Interrupciones en Microcontroladores PIC

Fuentes de interrupción y registros asociados

Las interrupciones en los microcontroladores PIC de gama media son enmascarables y fijas.Esto significa que las interrupciones se pueden habilitar o deshabilitar a nivel global, así como cada fuente de interrupción se puede activar o desactivar individualmente, como se muestra en la Figura 7.7. Para que una solicitud de interrupción sea atendida, tanto la fuente de interrupción como el sistema en su conjunto (interrupción global) deben estar habilitados.El sistema se habilita o inhabilita globalmente mediante el bit GIE (global interrupt enable) del registro especial de función INTCONLos dispositivos que pueden generar solicitudes de interrupción son habilitados o deshabilitados por bits en los registros INTCON, PIE1 y PIE2.

Debido a las interrupciones fijas, cuando una interrupción es atendida, el microcontroladorejecuta la instrucción almacenada en la dirección 4 de la memoria del programa.Al escribir la subrutina de servicio de interrupción, el programador debeencontrar la fuente que pidió la interrupción. Esto se hace mediante la lecturade los bits apropiados en los registros de funciones especiales (INTCON, PIR1, yPIR2) asociados con el sistema de interrupción en el PIC.

Cuando se solicita una interrupción (suponiendo que el sistema global y la fuente especifica de interrupción están habilitados), el microcontrolador termina de ejecutar la instrucción actual, almacena el contador de programa en la pila, y salta a la dirección 4 en la memoria del programa.El tiempo transcurrido entre el momento en que la interrupción es solicitada y la ejecución de la primera instrucción en la “subrutina de servicio de interrupción” localizada en el rango 4 de direcciones es de 3 a 3.75 ciclos de la máquina. Este tiempo es llamado “tiempo de latencia”.El tiempo de latencia exacto depende del momento específico dentro del ciclo de máquina en el que la interrupción es solicitada y si la solicitud es interna o externa. La Figura 7.5 ilustralas operaciones llevadas a cabo por el microcontrolador en el tiempo de latencia. En primer lugar, debe terminar con la instrucción que estaba siendo ejecutada cuando la interrupción fue solicitada. Entonces, el valor del contador de programa (PC) apuntando a la siguiente instrucción se almacena en la pila. Por último, el microcontrolador establece el PC en la dirección 0004, haciendo el salto del programa a la ejecución de la primera dirección del “programa de servicio de interrupción”. Cuando una solicitud de interrupción está siendo atendida, el sistema de interrupción global está desactivado (GIE bit con valor 0).

Cada módulo E/S puede generar por lo menos una solicitud de interrupción. Las posiblesfuentes de interrupción son:

Interrupción externa en pin INT del microcontrolador Interrupción debido a un cambio en la lógica de Estado entradas RB4: RB7 en el puerto B Interrupción debido al desbordamiento de Timer0, Timer1, o Timer2 Interrupción debido a un evento en el módulo de CCP (Capture, Compare and Pulse Width

Modulation) Interrupción en el puerto serie USART Interrupción debida al conversor A/D

Figura 7.5Operaciones del microcontrolador durante el tiempo de latencia: la instrucción actual está terminada, el valor del PC se almacena en la pila, y el PC se carga con 0004, haciendo que se ejecute la primera instrucción en la subrutina de servicio de interrupción. Cuando se ejecuta esta subrutina, el sistema de interrupción esta deshabilitado. La instrucción retfie, utilizada para volver al programa interrumpido, activa nuevamente el sistema de interrupción.

Todos los microcontroladores PIC de gama media usan al menos un registro especial de función para el control de las interrupciones: el registro INTCON. Este registro controla las interrupciones externas (de pin INT), la interrupción debido a cambios en pines RB4 a RB7, y la interrupción por desbordamiento TIMER0. También esta el bit (GIE) para habilitar globalmente las interrupciones. Las restantes fuentes de interrupción son controladas con los registros PIE1, PIR1, PIE2 y PIR2. Figura 7.6 muestra el bit GIE en el registro de control de interrupción INTCON.

La descripción de cada bit es:

GIE (habilitación global de interrupción). Este bit activa (GIE = 1) o desactiva(GIE = 0) el sistema global de interrupciones del microcontrolador.

