Comment démarrer avec un PIC16F84

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Introduction

Le but de ce petit manuel est d’arriver simplement à prendre un microprocesseur en main, ici un microcontroleur de type PIC® 16F84, en ayant un minimum d’informations utiles et quelques exemples concrets utilisables rapidement.

En un mot, réduire le temps de mise en route du premier projet lorsque l’on pratique déjà un autre type de processeur.

En effet, il n’est pas rare de devoir lire, relire et feuilleter des kilos de documentation pour trouver une information aussi simple que la description d’un registre ou la fonction d’un bit de ce registre. Pour plus de détail, il faudra se reporter à la documentation constructeur.

Architecture, Horloge, Mémoire de Données et de Programme

Architecture interne du PIC 16F84:

Les Mémoire Données et Mémoire Programme ont deux bus internes séparés en architecture Harvard, ce qui permet ici à l’UC d’accéder à chaque bloc dans le même cycle d’horloge. Ce modèle d’architecture permet également de ne pas mélanger le code et par exemple les données utilisateur, ce qui ne simplifiera pas forcement la programmation, mais assure un degré d’intégrité des données supérieur au modèle Von Neumann (données et code cohabitant dans le même espace mémoire).

Horloge:

Le cycle d’horloge interne est donné pour 1/4 de la fréquence nominale du quartz, soit:

Quartz de 4MHz => 4 MHz / 4 = 1 MHz interne => 1/1MHz = 1 µS de temps de cycle
Quartz de 10MHz => 10 MHz / 4 = 2,5 MHz interne => 1/2,5MHz = 400 nS de temps de cycle

Le PIC utilisé ici est un 16F84-04P, avec un quartz de 4MHz.

Le PIC ayant une structure interne de type RISC (Reduced Instruction Set Computer), la plupart des instructions s’exécutent en un seul cycle d’horloge. Chaque instruction va donc s’exécuter en un temps record. Par contre, le peu d’instructions disponibles engendrera quelquefois une programmation tortueuse demandant un grand nombre d’instructions simples, et donc aussi un temps de traitement rallongé.

Il faudra en tenir compte lors du choix du µC, sachant que son espace mémoire programme est limité à 1K.

Mémoire de Données :

Les SFR (Registres internes à Fonctions Spéciales) sont répartis en deux banques: de 00h à 0Bh en Bank0 de 80h à 8Bh en Bank1.

Certains registres sont accessibles en Bank0, d’autres en Bank1 alors que d’autres sont communs aux deux banques (ils sont remappés). Il est donc nécessaire de changer de Bank avant d’accéder à un registre particulier, ce changement de Bank s’effectuant à l’aide des bits RP1:RP0 du registre STATUS.

La RAM GPR (RAM utilisateur d’usage Général ou encore General Purpose Registers) de 68 octets va de 0Ch à 4Fh, soient 68 octets disponibles pour les variables du programme.

Cette RAM est remappée en Bank0 et Bank1, il s’agit donc des mêmes emplacements mémoires qui sont accessibles par les deux Banks à deux adresses différentes. Ceci permet d’éviter d’avoir à changer de bank avant d’accéder à une variable ou à une autre.

La mémoire EEPROM est indirectement mappée dans la zone de données et est donc accessible par un pointeur d’adresse indirect. Ces 64 octets d’ EEPROM se situe de 00h à 3Fh.

La pile est un stack hard à 8 niveaux, sans contrôle de débordement. Seuls huit niveaux de sous programmes sont donc utilisables, interruptions comprises.

Mémoire de Programme :

La mémoire programme Flash contenant le programme a une capacité de 1K x 14 bits et se situe aux adresses 0000h à 03FFh.

Vecteurs

Le Reset se situe à l’adresse 0000h,

L’ Interrupt se situe à l’adresse 0004h.

Il ne s’agit pas à proprement parler de vecteurs.

En effet, le PIC va démarrer son programme à l’adresse 0000h, et non pas à l’adresse contenue en 0000h comme dans un micro avec reset vectorisé.

