LINGUAGEM C PARA MICROCONTROLADORES PIC

ANDERSON VICENTE BURACOV

PROGRAMAO DE MICROCONTROLADORES PIC

BASEADO NO PIC 16F628A

Mdulo Bsico 1

Piracicaba

2013

SUMRIO INTRODUO .............................................................................................................. 01 1 - Os Microcontroladores ......................................................................................... 02 2- Arquitetura Harvard e a tradicional ...................................................................... 06 2.1- Arquitetura Harvard .............................................................................................. 07 3 - Microcontrolador PIC 16F628a ............................................................................. 08 3.1- Alimentao do PIC .............................................................................................. 08 3.2- Devices Flags ........................................................................................................ 08 4 - PORTA E PORTB ................................................................................................. 13 5 - Caractersticas Principais ..................................................................................... 14 6 - Introduo linguagem C .................................................................................... 17 7 - Controle de Fluxo ................................................................................................. 17 8 - Introduo ao Mikro C ........................................................................................... 25 8.1 -Escrevendo programas em C ................................................................................ 25 8.2 -O papel do Compilador ....................................................................................... 26 8.3 -Edio e Compilao ............................................................................................ 27 8.4 -O Programa Compilado......................................................................................... 28 8.5 -Gravao do Programa no PIC ............................................................................. 28 8.6 -Criao de um projeto no Mikro C ......................................................................... 28 8.7 -Conhecendo o Ambiente Mikro C ......................................................................... 30 8.8 -Code Editor ( Editor de Cdigo) ........................................................................... 31 8.9 Mesages Window ( Janela de mensagens) ......................................................... 32 8.10-Project Setup ........................................................................................................ 32 9 -Primeiro Projeto ................................................................................................ 36 10 - Funes ................................................................................................................ 39 10.1-Acionamento de botes utilizando o IF ................................................................. 40 10.2-Else ....................................................................................................................... 40 10.3-Funo Button ...................................................................................................... 40 11 REFERNCIAS ..................................................................................................... 40

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INTRODUO

Esta pequena apostila esta orientada para os profissionais que

necessitam de conhecimentos bsicos do PIC. Abordaremos noes da estrutura do

PIC16F628A e depois nosso foco ser o estudo da linguagem C para

microcontroladores.

A linguagem C provavelmente a linguagem mais conhecida e tem

muitas vantagens sobre a linguagem assembler no nvel tcnico.

Primeiramente trataremos sobre a instalao dos programas necessrios

para poder trabalhar.

Existe no mercado vrios compiladores para desenvolvimento de

programas na linguagem C como Hi-Tech, CCS, PICmicro C, etc. Adotamos para

nosso treinamento o compilador MikroC da Microelektronika por ser uma ferramenta

bastante poderosa e fcil de trabalhar (permite Editar, Simular e Compilar programas

das famlias 12, 16 e 18 da Microchip) alm de tambm possuir uma vasta biblioteca

de controle de perifricos dos Microcontroladores. Alm disso, a verso estudante

gratuito para desenvolvimento de programas de at 2Kwords( 2mil palavras) , o que

torna bastante atraente tambm para uso educacional.

Pode-se fazer download em www.mikroe.com.

Contudo, uma das grandes vantagens de se programar em C que o

programador no precisa se preocupar com o acesso a bancos, localizao de

memria e perifricos dos Microcontroladores pois o Compilador responsvel por

gerenciar esses controles.

Toda essa eficincia da Linguagem C proporciona ao programador

preocupar-se apenas com o programa em si e o compilador traduz da Linguagem C

para a Linguagem de mquina hexadecimal (.HEX) que a linguagem que os

Microcontroladores,conseguem,entender.

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1- OS MICROCONTROLADORES

Os principais fabricantes de microcontroladores disponveis no mercado

so descritos a seguir:

Atmel: - Famlia AVR, 8051

Microchip - Famlia PIC

Freescale (Motorola) - Famlia HS908

NXP (Phlips) - Famlia ARM (LPC)

Texas Instruments - Famlia MSP, TMS e C2000

Zilog - Famlia F8

National - Famlia COP

Cypress - Famlia PSOC

Intel - Famlia 8051, 8052, 8096

Analog Device - Famlia ADuc

... etc.

Os Microcontroladores so chips inteligentes que tm pinos de entradas e

sadas que so utilizadas para controlar equipamentos e ou dispositivos.

Atravs de programao, estas entradas e sadas so conectadas ao

mundo exterior atravs de sensores e atuadores controlando mquinas ou sistemas.

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O PIC produzido pela Microchip technology Inc

(http://www.microchip.com).

PIC origina-se de Programmable Integrated Circuit (Circuito Integrado

Programvel).

Estes circuitos integrados esto cada dia mais barato e poderosos,

contendo internamente circuitos de processamento, memrias PROM

(Programmable Read Only Memory memria programvel somente de leitura) ,

Memrias RAM (Random Access Memory memria de acesso aleatrio),

EEPROM (Electrical Eraseble Programmable Read Only Memory Memria

somente de leitura regravvel eletronicamente) memria Flash (mesma que a

EEPROM), circuitos contadores, circuitos comparadores, conversores

analgico/digital (ADC) conversores digital/analgico (DAC), etc.

Existem basicamente 03 famlias diferenciadas pelo tamanho de palavra

de memria de programa: so as famlias 12, 14 e 16 bits onde, todos os

dispositivos possuem barramento de dados de 8 bits.

