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Revisao: 03/08/2005 PLANEJAMENTO DIDATICO PEDAGOGICO DA DISCIPLINA MICROPROCESSADORES APLICAÇÃO – SEGUNDO SEMESTRE 2005 CURSO SUPERIOR DE TECNOLOGIA ELÉTRICA – FCBEE UNIDADE: FCBEE DISCIPLINA: Microprocessadores PROFESSOR: Ivair Reis Neves Abreu Departamento: Eletrônica ETAPA: 4 CARGA HORÁRIX 6 aulas teóricas SEMESTRE LETIVO: primeiro Introdução: a proposta deste planejamento pedagógico baseia-se no processo de Qualidade otal(T seja, PLAN, DO, CHECK e ACT.

O plan com objetivos, pré-requisitos, plano bem claro a 4 p principio PDCA ou cumento proposto, liografia deixando roposta do curso de forma a ajustar as expectativas necessárias. A ênfase no ciclo e nao apenas no processo de avaliação (comum em cursos pedagógicos) leva a entender que o objetivo é o processo de capacitação do aluno dentro do objetivo proposta através de um plano de aulas gradual, acompanhada de verificações contínuas e principalmente processo de ação corretiva. Internet no site www. vair. com. br, ler texto de Sistema PDCA (download) e acessar links de Sistemas da Qualidade. 08/08/2005 22/09/2005 para processamento digital de sinais EM ENTA: – Revisão de Conceitos de Microprocessadores Arquitetura do Microcontrolador 8051 : – Linguagem Assembler com as instruções do 8051: – Projetos de Sistemas Práticos com Microcontroladores: – Interfaces de controle: display CCD e conversor AID METODOLOGIA Aula expositiva com auxilio de recursos audiovisuais (principalmente retroprojetor).

O aluno deverá constantemente participar através de aplicação de exercícios e projetos. Uma apostila envolvendo todos os pontos abordados servirá de apoio didático durante as exposições. Trabalhos levarão o aluno a refletir sobre pontos avançados não abordados diretamente na sala de aula. CRITÉRIO DE AVALIAÇÃO: Média = (0,2 x cab xP1 +0,1 + xo,5 onde Pl = primeira prova semestral – 30/09/2005 P2 = segunda prova semestral. – Secretaria (depois do dia 24/11) T = trabalho individual de projeto de um sistema de controle.

Lab = laboratório Média > 7 aluno aprovado 5,5 Calendário de Provas CONTEÚDO PROGRAMÁTICO. Conceituação de Sistemas Programáveis, Arquitetura Microprocessadores e Microcontroladores. Sistemas auxiliares (inicialização, temporização, interrupção, DMA, sincronização e multiplexação de pinos. Sistema mínimo 8085. Arquitetura do Microcontrolador 8051 • – Definir Arquitetura típica 4 rolador informação, aritmética, lógica, transferência de controle e booleana. – Estudo de rotinas típicas de controle: rotina de tempo, escrita e leitura de periféricos.

Projetos de Sistemas Práticos com Microcontroladores: – Alarme Residencial. – Controle de Iluminação. – Automação Industrial e Residencial. Interface LCD – Sistema Mínimo – Rotinas de acesso Conversos MD – Princípios do conversor MD e DIA – Rotinas de Acesso Projetos integrados de CLP com LCD e A/D. BIBLIOGRAFIA – APLICAÇÕES PRÁTICAS DO MICRONTROLADOR 8051. Vidal Pereira da Silva Jr. – Érica – MICROCONTROLADORES 8051. alvador P. Gimenez. Prentice – THE 8051 FAMILY OF MICROCONTROLLERS. Richard H. Barnett. Prentice Hall. THE 8051 MICROCONTROLLER. l. schott Mackenzie. Prentice – APOSTILA MICROPROCESSADORES . Ivair Reis Neves Abreu Internet: www. microcontroller. com wwwv. 8052. com vw. w. vidal. com. br www. questlink. com www. microchip. com wwwv. ti. com vw. w. zilog. com www. asm51. ene. br 30F 14 sistema numérico digital e hexadecimal. Arquitetura de memória semicondutora volátil (RAM) e não volátil (ROM). Projetos com bancos de memória. – Arquitetura de um microprocessador: unidade lógica aritmética, ecodificador de Instruções e registradores. Registradores acumulador, flag, contador de programa (PC) e apontador de pilha (SP). Conceito de pilha e sub-rotina. – Sistema de inicialização, “reset” e “watch dog”. – Sistema de temporização, ciclo de instrução e ciclo de máquina. – Sistema de interrupção. – Multiplexação de barramentos (A / D) em microprocessadores. – Acesso Direto a Memória (DMA). – Sincronização de memória / periféricos. – Estudo da arquitetura do microprocessador 8085. – Sistema Mínimo 8085. – Interpretação de diagramas de tempo em microprocessadores.

