Franzininho DIY – Saídas Digitais

Agora que já estamos com as ferramentas instaladas e a placa Franzininho DIY em mãos, vamos dar início aos estudos dos periféricos internos do ATtiny85.

Nesse artigo vamos explorar os pinos de I/O como saída digital. Ao final, você saberá como acionar dispositivos externos a Franzininho DIY.

Recursos Necessários

• Placa Franzininho DIY(com Micronucleus)
• Computador com as ferramentas de software instaladas

Pinos do ATtiny85

O ATtiny85 possui 8 pinos, sendo que 6 deles podemos usar como I/O (entradas ou saídas) digitais. Os pinos de I/O são nomeados conforme a porta que eles pertencem. Na figura a seguir vemos que os pinos do ATtiny85 são nomeados de PBx, onde x é o número correspondente ao pino no registrador (não se preocupe, vamos ver mais detalhes a seguir):

Cada pino de I/O pode ser usado como entrada ou saída e também como outras funções nesse momento só vamos trabalhar com os pinos funcionando como GPIO (General Porpouse Input/Output).

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Conforme exibido na imagem acima, temos os seguintes pinos disponíveis no ATtiny85:

PB0, PB1, PB2, PB3, PB4, PB5.

Algumas Particularidades do circuito da Franzininho DIY

Os pinos de I/O são marcados em Amarelo no Pinout da Franzininho DIY:

• O pino PB5 é configurado como RESET na Franzininho DIY, sendo assim não poderemos usá-lo como I/O.
• Os pinos PB3 e PB4 são usados para o circuito da USB, sendo assim temos que usá-los com cautela. Geralmente esses pinos são usados apenas como saídas digitais.
• O LED amarelo da placa está ligado ao pino PB1.
• Os pinos PB0 E PB2 não possuem circuito ligados a eles.

Registradores responsáveis pelos pinos de I/O

Para trabalhar com os pinos de I/O no ATtiny85 temos 3 registradores:

• PORTB: Registrador de dados. Responsável pela escrita nos pinos;
• DDRB: Registrador de direção do pino. Responsável pela configuração dos pinos para definir se será entrada ou saída;
• PINB: Registrador de entrada da porta. Responsável pela leitura do estado do pino.

Note que todos os registradores terminam com B no final. Isso significa que estamos trabalhando com o PORTB. Caso fosse um microcontrolador com maior quantidade de pinos teríamos os finais A, B,C, etc. Cada porta só possui no máximo 8 pinos.

Na seção 10 do datasheet do ATtiny85 temos todos os detalhes para se trabalhar com os I/O. A tabela a seguir, retirada do datasheet, exibe as configurações possíveis para os pinos:

A figura abaixo exibe os registradores responsáveis pelos pino de I/O do PORTB:

Note que cada bit dos registradores é responsável por pino sendo indexado pelo número correspondente ao bit. Dessa forma, se quisermos usar o pino PB1 para acionar o LED, devemos configurar o registrador DDRB da seguinte forma:

E para acionar ligar/deligar o LED devemos colocar 1 ou no bit correspondente no PORTB.

Vamos a um exemplo para ficar mais claro.

Códigos

/**
 *
 * @file main.c
 * @author Fábio Souza
 * @brief Exemplo para acionamento do LED na pino PB1
 * @version 0.1
 * @date 2021-02-03
 *
 * @copyright Franzininho
 * This example code is in the Public Domain (or CC0 licensed, at your option.)
 * Unless required by applicable law or agreed to in writing, this
 * software is distributed on an "AS IS" BASIS, WITHOUT WARRANTIES OR
 * CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied.
 *
 */
#include <avr/io.h>
#include <util/delay.h>

#define F_CPU 16500000L //frequência do oscilador. usado para a função de delay

    /**
 * @brief Função main
 *
 * @return int
 */
int main(void)
{

  DDRB = 0b00000010;  // Configura Pino PB1 como saída (Pino do LED)

  /**
   * @brief loop infinito
   *
   */
  while (1)
  {
    PORTB = 0b00000010;    //liga LED
    _delay_ms(250);         // delay 250 ms
    PORTB = 0b00000000;    //desliga LED
    _delay_ms(250);         // delay 250 ms
  }                                                
  return (0);                           
}

O exemplo acima pisca o LED em intervalos de 250 ms. A configuração do pino PB1 como saída foi feito colocando o bit1 de DDRB em 1. Já para ligar e desligar o LED foi manipulado o bit 1 de PORTB, hora em 1 hora em 0.

Projeto disponível em: https://github.com/Franzininho/exemplos-avr-libc

Bacana, não?

Podemos melhorar a manipulação dos bits dos registradores usando macros. As macros são rotinas que facilitam nossas vidas. Recomendo que se você leia esse artigo para entender sobre as macros e as operações efetuadas: https://embarcados.com.br/bits-em-linguagem-c/

Vamos usar as seguintes macros:

#define setBit(valor,bit) (valor |= (1<<bit))
#define toogleBit(valor,bit) (valor ^= (1<<bit))

Os nomes já são auto-explicativos mas vamos verificar como usá-las no programa em C:

/**
 *
 * @file main.c
 * @author Fábio Souza
 * @brief Exemplo para explorar as saídas digitais e o uso de macros
 * @version 0.1
 * @date 2021-02-03
 *
 * @copyright Franzininho
 * This example code is in the Public Domain (or CC0 licensed, at your option.)
 * Unless required by applicable law or agreed to in writing, this
 * software is distributed on an "AS IS" BASIS, WITHOUT WARRANTIES OR
 * CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied.
 *
 */

#include <avr/io.h>
#include <util/delay.h>

#define F_CPU 16500000L

//macros    
#define setBit(valor,bit) (valor |= (1<<bit))
#define toogleBit(valor,bit) (valor ^= (1<<bit))

/**
 * @brief Função main
 *
 * @return int
 */
int main(void)
{

  setBit(DDRB,PB1);     // Configura Pino PB1 como saída (Pino do LED)

  /**
   * @brief loop infinito
   *
   */
  while (1)
  {
    toogleBit(PORTB,PB1);  //inverte o estado do pino
    _delay_ms(250);         // delay 250 ms
  }                                                
  return (0);                           
}

Dessa forma manipulamos somente os bits desejados, não alterando os valores dos outros que poderão ser usados para outras aplicações.

Desafio

Coloque outro LED no pino PB0 e o acione alternadamente ao pino PB1, ou seja, quando LED no PB0 estiver ligado o LED em PB1 deve apagar e vice-versa.