bsico da famlia PIC18Fxx5x com interface USB. Esta ferramenta livre capaz de substituir:

1- Um equipamento especfico para gravao de um programa no microcontrolador;

2- conversor TTL - EIA/RS-232 para comunicao serial bidirecional emulado atravs do

protocolo CDC;

3- fonte de alimentao, j que a alimentao do PIC provm da porta USB do PC. importante salientar que cargas indutivas como motores de passo ou com corrente acima

de 400mA devem ser alimentadas por uma fonte de alimentao externa.

4- Conversor analgico-digital (AD) externo, tendo em vista que ele dispe internamente de10ADs de 10 bits;

5- software de simulao, considerando que a simulao do programa e do hardwarepodem

ser feitas de forma rpida e eficaz no prprio circuito de desenvolvimento ou com um

protoboardauxiliar.

Alm de todas estas vantagens, os laptopse alguns computadores atuais no apresentam mais

interface de comunicao paralela e nem serial EIA/RS-232, somente USB.

Como pode ser visto, esta ferramenta possibilita que a compilao, a gravao e a simulao

real de um programa, como tambm a comunicao serial atravs da emulao de uma porta

COM virtual, possam ser feitos de forma rpida e eficaz a partir do momento em o

microcontrolador esteja conectado diretamente a um computador via USB.



19/276


19

2.1. GRAVAO COM OSanUSB

A transferncia de programas para os microcontroladores normalmente efetuada atravs

de um hardware de gravao especfico. Atravs desta ferramenta, possvel efetuar a descargade programas para o microcontrolador diretamente de uma porta USB de qualquer PC.

Para que todas essas funcionalidades sejam possveis, necessrio gravar, anteriormente e

somente uma vez, com um gravador especfico para PIC, o gerenciador de gravao pela USB

GerenciadorWindows.hex ou GerenciadorLinux.hex disponvel na pasta completa da ferramenta:

http://www.4shared.com/file/sIZwBP4r/100727SanUSB.html

Para que os programas em C possam ser gravados no microcontrolador via USB,

necessrio compil-los, ou seja, transform-los em linguagem de mquina hexadecimal. Existem

diversos compiladores que podem ser utilizados por esta ferramenta, entre eles o SDCC, o C18, o

Hi-Tech e o CCS. Devido didtica das funes e bibliotecas disponveis para emulao serial,

diversos perifricos e multitasking, o compilador mais utilizado nos projetos o CCS. Uma

verso demo funcional do compilador utilizado com bibliotecas de suporte a USB possvel

baixar em:

http://www.4shared.com/file/Mo6sQJs2/100511Compilador.html .



20/276


20

Para instalar o CCS tambm no Linux atravs do Wine basta seguir as seguintes

instrues da seguinte vdeo-aula: http://www.youtube.com/watch?v=5-kigedbfxg

Caso grave o novo gerenciador de gravao pela USB GerenciadorLinux.hex, no

esquea de colar o novo arquivo cabealho SanUSB.h dentro da pastaDriverslocalizada na pastainstalada do compilador ( C:\Arquivos de programas\PICC\Drivers ). A representao bsica do

circuito SanUSBmontado emprotoboard mostrada a seguir:

Note que, ao conectar o cabo USB e alimentar o microcontrolador, com o pino 1 no Gnd

(0V), atravs do boto ou de um simples fio, Estado para Gravao via USB ( ledno pino B7

aceso) e que, aps o resetcom o pino 1 no Vcc (+5V atravs do resistor fixo de 2K2 sem o jump)

Estado para Operao do programa aplicativo (firmware) que foi compilado.

O cabo USB apresenta normalmente quatro fios, que so conectados ao circuito do

microcontrolador nos pontos mostrados na figura acima, onde normalmente, o fio Vcc (+5V) docabo USB vermelho, o Gnd (Vusb-) marron ou preto, o D+ azul ou verde e o D- amarelo

ou branco. Note que a fonte de alimentao do microcontrolador nos pinos 19 e 20 e dos

barramentos vermelho (+5V) e azul (Gnd) do circuito provem da prpria porta USB do

computador. Para ligar o cabo USB no circuito possvel cort-lo e conect-lo direto no

protoboard, com fios rgidos soldados, como tambm possvel conectar sem cort-lo, em um



21/276


21

protoboardou numa placa de circuito impresso, utilizando um conector USB fmea. O diodo de

proteo colocado no pino 20 entre o Vcc da USB e a alimentao do microcontrolador serve

para proteger contra corrente reversa caso a tenso da porta USB esteja polarizada de forma

inversa.A figura abaixo mostra a ferramenta SanUSB montada em protoboard seguindo o

circuito anterior e a posio de cada terminal no conector USB a ser ligado no PC. Cada terminal

conectado diretamente nos pinos do microcontrolador pelos quatro fios correspondentes do

cado USB.

importante salientar que, para o perfeito funcionamento da gravao via USB, o circuito

desta ferramenta deve conter um capacitor de filtro entre 0,1uf e 1uF na alimentao que vem da

USB, ou seja, colocado entre os pinos 20 (+5V) e 19 (Gnd).

Caso o sistema microcontrolado seja embarcado como, por exemplo, um rob, um sistema

de aquisio de dados ou um controle de acesso, ele necessita de uma fonte de alimentao

externa, que pode ser uma bateria comum de 9V ou um carregador de celular. A figura abaixo

mostra o PCB, disponvel nos Arquivos do Grupo SanUSB, e o circuito para esta ferramenta com

entrada para fonte de alimentao externa.

Para quem deseja obter o sistema pronto para um aprendizado mais rpido, possvel

tambm encomendar placas de circuito impresso da ferramenta SanUSB, como a foto da placa

abaixo, entrando em contato com o grupo SanUSB atravs do e-mail:

[email protected] .



22/276


22

Se preferir confeccionar a placa, basta seguir o circuito abaixo:

Para obter vrios programas-fonte e vdeos deste sistema livre de gravao, comunicao

e alimentao via USB, basta se cadastrar no grupo de acesso livre www.tinyurl.com/SanUSB e

clicar no item Arquivos.

Durante a programao do microcontrolador basta inserir, no inicio do programa em C, a

biblioteca cabealho SanUSB (#include ) contida dentro da pasta

SanUSB_User\Exemplos_SanUSB e que voc j adicionou dentro daDriverslocalizada na pasta

instalada do compilador ( C:\Arquivos de programas\PICC\Drivers ). Essa biblioteca contminstrues do PIC18F2550 para o sistema operacional, configuraes de fusveis e habilitao do

sistemaDual Clock, ou seja, oscilador RC interno de 4 MHz para CPU e cristal oscilador externo

de 20 MHz para gerar a frequncia de 48MHz da comunicao USB, atravs de prescaler

multiplicador de freqncia.



23/276


23

Como a freqncia do oscilador interno de 4 MHz, cada incremento dos temporizadores

corresponde a um microssegundo. O programa exemplo1 abaixo comuta umledconectado no pino

B7 a cada 0,5 segundo.

#include

void main(){clock_int_4MHz();//Funo necessria para habilitar o dual clock (48MHz para USB e 4MHz para CPU)

while (1){output_toggle(pin_B7); // comuta Led na funo principaldelay_ms(500);}

}

O programa pisca3 abaixo pisca trs ledsconectados nos pinos B5, B6 e B7.

#include

main(){clock_int_4MHz();//Funo necessria para habilitar o dual clock (48MHz para USB e 4MHz para CPU)

while (1){output_high(pin_B5); // Pisca Led na funo principaldelay_ms(500);

output_low(pin_B5);output_high(pin_B6);delay_ms(500);output_low(pin_B6);output_high(pin_B7);delay_ms(500);output_low(pin_B7);}

}

Os arquivos compilados .hex assim como os firmwares esto disponveis na pasta

100727SanUSB.

