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PIC16: Relógio e contagem até 9999d
O código abaixo, para microcontroladores PIC, foi escrito com a inteção inicial de apenas exibir dígitos em 4 displays de sete segmentos multiplexados através de 4 transistores. Entretanto, o código foi expandido para ter as seguintes funcionalidades:
- Conversão hexadecimal para BCD
- Relógio (clock de 20Mhz) com ticks de
- 1ms,
- 2ms,
- 10ms,
- 100ms,
- 1 segundo,
- 1 minuto,
- 30minutos,
- 1 hora;
Há duas funções de conversão de hexadecimal para BCD. Uma delas realiza a conversão de um número hexadecimal de 8 bits exibindo até dois dígitos nos displays e a outra, realiza a conversão de um número de 16 bits aproveitando todos os quatro dígitos do hardware alvo. O software utiliza a interrupção do TMR1 do PIC para fazer a temporização do "relógio". Para uma melhor organização da estrutura do código, o código a ser executado a cada intervalo de tempo foi levado para a seção "Relógio" após o loop principal main. Para tornar o sistema semelhante às interrupções originais, foi criado um conjunto de flags para os intervalos de tempo. As funções de conversão hexadecimal para BCD já foram discutidas em outros tópicos. Caso tenha alguma sugestão ou dúvida, deixe um comentário ou crie um tópico no fórum.
;********************************************************* ; LICENÇA GPLv3 ;********************************************************* ;{ ; Funções essenciais para a família de microcontroladores PIC16 ; Copyleft (C) 2008 Pedro Henrique ;This program is free software: you can redistribute it and/or modify ;it under the terms of the GNU General Public License as published by ;the Free Software Foundation, either version 3 of the License, or ;any later version. ;This program is distributed in the hope that it will be useful, ;but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of ;MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE. See the ;GNU General Public License for more details. ;You should have received a copy of the GNU General Public License ;along with this program. If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>. ;} ;********************************************************* ; 16F877A ;********************************************************* list p=16f877a #include p16f877a.inc __config _HS_OSC & _WDT_OFF & _LVP_OFF & _CP_OFF errorlevel -302 ;********************************************************* ; DIRETIVAS ;********************************************************* ; hardware para o display de 7 segmentos #define DISPLAY_7SEGMENTOS #define DELAY #define toBCD #define RELOGIO ;********************************************************* ; CONSTANTES ;********************************************************* ; PORTB conectada aos transistores e bits de dados (BCD) dos 4 displays de 7 segmentos #define PORT_DISPLAY_7SEGMENTOS PORTB ; relógio #define RF_1hora relogio_flags,7 #define RF_30min relogio_flags,6 #define RF_1min relogio_flags,5 #define RF_1seg relogio_flags,4 #define RF_100ms relogio_flags,3 #define RF_10ms relogio_flags,2 #define RF_2ms relogio_flags,1 #define RF_1ms relogio_flags,0 ;********************************************************* ; VARIÁVEIS ;********************************************************* cblock 0x20 ;{ ; VARIÁVEIS EXTERNAS k_low k_high ; interrupções - contexto w_temp status_temp ; tempo a ser atrasado, para funções delay_ms e delay_10us delay endc #ifdef RELOGIO cblock ; flags para o relógio relogio_flags relogio_1ms relogio_2ms relogio_10ms relogio_100ms relogio_1seg relogio_1min relogio_30min relogio_1hora endc #endif #ifdef toBCD ; 43:21 cblock ; utilizado nas rotinas de conversão BCD BCD_low ; número a ser convertido, 8 ou 16 bits BCD_high ; parte mais significativa, para 16 bits BCD_unidades ; 8 bits BCD_dezenas ; 8 bits BCD_centenas ; números de 16 bits BCD_milhares ; números de 16 bits ;variáveis externas display_high; mostra4digitos display_low; mostra4digitos posicao ; variáveis