SISTEMAS EMBARCADOS I UNIDADE 5 – PORTAS DE E/S TURMA: 7º Período DISCIPLINA: Sistemas Embarcados I PROFESSOR: Pedro Pacheco Bacheti

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1 SISTEMAS EMBARCADOS I UNIDADE 5 – PORTAS DE E/S TURMA: 7º Período DISCIPLINA: Sistemas Embarcados I PROFESSOR: Pedro Pacheco Bacheti pedro.exercicios@gmail.com www.sites.google.com/site/professorengpedro Serra (ES), Outubro de 2014.

2 MSP430 ________________________________________________________________________________ A família MSP430 possui um conjunto de portas de entrada e saída (E/S) de uso geral, normalmente, com 08 pinos cada. Cada um desses pinos pode ser configurado individualmente para operar como entrada ou saída. Adicionalmente, alguns possuem outras funções multiplexadas, que podem ser ativadas ou desativadas pelo programa em execução. SISTEMAS EMBARCADOS I – PORTAS DE E/S

3 MSP430 ________________________________________________________________________________ SISTEMAS EMBARCADOS I – PORTAS DE E/S

4 MSP430 ________________________________________________________________________________ Cada porta possui um conjunto básico de registradores os quais controlam a sua operação: -PxIN  Registrador de entrada destinado a leitura do estado dos pinos da porta Px. -PxOUT  Registrador de saída destinado a determinar o estado dos pinos da porta Px. -PxDIR  Registrador destinado a determinar a direção da porta Px. -PxSEL  Registrador destinado a seleção da função dos pinos da porta Px. -PxREN  Registrador responsável pela habilitação do resistor: pull up / pull down dos pinos da porta Px -PxIFG  Registrador responsável por sinalizar interrupções da porta Px -PxIES  Registrador responsável pela seleção de borda de sensibilidade dos pinos da porta Px. -PxIE  Registrador responsável pela habilitação individual dos pinos da porta Px. SISTEMAS EMBARCADOS I – PORTAS DE E/S

5 MSP430 ________________________________________________________________________________ PxIN PxIN é um registrador de dados que armazena a informação do estado dos pinos da porta Px, os quais, foram configurados como entrada pelo registrador PxDIR. -0V  PxIN = 0(cada bit deste registrador representa um pino da porta Px e efetuará a leitura do mesmo) -Vcc  PxIN = 1(Se o valor de tensão presente no respectivo pino de Px for Vcc seu respectivo bit será 1 e se a tensão for 0V, seu respectivo bit será 0) SISTEMAS EMBARCADOS I – PORTAS DE E/S Bit 7Bit 6Bit 5Bit 4Bit 3Bit 2Bit 1Bit 0 Px.7Px.6Px.5Px.4Px.3Px.2Px.1Px.0

6 MSP430 ________________________________________________________________________________ PxOUT PxOUT é um registrador de dados que armazena a informação do estado dos pinos da porta Px, os quais, foram configurados como saída pelo registrador PxDIR. -PxOUT = 0  0V(cada bit deste registrador representa um pino da porta Px e efetuará a escrita do mesmo) -PxOUT = 1  Vcc(Se o respectivo bit for 1 a tensão aplicada no mesmo será Vcc e se respectivo bit for 0 a tensão aplicada no mesmo também será 0) SISTEMAS EMBARCADOS I – PORTAS DE E/S Bit 7Bit 6Bit 5Bit 4Bit 3Bit 2Bit 1Bit 0 Px.7Px.6Px.5Px.4Px.3Px.2Px.1Px.0

7 MSP430 ________________________________________________________________________________ PxDIR PxDIR é um registrador de configuração que determina a direção (entrada/saída) individual dos pinos da porta Px. -PxDIR = 0  entrada (os bits de PxDIR que estiverem no estado 0 configurarão o respectivo pino como entrada) -PxDIR = 1  saída (os bits de PxDIR que estiverem no estado 1 configurarão o respectivo pino como saída) SISTEMAS EMBARCADOS I – PORTAS DE E/S Bit 7Bit 6Bit 5Bit 4Bit 3Bit 2Bit 1Bit 0 Px.7Px.6Px.5Px.4Px.3Px.2Px.1Px.0

