[PIC] Compilador, IDE, Configuration Bits e um Inicio...

Olá, 

Este irá ser o meu primeiro tutorial sobre PICs. A partir deste ponto irei assumir que você sabe o que é um PIC, tem algum conhecimento sobre os microcontroladores e uma noção de programação. Caso contrário, pode ser bem difícil entender o restante do assunto.

Como qualquer outro microcontrolador, os PICs devem ser programados em linguagem de máquina. Porém, com a evolução das arquiteturas (PICs cada vez mais "espaçosos" e rápidos) e da complexidade dos códigos, muitos compiladores começaram a aparecer a fim de trazer mais facilidade ao programador na hora de elaborar seu código. A maioria desses compiladores "traduzem" uma espécie de código em C em código Assembly para dai compilar em um arquivo ".hex" que deve ser gravado no PIC. Alguns exemplos desses compiladores são: CCS, mikroC, hi-tech e, finalmente, os compiladores XC que são fornecidos pela microchip e possuem uma versão gratuita. 

Para que seja possível iniciar a programação do PIC você deverá fazer o download da IDE da microchip, o MPLAB (no meu caso estou utilizando o MPLAB X v2.25) e, como o PIC utilizado é da série 18, o compilador XC8 também deverá ser instalado.
nota: também é extremamente necessário que você tenha o datasheet do seu PIC. No nosso caso, o datasheet do PIC 18F4550.

Após tudo instalado, abra o MPLAB X.

Figura 1: Tela Inicial do MPLAB X.

Clique em File >> New Project, seleciona a opção Standalone Project.

Figura 2: Configurando um Novo Projeto.

Na próxima janela, "Select Device", indique a família do PIC (PIC 18) e em device selecione o PIC18F4550. Clique em next.

Em Select Tool devemos definir qual o gravador que iremos utilizar, selecione e clique em next mais uma vez.

Agora o compilador deverá ser selecionado, como estamos utilizando o XC8, clique nele e prossiga. 

Figura 3: Selecionando o Compilador.

Na janela que segue, indique o nome do seu projeto e sua pasta.

Figura 4: Finalizando o Wizard do novo projeto.

No canto esquerdo, na aba "files", clique com o botão direito em cima do projeto em que você acabou de criar e crie um novo arquivo "C Source File".

Figura 5: Crie um novo arquivo "C source".

Na janela que aparece, indique um nome para seu arquivo. No meu caso eu nomeei de "main.c", clique em finish.

Figura 6: "main.c" deve surgir na pasta do seu projeto.

Agora devemos fazer algumas configurações de inicialização para o PIC. Isso pode ser feito utilizando o MPLAB X. 

Em Window >> PIC Memory Views >> clique em Configuration Bits.

Figura 7: Habilitar janela Configuration Bits.

Na janela de Configuration Bits você é capaz de gerar o código para inicialização do seu PIC de acordo com seu projeto.

No datasheet você pode encontrar mais informações sobre para que você configure seu oscilador (que produz um clock para o seu PIC). Nesse exemplo a opção escolhida é de utilizar os componentes internos do PIC para obter um clock de 8 MHz.

Figura 8: Configuração do Oscilador.

Para configurar utilizando a janela Configuration Bits basta selecionar as opções e clicar no botão Generate Source Code to Output.

Figura 9: Configuration Bits.

Para esse exemplo podemos desligar o WDT (watchdog timer), BOR (Brown out Voltage), LVP (Low Voltage Programming) e PBADEN (seta as portas B são pinos digitais). Pesquise no datasheet para obter mais informações sobre essas funções, elas podem ser de grande importância em projetos futuros.

Copie o código gerado para seu programa, esse código servirá como um cabeçalho para os seus projetos. Observe que nesse código existe um "include <xc.h>" esse comando insere a biblioteca xc.h responsável por incluir informações sobre o seu PIC.

Todo programa em C deve possuir uma, e somente uma, função main(); porém, ela muda de acordo com o compilador. No XC8, ela deve retorna um número inteiro, o valor 0 indica que a função retornou um valor válido (nenhum erro ocorreu). 

O código do programa para piscar o led deve ser similar ao mostrado abaixo.

-- nessa parte vem todos os includes e bits de configuração gerados pelo Configuration Bits --

int main(void){

    OSCCONbits.IRCF = 0b111; // de acordo com o datasheet, Fosc = 8 MHz

    TRISB = 0b00000000; // seta todas as portas B para serem saídas

    while(1){ // loop para rodar o programa "infinitamente"

        LATBbits.LATB0 = ~PORTBbits.RB0; // inverte a saida do pino RB0

        // delay de 0,25s

        _delay(100000); // (4/8.000.000)*100.000 = 0,05 seg

        _delay(100000);

        _delay(100000);

        _delay(100000);

        _delay(100000);

    }

    return 0;

}

Informações mais detalhadas sobre os registradores podem ser encontradas no datasheet. 

O cálculo do delay é relativamente simples. A função _delay(x); "descarta" uma quantidade X de ciclo de instrução do PIC, o tempo dessa instrução é dado por 4/Fosc (no nosso caso, 8MHz) e é assim que obtemos um atraso de 0,25s para visualizar o LED piscando.

Compile seu código e grave no seu PIC ou simule.

Figura 10: Botão para criar o arquivo .hex no MPLAB X. 

Figura 11: Simulação do projeto no ISIS "Proteus". 

Pronto! Seu PIC alterna o seu LED a cada período de tempo de aproximadamente 0,25s! Bom trabalho! 

Confira o código completo abaixo. 

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// PIC18F4550 Configuration Bit Settings

// 'C' source line config statements

#include <xc.h>

// #pragma config statements should precede project file includes.

// Use project enums instead of #define for ON and OFF.

