Organização de Aplicações de Microprocessadores
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1. interrup o Trabalho Laboratorial 5 PROGRAMA O DE MICROCONTROLADORES EM C Objectivos 1 Desenvolver aplica o para microcontrolador utilizando como plataforma a linguagem C Trabalho Laboratorial 6 MAPEAMENTO EM POSI O DE MEM RIA VISOR LCD Objectivos 1 Compreender os mapeamentos em Portos de I O e de Mem ria dados externa 2 Identificar os endere os na mem ria de dados externa em que se encontra o visor LCD 3 Saber configurar e escrever um LCD 16 Trabalho Laboratorial 7 DISPOSITIVOS DE COMUNICA O S RIE SENSOR DE TEMPERATURA DS1620 Objectivos 1 Configurar dispositivos externos program veis 2 Implementar comunica o s rie s ncrona Trabalho Laboratorial 8 Integra o de perif ricos num sistema de microprocesadores Objectivos 1 Entender o funcionamento de um RTC Real Time Clock e de um expansor de portos 8255 2 Implementar um mapa de mem ria e respectivo descodificador de endere os com base num dispositivo l gico program vel AVALIA O No que respeita a quantifica o temos Avalia o Te rica 60 Avalia o Pr tica 40 Na avalia o te rica conta a nota mais elevada que o aluno tiver conseguido nas provas a que se sujeitou AVALIA O TE RICA A avalia o te rica efectuada de forma individual A avalia o te rica segue as regras internas da Escola Superior de Tecnologia relativamente s notas m nimas e acesso provas Complementares e a ex2. alimentag o do painel com as teclas E e D simultaneamente premidas escreva o programa completo para a aplicag o pode optar entre Linguagem C ou assembly M DULO TECLADO Descrig o do funcionamento do m dulo teclado Quando n o se encontra premida nenhuma tecla em D0 3 todas as linhas est o a n vel alto Fh a linha de indica o de tecla premida T_ON est a n vel alto 1 Quando se prime uma tecla o c digo correspondente tecla colocado nas linhas de D0 3 e T ON passa a n vel baixo at que na linha de ACK seja recebido um pulso negativo indicando desta forma que o c digo da tecla foi lido pelo CPU nesta altura T ON passa a n vel alto e DO 3 volta a Fh TECLA C DIGO 0000 0001 0010 0011 0100 0101 0110 0111 1000 1001 1010 NU RU HO 1011 7 display led drive interface 8000h
3. linguagem C que lhes permita desenvolver as diversas aplica es M TODOS DE ENSINO Exposi es orais nas aulas te ricas uma aula semanal de 1 horas Aulas de tutoria que inclui a resolu o de exerc cios com objectivo de consolidar as no es apresentadas prepara o dos trabalhos pr ticos e esclarecimento de duvidas As aulas pr ticas ser o realizadas no laborat rio de apoio disciplina com componente experimental bastante significativa As turmas ser o organizadas em grupos de 2 elementos cada 16 APLICA ES DE MICROPROCESSADORES PROGRAMA TE RICO Objectivos Entender o funcionamento de um sistema de microprocessador Conhecer o funcionamento interno de um microcontrolador de 8 bits Compreender os diversos modos de endere amentos do microcontrolador Identificar os perif ricos que integram um microcontrolador Saber como funcionam e como programar os perif ricos que integram um microcontrolador Compreender os ciclos de funcionamento de um microprocessador ciclos de leitura e de escrita em O e em mem ria Efectuar a implementa o de um mapa de mem ria e consequente descodificador de endere os Compreender o funcionamento de perif rico diversos com sejam PPI UARTs DAC ADC Timers Watch dog CPU supervisor 1 REVIS ES SOBRE MICROPROCESSADORES Estrutura interna de um microprocessador Modos de endere amento Conjunto de instru es Sistemas de int
4. sa da do microcontrolador 6 Identificar os problemas associados a leitura de teclado 7 Eliminar os problemas de debounce dos teclados Descri o Conhecimento das ferramentas de desenvolvimento Kit de desenvolvimento 8051 baseado no Atmel 8958252 Ferramentas de software para a fam lia 8051 compilador simuladoras e utilit rios Cria o de um IDE virtual com chamadas externas de compilador e utilit rios em modo de linha de comando Trabalho Laboratorial 2 TEMPORIZADORES CONTADORES Objectivos 1 Saber escolher o modo do temporizador de acordo com a aplica o Configurar os diferentes modos de temporizador Saber Configurar e utilizar os contadores Sedimentar os conceitos te ricos