Cuando una interrupción es solicitada, este bit se ajusta automáticamente a 0. Por lo tanto,los sistemas de interrupción se desactivaran hasta que GIE = 1. El retorno de instrucción al final de la subrutina de servicio de interrupción (retfie) establece el bit GIE a 1, lo que activa nuevamente el sistema global de interrupción en el PIC. En un reset, el bit GIE se establece a 0, desactivando el

sistema de interrupción.

PEIE (habilitación de interrupción periférica). Este bit habilita las fuentes de interrupciónno presentes en el registro INTCON, pero presentes en los registros PIE.T0IE, T0IF. Estos bits están relacionados con la interrupción de Timer0. CuandoT0IE = 1, la interrupción de Timer0 está habilitada. T0IF indica desbordamientodel Timer0. Cuando este bit se pone a 1 se genera una solicitud de interrupción si T0IE = 1.INTE, INTF. Estos bits están relacionados con la interrupción externa. El bit INTEhabilita esta interrupción. El bit INTF es una bandera que indica la detección de un flanco (elevación o descenso) en el pin INT de entrada.RBIE, RBIF. Estos bits están relacionados con la interrupción debida a un cambiodel nivel en los bits RB4 a RB7. RBIE = 1 habilita esta interrupción. RBIF es una bandera que indica un cambio en uno de los pines RB4 a RB7. Si RBIE = 1, se produce una interrupción.

Figura 7.7Papel de los bits en el registro INTCON en el sistema de interrupción para microcontroladores PIC de gama media. El sistema se activa o desactiva con el bit GIE. Cada fuente de interrupción tiene un bit de control que activa o desactiva la petición de interrupción. Las peticiones de interrupción se muestran en las banderas T0IF, INTF y RBIF independientemente de su orden de llegada al CPU.

Figura 7.7 ilustra el funcionamiento de bits en el registro INTCON. La petición de la interrupción externa se realiza a través del pin INT. Este pin funciona en el pin RB0 del puerto B en la mayoría de los microcontroladores PIC de gama media. Esta interrupción se produce por un flanco de la señal conectada al pin INT.

El bit INTEDG en el registro OPTION (bit OPTION<6>) selecciona un flanco ascendente o descendente. La interrupción externa está marcada por el bit INTF en el registro INTCON, y se activa o desactiva con el bit INTE en este mismo registro.

Si los pines RB4 a RB7 han sido programados como entradas y hay un cambio de nivel en la lógica de las señales en cualquiera de estas entradas, se generara una solicitud de interrupción. En este caso, el bit RBIF en el registro INTCON se establece en 1. Esta interrupción puede ser activada o desactivada con el bit RBIE del mismo registro.

Esta interrupción puede ser utilizada para despertar al microcontrolador cuando se encuentra en modo de bajo consumo (sleep mode).

Figura 7.8 muestra un circuito simplificado utilizado para generar la interrupción por un cambio de nivel en cualquiera de las entradas RB4 a RB7. La señal en el pin es muestreada dos veces en dos intervalos de tiempo diferentes en función de Q1 y Q3 en el ciclo de la máquina (Figura 2.2). Si el nivel lógico de la señal en el pin ha cambiado en el tiempo de muestreo, la salida Q para el D será diferente, haciendo que la salida de la puerta XOR sea igual a 1. Esto establece el bit RBIF a 1, por lo tanto genera una solicitud de interrupción. Para que este proceso tenga lugar, los pines deben estar configurados como pines de entrada, es decir, bit TRISB<i> = 1.Los registros PIE y PIR controlan la interrupción de los distintos módulos periféricos en el microcontrolador PIC. El registro PIE (PIE1, PIE2) contiene los bits para habilitar o deshabilitar las interrupciones de periféricos. El registro PIR (PIR1, PIR2) contiene los bits que indican que una interrupción ha sido solicitada por los distintos periféricos. La estructura de estos registros,es decir, el significado de los bits y su posición dentro de un registro, cambia de un PIC a otro.

Figura 7.8Circuito simplificado asociado a los pines RB4 a RB7 programados como entradas. La figura ilustra la generación de interrupciones debido a cambios en el nivel lógico de las entradas. Q1 y Q3 son señales internas correspondientes a estados de igual nombre en un ciclo de máquina(Vea la Figura 2.2).

Ejemplo 7.2Registros PIE y PIR en el PIC16F87x. La estructura y composición de los registros PIE y PIR dependerá del modelo de PIC utilizado debido a que la disposición de Módulos I/O también dependen de cada dispositivo. La familia de microcontroladores PIC16F87x tiene dos registros PIE (PIE1 y PIE2) y dos registros PIR (PIR1 y PIR2). Su estructura se muestra en la Figura 7.9. La Tabla 7.2 muestra el nombre de los bits y los módulos E/S asociados con ellos.