GRAVANDO O MICROCONTROLADOR VIA USB NO WINDOWS

Para executar a gravao com a ferramenta SanUSB, importante seguir os seguintes

passos:



24/276


24

1. Copie, para um diretrio raiz C ou D, a pasta SanUSB obtida do grupo

www.tinyurl.com/SanUSB.

2. Grave no microcontrolador, somente uma vez, com um gravador especfico para PIC, o novogerenciador de gravao pela USB GerenciadorWin.hex disponvel na pasta SanUSB.

3. Pressione o boto ou conecte oJumpde gravao do pino 1 do circuito SanUSB no Gnd para a

transferncia de programa do PC para o microcontrolador.

4. Conecte o cabo USB entre o PIC e o PC. Se o circuito SanUSB estiver correto acender o led

do pino B7.

Se for o Windows 7, v em propriedades do sistema -> Configuraes avanadas do sistema ->

Hardware -> Gerenciador de dispositivos e clique com boto direito no driver USB do

microcontrolador e atualizar Driver, apontando para a pasta DriverWindows7SanUSB. Aps a

instalao no Windows 7, clique com o boto direito sobre o cone de gravao SanUSB ,

selecione Propriedades, Compatibilidade e escolher Windows Vista (Service Pack 1).

Se for o Windows XP, o windows ir perguntar, somente a primeira vez, onde est oDriverde

instalao, ento escolha a opo Instalar de uma lista ou local especifico (avanado). ApsAvanar, escolha a opo Incluir este local na pesquisa e selecione a pasta

DriverWinXPSanUSB, onde est o driver sanusb_device. Durante a instalao, o Windows abrir

uma janela sobre a instalao, selecione a opo continuar assim mesmo e o Driver ser

instalado.

5. Abra o aplicativo SanUSB . Se estiver conectado corretamente, o ledconectado no pino

B7 acende e aparecer a seguinte tela:



25/276


25

6. Clique em 1. Gravar novo programae escolha o programa .hexque deseja gravar, como porexemplo, o programa compilado pisca.hexda pasta Exemplos_SanUSB. Este programa pisca 3

ledsconectados nos pinos B5, B6 e B7;

7. Aps a gravao do programa, retire o jumpdo pino de gravao e clique em Reset. Pronto o

programa estar em operao.

Para programar novamente, basta colocar o jumpde gravao, retire o jumpde alimentao,

coloque-o novamente e repita os passos anteriores a partir do passo 4. Se a nova programao nofuncionar, retire o conector USB do computador e repita os passos anteriores a partir do passo 3.

SanUSB CDC Emulao de Comunicao Serial no Windows

Neste tpico mostrado um mtodo de comunicao serial bidirecional atravs do canal

USB do PIC18F2550. Uma das formas mais simples, atravs do protocolo Communications

Devices Class (CDC), que emula uma porta COM RS-232 virtual, atravs do canal USB 2.0.

Dessa forma, possvel se comunicar com caracteres ASCII via USB atravs de qualquer

software monitor serial RS-232 como o HyperTerminal, o SIOW do CCS Compiler ou o

ambiente de programao Delphi. O driver CDC instalado no PC e o programa aplicativo

gravado no PIC, com a biblioteca CDC (#include ), so os responsveis por esta

emulao da porta RS-232 virtual atravs da USB.



26/276


26

A biblioteca CDC para o programa.c do microcontrolador est dentro da pasta de

exemplos, a qual deve estar na mesma pasta onde est o programa.c a ser compilado para a

emulao da comunicao serial RS-232. Alm disso, o programa.c deve inserir a biblioteca

usb_san_cdc.h, como mostra a o exemplo de leitura e escrita em um buffer da EEPROM internado microcontrolador. As funes CDC mais utilizadas contidas na biblioteca usb_san_cdc.h para

comunicao com a COM virtual so:

usb_cdc_putc() o microcontrolador envia caracteres ASCII emulados via USB.

Ex.: printf(usb_cdc_putc, "\r\nEndereco para escrever: ");

usb_cdc_getc() retm um caractere ASCII emulado pela USB.

Ex.: dado = usb_cdc_getc(); //retm um caractere na varivel dado

gethex_usb() retm um nmero hexadecimal digitado no teclado.

Ex.: valor = gethex_usb();//retm um nmero hexadecimal na varivel valor

usb_cdc_kbhit( ) Avisa com TRUE (1) se acabou de chegar um novo caractere no

buffer de recepo USB do PIC.

Ex.: if (usb_cdc_kbhit(1)) {dado = usb_cdc_getc();}

O exemplo abaixo mostra a leitura e escrita em um buffer da EEPROM interna do

microcontrolador com emulao da serial atravs da USB:

#include

#include // Biblioteca para comunicao serial

BYTE i, j, endereco, valor;boolean led;

main() {clock_int_4MHz();

usb_cdc_init();// Inicializa o protocolo CDCusb_init(); // Inicializa o protocolo USB



27/276


27

usb_task(); // Une o perifrico com a usb do PC

output_high(pin_b7); // Sinaliza comunicao USB Ok

while (1) {printf(usb_cdc_putc, "\r\n\nEEPROM:\r\n");// Display contm os primeiros 64 bytes em hex

for(i=0; i Hardware -> Gerenciador de dispositivos e clique com

boto direito no driver CDC do microcontrolador e atualizar Driver, apontando para a pasta

DriverCDCXPseven32e64.

No Windows,aps a gravao de um programa que utilize comunicao serial CDC no

microcontrolador pelo SanUSB e resetar o microcontrolador, o sistema vai pedir a instalao dodriver CDC (se for a primeira vez).



28/276


28

Escolha a opo Instalar de uma lista ou local especifico (avanado). Aps Avanar,

selecione a opo Incluir este local na pesquisae selecione a pasta DriverSanWinCDC, onde est

o driver CDC.

Aps Avanar, clique em Continuar assim mesmo.

Aguarde enquanto o Driver CDC instalado no Windows.



29/276


29

Clique em Concluirpara terminar a instalao.

V em painel de controle -> sistema -> Hardware -> Gerenciador de dispositivos ->Portas (COM & LPT) e confira qual a porta COM virtual instalada.



30/276


30

Abrindo qualquer programa monitor de porta serial RS-232, como o SIOW do CCS,

direcionando para a COM virtual instalada (COM3,COM4,COM5,etc.) em configuration > set

port optionsentraremos em contato com o PIC.



31/276


31

CLOCK DO SISTEMA

Devido incompatibilidade entre as freqncias necessrias para a gravao e emulao

serial via USB e a freqncia padro utilizada pela CPU, temporizadores e interface I2C, esta

ferramenta adota o princpioDual Clock, ou seja, utiliza duas fontes de clock, uma para o canal

USB de 48MHz, proveniente do cristal oscilador externo de 20MHz multiplicada por um

prescalerinterno, e outra para o CPU de 4 MHz, proveniente do oscilador RC interno de 4 MHz,

como ilustrado na figura abaixo.

Esse princpio permite que um dado digitado no teclado do computador, trafegue para o

microcontrolador em 48 MHz via USB, depois para o relgio RTC ou para a memria EEPROM

em 4 MHz via I2

C e vice-versa, como mostra o programa exemplo abaixo.

