1. Introdução aos Microcontroladores Professor: Vlademir de Oliveira Disciplina: Microcontroladores e DSP
Conteúdo Introdução aos microcontroladores Arquiteturas Computacionais Revisão de eletrônica digital Mapeamento de memória de microcontroladores (RISC) Conjunto de Instruções Linguagem Assembly, montador (Assembler) e diretivas do MPASM Técnicas de programação Interrupções e tratamento de interrupções Desenvolvimento de projetos (linguagem C) Periféricos e módulos internos Implementação de sistemas eletrônicos microcontrolados Otimização de programas Outros tipos de microcontroladores: ATMEGA e ARM Aplicações com DSPs.
Referências Básica Fábio Pereira, Microcontroladores PIC: técnicas avançadas, 6a ed. São Paulo: Érica, 2008. Wagner da Silva Zanco, Microcontroladores PIC16F628A/648A: uma abordagem prática e objetiva, 2a ed. São Paulo: Érica, 2007. PEREIRA, Fábio. Microcontroladores PIC: programação em C. São Paulo: Érica, 2003. Complementar Microchip PIC16F87XA Data Sheet www.microchip.com David C. de Souza Junior e Nicolas C. Lavinia, Conectando o PIC 16F8774A: recursos avançados, 2a ed. São Paulo: Érica, 2005 Ronald J. Tocci, Neal S. Widmer, e G. L. Moss, Sistemas Digitais: princípios e aplicações, 10a ed. São Paulo: Pearson Prentice Hall, 2007 Barrett, Steven F. and Pack, Daniel J. Microcontrollers Fundamentals for Engineers and Scientists. New York: Morgan & Claypool, 2006. ROSÁRIO, João Maurício. Princípios de mecatrônica. São Paulo: Pearson Prentice Hall, 2005.
Como surgiram os microcontroladores? Os microcontroladores foram criados devido a necessidade de microprocessadores de uso específico em controle de processos. Controle de impressoras, elevadores, velocidade e posicionamento de motores CC /de passo, Plotter, dentre outros, são exemplos das primeiras aplicações.
Sistema Microprocessado Usado no Controle de Processos -Os sistemas de controle microprocessados utilizam muitos componentes, o que torma o custo elevado. Ex.: 8086, Z80
Definição: O microcontrolador é um dispositivo que possui microprocessador, memória e periféricos, integrado em um mesmo chip.
Microprocessadores de propósito geral específico: Os microcontroladores são utilizados em aplicações específicas, por exemplo, o controlador de teclado 80C51SL-BG e o controlador de comunicações universal 82C152. Porém, hoje em dia, existem microcontroladores que podem ser aplicados em qualquer tipo de sistema.
Microcontrolador Genérico -A escolha de um microcontrolador depende das características econômicas e complexidade do projeto. -Existem desde microcontroladores de 4 bits com funções limitadas até modernos de 32 bits e clocks elevados.
Microcontrolador Genérico CPU, Memórias e Dispositivos de I/O CPU: Executa os programas controlando o sistema. A CPU é composta por três módulos: ALU: Realiza operações aritméticas e lógicas. Registradores: Armazenam dados temporários. A utilização depende da arquitetura. Nos microcontroladores esses são divididos em registradores de uso geral e específico. Unidade de Controle: Decodifica a instrução e envia sinais de controle. Também depende da arquitetura, variando quanto ao método de integração.
Microcontrolador Genérico CPU, Memórias e Dispositivos de I/O Memórias: Armazenam programas e dados a serem processados. Os programas contém as instruções para serem executadas sequencialmente pela CPU. Os dados são manipulados para obter os resultados. Dispositivos de I/O: Viabilizam a entrada e saída de dados com os periféricos externos. Teclados, mostradores, portas serial e paralela para comunicação. Muitas vezes é necessário um módulo de interface para realizar a conversão dos dados externos para binário.
Microcontrolador Genérico Barramentos de Dados, Endereço e Controle A CPU se comunica com os dispositivos de I/O ou as memórias via comunicação paralela. Esse duto de comunicação é chamado barramento. Existem três tipos de barramento: endereço, controle e dados. A CPU só se comunica através de duas operações: leitura e escrita. Barramento de Endereços: É uma via apenas de saída. É usado para endereçar o dispositivo (memórias, I/O) para realizar uma operação. Barramento de Dados: É uma via bidirecional por onde trafegam os dados. Barramento de Controle: Determina se a operação é leitura ou escrita.
Microcomputador e Periféricos -A diferença entre um microcontrolador e um microcomputador é evidente. -A dimensão da aplicação define o hardware necessário.
Ciclo de instrução Também chamado de ciclo de busca e execução. A instrução é buscada, decodificada, executada e armazenada. O pipelined é geralmente utilizado.