Programa Trainee 2012 Módulo 4 Microcontroladores AVR

Transcrição

1 Programa Trainee 2012 Módulo 4 Microcontroladores AVR Conteúdo 01 Arquitetura de microcontroladores AVR Mayara de Sousa Prof. Leandro Schwarz Tempo Estimado 2 h.a.

2 Projeto de Placas de Circuito Impresso Sumário Memórias; Microprocessadores; Microcontroladores AVR; ATmega328; Plataforma Arduino; Instalação.

3 Memórias

4 Memórias Classificação: Permanência dos dados: Volátil os dados são perdidos quando a alimentação é retirada; Permanente os dados permanecem gravados mesmo após o desligamento. Gravação: Somente Leitura após gravadas, não podem ser regravadas; Regravável podem ser apagadas e regravadas.

5 Memórias Tipos: ROM Read Only Memory: Memória permanente somente leitura. PROM Programmable ROM: Memória somente leitura que pode ser gravada apenas uma vez. EPROM Erasable PROM: Memória regravável que pode ser apagada com raios ultravioleta. EEPROM Electrically EPROM: Memória regravável que pode ser apagada eletricamente. Flash EEPROM: Memória regravável rápida que pode ser apagada eletricamente. RAM Random-Access Memory: Memória volátil para armazenamento temporário.

6 Memórias Uso em Microcontroladores: Flash: Utilizada para armazenar o programa. EEPROM: Utilizada para armazenar dados que não devem ser perdidos. RAM: Utilizada para as variáveis utilizadas no programa.

7 Microprocessadores

8 Microprocessadores Definição; Circuito integrado composto por inúmeras portas lógicas, organizadas de modo a permitir a realização de operações digitais, lógicas e aritméticas; Opera através da decodificação de instruções armazenadas em uma memória programável.

9 Microprocessadores Estrutura;

10 Microprocessadores Barramento; Duas arquiteturas predominantes; Harvard Von Neumann; Conjunto de instruções; Duas arquiteturas predominantes; CISC Complex Instructions Set Computers; RISC Reduced Instructions Set Computers.

11 Microprocessadores Microcontrolador; Sistema microprocessado com diversos dispositivos periféricos integrados no chip.

12

13 Microcontroladores AVR Histórico; Desenvolvidos por Alf-Egil Bogen e Vegard Wollan da Norwegian University of Science and Technology (NTNU) em 1993; Com o desenvolvimento patrocinado pela Atmel, o primeiro microcontrolador AVR foi lançado em 1997.

14 Microcontroladores AVR Principais características; Maioria das instruções demoram 1 ou 2 ciclos de clock; Tensão de operação entre 1,8 V e 5,5 V; Velocidade de até 20 MHz; Grande número de periféricos compatíveis entre toda a família AVR; Modos de redução de consumo de energia; Programação in-system; Depuração através de debugwire ou JTAG; Softwares de desenvolvimento gratuitos; Baixo custo.

15 Microcontroladores AVR Família AVR; tinyavr Attiny; Dispositivos de 4 a 28 pinos de I/O; Microcontroladores de propósito geral. megaavr ATmega; Dispositivos de 23 a 86 pinos de I/O; Microcontroladores com diversos periféricos integrados. picopower; Desenhados para baixo consumo de energia. XMEGA ATxmega; Dispositivos de 50 a 78 pinos de I/O; Possuem periféricos avançados para aumento de desempenho.

16 ATmega328

17 ATmega328 Características; Arquitetura RISC avançada (RISC + Harvard); Conjunto com 131 instruções; 32 registradores para acesso a periféricos e de uso geral; Operação em até 20 MHz com 20 MIPS; Multiplicação por hardware em 2 ciclos de clock; 32 KB de memória flash para programa; 1 KB de memória EEPROM; 2 KB de memória SRAM; Bloqueio de leitura do firmware;

18 ATmega328 Características; 23 pinos de I/O; Periféricos: 2 temporizadores/contadores de 8 bits; 1 temporizador/contador de 16 bits; Contador de tempo real; 6 canais PWM; 6 canais A/D de 10 bits (8 no encapsulamento TQFP); Interface de comunicação TWI compatível com I 2 C; Interface de comunicação USART; Interface de comunicação SPI Mestre/Escravo; Comparador analógico.

