5. Conjunto de Instruções do MCU PIC

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1 5. do MCU PIC Professor: Vlademir de Oliveira Disciplina: Microcontroladores e DSP

2 5.1 Arquitetura interna Ciclo de Busca e Execução da Instrução O clock externo é internamente dividido por 4, gerando Q 1, Q 2, Q 3 e Q 4, cada instrução é dividida nesses 4 ciclos. A busca e execução são feitas em linha, de tal forma que a busca leva 1 ciclo de máquina e a execução outro ciclo. Usando o pipeline, cada instrução é realizada em um ciclo, pois na série 16 do PIC, cada instrução seria realizada em 2 ciclos sem o pipeline. Existem MCUs PIC de 32-bits com clock de até 80MHz e pipeline de 5 estágios.

3 5.1 Arquitetura interna Registradores internos Registrador W / ou registrador principal (Work): É utilizado na troca de dados entre registradores f. Também é usado como destino nas operações realizadas pela ULA. É importante destacar que não é possível trocar informações entre os registradores f. Pilha (Stack): A pilha é um local onde são armazenados os endereços de retorno nas instruções de salto ou desvio. A pilha dos PICs está localizada em uma memória separada da RAM e sua estrutura só permite acesso tipo LIFO. PIC16F87XA

4 5.1 Arquitetura interna Registradores internos PC (Program Counter): É o responsável pela sequência da execução do programa. O registrador PC aponta para a próxima instrução a ser executada. Nas instruções de salto, por exemplo, o PC é alterado. Os 13 bits do PC são divididos em: PCL 8 bits menos significativos PCH 5 bits mais significativos Somente o PCL é diretamente acessível, o PCH não pode ser alterado através do PCLATH. PIC16F87XA

5 5.2 do MCU PIC Formato das instruções Essa categoria possui 35 instruções com um formato em 14-bits. As instruções podem ser encontradas na tabela do datasheet. Será mostrado como utilizar a tabela para utilizar as instruções do microcontrolador.

6 5.2 do MCU PIC Formato das instruções Os itens mais importantes são mneumônico e parâmetros, mais a tabela também fornece outras informações: Mneumônico: É a representação textual (opcode) Parâmetro: São as informações manipuladas f são os registradores SFR ou GPR; f significa nome com registro. d identifica o destino, entre W e f. Se d=0 W e se d=1 f, o padrão é d=1. b expressa um bit de 0 a 7. k indica um parâmetro constante na manipulação. Ciclos: O número de ciclos gastos na instrução; Importante para a temporização do programa. Flags: Indica as flags aritméticas do registrador STATUS (C,DZ,Z).

7 5.2 do MCU PIC Algumas definições 0xNN: Representação de um número em hexadecimal; Padrão da Microchip. Nibbles:Metadedeumbyte(4bits). Z(Bitzero):Resultadodaúltima operaçãodaula. 1 seoresultado foi 0 0 seoresultado foi diferente de 0 DC (Digit carry/borrow) : Resultado da operação ADD provocou um estouro dos 4 bits menos significativos. 1 houveestouro 0 não houveestouro

8 5.2 do MCU PIC Algumas definições C (Carry/borrow) : A última operação ADD provocou um estouro na palavrade8bits. 1 houveestouro 0 não houveestouro

9 5.2 do MCU PIC ADDWF f, d Flags: C, DZ, Z 1 ciclo Operandos: 0 f 127 d = 0 ou 1 Adição do conteúdo do registrador W ao conteúdo do registrador especificado por f. Operação: (W) + (f) (d) Ex.: ADDWF INTCON, F Antes W = 0x20, INTCON = 0x07, C = x DC = x Z = x Depois W = 0x20, INTCON = 0x27, C = 0 DC = 0 Z = 0