Recentemente a Microchip inseriu no mercado a nova famlia DsPIC com

memria de programa de 16 bits , 24 bits e futuramente 32 bits para barramento de

dados.

Trabalharemos com o PIC de 18 pinos, PIC 16F628A operando com

Clock de 4MHz o que implica em 1MIPS (1 milho de instrues por segundo).

O PIC PIC16F628A operam com Clock de 20MHz o que implica em

5MIPS (5 milhes de instrues por segundo).

Os Microcontroladores da Srie 12, 14 e 16 possuem memria interna e

os da srie 17 e 18 podem funcionar tambm com Memria de Programa externa.

Existem 4 tipos de tecnologias na fabricao das Memrias de Programa dos PICs:

ROM tipo Mscara: Chips programados de fbrica viveis para grandes quantidades e so identificados com o prefixo CR.

OTP: so Memrias de Programa tipo PROM onde, sai de fbrica virgem e permite uma nica gravao. Estes dispositivos so identificados pelo sufixo C.

EPROM: so indicados para etapas de desenvolvimento e so identificados pela janela de vidro caracterstica das EPROMs. Utilizam sufixo JW ou CL.

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FLASH: so os mais indicados tanto para desenvolvimento como implantao final. Permitem mais de 1000 ciclos de gravao/apagamento. So identificados pelo prefixo F.

Hoje, os Microcontroladores so uma revoluo na eletrnica assim como

ocorreu quando foram introduzidos os primeiros Amplificadores Operacionais.

Antigamente, para se fazer um amplificador transistorizado com ganho 4

por exemplo, era necessrio realizar vrias contas para polarizar o transistor,

estudar parmetros do transistor, etc; com a chegada dos famosos Amp. Ops, tudo

isto ficou muito fcil, sem falar de todas as outras funes que os Amplificadores

Operacionais oferecem como somador, diferenciador, integrador, filtros, etc...

Os Microcontroladores invadiram os equipamentos eletrnicos onde,

podemos encontr-los em vrios eletrodomsticos como mquinas de lavar, micro-

ondas, aparelhos de som e imagem, etc. Sem falar no seguimento automobilstico

sendo usado em sistema de injeo eletrnica, alarme, controle de temperatura,

automao de vidros e fechaduras, etc.

Devido a esta expanso dos sistemas Microcontroladores, hoje mais

que uma necessidade de tcnicos e engenheiros saberem como funcionam e como

tirar proveito do seu potencial.

Principalmente para a rea de desenvolvimento e projetos, pois as

vantagens so realmente muito atraentes. Comeando pelo custo - PIC 16F628a por

exemplo custa aproximadamente R$8,00 e tem um poder de processamento

excelente para um clock de 4MHz ( 1.000.000 de instrues por segundo) Caramba!!

Escolhemos para este curso de PIC o modelo 16F628A. Esta escolha

est relacionada com a facilidade de encontr-lo no mercado, baixo custo, facilidade

de manuseio e compatibilidade entre os modelos de 18 pinos.

Abaixo, temos a foto do PIC 16F628a e, como pode-se observar, parece

como qualquer circuito integrado comum, porm, vamos descrever agora o que ele

apresenta internamente:

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Vista geral do PIC 16F628a

- CPU (Unidade Central de processamento) que a responsvel por

gerenciar todas as funes e decises referente a programao.

- Possui uma ULA (Unidade lgica e Aritmtica) que a responsvel por

desenvolver operaes de soma, subtrao, deslocamento de bits, etc).

1024 posies de memria x 14 bits

124 posies x 8 bits de RAM

64 posies x 8 bits de EEPROM

13 pinos de entrada/sada (configurveis)

1 Timer / Contador de 8 bits

No decorrer do curso vamos entrar em mais detalhes, importante agora

se ter em mente que o Microcontrolador um Circuito Integrado composto de vrios

Circuitos Lgicos que nos ajudaro bastante em desenvolvimentos de circuitos

eletrnicos e controle de processos ou sistemas.

Vejamos um exemplo de aplicao:

Digamos que temos interesse em fazer um contador de pulsos crescente

onde o mesmo far a contagem de 0000 a 9999. Utilizando-se de componentes

discretos, a princpio precisaremos de contadores, decodificadores para display, etc.

Imagine que este circuito foi projetado e em determinado momento deseja-se

modificar o projeto para fazer a contagem de 0000 at 0750. Puxa, teria que se

desenvolver outro Hardware ou adapt-lo dificultando bastante o desenvolvimento.

Agora, se no projeto utilizamos Microcontroladores, isto pode ser implantado

modificando-se apenas o Software pois o Hardware poder ser mantido. Isto ajuda

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bastante os desenvolvedores de sistemas pois um mesmo circuito pode receber

modificaes e melhorias modificando apenas o software.

Esse apenas um exemplo que apresenta algumas vantagens de se

utilizar circuitos Microcontrolados. Observa-se com isso como diminui o trabalho

oneroso de desenvolver circuitos discretos ganhando tempo tambm de

desenvolvimento e deixando tambm margem para futuras melhorias ou ajustes do

circuito. Outro exemplo poderia citar uma aplicao automotiva. Desenvolvido um

circuito de controle para determinado modelo de automvel, para outro modelo

mudaria apenas os parmetros via software (Ex: controle de

injeo de combustvel do Gol 1.0 para o Gol 1.6) O circuito seria o

mesmo s mudaria a programao entre os modelos do Gol. Observou a grande

vantagem disso?