A interrupo do canal USB do PIC j utilizada no protocolo CDC. Dessa forma, para

utilizar uma funo que necessite de atendimento imediato quando um caractere for digitado

necessrio inserir a condio if (usb_cdc_kbhit(1)) {dado=usb_cdc_getc();}no lao infinito da

funo principal do programa para verificar, de forma constante, se chegou um novo byte

enviado pelo PC. Este comando tambm evita que o programa fique parado no usb_cdc_getc (que

fica esperando um caractere para prosseguir o programa). Veja o programa abaixo, que pisca um

led na funo principal (pino B6) e comanda o estado se outro led (pino B7) pelo teclado de um

PC via USB:

#include #include // Biblioteca para comunicao serial virtual

BYTE comando;

main() {



32/276


32

clock_int_4MHz();//Funo necessria para habilitar o dual clock (48MHz para USB e 4MHz para CPU)usb_cdc_init(); // Inicializa o protocolo CDCusb_init(); // Inicializa o protocolo USBusb_task(); // Une o perifrico com USB do PC

while (TRUE){if (usb_cdc_kbhit(1)) //avisa se chegou dados do PC{ //verifica se tem um novo byte no buffer de recepo, depois o kbhit zerado para prximo bytecomando=usb_cdc_getc(); //se chegou, retm o caractere e compara com 'L' ou 'D' em ASCII

if (comando=='L') {output_high(pin_b7); printf(usb_cdc_putc, "\r\nLed Ligado!\r\n");}if (comando=='D') {output_low(pin_b7); printf(usb_cdc_putc, "\r\nLed Desigado!\r\n");}}output_high(pin_B6); // Pisca Led na funo principaldelay_ms(500);output_low(pin_B6);delay_ms(500);} }

Aps gravar o programa, lembre de direcionar o monitor serial SIOW ou Hyperterminalpara a COM virtual instalada (COM3,COM4,COM5,etc.) em configuration > set port options.

GRAVANDO O MICROCONTROLADOR VIA USB NO LINUX

Esta aplicao a forma mais simples e direta de gravao, pois com apenas dois cliques

no instalador automtico.deb SanUSB possvel utiliz-lo em qualquer mquina com Linux

(Ubuntu 10.04, equivalente ou posterior). Depois de instalado, o aplicativo localizado em

Aplicativos -> acessrios. O instalador.deb est disponvel em:

http://www.4shared.com/file/3mhWZS5g/sanusb.html

A figura abaixo mostra a interface grfica desenvolvida para gravao direta de

microcontroladores via USB:



33/276


33

Neste aplicativo est disponvel botes para Abrir o programa em hexadecimal

compilado, para Gravar o programa hexadecimal no microcontrolador via USB e para Resetar o

microcontrolador no intuito de coloc-lo em operao.

GRAVAO PELO TERMINAL DO LINUX

Outra possibilidade de gravar via USB de forma manual atravs de linhas de comando

utilizando o terminal do Linux. Inicialmente, necessrio baixar a biblioteca de desenvolvimento

libhid, a partir da linha de comando:

#sudo apt-get install libhid-dev

Para iniciar a gravao com linhas de comando importante seguir os seguintes passos:

1. Mova a pasta de arquivos 100727SanUSB obtida do grupo www.tinyurl.com/SanUSB

para um

diretrio do Linux como, por exemplo, a pasta pessoal.

2. Grave no microcontrolador, somente uma vez, com um gravador especfico para PIC, o

gerenciador de gravao pela USB GerenciadorLinux.hex disponvel na pasta SanUSB.



34/276


34

3. Pelo Terminal do Linux acesse a pasta de arquivos SanUSB utilizando alguns comandos

bsicos descritos abaixo:

cd dir-> entra no diretrio dir;cd dir1/dir2/dir3-> acessa o sub-diretrio dir3;

cd ..-> sai do diretrio atual;

cd-> retorna diretrio padro home;

ls-> lista os arquivos de um diretrio;

pwd-> mostra o diretrio atual;

find /home -name sanusb-> procura no diretrio home o arquivo sanusb.

Para gravar no Linux necessrio estar logadocom permisso para acessar a porta USB como,

por exemplo, super-usurio (sudo su). A figura abaixo mostra o telado processo de acesso pasta

e tambm do processo de gravao do programa exemplo1.hex:

4. Aps entrar na pasta SanUSB, acesse o contedo do executvelsanusb, digitando:

. / sanusb-h



35/276


35

5. Coloque o circuito SanUSB em modo de gravao (pino 1 ligado ao Gnd (0V) atravs de boto

ou fio) e conecte o cabo USB do circuito no PC. Se o circuito SanUSB estiver correto, acender

o leddo pino B7.

6. Para gravar no microcontrolador, o firmware desejado, como o exemplo1.hex, deve estar no

mesmo diretrio do arquivo sanusb, ento para a gravao via USB, digita-se:

. / sanusb -w exemplo1.hex

7. Depois de gravar, remova o boto oujumpde gravao, ento reset digitando:

. / sanusb r

Para gravar no microcontrolador, possvel tambm, de forma mais simples aps remover ojump

de gravao, digitar na mesma linha os comandos w (gravar) e r (resetar):

. / sanusb -w exemplo1.hex r

Para programar novamente, basta colocar o jump de gravao no pino 1, desconecte e conecte o

cabo USB de alimentao, e repita os passos anteriores a partir do passo 6. Se o microcontrolador

no for reconecido, feche o terminal, conecte o microcontrolador em outra porta USB, abra umnovo terminal se logandocomo super-usurio (sudo su) e repita os passos anteriores a partir do

passo 4.

SanUSB CDC Emulao de Comunicao Serial Linux

Neste tpico mostrado um mtodo de comunicao serial bidirecional atravs do canal

USB do PIC18F2550. Uma das formas mais simples, atravs do protocolo Communications

Devices Class (CDC), que padro no Linux e que emula uma porta COM RS-232 virtual com omicrocontrolador, atravs do canal USB. Dessa forma, possvel se comunicar com caracteres

ASCII via USB atravs de qualquer software monitor serial RS-232 como o Cutecom, o minicom

ou outros aplicativos com interface serial programados em Java. O driver CDC padro no Linux e

o programa aplicativo gravado no PIC com a biblioteca CDC (#include ), so os

responsveis por esta emulao da porta RS-232 virtual atravs da USB.



36/276


36

A biblioteca CDC para o programa.c do microcontrolador est dentro da pasta de

exemplos, a qual deve estar na mesma pasta onde est o programa.c a ser compilado para a

emulao da comunicao serial RS-232. Alm disso, o programa.c deve inserir a biblioteca

usb_san_cdc.h, como mostra a o exemplo de leitura e escrita em um buffer da EEPROM internado microcontrolador. As funes CDC mais utilizadas contidas na biblioteca usb_san_cdc.h para

comunicao com a COM virtual so:

usb_cdc_putc() o microcontrolador envia caracteres ASCII emulados via USB.

Ex.: printf(usb_cdc_putc, "\r\nEndereco para escrever: ");

usb_cdc_getc() retm um caractere ASCII emulado pela USB.

Ex.: dado = usb_cdc_getc(); //retm um caractere na varivel dado

gethex_usb() retm um nmero hexadecimal digitado no teclado.

Ex.: valor = gethex_usb();//retm um nmero hexadecimal na varivel valor

usb_cdc_kbhit( ) Avisa com TRUE (1) se acabou de chegar um novo caractere no

buffer de recepo USB do PIC.