Execuçao (D): 1. )- Sistema Programável: A grande utilização dos microprocessadores nos sistemas eletrônicos atuais vem do fato de serem programáveis, ou seja, estes sistemas são compostos por um conjunto físico (Hardware) constante, com repetibilidade, dentro de um processo industrial e portanto com uma ótima relação custo / benefício que realizará determinada tarefa, orientado por uma seqüência de Instruções conhecidas por programa (Software), proporcionando grande versatilidade e poder de processamento.

Observem a determinação da tarefa do sistema a partir a mudança do programa, istema físico inalterado. 4 14 US$ 1. 000,00 se fosse customizado para cada aplicação. Um mesmo computador é capaz, sem alteração nenhuma ao nível de máquina, de torna-se um poderoso processador de texto, ou apenas trocando- se o programa ser um grande parceiro em um jogo de xadrez. O próprio ser humano é um sistema físico relativamente padronizado (a genética já prova a grande semelhança entre nós) mas com grandes diferenças de capacidade de acordo com a experiência de vida individual e oportunidade de aprendizado.

O sistema físico programável recebe normalmente a denominação de computador. 1. 2) – Estrutura de um computador: Essencialmente os sistemas programáveis podem ter as suas estruturas resumidas a 3 blocos: Unidade Central de Processamento (C. P. U), Memória e Periféricos. Figura 1. 2 – Arquitetura Computador mais barramentos 1. 2. 1) – Unidade Central de Processamento: Bloco com capacidade de realizar tarefas (controlar sinais de controle e temporização do sistema, bem como barramentos de dados e endereço) orientadas por instruções. ? o principal elemento de decisão do computador, podendo ser comparado ao cérebro do computador “ser humano”. Quando a C. P. U. está encapsulada em um único chip, temos um MICROPROCESSADOR. As aplicações típicas de microprocessadores são voltadas a multimídia, ond ssamento de som, s 4 ser processado deve necessariamente estar presente na memória (por isso o tamanho cada vez maior das memórias voláteis – RAMS – dos computadores atuais, pois os programas têm tamanhos cada vez maiores).

A memória dos computadores pode ser dividida em volátil (RAM estática / dinâmica) e nao voláteis (ROM / PROM / EPROM / E2PROM – Em computadores pessoais temos o conceito de BIOS (programa de inicialização de periféricos) + SISTEMA OPERACIONAL ( interface gráfica migável ao usuário) + APLICATIVO (programa final). Ex: BIOS inicializa placa de vídeo, interfaces seriais e paralelas, comunicação. Após este processo, existe a busca do sistema operacional (Windows) e aplicativos. Em sistemas dedicados, temos o conceito de Firmware (software dedicado) normalmente residente em uma memória não volátil.

Ex: Firmware contido em uma impressora a laser ou um alarme residencial. Os seres humanos, de maneira análoga, tem a memória para armazenamento de funções permanentes (aprendizado, controle dos órgãos internos) e armazenamento de funções temporárias (lembranças rmazenadas apenas durante uma tarefa como dirigir entre a residência e o local de trabalho). Resumindo: O computador pessoal (RC) possui o sistema BIOS + SISTEMA OPERACIONAL (WINDOWS / LINUX) + APL D, EXCEL, GAMES, ETC). 6 4 normalmente tem acesso. 1. – Definição de Microprocessador, Processador Digital de Sinais (DSP) e Microcontrolador: Microprocessador -> CPU encapsulada em um único circuito integrado. pelo fato de concentrar apenas a função de controle no “chip”, as aplicações de microprocessadores são complexas voltadas para multimídia (controle de som imagem + comunicação). Ex: Microprocessador Pentium IV da Intel. A aplicação do Pentium é computadores multimídia. – Microprocessador 8085. Será estudado neste capítulo. Microcontrolador CPU + MEMORIA + PERIFÉRICOS encapsulados em um único circuito integrado.