Para que una solicitud de interrupción realmente interrumpa el programa en ejecución, primero es necesario que el sistema de interrupción en el PIC este habilitado.Esto significa que el bit GIE en el registro INTCON debe ser 1. En segundo lugar, es necesario que el origen de la interrupción este también habilitado. Por ejemplo, en el caso de una interrupción externa, el bit INTE en el registro INTCON debe ser 1.En estas condiciones, la solicitud tendrá éxito. Durante la ejecución de la interrupción el bit GIE es puesto automáticamente en 0, deshabilitando las interrupciones. Por lo tanto, nuevas interrupciones no recibirán servicio. El sistema de interrupción global será nuevamente habilitado cuando el microcontrolador ejecute la instrucción retfie para volver al programa que se había interrumpido. La instrucción retfie restablece el bit GIE en 1, lo que habilita nuevamente el sistema global de interrupciones. Esto deja al microcontrolador PIC listo para atender nuevas solicitudes de interrupción.

Cuando se produce un reset, el bit GIE se establece en 0, por lo tanto el microcontrolador no atenderá cualquier solicitud de interrupción después de un reset. Por ejemplo, cuando el microcontrolador se enciende por primera vez, comienza a trabajar con el sistema de interrupción deshabilitado. El programador tiene que habilitar las interrupciones mediante el ajuste del bit GIE a 1.

Los bits que controlan las interrupciones individuales (T0IE, INTE, etc) no se modifican cuando se solicita una interrupción. Las banderas de interrupción individuales (T0IF, INTF, etc) se establecen automáticamente en 1 para informar sobre la solicitud de interrupción. Ellos se pueden setear nuevamente a 0 por el programa que atiende la solicitud de interrupción.

Subrutina de Servicio de Interrupción - Estructura

Las interrupciones son eventos que pueden ocurrir en cualquier momento durante la ejecución de una instrucción. No es posible predecir que instrucción se estará ejecutando cuando llegue una solicitud de interrupción del CPU. Esta situación obliga al programador a tomar precauciones para mantener la integridad de los registros que se usan en el programa interrumpido y el programa que atiende a la interrupción. Los registros más utilizados son el W y el STATUS.Por lo tanto, sus valores, cuando la interrupción es solicitada deben ser almacenados en la memoria, y una vez que la subrutina de servicio de interrupción ha terminado, estos valores deben ser restaurados para continuar con la ejecución del programa.En la mayoría de los microprocesadores y microcontroladores, los valores de los registros se almacenan en la pila. Esto se hace usando instrucciones de cómo PUSH registro para almacenar un registro en la pila y POP registro para recuperar los valores. La estructura de pila LIFO permite anidar varias subrutinas de servicio de interrupción. Por lo tanto, el subprograma de servicio de interrupción puede ser interrumpido por un segundo programa, aunque el primero no haya terminado todavía. Esto logra sistemas de interrupción muy complejos y de gran alcance.Los microcontroladores PIC de gama media no tienen instrucciones como PUSH o POP, y la pila sólo puede almacenar el contador de programa. La ausencia de una pila para almacenar el contenido de los registros, mientras que una interrupción está siendo atendida hace que sea muy difícil anidar subrutinas de servicio de interrupción. Por lo tanto, el sistema de interrupción en este tipo de microcontrolador es relativamente simple. Si el microcontrolador esta atendiendo una solicitud de servicio de interrupción y recibe otra solicitud de interrupción, la nueva solicitud de interrupción deberá esperar hasta que la primera haya terminado antes de ser atendida. Esto esta garantizado intrínsecamente en este tipo de microcontroladores, porque el sistema global de interrupción se desactiva mientras que el microcontrolador atiende una solicitud de interrupción.

El sistema global de interrupción sólo se activa con la instrucción retfie que termina la subrutina de servicio de interrupción.Debido a que la pila sólo puede almacenar el contador de programa, el contenido de los registros W y STATUS debe ser almacenado en la memoria de datos o en cualquier ubicación disponible. Esto puede ser una tarea compleja dada la estructura de banco para la memoria de datos y el hecho de que la mayoría de las instrucciones de transferencia de datos alteran algunos bits en el registro STATUS. Ejemplo 7.3 ilustra varias soluciones propuesta por el fabricante de microcontroladores PIC.

