Período Saulo O. D. Luiz

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1 Sistemas Microcontrolados Período Aula 2 1 Saulo O. D. Luiz

2 Roteiro Características de um Microcontrolador 2 Saulo O. D. Luiz

3 Características de um Microcontrolador Microcontrolador de fabricantes diferentes apresentam diferentes arquiteturas e características. Exemplos de fabricantes 68HC11 Intel 8051 MIPS PIC... 3 Saulo O. D. Luiz

4 Tensão de alimentação A maioria dos microcontroladores opera a +5V Alguns podem operar a tensões tão baixas quanto +2,7V Outros t podem tolerar até +6V Onde encontrar essa informação? Datasheet do fabricante 4 Saulo O. D. Luiz

5 Tensão de alimentação Em geral, é utilizado um circuito regulador de tensão Por exemplo, se o microcontrolador requer +5V de alimentação, mas é alimentado a uma bateria de 9V 5 Saulo O. D. Luiz

6 Relógio Geralmente dispositivos de relógio externos são conectados ao microcontrolador. Ex.: cristal e capacitores resistor e capacitor Alguns microcontroladores possuem relógios internos 6 Saulo O. D. Luiz

7 Temporizadores Temporizador é um contador derivado tanto de um pulso de relógio externo quanto de um oscilador interno do microcontrolador Pode ser de 8 ou 16 bits O programa de controle no microcontrolador pode Carregar dado no temporizador Parar o temporizador Iniciar o temporizador 7 Saulo O. D. Luiz

8 Temporizadores A maioria dos temporizadores podem ser configurados para gerar uma interrupção quando atingem uma certa contagem Temporizadores podem ser usados para realizar operações acuradas em relação a tempo 8 Saulo O. D. Luiz

9 Watchdog O watchdog é um temporizador que é reconfigurado pelo programa no microcontrolador Caso o programa no microcontrolador falhe em reconfigurar o watchdog, ocorre um reset Usado para detectar um problema no sistema Loop infinito 9 Saulo O. D. Luiz

10 Entrada de reset O microcontrolador é colocado num estado conhecido A execução do programa reinicia no endereço 0 da memória de programa 10 Saulo O. D. Luiz

11 Interrupção Uma interrupção faz com que o microcontrolador responda a eventos externos ou internos (e.g. temporizador) Numa interrupção, o microcontrolador sai do fluxo normal de execução, e passa para uma parte do programa denominada Rotina de Serviço de Interrupção (ISR) 11 Saulo O. D. Luiz

12 Interrupção A Rotina de Serviço de Interrupção inicia num endereço fixo da memória de programa Endereço da rotina de interrupção Interrupções podem ser aninhadas tal que, uma nova interrupção pode interromper a execução de outra interrupção Diferentes fontes de interrupção podem ter diferentes prioridadades id d d 12 Saulo O. D. Luiz

13 Detector de brown-out O detector de brown-out out reseta o microcontrolador caso a tensão de alimentação se tornar menor que o valor nominal Previne a operação em tensões baixas, o que pode tornar imprevisível o comportamento do microcontrolador Proteger o conteúdo de memórias do tipo EEPROM 13 Saulo O. D. Luiz

14 Conversor A/D O conversor A/D é responsável pela conversão de um sinal analógico, tal como tensão, para uma representação digital Conversores de 8 bits: 256 níveis de quantização Conversores de 10 bits: 1024 níveis de quantização 14 Saulo O. D. Luiz

15 Conversor A/D O processo de conversão A/D é iniciado pelo programa de usuário e pode levar centenas de microsegundos Conversores A/D geralmente geram uma interrupção quando o processo de conversão é encerrado Aplicações: Sensor de temperatura Sensor de pressão Sensor de força Saulo O. D. Luiz

16 Conversor A/D Símbolo 16 Saulo O. D. Luiz

17 Sinal amostrado Sinal quantizado Sinal digital 17 Saulo O. D. Luiz

18 Comunicação serial RS232 Permite comunicação Com outro microcontrolador Com um computador Selecionar taxa de transmissão de dados 300, 1200, 2400, 9600, 19200, etc bits de paridade e parada 18 Saulo O. D. Luiz

19 Comunicação serial SPI (Serial Peripheral Interface) I 2 C (Integrated Inter Connect) 19 Saulo O. D. Luiz

20 Modo de sono Modos de baixa energia em que o oscilador interno é desligado Conservar a bateria quando o microcontrolador não está fazendo nada útil Saída do modo de sono Reset externo Time-out de watchdog 20 Saulo O. D. Luiz

21 Operação de baixo consumo Importante quando o microcontrolador é alimentado por baterias Ex: PIC 2mA a 5V 15µA a3v 21 Saulo O. D. Luiz

22 Corrente para dispositivos externos Ex: PIC pode fornecer ou receber 25mA de cada pino de porta de saída. Suficiente para LEDs Lâmpadas pequenas Alertas sonoros Pequenos relés 22 Saulo O. D. Luiz

23 Exercícios O que é um microcontrolador? Explique a diferença entre microcontrolador e microprocessador. Dê exemplos de aplicações de microcontroladores. Em que situação você utilizaria uma memória EPROM? Em que situação você utilizaria uma memória RAM? Mostre e descreva os tipos de memórias utilizadas em microcontroladores. O que é uma porta de I/O? O que é um conversor A/D? Dê um exemplo de uso. Mostre como um watchdog pode ser usado em um sistema de tempo real. 23 Saulo O. D. Luiz

24 Exercícios O que é uma I/O serial? Onde utilizar uma comunicação serial? Por que a especificação de corrente é importante para o uso de um pino de porta de saída? O que é uma interrupção e quais eventos acontecem quando ela é recebida pelo microcontrolador? Porque a detecção de brown-out é importante? 24 Saulo O. D. Luiz

25 Exercícios Imagine uma aplicação em que um microcontrolador é necessário. Justifique o uso do microcontrolador do ponto de vista financeiro e tecnológico. Qual a arquitetura necessária para a aplicação em questão? A aplicação requer operação em baixo consumo? Imagine uma técnica de gerenciamento de energia. 25 Saulo O. D. Luiz