De ce fait, l’instruction qui sera placée à l’adresse 0000h sera très souvent un GOTO xxxxh mais peut être une instruction quelconque faisant partie du corps du programme si l’interruption n’est pas utilisée.

INCORPORER TABLE VECTEUR

Registres internes

Les registres SFR (Registres internes à Fonctions Spéciales) sont répartis en deux banques. Cette partie de mémoire est suivie par 68 registres d'usage général pouvant être utilisés comme mémoire simple qui sont identiques sur les deux banques. Ensuite vient une série de registre généraux qui eux dépendent de la banque mémoire choisie et qui ne sont pas implémenté dans le 16F84 original.

La mémoire du 16F84 est organisée en banques sélectionnées par le(s) bit(s) RP0 (et RP1) du registre STATUS. Seul RP0 est utilisé pour le 16F84, soit deux banques.

RAM et Registres du 16F84

Adr.	Banque 0	Banque 1	Adr.
00h	Indirect addr.	Indirect addr.	80h
01h	TMR0	OPTION_REG
02h	PCL	PCL	82h
03h	STATUS	STATUS
04h	FSR	FSR	84h
05h	PORTA	TRISA
06h	PORTB	TRISB	86h
07h	--	--
08h	EEDATA	EECON1	88h
09h	EEADR	EECON2
0Ah	PCLATH	PCLATH	8Ah
0Bh	INTCON	INTCON
0Ch - 4Fh	68 cases mémoires	idem banque 0	8Ch - CFH
50h - 7Fh	inutilisé	inutilisé	D0H - FFH

Les SFR (Registres internes à Fonction Spéciale) vont de 00h à 0Bh en Bank0 et de 80h à 8Bh en Bank1.

Bank 0

00h  INDF    Utilisé en adressage indirect avec FSR, il ne s’agit pas d’un registre physique
01h  TMR0    Timer/Compteur 8 bits
02h  PCL     Poids faible du compteur programme (PC)
03h  STATUS  Registre d’état dont les bits sont : IRP RP1 RP0 TO PD Z DC C
04h  FSR     Pointeur d’adresse en adressage indirect.
05h  PORTA   Port d’Entrée/Sortie A dont les bits sont : x x x RA4/T0CKI RA3 RA2  RA1 RA0
06h  PORTB   Port d’Entrée/Sortie B dont les bits sont: RB7 RB6 RB5 RB4 RB3 RB2 RB1 RB0/INT
07h  Pas utilisé
08h  EEDATA  Registre de données de l’ Eeprom
09h  EEADR   Registre d’adresses de l’ Eeprom
0Ah  PCLATH  5 bits de poids fort du compteur programme
0Bh  INTCON  Registre des Interruptions dont les bits sont: GIE EEIE T0IE INTE RBIE T0IF INTF RBIF

Bank 1

80h  INDF    Utilisé en adressage indirect avec FSR, il ne s’agit pas d’un registre physique
81h  OPTION_REG    Registre d’options, bits : RBPU INTEDG T0CS T0SE PSA PS2 PS1 PS0
82h  PCL     Poids faible du compteur programme (PC)
83h  STATUS  Registre d’état dont les bits sont : IRP RP1 RP0 TO PD Z DC C
84h  FSR     Pointeur d’adresse en adressage indirect.
85h  TRISA   Registre de Direction du Port A
86h  TRISB   Registre de Direction du Port B
87h  Pas utilisé
88h  EECON1  Registre de Contrôle n°1 de l’ Eeprom : x x x EEIF WRERR WREN WR RD
89h  EECON2  Registre de contrôle n°2 de l’ Eeprom (il ne s’agit pas d’un registre physique)
0Ah  PCLATH  5 bits de poids fort du compteur programme
0Bh  INTCON  Registre des ITs dont les bits sont: GIE EEIE T0IE INTE RBIE T0IF INTF RBIF

Certains registres sont accessibles en Bank0 et également en Bank1 (ils sont remappés).

Le changement de Bank s’effectue à l’aide de RP1:RP0 du registre STATUS:
00 pour la sélection Bank0
01 pour la Bank1
(RP1 est utilisé pour la compatibilité avec d’autres PICS de la famille et restera à 0 sur le 16F84.)

