PDF de programación - Práctica 3: Bucles

Bucles



• Bucles:

o Bucles infinitos
o Bucles finitos
o Bucles anidados

• Medir tiempos con MPLAB
• Ejemplos y ejercicios

Ingeniería de Sistemas y Automática Prácticas de Microcontroladores PIC



SISTEMAS ELECTRÓNICOS Y AUTOMÁTICOS
PRACTICAS DE MICROCONTROLADORES PIC



PRÁCTICA 3:



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Ingeniería de Sistemas y Automática Prácticas de Microcontroladores PIC



1. Bucles

Uno de los conceptos fundamentales de la programación es el concepto del
bucle o lazo. Un bucle permite básicamente la repetición del código del
programa y puede funcionar de forma indefinida o repetir una parte del código
un número determinado de veces. En primer lugar se estudiarán los bucles
infinitos.

1.1. Bucles infinitos

Un bucle o lazo infinito es aquel que no tiene fin, es decir, mantiene la siguiente
estructura:



Instrucciones



Principal



…………
…………
…………
goto Principal

Por ejemplo:



La mayoría de los programas de microcontroladores posee una estructura de
bucle infinito.

El programa CONTAR.ASM funciona como un bucle infinito, enviando de forma
secuencial un número binario comprendido entre 0 y 255 a PORTB.



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;CONTAR.ASM



Inicio



Bucle



List
include "P16F84.INC" ;Definiciones de registros internos

p=16F84 ;Tipo de procesador

org
goto

0x00
Inicio



;Vector de Reset

org

0x05



;Salva el vector de interrupción

bsf STATUS,RP0
clrf
TRISB
bcf STATUS,RP0
clrf
PORTB

incf PORTB,f
goto Bucle


;selecciona el Banco1
;configura PORTB todo como salidas
;selecciona el Banco0
;borra PORTB (leds apagados)

;suma 1 al registro PORTB
;y otra vez, y otra vez, …

end



EJERCICIO 1:

Cread un proyecto y simulad el funcionamiento del programa CONTAR.ASM.



EJERCICIO 2:

Modificad el programa CONTAR.ASM para que la secuencia que se muestre
en PORTB sea:


(en decimal): 254, 252, 250, 248, ... 4, 2, 0, 254, 252, 250, 248, ...
4, 2, 0, 254, 252, 250, 248, ... 4, 2, 0, .....

(o en hexadecimal): FE, FC, FA, ... 04, 02, 00, FE, FC, FA, ...
04, 02, 00, FE, FC, FA, ...04, 02, 00, FE, FC, FA, ... 04, 02,
00,...



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1.2. Bucles finitos

Los bucles finitos se ejecutan un determinado número de veces y pueden tener
varios tipos de estructuras, las más utilizadas son:



• Bucle con condición de testeo
• Bucle que se repite un número conocido de veces

Instrucciones


1.2.1. Bucle con condición de testeo

Se utiliza una instrucción de testeo para controlar la ejecución del bucle. Para
este caso la repetición del lazo es finita, pero no se puede precisar el número
de veces que se repite.



Ejemplo1:



En el ejemplo1 se lee el pin 4 de PORTA y hasta que no se pone a 1 no sale de
este bucle.

Ejemplo2:



movf PORTA,W
sublw 0x56
btfss STATUS,Z
goto NoEsIgual

btfss PORTA,4
goto EsperaUno

NoEsIgual



EsIgual



EsperaUno



Condición?

No/Sí

Sí/No



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Carga el contador

Instrucciones

Decrementa el contador

Contador=0?

No

Sí

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En el ejemplo2 se lee el registro PORTA y hasta que no su valor no es igual al
de la constante 0x56 no se sale del bucle.

1.2.2. Bucle que se repite un número conocido de veces

Las instrucciones decfsz e incfsz se utilizan generalmente en combinación con
una instrucción de salto goto, para el diseño de bucles de instrucciones que
deben repetirse una cantidad determinada de veces. Se hace de manera tal
que un registro se decrementa o incrementa hasta que tome un determinado
valor. En este caso, sí se conoce el número de veces que se repite el bucle:



movlw NumeroVeces; este es el numero de veces que se repite el bucle
movwf Contador; carga el contador con el numero de veces

Ejemplo:



Lazo ………
………


………
decfsz Contador,F; se decrementa el contador hasta que llega a 0

goto Lazo; si no llega a cero repite el bucle

………
………



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EJERCICIO 3:

Cread un proyecto y simulad el funcionamiento del programa SALTOS_01.ASM.