sobre mecanismos de watch dog Entender os diferentes mecanismos de watch dog Saber configurar watch dog no microcontrolador SaN Trabalho Laboratorial 3 PORTA S RIE Objectivos 1 Saber configurar os par metros associados a uma comunica o s rie standard ass ncrona 2 Implementar interface com o utilizador de um sistema usando um emulador de terminal na porta s rie 3 Entender o mecanismo utilizado no carregamento do c digo de programa no microcontrolador 4 Observar e analisar a t cnica de comunica o s rie s ncrona Trabalho Laboratorial 4 INTERRUP ES Objectivos 1 Sedimentar os conceitos te ricos sobre o mecanismo das interrup es 2 Configurar as interrup es 3 Saber construir rotinas de servi o
5. Organiza o da disciplina de Aplica es de Microprocessadores Licenciatura em Engenharia El ctrica e Electr nica 2006 2007 A disciplina de Microprocessadores Il leccionada no 1 semestre ao 3 ano do 1 ciclo do curso de Licenciatura em Engenharia el ctrica e Electr nica da Escola Superior de Tecnologia da Universidade do Algarve O novo modelo da disciplina tem como refer ncia o ECTS European Credit Transfer System em que s o introduzidas reformas ao funcionamento da disciplina no mbito da Organiza o curricular Baseado nos objectivos para a obten o das compet ncias da disciplina Organiza o Pedag gica Mais activa e participativa pelos alunos com base em trabalhos pr ticos individuais e de grupo orientados aos objectivos Sistema de avalia o S o consideradas as v ria componentes te rica e pr tica devidamente pesadas para a classifica o final COMPET NCIAS COMPET NCIAS GEN RICAS Ap s a aprova o na disciplina o aluno dever possuir compet ncias Projectar e manusear sistemas baseados em microcontroladores e microprocessadores na sua vertente de Hardware e de Software COMPET NCIAS ESPECIFICAS Desenvolver sistemas baseados em microcontroladores e microprocessadores que inclui o projecto de Sistemas de mem ria Sistema de entrada sa da Integra o de perif ricos Desenvolver t cnicas e mecanismos de software em linguagem assembly e em linguagem de alto n vel
6. Vidal Pereira da Silva Microcontrolador 8051 Hardware e Software Kenneth J Ayala The 8051 Microcontroller James W Stewart The 8051 Microcontroller Hardware Software and Interfacing Thomas W Schultz C and the 8051 Hardware Modular Programming and Interfacing Vol Thomas W Schultz C and the 8051 Building Efficient Applications Vol II Douglas V Hell Microprocessors and Interfacing Programming and Hardware Dominique Paret Carol Fenger The 12 Bus From theory to practice Os livros indicados encontram se todos na biblioteca da Escola Superior de Tecnologia 16 WEB SITES www keil com Excel ncia em ferramentas de desenvolvimento para os microcontroladores da fam lia 8051 Disponibiliza nas suas p ginas in meros exemplos E uma refer ncia imprescind vel www 8052 com Enorme colec o de liga es para ferramentas de hardware e software fabricantes Documenta o Projectos Tudo relacionado com a fam lia 8051 www circuitcellar com Revista de edi o on line disp e de arquivos sobre a programa o de sistemas embebidos com a utiliza o de microcontroladores Refere se a aplica es concretas e pretender ser o mais abrangente nas escolhas dos processadores para a implementa o dos seus projectos www embbeded com Revista on line de programa o embebida Tipicamente efectua abordagem dos mais varia
7. a o jogador substituto D Quando se liga o painel todos os visores apresentam o valor 0 Para escrever os n meros dos jogadores deve em primeiro lugar ser seleccionado quais os visores o E ou D e em seguida escrever um ou dois d gitos correspondente ao numero do jogador aqui o primeiro digito a ser escrito o das unidades e se for premido um segundo digito ent o este passa a ser das unidade e o anterior das dezenas Para corrigir necess rio premir a tecla de selec o correspondente o que faz reset aos visores correspondentes 00 00 00 00 01 00 12 00 12 00 12 02 12 23 o es 00 00 00 00 03 00 00 00 07 00 07 00 07 09 16 Considere uma correspond ncia em memoria interna de dados para cada visor visor 1 41H visor 2 42H visor 3 43H visor 4 44H Escreva uma rotina que actualize Os visores a Em linguagem Assembly b Em linguagem C Escreva a rotina para ler o teclado a Em linguagem Assembly usando amostragem b Em linguagem Assembly usando interrup es c Em linguagem C usando amostragem d Em linguagem C usando interrup o Construa uma rotina de teste para o painel que devera de forma sequencial escrever e apagar todos os visores do painel 00 00 00 08 00 88 08 88 88 88 00 00 0 5 s 0 5s 0 5s 0 5s 1 5s Z Considerando gue a rotina de teste apenas chamada guando se liga a