internas digitos_low ; menos significativo digitos_high ; mais significativo mostra1_digito_7seg mostra1_posicao_7seg endc #endif ;} ;********************************************************* ;********************************************************* ; MACROS ;********************************************************* BEGIN_CRITICO macro ;{ bcf INTCON,GIE endm END_CRITICO macro bsf INTCON,GIE endm ;} ;********************************************************* ;********************************************************* ; 0x00 ;********************************************************* org 0x00 goto start ;********************************************************* ; INTERRUPÇÕES ;********************************************************* org 0x04 ;{ ; salva contexto movwf w_temp swapf STATUS,w movwf status_temp btfsc PIR1,TMR1IF goto INT_TIMER1 btfsc INTCON, TMR0IF goto INT_TIMER0 btfsc INTCON,INTF goto INT_INT btfsc INTCON,RBIF goto INT_RB btfsc PIR1,TMR2IF goto INT_TIMER2 goto INT_FIM INT_TIMER1: ;{ ; TMR1 é utilizado no sistema de ticks. A cada 1 ms ; AJUSTE - 0,6us nop nop nop ; .2us * 8 * (65536(0xFFFF)-64911(0xFD8F) = 625 = 0x271) banksel TMR1H movlw 0xFD ; valor inicial para se obter um tick a cada 1ms movwf TMR1H movlw 0x91 ; testes demonstraram que 0x91 é o valor ótimo movwf TMR1L bsf T1CON,TMR1ON incf relogio_1ms,f bsf RF_1ms movlw 0x02 subwf relogio_1ms,w btfss STATUS,Z goto relogio_verifica_flags; diferente de 2 clrf relogio_1ms incf relogio_2ms,f bsf RF_2ms movlw 0x05 subwf relogio_2ms,w btfss STATUS,Z goto relogio_verifica_flags; diferente de 5 clrf relogio_2ms incf relogio_10ms,f bsf RF_10ms movlw .10 subwf relogio_10ms,w btfss STATUS,Z goto relogio_verifica_flags; diferente de 10 clrf relogio_10ms incf relogio_100ms,f bsf RF_100ms movlw .10 subwf relogio_100ms,w btfss STATUS,Z goto relogio_verifica_flags; diferente de 10 clrf relogio_100ms incf relogio_1seg,f bsf RF_1seg movlw .60 subwf relogio_1seg,w btfss STATUS,Z goto relogio_verifica_flags; diferente de 60 clrf relogio_1seg incf relogio_1min,f bsf RF_1min movlw .30 subwf relogio_1min,w btfss STATUS,Z goto relogio_verifica_flags; diferente de 30 clrf relogio_1min incf relogio_30min,f bsf RF_30min movlw .2 subwf relogio_30min,w btfss STATUS,Z goto relogio_verifica_flags; diferente de 2 clrf relogio_30min incf relogio_1hora,f bsf RF_1hora relogio_verifica_flags: ; TMR1 configurado para estourar de 1ms em 1ms btfsc RF_1ms call _1ms btfsc RF_1hora call _1hora btfsc RF_30min call _30min btfsc RF_1min call _1min btfsc RF_1seg call _1seg btfsc RF_100ms call _100ms btfsc RF_10ms call _10ms btfsc RF_2ms call _2ms relogio_fim: timer1_fim: bcf PIR1,TMR1IF goto INT_FIM ; ------------------------------------------------------------------------------------ ;} INT_TIMER0: ;{ ; TMR0 é utilizado na função delay #ifdef DELAY delay_int_ms: ; TMR0 = a cada 1 ms banksel delay movf delay,f btfss STATUS,Z decf delay,f banksel TMR0 movlw .217; (.256-.39) = 39 ciclos necessários movwf TMR0 goto delay_int_fim ; TMR0 = a cada 1 ms delay_int_fim: #endif timer0_fim: bcf INTCON,TMR0IF goto INT_FIM ; ------------------------------------------------------------------------------------ ;} INT_TIMER2: ;{ timer2_fim: bcf PIR1,TMR2IF goto INT_FIM ; ------------------------------------------------------------------------------------ ;} INT_RB: ;{ rb_fim: bcf INTCON,RBIF goto INT_FIM ; ------------------------------------------------------------------------------------ ;} INT_INT: ;{ int_int_fim: bcf INTCON,INTF goto INT_FIM ; ------------------------------------------------------------------------------------ ;} INT_FIM: ;{ swapf status_temp,w movwf STATUS swapf w_temp, f swapf w_temp,w retfie ;} ;} ; ------------------------------------------------------------------------------------ ;********************************************************* ; INÍCIO ;********************************************************* start: ;{ ; apaga RAM ;{ clrf TMR0 banksel delay clrf delay #ifdef RELOGIO clrf relogio_flags clrf