Laboratório de Processadores Programação do LPC2478 usando o arm-elf-gcc Parte 4: Timer e display LCD

Neste exemplo vamos fazer o programa a04_timer_lcd.tgz para configurar o Kit como um relógio que mostra as horas, minutos e segundos no display LCD e na porta serial e pisca os LEDs de forma cadenciada usando o timer T0.

Timers

Aqui vamos configurar o timer para contar com base no clock externo de 12MHz, incrementando a contagem 1000 vezes por segundo. Isto será usado na função void espera(int t) para esperar t milisegundos e no programa principal para fazer piscar o LED1 ficando apagado durante 600ms e aceso durante 400ms. Os registradores usados na configuração do timer são os seguintes:

T0TCR 0xE0004004	Timer Control Register. Habilita ou Inicializa o Timer bit 0: Habilita o Timer. bit 1: Inicializa o timer com zero.
T0TC 0xE0004008	T0 Timer Count. Neste registrador está o valor da contagem do timer.
T0PR 0xE000400C	T0 Prescale Register: Configura o divisor da frequência de incremento do timer. O registrador T0PC é incrementado até ficar igual ao T0PR. Neste momento a contagem T0TC é incrementada e T0PC é zerado. Portanto configura-se este registrador com o divisor de freqência menos um.

Assim a configuração do timer para incrementar T0TC 1000 vezes por segundo é:

T0TCR = 0;		/* Desabilita T0 */
T0PR = PCLK/1000 - 1; /* Incrementa o contador T0TC 1000 vezes por segundo */
T0TCR = 2;	/* Inicializa T0 */
T0TCR = 1;	/* Habilita T0	*/

Nesta configuração a palavra PCLK é a frequência em Hertz do clock usado no timer. Inicialmente o LPC2478 usa um clock interno de 4MHz com um divisor por 4, resultando que PCLK=1000000. Fazendo a configuração feita na função int PLL_Init(void), temos que PCLK=12000000. Esta função tambem tem outro efito: Antes de usar int PLL_Init(void), o acesso aos pinos GPIO das portas P0 e P1 é feito da forma tradicional, com IOPIN1. Depois deve-se usar as portas com acessos tipo FIO1PIN.

Existem vários outros registradores relacionados com os timers que não vou mencionar porque não foram usados neste programa.

A rotina de espera usa o valor da contagem do timer T0TC para esperar durante um tempo determinado de milisegundos:

/* Espera t milisegundos */
void espera(unsigned int t)
{
unsigned int tf;
tf = T0TC + t;		/* tf = Valor futuro do T0TC */
while(tf != T0TC);	/* espera ate que tf==T0TC */
}

Display LCD

O Kit de Lab. Processadores tem um display LCD de 2 linhas por 16 colunas conectado aos pinos GPIO do LPC2478 de acordo com a tabela a seguir:

Nome do sinal	Pino do LPC2478	Máscara	Descrição
LCD_E	P1.31	0x80000000	Habilitação do Latch de entrada do LCD. Normalmente LCD_E = 0 Admite dado quando LCD_E = 1
LCD_RS	P1.30	0x40000000	Seleciona Dado/Comando. LCD_RS = 0 Comando. LCD_RS = 1 Escreve caractere.
LCD_RW	P4.23	0x00800000	Seleciona Leitura/Escrita. Normalmente usa-se o LCD em modo de escrita. LCD_RW = 0 Escreve. LCD_RW = 1 Le.
LCD_D	P2.0 a P2.7	0x000000ff	Barramento de dados do LCD (8 bits).

Para facilitar o entendimento do programa vamos dar nomes para as máscaras de bits:

#define LCD_E  0x80000000
#define LCD_RS 0x40000000
#define LCD_RW 0x00800000
#define LCD_D  0x000000ff

O display é controlado escrevendo comandos com RS=0 ou escrevendo caracteres ASCII com RS=1. A tabela a seguir apresenta alguns comandos do LCD.

