Plano de Aula. 1 o semestre. Cronômetro Interrupções, Timers. Utilizar interrupções para criar um cronômetro com parciais

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1 Diretoria de Curso Plano de Aula 1 o semestre Nome do curso Nome da Unidade Curricular Aula número Tema Período Turma Eng. Ciências da Computação + TI + TADS + Eng. Elétrica Microprocessadores e Microcontroladores 010 (Exercício Extra) Cronômetro Interrupções, Timers Noturno Tópicos Exercício em sala: Cronômetro Objetivos Utilizar interrupções para criar um cronômetro com parciais Habilidades Configuração individual do Timer1 no Arduíno Uno Utilização de interrupções externas Recomendada Bibliografia 1

2 1 Aplicação Prática: Cronômetro Vamos utilizar o que já aprendemos sobre interrupções para escrever o código de um cronômetro. No endereço esta disponível uma versão completa do código que iremos desenvolver, e que pode ser usada para simular e compreender melhor os tópicos abordados. Desejamos construir um cronômetro dotado de dois botões: start_stop : o primeiro botão inicia e para (pausa) a contagem; parcial_reset : o segundo botão registra os tempos parciais durante a contagem ou zera o cronômetro se este já estiver parado; Estes botões deverão ser respectivamente conectados aos pinos 3 e 2 do Arduíno, operando no modo INPUT_PULLDOWN, e interrupções externas deverão ser configuradas para atender adequadamente a estas funções. Além disso, o programa deve armazenar as seguintes variáveis: cronometro : do tipo inteiro (para armazenar valores maiores é interessante usar um tipo como unsigned long int), armazena o valor total do cronômetro. Quando em contagem, deverá ser incrementada a cada 100ms (um décimo de segundo) contando : do tipo bool, atua como um sinalizador ou flag para indicar o estado do cronometro. Quando for verdadeira, indica que o cronômetro esta contando; parcial_0 : parcial_1 : parcial_2 : do mesmo tipo escolhido para a variável cronometro, armazenarão os três últimos valores parciais da contagem, sempre que o botão parcial_reset for pressionado. Perceba que para a correta operação das tomadas parciais, sempre que o botão parcial_reset for pressionado durante a contagem, devemos proceder da seguinte forma 1. o valor presente na variável parcial_1 é armazenado na variável parcial_2 ; 2. o valor presente na variável parcial_0 é armazenado na variável parcial_1 ; 3. o valor presente na variável cronometro é armazenado na variável parcial_0 ; 2 Fluxograma A seguir vemos os fluxogramas que descrevem o comportamento do programa. As rotinas setup(), loop() e a ISR referente ao Timer1 2

3 A ISR referente ao botão start_stop A ISR referente ao botão parcial_reset 3

4 3 Implementação A configuração mais trabalhosa é a do Timer1, que deve ser configurado para gerar uma interrupção a cada 100ms. Como já verificamos em outras ocasiões, o prescaler de 64 permite tempo máximo de 262,144 milissegundos. Então podemos escolher este valor para o prescaler e calcular T int = R P rescaler (R OCR1A + 1) = 64 (R OCR1A + 1) = (R OCR1A + 1) = R OCR1A + 1 R OCR1A = = = Como é menor que 65535, este valor cabe em no registrador OCR1A (de 16 bits) e a configuração é válida. O código a seguir configura o prescaler e o registro OCR1A adequadamente void s e t u p ( ) { n o I n t e r r u p t s ( ) ; TCCR1A = B ; TCCR1B = B ; TCNT1 = 0 ; OCR1A = 24999; TIMSK1 = B ; i n t e r r u p t s ( ) ; Uma possível implementação para realizar todas as tarefas seria: 4

5 / / d e f i n e nomes p a r a os p i n o s de E / S u t i l i z a d o s # d e f i n e b o t a o _ s t a r t _ s t o p 3 # d e f i n e b o t a o _ p a r c i a l _ r e s e t 2 / / v a r i á v e i s g l o b a i s / / o tempo do c r o n o m e t r o v o l a t i l e u n s i g n e d long i n t c r o n o m e t r o = 0 ; / / os tempos p a r c i a i s, 3 no t o t a l v o l a t i l e u n s i g n e d long i n t p a r c i a l _ 0 = 0 ; v o l a t i l e u n s i g n e d long i n t p a r c i a l _ 1 = 0 ; v o l a t i l e u n s i g n e d long i n t p a r c i a l _ 2 = 0 ; / / um f l a g p a r a i n d i c a r se e s t a c o n t a n d o v o l a t i l e bool c o n t a n d o = f a l s e ; / / r o t i n a s e t u p void s e t u p ( ) { / / C o n f i g u r a os p i n o s de e n t r a d a como p u l l u p pinmode ( b o t a o _ s t a r t _ s t o p, INPUT_PULLUP ) ; pinmode ( b o t a o _ p a r c i a l _ r e s e t, INPUT_PULLUP ) ; n o I n t e r r u p t s ( ) ; / / c o n f i g u r a as i n t e r r u p ç õ e s c a u s a d a s p e l o s b o t õ e s a t t a c h I n t e r r u p t ( d i g i t a l P i n T o I n t e r r u p t ( b o t a o _ s t a r t _ s t o p ), i s r _ s t a r t _ s t o p, FALLING ) ; a t t a c h I n t e r r u p t ( d i g i t a l P i n T o I n t e r r u p t ( b o t a o _ p a r c i a l _ r e s e t ), i s r _ p a r c i a l _ r e s e t, FALLING ) ; / / c o n f i g u r a a i n t e r r u p ç ã o do t i m e r 1 p a r a um décimo de segundo / / 100ms TCCR1A = B ; TCCR1B = B ; / / p r e s c a l e r em 64 TCNT1 = 0 ; OCR1A = 24999; TIMSK1 = B ; i n t e r r u p t s ( ) ; / / r o t i n a loop void loop ( ) { / / código d i v e r s o / / por exemplo, p a r a e x i b i r tempo em d i s p l a y 5

6 / / ISRs void i s r _ s t a r t _ s t o p ( ) { i f ( c o n t a n d o == t r u e ) { contando = f a l s e ; e l s e { contando = t r u e ; void i s r _ p a r c i a l _ r e s e t ( ) { i f ( c o n t a n d o == t r u e ) { p a r c i a l _ 2 = p a r c i a l _ 1 ; p a r c i a l _ 1 = p a r c i a l _ 0 ; p a r c i a l _ 0 = c r o n o m e t r o ; e l s e { c r o n o m e t r o = 0 ; p a r c i a l _ 0 = 0 ; p a r c i a l _ 1 = 0 ; p a r c i a l _ 2 = 0 ; ISR ( TIMER1_COMPA_vect ) { i f ( c o n t a n d o == t r u e ) { c r o n o m e t r o ++; 6