relogio_1ms clrf relogio_2ms clrf relogio_10ms clrf relogio_100ms clrf relogio_1seg clrf relogio_1min clrf relogio_30min clrf relogio_1hora #endif RELOGIO #ifdef DISPLAY_7SEGMENTOS banksel BCD_low clrf BCD_low clrf BCD_high clrf BCD_unidades clrf BCD_dezenas clrf BCD_centenas clrf BCD_milhares clrf digitos_low clrf digitos_high clrf mostra1_digito_7seg clrf mostra1_posicao_7seg clrf posicao #endif ;} ; Ativa interrupções bsf INTCON,GIE ; ativa chave geral de interrupções bsf INTCON,PEIE ; ativa chave geral de periféricos banksel PIE1 bsf PIE1,TMR1IE ; TMR 1 #ifdef RELOGIO ; sistema de ticks banksel T1CON bcf T1CON,TMR1CS ; TMR1 é incrementado com o clock bsf T1CON,T1CKPS1 ; pre-scale configurado para TMR1 bsf T1CON,T1CKPS0 ; 1:8 bcf T1CON,T1OSCEN ; desativa oscilador externo ; .2us (20 Mhz) * 8 (scale) * (65536-64911 = 625 = 0x271) movlw 0xFD ; valor inicial para se obter um tick a cada 1ms movwf TMR1H movlw 0x8F movwf TMR1L bsf T1CON,TMR1ON ;---- #endif ; configura PORTB para uso com os displays de 7 segmentos banksel TRISB movlw 0x00 movwf TRISB ; PORTB banksel PORTB clrf PORTB ;---- banksel BCD_high movlw 0x00 movwf k_high movlw 0x00 movwf k_low ;} ;********************************************************* ;********************************************************* ; LOOP PRINCIPAL - MAIN ;********************************************************* main: ;{ banksel k_high movf k_high,w movwf BCD_high movf k_low,w movwf BCD_low call toBCD16 movf BCD_high,w movwf display_high movf BCD_low,w movwf display_low goto main ;} ;********************************************************* ;********************************************************* ; Relógio ;********************************************************* _1ms: bcf RF_1ms return ; _1ms ;------------------------------------------------------------------------------------ _2ms: bcf RF_2ms return ; _2ms ;------------------------------------------------------------------------------------ _10ms: banksel k_low incf k_low,f btfsc STATUS,Z incf k_high,f movlw 0x27 subwf k_high,w btfsc STATUS,C clrf k_high bcf RF_10ms return ; _10ms ;------------------------------------------------------------------------------------ _100ms: bcf RF_100ms return ; _100ms ;------------------------------------------------------------------------------------ _1seg: bcf RF_1seg return ; _1seg ;------------------------------------------------------------------------------------ _1min: bcf RF_1min return ; _1min ;------------------------------------------------------------------------------------ _30min: bcf RF_30min return ; _30min ;------------------------------------------------------------------------------------ _1hora: bcf RF_1hora return ; _1hora ;------------------------------------------------------------------------------------ ;********************************************************* ;********************************************************* ;<FUNÇÃO> ; delay_us ;{ ;<HARDWARE> ; <ARGUMENTOS> ; delay = quantidade de microsegundos a serem atrasados ;********************************************************* delay_us: ;clock = 20Mhz banksel delay decfsz delay,f goto delay_us return ; delay_us ;} ;********************************************************* ;********************************************************* ;<FUNÇÃO> ; delay_ms ;{ ;<HARDWARE> ; <ARGUMENTOS> ; delay = quantidade de milisegundos a serem atrasados ;********************************************************* delay_ms: ; função delay banksel OPTION_REG bcf OPTION_REG,T0CS ; TMR0 é incrementado com o clock bcf OPTION_REG,PSA ; pre-scale configurado para o TMR0 bcf OPTION_REG,PS0 ; 1:128 => PS2:PS0 = 110 bsf OPTION_REG,PS1 bsf OPTION_REG,PS2 banksel TMR0 movlw .217; (.256-.39) = 39 ciclos necessários movwf TMR0 bsf INTCON,TMR0IE ;---- delay_ms_loop: banksel delay movf delay,f btfsc STATUS,Z goto delay_ms_fim goto delay_ms_loop delay_ms_fim: bcf INTCON,TMR0IE return ; delay_ms ;} ;********************************************************* ;********************************************************* ;<FUNÇÃO> ; toBCD8 ;{ ; Converte um número de 8 bits em decimal para BCD ; <ARGUMENTOS> ; BCD_low = número de 8 bits a ser convertido em BCD ; <RETORNO> ; BCD_unidades = dígito menos significativo ; BCD_dezenas = dígito mais significativo ; BCD_low = ambos os dígitos ;********************************************************* #ifdef toBCD toBCD8 banksel BCD_low ; .100 invés de 99 para evitar o teste de igualdade movlw .100 ; verifica se o número é maior que .99 subwf BCD_low,w btfsc STATUS, C clrf BCD_low; apaga o número caso for maior que .99 clrf BCD_unidades ; apaga cálculos anteriores clrf BCD_dezenas dezenas_toBCD8: ; dígito mais significativo movlw .10 subwf BCD_low, f btfss STATUS, C goto unidades_toBCD8 incf BCD_dezenas,f goto dezenas_toBCD8 unidades_toBCD8: ; dígito menos significativo movlw .10 addwf BCD_low, f movf BCD_low, w movwf BCD_unidades swapf BCD_dezenas,w iorwf BCD_unidades,w movwf BCD_low ; retorna o resultado também em BCD_low return ; toBCD8 #endif ;} ;********************************************************* ;********************************************************* ;<FUNÇÃO> ; toBCD16 ;{ ; Converte um número de 16 bits em decimal para BCD ; <ARGUMENTOS> ; BCD_low = 8 bits menos significativos a serem convertido em BCD ; BCD_high = 8 bits mais significativos a serem convertido em BCD ; <RETORNO> ; BCD_unidades = dígito menos significativo ; BCD_dezenas = dígito das dezenas ; BCD_centenas = dígito das centenas ; BCD_milhares = dígito mais significativo ; BCD_low = dígitos menos significativos ; BCD_high = dígitos mais significativos ;********************************************************* #ifdef DISPLAY_7SEGMENTOS ; 20 Mhz: ; melhor tempo: 11,65 us ; pior tempo: 73,6 us toBCD16: banksel BCD_high movlw 0x27 ; verifica se o número é maior que .9999 = 0x270F subwf BCD_high,w btfsc STATUS, Z goto verifica_nibble_inferior_toBCD16 ; igual a 0x27? btfsc STATUS, C goto apagar_BCD_toBCD16 ; maior que 0x27? goto prosseguir_conversao_toBCD16 ; menor que 0x27? verifica_nibble_inferior_toBCD16: movlw 0x0F ; verifica se o número é maior que .9999 = 0x270F subwf BCD_low,w btfsc STATUS, Z ; igual a 0x000F? goto prosseguir_conversao_toBCD16 btfsc STATUS, C ; maior que 0x000F? goto apagar_BCD_toBCD16 goto prosseguir_conversao_toBCD16 apagar_BCD_toBCD16: ; caso o número seja maior que 9999 clrf BCD_low clrf BCD_high prosseguir_conversao_toBCD16: clrf BCD_unidades ; apaga cálculos anteriores clrf BCD_dezenas clrf BCD_centenas clrf BCD_milhares ; INÍCIO DO PROCESSO DE CONVERSÃO milhares_toBCD16: ; dígito mais significativo movlw 0x03 subwf BCD_high,f btfsc STATUS,C goto milhares_low_toBCD16 ; >= 0x03 movlw 0x03 addwf BCD_high,f goto centenas_toBCD16 milhares_low_toBCD16: movlw 0xE8 subwf BCD_low,f btfsc STATUS,C goto incrementa_milhares_toBCD16; >= 0xE8 movf BCD_high,w btfsc STATUS,Z goto milhares_retorna_toBCD16 ; não é possível decf BCD_high,f ; empréstimo efetuado goto incrementa_milhares_toBCD16 milhares_retorna_toBCD16: movlw 0x03 ; restaura valor original addwf BCD_high,f movlw 0xE8; restaura valor original addwf BCD_low,f goto centenas_toBCD16 ; O número já não é maior que 1000 incrementa_milhares_toBCD16: incf BCD_milhares,f ; milhar contabilizado goto milhares_toBCD16 centenas_toBCD16: movlw 0x64 subwf BCD_low,f btfss STATUS,C ; BCD_low é menor que 0x64? goto empresta_um_toBCD16 ; Sim, tenta empréstimo incf BCD_centenas,f goto centenas_toBCD16 empresta_um_toBCD16: movlw 0x01 subwf BCD_high,f ; subwf seta o Carry btfss STATUS,C goto centenas_retorna_toBCD16 ; empréstimo impossível incf BCD_centenas,f goto centenas_toBCD16 centenas_retorna_toBCD16: incf BCD_high,f movlw 0x64 addwf BCD_low,f goto dezenas_toBCD16 ;copiado de toBCD8 ------------ dezenas_toBCD16: ; dígito mais significativo movlw .10 subwf BCD_low, f btfss STATUS, C goto unidades_toBCD16 incf BCD_dezenas,f goto dezenas_toBCD16 unidades_toBCD16: ; dígito menos significativo movlw .10 addwf BCD_low, f movf