Détail des registres internes

STATUS (Bank 0 en 03h et Bank 1 en 83h)

Voici les bits du registre STATUS qui reflètent le status de l’ALU du PIC, le status du reset et permet également de changer de Bank de registres.

 b7:     IRP 	     non utilisé dans le 16F84
 b6-5:	RP1 RP0		Sélection de la bank de registres active
			     00:  Bank0
			     01:  Bank1
			     10:  non utilisé sur le 16F84
			     11:  non utilisé sur le 16F84
 b4:	TO\		Time Out du watch dog
			      1:  après un démarrage, CLRWDT ou SLEEP.
			      0:  après un time-out du watch dog
 b3:	PD\		Power down bit
			      1:  après un démarrage ou après l’instruction CLRWDT
			      0:  après l’exécution de l’instruction SLEEP
 b2:	Z		bit Zero
			      1:  Résultat de l’opération précédente nul
			      0:  Résultat de l’opération non nul
 b1:	DC		Digital carry / borrow\
			      1:  Débordement du 4° bit du résultat de l’opération précédente
			      0:  Pas de débordement
 b0:	C		Carry / borrow\
			      1:  Débordement bit du résultat de l’opération précédente
			      0:  Pas de débordement

OPTION_REG (Bank 1 en 81h)

Permet de configurer les résistances de rappel internes du PortB, et aussi l’INT externe, le Timer0 et le prescaler du Timer0 ou du watch-dog

 b7:     RBPU\ 	     Résistances de rappel des entrées du PortB
			      1: Les résistances sont désactivées
			      0: Les résistances du PortB sont activées
 b6: 	INTEDG		Sélection du front actif de l’INT externe
			      1: Interruption sur le front montant de RB0/INT
			      0: Interruption sur le front descendant de RB0/INT
 b5: 	TOCS		Source de l’horloge du Timer0
			      1: Comptage sur la pin RA4/TOCKI
			      0: Comptage sur l’horloge interne CLKOUT
 b4: 	TOCE		Sélection du front actif pour le comptage sur RA4/TOCKI
			      1: Comptage sur front descendant
			      0: Comptage sur front montant
 b3: 	PSA		Assignation du Prescaler
			      1: Prescaler assigné au chien de garde WDT
			      0: Assigné au Timer TMR0
 b2-b1-b0: 	        PS2:PS1:PS0	Valeur du Prescaler du TMR0 ou du WDT

  Valeurs du prescaler
	PS2:PS1:PS0		Prescaler TMR0		Prescaler WDT
	000			1/2			1/1
	001			1/4			1/2
	010			1/8			1/4
	011			1/16			1/8
	100			1/32			1/16
	101			1/64			1/32
	110			1/128			1/64
	111			1/256			1/128

INTCON (Bank 0 en 0Bh et Bank 1 en 8Bh)

Bits d’autorisation et Flags d’interruptions

 b7:     GIE 	     Autorisation Globale des Interruptions
			      1: Autorise toutes les interruptions
			      0: Interdit toutes les interruptions
 b6: 	EEIE 		Autorisation de l’interruption de fin d’écriture en Eeprom
			      1: Autorise l’interruption de fin d’écriture en Eeprom
			      0: Interdit l’interruption de fin d’écriture en Eeprom
 b5: 	TOIE 		Autorisation de l’interruption de débordement de TMR0
			      1: Autorise l’interruption de TMR0
			      0: Interdit l’interruption de TMR0
 b4: 	INTE 		Autorisation de l’interruption sur RB0/INT
			      1: Autorise l’interruption sur RB0/INT
			      0: Interdit l’interruption sur RB0/INT
 b3: 	RBIE 		Autorisation de l’interruption lors d’un changement d’état sur le PortB
			      1: Autorise l’interruption sur RB7:RB4
			      0: Interdit l’interruption sur RB7:RB4
 b2: 	TOIF 		Flag de débordement de TMR0
			      1: Le TMR0 a débordé  (à effacer par programme)
			      0: Le TMR0 n’a pas débordé
 b1: 	INTF 		Flag d’interruption sur RB0/INT
			      1: Il y a eu une demande d’interruption sur RB0/INT
			      0: Il n’y a pas d’interruption sur RB0/INT
 b0: 	RBIF 		Flag d’interruption sur le PortB
			      1: Au moins une pin RB7:RB4 a changé d’état (doit être effacé par  programme)
			      0: Il n’y a pas de changement d’état sur RB7:RB4

