MICROCONTROLADORES PIC - TEORIA - PARTE 2

RESET, CLOCK, ALIMENTAÇÃO E SET DE INSTRUÇÕES

O OSCILADOR DO PIC

O oscilador ou clock do PIC16F84 pode ser configurado de 4 maneiras distintas, dependendo do uso. Esta configuração é feita via software e é aceita pelo microcontrolador durante sua gravação. O clock determinará a velocidade de operação do microcontrolador. Atualmente o PIC16F84 é distribuído com clock’s de 4MHz, 10MHz e 20MHz. Devemos escolher a freqüência máxima de operação do microcontrolador de acordo com as tarefas que o mesmo irá executar. Na grande maioria dos projetos a versão de 4MHz é mais que suficiente. A figura abaixo mostra os modos possíveis de oscilação.

• Oscilador RC – O microcontrolador PIC pode oscilar com o uso de uma rede RC. Nesta configuração a velocidade de operação do PIC não é grande e também não é muito precisa, mas para executar tarefas que não necessitem de precisão no “clock” e de grande velocidade de operação, esta opção é a mais simples e pode ser utilizada.

• Oscilador LP – Esta opção permite ao PIC utilizar um cristal de baixa potência. Sua operação e configuração são iguais ao modo XT.

• Oscilador XT – Nesta opção o PIC utiliza um cristal comum para realizar seu clock. Esta configuração é a mais utilizada, sendo necessário apenas um cristal e dois capacitores cerâmicos ligados ao PIC.

• Oscilador HS – A configuração HS deve ser utilizada com cristais ou ressonadores de alta freqüência. Geralmente clock’s maiores que 8MHz utilizam esta configuração.

• Oscilador externo – Também podemos utilizar um oscilador externo. Neste caso o sinal de clock é inserido no pino OSC1/CLKIN. O pino OSC2/CLKOUT deve ficar aberto (sem conexão).

Na tabela abaixo temos um demonstrativo das freqüências de “clock” alcançadas para as configurações LP/XT/HS. Vale salientar que o PIC divide o clock internamente por 4. Por exemplo, com um cristal de 4MHz o PIC terá um tempo de 1 micro segundo para cada ciclo de máquina. Apesar desta divisão, a velocidade ainda é boa se comparada a outros microcontroladores como 0 8051 (com divisão por até 12), já que para a maioria das instruções o consumo é de apenas um ciclo de máquina.

Tabela – Relação modo/freqüência/capacitores

O RESET DO PIC

O PIC possui internamente circuitos que controlam o que chamamos de Power-on reset. Basicamente isso significa que o microcontrolador necessita de poucos (ou nenhum) componentes externos para realizar o start-up. Sempre que ligamos um circuito com o PIC ele aguardará até que a tensão se estabilize para iniciar qualquer processamento. Isso evita que o microcontrolador trave logo no inicio e também economiza espaço na PCI (placa de circuito impresso).

Você necessita apenas de um único componente para realizar o reset do microcontrolador durante o start-up: um resistor, ligado entre o pino de reset e o VCC, com valores entre 560R e 2k2  é mais que suficiente. Você poderá ainda inserir uma chave para reset manual no PIC, ligada entre o pino de reset e o “terra”. Veja a figura abaixo.

Agora você já pode dizer que conhece o clock e também o reset do PIC e poderá assim entender melhor os circuitos a serem apresentados a partir daqui. Note a simplicidade do circuito da figura abaixo. Ele utiliza pouquíssimos componentes: um cristal de 4MHz, dois capacitores cerâmicos de 33pF e um resistor de 1k. Esta configuração será adotada na maioria dos exercícios que serão propostos.

ALIMENTAÇÃO PARA O PIC

A alimentação do PIC pode é feita, geralmente, com uma tensão de 5 V. Para a tolerância, devemos adotar o padrão TTL com a alimentação variando +/- 10% máximos.

Também é possível utilizar tensões de 2.7 V a 3.3 V para alimentar um PIC. Porém isto deve estar previsto para a versão e a mesma só é utilizada em equipamentos portáteis de baixo consumo. Neste caso é recomendável que o clock não ultrapasse 100KHz, para um melhor consumo.

SET DE INSTRUÇÕES

O set de instruções da família PIC16F é pequeno, mas muito poderoso. Ele é composto por 35 instruções e estas são comuns na família 16F, o que permite uma fácil adaptação para outros microcontroladores da mesma família. Os opcode’s são formados por 14 bits, o que permite ao microcontrolador ler em um único ciclo de máquina a maioria das instruções de programa, permitindo um aumento significativo na velocidade de processamento e também na redução do espaço de memória a ser utilizado pelo programa. Na tabela abaixo temos o set de instruções, devidamente comentado.

Para um melhor entendimento da tabela, utilize a seguinte notação:

• (f) Endereço do registrador

• (d) “1” para resultado em (f) ou “0” para resultado em (w)

• (b) bit a ser modificado

• (k) valor (1 byte) em binário, octal, hexadecimal ou ASCII

• “C” – bit carry no registro Status

• “Z” – bit zero no registro Status

• “DC” – bit carry/borrow no registro Status

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