10 5.2 do MCU PIC ANDLW k Flags: Z 1 ciclo Operandos: 0 k 255 Realiza o AND bit a bit entre o conteúdo de W e uma constante. Operação: (W) AND (k) (W) Ex.: ANDLW 0x0F Antes W = 0x95, k = B Z = x Depois W = 0x05, k = B Z = 0

11 5.2 do MCU PIC MOVLW k Flags: Nenhuma 1 ciclo Operandos: 0 k 255 Copia o valor da constante no registrador W. Operação: (k) (W) Ex.: MOVLW 0x10 Antes W = 0xNN, k = B Z = x Depois W = 0x10, k = B Z = x

12 5.2 do MCU PIC MOVWF f Flags: Nenhuma 1 ciclo Operandos: 0 f 127 Copia o conteúdo de W no registrador f. Operação: (W) (f) Ex.: MOVWF PORTA Antes W = 0x50, PORTA = 0xNN Z = x Depois W = 0x50, PORTA = 0x50 Z = x

13 5.2 do MCU PIC MOVF f, d Flags: Z 1 ciclo Operandos: 0 f 127 d = 0 ou 1 Copia o conteúdo do registrador f no destino especificado. Operação: (f) (d) Ex1.: MOVF TRISA, W Antes W = 0xNN, TRISA = 0x20 Z = x Depois W = 0x20, TRISA = 0x20 Z = 0

14 5.2 do MCU PIC Ex2.: MOVF VAR1, d = 1 (default) Antes W = 0x31, VAR1 = 0x00 Z = x Depois W = 0x31, VAR1 = 0x00 Z = 1 Obs.: Foi possível verificar se o conteúdo de VAR1 era zero.

15 5.2 do MCU PIC CLRF f Flags: Z 1 ciclo Operandos: 0 f 127 Apaga o conteúdo de f. Operação: 00h (f) Z = 1 Ex1.: CLRF INTCON Antes W = 0xNN, INTCON = 0x11 Z = x Depois W = 0xNN, INTCON = 0x00 Z = 1

16 5.2 do MCU PIC Ex2.: CLRF STATUS Registrador STATUS 7 R/W 6 R/W 5 R/W 4 R 3 R 2 R/W 1 R/W 0 R/W IRP RP1 RP0 TO PD Z DC C Antes Depois

17 5.2 do MCU PIC CLRW Flags: Z 1 ciclo Operandos: Apaga o conteúdo de W Operação: 00h (W) Z = 1 Ex.: CLRW Antes W = 0xNN, Z = x Depois W = 0x00, Z = 1

18 5.2 do MCU PIC BCF f, b Flags: Nenhuma 1 ciclo Operandos: 0 f b 7 Apaga o bit indicado por b do registrador f. Operação: 0 (f <b>) Ex.: BCF TRISB, 1 Antes Depois TRISB = B TRISB = B

19 5.2 do MCU PIC BSF f, b Flags: Nenhuma 1 ciclo Operandos: 0 f b 7 Seta o bit indicado por b do registrador f. Operação: 1 (f <b>) Ex.: BSF STATUS, 6 Antes Depois STATUS = B STATUS = B

20 5.2 do MCU PIC GOTO k Flags: Nenhuma 2 ciclo Operandos: 0 k 2047 Desvia o programa para um ponto especificado por k (endereço). Operação: k PC <10:0> PCLATCH <4:3> PC <12:11>

21 5.2 do MCU PIC CALL k Flags: Nenhuma 2 ciclo Operandos: 0 k 2047 Chama uma subrotina no endereço especificado por k. Operação: (PC) +1 TOS k PC <10:0> PCLATCH <4:3> PC <12:11>

22 5.2 do MCU PIC RETURN Flags: Nenhuma 2 ciclo Operandos: Retorna para o próximo endereço. Operação: TOS PC

23 5.2 do MCU PIC RETLW k Flags: Nenhuma 2 ciclo Operandos: 0 k 255 Retorna de uma subrotina e move uma constante para W. Operação: k (W) TOS PC

24 5.3 Tabela do Datasheet