Sistemas Microcontrolados Jadsonlee da Silva Sá Jadsonlee.sa@univasf.edu.br www.univasf.edu.br/~jadsonlee.sa

Ementa Arquitetura de microcontroladores e de sistemas microcontrolados. Dispositivos periféricos: acesso e controle. Programação de sistemas microcontrolados usando linguagens de programação de alto e de baixo-nível. Experimentos com sistemas microcontrolados: uso de teclado; portas de comunicação de dados; Sensores; Acionadores de dispositivos eletromecânicos; Displays de sete segmentos e LEDs.

Objetivos Geral: Apresentar ao aluno conhecimentos teóricos e práticos para realizar a análise e projeto de sistemas microcontrolados.

Objetivos Específicos: Apresentar conceitos básicos de microcontroladores; Apresentar um microcontrolador comercial – PIC 16F877A; Capacitar o aluno na programação de um microcontrolador comercial usando linguagens de programação de alto e de baixo-nível; Treinar o aluno no projeto de sistemas microcontrolados.

Metodologia As atividades serão conduzidas através de aulas expositivas e laboratórios. Serão realizados exercícios teóricos e práticos para fixação dos conteúdos, resolução de problemas e possivelmente a elaboração de trabalhos extra-sala. Utilizaremos os softwares Proteus ISIS, MPLAB e CCS.

Avaliação Quatro avaliações. Três provas escritas e um projeto. A nota final será a média das quatro notas obtidas nestas avaliações. O assunto de cada prova é acumulativo. É permitido faltar apenas uma avaliação. Justificar com atestado. O assunto da prova de reposição será todo conteúdo do curso.

Calendário 2013.2 10/12 Aula 12 12/12 Aula 13 14/01 Aula 14 16/01 Prova 2 21/01 Aula 16 23/01 Aula 17 28/01 Aula 18 30/01 Aula 19 04/02 Prova 3 06/02 Projeto 11/02 13/02 18/02 29/10 Aula 1 31/10 Aula 2 05/11 Aula 3 07/11 Aula 4 12/11 Aula 5 14/11 Aula 6 19/11 Aula 7 21/11 Scientex 26/11 Prova 1 28/11 Aula 9 03/12 Aula 10 05/12 Aula 11 20/02 Projeto 25/02 27/02 Prova 4 04/03 Feriado 06/03 Rep. 11/03 Final

Bibliografia SILVA, Renato A. Programando Microcontroladores PIC - Linguagem C – Editora Pearson Prentice Hall – 2008. ZANCO, Wagner da Silva. Microcontroladores PIC - Tecnicas De Software e Hardware Para Projetos De Circuitos Eletronicos - 2ª edição – Editora Érica – 2008. ORDONEZ, Edward David Moreno, PENTEADO, Cesar Giacomini e DA SILVA, Alexandre César Rodrigues, Microcontroladores e FPGAs: Aplicações em Automação - 1ª edição – Editora Novatec.

Bibliografia BREY, Barry B. Applying PIC18 Microcontrollers: Architecture, Programming, and Interfacing using C and Assembly –– Editora Pearson Prentice Hall – 2008 IBRAHIM, Dogan. PICBASIC PROJECTS: 30 Projects using PICBASIC and PICBASIC PRO. Editora Elsevier, 2006.

Conceitos Básicos sobre Sistemas Computacionais Jadsonlee da Silva Sá Jadsonlee.sa@univasf.edu.br www.univasf.edu.br/~jadsonlee.sa

Sistemas Computacionais Constituído basicamente por três componentes principais: CPU; Memórias; Dispositivos de entrada e saída. Comunicam-se via um barramento.

Conjunto de Instruções CISC – Conjunto de instruções complexo. Muitas operações; Programação menos complexa. Execução é lenta. RISC – Conjunto de instruções reduzido. Menos instruções; Programação mais complexa. Execução rápida. Eficiência em processadores com pipeline.

Memória Classificação - Armazenamento. Volátil. Não-Volátil. O conteúdo armazenado na memória é perdido quando a fonte de alimentação da memória for desligada. Não-Volátil. O conteúdo armazenado na memória não é perdido quando a fonte de alimentação da memória for desligada.