Os Microcontroladores so encontrados em vrios tamanhos e

capacidades onde o projetista dever determinar qual utilizar em seu respectivo

projeto. Eles variam desde 8 pinos (PIC12Cxx) passando pelos 18 pinos

(PIC16Fxxx) indo at 40 pinos (PIC18Fxxx).

Existem muitos modelos de PIC onde cada um tem suas caractersticas

peculiares como nmero de I/Os (entradas/sadas), conversores A/D, Contadores,

timers, memria, etc.

2- ARQUITETURA HARVARD E A TRADICIONAL

A Arquitetura Tradicional de Computadores e Microprocessadores se

baseia no esquema proposto por John Von Newman, no qual a CPU (Unidade

Central de Processamento) est conectada a uma nica memria que contm as

Instrues de Programas e os Dados. Com isso, temos um nico barramento para o

trfego de Dados e Instrues o que limita a velocidade de operao do

Microprocessador.

Outro fator importante que esta configurao trabalha com a filosofia

CISC (Complex Intruction Set Computer Computador com Set de Instrues

complexos). Sendo assim, temos centenas de comandos para trabalhar a

programao. O Microcontrolador 8051 trabalha com esta filosofia e possui 115

Instrues.

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Abaixo temos o Diagrama da Arquitetura Von Newman:

Arquitetura Von Newmann

2.1- ARQUITETURA HARVARD

Consiste simplesmente na separao do barramento de Dados e

Instrues. Uma das memrias possui somente Instrues de programa e

chamada de Memria de programa.

A outra Memria responsvel pelo armazenamento dos Dados e por

isso chama-se memria de Dados.

Arquitetura Harvard

Um Processador com Set de Instrues reduzido (RISC Reduced Set

Instruction Computer) contm ento barramentos diferentes como 12 ou 14 bits para

Instrues e 8 bits para Dados. Os Microcontroladores PIC trabalham com esta

Filosofia e possuem em mdia 35 Instrues, o que facilita bastante o entendimento

e o desenvolvimento. Muitos acham isso ruim pois como o nmero de instrues

pequeno, precisa-se criar muitas funes que

na Filosofia CISC j est pronta.

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3- MICROCONTROLADOR PIC16F628A

3.1- ALIMENTAO DO PIC

Esta tambm uma questo que requer certa ateno. Importante no

termos uma fonte com muita variao (riplle) e ruidosa. Como a alimentao pode

estar entre 3,0 a 5,5V, sugiro que seja utilizado o Circuito Integrado Regulador de

Tenso 7805 que garante uma excelente regulagem em 5,0V.

3.2- DEVICE FLAGS

Fusveis ou bits de configurao, o local onde podemos configurar vrias funes

atravs de bits de configurao.

Funes estas que podem ser tipo de oscilador, habilitar WatchDog, Cdigo de

proteo, etc.

Clock:

Vamos inicialmente falar do Clock. Todo Microcontrolador necessita de

um circuito gerador de Clock. O Clock quem d todo o sincronismo para os

circuitos internos. Pode ser comparado ao Corao humano. Abaixo temos a

configurao utilizando oscilador a Cristal.

Neste caso temos um Oscilador XT. Sem dvida esta a melhor opo

pois a estabilidade dos cristais so excelentes.

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Note que existe dois capacitores ligados em paralelo com o cristal. O valor

desses capacitores variam de acordo com a freqncia do cristal utilizado. Abaixo

segue uma tabela apresentando os valores dos capacitores:

Tipo de

oscilador

Freqncia do cristal

Valores tpicos para o capacitor

C1 C2

LP (cristal de baixa

freqncia)

32kHz 33pF

33pF

200KHz 15pF 15pF

XT (cristal)

200KHz 22-68pF 22-68pF

1.0MHz

15pF

15pF

4.0Mhz

15pF 15pF

HS (cristal de alta

freqncia)

4.0MHz

15pF 15pF

8.0 MHz 15-33pF 15-33pF

20.0MHz 15-33pF 15-33pF

25MHz 15-33pF 15-33pF

cristal de quartzo

Ressonador Cermico

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Podemos tambm utilizar os osciladores internos do PIC para fazer a

funo de oscilao.

Este oscilador interno do tipo RC e possui uma preciso razovel entre

1 e 5% com clock tpico de 4MHz.

Vale ressaltar que quando no utilizamos o Clock interno, ganhamos em

preciso mas em compensao perdemos 1 ou 2 pinos de I/O (entrada/sada).

Realmente tudo tem um preo! Voc ter que decidir por isso na definio

do seu projeto.

Sinal de clock

Vale lembrar que para cada 4 ciclos de Clock temos um ciclo de instruo,

para os oscilador de 4MHz, temos 1MHz de ciclo de instruo:

-ciclo de instruo = Fosc/4

-Tempo de instruo = 1/Ciclo de instruo.

Exemplo:

Para um cristal de 20MHz temos:

Ciclo de instruo = 5MHz

Tempo de instruo = 200ns = 0,0000002 segundos para fazer uma instruo.

Rapidinho no acha?

Pwrten: (system clock switch bit)

o temporizador de Power-Up que faz o microcontrolador aguardar certo tempo

assim que o chip energizado. Este tempo de 72ms deixando assim o

microcontrolador inoperante, tempo ideal para que o circuito oscilador estabilize sua

freqncia.

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Uma maneira bem simples para garantir este tempo colocar o pino 4

(MCLR Master Clear on Reset) em nvel um conectando-o ao VCC (+5V) ,

atravs de um resistor com um valor entre 5K e 10K .

