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[ 2 ]
INTRODUO..................................................................................................................................................................6ASSEMBLY X LINGUAGEM C.........................................................................................................................................................6VANTAGENS X DESVANTAGENS DA LINGUAGEM C PARA MICROCONTROLADORES..............................8ARQUITETURAS DOS MICROCONTROLADORES..............................................................................................................8O CONTADOR DE PROGRAMA (PC).........................................................................................................................................9BARRAMENTOS.....................................................................................................................................................................................9A PILHA (STACK)..............................................................................................................................................................................10CICLO DE MQUINA.......................................................................................................................................................................10MATRIZ DE CONTATOS OU PROTOBOARD.....................................................................................................................11RESISTORES........................................................................................................................................................................................12CAPACITORES.....................................................................................................................................................................................13FONTES DE ALIMENTAO........................................................................................................................................................15PROTOCOLO DE COMUNICAO USB.................................................................................................................................16MTODOS DE COMUNICAO USB......................................................................................................................................16
FERRAMENTA DE GRAVAO VIA USB........................................................................................................182.1 GRAVAO DE MICROCONTROLADORES........................................................................................................192.2 GRAVANDO O MICROCONTROLADOR VIA USB NO WINDOWS.........................................................242.3 GRAVAO WIRELESS DE MICROCONTROLADORES...............................................................................272.4 SISTEMA DUAL CLOCK.................................................................................................................................................352.5 EMULAO DE COMUNICAO SERIAL NO WINDOWS..........................................................................352.6 GRAVANDO O MICROCONTROLADOR VIA USB NO LINUX...................................................................422.7 GRAVANDO O PIC VIA USB PELO TERMINAL DO LINUX OU MAC OSX.........................................432.8 SISTEMA DUAL CLOCK.................................................................................................................................................452.9 EMULAO DE COMUNICAO SERIAL NO LINUX....................................................................................452.10 PROGRAMA COM INTERRUPO EXTERNA POR BOTO E DO TIMER 1.....................................492.11 OBTENO DE UM VOLTMETRO ATRAVS DO CONVERSOR AD COM A VARIAO DE UM POTENCIMETRO............................................................................................................................................................................502.12 CIRCUITO COM84 PARA GRAVAO DO gerenciador.hex.....................................................................51
PERIFRICOS INTERNOS DO MICROCONTROLADOR.........................................................................533.1 CONVERSOR A/D.............................................................................................................................................................533.1.1 AJUSTE DE RESOLUO DO SENSOR E DO CONVERSOR AD DE 8 BITS.....................................543.1.2 AJUSTE DA TENSO DE FUNDO DE ESCALA COM AMPOP....................................................................543.1.3 AJUSTE DA TENSO DE REFERNCIA COM POTENCIMETRO..........................................................553.1.4 CONVERSOR AD DE 10 BITS....................................................................................................................................553.1.5 OBTENO DE UM VOLTMETRO ATRAVS DO CONVERSOR AD COM A VARIAO DE UM POTENCIMETRO............................................................................................................................................................................563.1.6 LEITURA DE TEMPERATURA COM O LM35 ATRAVS DO CONVERSOR AD................................573.1.7 TERMISTOR.........................................................................................................................................................................583.2 MEMRIAS DO MICROCONTROLADOR.............................................................................................................593.2.1 MEMRIA DE PROGRAMA..........................................................................................................................................593.2.2 MEMRIA DE INSTRUES......................................................................................................................................593.2.3 MEMRIA EEPROM INTERNA...................................................................................................................................603.2.4 MEMRIA DE DADOS (RAM)....................................................................................................................................603.2.5 EXEMPLO DE APLICAO...........................................................................................................................................613.2.5.1 CONTROLE DE ACESSO COM TECLADO MATRICIAL...........................................................................613.3 MODULAO POR LARGURA DE PULSO PELO CCP....................................................................................65CONTROLE PWM POR SOFTWARE DE VELOCIDADE DE UM MOTOR CC......................................................67
