Cap7 - Temporizador Watchdog em Microcontroladores

Temporizador Watchdog

• Se o software não "alimentar" o temporizador dentro de um intervalo de tempo especificado, o temporizador aciona uma ação corretiva.
• Se o sistema trava, falha ou entra em um estado inesperado que impeça a renovação do temporizador, o watchdog entra em ação.
• O tempo de expiração do watchdog é determinado pelo projeto do sistema e pode variar de alguns milissegundos a vários segundos, dependendo dos requisitos e da aplicação.

Modulação por Largura de Pulso (PWM)

• Consiste em inserir informações em um sinal mediante a modificação de suas características.
• Exemplos: AM e FM.
• Ajusta o tempo que um sinal periódico com dois níveis (digital), alto e baixo, permanece em nível alto de acordo com a informação a ser inserida.
• Tempo de nível alto: largura do pulso.
• Duty cycle: razão entre a largura do pulso (tempo em nível alto) e período da onda.

Implementação Digital de PWM

• Um relógio é usado como base para estabelecer o período e a largura de pulso.
• Exemplo: período correspondente a 8 pulsos e tempo de nível alto a 6 pulsos de relógio.

Contador

• Estrutura alternativa: aumentar a faixa do contador.
• Exemplo: combinar dois contadores de 16 bits para formar um contador de 32 bits (65536 * 65536 = 4.294.967.296).
• Contador com divisor de frequência: dependendo dos bits em mode, o sinal de saída do prescaler será semelhante ao relógio de entrada, mas com metade da frequência, ou um quarto da frequência, etc.

Temporizador

• É possível utilizar um processador genérico para implementar um temporizador.
• Sabendo o número de ciclos que cada instrução consome, basta escrever um laço (loop) que executa uma determinada sequência de instruções.
• Quando o loop se encerra, sabe-se que um determinado período de tempo (ciclos) se passou.

Temporizador KL25Z

• Visão geral: Modular: inserir informações em um sinal mediante a modificação de suas características.

Visão Geral de Temporizadores

• Em circuitos digitais, conectam-se vários flip-flops (FFs) para criar um contador.
• Todos os microcontroladores vêm com Timer/Counter em seu chip.
• Se o clock para o Timer vier de uma fonte interna, ele é chamado de temporizador.
• Se o clock para o Timer vier de uma fonte externa, ele é chamado de contador.

Vantagens dos Temporizadores

• Precisão ajustável: possibilita a contagem de milissegundos, microssegundos e até mesmo ciclos de clock.
• Multitarefa: enquanto o delay pausa a execução do programa, os temporizadores continuam operando em segundo plano, permitindo que outras tarefas sejam realizadas enquanto o temporizador está contando ou aguardando um determinado intervalo de tempo.
• Interrupções: os temporizadores frequentemente têm a capacidade de gerar interrupções após um período definido, o que significa que o processador pode continuar sua operação normal até ser alertado pela interrupção do temporizador.

Contador

• É possível aumentar a faixa do contador conectando dois contadores de 16 bits em série, formando um contador de 32 bits, com uma capacidade de contagem de 4.294.967.296.
• O contador em série (cascata) estende o valor máximo da contagem.

Estruturas Alternativas

• Contador com divisor de frequência: dependendo dos bits em modo, o sinal de saída do prescaler pode ser semelhante ao relógio de entrada, mas com metade da frequência, ou um quarto da frequência, etc.
• Exemplo: um clock de 100 MHz com divisão de frequência por um fator de 8, resultando em um clock efetivo de 12,5 MHz e uma resolução de 80 ns.

Temporizador

• É possível implementar um temporizador utilizando um processador genérico, sabendo o número de ciclos que cada instrução consome, e escrevendo um laço que executa uma determinada sequência de instruções.
• No entanto, essa estratégia pode consumir uma parcela significativa do tempo de processamento, diminuindo o tempo disponível para outras computações.
• É vantajoso usar um temporizador para executar a tarefa.

Temporizador Watchdog

• É um contador que é regularmente reiniciado pelo software em operação normal do sistema.
• Se o software não "alimentar" o temporizador dentro de um intervalo de tempo especificado, o temporizador aciona uma ação corretiva.
• O tempo de expiração do watchdog é determinado pelo projeto do sistema e pode variar de alguns milissegundos a vários segundos.

Modulação por Largura de Pulso (PWM)

• É um método de modulação que ajusta o tempo que um sinal periódico com dois níveis (digital) permanece em nível alto, de acordo com a informação a ser inserida.
• Duty cycle é a razão entre a largura do pulso (tempo em nível alto) e período da onda.
• Exemplo: período correspondente a 8 pulsos e tempo de nível alto a 6 pulsos de relógio.

KL25Z Timer Modules

• Módulos de temporização do microcontrolador KL25Z.

Temporizador/Contador

• Em circuitos digitais, vários flip-flops (FFs) são conectados para criar um contador.
• Exemplo: conectando 3 FFs, criamos um contador de 3 bits capaz de contar até 7.
• Todos os microcontroladores vêm com Timer/Counter em seu chip.
• Se o clock para o Timer vier de uma fonte interna, é chamado de temporizador.
• Se o clock para o Timer vier de uma fonte externa, é chamado de contador.