Ejemplo 7.3Recomendaciones para la estructura de un subprograma de solicitud de interrupción. Esta subrutina utiliza registros TEM_W y TEMP_ST para almacenar el contenido de los registros W y STATUS. Esta operación parece fácil de llevar a cabo con la siguiente secuencia:

movwf TEMP_Wmovf STATUS, Wmovwf TEMP_ST

Sin embargo, esta secuencia no es válida porque la instrucción movf afecta el bit Z en el registro STATUS, por lo que el valor almacenado en el registro TEMP_ST será diferente al estado original de STATUS. Es necesario el uso de instrucciones que no afecten a los bits del registro STATUS. Una de ellas es la instrucción swapf.

Utilizando esta instrucción, el segmento del programa se convierte en:

movwf TEMP_Wswapf STATUS, Wmovwf TEMP_ST

Esta instrucción almacena el contenido del registro STATUS en el registro TEMP_ST sin alterar el valor original de los bits. La instrucción, sin embargo, intercambia los nibbles en el registro. Por lo tanto, los nibbles en TEMP_ST debe ser cambiados antes de abandonar el subprograma de solicitud de interrupción con el fin de mantener la integridad del registro STATUS. El segmento de programa que restaura los valores de W y de estado antes de que finalice la subrutina es:

swapf TEMP_ST, Wmovwf STATUSswapf TEMP_W, Fswapf TEMP_W, W

También es necesario tener en cuenta que al menos el registro TEMP_W debe ser localizado en el banco que estaba activo en el momento de la interrupción. Como no es posible saber de qué banco se trata, hay varias soluciones en función de si el microcontrolador tiene una zona de memoria RAM de datos que es común a todos los bancos. Una zona común de memoria de datos es un área de memoria con el mismo lugar físico en la memoria de datos que puede direccionarse desde cualquier banco.

Las siguientes son las subrutinas llamadas SRAI1 y SRAI2 con la estructura recomendada por Microchip para las subrutinas de solicitud de interrupción en función de si el PIC tiene una zona común para la memoria de datos.; Este subprograma es para PICs con zona común de memoria RAM, tal como; PIC16F84:; Common RAM: Un área de memoria RAM que es la misma en todos los bancos.; TEMP_W y TEMP_ST se definen en esta zona de memoria common RAM.;SRAI1:movwf TEMP_W ; almacena W en TEMP_W.swapf STATUS, W ; Intercambia los nibbles de STATUSmovwf TEMP_ST ;y almacena el resultado en TEMP_ST.;; Escriba aquí el cuerpo de este subprograma:;swapf TEMP_ST, W ; Recupera TEMP_ST e intercambia nibblesmovwf STATUS ; almacena el resultado en STATUS.swapf TEMP_W, F ; recupera TEMP_W y almacena enswapf TEMP_W, W ; W sin alterar STATUS.retfie ; Vuelve al programa interrumpido.;;; Este subprograma es para los PICs sin RAM comunes, tales como PIC16F873.; Common RAM: Un área de memoria RAM que es el mismo en todos los bancos.; Registro TEMP_W se define en cualquier banco.; Registro TEMP_ST definido en el banco 0.;SRAI2:movwf TEMP_W ; almacena W en TEMP_W.swapf STATUS, W ; intercambia nibbles de STATUS (STATUS sin modificar)bcf STATUS, RP0 ; selecciona banco 0 (STATUS modificado)movwf TEMP_ST ; almacena los resultados en TEMP_ST (guarda STATUS sin

;modificar);; Escriba aquí el cuerpo de la subrutina;swapf TEMP_ST, W ; Recupera TEMP_ST y almacena en STATUSmovwf STATUS ; intercambiando nibbles. El banco seleccionado ; ahora es el original donde esta TEMP_W.swapf TEMP_W, F ; recupera TEMP_W y almacena enswapf TEMP_W, W ; W sin alterar STATUS.retfie ; retorno de la interrupción.;

Figura 7.10 ilustra la estructura general de la subrutina de servicio de interrupción en microcontroladores PIC. Después de preservar el contenido de los registros W y STATUS siguiendo uno de los procedimientos indicados en el ejemplo 7.3, el programador tiene que encontrar la fuente que generó la solicitud de interrupción. Una vez que la fuente de interrupción se ha identificado, puede ser atendida. La identificación de la fuente se puede hacer mediante la lectura de los diferentes bits indicadores para encontrar cuál tiene el valor 1. Esto es importante para luego restablecer este bit a 0.Por último, deben ser restaurados los valores originales en los registros W y STATUS y se debe volver al programa que fue interrumpido utilizando la instrucción retfie. Esta instrucción habilita el sistema de interrupción global (setea GIE = 1).