// CONFIG1L

#pragma config PLLDIV = 1       // PLL Prescaler Selection bits (No prescale (4 MHz oscillator input drives PLL directly))

#pragma config CPUDIV = OSC1_PLL2// System Clock Postscaler Selection bits ([Primary Oscillator Src: /1][96 MHz PLL Src: /2])

#pragma config USBDIV = 1       // USB Clock Selection bit (used in Full-Speed USB mode only; UCFG:FSEN = 1) (USB clock source comes directly from the primary oscillator block with no postscale)

// CONFIG1H

#pragma config FOSC = INTOSCIO_EC// Oscillator Selection bits (Internal oscillator, port function on RA6, EC used by USB (INTIO))

#pragma config FCMEN = OFF      // Fail-Safe Clock Monitor Enable bit (Fail-Safe Clock Monitor disabled)

#pragma config IESO = OFF       // Internal/External Oscillator Switchover bit (Oscillator Switchover mode disabled)

// CONFIG2L

#pragma config PWRT = OFF       // Power-up Timer Enable bit (PWRT disabled)

#pragma config BOR = OFF        // Brown-out Reset Enable bits (Brown-out Reset disabled in hardware and software)

#pragma config BORV = 3         // Brown-out Reset Voltage bits (Minimum setting)

#pragma config VREGEN = OFF     // USB Voltage Regulator Enable bit (USB voltage regulator disabled)

// CONFIG2H

#pragma config WDT = OFF        // Watchdog Timer Enable bit (WDT disabled (control is placed on the SWDTEN bit))

#pragma config WDTPS = 32768    // Watchdog Timer Postscale Select bits (1:32768)

// CONFIG3H

#pragma config CCP2MX = ON      // CCP2 MUX bit (CCP2 input/output is multiplexed with RC1)

#pragma config PBADEN = OFF     // PORTB A/D Enable bit (PORTB<4:0> pins are configured as digital I/O on Reset)

#pragma config LPT1OSC = OFF    // Low-Power Timer 1 Oscillator Enable bit (Timer1 configured for higher power operation)

#pragma config MCLRE = ON       // MCLR Pin Enable bit (MCLR pin enabled; RE3 input pin disabled)

// CONFIG4L

#pragma config STVREN = ON      // Stack Full/Underflow Reset Enable bit (Stack full/underflow will cause Reset)

#pragma config LVP = OFF        // Single-Supply ICSP Enable bit (Single-Supply ICSP disabled)

#pragma config ICPRT = OFF      // Dedicated In-Circuit Debug/Programming Port (ICPORT) Enable bit (ICPORT disabled)

#pragma config XINST = OFF      // Extended Instruction Set Enable bit (Instruction set extension and Indexed Addressing mode disabled (Legacy mode))

// CONFIG5L

#pragma config CP0 = OFF        // Code Protection bit (Block 0 (000800-001FFFh) is not code-protected)

#pragma config CP1 = OFF        // Code Protection bit (Block 1 (002000-003FFFh) is not code-protected)

#pragma config CP2 = OFF        // Code Protection bit (Block 2 (004000-005FFFh) is not code-protected)

#pragma config CP3 = OFF        // Code Protection bit (Block 3 (006000-007FFFh) is not code-protected)

// CONFIG5H

#pragma config CPB = OFF        // Boot Block Code Protection bit (Boot block (000000-0007FFh) is not code-protected)

#pragma config CPD = OFF        // Data EEPROM Code Protection bit (Data EEPROM is not code-protected)

// CONFIG6L

#pragma config WRT0 = OFF       // Write Protection bit (Block 0 (000800-001FFFh) is not write-protected)

#pragma config WRT1 = OFF       // Write Protection bit (Block 1 (002000-003FFFh) is not write-protected)

#pragma config WRT2 = OFF       // Write Protection bit (Block 2 (004000-005FFFh) is not write-protected)

#pragma config WRT3 = OFF       // Write Protection bit (Block 3 (006000-007FFFh) is not write-protected)

// CONFIG6H

#pragma config WRTC = OFF       // Configuration Register Write Protection bit (Configuration registers (300000-3000FFh) are not write-protected)

#pragma config WRTB = OFF       // Boot Block Write Protection bit (Boot block (000000-0007FFh) is not write-protected)

#pragma config WRTD = OFF       // Data EEPROM Write Protection bit (Data EEPROM is not write-protected)

// CONFIG7L

#pragma config EBTR0 = OFF      // Table Read Protection bit (Block 0 (000800-001FFFh) is not protected from table reads executed in other blocks)

#pragma config EBTR1 = OFF      // Table Read Protection bit (Block 1 (002000-003FFFh) is not protected from table reads executed in other blocks)

#pragma config EBTR2 = OFF      // Table Read Protection bit (Block 2 (004000-005FFFh) is not protected from table reads executed in other blocks)

#pragma config EBTR3 = OFF      // Table Read Protection bit (Block 3 (006000-007FFFh) is not protected from table reads executed in other blocks)

// CONFIG7H

#pragma config EBTRB = OFF      // Boot Block Table Read Protection bit (Boot block (000000-0007FFh) is not protected from table reads executed in other blocks)

int main(void){

    OSCCONbits.IRCF = 0b111; // de acordo com o datasheet, Fosc = 8 MHz

    TRISB = 0b00000000; // seta todas as portas B para serem saídas

    while(1){ // loop para rodar o programa "infinitamente"

        LATBbits.LATB0 = ~PORTBbits.RB0; // inverte a saida do pino RB0

        // delay de 0,25s

        _delay(100000); // (4/8.000.000)*100.000 = 0,05 seg

        _delay(100000);

        _delay(100000);

        _delay(100000);

        _delay(100000);

    }

    return 0;

}

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