Programação de microcontrolador

Utilizando Arduino

Sob o programa,

PESL - Programa de Educação em Software Livre

Palestrante: Renan Vieira

O que é um microcontrolador?

Trata-se de um circuito integrado de baixo custo que contém memória, unidade de processamento e circuitos de entradas/saídas num mesmo circuito integrado.

A diferença para um circuito integrado comum esta no fato de que o microcontrolador pode ser programado via software podendo executar diferentes tarefas baseadas no programa inserido em sua memória. Tem o intuito de tornar o produto onde está conectado mais inteligente funcionando como uma espécie de computador de baixo custo.

Entradas

Utilizam-se transdutores que transformam

algum parâmetro do ambiente em sinais

elétricos que, por conseguinte são enviados

ao bloco de processamento do

microcontrolador.

Exemplos: interruptor de pressão,

microfone, resistor dependente de luz

(LDR), potenciômetro, termistor.

Saídas

Utilizam-se transdutores que transformam

sinal elétrico em algum parâmetro para

ambiente.

Exemplos: motor, autofalante, diodo

emissor de luz (LED), display LCD.

O microcontrolador atua no

processamento das entradas gerando uma

saída equivalente.

Arduino é uma plataforma formada por

uma placa que fornece as conexões necessárias para o funcionamento de um microcontrolador, i.e., chip programável. Com hardware open-source esta plataforma vem ganhando muitos adeptos nos últimos anos, onde é possível desenvolver aplicações em diversas áreas.

O Arduino pode ser usado no processamento de sinal de qualquer sistema que necessite de uma determina saída, dado um sinal de entrada específico.

Outras informações http://www.arduino.cc/

Iniciando

Adquirir a plataforma Arduino. Sugere-se para iniciantes o modelo Arduino UNO REV 3 (aprox.: R$75,00)

Download do software gratuito http://arduino.cc/en/Main/Software

Testar a placa.

NOTA: pode ser necessária a instalação/atualização do driver de comunicação da placa com o computador. Detalhes em http://arduino.cc/en/Guide/HomePage

Arduino UNO

É uma placa microcontrolada baseada no ATmega328, datasheet em http://www.atmel.com/Images/doc8161.pdf

Tensão de operação: 5V

Entradas/Saídas digitais: 14

Entradas analógicas: 6

Corrente máxima por pino: 40mA

Memória flash: 32 kb

SRAM: 2 kb

EEPROM: 1kb

Velocidade de clock: 16 Mhz

Diagrama de Pinos

Programação

Programas para Arduino podem ser

divididos em três partes:

estrutura;

variáveis;

funções.

Estrutura

Existem duas principais,

Setup(): é chamada apenas uma vez

quando o programa é inicializado. É

utilizado para inicializar variáveis, estados

dos pinos, declarar bibliotecas, etc.

loop(): ciclo infinito onde o código é

executado.

Variáveis

São declaradas de forma semelhante à linguagem C/C++;

Ex.: int ledPin = 13;

Constantes

INPUT/OUTPUT

São utilizados para definir se determinado pino será uma entrada ou saída.

HIGH/LOW

Quando um pino é definido como saída, o comando HIGH injeta 5V e o comando LOW 0V.

São utilizados, por exemplo, para ligar/desligar um LED.

Funções

pinMode(pin, I/O): configura um pino específico como entrada ou saída;

digitalWrite(pin, HIGH/LOW): liga/desliga determinado pino;

digitalRead(pin): faz a leitura do estado do pino do parâmetro e retorna HIGH ou LOW;

delay(ms): pausa o programa pelo tempo especificado no parâmetro (em milissegundos).

Demais sintaxes, funções e estruturas são

muito semelhantes à linguagem C/C++ e

são detalhadas em

http://arduino.cc/en/Reference/HomePage

Controlando um LED

Utilizando as informações anteriores, já é

possível controlar um LED. A placa

ARDUINO UNO possui um LED

conectado ao pino 13, desta forma o

seguinte programa pisca o LED a cada um

segundo.

Hardware

Software

Exercício

Como primeiro projeto, você é desafiado a

projetar hardware e software de um

semáforo.

O sinal verde deve ficar ligado por 5 s;

O sinal amarelo por 1 s;

O sinal vermelho por 4 s;

Hardware

Software