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Universidade Federal de Pernambuco Professor Orientador:

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1 Universidade Federal de Pernambuco Professor Orientador:
Departamento de Engenharia Eletrônica e Sistemas Implementação de Sistema de Desenvolvimento em Hardware e Software para Microcontroladores 8051 Professor Orientador: Remy Eskinazi Sant’Anna, M.Sc. Implementação de Sistema de Desenvolvimento em Hardware e Software para Microcontroladores 8051

2 Objetivos Gerais Desenvolvimento de uma metodologia de implementação de projetos com microcontroladores a nível acadêmico; Desenvolvimento de um sistema de treinamento e ensino em microcontroladores da família 8051; Implementação de Sistema de Desenvolvimento em Hardware e Software para Microcontroladores 8051

3 Metodologia de implementação de projeto
início Requerimentos de Sistema Especificações de Sistema Particionamento de Hardware e Software Projeto de Hardware Projeto de Software Modularização de Hardware Modularização de Software Integração de Hardware Integração de Software Integração Verificação Fim Implementação de Sistema de Desenvolvimento em Hardware e Software para Microcontroladores 8051

4 METODOLOGIA DE IMPLEMENTAÇÃO DE HARDWARE
Etapas de desenvolvimento Estudo e conhecimento do processo alvo Características do sistema global Projeto do hardware que atenda às especificações de atuação no processo alvo Correções Implementação de Sistema de Desenvolvimento em Hardware e Software para Microcontroladores 8051

5 Metodologia de Implementação de Hardware
Início Projeto de hardware para o processo alvo Construção do protótipo de hardware Desenvolvimento de software para testar a funcionalidade de hardware Teste de hardware Sim Funcional? Não Teste de hardware para determinar o problema Hardware para processo alvo pronto Erro de montagem? Sim Reparo na montagem Não Modifica o projeto Fim Implementação de Sistema de Desenvolvimento em Hardware e Software para Microcontroladores 8051

6 METODOLOGIA DE IMPLEMENTAÇÃO DE SOFTWARE
Bottom-up Início Construção do algoritmo (fluxograma) Desenvolvimento da rotina principal. As subrotinas podem ser especificadas em termos funcionais mas sem serem desenvolvidas Teste da funcionalidade da rotina principal com as rotinas de próximo nível. Deve ser feito de modo a simular estas subrotinas, retornando parâmetros que permitam o teste da rotina principal e suas interações com as subrotinas Não Funcional? Correções na rotina principal Sim Quando a rotina principal estiver completamente testada, repetir este processo para cada uma das subrotinas do próximo nível como descrito anteriormente Continuar este processo até que o algoritmo completo esteja particionado em simples programas bem testados Fim Implementação de Sistema de Desenvolvimento em Hardware e Software para Microcontroladores 8051

7 Top-down: sistemas complexos ou com elevado nível de interação
Início Correção do algoritmo (fluxograma) Desenvolvimento da subrotina ou rotina de menor nível que interage com o sistema Verificação da interação com hardware do sistema alvo Não Funcional? Modifica a rotina Sim Especifica a subrotina no sistema (Duração, latência, etc) Desenvolvimento de interface clara entre a subrotina e programa principal Não Funcional? Modifica a rotina Sim Fim Implementação de Sistema de Desenvolvimento em Hardware e Software para Microcontroladores 8051

8 Requerimentos do sistema desenvolvido
1 - Retorno visual em ASCII das operações para o usuário 2 - Capacidade de acesso aos recursos de E/S internos do microcontrolador 3 - Permitir debug de programas 4 – Permitir interfaceamento de E/S paralelo e serial 5 – Suporte para interrupções 6 – Permitir interação com interface de desenvolvimento Implementação de Sistema de Desenvolvimento em Hardware e Software para Microcontroladores 8051

9 Diagrama em blocos do sistema de desenvolvimento do projeto
Implementação de Sistema de Desenvolvimento em Hardware e Software para Microcontroladores 8051

10 Diagrama de estados do sistema operacional
Inicialização Programa principal Acesso a Registradores Executar Programa Download de Arquivo Vetorizar Interrupções Acesso a memória Implementação de Sistema de Desenvolvimento em Hardware e Software para Microcontroladores 8051

11 Particionamento do Sistema Operacional
Programa Principal Iniciz Vartec Leitura Delay Debouc Codif Idfunc Ddata Mesage Função 0 Exame de registradores Tec Idreg Reg Apgl2 Cnvasc Idbreg Idbarg Disreg Updbf Eof Função 3 Vetorizar Interrupções Disint Setint Setitn Função 4 Exame de memória Selmem Rexrom Rexri Rexre Função 5 Executar programa Endini5 Leend4 Função 6 Download de arquivo Inicia Serin3 Loads1 Serin4 Loads2 Implementação de Sistema de Desenvolvimento em Hardware e Software para Microcontroladores 8051

12 Algoritmo para programa principal
início Inicializa a expansão Inicializa o display Inicializa flag de comando Rotina de finalizar função Mensagem de reset e inicialização Rotina de leitura do teclado Executa função Tecla acionada? Não Atualiza flag de comando Sim Tecla de função? Não Rotina de identificar função Sim Implementação de Sistema de Desenvolvimento em Hardware e Software para Microcontroladores 8051

13 Mapa de Memória Interna Disponível do Sistema
127 4K 3K ROM interna disponível para usuário 4 74 RAM interna disponível para usuário Reservada ao Sistema Operacional Implementação de Sistema de Desenvolvimento em Hardware e Software para Microcontroladores 8051

14 MONTAGEM E DESEMPENHO DO PROTÓTIPO Montagem em proto-board e gravação do sistema operacional
Conclusões O protótipo construído é funcional e de baixo custo, viável para implantação nos cursos de graduação e atividades de pesquisa; arquivos binários podem ser executáveis no protótipo; O protótipo e a metodologia aplicada serão utilizados em projetos destinados a operações de sistemas de controle de processo; A metodologia de particionamento descrita ainda pode ser utilizada para implementação de projetos utilizando outras arquiteturas, tais como microcontroladores de arquitetura RISC PIC 16F84 ou 12C508. Implementação de Sistema de Desenvolvimento em Hardware e Software para Microcontroladores 8051


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