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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 ele 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: a primeira realiza a conversão de um número hexadecimal de 8 bits exibindo até dois dígitos nos displays e a outra converte 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 de sua estrutura, o código a ser executado a cada intervalo de tempo foi lmovido para a seção "Relógio" após o loop principal main.
E 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.
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;*********************************************************
; 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)
#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
;}
;*********************************************************
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