INTERRUPES E TEMPORIZADORES.........................................................................................................68INTERRUPES.................................................................................................................................................................................68INTERRUPES EXTERNAS.......................................................................................................................................................69INTERRUPO DOS TEMPORIZADORES...........................................................................................................................70MULTIPLEXAO POR INTERRUPO DE TEMPORIZADORES............................................................................72
EMULAO DE PORTAS LGICAS...................................................................................................................735.1 INSTRUES LGICAS PARA TESTES CONDICIONAIS DE NMEROS..........................................745.2 INSTRUES LGICAS BOOLANAS BIT A BIT..............................................................................................745.3 EMULAO DE DECODIFICADOR PARA DISPLAY DE 7 SEGMENTOS.............................................785.4 MULTIPLEXAO COM DISPLAYS DE 7 SEGMENTOS...............................................................................84
COMUNICAO SERIAL EIA/RS-232............................................................................................................866.1 CDIGO ASCII...................................................................................................................................................................886.2 INTERFACE USART DO MICROCONTROLADOR............................................................................................886.3 COMUNICAO SERIAL EIA/RS-485....................................................................................................................90
ACIONAMENTO DE MOTORES MICROCONTROLADOS........................................................................90ACIONAMENTO DE MOTORES CC DE BAIXA TENSO..............................................................................................91MOTORES ELTRICOS UTILIZADOS EM AUTOMVEIS...........................................................................................91COROA E O PARAFUSO COM ROSCA SEM-FIM..............................................................................................................93CHAVEAMENTO DE MOTORES CC COM TRANSISTORES MOSFET....................................................................94EXEMPLO: SEGUIDOR TICO DE LABIRINTO................................................................................................................95ESTABILIDADE DO CONTROLE DE MOVIMENTO.........................................................................................................95PONTE H................................................................................................................................................................................................99DRIVER PONTE H L293D.............................................................................................................................................................99SOLENIDES E RELS.................................................................................................................................................................100DRIVER DE POTNCIA ULN2803..........................................................................................................................................102PONTE H COM MICRORELS...................................................................................................................................................103ACIONAMENTO DE MOTORES DE PASSO.......................................................................................................................103MOTORES DE PASSO UNIPOLARES....................................................................................................................................104MODOS DE OPERAO DE UM MOTOR DE PASSO UNIPOLAR.........................................................................105ACIONAMENTO BIDIRECIONAL DE DOIS MOTORES DE PASSO......................................................................106SERVO-MOTORES...........................................................................................................................................................................106
FOTOACOPLADORES E SENSORES INFRAVERMELHOS....................................................................109TRANSMISSOR E RECEPTOR IR..........................................................................................................................................110AUTOMAO E DOMTICA COM CONTROLE REMOTO UNIVERSAL.............................................................111CODIFICAO DE RECEPTOR INFRAVERMELHO UTILIZANDO A NORMA RC5.......................................114ACIONAMENTO DE CARGAS CA COM TRIAC................................................................................................................118TRIACS E RELS DE ESTADO SLIDO..............................................................................................................................118DIMMER ANALGICO...................................................................................................................................................................118CONTROLE DIGITAL DE DISPARO DE UM TRIAC......................................................................................................119DIMMER DIGITAL COM CONTROLE REMOTO IR........................................................................................................124
LCD (DISPLAY DE CRISTAL LQUIDO)......................................................................................................128EXEMPLO: CONTROLE DE TENSO DE UMA SOLDA CAPACITIVA COM LCD...........................................131
MODELAGEM DE SINAIS DE SENSORES...................................................................................................134EXEMPLO: MODELAGEM DE UM LUXMETRO MICROCONTROLADO COM LDR......................................134SUPERVISRIO................................................................................................................................................................................137
