Copyright, 1998, 1999 © Sérgio Cavalcante

MicrocontroladoresMicrocontroladores

Sérgio CavalcanteSérgio Cavalcante

Grupo de Engenharia da Grupo de Engenharia da ComputaçãoComputação

Departamento de Informática - Departamento de Informática - UFPEUFPE

Sérgio CavalcanteSérgio Cavalcante

Grupo de Engenharia da Grupo de Engenharia da ComputaçãoComputação

Departamento de Informática - Departamento de Informática - UFPEUFPE

GRECO

DEPARTAMENTODE INFORMÁTICA

UFPE

MicrocontroladoresMicrocontroladoresO que são?O que são?

• Processador com todas as funções/ Processador com todas as funções/ hardware básico de suportehardware básico de suporte

– Tratamento de InterrupçãopTratamento de Interrupçãop

– Interfaces SeriaisInterfaces Seriais

– USB e EthernetUSB e Ethernet

– Conversores A/D e D/AConversores A/D e D/A

– Monitor de voltagem/osciladorMonitor de voltagem/oscilador

– EPROMEPROM

– RAMRAM

– I/OI/O

– OsciladorOscilador

– Timers/contadores/watchdogsTimers/contadores/watchdogs

• Usuários no futuro vão interagirUsuários no futuro vão interagir

O futuro dos O futuro dos computadorescomputadores

com o com o ambienteambientee serãoe serão auxiliadosauxiliados pelo computadorpelo computador

• Usuários de desktops atualmente Usuários de desktops atualmente interagem com o computador.interagem com o computador.

Tipos de ContextoTipos de Contexto

• Contexto sonoro:Contexto sonoro:– Objetos sonoros: voz, carro, Objetos sonoros: voz, carro,

campainha de telefone...campainha de telefone...

– Cenas sonoras: rua movimentada, Cenas sonoras: rua movimentada, supermercado, escritório...)supermercado, escritório...)

AplicaçõesAplicações

• SaúdeSaúde

• ComunicaçãoComunicação

• InformaçãoInformação

• ControleControle

• GuerraGuerra

• ......

SaúdeSaúde

• Monitores de saúdeMonitores de saúde

• Cirurgias virtuo/reaisCirurgias virtuo/reais

• Correção de pontos cegosCorreção de pontos cegos

• Avaliação de quadros clínicosAvaliação de quadros clínicos

• Band-aids inteligentes (medicamentos)Band-aids inteligentes (medicamentos)

• Tatuagens programáveisTatuagens programáveis

SaúdeSaúde

• VISOR - “visão” do espectro VISOR - “visão” do espectro eletromagnético (calor, luz e eletromagnético (calor, luz e ondas de rádio) com implantes ondas de rádio) com implantes conectados ao cérebroconectados ao cérebro

• Em meados de 2371, LaForge Em meados de 2371, LaForge começou a usar implantes num começou a usar implantes num olho artificialolho artificial

1977: Tradução Visual ->

Tato

1977: Tradução Visual ->

Tato

Agora: Implante In

tra-ocular

Agora: Implante In

tra-ocular

John Wyatt

John Wyatt

Escritório PessoalEscritório Pessoal

• PDAs + secretária + comunicaçãoPDAs + secretária + comunicação

• Dispositivos virtuais de entrada/saídaDispositivos virtuais de entrada/saída– fingermousefingermouse

• Cartão de crédito digital

InformaçãoInformação

• Notas de recado virtuaisNotas de recado virtuais

• Informações sobre pessoas e objetos Informações sobre pessoas e objetos com reconhecimento automáticocom reconhecimento automático

• Controle de passagem na fronteira EUA-Controle de passagem na fronteira EUA-MéxicoMéxico

• Linha de montagem da BoeingLinha de montagem da Boeing– Manuais e diagramas virtuais sobre peças Manuais e diagramas virtuais sobre peças

reaisreais

GuerraGuerra

• Paraquedistas da OTAN na BósniaParaquedistas da OTAN na Bósnia– Placa-mãe dobrável (como um cinto)Placa-mãe dobrável (como um cinto)

– Computador 586 PCMCIAComputador 586 PCMCIA

– touchscreen displaytouchscreen display

– fones de ouvidofones de ouvido

– microfonemicrofone

– software tradutor inglês para croata, software tradutor inglês para croata, francês, russo, etc.francês, russo, etc.

O futuro...O futuro...

• Computadores orgânicos: moléculas projetadas por computador

• O exterminador do futuro

O futuroO futuro

O futuroO futuro

BUM

Família 8051Família 8051Port

1Port

3

Port

2Port

0

Seri

al

Timer1

CPU RAM EPROM

Timer0Oscil.

Latc

hLa

tch

Latc

hLa

tch

DPTRPC

MBRInterrupt

Data Bus

Address Bus

Família 8051Família 8051

• Arquitetura Harvard (o normal Arquitetura Harvard (o normal e’ Princeton = Von Neumann)e’ Princeton = Von Neumann)

• Barramento MultiplexadoBarramento Multiplexado

• I/O mapeado em memória I/O mapeado em memória (Special Function Registers - (Special Function Registers - SFRs)SFRs)

ProjetoProjeto

• Alarme de incêndioAlarme de incêndio– Caso o sinal do sensor de fumaça Caso o sinal do sensor de fumaça

esteja ligado por mais de 3 esteja ligado por mais de 3 segundos, ligue a sirene em segundos, ligue a sirene em intervalos de 1 segundo ligado e 1 intervalos de 1 segundo ligado e 1 segundo desligado.segundo desligado.

Timer 0Timer 0

• Contador de pulsos de 8/16 bitsContador de pulsos de 8/16 bits

• Vários modos de operação:Vários modos de operação:

– Modo 1:Modo 1: contador de pulsos de 16 bits contador de pulsos de 16 bits com interrupção ao chegar em zero.com interrupção ao chegar em zero.

– Deve ser re-inicializado a cada Deve ser re-inicializado a cada interrupção.interrupção.

– Cada pulso ocorre à Freq.Clock/12Cada pulso ocorre à Freq.Clock/12

Timer 0 no Modo 1Timer 0 no Modo 1

TH0TH0 TL0TL0

CarryCarryCarry

Interrupt Clock/12

ContadoresContadores

Data BusData Bus

RDRD WR RDRD WRWR

Timer 0 no Modo 1Timer 0 no Modo 1

#define FrClk 12000000#define FrClk 12000000

#define FreqTimer0_emHz 100#define FreqTimer0_emHz 100

#define VALOR_TH0 ((65536 - (FrClk / (12 * FreqTimer0_emHz - #define VALOR_TH0 ((65536 - (FrClk / (12 * FreqTimer0_emHz - 17 ))) >>8)17 ))) >>8)

#define VALOR_TL0 ((65536 - (FrClk / (12 * FreqTimer0_emHz - #define VALOR_TL0 ((65536 - (FrClk / (12 * FreqTimer0_emHz - 17 ))) & 0xFF)17 ))) & 0xFF)

void timer0_inicializa() { TR0 = 0; // Desliga Timer0 TMOD |= 0x01; // Timer 0 programado como timer de 16 bits TH0 = VALOR_TH0; // Programa contagem do Timer0 TL0 = VALOR_TL0; ET0 = 1; // Habilita interrupcao do timer 0 TR0 = 1; // Habilita contagem do timer 0 }

void timer0_int (void) interrupt 1 using 2 { ... }