El Puerto B, que actúa como salida es controlado por el bit 0 del Puerto A, que actúa como
entrada. De manera tal que:

-

Si el bit 0 del PORTA es "1", se encienden todos los LEDs de salida.

Si el bit 0 del PORTA es "0", se encienden los LEDs del nibble alto y se apagan los

-
bajo.

EJERCICIO 4:

Cread un proyecto y simulad el funcionamiento del programa SALTOS_02.ASM.

Compara el dato del puerto de entrada PORTA y un "Numero" (por ejemplo el 13):

- Si (PORTA) = Numero, se encienden todos los LEDs de salida.

- Si (PORTA) y Numero no son iguales, se activan los LEDs pares de salida y apagan
impares.

EJERCICIO 5:

Cread un proyecto y simulad el funcionamiento del programa SALTOS_03.ASM.

Compara el dato introducido por el Puerto A que actúa como entrada, con un "Numero":

- Si (PORTA) es mayor o igual que "Numero" se encienden todos los LEDs de salida.

- Si (PORTA) es menor que "Numero" se activan los LEDs pares de salida.


EJERCICIO 6:

Cread un proyecto y simulad el funcionamiento del programa SALTOS_05.ASM.

Compara el dato introducido por el Puerto A que actúa como entrada, con un "Numero".
Pueden darse 3 posibilidades

- Si (PORTA) = "Numero" se encienden todos los LEDs de salida.

- Si (PORTA) > "Numero" se activan los LEDs pares de salida.

- Si (PORTA) < "Numero" sólo se encienden los LEDs del nibble alto.



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1.3. Bucles anidados

Un bucle anidado es un bucle dentro de otro bucle. El número total de
iteraciones ejecutadas es el producto de las iteraciones del bucle interno por
las iteraciones del bucle externo.

Haciendo uso de estos bucles, se tiene la posibilidad de superar las 256
iteraciones, límite de un bucle con contador. El bucle interno puede ejecutarse
256 veces y el externo se ejecuta cada vez que el bucle interno termina, hasta
un total como máximo de 256. En el programa PAUSA.ASM aparece un bucle
anidado.



;PAUSA.ASM


Contador1
Contador2



Inicio



Principal

Bucle



p=16F84

List
include "P16F84.INC" ;Definiciones de registros internos
equ 0Ch
equ 0Dh

;Tipo de procesador

org
goto

0x00
Inicio



;Vector de Reset

;Salva el vector de interrupción

0x05

TRISB

org

bsf STATUS,RP0
clrf
bcf STATUS,RP0
clrf
clrf Contador1
clrf Contador2

PORTB

incf PORTB,f

decfsz Contador1,f
goto Bucle
decfsz Contador2,f
goto Bucle

goto Principal


end



EJERCICIO 7:

Cread un proyecto y simulad el funcionamiento del programa PAUSA.ASM.



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2. Medir tiempos con MPLAB

Para calcular el tiempo de ejecución de un programa o de una subrutina, se
puede contar el número de instrucciones que se realizan y multiplicarlo por 4
veces el período de la señal de reloj o por 8 en el caso de que las instrucciones
sean de salto. Esto en algunas ocasiones resulta engorroso.


El MPLAB dispone de una opción de cronómetro denominada Stopwatch que
permite medir el tiempo de ejecución de las instrucciones de los programas.
El cronómetro Stopwatch calcula el tiempo basándose en la frecuencia del
reloj del microcontrolador PIC que se está simulando. Es necesario fijar
previamente la frecuencia del oscilador empleado, para eso, se activa desde el
menú Debugger > Settings > Clock tal como se muestra en la Figura 1.
Inmediatamente se abre un cuadro de diálogo donde se fija la frecuencia del
reloj. En general, se utilizará el valor de 4 MHz.


Figura 1. Selección de la frecuencia de simulación en el MPLAB.



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Después se activa la opción Debugger > Stopwatch, con esto se consigue
abrir la ventana que muestra el tiempo transcurrido y los ciclos máquina
empleados en la ejecución de cada instrucción, como puede apreciarse en la
Figura 2.


Figura 2. Ventana con el contenido del tiempo transcurrido


EJERCICIO 8:

Mide con MPLAB el tiempo que tarda en ejecutarse el bucle anidado del
programa PAUSA.ASM.



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