8. amento ao longo de v rios anos Julgo pois que est o reunidas as condi es para os alunos criarem o gosto pela aprendizagem de microprocessadores 16 Exame componente te rica 16 UNIVERSIDADE DO ALGARVE ESCOLA SUPERIOR DE TECNOLOGIA CURSO DE ENGENHARIA EL CTRICA E ELECTR NICA EXAME DA DISCIPLINA DE MICROPROCESSADORES II em 31 01 2006 1 CICLO 1 SEMESTRE 3 ANO 2005 2006 PARTE TE RICA sem consulta 1 Quando se utiliza linguagem C para efectuar a programa o do 8051 podem ser seleccionado v rios modelos de mem ria Esclarega quanto ao seu significado e diferen as 2 Como efectuar a leitura de um linha de um porto de entrada sa da por exemplo P3 7 Para a mesma linha como a colocar a 1 e como a colocar a zero em assembly 3 Indique uma situa o em que se deve colocar a flag TI a 0 e em que se deve colocar a linha a 1 Indique uma circunst ncias deve colocar a flag de TRO a 0 e em que se deve coloca 16 Exame componente pr tica 16 UNIVERSIDADE DO ALGARVE ESCOLA SUPERIOR DE TECNOLOGIA CURSO DE ENGENHARIA EL CTRICA E ELECTR NICA EXAME DA DISCIPLINA DE MICROPROCESSADORES II em 31 01 2006 1 CICLO 1 SEMESTRE 3 ANO 2005 2006 PARTE PR TICA com consulta Considere o painel electr nico que indica as substitui es num jogo de futebol Consiste em 4 visores 2 visores para o jogador substitu do E e 2 visores par
9. ames de Recurso Os alunos disp em portanto de um exame te rico na poca normal e de uma prova de recurso Se se encontrarem dentro das condi es institu das podem tamb m aceder a um exame te rico na poca de Setembro Qualquer dos exames te ricos efectuado em duas partes Parte sem consulta em que se considera importante avaliar os conhecimentos que o aluno adquiriu a n vel conceptual propdem se problemas concretos e solicita se resposta com um aceit vel nivel de abstrac o e de s ntese da solu o que apresentam Parte com consulta em que se pretende avaliar os conhecimentos do aluno a n vel operacional problemas simples que podem surgir na resolu o de uma situa o concreta Apesar da situa o de consulta a complexidade dos problemas propostos nunca exagerada Aqui existe o cuidado especial na escolha dos problemas bem como do encaminhamento para a sua resolu o de forma a evitar situa es de c pia e de colagem de elementos retirados de documenta o levada pelo aluno Peso na avalia o Te rica Sem consulta Com consulta Total 0 25 0 75 1 0 AVALIA O PR TICA Existe aqui uma distin o entre dois tipos de trabalhos Um trabalho pr tico de pesquisa a realizar individualmente em que se privilegia a pesquisa e a consulta de elementos para a realiza o de um determinado processo e os trabalhos pr ticos de frequ ncia que s o realizados em grupo cons
10. dos temas relacionados com aplica es de sistemas embebidos de uma forma abstracta indiferente fam lia de microcontrolador www techonline com Disponibiliza solu es de e learning e forma o on line para engenheiros sobre electr nica em geral incluindo whitepapers 16 APLICA ES DE MICROPROCESSADORES PROGRAMA PR TICO Objectivos Introduzir a arquitectura de Microcontroladores t picos com particular nfase na fam lia 8051 e as diferentes possibilidades de utiliza o em sistema integrados Desenvolver testar e implementar sistemas baseados em microcontroladores sendo para isso Utilizar ambientes Integrados de desenvolvimento IDE uvision da Keil Desenvolvimento de utilizando a linguagem assembly do 8051 utilizando ambiente de desenvolvimento integrado Desenvolvimento de programas em linguagem C para sistemas baseados em microcontroladores utilizando ambiente de desenvolvimento Integrado Equipamento necess rio Kit de desenvolvimento 8051 baseado no microcontrolador da Atmel 8958252 Computador pessoal tipo PC em que dever ser instalado software de desenvolvimento Integrado uvision 3 e ATMELISP para carregamento do c digo de programa em circuito do Atmel 8958252Equipamento laboratorial Fonte de alimenta o Oscilosc pio Programador de dispositivos l gicos Bibliografia geral de apoio incluindo a bibliografia da Parte te rica Kit de desenvol