Figura 7.10Estructura de Subrutina de Servicio de interrupción para microcontroladores PIC de gama media. Con N las posibles fuentes, las banderas asociadas a estas interrupciones I1, I2, ..., que deben ser consultadas.Estos indicadores son los bits T0IF, INTF, etc, de los registros INTCON, PIR1, y PIR2.

Los pasos que tienen lugar en la atención de una solicitud de interrupción en microcontroladores PIC de gama media son:1. El microcontrolador completa la ejecución de la instrucción actual.2. El valor del PC se almacena en la pila.3. El PC se establece en 0004, causando un salto a esta dirección, iniciando la ejecución de la subrutina de servicio de interrupción.4. Los valores de los registros W y STATUS se almacenan (véase el ejemplo 7.3).5. La fuente de interrupción queda determinada chequeando los bits indicadores (flags).6. Una vez que la fuente ha sido identificada, su bandera se fija a 0.7. Los valores originales de los registros W y STATUS se restauran (Véase el ejemplo 7.3).8. Usando la instrucción retfie, el microcontrolador vuelve al programa que se había interrumpido. Esta instrucción recupera el valor del PC de la pila y habilita nuevamente el sistema de interrupción global (setea GIE = 1).

Los tres primeros pasos se realizan de forma automática por el microcontrolador, mientras que los pasos 4 a 8 deben ser implementados en la subrutina de servicio de interrupción.

Ejemplos de solicitudes de interrupción

Reloj de Tiempo Real

Una base de tiempo es un conjunto de variables cuyos valores reflejan el valor de tiempo real en el microcontrolador. Por ejemplo, una base de tiempo puede consistir en las variablesTICKS, SEGUNDOS, MINUTOS, y HORAS que cuentan décimas de segundos, segundos, minutos y horas. Estas variables no son más que registros en la memoria de datos del microcontrolador . El reloj de tiempo real (RTC) es un mecanismo de software basado en interrupciones periódicas para actualizar la base de tiempo y sincronizar eventos. Por ejemplo, con cada interrupción periódica, el programa RTC puede incrementar el valor de la variable TICKS, y dependiendo de su valor, actualizar el resto de variables. Los eventos externos que son sincronizados con la base de tiempos pueden ser periódicos. Por ejemplo, eventos periódicos pueden ser leer uno de los canales del convertidor A/D cada 5 segundos o almacenar un valor en el puerto B cada 8 segundos. Ejemplo 7.5 se explica con más detalle cómo se llevan a cabo estas sincronizaciones.

El elemento fundamental en un RTC es la interrupción periódica que actualiza la base de tiempo. El período T de esta interrupción determina la resolución de tiempo del sistema. Por ejemplo, si T = 0,1 s, el sistema no puede diferenciar entre eventos más cortos de 0,1 s. Otra consideración importante es que la ejecución del programa que atiende la interrupción del RTC debe utilizar un tiempo de procesamiento muy corto, para no limitar la capacidad del microcontrolador para ejecutar otras tareas.Para diseñar un RTC podemos utilizar la interrupción de uno de los temporizadores en el microcontrolador. Por ejemplo, el Timer0 puede ser programado para generar una interrupción de forma periódica (tic-tac del reloj) cada cierto número de milisegundos.Esto se hace mediante el uso de una variable (una variable que cuenta los TICKS del reloj) que aumenta o disminuye con cada interrupción. Otras variables se puede usar para contar los segundos, minutos, horas, etc. El siguiente ejemplo ilustra cómo implementar un RTC en el PIC16F873.

Ejemplo 7.4Reloj de tiempo real basado en un PIC16F873 con un cristal de 4 MHz. En el ejemplo se muestra cómo implementar un RTC utilizando una base de tiempo variable para contar con los ticks, segundos, minutos y horas.Si Timer0 es programado con un módulo de cuenta N = 256 y el prescaler con un factor de división de 32, generará una interrupción cada 8.192 ms (122,07 Hz). Para llegar a 1 segundo, es necesario contar con 122 interrupciones (ticks) para el contador. El registro SEC implementa el contador de segundos, el registro de MIN implementa el contador de minutos, y el registro HOURS implementa el contador de horas.