Les instructions

Nous présentons l'ensemble des 35 instructions du PIC® 16F84 codées sur 14 bits. Vous trouverez en colonne de gauche le code binaire de l'instruction se trouvant au centre puis une courte explication de ce que fait l'instruction.

Les opérandes peuvent être de plusieurs types:

• f : adresse mémoire de registres (register file address) de 00 à 7F
• W : registre de travail
• d : sélection de destination : d=0 vers W, d=1 vers f
• pp : numéro de PORT entre 1 et 3 sur deux bits
• bbb : adresse de bit dans un registre 8 bits (sur 3 bits)
• k : champ littéral (8, ou 11 bits)
• PC compteur programme

Jeu d'instructions 14-bit pour PIC 16F84

Opcode (binary)	Mnemonic	Description
00 0000 0xx0 0000	NOP	Pas d'opération
00 0000 0110 0011	SLEEP	arrête le processeur
00 0000 0110 0100	CLRWDT	Reset du timer watchdog
00 1000 dfff ffff	MOVF f,d	Recopie de W dans f (adressage direct)
00 0000 1fff ffff	MOVWF	déplacement de W vers f
00 0001 0xxx xxxx	CLRW	Positionne W à 0 (idem à CLR x, W)
00 0001 1fff ffff	CLRF f	Positionne f à 0 (idem à CLR f, F)
00 0010 dfff ffff	SUBWF f, d	Soustrait W de (d = f − W)
00 0011 dfff ffff	DECF f, d	Décrément f (d = f − 1)
00 0100 dfff ffff	IORWF f, d	OU Inclusif W avec F (d = f OR W)
00 0101 dfff ffff	ANDWF f, d	ET entre W et F (d = f AND W)
00 0110 dfff ffff	XORWF f, d	OU Exclusif W avec F (d = f XOR W)
00 0111 dfff ffff	ADDWF f, d	Additionne W avec F (d = f + W)
00 1000 dfff ffff	MOVF f, d	recopie F (d = f)
00 1001 dfff ffff	COMF f, d	Complement f (d = NOT f)
00 1010 dfff ffff	INCF f, d	Incrément f (d = f + 1)
00 1011 dfff ffff	DECFSZ f, d	Decrément f (d = f − 1) et saut si zero
00 1100 dfff ffff	RRF f, d	Rotation droite F (rotation droite avec la retenue)
00 1101 dfff ffff	RLF f, d	Rotation gauche F (rotation gauche avec la retenue)
00 1110 dfff ffff	SWAPF f, d	échange de groupes 4-bit de f (d = lsb:f msb:f)
00 1111 dfff ffff	INCFSZ f, d	Incrément f (d = f + 1) et saut si zero
01 00bb bfff ffff	BCF f, b	RaZ d'un bit de f (Clear bit b of f)
01 01bb bfff ffff	BSF f, b	Mise à 1 d'un bit de f (Set bit b of f)
01 10bb bfff ffff	BTFSC f, b	test de bit de f, saute si zéro (Test bit b of f)
01 11bb bfff ffff	BTFSS f, b	test de bit de f, saute si un (Test bit b of f)
11 01xx kkkk kkkk	RETLW k	Positionne W à k et retour
10 0kkk kkkk kkkk	CALL k	Sauve l'adresse de retour, charge PC avec k
00 0000 0000 1001	RETFIE	retour d'interruption
00 0000 0000 1000	RETURN	retour de sous-programme
10 1kkk kkkk kkkk	GOTO k	saut à l'adresse k (9 bits!)
11 111x kkkk kkkk	ADDLW k	Addition de W et k
11 110x kkkk kkkk	SUBLW k	Soustraction de W et k
11 00xx kkkk kkkk	MOVLW k	Chargement littéral de W (W = k)
11 1000 kkkk kkkk	IORLW k	OU Inclusif littéral avec W (W = k OR W)
11 1001 kkkk kkkk	ANDLW k	ET littéral avec W (W = k AND W)
11 1010 kkkk kkkk	XORLW k	OU exclusif or littéral avec W (W = k XOR W)

Dans la terminologie Microchip, littéral signifie en adressage immédiat.