Dedicado a funções menos complexas de controle. Normalmente está “embarcado” em equipamentos dedicados. Utiliza o conceito de “firmware” para o programa dedicado. – Microcontrolador 8051 da Intel – Microcontrolador PIC12F629 da Microchip Aplicações finais típicas: – Controladores Lógicos Programáveis (CLPs) em plantas industriais – Injeção eletrônica de automóveis. DSP -> também utiliza o conceito de CPU dedicada, podendo ser microcontrolador ou apenas CPU dependendo da capacidade de processamento. ossui um poder de processamento intermediário entre produtos com microcontroladores (dedic tos com 4 conceito dos 3 sistemas é o mesmo. – A prática em laboratório com microcontroladores é mais útil utilizando as ferramentas de desenvolvimento com esta tecnologia. – As empresas nacionais com capacidade de dominar o ciclo de projetos de sistemas programáveis concentram-se em aplicações dedicadas microcontroladores (empresas de segurança, controle de rastreabilidade de gado, oletores de dados de cartão de ponto, calibradores automáticos de pneus, CLPs, etc). A grande maioria dos cursos introdutórios das mais conceituadas universidades mundiais estudam sistemas com microcontroladores. – O número de publicações acadêmicas com microcontroladores é muito maior que as dedicadas a DSP e microprocessadores. Rastreamento de veículos www. autotrac. com. br Telefone Público wwwv. icatel. com. br Figura 1. 3 – Sistemas utilizando microcontroladores 1. 4) – Revisão dos conceitos de Eletrônica Digital Por que os computadores modernos são digitais e não analógicos como os seres humanos???

Analisando sob a ótica da tecnologia disponível (integração de circuitos eletrónicos), é muito mais fácil integrar chaves eletrônicas (transistores de 2 estados) do que sistemas analógicos (amplificadores operacionais). Desta forma, mesmo considerando uma representação binária de um maior numero de símbolos, é mais facilmen ‘vel um byte com 8 80F 14 milhões de chaves eletrônicas (os primeiros processadores tinham um pouco mais de 10 mil transistores).

O transistor normalmente utilizado para implementar um sistema lógico integrado é o Transistor de Efeito de Campo (FET) pelo fato do mesmo ter um rocesso construtivo mais simples (semelhante ao capacitor) e ser possível uma maior integração desta tecnologia quando comparado ao Transistor Bipolar. 1. 5) – Revisão sistema numérico binário (B) e hexadecimal (H). Devido a facilidade de implementação do sinal binário (através de chaves transistorizadas – saturada ou cortada), toda a informação dentro do computador . com exceção de interfaces analógica / digitais) possui a forma binária. or isso, é fundamental o perfeito conhecimento dos diversos sistemas de numeração, bem como a conversão entre cada base. – Decimal -> base 10. Binário -> base 2 -> mais fácil de chavear (através de transistores, chaves, – Hexadecimal binário -> converte cada 4 números binários (nibble) em números de O (00003) a F (1 1 1 1 B) – Decimal binário (B. C. D. ) converte cada 4 números binários em numeros de O (OOOOB) a 9 (1001 B) – Octal converte cada 3 números binários em números de 0 (0003) a 7 (111 B). Conversões importantes: Binário Decimal Hexadecimal de uma tabela da verdade.

Portas Lógicas: AND, OR, OR-EXCLUSIVE, NOT Decodificadores 3×8 procurar na Internet 74HC138 Figura 1. 3 – Pinagem e tabela da verdade 74LS138 Eletrônica Digital Seqüencial: baseado em elementos de memória flip-flops Flip-Flop tipo RS, D (procurar catch octal 74HC373) e JK Figura 1. 4 – Pinagem e tabela da verdade 74LS373 1. 7 – Barramento do Sistema Programável Conforme pode ser observado na figura representativa da arquitetura do computador, os barramentos são meios físicos (normalmente trilhas de circuito impresso) interligando a CPU, memória e os periféricos de entrada / saída.

Em um circuito impresso, são as trilhas interligando os diversos pinos dos “chips” do sistema. Figura 1. 4: Representação de um barramento em um lay-out de ircuito impresso Considerando o tipo de INFORMAÇÃO presente no barramento, o mesmo pode ser classificado em: – Barramento de Dados (Data Bus): carrega a informação da instrução (através do código de operação), variável do processamento (cálculo intermediário de uma fórmula por exemplo) ou informação de um periférico de EIS (dado digitado em um teclado).

O tamanho da via de dados determina respectivamente o máximo número de instruções (e portanto o potencial de processamento) e a precisão do processamento aritmético (através do cálculo de ponto flutuante) ou o número de 0 DF 14