11. errup es Interfaces com o exterior 2 O MICROCONTROLADOR 8051 E SUA PROGRAMA O Caracter sticas dum microcontrolador e sua compara o com microprocessadores de uso geral Arquitectura do microcontrolador 8051 Organiza o da mem ria do 8051 Modos de endere amento O conjunto de instru es Rotinas Passagem de par metros Exemplos de programas Os sistemas de desenvolvimento para o 8051 3 OS SISTEMAS DO 8051 E SUA UTILIZA O Caracter sticas dos portos do 8051 Os timers event counters programado e interrupt driver I O Caracter sticas da comunica o s rie O interface RS 232C Utiliza o do canal s rie do 8051 Estados de reset no 8051 Os derivados da fam lia 8051 4 INTERFACE COM O MICROCONTROLADOR Os sistemas de mem ria Tipos de mem ria A mem ria externa com o 8051 Espa o de endere amento de I O e I O mapeado em mem ria Exemplos de implementa o de subsistemas de teclado e display 16 O chip 8255 e algumas das suas possibilidades de utiliza o Exemplos simples de interface com sensores SPI e o bus 12 5 PROJECTO DE SISTEMAS BASEADOS EM MICROCONTROLADORES Filosofia e arquitectura dum projecto As diferentes fases de desenvolvimento Exemplos de projectos BIBLIOGRAFIA Rui Marcelino Folhas da disciplina de Microprocessadores ll actualiza o 2006 2007
12. titu do por dois alunos de forma a dinamizar e a privilegiar este modo de trabalho Os alunos que comp em o grupo dever o sempre distinguir e atribuir as 16 v rias tarefas para a implementa o do trabalho por cada elemento de forma a possibilitar uma melhor classifica o N o ser o v lidas situa es em que todos os elementos efectuam o mesmo trabalho Na avalia o pr tica existe um peso uniforme por trabalho que tem a ver com a sua dura o e complexidade Os trabalhos s o de complexidadesemelhante em que s o disponibilizadas para a sua resolu o duas aulas pr ticas 4 horas As aulas servem para discutir com o professor e com os colegas e fazer os ensaios e n o para preparar os trabalhos pr ticos Cada trabalho pr tico deve gerar um relat rio escrito Peso na avalia o Pr tica TP1 TP2 TP3 TP4 TP5 TPZ TP8 Pesquisa Total 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 2 1 0 A nota do trabalho depende da avalia o que o docente faz do desempenho dos alunos durante as aulas do relat rio e da qualidade de uma apresenta o oral sum ria 10 minutos dos trabalhos As propor es s o as seguintes Avalia o nas aulas 40 Relat rio e apresenta o 60 CONCLUS ES O modelo apresentado para o funcionamento da disciplina resulta numa aproxima o s especifica es do processo de Bolonha e de um hist rico do funcionamento da disciplina adquiridos pelo seccion
13. vimento 8051 baseado no microcontrolador da Atmel 8958252 Manual do utilizador Rui Marcelino Setembro 200 Getting Started with UVision2 and the C51 Microcontroller Development Tools User s Guide 02 2001 51 Compiler Optimizing Compiler and Library Reference for Classic and Extended 8051 Microcontrollers User s Guide 02 2001 Macro Assembler and Utilities Macro Assembler Linker Locator Library Manager and Object HEX Converter for 8051 Extended 8051 and 251 Microcontrollers User s Guide 02 2001 Trabalho de Pesquisa ESTUDO DA ARQUITECTURA E PERIFERICOS DE UM MICROCONTROLADOR ESPEC FICO Objectivos 1 Compreender a arquitectura e constitui o interna de um microcontrolador especificado no trabalho 2 Compreender o contexto dos diversos tipos de microcontroladores existentes no mercado pela compara o as diversas fam lias de microcontroladores Trabalho Laboratorial 1 FAMILIARIZA O COM FERRAMENTAS DE DESENVOLVIMENTO ESCRITA E LEITURA EM PORTO I O 1 Pr tica no desenvolvimento e projecto de sistemas baseados em microcontrolador 2 Saber utilizar o Kit de desenvolvimento 8051 baseado no ATMEL 8958252 3 Entender os diversos componentes e utiliza o do Keil uVision 4 Software Atmel ISP In System Programming para efectuar o carregamento downloading do c digo de programa na mem ria flash do microcontrolador 16 5 Utiliza o de dispositivos de sa da visor de 7 segmentos Escrever em portos de
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