Voir aussi

Le jeu d'instructions du PIC 16F84 est présenté dans un autre projet qui montre comment embarquer un PIC 16F84 dans un FPGA.

Architecture complète

Nous présentons ci-dessous, sous forme de schéma, l'architecture complète du PIC 16F84. Arrivé à ce point, il n'est pas inutile de passer un peu de temps à la comprendre.

Documentation complète du PIC 16F84

Brochage

Le brochage du PIC 16F84A en boitier DIL est le suivant :

Liste des broches, classées par catégories:

OSC1/CLKIN	     (pin 16)	     Quartz ou entrée de l’horloge externe
OSC2/CLKOUT	(pin 15)	Quartz en mode cristal ou sortie d’horloge à 1/4 de la fréquence en mode RC
MCLR\		(pin 4)		Master Clear (Reset) ou tension de programmation. (Reset actif à l’état bas).
Port A :
RA0		(pin 17)	Port A I/O TTL
RA1		(pin 18)	Port A I/O TTL
RA2		(pin 1)		Port A I/O TTL
RA3		(pin 2)		Port A I/O TTL
RA4/T0CKI	(pin 3)		Port A I/O Entrée Trigger, sortie Drain ouvert. Entrée de comptage TMR0
Port B :        peut être programmé pour avoir des résistances de pull-up internes sur ses entrées.
RB0/INT	        (pin 6)		Port B I/O TTL en I/O et Entrée d’Interruption avec  Trigger
RB1		(pin 7)		Port B I/O TTL
RB2		(pin 8)		Port B I/O TTL
RB3		(pin 9)		Port B I/O TTL
RB4		(pin 10)	Port B I/O TTL avec Interruption sur changement d’état de l’entrée
RB5		(pin 11)	Port B I/O TTL avec Interruption sur changement d’état de l’entrée
RB6		(pin 12)	Port B I/O TTL avec Interruption sur changement d’état de l’entrée.
				 Serial programming clock avec entrée Trigger.
RB7		(pin 13)	Port B I/O TTL avec Interruption sur changement d’état de l’entrée.
				 Serial programming data avec entrée Trigger.
VSS		(pin 5)		Masse
VDD		(pin 14)	Alimentation positive

Schémas de base

Un système minimum peut être le suivant, avec simplement une alimentation 5Vdc, un quartz 4MHz de type AT (pas de quartz série), deux condensateurs 27pF céramique et un PIC 16F84 4MHz.

Dans ce cas, l’entrée de reset MCLR\ est connectée à l’alimentation positive +5V pour un reset de type POR (Power On Reset : reset à la mise sous tension) interne au PIC.

Ce circuit de reset est utilisable seulement dans le cas d’un oscillateur grande vitesse, et dans le cas d’une alimentation à excursion rapide (le niveau 5V doit être atteint rapidement, avec une pente raide). De plus, il ne permet pas un redémarrage du système à chaud (sans couper l’alimentation).

Pour obtenir un reset à chaud, il suffirait dans ce cas de connecter MCLR\ à un circuit RC (résistance de 22Ko et condensateur de 100nF) qui assurerait le POR, et permettrait d’effectuer le reset à chaud avec un bouton poussoir relié à la masse :

La résistance de 470 ohms est recommandée par Microchip pour limiter le courant de décharge du condensateur dans MCLR\.

Une diode de type 1N4148 peut être mise en parallèle sur la résistance de rappel de 22K afin de décharger le condensateur plus rapidement en cas de coupure d’alimentation.

Ceci permettra au PIC de redémarrer plus sûrement après une coupure d’alimentation brève.

