Microcontroladores

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Universidade Federal do Rio Grande do Sul Instituto de Informática

Organização de Computadores Aula 25 Microcontroladores

INF01113 - Organização de Computadores

Microcontroladores
 ,QWURGXomR 2. Memória interna 3. Portas de entrada e saída 4. Conversor analógico-digital 5. Módulo PWM 6. Watchdog Timer 7. Interface serial
Microcontrolador 8051 Microcontroladores PIC

INF01113 -Organização de Computadores

1. Introdução
• Microcontrolador = microcomputador de um único chip ao qual são adicionados elementos para uso industrial
– periféricos especializados para aplicações de automação e controle – memória RAM e ROM internas

• Periféricos e memórias incorporados na pastilha reduzem a necessidade de circuitos externos • Conjunto de instruções (usualmente CISC) tambémdedicado a aplicações de automação e controle • Sistemas de automação têm geralmente as seguintes características: – sistemas embarcados em algum produto – programação fixa – programas simples – pouca exigência de desempenho
INF01113 - Organização de Computadores

,QWURGXomR
Típico processo de controle industrial dezenas a milhares de pontos de E/S

sensores

ler entradas

ciclo devarredura dezenas de ms

lógica

atualizar saídas

atuadores

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Introdução
• Várias combinações de periféricos são oferecidas caracterizando o que se conhece por família de um microcontrolador • Periféricos comumente encontrados: – portas de entrada/saída – bits, vetores de bits – contadores/temporizadores – interfaces seriais – unidades PWM –temporizadores do tipo watchdog – conversores A/D – unidades detectoras e geradoras de eventos

INF01113 - Organização de Computadores

Introdução
• Microcontroladores podem ser caracterizados como: – genéricos – específicos
• controle de um display de cristal líquido • controle de vídeo • controle de barramento

• A escolha de um microcontrolador é baseada na aplicação e no custo (eventualmentetambém desempenho, potência) • Microcontrolador escolhido deve requerer o menor número de periféricos externos possível e o menor esforço de programação (conjunto adequado de instruções)

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2. Memória interna
• Muitas aplicações de controle precisam de programas pequenos e operam sobre pequenos volumes de dados
– memórias RAM e ROM internas

• Tipos dememórias utilizadas
– RAM - memória volátil – ROM - memória não-volátil, pode ser gravada apenas uma vez – EPROM - memória não-volátil, é gravada eletricamente e apagada expondo uma janela à luz ultravioleta por alguns minutos – EEPROM/FLASH - memória não volátil, pode ser gravada e apagada eletricamente
• para o apagamento e gravação é necessária a utilização de tensões especiais, diferentesdas normalmente utilizadas para a leitura

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EEPROM x FLASH
• Memória EEPROM: pode-se realizar o apagamento seletivo de apenas um byte • Memória FLASH: só pode ser apagada em blocos
– o tamanho de cada bloco varia de acordo com o modelo e/ou fabricante

• O preço da produção da memória EEPROM é um pouco mais elevado do que a memória FLASH • Portanto amemória FLASH é uma alternativa mais econômica

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3. Portas de entrada e saída
• As portas de entrada e saída de um microcontrolador são utilizadas para interface com o processo físico sendo controlado
– pode-se utilizar o microcontrolador de forma a acionar chaves, ler sensores de luminosidade, etc. – pode-se receber informações e controlar qualquerprocesso que possa ser representado por níveis discretos de tensão

• Sinais de interface do microcontrolador operam com níveis de tensão padronizados
– portas que operam sobre dois valores 0 e 1 (desligado e ligado) – portas que operam sobre valores de 8 (ou 16) bits

• Deve-se adaptar estes sinais a outros níveis de tensão e a outras grandezas (temperaturas, velocidades, etc.) com a...
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