Sistemas Digitais para Mecatrônica
Objetivo principal:
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Formar uma base prático-teórica que capacite o aluno para a realização de projetos de sistemas eletrônicos digitais baseados em microncontroladores.
Objetivos específicos: estudo das diferentes tecnologias de microprocessadores e microcontroladores; programação em Linguagem C em ambiente de desenvolvimento dedicado ao projeto sistemas eletrônicos digitais; projeto de sistema eletrônico digital baseado microcontrolador.
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Ementa:
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Unidade I – Introdução aos Sistemas Microprocessados
Arquitetura básica de um computador digital: definição das funções de seus componentes (CPU, unidade de memória, unidade de entrada/saída e barramentos); Arquiteturas Von-Neumann e Harvard; Características dos microprocessadores, microcontroladores, processadores digitais de sinais (DSPs) e controladores digitais de sinais (DSCs); Exemplos de aplicação
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Unidade II – Microcontroladores PIC (Famílias 16 e 18)
Características do PIC18F4550; Set de instruções básico (família 16); Interpretação e execução de instruções em Assembly; Tradução de trechos de programa em Linguagem C para Assembly; Mapeamento de memória; Registradores de uso específico; Clock; Gerenciamento de energia; Tipos de reset.
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Unidade III – Periféricos do PIC18F4550
Portas de I/O: inicialização, acesso e aplicações; Sistema de interrupção: definição, configuração, salvamento de contexto, vetor de interrupção, aplicações; Módulos temporizadores: configuração e aplicações; Conversor analógico/digital: fundamentos da conversão A/D, configuração, aplicações; Módulo PWM (pulse-width modulation): fundamentos da modulação por largura de pulso, PWM analógico vs. PWM digital, configuração do módulo PWM, aplicações, utilização do módulo PWM como conversor D/A.
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Unidade IV – Desenvolvimento de Aplicações
Visão geral da placa de desenvolvimento utilizada nas aulas práticas; Introdução ao MPLAB IDE; Acionamento de LED por teclado matricial; Rotinas de delay; Decodificador de display de 7 segmentos por software; Módulo de temporização (TMR0); Controlador de LCD; Conversão A/D; Variação de velocidade de motor CC (PWM); Comunicação digital RS-232, I2C, SPI e USB; Desenvolvimento de projeto final.
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Avaliações:
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Prova Prática (30 pontos)
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Prova Teórica (20 pontos)
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Relatórios e trabalhos (Totalizando 25 pontos)
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10 relatórios
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Projeto Final (25 pontos)
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Apresentação Proposta: ​
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Apresentação Final:
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Material:
Unidade 1: Introdução aos Sistemas Microprocessados (download)
Unidade 2: Microcontrolador PIC 18F4550 (download)
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Unidade 3? Conversor AD (download)
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Práticas:
Esse semestre as práticas estão sendo passadas nas aulas de laboratório.
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Trabalhos:
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Trabalho final:
Desenvolver um projeto final, utilizando a placa com o PIC, abordando os conteúdos estudados em sala de aula, e aplicação de um sensor eletrônico.
Projetos deverão obedecer aos seguintes critérios:
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Utilização do microcontrolador PIC18F4550.
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Comunicação com o computador utilizando protocolo RS232.
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Ter botões para controle.
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Apresentar entrada digital ou analógica para .
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Ter saídas digitais (LED funcionamento, mostrando estágios,
O resultado do trabalho deverá ser apresentado através de banner (download modelo aqui)
A apresentação será de 10 minutos onde os alunos irão apresentar o resultado do trabalho ao professor. Não será necessária apresentação prática do protótipo.
A biblioteca criada (arquivo fonte e cabeçalho), bem como apresentação deverão ser compactados e enviados em um único arquivo. (enviar)
A apresentação será no horário da aula.
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Exemplo de temas:
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Ultrasom
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Acelerômetro
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Giroscópio
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PWM
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Motor de passo
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Sensor de gás
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Arquivos
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Template para programar no MPLAB (download)
Aula Inicial 00 (download)
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Manual da Placa de Desenvolvimento Mosaico (download)
Projeto da Placa (download)
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Biblioteca LCD_Lib (download)
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Modelo de Relatório (download)
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Programas
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Pic18 Simulator - site
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PICSimLab - artigo
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uStart for PIC - download
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Prova Prática:
Estudar os programas sugeridos
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Faça um programa que controle o acendimento de um led ligado a porta B através da chave S5.
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Utilizando o display de 7 segmentos, monte um contador que conte de 0 a F em hexadecimal. Faça o tempo de contagem ser 1 segundo
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Faça um programa que utilize um display de 7 segmentos apresentar um valor qualquer. Ao pressionar a chave S1 o valor do display é incrementado. Ao pressionar a chave S2 o valor do display é decrementado.
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Faça um contador que realize a contagem de 0 a 9 no display de unidade. Quando chegar no 9, o display de unidade se apaga e inicia-se uma contagem de 0 a 9 no display de dezena. Ao final da contagem, o display de dezena apaga e inicia a contagem na unidade novamente.
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Utilizando a PORTB para acionar a matriz de leds, acione o led em RB4. Ao pressionar a tecla S1 apaga-se o LED que estiver aceso, acendendo o próximo led a direita. Pressionando S2 apaga-se o LED que estiver acesso, acendendo o próximo led a esquerda.
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Faça um contador decrescente de 99 a 00, que encerre a contagem ao chegar em 0. Ao pressionar S1 a contagem se reinicia em 99. Ao pressionar S2 a contagem se reinicia em 50.
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Bibliografia
ZANCO, Wagner da Silva. Microcontroladores PIC18 com linguagem C: uma abordagem prática e objetiva com base no PIC18F4520. São Paulo: Erica, 2010. 446 p
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SOUZA, D. J. Conectando o PIC Recursos Avançados. 1ª edição, São Paulo: Érica, 2006
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PEREIRA, F., Microcontrolador PIC18 Detalhado – Hardware e Software, 1ª edição, São Paulo: Érica, 2010
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