Les Ports d'entrées/sorties

Le PORT A: RA0 … RA4

Le PORT A est un des deux Ports du PIC 16F84, et comprend 5 lignes Entrées/Sorties. Sa configuration et sa programmation passent par l’utilisation de deux registres qui sont PORTA et TRISA.

Le registre PORTA (Bank 0) est une copie des lignes RA0..RA4, tant en entrée qu’en sortie. En effet, lire le PORTA revient à lire l’état des pins alors qu’une écriture place le niveau correspondant sur les pins qui auront été configurées en sorties (dans une séquence interne au PIC de Read-modify-write).

Les lignes RA0 .. RA3 sont des entrées à niveaux compatibles TTL et des sorties CMOS standards. La ligne RA4 est une entrée à Trigger de Schmitt et une sortie à drain ouvert qui est multiplexée avec l’entrée de Timer TMR0.

Le registre TRISA (Bank 1) est le registre qui permettra de placer les pins indépendamment en entrée ou en sortie.

Mettre un bit de TRISA à 1 placera la pin correspondante en entrée (et le circuit de sortie correspondant en haute impédance).

Mettre un bit de TRISA à 0 placera la pin correspondante du PORTA en sortie.

Exemple de configuration du PORTA:

 BSF   STATUS, RP0     ; Acces Bank1
 MOVLW 0xFB            ; TRISA.b2 à 0 pour RA2 en sortie   (% 1111.1011)
 MOVWF TRISA
 BCF   STATUS, RP0     ; Acces Bank0
 …
 …
 BCF   STATUS, RP0     ; Acces Bank0
 BSF   PORTA, RA2      ; Allume la Led connectée à la ligne RA2

Utilisation du PORT A: Allumage d’une Led

Un premier exemple d’utilisation du Port A est de faire clignoter une Led connectée à RA2 par l’intermédiaire d’une résistance de 1 Kohms.

• • • SCHEMA***

Exemple de code:

; Clignotement d'une Led sur RA2

;;;;;;; *** Configuration
        LIST         p=16F84A                   ; Processeur 16F84A
	#INCLUDE <p16F84A.inc>                  ; Définition des registre internes du 16F84
	__CONFIG  _CP_OFF & _WDT_OFF & _HS_OSC  ; Option de programmation  

 ;;;;;;; *** Définitions
       RA2 EQU 0x02	; PortA, sortie RA2

 ;;;;;;; *** Variables
 	CBLOCK 0x0C
		vTempo1, vTempo2;
	ENDC

 ;;;;;;; *** Vecteurs
 	ORG	H'0000'		; Déclaration du Reset
	GOTO	Start

; * Tempo de clignotement qui utilise deux variables pour obtenir une tempo longue

Tempo	MOVLW	0xFF		; Charge W avec 0xFF
         MOVWF	vTempo2		; pour charge la vTempo2
_Tempo2	MOVWF	vTempo1		; et la vTempo1
_Tempo1	DECFSZ	vTempo1, f	; Décrémente vTempo et met le résultat dans vTempo
	 GOTO 	_Tempo1		;  puis saute l'instruction suivante si 0. 
	 DECFSZ	vTempo2, f
	 GOTO	_Tempo2
	 RETURN


; * Programme principal

Start	BSF STATUS, RP0	; Acces Bank1
	MOVLW	0xFB		; TRISA.b2 à 0 pour RA2 en sortie
	MOVWF	TRISA
	BCF	STATUS, RP0	; Acces Bank0
	BSF	PORTA, RA2	; Allume la Led
	CALL 	Tempo
	BCF	PORTA, RA2	; Eteint la Led
	CALL 	Tempo
	GOTO 	Start		; Reboucle au départ
	END

La temporisation utilisée peut être améliorée de la sorte, afin d’obtenir des temps calibrés:

	CBLOCK 0x0C
		vWait1, vWait2, vWait3;
	ENDC


 ; * Tempo 500µS    1+1+165*(1+2)+1+2=500µS
T_500us	MOVLW 0xA5	; 1 cy
	MOVWF   vWait1		; 1 cy
	NOP			; 1 cy
_T1 DECFSZ vWait1, f	; 1 cy
	GOTO    _T1		; 2 cy
	NOP			; 1 cy
	RETURN			; 2 cy

