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Sistemas Sistemas MicrocontroladosMicrocontrolados
Jadsonlee da Silva Sá
[email protected]/~jadsonlee.sa
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EmentaEmenta 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.
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ObjetivosObjetivos
Geral:
– Apresentar ao aluno conhecimentos teóricos e práticos para realizar a análise e projeto de sistemas microcontrolados.
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ObjetivosObjetivos 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.
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MetodologiaMetodologia
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.
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AvaliaçãoAvaliação
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.
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Calendário 2013.2Calendário 2013.2
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
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 Projeto
13/02 Projeto
18/02 Projeto
20/02 Projeto
25/02 Projeto
27/02 Prova 4
04/03 Feriado
06/03 Rep.
11/03 Final
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BibliografiaBibliografia 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.
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BibliografiaBibliografia
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.
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Conceitos Básicos Conceitos Básicos sobre Sistemas sobre Sistemas ComputacionaisComputacionais
Jadsonlee da Silva Sá
[email protected]/~jadsonlee.sa
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Sistemas ComputacionaisSistemas Computacionais
Constituído basicamente por três componentes principais:
– CPU;
– Memórias;
– Dispositivos de entrada e saída.
Comunicam-se via um barramento.
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Conjunto de InstruçõesConjunto 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.
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MemóriaMemória
Classificação - Armazenamento.
– 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.
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MemóriaMemória
Classificação – Conteúdo armazenado.
– Dados.
• Armazena dados temporários do programa.
• Geralmente, é uma memória volátil.
– Programa.
• Armazena o código executável.
• Geralmente, é uma memória não-volátil.
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MemóriaMemória
Tipos de memória.
– RAM (Random Access Memory).
• Armazena dados do programa.
• Volátil.
– ROM (Read Only Memory).
• Armazena programas e dados fixos.
• Não-volátil.
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MemóriaMemória
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.
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MemóriaMemória
Tipos de memória.
– PROM (Programmable ROM).
• O conteúdo da memória pode ser programado pelo cliente uma vez, e não pode ser mais alterado.
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MemóriaMemória 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.
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MemóriaMemória 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.
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MemóriaMemória 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.
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Dispositivos de Entrada e SaídaDispositivos de Entrada e Saída Interface entre o processador e o usuário.
– Exemplos:
• Teclados;
• Displays;
• Sinalizadores;
• ...
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ArquiteturasArquiteturas 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.
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ArquiteturasArquiteturas Harvard.
– Programas e dados são armazenados em memórias distintas.
– A comunicação entre as memórias e o processador é feita por dois barramentos.
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Introdução aos Introdução aos Sistemas Sistemas
MicrocontroladosMicrocontrolados
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Microprocessadores versus Microprocessadores versus MicrocontroladoresMicrocontroladores
Microprocessador.
– 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).
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Microprocessadores versus Microprocessadores versus MicrocontroladoresMicrocontroladores
Microprocessador.
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Microprocessadores versus Microprocessadores versus MicrocontroladoresMicrocontroladores
Microcontrolador.
– É um circuito integrado que possui em um único chip, microprocessador, memórias RAM e ROM, dispositivos de E/S e periféricos.
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Microprocessadores versus Microcontroladores
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Microprocessadores versus Microprocessadores versus MicrocontroladoresMicrocontroladores
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.
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MicrocontroladoresMicrocontroladores
Alguns fabricantes de microcontroladores.
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MicrocontroladoresMicrocontroladores
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.
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MicrocontroladoresMicrocontroladores
Alguns PICs da família 16F.
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AplicaçõesAplicações
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AplicaçõesAplicações
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AplicaçõesAplicações
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AplicaçõesAplicações
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AplicaçõesAplicações
Sistema de Controle de Temperatura.
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AplicaçõesAplicações Sistema de Controle de Temperatura.
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AplicaçõesAplicações Sistema de Controle de Temperatura.
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AplicaçõesAplicações
Sistemas de aquisição de dados distribuídos.
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AplicaçõesAplicações
Cadeira de rodas automatizada.
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AplicaçõesAplicações
Automação Baja.
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AplicaçõesAplicações
Automação Baja.
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Automação Baja.
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Telemetria para robôs móveis – TCC Manoel.
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FutVASF.
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Estudo e desenvolvimento de um sistemas de aquisição de dados para uma aeronave não-tripulada – TCC Diego.