Ex.: if (usb_cdc_kbhit(1)) {dado = usb_cdc_getc();}

Veja o programa abaixo compilado no CCS, instalado no Linux atravs do Wine, que

pisca um led na funo principal (pino B6) e comanda o estado se outro led (pino B7) pelo

teclado de um PC via USB atravs do protocolo CDC:

#include #include // Biblioteca para comunicao serial virtual via USB

BYTE comando;

main() {clock_int_4MHz();//Funo necessria para habilitar o dual clock (48MHz para USB e 4MHz para CPU)usb_cdc_init(); // Inicializa o protocolo CDCusb_init(); // Inicializa o protocolo USB



37/276


37

usb_task(); // Une o perifrico com USB do PC

while (TRUE){if (usb_cdc_kbhit(1)) //avisa se chegou dados do PC

{ //verifica se tem um novo byte no buffer de recepo, depois o kbhit zerado para prximo bytecomando=usb_cdc_getc(); //se chegou, retm o caractere e compara com 'L' ou 'D' em ASCII

if (comando=='L') {output_high(pin_b7); printf(usb_cdc_putc, "\r\nLed Ligado!\r\n");}if (comando=='D') {output_low(pin_b7); printf(usb_cdc_putc, "\r\nLed Desigado!\r\n");}}output_high(pin_B6); // Pisca Led na funo principaldelay_ms(500);output_low(pin_B6);delay_ms(500);} }

Este firmware realiza a comunicao serial virtual com o protocolo CDC inserido no firmware do

microcontrolador atravs da biblioteca usb_san_cdc.h. Este protocolo padro no sistema

operacional Linux.

Aps gravar o firmware via USB com o executvel linux sanusb, instale o software de

comunicao serial CuteCom.deb disponvel nesta pasta.

Verifique a porta serial virtual criada digitando dmesgno terminal. Abra o Cutecom, digitando

cutecom no terminal e direcione a porta virtual criada em Device do Cutecom, geralmente a porta

ttyACM0 ou ttyACM1. Mais informaes podem ser obtidas no video:

http://www.youtube.com/watch?v=cRW99T_qa7o .



38/276


38

3. CONVERSOR ANALGICO-DIGITAL (AD)

O objetivo do conversor analgico-digital (AD) converter um sinal analgico,

geralmente de 0 a 5V, em equivalentes digitais. Como pode ser visto, algumas configuraes

permitem ainda que os pinos A3 e A2 sejam usados como referncia externa positiva e negativa,

fazendo com que uma leitura seja feita em uma faixa de tenso mais restrita como, por exemplo,

de 1 a 3 Volts.



39/276


39

Em C, o conversor AD pode ser ajustado para resoluo de 8 bits (#device adc=8

armazenando o resultado somente no registro ADRESH) ou 10 bits (#device adc=10).

Para um conversor A/D com resoluo de 10 bits e tenso de referncia padro de 5V, o

valor de cada bit ser igual a 5/(210 - 1) = 4,8876 mV, ou seja, para um resultado igual a 100

(decimal), teremos uma tenso de 100* 4,8876 mV = 0,48876 V. Note que a tenso de referncia

padro (Vref) depende da tenso de alimentao do PIC que normalmente 5V. Se a tenso de

alimentao for 4V, logo a tenso de referncia (Vref) tambm ser 4V.

Para um conversor A/D com resoluo de 10 bits e tenso de referncia de 5V, o valor de

cada bit ser igual a 5/(28

- 1) = 19,6078 mV, ou seja, para um resultado igual a 100 (decimal),

necessrio uma tenso de 100 * 19,6078 mV = 1,96078 V, quatro vezes maior.

comum se utilizar o conversor AD com sensores de temperatura (como o LM35),

luminosidade (como LDRs), presso (STRAIN-GAGE), tenso, corrente, humidade, etc..



40/276


40

Para utilizar este perifrico interno, basta:

setup_adc_ports (AN0_TO_AN2); //(Seleo dos pinos analgicos 18F2550)

setup_adc(ADC_CLOCK_INTERNAL ); //(selecionar o clock interno)

Veja a nomenclatura dos canais analgicos de cada modelo, dentro da biblioteca do CCS

na pastaDevice. Depois, no lao infinito, basta selecionar o canal para leitura, esperar um tempo

para a seleo fsica e ento ler o canal AD.

set_adc_channel(0); //Seleciona qual canal vai converter

delay_ms (10); // aguarda 10ms

valor = read_adc(); // efetua a leitura da converso A/D e guarda na varivel valor

3.1. AJUSTE DE RESOLUO DO SENSOR E DO CONVERSOR AD DE 8 BITS

O ajuste da resoluo do conversor AD se d aproximando a tenso de fundo de escala dosensor (VFS) tenso de referencia do conversor (VREF). Para isso existem duas tcnicas de ajuste

porHardware:



41/276


41

Para este tpico utilizado como exemplo de ajuste da resoluo do conversor AD, o sensor

de temperatura LM35 que fornece uma sada de tenso linear e proporcional com uma resoluo

de 10mV a cada C. A preciso nominal de 0,5C a 25C.

3.2. AJUSTE DA TENSO DE FUNDO DE ESCALA COM AMPOP

Para conversores AD de 8 bits e VREFde 5V, a resoluo mxima de 19,6mV (R= VREF/ (2n-

1). Dessa forma, como a Resoluo do sensor 10mV/C (RS), necessrio aplicar um ajuste de

resoluo com um ganho na tenso de fundo de escala do sensor para que cada grau possa ser

percebido pelo conversor do microcontrolador. A forma mais comum de ganho a utilizao de

amplificadores operacionais no inversores. Veja mais detalhes no material de apoio no final

dessa apostila. A tenso de fundo de escala (VFS) est relacionada Temperatura Mxima

desejada de medio (TMAX), onde VFS= RS(10mV/C)* TMAXe o Ganho (G) de aproximao

da tenso de fundo de escala (VFS) tenso de referencia (VREF) dado por G = VREF / VFS, ou

seja, para uma Temperatura Mxima desejada de 100C, o ganho deve ser aproximadamente 5.



42/276


42

A aproximao da tenso de fundo de escala (VFS) tenso de referencia (VREF) para

diminuir a relevncia de rudos em determinadas faixas de temperatura. Por exemplo, 100Capresenta uma tenso de fundo de escala de apenas 1Volt (100C *10mV/C) para uma VREF de

5V do conversor AD. O circuito abaixo mostra um exemplo de uso de amplificador para

melhorar a resoluo do conversor.

Circuito2: Temperatura mxima desejada de 125C e Ganho de 4 (1+3/1)

Neste exemplo, a tenso de fundo de escala (VFS) foi aumentada, em uma faixa de 0 a 100C

para 4 Volts (Ganho de 4). Dessa forma, na tenso de referncia de 5V, o conversor mede 125C.

Como neste caso o conversor AD de 10 bits, ento, ele percebe uma variao de temperatura a

cada 0,12C (125C /1023).

3.3. AJUSTE DA TENSO DE REFERNCIA COM POTENCIMETRO

Outra forma mais simplesde ajuste por Hardware (aumento da resoluo do conversor

AD) a aproximao da tenso de referencia (VREF) tenso de fundo de escala (VFS) atravs da



43/276


43

diminuio da tenso de referncia (VREF) com o uso de um potencimetro (divisor de tenso).

Por exemplo, um conversor AD de 8 bits com uma tenso de referncia de 2,55, apresenta uma

resoluo de 10mV por bit (2,55/(2

8

-1)), ou seja, a mesma sensibilidade do sensor LM35 de10mV/C . Percebe variao a cada C.

3.4. CONVERSOR AD DE 10 BITS

Para conversores de 10 bits, com maior resoluo (4,89 mV), o ajuste (escalonamento) realizado geralmente por software, em linguagem C, que possui um elevado desempenho em

operaes aritmticas.

OBS.:O ganho de tenso do circuito 3 poderia ser simulado por software com os comandos:

Int32 valorsensor= read_adc();

Int32 VFS = 4* Valorsensor;

A frmula utilizada pelo programa no PIC para converter o valor de tenso fornecido pelo sensor

em uma temperatura :

ANALGICO DIGITAL

5V -> 1023

T(C)* 10mV/C -> (int32)read_adc()

T (C) = 500 * (int32)read_adc()/1023



44/276


44

onde (int32)read_adc() o valor digital obtido a partir da temperatura (T(C)) analgica medida.