 ; * Tempo 100ms    1+1+198*(2+500µS+1+2)+6+2=100'000µS = 100 mS
T_100ms	MOVLW 0xC6	; 1 cy
	MOVWF	vWait2		; 1 cy
	NOP			; 1 cy
_T2  CALL T_500us	; 2 cy + 500µS
	DECFSZ	vWait2, f	; 1 cy
	GOTO	_T2		; 2 cy
	NOP			; 
	NOP			; 
	NOP			; 
	NOP			; 
	NOP			; 
	NOP			; 6 cy
	RETURN			; 2 cy

 ; * Tempo 1 S    1+1+10*(2+100'000µS+1+2)+2= 1,000054 secondes
T_1s MOVLW   0x0A	; 1 cy
	MOVWF	vWait3		; 1 cy
	NOP			; 1 cy
_T3	CALL T_100ms	; 2 cy + 100mS
	DECFSZ	vWait3, f	; 1 cy
	GOTO	_T3		; 2 cy
	RETURN			; 2 cy

L’appel se fera donc par CALL T_1s pour une temporisation de 1 seconde.

Déclarations et Définitions principales sous MPLAB

MPLAB est l'environnement de développement intégré Assembleur gratuit de Microchip.

Voici les principales déclarations les plus utiles:

ORG

Définit l’adresse de l’instruction qui va suivre, utilisé pour le Reset et l’Interruption.

Le Reset se situe à l’adresse 0x0000 et se déclare de la façon suivante :

   ORG   0x0000	; Déclaration du Reset
   GOTO  Start

   Start MOVLW … …     ; Programme principal

Si on utilise l’ Interruption, elle se déclarera de la façon suivante à la suite du Reset:

   ORG	  0x0000	; Déclaration du Reset
   GOTO  Start

   ORG	  0x0004	; Déclaration de l’IT
   MOVLW 0x01
   MOVWF var
  ; ( il manque ici l'acquittement de l'interruption avant de revenir au programme interrompu)
   RETFIE

   Start MOVLW … ….	; Programme principal

Si l’IT n’est pas utilisée, la place mémoire ainsi libérée par sa non utilisation au niveau du vecteur sera utilisée par le code du programme lui-même.

INCLUDE

Permet à l’assembleur d’inclure le texte d’un autre fichier dans le fichier source en cours.

   #include <p16F84A.inc >; définition du type de processeur

EQU

Assignation de constante qui peut se déclarer de la façon suivante :

    MaValeur    EQU 0x05          ; La variable  MaValeur vaut 0x05

Une variable peut également se déclarer de la façon suivante :

    MaVariable	EQU 0x0C          ; MaVariable se trouve à l’adresse 0x0C

    MOVLW	0x12              ; W=0x12
    MOVWF	MaVariable        ; W est stocké dans MaVariable

CBLOCK …. ENDC :

On peut aussi déclarer des zones de plusieurs variables à l’aide de la directive CBLOCK …. ENDC

Ainsi,

   CBLOCK 0x00C        ; début du bloc des variables
   Mavariable : 1      ; 1 octet pour Mavariable
   Latempo : 2         ; 2 octet pour Latempo
   Truc, Muche         ; 1 octet pour Truc et 1 octet pour Muche
   ENDC 

défini plusieurs variables d’adresses consécutives: Mavariable à l’adresse 0x0C et La tempo à l’adresse 0x0D.

CONFIG :

Permet de configurer les « fusibles » internes du PIC à activer par le programmateur.

 __CONFIG	_CP_OFF &_WDT_ON

Demande de ne pas positionner le fusible de protection en lecture et d’activer le WatchDog.

Liste des bits du mot de Configuration:

 _CP_ON ou_CP_OFF :       Code Protection bit
 _PWRTE_ON ou_PWRTE_OFF : Power-up Timer enable
 _WDT_ON ou_WDT_OFF :     Watch dog Timer enable

 _LP_OSC :  Oscillateur LP (low power)
 _XT_OSC :  Oscillateur XT (quartz)
 _HS_OSC :  Oscillateur HighSpeed
 _RC_OSC :  Oscillateur RC

#DEFINE

Permet de définir une chaîne de substitution :

   #define	BitLED		PORTA, 2

LIST

Liste des directives à l’attention du pré-processeur.