19 ATmega328 Características; Características especiais: Oscilador interno de 8 MHz; Fontes de interrupção internas (periféricos) e externas (I/Os); Resistores de pull-up habilitáveis em todos os pinos de I/O; 6 modos sleep; Medição da temperatura do encapsulamento; Tensão de operação entre 1,8 V e 5,5 V; Consumo de corrente: 5,5 ma em 5 V a 8 MHz; 9,5 ma em 5 V a 16 MHz; 11,5 ma em 5 V a 20 MHz.

20 ATmega328 Estrutura; Arquitetura Harvard; Barramento acessa a memória de programa e a memória de dados ao mesmo tempo.

21 ATmega328

22 ATmega328 Memória de dados e RAM; Organização linear, do endereço 0x000 até o 0x8FF; 32 registradores de uso geral 0x000 até 0x01F; 64 registradores de entrada e saída 0x020 até 0x05F; Memória RAM 0x060 até 0x8FF; A memória RAM possui 2208 endereços, destes, os 160 primeiros são endereços são utilizados para registradores adicionais, e os 2048 endereços restantes são disponíveis para memória RAM.

23 ATmega328 Memória de dados e RAM;

24 ATmega328 Memória de programa; Cada endereço da memória de programa possui 2 bytes; bytes de programa; endereços de 0x0000 a 0x3FFF. Seção específica para carregamento do boot loader. Memória EEPROM; 1 KB de memória EEPROM; Pode ser utilizado para armazenar configurações do sistema.

25 ATmega328 Registradores especiais; Registrador de Status SREG; Bit 7 I: Habilita as interrupções.

26 ATmega328 Registradores especiais; Stack Pointer;

27 ATmega328 Sistema de clock;

28 ATmega328 Sistema de clock; Uso de cristal externo ou sinal de clock externo.

29 ATmega328 Sistema de reset;

30 Plataforma Arduino

31 Plataforma Arduino

32 Plataforma Arduino Características; Possui gravador com interface USB integrado; ATmega328; 20 pinos de I/O; Cristal de 16 MHz; Conector de alimentação de potência J4; Botão de reset; Pinos para gravação in-system.

33 Plataforma Arduino Correlação de pinos;

34 Instalação

35 Instalação Drivers; Arduino Softwares; WinAVR ; WinAVR install.exe/download AVR Studio 4.18 build 684; Necessário registrar-se avrdude-gui (versão modificada);

36 Instalação Driver do Arduino; Primeiro deve-se habilitar a instalação de drivers não assinados digitalmente

37 Instalação Driver do Arduino; Entre com o comando: bcdedit set testsigning on

38 Instalação Driver do Arduino; Depois, verifique o estado com o comando bcdedit

39 Instalação Driver do Arduino; Reinicie o computador e verifique se o modo teste está ativo

40 Instalação Driver do Arduino; Conecte o Arduino ao computador O driver não será localizado

41 Instalação Driver do Arduino; Inicie o Gerenciador de Dispositivos

42 Instalação Driver do Arduino; Clique com o botão direito para atualizar o driver

43 Instalação Driver do Arduino;

44 Instalação Driver do Arduino;

45 Instalação Driver do Arduino;

46 Instalação Driver do Arduino;

47 Instalação Driver do Arduino;

48 Instalação Driver do Arduino; Clique com o botão direito para atualizar o driver

49 Instalação Driver do Arduino; Repita os passos anteriores até a conclusão da instalação do driver

50 Instalação WinAVR; Instale o WinAVR antes de instalar o AVR Studio

51 Instalação WinAVR;

52 Instalação WinAVR; Instale o WinAVR na pasta padrão

53 Instalação WinAVR;

54 Instalação WinAVR;

55 Instalação AVR Studio; Instalação do AVR Studio

56 Instalação AVR Studio;

57 Instalação AVR Studio;

58 Instalação AVR Studio;

59 Instalação AVR Studio;

60 Instalação AVR Studio;

61 Instalação AVR Studio;

62 Instalação avrdude-gui modificado; Copie o arquivo arvdude.conf para a pasta bin do WinAVR

63 Instalação avrdude-gui modificado; Copie o arquivo arvdude-gui.exe para a pasta Arquivos de Programas no WIN32 ou para a pasta Arquivos de Programas x86 no WIN64

64 Instalação avrdude-gui modificado; Avrdude.exe da pasta WinAVR Gravador é o Arduino Depende da USB usada Depende do microcontrolador Baud rate de Arquivo a ser gravado GRAVAR!

65 Fim do Conteúdo