Brow-out: detector

um interessante circuito para resetar o Microcontrolador caso ocorra uma queda

de tenso no mesmo. Restabelecido a tenso, o programa reiniciado. Podemos

escolher os seguintes limites de tenso: 2,0V, 2,7V, 4,2V ou 4,5V.

Boren:

Este bit responsvel por habilitar/desabilitar o Brown-out.

Wdt: Watchdog Timer Enable

Aqui temos um recurso bastante interessante. Um temporizador de 8 bits que no

pode estourar pois caso isso ocorra o programa ser resetado. Imagina que por

algum motivo

o programa trava ou entra em algum loop infinito. A funo do watchdog no

deixar o programa travado.

Lvp: (low voltage programming)

Temos aqui uma opo de poder gravar o Microcontrolador com 5V. O usual

colocar tenso de 13,5V no pino MCLR. Portanto, possvel deixar o MCLR em 5V e

fazer a gravao mas, o pino RB4 no poder mais ser utilizado como I/O.

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Stvren: (Stack Full / Underflow Reset Enable Bit)

O Microcontrolador 16F628a possui 8 endereos de pilha. Este bit serve para

habilitar o chip para ser resetado caso a limite da pilha seja ultrapassado.

A pilha ( Stack) nada mais que uma memria RAM com algumas localidades,

dentro do PIC 16F628a uma subrotina pode ser chamada no mximo 8 vezes, se o

limite for ultrapassado a memria da pilha fica cheia fazendo o PIC travar.

Code Protect : (CP Cdigo de proteo)

Habilitando este bit, a regio de memria fica protegida contra leitura, ficando

impossvel de ler o que tem dentro do PIC.

Reset: Resetar o PIC significa coloc-lo no incio da programao novamente. As vezes

isso feito pelo usurio porm, isso pode acontecer tambm quando ocorrer uma

interrupo. O importante que quando acontecer um Reset, j est pr-definido o

que o PIC deve fazer.

Existem vrias maneiras de Resetar o Microcontrolador:

Reset no instante em que o PIC alimentado.

Reset quando o pino 4 (MCLR) colocado em nvel zero.

Reset colocando o PIC no modo de economia instruo Sleep.

Reset quando Whatchdog (WDT) transborda - muda de FF para 00.

Precisamos aqui ressaltar que quando ocorre um Reset, o importante que o PC

(Program Counter Contador de Programa) aponte para a posio inicial 0000 e

que todos os Registros (memria RAM) no so alterados. Porm, os SFRs (Special

Function Registers Registradores de Funes Especiais), estes sim so reiniciados

com um valor inicial pr determinado.

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4.0- PORTA e PORTB (entradas e sadas)

So responsveis por trabalharem com o mundo exterior, ou seja, so por

eles que recebemos sinais de sensores, chaves, teclados e tambm por eles que

atuamos rels, solenides, acopladores pticos, transistores, etc. Eles que fazem a

interface para acionarmos lmpadas, sirenes, motores, leds, displays de cristal

lquido, etc.

Vale lembrar aqui que o sinal de sada de cada porta limitado e, no

entanto, no podemos simplesmente ligar um rel ou um contator diretamente no

pino do PIC. Precisamos muitas vezes fazer um driver para poder drenar uma certa

intensidade de corrente. Mas, isto ser analisado em outra oportunidade, o

importante no momento saber que so por estas portas bidirecionais onde faremos

toda comunicao para enviar e receber dados.

Pelo PORTA temos 5 pinos de controle e pelo PORTB temos 8 pinos.

Para definirmos cada pino para direo do PORTA utilizamos o Registro

TRISA e para o PORTB utilizamos do Registro TRISB.

A direo do fluxo de dados ser 0 para sada (OUTPUT) e 1 para

entrada (INPUT).

Mais adiante trabalharemos melhor este detalhe onde iremos definir quais

pinos sero entrada e quais dos pinos sero definidos como sada de dados.

Abaixo temos um exemplo de circuito utilizando PIC

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Acredito que as principais informaes foram analisadas e j podemos

comear a estudar os Microcontroladores 16F628a. Vamos ento verificar

inicialmente suas caractersticas .

5.0- CARACTERSTICAS PRINCIPAIS

O Microcontrolador PIC 16F628A pode operar at 20MHz

- 2K (2048) palavras de 14 bits para programas;

- 224 bytes de RAM para uso geral;

- 128 bytes de EEPROM para dados;

- Stack com 8 nveis;

- Oscilador 4MHz / 37KHz interno;

- Apenas 35 instrues;

- 15 Registros especficos em RAM para controle interno e externo;

- 1 Timer 8 bits;

- 1 Timer / contador de 8 bits;

- 1 Timer / Contador de 16 bits;

- 1 canal PWM com captura e amostragem (CCP);

- 1 canal de Comunicao Serial;

- 2 Comparadores Analgicos com referncia interna programvel de tenso;

- 16 pinos com flexibilidade de operar como entrada ou sada;

- Intensidade de corrente nos PORTs de 25mA por sada;

- Capacidade de gerenciar interrupes;

- Watch Dog para recuperar travamentos no software;

- Memria de programa com proteo contra cpias;

- Modo Sleep para economia de energia;

- Vrias opes de osciladores (interno/externo);

- Alimentao 3V a 5,5V Tpico de 5V;

- Consumo menor que 2mA em 5V a 4MHz.

- Compatvel com 16F84 e outros PICs de 18 pinos.

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16

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6.0- INTRODUO LINGUAGEM C

Estrutura Bsica de um programa:

Programas em C so baseados em uma ou mais funes que sero executadas, no

entanto, a funo Main() a primeira a ser executada.