BCD_low, w movwf BCD_unidades ;copiado de toBCD8 ------------ ; O resutado pode ser obtido tanto no BCD_low e BCD_high ou ; nos quatro files referentes às unidades, dezenas, centenas e milhares swapf BCD_milhares,w iorwf BCD_centenas,w movwf BCD_high ; retorna o resultado também em BCD_high swapf BCD_dezenas,w iorwf BCD_unidades,w movwf BCD_low ; retorna o resultado também em BCD_low return ; toBCD16 #endif ;} ;********************************************************* ;********************************************************* ;<FUNÇÃO> ; mostra1digito ;{ ; Exibe um dígito <digito> no display de 7 segmentos de nº <mostra1_posicao_7seg> ;<HARDWARE> ; 4 displays de sete segmentos multiplexados ; através de 4 transistores e o dado codificado em BCD. ; Os 8 bits estarão conectados na porta PORT_DISPLAY_7SEGMENTOS ; <ARGUMENTOS> ; mostra1_digito_7seg (f) = um dígito (0 a 9) a ser exibido ; mostra1_posicao_7seg (f) = número (0 a 4) estabelece qual display ; deve ser utilizado para exibir o dígito. ;********************************************************* #ifdef DISPLAY_7SEGMENTOS mostra1digito: banksel mostra1_posicao_7seg movf mostra1_posicao_7seg, w andlw b'00000111' ; Posicação máxima = 4° display movwf mostra1_posicao_7seg sublw 4 ; Posicação máxima = 4° display btfss STATUS,C clrf mostra1_posicao_7seg ; posicao > 4 = nenhum display ativo movf mostra1_digito_7seg,w ; apenas o primeiro nibble é válido andlw b'00001111' movwf mostra1_digito_7seg movlw HIGH decodifica_7seg movwf PCLATH movf mostra1_posicao_7seg,w call decodifica_7seg ; 4 bits mais significativos iorwf mostra1_digito_7seg, w; 4 bits menos significativos movwf PORT_DISPLAY_7SEGMENTOS return ; mostra1digito #endif ;********************************************************* ;********************************************************* ;<TABELA> ; decodifica_7seg ; <ARGUMENTOS> ; w = posicao do display em decimal a ser decodificado ;********************************************************* #ifdef DISPLAY_7SEGMENTOS ; primeiros 4 bits = transistores de multiplexação decodifica_7seg: addwf PCL,f retlw b'00000000' ; nenhum display retlw b'00010000' ; 1° display retlw b'00100000' ; 2° display retlw b'01000000' ; 3° display retlw b'10000000' ; 4° display retlw b'00000000' ; apenas em caso de erro retlw b'00000000' ; apenas em caso de erro retlw b'00000000' ; apenas em caso de erro return ; apenas em caso de erro, tabela #endif ;} ;********************************************************* ;********************************************************* ;<FUNÇÃO> ; mostra4digitos ;{ ; Exibe quatro dígitos <digito> nos 4 displays de 7 segmentos utilizando a função ; mostra1digito ;<HARDWARE> ; 4 displays de sete segmentos multiplexados ; através de 4 transistores e o dado codificado em BCD. ; <ARGUMENTOS> ; digitos_low (f) = dois dígitos BCD (0 a 9) menos significativos ; digitos_high (f) = dois dígitos BCD (0 a 9) mais significativos ;********************************************************* #ifdef DISPLAY_7SEGMENTOS banksel display_low ;1º digito - menos significativo: digito_1: movf posicao,f btfss STATUS,Z goto digito_2 movf display_low,w movwf mostra1_digito_7seg movlw 0x01 movwf mostra1_posicao_7seg call mostra1digito goto digito_fim ;2º digito digito_2: movlw 0x01 subwf posicao,w btfss STATUS,Z goto digito_3 swapf display_low,w movwf mostra1_digito_7seg movlw 0x02 movwf mostra1_posicao_7seg call mostra1digito goto digito_fim ;3º digito digito_3: movlw 0x02 subwf posicao,w btfss STATUS,Z goto digito_4 movf display_high,w movwf mostra1_digito_7seg movlw 0x03 movwf mostra1_posicao_7seg call mostra1digito goto digito_fim ;4º digito - mais significativo: digito_4: swapf display_high,w movwf mostra1_digito_7seg movlw 0x04 movwf mostra1_posicao_7seg call mostra1digito digito_fim: incf posicao,f movlw 0x04 subwf posicao,w btfsc STATUS,Z clrf posicao ; posicao = 0 até 3 #endif ;} ;********************************************************* end
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