Figura 7.11 muestra el algoritmo para el RTC. Aunque pueda parecer que este algoritmo toma una gran cantidad de tiempo de microcontrolador, la realidad es diferente porque en la mayoría de los casos el algoritmo sigue a la decisión NO. De las 122 interrupciones que se producen cada segundo, sólo una toma la ruta de SI (bloque de decisión TICKS = 0?) y así sucesivamente. Por lo tanto, el algoritmo utiliza un tiempo de procesamiento muy corto. Esto es muy deseable en un RTC. En el algoritmo mostrado en la figura 7.11, la variable TICKS disminuye, mientras que SEC, MIN, y HORA aumentan. La razón de este enfoque diferente es maximizar la velocidad de ejecución para tomar la menor cantidad posible de tiempo de microcontrolador. Incrementando la variable TICKS y comparando su valor con 122 serian necesarias más instrucciones que decrementando y preguntando si su valor es cero. Por lo tanto, esta es la opción más rápida.

El siguiente es el código que implementa el algoritmo mostrado en la Figura 7.11:;, Reloj en tiempo real, Utilizando interrupción Timer0;lista p = 16F873# Include <p16f873.inc>;; Las variables de la base de tiempo:;TICKS equ 0x20 ; contador de ticks.SEC equ 0x21 ; contador de segundos.MIN equ 0x22 ; contador de minutos.HOUR equ 0x23 ; Cuenta horas.;; Otras variables:;TEMP_W equ 0x24TEMP_ST equ 0x25; org 0 Ir a inicio org 4 Ir a rtc; init: clrf INTCON ; Deshabilitar todas las interrupciones. bsf STATUS, RP0 ; Selecciona banco 1. movlw 0xC4 ; preescalador con un factor de 32. movwf OPTION_REG ; asignados a TIMER0.

Figura 7.11Diagrama de bloques con el algoritmo para el reloj en tiempo real del ejemplo 7.4. La base de tiempo es realizadas por la variable TICKS, SEC, MIN y HORA que cuentan los ticks, segundos minutos y horas del reloj. El algoritmo es muy rápido porque la mayoría de las veces toma el camino "no" en la primera rama de decisión. El algoritmo es totalmente ejecutado (en todos los caminos "sí") solo una vez al día (justo a la medianoche!).

bcf STATUS, RP0 ; Selecciona banco 0.movlw .0 ;módulo de cuenta = 256movwf TMR0 ; en Timer0.movlw .122 ; número de ticks por segundo.movwf CLICK ;en el contador de ticks.clrf SEC ; Contador de Segundos a 0.

clrf Min ; Acta contador a 0.clrf HORA ; horas contador a 0.bsf INTCON, T0IE ; TIMER0 Habilitar interrupción.bsf INTCON, GIE ; habilitar las interrupciones globales.;prog: ; programa principal aquí.nopgoto prog ; bucle infinito.;rtc:movwf TEMP_W ; almacena W en TEMP_W.swapf STATUS, W ; intercambio de nibbles STATUS,bcf STATUS, RP0 ;selecciona banco 0movwf TEMP_ST ;y almacena resultado en TEMP_ST.;bcf INTCON, T0IF ; Ajuste a la bandera de desbordamiento 0 ; TIMER0.decfsz TICKS, f ; alcanzado un segundo?goto end_rtc ; No, dejar que la interrupción.rtc_sec: ; Sí, llegó segundo.movlw .122 ; TICKS Actualizar variablemovwf TICKS ; al valor inicial yINCF SEC, f ; segundos de incremento.movf SEC, Wxorlw 0,60 , SEC = 60?btfsc STATUS, Z ;goto end_rtc ; n, el retorno.rtc_min: ; Sí, un minuto alcanzado.clrf SEC ; poner los segundos a 0 yINCF Min, f ; minutos incremento.movf Min, Wxorlw . 60 , Min = 60?btfsc STATUS, Z ;goto end_rtc ; n, el retorno.rtc_hour: ; Sí. Una hora llegó.clrf Min ; Ajuste los minutos a 0 yINCF HORA, f , las horas de incremento.movf HORAS, Wxorlw 0,24 ; HORA = 24?btfsc STATUS, Z ;goto end_rtc ; n, el retorno.rtc_day: ; Sí. Transcurrido 24 horas.clrf HORA ; Establecer hora a 0.end_rtc:swapf TEMP_ST, W ; TEMP_ST Recuperar y aperitivos de intercambiomovwf STATUS ; almacenados en STATUS. El banco ; Seleccionados ; Ahora es el original en el ; TEMP_W es.swapf TEMP_W, f ; TEMP_W recuperar y almacenar enswapf TEMP_W, W , W sin alterar ESTADO.retfie ; Volver al programa interrumpido.;end ; Fin del código fuente.