8 MSP430 ________________________________________________________________________________ PxDIR Exemplo: Quando PxDIR vale: 0xAA  Então: SISTEMAS EMBARCADOS I – PORTAS DE E/S Bit 7Bit 6Bit 5Bit 4Bit 3Bit 2Bit 1Bit 0 Px.7Px.6Px.5Px.4Px.3Px.2Px.1Px.0 Bit 7Bit 6Bit 5Bit 4Bit 3Bit 2Bit 1Bit 0 10101010 Px.0PxINPx.4PxIN Px.1PxOUTPx.5PxOUT Px.2PxINPx.6PxIN Px.3PxOUTPx.7PxOUT

9 MSP430 ________________________________________________________________________________ PxSEL PxSEL é um registrador de configuração que seleciona a função alternativa individual dos pinos da porta Px. Os bits de PxSEL configurarão os respectivos pinos da porta Px de acordo com seu estado. Conforme mostrado abaixo: -PxSEL = 0  Função E/S normal -PxSEL = 1  Função Alternativa SISTEMAS EMBARCADOS I – PORTAS DE E/S Bit 7Bit 6Bit 5Bit 4Bit 3Bit 2Bit 1Bit 0 Px.7Px.6Px.5Px.4Px.3Px.2Px.1Px.0

10 MSP430 ________________________________________________________________________________ PxREN PxREN é um registrador de configuração que habilita os resistores internos de pull up/ pull down individual dos pinos da porta Px, quando o dispositivo o possui. Os bits de PxREN configurarão os respectivos pinos da porta Px de acordo com seu estado. Conforme mostrado abaixo: -PxREN = 1  Habilita o resistor de pull up / pull down -PxREN = 0  Desabilita o resistor de pull up / pull down SISTEMAS EMBARCADOS I – PORTAS DE E/S Bit 7Bit 6Bit 5Bit 4Bit 3Bit 2Bit 1Bit 0 Px.7Px.6Px.5Px.4Px.3Px.2Px.1Px.0 -PxOUT = 1  Resistor de Pull Up -PxOUT = 0  Resistor de Pull Down

11 MSP430 ________________________________________________________________________________ EXERCÍCO Determine qual deve ser o valor de cada um dos bits dos registradores de configuração para que a porta 1 (P1) do microcontrolador MSP430G2553 seja configurado da seguinte forma: SISTEMAS EMBARCADOS I – PORTAS DE E/S P1.0Entrada (Pull up)P1.4Saída P1.1Entrada (Pull down)P1.5Saída P1.2Entrada (Pull down)P1.6Saída P1.3Entrada (Pull up)P1.7Saída

12 MSP430 ________________________________________________________________________________ EXERCÍCO SISTEMAS EMBARCADOS I – PORTAS DE E/S P1.0Entrada (Pull up)P1.4Saída P1.1Entrada (Pull down)P1.5Saída P1.2Entrada (Pull down)P1.6Saída P1.3Entrada (Pull up)P1.7Saída P1DIR Bit 7Bit 6Bit 5Bit 4Bit 3Bit 2Bit 1Bit 0 P1REN Bit 7Bit 6Bit 5Bit 4Bit 3Bit 2Bit 1Bit 0 P1OUT Bit 7Bit 6Bit 5Bit 4Bit 3Bit 2Bit 1Bit 0

13 MSP430 ________________________________________________________________________________ PxIFG PxIFG é um registrador de sinalização possui a função de sinalizar a interrupção individual dos pinos da porta Px. Os bits de PxIFG configurarão os respectivos pinos da porta Px de acordo com seu estado. Conforme mostrado abaixo: -PxIFG = 0  Nenhuma interrupção pendente -PxIFG = 1  Interrupção pendente SISTEMAS EMBARCADOS I – PORTAS DE E/S Bit 7Bit 6Bit 5Bit 4Bit 3Bit 2Bit 1Bit 0 Px.7Px.6Px.5Px.4Px.3Px.2Px.1Px.0