/* -------------------------------------------------

abaixo temos um exemplo de estrutura

Bsica de um programa em Linguagem C

----------------------------------------------------- */

Main() // esta a primeira funo que ser executada

{ // inicializa a funo

Trisb=0x00; // aqui entram os comandos que sero executados

Portb=0xFF;

} // finaliza a funo

Observaes:

Toda funo deve iniciar abrindo chave e finalizar fechando-se a chave.

Toda instruo deve ser finalizada com ponto e vrgula (obrigatoriamente)

Logo aps /* so inseridos os comentrios para mltiplas linhas e deve-se

Colocar */ para fechar o bloco de comentrios.

Utilizamos // para comentrios em apenas uma linha.

Representao Numrica: Decimal: Contador=125; Binrio: Portb=0b11010011; Hexadecimal: Varivel1=0xA4; Octal: Teste=075; String: Unsigned char *texto=Piracicaba-SP

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Caracter:

Usart_write(&);

Dado: Tipo:

int Nmeros inteiros

char Caracteres

float e double Nmeros decimais (ponto flutuante)

void valores nulos

Modificadores:

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Declarao de variveis:

Podemos declarar da seguinte maneira:

+ + + ;

Obs: valor pode ou no necessariamente ser inicializado.

Exemplos:

int contador;

short var1;

unsigned int contagem = 30500;

Observe agora como atribuir valores s variveis:

Contador = 10; // atribui o valor 10 varivel contador

Var1 = 25; // atribui o valor 25 varivel Var1

Varivel local: Esta declarada dentro da funo e s pode ser utilizada pela funo portanto,

uma varivel temporria.

Exemplo:

Void subrotina_soma ()

{

Unsigned Int valor1, valor2;

Valor1=A;

Valor2=B;

Return(valor1+valor2);

}

Varivel Global: Esta declarada fora da funo e s pode ser utilizada por qualquer funo em

qualquer momento. Todas as funes tm acesso s variveis globais.

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Exemplo:

unsigned int valor1, valor 2

Void subrotina_soma ()

{

Valor1=A;

Valor2=B;

Return(valor1+valor2);

}

Operadores Matemticos: Aritmticos:

Relacionais:

Lgicos:

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Operadores bit a bit:

7- CONTROLE DE FLUXO

DELAY: ( Atraso de tempo)

Comando de atraso de tempo, ou contagem de tempo de uma maneira bem simples.

Exemplo:

Delay_ms(500); // Atraso de tempo de segundo.

Delay_us(500); // Atraso de tempo de 500 microsegundos.

DECISO IF: // A deciso IF a mesma coisa da pergunta: Se ?

Sintaxe: if (expresso) comando;

A expresso avaliada e se for verdadeiro executa o comando.

Podemos ter tambm mais que um comando:

Sintaxe if (expresso)

{

comando1;

comando2;

comandoN;

}

Exemplo:

If (conta == 5) // Se a conta for igual a 5

{

a=a++; //Soma na varivel a

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portb=0xFF; //e coloca todo portb nvel alto

}

DECISO IF-ELSE:

Sintaxe: if (expresso) comando1;

else comando2;

Neste caso, temos duas possibilidades. Se comando for verdadeiro, comando1

executado, caso seja falso, comando2 ser executado.

Podemos ter tambm vrios comandos:

if (expresso)

{

comando1;

comando2;

comando3;

}

else

{

comando4;

comando5;

}

Exemplo:

if (a>22) // Se a for maior que o numero 22

{

Valor1=x; //O valor1 ser igual a x

y=contador+10; //e y soma 10 no contador

}

Else //Seno

{

Valor2=x; // O valor 2 que ser igual a x

Y=contador-5; // e y vai decremantar 5 no contador

}

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LOOP FOR:

Este um comando de lao (loop ou repetio).

Sintaxe:

for (inicializao; condio (trmino); incremento) comando;

Podemos tambm ter um bloco de comandos:

For (inicializao; condio (trmino); incremento)

{

comando1;

comando2;

comandoN;

}

Exemplo:

void main ()

{

int contador;

int a = 0;

for (contador=0; contador

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Exemplo:

void main( )

{

int a=15;

While (a>10)

{

a--;

delay_ms(100);

}

}

LOOP DO - WHILE:

Neste caso, diferente do loop anterior (while), o do - while executa pelo menos uma

vez o bloco de comando antes de fazer a avaliao se continua a executar os

comandos ou sai do loop.

Sintaxe:

do

{

comando1;

comando2;

}

while (expresso);

Exemplo:

void main( )

{

int a=0;

do

{

a++;

delay_ms(100);

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}

while (a

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Sabemos que hoje temos computadores portteis com capacidades de

centenas de gigabytes de memria, nesses aspectos o "tamanho" do cdigo no

to importante para o programador.

Agora, quando estamos falando de microcontroladores devemos tomar

certas preocauses, pois microcontroladores como: PIC12C508 e PIC16C54

possuem apenas 512byte de memria de programa e 25 byte de RAM, fato que

exige do programador otimizao do cdigo e eficincia na elaborao lgico do

programa.

8.2- O PAPEL DO COMPILADOR

A nica maneira de se comunicar com o microcontrolador atravs da

linguagem de mquina, ou melhor dizendo, atravs de cdigos de mquinas. Por

tanto os programas em C devem necessariamente serem interpretados e compilados

a fim de termos como resultado os comandos de mquinas a serem gravados na

memria de programa do microcontrolador.

