Qual é a duração típica de um ciclo de instrução do microcontrolador PIC16F877A quando operando com um clock externo de 20 MHz?

Alternativa B - 200 ns

Para resolver esta questão, é necessário compreender a arquitetura interna do microcontrolador PIC16F877A, pertencente à família PIC de 8/16 bits da Microchip.

Análise Técnica

A característica principal dessa arquitetura é a forma como ela processa as instruções em relação ao clock do oscilador:

• Divisão por 4: No PIC16F877A, o clock interno utilizado para a execução de instruções é derivado do clock externo (f_{osc}) sendo dividido por 4.
• Motivo: Isso ocorre devido à arquitetura Harvard modificada e ao pipeline de instrução, onde o processador precisa de mais tempo para buscar e executar cada comando.

Portanto, a fórmula para calcular a duração de um ciclo de instrução (T_{cy}) é:

Onde:

• T_{cy} é o tempo do ciclo de instrução.
• f_{osc} é a frequência do clock externo.

Cálculo Passo a Passo

Dados fornecidos:

• Frequência (f_{osc}) = $20 \text{ MHz} = 20 \times 10^6 \text{ Hz}$

Aplicando na fórmula:

Simplificando a fração:

Convertendo para notação decimal:

Convertendo para nanossegundos ($1 \text{ ns} = 10^{-9} \text{ s}$):

Conclusão:
A duração típica de um ciclo de instrução com um clock de 20 MHz é de 200 ns, correspondendo à Alternativa B.