14 MSP430 ________________________________________________________________________________ PxIES PxIES é um registrador de configuração possui a função de determinar a sensibilidade de borda individual dos pinos da porta Px. Os bits de PxIES configurarão os respectivos pinos da porta Px de acordo com seu estado. Conforme mostrado abaixo: -PxIES = 0  Borda de descida -PxIES = 1  Borda de subida SISTEMAS EMBARCADOS I – PORTAS DE E/S Bit 7Bit 6Bit 5Bit 4Bit 3Bit 2Bit 1Bit 0 Px.7Px.6Px.5Px.4Px.3Px.2Px.1Px.0

15 MSP430 ________________________________________________________________________________ PxIE PxIE é um registrador de configuração possui a função de habilitar a interrupção individual dos pinos da porta Px. Os bits de PxIE configurarão os respectivos pinos da porta Px de acordo com seu estado. Conforme mostrado abaixo: -PxIE = 0  Interrupção desabilitada -PxIE = 1  Interrupção habilitada SISTEMAS EMBARCADOS I – PORTAS DE E/S Bit 7Bit 6Bit 5Bit 4Bit 3Bit 2Bit 1Bit 0 Px.7Px.6Px.5Px.4Px.3Px.2Px.1Px.0

16 MSP430 ________________________________________________________________________________ EXERCÍCOS 1)Determine qual deve ser o valor de cada um dos bits dos registradores de configuração para que a porta 1 (P1) do microcontrolador MSP430G2553 seja configurado da seguinte forma: SISTEMAS EMBARCADOS I – PORTAS DE E/S P1.0SaídaP1.4Entrada (borda de subida) P1.1SaídaP1.5Entrada (borda de descida) P1.2SaídaP1.6Entrada P1.3SaídaP1.7Entrada

17 MSP430 ________________________________________________________________________________ EXERCÍCOS SISTEMAS EMBARCADOS I – PORTAS DE E/S P1DIR Bit 7Bit 6Bit 5Bit 4Bit 3Bit 2Bit 1Bit 0 P1IES Bit 7Bit 6Bit 5Bit 4Bit 3Bit 2Bit 1Bit 0 P1IE Bit 7Bit 6Bit 5Bit 4Bit 3Bit 2Bit 1Bit 0 P1.0SaídaP1.4Entrada (borda de subida) P1.1SaídaP1.5Entrada (borda de descida) P1.2SaídaP1.6Entrada P1.3SaídaP1.7Entrada

18 MSP430 ________________________________________________________________________________ EXERCÍCOS 2)Tomando como referência as configurações do exercício anterior, explique o tratamento das interrupções tendo em vista os valores de P1IFG: SISTEMAS EMBARCADOS I – PORTAS DE E/S P1IFG Bit 7Bit 6Bit 5Bit 4Bit 3Bit 2Bit 1Bit 0 XX10XXXX

19 MSP430 ________________________________________________________________________________ CARACTERÍSTICAS -A capacidade máxima de corrente de cada pino configurado como saída é de 6mA (tanto de fornecimento quanto de drenagem). -No caso do pino configurado como entrada, a corrente drenada é da ordem de aproximadamente 50nA -Como elemento de proteção, todos os pinos do chip possuem diodos de proteção (clamping), capazes de limitar a máxima tensão no pino em aproximadamente 0,3V abaixo do terra de referência (V SS ) de alimentação do chip. A máxima corrente admitida em tais diodos é de aproximadamente 2mA. -A existência de tais diodos, além de oferecer proteção, facilita a interface do MSP430 com sistemas alimentados por 5V, pois com simples inclusão de um resistor em série com o pino, o chip pode ler sinais provenientes de sistemas alimentados com 5V. -Os MSP430 dispõem de circuitos Schimitt Trigger em todas as portas. SISTEMAS EMBARCADOS I – PORTAS DE E/S

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21 REFERÊNCIAS ________________________________________________________________________________ -PEREIRA, FÁBIO. Microcontroladores Família MSP430, 1 ed. São Paulo: Érica, 2005. -TEXAS INSTRUMENTS. MSP430x2xx family user's guide. Dallas: Texas Instruments, 2012. SISTEMAS EMBARCADOS I – PORTAS DE E/S