Existem no mercado diversos compiladores de programas em C para

microcontroladores PIC, tais como: HI-TECH PICC, C18, C30, CCS, SDCC, WIZ-C,

mikroC, CC5, PICmicro C, entre outros.

Em nosso curso iremos utilizar a IDE MikroC desenvolvido pela empresa

Mikroelektronika (www.mikroe.com), no qual permite editar, compilar e simular

programas em C para microcontroladores PIC da familia 12, 16 e 18.

IDE mikroC - Editor, compilador, simulador e debugador para PIC em linguagem C

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Iremos utilizar o mikroc devido a sua eficincia e flexibilidade. Alm disso,

este compilador possui uma extensa biblioteca de funes prontas para controle de

diversas perifricos conectados ao nosso microcontrolador PIC.

Aos escrevermos e compilarmos um programa em nosso compilador,

caso o programa no tenha erros de sintaxe, ou algum outro erro cometido pelo

programador, teremos como resultado a criao do arquivo de mquina hexadecimal

(extenso .hex). Este arquivo .hex conhecido como cdigo de mquina, e ser

este o arquivo a ser gravado na memria do microcontrolador.

8.3- EDIO E COMPILAO DO PROGRAMA EM C

A partir das informaes e funes elaborada no fluxograma, escreva seu

programa em linguagem C na IDE mikroC, compile e simule seu programa

(estudaremos detalhadamente cada funo e ferramenta do mikroC mais adiante).

8.4- O PROGRAMA COMPILADO

Aps a compilao do seu programa em C, o compilador criar o arquivo

de mquina .hex (nomedoprograma.hex). Este o arquivo que dever ser gravado

no microcontrolador PIC.

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8.5- GRAVAO DO PROGRAMA NO PIC

Gravar o arquivo compilado .hex no microcontrolador atravs de um

gravador de microcontroladores PIC, ou atravs de um Kit de desenvolvimento.

Estudaremos com mais detalhes nas unidades seguintes do nosso curso

os processos de edio, compilao e gravao de programas.

8.6- Criao de um projeto no mikroC

Para criarmos uma aplicaes no mikroC muito fcil, acompanhe o modelo passo

a passo:

Abra o mikroC e v ao menu Project > New Project. A tela seguinte aparece:

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Figura 02 - criao de um projeto no mikroC

>> Em

Project Name digite o nome do seu projeto, em Project Path. Todos os arquivos de

sada (list, hex, ASM) tero o mesmo nome do campo Project Name.

Nota: No crie projetos com nomes com acentuao, caracteres especiais, espaos

entre caracteres, e nomes reservados pelo compilador, como por exemplo: Button.

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>> Em Description

Flag, ajuste os configurantions bits do microcontrolador, que informam como o

microcontrolador deve operar. Com ele possvel alterar o tipo de oscilador utilizado

pelo projeto, assim como se vai usar o watchdog ou acionar a proteo contra leitura

do chip. Esses bits so conhecidos como "fusveis".

Description opcional. Neste campo podemos descrever de forma resumida o

funcionamento de nosso projeto, assim como colocar verses ou informaes

adcionais que o programador ache necessrio.

>> Em Device podemos selecionar o modelo do microcontrolador PIC que

utilizaremos em nosso projeto.

>> No campo Clock especificamos o valor da frequencia de trabalho de nosso

microcontrolador. No caso de aplicaes com o Kit PICgenios PIC18F, utilizaremos o

valor de 8MHz (frequencia do cristal externo conectado ao chip).

Aps ter configurado todos os parmentros e campos, basta clicar no boto ok

para salvar seu projeto. Pronto, nosso projeto est pronto e podemos

inserir os cdigos do programa no editor.

8.7- Conhecendo o ambiente mikroC

Observe o ambiente mikroC na figura abaixo:

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O compilador

O compilador mikroC permite o desenvolvimento rpido de aplicaes complexas

graas aos recursos do editor avanado Code Editor. Alm disso, permitido utilizar

as bibliotecas includas na linguagem para aumentar a velocidade e a facilidade de

desenvolvimento dos projetos como comunicao serial, displays, aquisio de

dados, memria, etc.

Aps a compilao de nosso programa, o mikroC tambm gera arquivos LIST,

cdigo em assembly e arquivo .HEX. Integrado ao compilador, temos um debugador

para testes do programa no ambiente.

8.8- Code Editor (editor de cdigo)

O editor de cdigo do compilador mikroC oferece grandes auxlios no

desenvolvimentos de projetos.

Alguns aspectos desse editor so:

Sintaxe ajustvel

Assistentes de parmetros

Cdigo modelo

Autocorreo para tipos comuns

Funo para saltos de linhas.

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Assistentes de cdigos

8.9- Messages Window (janela de mensagens)

Nos casos de erros encontrados durante a compilao, o compilador reporta o erro e

no gera o arquivo .hex. Alm disso, o Message Window informa o tamanho do

cdigo de programa (ROM) gerado pelo sistema, assim como a memria de dados

(RAM) usada pelo programa. Para visualizar a janela de

mensagens, v em View > Messages.

Figura 4- Janela de menssagens

8.10- Project Setup

Em Project Setup podemos alterar as configuraes dos projetos criado no mikroC.

Para acess-lo pressione Project > Edit Project.

Criao de um projeto no mikroC passo a passo

Vamos aprender passo a passo como criar um projeto no mikroC:

1. O primeiro passo abrir o mikroC;

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2. Acesse o menu Project > New Project...