Memória Classificação – Conteúdo armazenado. Dados. Programa. Armazena dados temporários do programa. Geralmente, é uma memória volátil. Programa. Armazena o código executável. Geralmente, é uma memória não-volátil.

Memória Tipos de memória. RAM (Random Access Memory). Armazena dados do programa. Volátil. ROM (Read Only Memory). Armazena programas e dados fixos. Não-volátil.

Memória Tipos de memória. Mask ROM. O seu conteúdo é armazenada durante o processo de produção da memória. Uma vez programada, o conteúdo não pode ser alterado.

Memória Tipos de memória. PROM (Programmable ROM). O conteúdo da memória pode ser programado pelo cliente uma vez, e não pode ser mais alterado.

Memória Tipos de memória. EPROM (Erasable Programmable ROM). Pode ser programada, apagada e reprogramada pelo cliente várias vezes durante o seu tempo de vida. São apagados quando expostos a luz ultravioleta e reprogramados por meio de um dispositivo de hardware especial chamado de programador EPROM. Durante a reprogramação, o chip de memória EPROM deve ser retirado do soquete da placa.

Memória Tipos de memória. EEPROM (Electrically Erasable Programmable ROM). Apagados eletricamente e o conteúdo da memória de um único byte pode ser seletivamente apagado e reprogramado. A EEPROM pode ser reprogramada sem um programador especial e pode permanecer no dispositivo enquanto está sendo reprogramada.

Memória Tipos de memória. Flash ROM. Semelhante a EEPROM. A principal diferença é que as memórias flash podem apenas ser apagadas um setor por vez e não por byte. O tamanho dos setores é na faixa de 256 bytes a 16 Kbytes.

Dispositivos de Entrada e Saída Interface entre o processador e o usuário. Exemplos: Teclados; Displays; Sinalizadores; ...

Arquiteturas Von Neumann. Programas e dados são armazenados em uma única memória. Existe um único barramento para transferir os dados e as instruções entre a memória e a CPU.

Arquiteturas Harvard. Programas e dados são armazenados em memórias distintas. A comunicação entre as memórias e o processador é feita por dois barramentos.

Introdução aos Sistemas Microcontrolados

Microprocessadores versus Microcontroladores É um circuito integrado que realiza as funções de cálculo e tomada de decisão de um computador. Exemplos: Pentium, Athlon, Sempron, etc. Para funcionar, é necessário que outros componentes tais como, memórias, portas E/S e periféricos (controladores, clocks, conversores de sinais entre outros), sejam conectados a ele. A comunicação entre o microprocessador e os componentes é realizada via circuitos especiais (chips externos).

Microprocessadores versus Microcontroladores

Microprocessadores versus Microcontroladores É um circuito integrado que possui em um único chip, microprocessador, memórias RAM e ROM, dispositivos de E/S e periféricos.

Microprocessadores versus Microcontroladores

Microprocessadores versus Microcontroladores Microcontroladores permitem a implementação de sistemas mais compactos. Microcontroladores são menos poderosos, mais lentos e possuem um espaço de endereçamento menor que os microprocessadores. O conjunto de instruções de um microcontrolador limita-se às instruções mais simples de um microprocessador.

Microcontroladores Alguns fabricantes de microcontroladores.

Microcontroladores Qual a diferença entre eles? Tensão de alimentação; Quantidade de pinos; Freqüência de operação; Quantidade da memória de programa e de dados; Quantidade e funcionamento dos periféricos; Mecanismos de economia de energia entre outras.

Alguns PICs da família 16F. Microcontroladores Alguns PICs da família 16F.

Aplicações

Aplicações

Aplicações

Aplicações

Aplicações Sistema de Controle de Temperatura.

Aplicações Sistema de Controle de Temperatura.

Aplicações Sistema de Controle de Temperatura.

Aplicações Sistemas de aquisição de dados distribuídos.

Aplicações Cadeira de rodas automatizada.

Aplicações Automação Baja.

Aplicações Automação Baja.

Aplicações Automação Baja.

Aplicações Automação Baja.

Aplicações Telemetria para robôs móveis – TCC Manoel.

Aplicações FutVASF.

Aplicações Estudo e desenvolvimento de um sistemas de aquisição de dados para uma aeronave não-tripulada – TCC Diego.