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MICROCONTROLADORES – PROFESSOR FLÁVIO MURILO1
Introdução aos microcontroladoresMicrocontroladores e microprocessadores
Tecnologia em Manutenção Industrial
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Definição de microcontroladores
• É um circuito integrado que pode ser programado para realização de controle lógico de sistemas.
• Possui memória, processador e interface de entrada e saída em um único chip.• Possui capacidade inferior a um microprocessador, pois realiza todas as funções
de armazenamento, temporização entre outras em um único chip, enquanto que um microprocessador tem a tarefa apenas de processar informações de dispositivos externos.
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Arquiteturas - Von Neumann
• É a arquitetura mais simples, pois possui apenas um barramento para transferência de dados entre a CPU e as memórias.
• É mais lenta por não permitir acesso simultâneo às memórias.
CPUPrograma e
dados da memória
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Arquiteturas - Von Neumann
• É do tipo CISC (Complex Instruction Set Computer – Computador com set de instruções complexas)
• Por ser do tipo CISC, possui um número muito alto de instruções.
• Exemplos:• 4004 – 46 instruções;• 8080 – 78 instruções;• 8051 – 111 instruções;• 8085 – 150 instruções;• Z80 – mais de 500 instruções.
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Arquiteturas - Von Neumann
• É do tipo CISC (Complex Instruction Set Computer – Computador com set de instruções complexas)
• Por ser do tipo CISC, possui um número muito alto de instruções.
• Exemplos:• 4004 – 46 instruções;• 8080 – 78 instruções;• 8051 – 111 instruções;• 8085 – 150 instruções;• Z80 – mais de 500 instruções.
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Arquiteturas - Harvard
• É a arquitetura mais complexa, pois possui barramentos separados para comunicação entre CPU e programa e CPU e dados da memória.
• É mais rápido por permitir acesso simultâneo às memórias.• Permite o uso de pipeline (disposição de instruções em fila, onde cada uma
espera o momento de ser executada).
CPU Memória de dados
Memória de programa
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Arquiteturas - Harvard
• É do tipo RISC (Reduced Instruction Set Computer – Computador com set de instruções reduzidas)
• Por ser do tipo RISC, possui um número menor de instruções.
• Exemplos:• PIC – 35 instruções;• AtMEGA328/P - 131 instruções.
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Microcontroladores PIC
• São fabricados pela Microchip Technology.• PIC significa Programmabile Intelligent Computer, ou Computador Inteligente
Programável.
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Microcontroladores PIC
• A letra F indica o tipo de memória do microcontrolador. Ex: PIC 16F628A;• PIC com a letra C só podem ser gravados uma vez e são mais baratos. Ex:
16C877;• Os outros modelos de PIC variam em números de recursos disponíveis. EX:
16F870, 16F84.
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PIC 16F628A
• Possui set reduzido com apenas 35 instruções;• Clock interno de 4MHz e externo de até 20MHz;• Memória do tipo Flash com capacidade de 2043 words (1 word = 32 bits);• 224 bytes de memória RAM;• 128 bytes de memória EEPROM;• Instruções de 14 bits com 200ns de tempo de execução;• Dados de 8 bits por endereço de memória;• 15 registradores especiais;• 16 pinos que podem ser configurados como entrada ou saída;• Outras funções como watchdog timer, comparador interno, USART, etc.
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PIC 16F628A
• A numeração dos pinos se inicia da esquerda para a direita na parte inferior do chip posicionado com a marcação circular na parte inferior esquerda e retornando da direita para a esquerda nos pinos superiores.
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PIC 16F628A
• São dois barramentos de E/S (A e B) com 8 pinos cada, totalizando 16 entradas/saídas. Alguns pinos podem ser configurados com outras funções.
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PIC 16F628A
• Os pinos 5 e 14 são, respectivamente, aterramento e alimentação positiva, que deve ser ligado em 5V (tolerando de 2 a 6V).
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PIC 16F628A
• Os pinos 15 e 16 são, respectivamente, saída de clock e entrada de clock externo.
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PIC 16F628A
• O pino 4 é uma entrada de sinal de reset em nível baixo e também é onde é aplicada a tensão de programação (Vpp).
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Microcontroladores Atmega
• São fabricados pela Atmel.• São comumentes utilizados nas diversas versões da plataforma Arduino.
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Atmega328P
• Architecture - AVR• Operating Voltage - 5V• Flash memory - 32 KB of which 0.5 KB used by bootloader• SRAM - 2 KB• Clock Speed - 20 MHz• Analog I/O Pins - 6• EEPROM - 1 KB• DC Current per I/O Pins - 40 mA on I/O Pins; 50 mA on 3,3 V Pin
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Atmega328P
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Atmega328P/Arduino Uno