Esta varivel configurada com 32 bits (int32), porque ela recebe os valores dos clculos

intermedirios e pode estourar se tiver menor nmero de bits, pois uma varivel de 16 bits ssuporta valores de at 65.535. A tenso de referncia do conversor 5V e como o conversor

possui 10 bits de resoluo, ele pode medir 1023 variaes.

OBTENO DE UM VOLTMETRO ATRAVS DO CONVERSOR AD COM A

VARIAO DE UM POTENCIMETRO

#include //Leitura de tenso em mV com variao de um potencimetro#include // Biblioteca para comunicao serial virtual

int32 tensao;

main() {clock_int_4MHz();

usb_cdc_init(); // Inicializa o protocolo CDCusb_init(); // Inicializa o protocolo USBusb_task(); // Une o perifrico com a usb do PC

setup_adc_ports(AN0); //Habilita entrada analgica - A0setup_adc(ADC_CLOCK_INTERNAL);

while(1){ //ANALGICO DIGITAL(10 bits)set_adc_channel(0); // 5000 mV 1023delay_ms(10); // tensao read_adc()tensao= (5000*(int32)read_adc())/1023;

printf (usb_cdc_putc,"\r\nA tensao e' = %lu C\r\n",tensao); // Imprime pela serial virtual

output_high(pin_b7);delay_ms(500);output_low(pin_b7);delay_ms(500); }}



45/276


45

LEITURA DE TEMPERATURA COM O LM35 ATRAVS DO CONVERSOR AD

#include

#include // Biblioteca para comunicao serial virtual

int16 temperatura;

main() {clock_int_4MHz();usb_cdc_init(); // Inicializa o protocolo CDCusb_init(); // Inicializa o protocolo USBusb_task(); // Une o perifrico com a USB do PC

setup_adc_ports(AN0); //Habilita entrada analgica - A0setup_adc(ADC_CLOCK_INTERNAL);

while(1){set_adc_channel(0);delay_ms(10);temperatura=430*read_adc()/1023; //Vref = 4,3V devido queda no diodo, ento (430*temp)

printf (usb_cdc_putc,"\r\nTemperatura do LM35 = %lu C\r\n",temperatura);

output_high(pin_b7); // Pisca Led em operao normaldelay_ms(500);output_low(pin_b7);delay_ms(500); }}

4. INSTRUES LGICAS E ARITMTICAS

Os operadores lgicos descritos abaixo adotam o padro ANSI C, ou seja, podem ser

utilizados por qualquer compilador em linguagem C direcionado microcontroladores.

4.1. INSTRUES LGICAS PARA TESTES CONDICIONAIS DE NMEROS



46/276


46

Nesse caso, os operadores so utilizados para realizar operaes de testes condionais

geralmente entre nmeros inteiros.

OPERADOR COMANDO

&& Operao E (AND)

ll Operao OU (OR)

! Operao NO (NO)

Exemplos:

if (segundodec==05 && (minutodec==00|| minutodec==30)) {flagwrite=1;}//Analisando um relgio para setar a flagwrite

if (x>0 &&x


47/276


47

importante salientar que emulao a reproduo via software das funes de um

determinado sistema real. Atravs do circuito SanUSB, possvel emular as portas lgicas fsicas

e as diversas combinaes das mesmas com apenas uma funo booleana no programa.

OPERA O EXPRESS O BOOLEANA

LITERAL

EXPRESS O BOOLEANA EM C

Operao E (AND) S= A . B S= A & B

Operao OU (OR) S= A + B S= A l B

Operao NO (NO) S= S= !A

OU exclusivo (XOR) S= A B S= A ^ B

O circuito abaixo mostra as possveis entradas booleanas nos pinos B1, B2 e B3 e a sada do

circuito lgico booleano expressa de forma real atravs do LED no pino B7.



48/276


48

importante salientar que atravs das operaes bsicas E, OU, NO e OU-Exclusivo

possvel construir outras operaes como NAND, NOR e Coincidncia, que o inverso do OU-

Exclusivo. Isto realizado transformando a expresso booleana literal em uma expresso

booleana em C e apresentando o resultado em um LED de sada.



49/276


49

Exemplo 1: Elabore um programa para emular uma porta lgica OU-Exclusivo atravs do

microcontrolador.

#include // Emulao de circuitos lgicos booleanos (OU-Exclusivo)short int A, B, saida, ledpisca;

main(){clock_int_4MHz();

while (TRUE){A=input(pin_b1); //entrada com pull-down externo (resistor conectado ao Terra)B=input(pin_b2); //entrada com pull-down externo (resistor conectado ao Terra)

saida = A^B; //saida igual ao resultado do OU-Exclusivo obtida pelas entradas dos pinos A e Boutput_bit(pin_b7,saida); //O pino_b7 mostra o resultado do circuito lgico booleano alocado em saida

ledpisca=!ledpisca; // ledpisca igual ao inverso de ledpiscaoutput_bit(pin_b0,ledpisca); // b0 recebe o valor de ledpiscadelay_ms(500);}}

Exemplo 2: Elabore um programa e a tabela verdade para emular uma o circuito lgico

booleano abaixo.

O programa para emular de forma real esse circuito mostrado abaixo:

#include // Emulao de circuitos lgicos booleanosshort int A, B, C, saida, ledpisca;


while (TRUE){A=input(pin_b1); //entrada com pull-down externo (resistor conectado ao Terra)



50/276


50

B=input(pin_b2); //entrada com pull-down externo (resistor conectado ao Terra)C=input(pin_b3); //entrada com pull-down externo (resistor conectado ao Terra)

saida = !(!A & B) & !C; //saida do circuito booleano obtida pelas entradas dos pinos b1, b2 e b3output_bit(pin_b7,saida); //O pino_b7 mostra o resultado do circuito lgico booleano

ledpisca=!ledpisca; // ledpisca igual ao inverso de ledpiscaoutput_bit(pin_b0,ledpisca); // b0 recebe o valor de ledpiscadelay_ms(500);}}

Note que para emular qualquer outro circuito booleano com trs entradas, basta modificar

apenas a funo de converso em negrito (saida = !(!A & B) & !C).A tabela verdade desse circuito

booleano mostarada abaixo:

ENTRADAS SAIDAA B C S0 0 0 10 0 1 00 1 0 00 1 1 01 0 0 11 0 1 01 1 0 1

1 1 1 0

Exemplo 3: Elabore um programa e a tabela verdade para emular uma o circuito lgico

booleano abaixo.

S= (A & B) | !C | !(C & D)



51/276


51

#include // Emulao de circuitos lgicos booleanosshort int A, B, C, D, saida, ledpisca;


while (TRUE){A=input(pin_b1); //entrada com pull-down externo (resistor conectado ao Terra)B=input(pin_b2); //entrada com pull-down externo (resistor conectado ao Terra)C=input(pin_b3); //entrada com pull-down externo (resistor conectado ao Terra)D=input(pin_b3); //entrada com pull-down externo (resistor conectado ao Terra)

saida= (A & B) | !C | !(C & D);output_bit(pin_b7,saida); //O pino_b7 mostra o resultado do circuito lgico booleano

ledpisca=!ledpisca; // ledpisca igual ao inverso de ledpiscaoutput_bit(pin_b0,ledpisca); // b0 recebe o valor de ledpisca

delay_ms(500);}}

A tabela verdade deste circuito lgico mostrada abaixo:

ENTRADAS SAIDAA B C D S0 0 0 0 10 0 0 1 1

0 0 1 0 10 0 1 1 00 1 0 0 10 1 0 1 10 1 1 0 10 1 1 1 01 0 0 0 11 0 0 1 11 0 1 0 11 0 1 1 01 1 0 0 1

1 1 0 1 11 1 1 0 11 1 1 1 1

A tabela verdade pode ser facilmente comprovada de forma real montando o circuito proposto.