3. No menu New Project, coloque o nome do seu projeto, a pasta onde sero salvos

os arquivos-fontes do programa, escolha o microcontrolador que deseja programar,

o valor da freqncia do cristal, e configure os fusveis do PIC selecionado.

Neste exemplo, colocamos no nome de meu_programa em nosso

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projeto, os arquivos -fontes do projeto sero salvos em

C:\...\Meu_programa\ , o microcontrolador que iremos utilizar no

projeto o PIC18F452, a freqncia do cristal utilizado de 8 MHZ, e os fusveis

configurados so:

Oscilador -> XT (definimos o tipo de oscilador utilizado no projeto)

Watchdog -> OFF (Watchdog timer desligado)

LVP -> OFF (Low Voltagem Programming - desligado)

Brown Out -> OFF (Brown-out desligado)

4. Clique no boto ok do painel New Project para salvar as configuraes do

projeto.

A tela seguinte ir aparecer, edite seu programa no Code Editor (painel

de edio).

Para exemplificar copie e cole o programa abaixo no painel de edio

do mikroC.

// o programa abaixo tem por funo escrever no PORTB do PIC o valor FF void main() { TRISB = 0x00; PORTB = 0xff; while (1); }

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5. Salve seu programa atravs do cone salvar na barra de ferramentas do mikroC e

pressione o cone Build Project ou pressione as teclas de atalho CTRL + F9 para

compilar seu programa;

6. Seu programa ser compilado e seu resultado poder ser visualizado atravs da

Janela de mensagens:

Pronto, seu projeto foi criado e compilado com sucesso; O compilador mikroC gerou

na compilao o arquivo .HEX, este arquivo que dever ser gravado no

microcontrolador PIC.

Arquivo meu_programa.hex gerado pelo mikroC na compilao do nosso projeto.

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9- PRIMEIRO PROJETO Inicialmente deve-se criar um projeto onde :

Project Name: Led_1

Project Path: C:/Pasta_aluno

Description: Programa circuito acende led no port B0

Device: P16F628a

Clock: 004.000000

Device Flags: _XT_OSC, _PWRT_ON, _WDT_OFF, _LVP_OFF, _CP_OFF

RA7/OSC1/CLKIN16

RB0/INT6

RB1/RX/DT7

RB2/TX/CK8

RB3/CCP19

RB410

RB511

RB6/T1OSO/T1CKI12

RB7/T1OSI13

RA0/AN017

RA1/AN118

RA2/AN2/VREF1

RA3/AN3/CMP12

RA4/T0CKI/CMP23

RA6/OSC2/CLKOUT15

RA5/MCLR4

U1

PIC16F628A

D1LED-RED

R1330R

R210k

Devemos ento escrever o cdigo e compilar o projeto para assim poder gravar o

programa no Microcontrolador.

/**********************************************************************

Microcontroladores PIC

Linguagem C Compilador MikroC

Programa teste

Objetivo: Programa de um circuito que acende o led no PORTB 0

*********************************************************************/

void main()

37

{

cmcon=0x07;

trisb= 0b00000000; // Port B como saida

portb= 0; //estado inicial do port B

trisa= 0b00000000; // todo o porta como saida

porta= 0;

while(1) //loop infinito

{

portb.f0=1; //ativa sada RB0

}

}

Uma vez escrito o programa, para compilar basta pressionar CTRL + F9 ou, clicar

em Menu Project e em seguida a opo Build.

No apresentando nenhum erro, na tela de mensagens dever aparecer o seguinte

mensagem na cor verde:

SUCCESS ( Release Build)

Esta mensagem garante que o programa foi compilado e que foi gerado o cdigo de

mquina para ser gravado no Microcontrolador (arquivo.HEX).

Gravando o Projeto:

O Programa WinPIC verso 3.62 ser utilizado para gravar o programa no

Microcontrolador.

Primeira coisa a se fazer selecionar o Chip PIC16F628a.

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Porm, precisamos ainda configurar o WinPic 800 para o correto funcionamento com

a placa JDM. Para isso, clica-se em Configurao, opo Hardware e selecione o

programador (JDM PROGRAMMER)..

Este Programa pago mais tem uma verso mais simples e gratuita e est disponvel no site: /www.winpic800.com. Identificao dos botes:

- Ler Tudo: Usado para leitura do contedo gravado no Microcontrolador;

- Programar Tudo: Usado para gravarmos o programa no Microcontrolador;

- Limpar Tudo: Usado para limparmos o contedo gravado no Microcontrolador;

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- Verificar: Usado para fazer uma comparao do contedo gravado no

Microcontrolador com o programa aberto.

Aps o trmino da gravao, se tudo deu certo aparecer seguinte mensagem:

OK! O programa j est gravado no PIC. Agora s testar.

Exerccios:

1 - Fazer um programa onde o led de RB0 deve ficar aceso ao ligar o nosso Kit. 2 - Fazer um programa onde o led de RBO deve acender e apagar com intervalo de 500ms.