Reloj de Tiempo Real - Sincronización de eventos

Un RTC con una base de tiempo que cuenta fracciones de segundos, segundos, minutos,y así sucesivamente nos permite sincronizar varios eventos con esta base de tiempos. Con esto, cada evento ocurre periódicamente a iguales o diferentes intervalos de tiempo. Figura 7.12 ilustra, mediante un caso concreto, la forma de proceder en general, para sincronizar eventos con una base de tiempo basada en un RTC. En este caso, hay dos eventos llamados EVENT1 y EVENT2 que deben ser ejecutados periódicamente a cada 3 y 5 segundos. El procedimiento para lograrlo se describe a continuación.El programa RTC debe tener tantas variables como eventos necesarios para ser sincronizados. Cada una de estas variables define el tiempo de repetición para el evento. En este ejemplo, los eventos deben ser ejecutados cada 3 y 5 segundos.Por lo tanto, el programa RTC debe tener dos variables que se incrementan cada segundo hasta que alcanzan los 3 y 5 segundos, respectivamente. En la Figura 7.12, estos variables se denominan SEC3 y SEC5. El programa RTC también debe tener una bandera para cada evento que se va a sincronizar. Estos indicadores se establecen en 1 cuando el tiempo para ejecutar el evento se ha alcanzado. Estos indicadores pueden ser bits en cualquiera de los registros del microcontrolador. El ejemplo que se muestra en la Figura 7.12 utiliza los bits 0 y 1 de un registro llamado FLAGS.El programa principal comprueba periódicamente el estado de estos indicadores. Si encuentra alguno de ellos a 1, significa que el evento debe ser ejecutado. Esto se hace llamando a la subrutina que implementa la acción apropiada.Después que el evento ha sido ejecutado, la bandera debe establecerse de nuevo a 0. Desdeun punto de vista de programación, estos indicadores son variables globales, porque deben tener acceso tanto por el programa principal como por el programa de servicio de interrupción.

Ejemplo 7.5Sincronizando dos eventos a una base de tiempos. Usando un PIC16F873 con un cristal de 4 MHz, implementar un RTC, una base de tiempo, y ejecutar dos eventos asociados con la base de tiempo:1. El valor en el pin RB0 debe alternar entre 0 y 1 cada 3 s.2. El valor en el pin RB1 debe alternar entre 0 y 1 cada 5 s.La solución a este problema sigue el algoritmo se muestra en la figura 7.12. Usando el clock de 4 Mhz, programando el Timer0 con un módulo de conteo de N = 256 y utilizando un factor de división de P = 32 para el prescaler, la interrupción de Timer0 ocurre cada 8.192 ms (122,07 Hz). Para llegar a 1 s, es necesario contar con 122 interrupciones (ticks) en el contador. El programa utiliza un registro (ticks) para contarlos. Registros SEC3 y SEC5 se utilizan para implementar contadores 0 a 3 segundos y de 0 a 5 segundos. Para indicar que 3 segundos o 5 segundos se han alcanzado, el programa utiliza el bit 0 y el bit 1 del registro FLAGS (FLAGS<0>, FLAGS<1>). Estos bits son seteados a 1cada 3 y 5 segundos. El programa principal comprueba su valor y los retorna a 0 cuando se produce el evento.

(a) (b)

Figura 7.12Sincronización de eventos de RTC. EVENT1 y EVENT2 se ejecutan cada los 3 y 5 segundos.(A) Diagrama de bloques para el RTC con los contadores SEC3 y SEC5 que se incrementan cada un segundo hasta llegar a 3 y 5 segundos, respectivamente. Los bits 0 y 1 en el registro FLAGS indican la ocurrencia de estos tiempos. (B) Diagrama de bloques para el programa principal que continuamente comprueba el valor de los indicadores de tiempo para ejecutar los eventos adecuados. Los bits de bandera se establece en 1 por el programa RTC y son puestos a cero por

el programa principal.