Comando	Explicação
0x38	Configura o display para 2 linhas com interface de 8 bits
0x01	Limpa o display
0x0e	Liga o cursor como um traço em baixo _
0x0f	Liga o cursor como um bloco sólido
0x0c	Esconde o cursor
0x80+x	Posiciona o cursor na primeira linha, coluna x
0xc0+x	Posiciona o cursor na segunda linha, coluna x
0x10	Move o cursor 1 charactere para a esquerda
0x14	Move o cursor 1 charactere para a direita
0x18	Scroll horizontal para a esquerda
0x1E	Scroll horizontal para a direita

Conforme foi visto no capítulo 2, podemos controlar os bits do display usando os registradores:

FIO3DIR 0x3fffc060	Especifica a direção dos bits da GPIO P3: 0: Entrada 1: Saida O processador inicia com todos os bits configurados como entrada.
FIO3MASK 0x3fffc070	Habilita a escrita nos pinos da P3: Escrevendo uma máscara de bits em FIO3MASK pode-se inibir a escrita nos bits onde a máscara é 1 (um). O processador inicia com FIO3MASK=0, deixando todos os bits liberados para escrita.
FIO3PIN 0x3fffc074	Na escrita escreve um valor nos bits de GPIO Na leitura le o estado dos bits.
FIO3SET 0x3fffc078	Liga bits da P3. Os bits onde se escreve 1 são ligados e os bits onde se escreve 0 ficam inalterados.
FIO3CLR 0x3fffc07c	Desiga bits da P3. Os bits onde se escreve 1 são desligados e os bits onde se escreve 0 ficam inalterados.

Definem-se constantes para as máscaras dos bits de controle do LCD:

#define LCD_E	(1<<31)
#define LCD_RS	(1<<30)
#define LCD_RW	(1<<23)

O procedimento para escrever um comando no LCD fica assim:

/* Escreve um comando para o LCD */
void LCDcomando(int c)
{
FIO2PIN0 = c;		/* Escreve dados do LCD nos bits 0 a 7 do FIO3	*/
FIO1CLR = LCD_RS;	/* Zera o sinal LCD_RS para indicar comando	*/
FIO1SET = LCD_E;	/* Liga a habilitacao do latch de dados do LCD	*/
FIO1CLR = LCD_E;	/* E=0 */
espera(20);		/* espera 20ms */
}

O procedimento para escrever caracteres no display é similar. A ´nica diferença é que o sinal RS deve ser ligado.

/* Escreve um caractere no LCD */
void LCDputchar(int c)
{
FIO2PIN0 = c;		/* Escreve dados do LCD nos bits 0 a 7 do FIO3	*/
FIO1SET = LCD_RS;	/* Liga o sinal LCD_RS para escrever caractere	*/
FIO1SET = LCD_E;	/* Liga a habilitacao do latch de dados do LCD	*/
FIO1CLR = LCD_E;	/* E=0 */
espera(8);		/* espera 8ms */
}

A inicialização do display é feita configurando as portas de GPIO e escrevendo os comandos de configuração do LCD:

/* Inicializa o display LCD */
void LCDinit(void)
{
FIO2DIR |= 0xff;	/* Dados do LCD como saidas */
FIO1DIR |= (LCD_RS | LCD_E);	/* LCD_RS e LCD_E como saídas */
FIO1CLR = LCD_E;	/* LCD_E deve ficar normalmente em 0 */
FIO4DIR |= LCD_RW;	/* LCD_RW deve ficar em 0 para poder escrever no LCD */
FIO4CLR = LCD_RW;
espera(40);
LCDcomando(0x38);	/* Configura LCD */
LCDcomando(1);		/* Limpa */
LCDcomando(0x0c);	/* Cursor oculto */
}

Bibliografia

• LCD - Info Dados sobre o display LCD. Inclui uma lista completa dos comandos do LCD.