4.3. EMULAO DE DECODIFICADOR PARA DISPLAY DE 7 SEGMENTOS



52/276


52

Antes de comentar sobre os decodificadores, vamos definir o que um display de sete

segmentos. O display de sete segmentos, formado por sete leds. Quando necessita-se acender o

nmero 0, liga-se os leds correspondentes ao digito 0, por exemplo, os segmentos a, b, c, d,e, f. Na figura abaixo, mostrado um display de sete-segmentos e a respectivos pinos. No lado

direito, os dois tipos de displays, anodo comum e catodo comum. No esquea que no anodo

comum o led liga com Gnd e no catodo comum o led liga com Vcc.

Como os segmentos so leds, ento necessrio limitar a corrente, para isso devemos usar

um resistor em cada segmento, pois se no sero queimados. Normalmente se utilizam resistores

entre 220 e 560 ohms para uma fonte de 5Volts. Uma dica, se for usar um display, teste antes

cada segmentos, para ter certeza que no est usando um display com algum segmento queimado.

Os decodificadores, inverso dos codificadores, tem a funo de converter um cdigo

desconhecido de linguagem de mquina, como o binrio de entrada mostrado neste exemplo,

em um cdigo compreensvel, como o cdigo decimal ou um desenho em um display de 7

segmentos. Os decodificadores fixos podem ser construdos com portas lgicas reais ou

emulados, ou seja, reproduzidos via software, como o caso proposto.



53/276


53

Os decodificadores de displays de 7 segmentos, como o 9317 (anodo comum) e o 9307

(catodo comum), recebem 4 bits de entrada para a decodificao do nmero a ser desenhado

pelos segmentos dos displays.

CI - 9317Entradas Sadas Desenho

/LT /RBI A0 A1 A2 A3 a b c d e f g pontoL X X X X X L L L L L L L H testeH L L L L L H H H H H H H L apagaH H L L L L L L L L L L H H 0H X H L L L H L L H H H H H 1H X L H L L L L H L L H L H 2H X H H L L L L L L H H L H 3H X L L H L H L L H H L L H 4H X H L H L L H L L H L L H 5H X L H H L L H L L L L L H 6H X H H H L L L L H H H H H 7H X L L L H L L L L L L L H 8H X H L L H L L L L H L L H 9

Para a emulao, ou seja, reproduo via software, de decodificadores de displays de sete

segmentos, os pinos do microcontrolador devem apresentar os seguintes valores mostrados na

tabela abaixo:

TABELA (Anodo comum zero no pino acende segmento)NMERODYSPLAY

B6 B5 B4 B3 B2 B1 B0 Porta BHexadecimalg f e d c b a

0 1 0 0 0 0 0 0 0x401 1 1 1 1 0 0 1 0x792 0 1 0 0 1 0 0 0x243 0 1 1 0 0 0 0 0x304 0 0 1 1 0 0 1 0x195 0 0 1 0 0 1 0 0x126 0 0 0 0 0 1 0 0x027 1 1 1 1 0 0 0 0x788 0 0 0 0 0 0 0 0x009 0 0 1 0 0 0 0 0x10

Abaixo mostrado um programa exemplo para contar de 0 a 9 com um display de sete segmentosanodo comum. Dependendo dos display anodo ou catodo comum, como tambm dos pinos domicrocontrolador ligados ao displays, possvel utilizar o mesmo programa abaixo, alterandoapenas os valores dos elementos da matriz setseg[10].

#include #byte port_b = 0xf81//Atribuio do nome portb para o registro da porta B localizado na posio 0xf81 da memria de dados



54/276


54

int setseg[10] = {0x40,0x79,0x24,0x30,0x19,0x12,0x02,0x78,0x00,0x10}; //Vetor com 10 elementos que desenham de 0 a 9int i; //ndice i (ponteiro)

void main (){

clock_int_4MHz();set_tris_b(0b00000000);// Define os pinos da porta B como sada

while(1){

for (i=0;i


55/276


55

Os segmentos ascendem com zero no pino do microcontrolador (anodo comum). Note que

como so somente quatro letras s necessrio duas entradas (Xe Y) para a decodificao.

Aps a definio de cada segmento do display para representar os caracteres da palavra,

feita a simplicao de cada segmento atravs dos diagramas de Karnaugh abaixo para a

construo da funo de emulao do decodificador fixo.

a /Y Y b /Y Y c /Y Y d /Y Y

/X 0 1 /X 1 1 /X 0 1 /X 0 0

X 1 0 X 1 0 X 0 1 X 0 1

e /Y Y f /Y Y g /Y Y

/X 1 0 /X 0 0 /X 0 0

X 0 0 X 1 0 X 0 0

O programa abaixo mostra as funes de emulao do decodificador fixo para a palavra StoPobtidas dos diagramas de Karnaugh.

#include // Emulao de decodificador para display de 7 segmentos - palavra StoPshort int X, Y; //Entradasshort int a, b, c, d, e, f, g; //sadas

void decodificador(short int X, short int Y) //Funo auxiliar do decodificador fixo para StoP{

a=X ^ Y; output_bit(pin_b0,a); //Anodo comumb=!X | !Y; output_bit(pin_b1,b);c=Y; output_bit(pin_b2,c);d=X & Y; output_bit(pin_b3,d);e=!X & !Y; output_bit(pin_b4,e);f=X & !Y; output_bit(pin_b5,f);g=0 ; output_bit(pin_b6,g);

}



56/276


56

main(){clock_int_4MHz();while (1){

decodificador(0,0); // Insere as entradas X=0 e Y=0 no decodiicador fixo Sada letra Sdelay_ms(1000);

decodificador(0,1); // Sada letra tdelay_ms(1000);

decodificador(1,0); // Sada letra odelay_ms(1000);

decodificador(1,1); // Sada letra Pdelay_ms(1000);

}}

Exemplo 2: Construa um decodificador emulado para escrever, letra por letra no mesmo display

de 7 segmentos, a cada segundo, a palavra USb2. Como o display anodo comum (+5V noanodo do display), os segmentos ascendem com zero no pino do microcontrolador.

Aps a definio de cada segmento do display para representar os caracteres da palavra,

feita a simplicao de cada segmento atravs dos diagramas de Karnaugh abaixo para a

construo da funo de emulao do decodificador fixo.

a /Y Y b /Y Y c /Y Y d /Y Y

/X 1 0 /X 0 1 /X 0 0 /X 0 0

X 1 0 X 1 0 X 0 1 X 0 0

e /Y Y f /Y Y g /Y Y

/X 0 1 /X 0 0 /X 1 0

X 0 0 X 0 1 X 0 0



57/276


57

O programa abaixo mostra as funes de emulao do decodificador fixo para a palavra USb2obtidas dos diagramas de Karnaugh.

#include // Emulao de decodificador para display de 7 segmentos - palavra Usb2

short int X, Y; //Entradasshort int a, b, c, d, e, f, g; //sadas

void decodificador(short int X, short int Y) //Funo auxiliar do decodificador fixo para USb2{a=!Y; output_bit(pin_b0,a); //Anodo comumb=X^Y; output_bit(pin_b1,b);c=X&Y; output_bit(pin_b2,c);d=0; output_bit(pin_b3,d);e=!X&Y; output_bit(pin_b4,e);f=X&Y; output_bit(pin_b5,f);g=!X&!Y; output_bit(pin_b6,g);}main(){clock_int_4MHz();

while (1){

decodificador(0,0); // Insere as entradas X=0 e Y=0 no decodiicador fixo Sada letra Sdelay_ms(1000);

decodificador(0,1); // Sada letra tdelay_ms(1000);

decodificador(1,0); // Sada letra odelay_ms(1000);

decodificador(1,1); // Sada letra Pdelay_ms(1000);

}}

4.4. MULTIPLEXAO COM DISPLAYS DE 7 SEGMENTOS

Como a economia de consumo e de componentes so sempre fatores importantes a serem

considerados em projetos de sistemas digitais, uma tcnica bastante utilizada a multiplexao

de displays. Esta tcnica permite que um s decodificador de displays como o 9317 (anodo

comum), o 9307 (catodo comum) ou apenas sete pinos de um microcontrolador, que emulam as

sadas do decodificador, possam controlar uma srie de displays em paralelo.