El código del programa se muestra a continuación:

;, Reloj de tiempo real utilizando interrupción de Timer0.; Esta base de tiempo sincroniza los eventos EVENT1 y EVENT2,, Cada 3 y 5 segundos.;lista p = 16F873# Include <p16f873.inc>TICKS equ 0x20 ; contra garrapatas.SEC3 equ 0x21 ; contador de segundos hasta 3.SEC5 equ 0x22 ; contador de segundos hasta a 5.FLAGS equ 0x23 ; banderas de eventos en los bits 0 y 1.TEMP_W equ 0x24TEMP_ST equ 0x25 org 0 goto inicio org 4goto rtcinicio: ;programa principalclrf PORTBclrf INTCON ; deshabilita las interrupciones.bsf STATUS, RP0 ; Selecciona banco 0.movlw 0xC4 ; preescaler, con valor 32 asignadomovwf OPTION_REG ; a TIMER0.clrf TRISB ; puerto B como salida.bcf STATUS, RP0 ; Selecciona banco 0.movlw 0,0 ; módulo de cuenta = 256Movwf TMR0 ; en Timer0.movlw .122 ; número de pasos por segundo.movwf TICKS ;clrf SEC3 ; SEC3 contador a 0.clrf SEC5 ; SEC5 contador a 0.clrf TICKS ; Bandera de eventos a 0.bsf INTCON, T0IE ; Timer0 Habilita interrupción.bsf INTCON, GIE ; habilitar la interrupción global del sistema.prog:btfsc FLAGS, 0 ; FLAGS<0> = 0?call even1 ; No, llamar a event 1.btfsc FLAGS, 1 ; FLAGS<1> = 0?call even2 ; No, llamar a event 2.goto progevent1:bcf FLAGS, 0 ; establecer FLAGS<0> a 0btfsc PORTB, 0 ; PORTB<0> = 0?goto event1_set0 , No. Esta a 1. Setearlo a 0.

event1_set1: ; Sí. Esta a 0. Setearlo a 1.bsf PORTB, 0returnevent1_set0: ; establece en 0.bcf PORTB, 0returnevent2:bcf FLAGS, 1 ; establecer FLAGS<1> a 0.btfsc PORTB, 1 ; PORTB<0> = 0?goto event1_set0 , No. Esta en 1. Setearlo a 0.event2_set1: ; Sí. Esta en 0. Setearlo a 1bsf PORTB, 1returnevent2_set0: ; establece en 0.bcf PORTB, 1returnrtc: ;subrutina de servicio de interrupciónmovwf TEMP_W ; almacena W en TEMP_W.swapf STATUS, W ; intercambio de nibbles de STATUS,bcf STATUS, RP0 ; selecciona banco 0movwf TEMP_ST , y almacena el resultado en TEMP_ST.bcf INTCON, T0IF ; borra el flag de Timer0?decfsz TICKS, f ; llego a un segundo?goto end_rtc ; No. Sale de interrupción.;rtc_sec:movlw .122 ; Sí. Actualiza el valor del ticks.movwf TICKS , con el número de ticks por ;segundos.incf SEC3, f ; Incremento el contador de 3 segundos.incf SEC5, f ; incremento el contador de 5 segundos.;movf SEC3, wxorlw 0,3 ; SEC3 = 3?btfsc STATUS, Z;goto rtc_sec1 ; No. Continuar.clrf SEC3 ; Sí. 3 segundos transcurridos. Setea SEC3 en 0,bsf FLAGS, 0 ; establece en 1 la bandera FLAGS<0> , Y continua.rtc_sec1:movf SEC5, wxorlw 0,5 ; SEC5 = 5?btfsc STATUS, Z ;goto end_rtc ; No. Continuar.clrf SEC5 ; Sí. 5 segundos transcurridos. Setea SEC5 a 0,bsf FLAGS, 1 ; establece en 1 la bandera FLAGS<1> , Y continua.end_rtc:swapf TEMP_ST, W ; Recupera TEMP_S y almacena en STATUS

movwf STATUS ; intercambiando nibbles. El banco seleccionado ; ahora es el original donde esta ;TEMP_W.swapf TEMP_W, F ; recupera TEMP_W y lo almacena enswapf TEMP_W, W , W sin alterar STATUS.retfie ; Retorna al programa interrumpido.end