INTERFACE I2C.......................................................................................................................................................141REGRAS PARA TRANSFERNCIA DE DADOS.................................................................................................................142MEMRIA EEPROM EXTERNA I2C.........................................................................................................................................145
RTC (RELGIO EM TEMPO REAL)................................................................................................................147EXEMPLO: PROTTIPO DATALOGGER USB DE BAIXO CUSTO.........................................................................151
TRANSMISSO DE DADOS VIA GSM..........................................................................................................157COMANDOS AT PARA ENVIAR MENSAGENS SMS DE UM COMPUTADOR PARA UM CELULAR OU MODEM GSM.....................................................................................................................................................................................157COMANDOS AT PARA RECEBER MENSAGENS SMS EM UM COMPUTADOR ENVIADAS POR UM CELULAR OU MODEM GSM.......................................................................................................................................................158
O PROTOCOLO MODBUS EMBARCADO.....................................................................................................161MODELO DE COMUNICAO..................................................................................................................................................161DETECO DE ERROS.................................................................................................................................................................162MODOS DE TRANSMISSO......................................................................................................................................................162
INTRODUO SISTEMAS OPERACIONAIS EM TEMPO REAL (RTOS)...................................167MQUINAS DE ESTADO..............................................................................................................................................................169
UTILIZANDO O COPILADOR C18 E A IDE MPLABX MULTIPLATAFORMA COM FUNES EM PORTUGUS.....................................................................................................................................................171
FUNES EM PORTUGUS.......................................................................................................................................................172FUNES BSICAS DA APLICAO DO USURIO.....................................................................................................172FUNES DO CONVERSOR ANALGICO DIGITAL (A/D)......................................................................................177FUNES DA COMUNICAO SERIAL RS-232.............................................................................................................178EXEMPLOS DE PROGRAMAS....................................................................................................................................................179
APNDICE I: CABEALHOS DA FERRAMENTA PARA DIVERSOS COMPILADORES............186CCS C Compiler................................................................................................................................................................................186C18 compiler......................................................................................................................................................................................186SDCC......................................................................................................................................................................................................188MikroC....................................................................................................................................................................................................189Hi-Tech C Compiler........................................................................................................................................................................190Microchip ASM compiler..............................................................................................................................................................190
Dedico este trabalho a Deus e minha famlia.
Aplicaes prticas de Eletrnica e microcontroladores em sistemas computacionais, por Sandro Juc
[ 6 ]
INTRODUO
Um microcontrolador um sistema computacional completo, no qual esto includos
internamente uma CPU (Central Processor Unit), memrias RAM (dados), flash (programa) e E2PROM, pinos de I/O (Input/Output), alm de outros perifricos internos, tais como, osciladores, canal USB, interface serial assncrona USART, mdulos de temporizao e conversores A/D, entre outros, integrados em um mesmo componente (chip).
O microcontrolador PIC (Periferal Interface Controler), da Microchip Technology Inc.
(empresa de grande porte, em Arizona, nos Estados Unidos da Amrica), possui uma boa diversidade de recursos, capacidades de processamento, custo e flexibilidade de aplicaes.
ASSEMBLY X LINGUAGEM C
A principal diferena entre uma linguagem montada (como assembly) e a linguagem de programao C est na forma como o programa objeto (HEX) gerado. Em assembly, o processo usado a montagem, portanto devemos utilizar um MONTADOR (assembler), enquanto que em linguagem C o programa compilado. A compilao um processo mais complexo do que a montagem. Na montagem, uma linha de instruo traduzida para uma instruo em cdigo de mquina. J em uma linguagem de programao, no existem linhas de instruo, e sim estruturas de linguagem e expresses. Uma estrutura pode ser condicional, incondicional, de repetio, etc...
As expresses podem envolver operandos e operadores mais complexos. Neste caso, geralmente, a locao dos registros de dados da RAM feita pelo prprio compilador. Por isso, existe a preocupao, por paret do compilador, de demonstrar, aps a compilao, o percentual de memria RAM ocupado, pois neste caso relevante, tendo em vista que cada varivel pode ocupar at 8 bytes (tipo double).
Para edio e montagem (gerao do cdigo HEX) de um programa em assembly, os softwares mais utilizados so o MPASMWIN (mais simples) e o MPLAB. Para edio e compilao em linguagem C (gerao do cdigo HEX), o programa mais utilizado o PIC C Compiler CCS.