10- FUNES

DEFINE:

A diretiva Define da nome ao bit do port em questo

/********************************************************************** Microcontroladores PIC Linguagem C Compilador MikroC Programa 1 Objetivo: Apresentar o uso da diretiva define *********************************************************************/ #define led1 portb.f1 // define o label led1 para o pino RB1 #define led2 portb.f2 // define o label led2 para o pino RB2 void main()

{

cmcon=0x07;

trisb= 0b00000000; // Port B como saida

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portb= 0; //estado inicial do port B

trisa= 0b00000000; // todo o porta como saida

porta= 0;

while(1) //loop infinito { led1=1; //ativa sada RB1 led2=1; // ativa sada RB2 }

}

10.1- ACIONAMENTO DE BOTES UTILIZANDO O IF

/********************************************************************** Microcontroladores PIC Linguagem C Compilador MikroC Programa 2 Objetivo: Fazer leitura de um boto e utilizao do IF *********************************************************************/ void main ( ) { cmcon=0x07;

trisa = 0b00000010; // configura RA1 entrada restante como sada portb = 0; // todos os pinos de sada do portb = nvel baixo while(1) //loop infinito { if (porta.f1==1) //Se porta 1 for igual a 1 { portb=255; //acende todo o portb } }

}

**Observe que se for pressionado o boto em RA1 todo o portB vai acende e no

vai mais apagar, a no ser que o PIC seja Resetado ou desligado.

10.2- ELSE: UTILIZANDO A FUNO ELSE OU SEJA SE NO

/********************************************************************** Microcontroladores PIC Linguagem C Compilador MikroC Programa 4 Objetivo: Fazer leitura de um boto e utilizao do IF e else

41

*********************************************************************/ void main ( ) { cmcon=0x07;

trisa = 0b00000010; // configura RA1 entrada restante como sada portb = 0; // todos os pinos de sada do portb = nvel baixo while(1) //loop infinito { if (porta.f1==1) //Se porta 1 for igual a 1 { portb=255; //acende todo o portb } Else { Portb=0; } }

}

**Observe que se for pressionado o boto em RA1 todo o portB vai acende, seno

vai continuar apagado.

Exercicio:

3- Faa um programa que acenda um led a cada tecla pressionada em PORTA

Teclas utilizadas: RA1, RA2, RA3 e RA5.

10.3- FUNO BUTTON Button (&portX , pinoX , tempoX , Estado_Tecla)

Onde:

&portX = port da tecla (porta, portb, portc, portd ou porte);

pinoX = o pino onde est conectado a tecla (varia de 0 7);

tempoX = tempo de Debounce em milisegundos;

Estado_Tecla = Valor do nvel lgico quando a tecla pressionada.

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Acionamento de Botes: Abaixo temos o esquema bsico do nosso KIT de desenvolvimento:

RA7/OSC1/CLKIN16

RB0/INT6

RB1/RX/DT7

RB2/TX/CK8

RB3/CCP19

RB410

RB511

RB6/T1OSO/T1CKI12

RB7/T1OSI13

RA0/AN017

RA1/AN118

RA2/AN2/VREF1

RA3/AN3/CMP12

RA4/T0CKI/CMP23

RA6/OSC2/CLKOUT15

RA5/MCLR4

U1

PIC16F628A

D1LED-RED

R1330R

R210k

R31k

+ 5 volts+ 5 volts

GND

Boto 1

Resistor de Pull-up

/********************************************************************** Microcontroladores PIC Linguagem C Compilador MikroC Programa: 3 Objetivo: Fazer leitura de um boto e utilizao da funo Button *********************************************************************/ void main() { cmcon=0x07; //Conf. bsicas trisb= 0b00000000; // Port B como saida portb= 0; //estado inicial de portb trisa= 0b00000010; // todo o porta como saida porta= 0; while(1) //loop infinito

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{ if (button(&porta, 1,20,1) //Se o boto RA1 pressionado { Portb=255; //acende todo o portb } Else { portb=0; //seno continua com as sadas em zero 0 } }

}

** A funo Button utilizada como um recurso de software, para eliminar o

problema de Debounce , ou seja um pequeno ruido ao acionar-mos a tecla.

-Agora vamos testar vrias chaves individualmente sem o problema de Debounce

utilizando a funo Button .

/**********************************************************************

Curso de Microcontroladores PIC

Linguagem C Compilador MikroC

Programa teste funo Button com vria chaves

Objetivo: Testar vrias chaves sem ter problema de rudo (Debounce).

*********************************************************************/

void main()

{

cmcon=0x07;

trisb=0; // define o PORTB como saida

trisa=0b00011110; // define todo o PORTA 1,2,3 e 4 como entrada

while(1)

{

if (button(&porta, 1, 20, 1)) // &port identifica o port, 1 identifica o pino,

// 20ms o tempo e 1 nvel para tecla acionada

portb.f0=1; // se pressionado aciona Rb0

else if (button(&porta, 2, 20, 1))

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portb.f1=1;

else if (button(&porta, 3, 20, 1))

portb.f2=1;

else if (button(&porta, 4, 20, 1))

portb.f3=1;

delay_ms(200);

}

}

Exerccio: 4) Imagine que vamos montar um circuito que controle atravs de 4 chaves

(ligar/desligar) a iluminao de uma casa. Esse controle ficar no quarto do casal, ao

lado da cama, podendo com praticidade controlar/monitorar a iluminao da casa.

Ento teremos as chaves em RA1, RA2 ,RA3 e RA4 e as sadas para acionar os

rels em RB0, RB1, RB2 e RB3.

Pressionado RA1 acende iluminao da sala e pressionado RA1 novamente apaga.

Idem para RA2 (cozinha), RA3 (quarto 1) e RA4 (quarto 2).

11. REFERNCIAS

Disponvel em:

David Jos de Souza , Desbravando o PIC

Disponvel em : Livro Microcontroladores PIC16F628A/648A Uma abordagem prtica objetiva Autor: Wagner da Silva Zanco

Disponvel em:

Microchip Technology Inc. (www.microchip.com)

Acessado em 04 outubro 2013.