Estes so ciclicamente acesos e apagados numa freqncia acima de 20Hz de tal forma

que, para o olho humano, todos os displays estejam acesos permanentemente. Para isso, so

colocados transistores de corte que atuam em sequncia sobre cada terminal comum dos displays

em paralelo.



58/276


58

O programa abaixo mostra um exemplo para contar de 0 a 99 multiplexando dois displays de setesegmentos anodo comum.

#include #byte port_b = 0xf81//Atribuio do nome portb para o registro da porta B localizado na posio 0xf81 da memria de dados

int setseg[10] = {0x40,0x79,0x24,0x30,0x19,0x12,0x02,0x78,0x00,0x10}; //Vetor com 10 elementos que desenham de 0 a 9int i, z, dezena, unidade; //ndice dezena,unidade (ponteiro)

void main (){clock_int_4MHz();set_tris_b(0b00000000);// Define os pinos da porta B como sada

while(1){

for (i=0;i


59/276


59

port_b = setseg[unidade]; //A porta B recebe o desenho do nmero das unidades apontado pela varivel unidadedelay_ms(10);

}}}

}

5. INTERRUPES

As interrupes so causadas atravs de eventos assncronos (podem ocorrer a qualquer

momento) causando um desvio no processamento. Este desvio tem como destino um endereo

para tratamento da interrupo. Uma boa analogia para melhor entendermos o conceito de

interrupo a seguinte: voc est trabalhando digitando uma carta no computador quando o seu

telefone toca. Neste momento voc, interrompe o que est fazendo, para atender ao telefone e

verificar o que a pessoa do outro lado da linha est precisando. Terminada a conversa, voc

coloca o telefone no gancho novamente e retoma o seu trabalho do ponto onde havia parado.

Observe que no precisamos verificar a todo instante, se existe ou no algum na linha, pois

somente quando o ramal chamado, o telefone toca avisando que existe algum querendo falar

com voc.

Aps do atendimento das interrupes, o microcontrolador retorna exatamente ao ponto

onde parou no programa antes de atend-la. As interrupes mais comuns na famlia PIC18F so:

- pela interrupo externa 0 (Pino B0) -> enable_interrupts(int_ext);

- pela interrupo externa 1 (Pino B1) -> enable_interrupts(int_ext1);

- pela interrupo externa 2 (Pino B2) -> enable_interrupts(int_ext2);

- pelo contador/temporizador 0 -> enable_interrupts(int_timer0);



60/276


60



- pelo canal de comunicao serial -> enable_interrupts(int_rda); //serial

As interrupes do PIC so vetorizadas, ou seja, tm endereos de incio da interrupo

fixos para a rotina de tratamento. No PIC18F2550 o endereo de tratamento 0x08. No

programa em C basta escrever a funo de tratamento da interrupo aps #, e o compilador far

o direcionamento do cdico automaticamente para essa posio.

5.1. INTERRUPES EXTERNAS

O modelo PIC18F2550 possui trs interrupes externas, habilitadas nos pinos B0 (ext) ,

B1 (ext1) e B2 (ext2), que atuam (modo default) quando os pinos so aterrados. Quandos

atuados o processamento desviado para #int_ext, #int_ext1 ou #int_ext2, respectivamente,

para que a interrupo possa ser tratada por uma funo especfica, que no caso do exemplo

void bot_ext().

Dentro da funo principal deve-se habilitar o disjuntor geral das interrupes,

enable_interrupts(global); e depois a interrupo especfica, por exemplo

enable_interrupts(int_ext); como mostra o exemplo com aplicao de interrupo externa e

tambm interruo do temporizador 1.

#include

BYTE comando;

short int led;int x;

#int_timer1



61/276


61

void trata_t1 (){

led = !led; // inverte o led - pisca a cada 0,5 seg.output_bit (pin_b7,led);set_timer1(3036 + get_timer1());

}

#int_extvoid bot_ext(){

for(x=0;x valid

interrupts.

Quando for utilizada alguma interrupo externa, necessrio inserir um resistor depull-

upexterno de 1K a 10K para elevar o nvel lgico do pino quando o mesmo for liberado evitando

outra interrupo, pois o processador entende tristate e nveis intermedirios de tenso como

nvel lgico baixo.

5.2 INTERRUPO DOS TEMPORIZADORES

O microcontrolador PIC 18F2550 tem quatro temporizadores, que so os timers 0, 1, 2 e

3. O timer 0 tem 16 bits, ou seja, pode contar at 65535s (216) e um prescaler (divisor de

freqncia ou multiplicador de tempo) de at 256 (RTCC_DIV_256). Os timers 1 e 3 so



62/276


62

idnticos com 16 bits e um prescaler de at 8 (RTCC_DIV_8). Por sua vez, O timer2 possui 8

bits e um prescaler de at 16 (RTCC_DIV_16).

Os timers incrementam at estourar, quando estouram, processamento desviado para

#int_timer, para que a interrupo possa ser tratada por uma funo especfica, que no caso do

exemplo void trata_t0 () e void trata_t1 ().

O programa a seguir pisca um led em b5 na funo principal main(), outro pela

interrupo do timer 1 em b6 e um terceiro led em b7 pela interrupo do timer0.

#include

short int led0, led1;int vart1=2, vart3=4; // multiplicador de tempo

#int_timer0void trata_t0 () //Funo de taratamento, o Timer0 configurado com o nome RTCC{

led0 = !led0; // inverte o led a cada 4 seg pois tem prescaler igual a 64 (RTCC_DIV_64)output_bit (pin_b7,led0);set_timer0(3036 + get_timer0()); // get_timer() carrega o timer compensando o tempo gasto no tratamento da interrupo

}

#int_timer1//O timer 1 e o timer 3 so idnticos, s basta modificar 1 por 3 na configuraovoid trata_t1 (){

--vart1;if(vart1==0){led1 = !led1; // inverte o led - pisca a cada 1 seg (vart1=2 x 0,5 seg)output_bit (pin_b6,led1);vart1=2; // necessita de multiplicador de tempo, pois o prescaler mximo 8 (T1_DIV_BY_8)set_timer1(3036 + get_timer1()); // get_timer() carrega o timer compensando o tempo gasto no tratamento da interrupo}

}

main(){

clock_int_4MHz();enable_interrupts (global); // Possibilita todas interrupcoesenable_interrupts (int_timer0); // Habilita interrupcao do timer 0enable_interrupts (int_timer1); // Habilita interrupcao do timer 1

setup_timer_0 ( RTCC_INTERNAL | RTCC_DIV_64);// configura o prescaler do timer 0 em 64, tem prescaler at 256set_timer0(3036); // Conta 62.500us x 64 para estourar= 4 seg

setup_timer_1 ( T1_INTERNAL | T1_DIV_BY_8);// configura o prescaler do timer 1 em 8 x 62500us = 0,5 segset_timer1(3036); // Conta 62.500us x 8 para estourar= 0,5 seg

while (1){ //Funo principal pisca led em a5



63/276


63

output_high(pin_b5);delay_ms(500);output_low(pin_b5);delay_ms(500);

}}

5.3 MULTIPLEXAO POR INTERRUPO DE TEMPORIZADORES

O programa abaixo mostra uma multiplexao de displays de 7 segmentos por interrupo dos

temporizadores 0 e 1. O timer 0 incrmena a varivel a ser multiplexada pelos displays e o timer 1

multiplexa a porta B dgitos de dezenas e dgitos de unidades at 99.

