Objetivos MICROCONTROLADORES HARDWARE. Aula 03: Periféricos. Prof. Mauricio. MICRO I Prof. Mauricio 1. Arquitetura de um Microcontrolador

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1 MICROCONTROLADORES HARDWARE 1 Prof. Mauricio Aula 03: Objetivos 2 Arquitetura de um Microcontrolador Unidade Central de Processamento Portas de Entrada e Saída Porta Serial Temporizador / Contador Conversor A/D Diagrama de Blocos Prof. Mauricio 1

2 3 Arquitetura de um Microcontrolador 4 UNIDADE CENTRAL DE PROCESSAMENTO A CPU de um microcontrolador caracteriza-se por ser otimizada para a manipulação de bits. Assim, o conjunto de instruções inclui: Movimentação de bits. Ativação (set) e desativação de bits (clear). Complemento de bit. Teste de bit. Prof. Mauricio 2

3 5 Além dessas instruções a CPU também possui instruções de uso geral, tais como: Movimentação de dados. Controle de fluxo do programa. Operações lógicas e aritméticas. Controle da CPU. 6 Prof. Mauricio 3

4 7 8 Os periféricos são circuitos digitais incorporados ao CI do microcontrolador, dentre os quais destacam-se: Portas de I/O Porta Serial Temporizadores / Contadores Conversores A/D... E T C Prof. Mauricio 4

5 9 O acesso aos periféricos é feito através dos pinos do microcontrolador via hardware e suas configurações são feitas através de software. 10 PORTAS DE ENTRADA E SAÍDA As portas de entrada e saída de um microcontrolador são a interface com os componentes externos do sistema de controle. Geralmente são configuráveis bit-a-bit como entrada ou saída. Isso permite o seu uso para receber informações de sensores bem como enviar comandos aos atuadores do processo a ser controlado. As portas de I/O são multiplexadas pois a maioria das portas possuem mais do que uma função. Prof. Mauricio 5

6 11 PORTAS DE ENTRADA E SAÍDA 12 PORTAS DE ENTRADA E SAÍDA Prof. Mauricio 6

7 13 PORTAS DE ENTRADA E SAÍDA 14 Circuitos de Saída de Dados Prof. Mauricio 7

8 15 Circuitos de Entrada de Dados 16 Circuitos de Entrada de Dados Prof. Mauricio 8

9 17 PORTA SERIAL A porta serial transmite e recebe a informação bit-a-bit, permitindo a conexão do sistema de controle com: Outros sistemas de controle. Sistemas supervisórios. remotos. Atuadores remotos. Os tipos mais usuais de portas seriais encontradas nos microcontroladores são: Assíncronas. Síncronas (SPI e I 2 C). Estas mais utilizadas para a interconexão de CI s. 18 PORTA SERIAL Prof. Mauricio 9

10 19 TEMPORIZADOR / CONTADOR Estes periféricos possibilitam a temporização e a contagem de eventos que são elementos essenciais à grande maioria dos sistemas de controle. Os temporizadores nada mais são do que contadores que utilizam o próprio clock da CPU. Além disso, esses dispositivos possuem capacidade para interromper a CPU quando sua contagem máxima é ultrapassada (transbordo). Existem vários modos de operação dos temporizadores / contadores permitindo aplicações tais como: Registrador de captura. Gerador de baudrate. Gerador PWM. 20 TEMPORIZADOR / CONTADOR Prof. Mauricio 10

11 21 CONVERSOR A/D Este periférico é encontrado num grande número de microcontroladores. O conversor A/D é um dispositivo capaz de converter sinais analógicos em informação digital. O ADC mais comumente encontrado nos microcontroladores é do tipo SAR (Sucessive Approximation Register) com resolução de 8 a 12 bits. Alguns fabricantes possuem microcontroladores com alta resolução (16 bits) e tecnologia Delta- Sigma. 22 CONVERSOR A/D Sistemas Analógicos Exemplos: Sensores de Temperatura, Luminosidade, etc. Microfone. Sinal Alternado, etc. Prof. Mauricio 11

12 23 CONVERSOR A/D Entrada Analógica Ve Vd - + Clock SAR Registrador de Aproximação Sucessiva d7 d6 d5... d0 Saída Digital Conversor D/A 24 CONVERSOR A/D Prof. Mauricio 12

13 25 Diagrama de Blocos Diagrama de Blocos PIC 16F877A Diagrama de Blocos: PIC 16F877A Prof. Mauricio 13

14 Diagrama de Blocos: PIC 16F877A 33 Portas de I/O Diagrama de Blocos: PIC 16F877A Prof. Mauricio 14

15 29 Diagrama de Blocos 16F877A 30 Diagrama de Blocos - Resumo Interrupções Externas Diagrama de Blocos de um Microcontrolador Interrupt Control ROM RAM Timer / Counters Entradas Contadores 1 CPU 11 Conversor A/D 6 2 Oscilador Bus Control I/O Ports Serial Port C Cristal C 10 PA PB PC PD PE TxD RxD 3 4 Prof. Mauricio 15

16 Questionário 31 Com base no circuito ao lado, responda: 1) Qual é o nível lógico na porta de I/O do PIC para ligarmos e desligarmos o LED1? 2) Qual é o nível lógico na porta de I/O do PIC para quando acionarmos e desacionarmos o botão B1? Questionário 32 3) Dê exemplos de dispositivos eletrônicos que podemos utilizar nas portas de entradas do microcontrolador PIC. 4) Dê exemplos de dispositivos eletrônicos que podemos utilizar nas portas de saídas do microcontrolador PIC. 5) Qual é a função da porta serial? 6) Qual é a função do conversor A/D? 7) Qual é a diferença básica entre circuitos Temporizadores e circuitos Contadores. Prof. Mauricio 16

17 Referências 33 Microcontroladores PIC Programação Embarcada em C Linguagem C Embarcada para Microcontroladores Introdução à Programação de Microcontroladores Desbravando o PIC Microcontroladores PIC Programação em C Arquitetura de um Microcontrolador Microchip PIC16F87XA Família PIC18F Microchip Baseado no Compilador mikroc PRO for PIC Microgenios David José de Souza Ed. Érica Fábio Pereira Ed. Érica Apostila Prof. Dimas (Etec GV) Data Sheet - 28/40/44-Pin Enhanced Flash Microcontrollers Curso de Microcontroladores Igo Rafael Alves Silva e Manoel Alexandre Vieira Dúvidas 34 Terminamos!!! Alguma Dúvida??? Prof. Mauricio 17