Os microcontroladores PIC possuem apenas 35 instrues em assembly para a famlia de 12 bits (PIC12) e 14 bits (PIC16), descritas nas tabelas abaixo, e 77 instrues para a famlia de 16 bits (PIC18). A tabela abaixo mostra algumas instrues em assembly.
Aplicaes prticas de Eletrnica e microcontroladores em sistemas computacionais, por Sandro Juc
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Figura 1. 1: Instrues em assembly.
Como pode ser visto, a famlia PIC16F (14 bits com aproximadamente 35 instrues)
no possui uma instruo em assembly que realize multiplicao ou diviso de dois operandos, o que curiosamente presente na linguagem assembly da famlia MCS51 (256 instrues que satisfazem a maioria das aplicaes industriais). Portanto, para realizar uma multiplicao, necessrio realizar somas sucessivas, ou seja, em vez de multiplicar uma varivel por outra, realizar somas de uma varivel em uma terceira rea de memria, tantas vezes quando for o valor da segunda varivel. (X * 5 = X + X + X + X + X).
Mas em linguagem C possvel se utilizar o operador de multiplicao (*), de forma simples e prtica. Ao compilar, a linguagem gerada ir converter a multiplicao em somas sucessivas sem que o programador se preocupe com isso.
Aplicaes prticas de Eletrnica e microcontroladores em sistemas computacionais, por Sandro Juc
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VANTAGENS X DESVANTAGENS DA LINGUAGEM C PARA MICROCONTROLADORES
- O compilador C ir realizar o processo de traduo, permitindo uma programao mais amigvel e mais fcil para desenvolvimento de aplicaes mais complexas como, por exemplo, uso do canal USB e aplicaes com o protocolo I2C. - A linguagem C permite maior portabilidade, uma vez que um mesmo programa pode ser recompilado para um microcontrolador diferente, com o mnimo de alteraes, ao contrrio do ASSEMBLY, onde as instrues mudam muito entre os diversos modelos de microcontroladores existentes como PIC e 8051. - Em C para microcontroladores PIC, no necessrio se preocupar com a mudana de banco para acessar os registros especiais da RAM como, por exemplo, as portas de I/O e os registros TRIS de comando de I/O dos pinos, isto executado pelo prprio compilador atravs das bibliotecas. - possvel incluir, de forma simples e padronizada, outro arquivo em C (biblioteca) para servir como parte do seu programa atual como, por exemplo, incluir o arquivo LCD (#include ), desenvolvido por voc anteriormente. - O ponto fraco da compilao em C que o cdigo gerado, muitas vezes, maior do que um cdigo gerado por um montador (assembler), ocupando uma memria maior de programa e tambm uma memria maior de dados. No entanto, para a maioria das aplicaes sugeridas na rea de automao industrial, a linguagem C para PIC se mostra a mais adequada, tendo em vista que a memria de programa tem espao suficiente para estas aplicaes. - Outra desvantagem que o programador no forado a conhecer as caractersticas internas do hardware, j que o mesmo se acostuma a trabalhar em alto nvel, o que compromete a eficincia do programa e tambm o uso da capacidade de todos os perifricos internos do microcontrolador. Isso provoca, em alguns casos, o aumento do custo do sistema embarcado projetado com a aquisio de novos perifricos externos.
ARQUITETURAS DOS MICROCONTROLADORES
A arquitetura de um sistema digital define quem so e como as partes que compe o sistema esto interligadas. As duas arquiteturas mais comuns para sistemas computacionais digitais so as seguintes:
- Arquitetura de Von Neuman: A Unidade Central de Processamento interligada memria por um nico barramento (bus). O sistema composto por uma nica memria onde so armazenados dados e instrues; - Arquitetura de Harvard: A Unidade Central de Processamento interligada a memria de dados e a memria de programa por barramentos diferentes, de dados e de endereo. O PIC possui arquitetura Harvard com tecnologia RISC, que significa Reduced Instruction Set Computer (Computador com Conjunto de Instrues Reduzido). O barramento de dados de 8 bits e o de endereo pode variar de 13 a 21 bits dependendo do modelo. Este
Aplicaes prticas de Eletrnica e microcontroladores em sistemas computacionais, por Sandro Juc
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tipo de arquitetura permite que, enquanto uma instruo executada, uma outra seja buscada na memria, ou seja, um PIPELINE (sobreposio), o que torna o processamento mais rpido.