   LIST p=16F84A		; Le PIC utilisé est un 16F84A

END

Définit la fin du programme.

Description matérielle interne du PIC 16F84

Nous allons donner dans cette section un peu d'information sur l'architecture interne du PIC 16F84.

La documentation de cette section n'est pas une reprise de la documentation officielle de Microchip. Nous avons comme objectif de présenter des schémas internes complets. Comme pour tout schéma, il devient parlant lorsque les conventions sur lesquelles il s'appuie sont comprises par le lecteur.

Nous prenons le Timer 0 comme exemple.

Le timer0

Le timer0 est un timer sur 8 bits. C'est totalement visible sur la figure ci-dessous. Les bits des registres 8 bits seront toujours repérés de b0 (poids faible) à b7 (poids fort).

Que voit-on sur cette figure ?

• C'est le registre OPTION qui permet une configuration du fonctionnement du timer0
• Lors d'un débordement (overflow) du timer 0, un bit nommé "TMR0IF" du registre INTCON est positionné. Ce bit n'est jamais remis à 0 par le matériel car c'est un drapeau (flag)
• Le bit "T0CS" du registre OPTION permet, à l'aide du multiplexeur en haut à droite de choisir l'entrée du timer 0. On voit qu'il peut s'agir du quartz interne du PIC ou du bit "T0CKI" du PORTA.
• Le ou exclusif (=1) permet une éventuelle inversion
• Les trois bits "T0PS2", "T0PS1" et "T0PS0" permettent un choix de division entre 2 et 256
• La fameuse division ci-dessus ne sera prise en compte que si le multiplexeur du bas est positionné correctement par le bit "PSA" du registre OPTION.
• Cette figure vous donne aussi la position de tous les bits. Par exemple, le fameux bit "T0CKI" du PORTA est le bit b4 du PORTA.

L'interruption de débordement du timer 0

Mettre en route le timer0 est une chose, mais déclencher une interruption en est une autre. Il nous faut maintenant documenter ce mécanisme.

Définition

On appelle drapeau (flag en anglais), tout bit dont le nom se termine par F. Ces bits particuliers sont toujours mis à un par le matériel, mais mis à 0 par le logiciel.

Nous avons déjà rencontré un drapeau lors de la description du timer 0 : le bit "TMR0IF" du registre INTCON. Si vous voulez que ce bit soit à 0, c'est à vous, programmeur, de le faire.

Comme on peut le voir sur la figure ci-dessous, c'est le registre INTCON qui est responsable de la gestion des interruptions.

Pour réaliser l'interruption, il faut réaliser un front montant dans l'ellipse rouge : on en déduit immédiatement les bits à mettre à 1 dans INTCON, à savoir T0IE et GIE. Vous ne voyez pas de front montant ? C'est normal il est en fait réalisé par le bit "TMR0IF" du registre INTCON. Ce que permettent les bits T0IE et GIE, c'est tout simplement d'acheminer ce front d'horloge vers la fameuse ellipse rouge.

Remarque : Sur la documentation ci-dessus, vous trouvez l'appellation T0IF au lieu de TMR0IF. Malheureusement, le nom des bits dépend des compilateurs C ou assembleurs utilisés. Par exemple, le compilateur Hitech C appelle effectivement ce bit T0IF.

Premiers pas avec un compilateur C

Vous pouvez lire la section Nos premiers programmes en C d'un autre projet pour découvrir la programmation en C. Vous y trouverez, par exemple, la gestion du timer0, y compris avec interruption.

Voir aussi

• PIC 16F84 de Microchip
• Utiliser les PIC 16F et 18F, un cours de la Wikiversité
• Embarquer un PIC 16F84 dans un FPGA
• Mon site de ressources micro

Contributeurs

• Frédéric SILLON

[il faut pratiquer pour apprendre mais pas le contraire]