#include

#byte port_b = 0xf81//Atribuio do nome portb para o registro da porta B localizado na posio 0xf81int setseg[10] = {0x40,0x79,0x24,0x30,0x19,0x12,0x02,0x78,0x00,0x10}; //Vetor com 10 elementos

int flag=0;int i=0, z, dezena, unidade; //ndice dezena,unidade (ponteiro)

//******************************************#int_timer0void trata_t0 () //O Timer0 configurado com o nome RTCC{if(i99) {i=0;}set_timer0(3036 + get_timer0()); // get_timer() carrega o timer compensando o tempo gasto na interrupo}//*********************************************

#int_timer1//O timer 1 e o timer 3 so idnticos, s basta modificar 1 por 3 na configuraovoid trata_t1 (){dezena=i/10; //dezena recebe o nmero inteiro da diviso por 10unidade=i%10; //unidade recebe o resto da diviso por 10

switch(flag){case 0: {

output_high(pin_a0); //pin_a0 aciona transistor do comum das dezenasoutput_low(pin_a1); //pin_a3 aciona transistor do comum das unidades

port_b = setseg[dezena]; //A porta B recebe o desenho do nmero das dezenas apontado pela varivel dezenaflag=1; break;}

case 1: {output_high(pin_a1); //selecionei a unidadeoutput_low(pin_a0);

port_b = setseg[unidade]; //A porta B recebe o desenho do nmero das unidades apontado pela varivel unidadeflag=0; break;}

}

set_timer1(55536 + get_timer1());}



64/276


64

main(){clock_int_4MHz();set_tris_b(0b00000000);// Define os pinos da porta B como sada

enable_interrupts (global);// Possibilita todas interrupcoes

enable_interrupts (int_timer0);// Habilita interrupcao do timer 0enable_interrupts (int_timer1); // Habilita interrupcao do timer 1

setup_timer_0 ( RTCC_INTERNAL | RTCC_DIV_8);// configura o prescaler do timer 0 em 64, prescaler at 256set_timer0(3036); // Conta 62.500us x 8 para estourar= 0,5 seg

setup_timer_1 ( T1_INTERNAL | T1_DIV_BY_1);set_timer1(55536); // Conta 10000 us (10ms) para estourar

while (1){ //Funo principaloutput_high(pin_a5);delay_ms(300);output_low(pin_a5);delay_ms(300);

}}

6. COMUNICAO SERIAL EIA/RS-232

A comunicao serial teve incio com a inveno do telgrafo. Depois teve um grande

desenvolvimento com a inveno do Teletype (teletipo) pelo Francs Jean Maurice mile

Baudot, em 1871, da o nome Baud Rate. Baudot, alm de criar toda a mecnica e eltrica do

Teletype, criou tambm uma tabela de cdigos (Cdigo de Baudot) com letras, nmeros, e

smbolos para a transferncia serial assncrona digital de informaes. Da surgiu o Padro de

comunicao RS-232, que significaPadro Recomendadoverso 232.

Na transmisso dos caracteres atravs da linha telegrfica, o sinal de Marca era

representado pela presena de corrente eltrica, e o Espao pela ausncia desta corrente. Para que

o Teletype conseguisse distinguir o incio e o final de um caractere, o mesmo era precedido com

um sinal Espao (start bit) e finalizado com um sinal de Marca (stop bit). Entenda que o estado

da linha ociosa (sem transmisso de dados) era o sinal de Marca (presena de corrente eltrica).



65/276


65

Foi baseado nesse sistema que o padro de transmisso RS-232 evoluiu e se tornou um padro

muito utilizado nos computadores e equipamentos digitais.

Algumas interfaces EIA/RS-232 nos computadores atuais fornecem aproximadamente -

10v e +10v, mas suportam mnimas de -25v e mximas de +25v.

A Comunicao serial feita pela transmisso de bits em seqncia. um modo de

comunicao muito recomendado para transmisso de dados a longa distncia. Nesse caso, a

comunicao serial apresenta um menor custo pelo nmero reduzido de fios e conseqentemente

menor velocidade em relao comunicao paralela.

Para a transmisso de dados por distncias maiores e com pouca interferncia pode-se

utilizar uma interface com outros padres como o EIA/RS-232 e o EIA/RS-485. A comunicao

serial pode ser sncrona ou assncrona. Na primeira, alm dos bits de dados so enviados tambm

bits de sincronismo, ou seja, o receptor fica em constante sincronismo com o Transmissor. Na

comunicao assncrona, que o modo mais utilizado de comunicao entre sistemas de controle

e automao por no necessitar de sincronismo, existe um bit que indica o incio da transmisso,

chamado destart bit (nvel lgico baixo)e um bit que indica o final da transmisso chamado de

stop bit (nvel lgico alto). Nessa transmisso, o Receptor em sincronismo com o Transmissor

apenas no incio da transmisso de dados. Deve-se considerar que o transmissor e o receptor

devem estar na mesma velocidade de transmisso.

Quando o canal serial est em repouso, o sinal correspondente no canal tem um nvel

lgico 1. Um pacote de dados sempre comea com um nvel lgico 0 (start bit) para sinalizar

ao receptor que um transmisso foi iniciada. O start bit inicializa um temporizador interno no

receptor avisando que a transmisso. Seguido do start bit, 8 bits de dados de mensagem so



66/276


66

enviados com a velocidade de transmisso pr-programada no emissor e no receptor. O pacote

concludo com os bits de paridade e de parada (stop bit).

O bit de paridade usado como nono bit com o propsito de deteco de erro. Nessaconveno, quando o nmero total de dgitos 1 , o valor do bit de paridade 1 e quando for

mpar 0.

A interrupo do canal serial utilizada quando se espera receber um dado em

tempo aleatrio enquanto se executa outro programa. Quando o dado chega, o start bit (nvel

lgico baixo) aciona a interrupo, previamente habilitada, onde a recepo da comunicao

serial executada. Caso o canal serial seja utilizado somente para transmissode dados, no

necessrio habilitar a interrupo serial.



67/276


67

6.1. CDIGO ASCII

Um dos formatos mais utilizados em comunicao serial, como no padro EIA/RS-232, o

ASCII (American Standard Code for Information Interchange). Este formato utiliza sete bits de

cada byte (valor mximo 0x7F) e o oitavo bit de paridade que pode ou no ser utilizado.

Se o nmero de 1s for par, o bit de paridade X7 zero e, se for mpar, X7 um.

A Tabela de Caracteres ASCII mostrada abaixo:



68/276


68

6.2. INTERFACE USART DO MICROCONTROLADOR

A interface serial USART (transmissor-receptor universal sncrono e assncrono) dos

microcontroladores pode ser sncrona ou assncrona, sendo esta ltima a mais utilizada para

comunicao com o mundo externo utilizando o padro EIA/RS-232, onde cada byte serial

precedido por um start-bit de nvel lgico baixo e encerrado por um stop-bit de nvel lgico alto.

Os conectores utilizados so o DB9 e o DB25, como mostra a figura abaixo:



69/276

APOSTILA DE MICROCONTROLADORES PIC E PEF

apostila de microcontroladores pic e perifericos

Documents

assembly x linguagem

pic ccompiler ccs

linguagem montada

linguagem deprogramao

estruturasde linguagem

instrues quesatisfazem

programa compilado

cdigo hex