O CONTADOR DE PROGRAMA (PC)
O contador de programa responsvel de indicar o endereo da memria de programa para que seu contedo seja transportado para a CPU para ser executado. Na famlia PIC16F ele contm normalmente 13 bits, por isso, pode enderear os 8K words de 14 bits (o PIC16F877A possui exatamente 8K words de 14 bits, ou seja, 14 Kbytes de memria de programa). A famlia 18F ele possui normalmente 21 bits e capaz e enderear at 2 Megas words de 16 bits (o PIC18F2550 possui 16K words de 16 bits, ou seja, 32 Kbytes de memria de programa). Cada Word de 14 ou 16 bits pode conter um cdigo de operao (opcode) com a instruo e um byte de dado.
BARRAMENTOS
Um barramento um conjunto de fios que transportam informaes com um propsito comum. A CPU pode acessar trs barramentos: o de endereo, o de dados e o de controle. Como foi visto, cada instruo possui duas fases distintas: o ciclo de busca, quando a CPU coloca o contedo do PC no barramento de endereo e o contedo da posio de memria colocado no Registro de instruo da CPU, e o ciclo de execuo, quando a CPU executa o contedo colocado no registro de instruo e coloca-o na memria de dados pelo barramento de dados. Isso significa que quando a operao do microcontrolador iniciada ou resetada, o PC carregado com o endereo 0000h da memria de programa.
Figura 1. 2: Memrias.
As instrues de um programa so gravadas em linguagem de mquina hexadecimal na memria de programa flash (ROM). No incio da operao do microcontrolador, o contador de programa (PC) indica o endereo da primeira instruo da memria de programa, esta instruo carregada, atravs do barramento de dados, no Registro de Instruo da CPU.
Um opcode (cdigo de instruo), gerado na compilao em hexadecimal, contm uma instruo e um operando. No processamento, a CPU compara o cdigo da instruo
Aplicaes prticas de Eletrnica e microcontroladores em sistemas computacionais, por Sandro Juc
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alocada no registro de instruo com o Set de Instrues do modelo fabricado e executa a funo correspondente. Aps o processamento, o operando dessa instruo indica para a CPU qual a posio da memria de dados que deve ser acessada e, atravs do barramento de controle, a CPU comanda a leitura ou a escrita nesta posio.
Aps o processamento de uma instruo, o PC incrementado para indicar o endereo do prximo cdigo de instruo (opcode), da memria de programa, que deve ser carregado no registro de instruo.
A PILHA (STACK)
A pilha um local da RAM ( no PIC18F2550 localizada no final dos Registros de Funo Especial entre FFDh e FFFh) onde guardado o endereo da memria de programa antes de ser executado um pulo ou uma chamada de funo localizada em outra posio de memria.
CICLO DE MQUINA
O oscilador externo (geralmente um cristal) ou o interno (circuito RC) usado para fornecer um sinal de clock ao microcontrolador. O clock necessrio para que o microcontrolador possa executar as instrues de um programa. Nos microcontroladores PIC, um ciclo de mquina (CM) possui quatro fases de clock que so Q1, Q2, Q3 e Q4. Dessa forma, para um clock externo de 4MHz, temos um ciclo de mquina (CM=4 x 1/F) igual a 1s.
Figura 1. 3: Ciclo de mquina.
O Contador de Programa (PC) incrementado automaticamente na fase Q1 do ciclo de mquina e a instruo seguinte resgatada da memria de programa e armazenada no registro de instrues da CPU no ciclo Q4. Ela decoficada e executada no prximo ciclo, no intervalo de Q1 e Q4. Essa caracterstica de buscar a informao em um ciclo de mquina e execut-la no prximo, ao mesmo tempo em que outra instruo buscada, chamada de PIPELINE (sobreposio). Ela permite que quase todas as instrues sejam executadas em apenas um ciclo de mquina, gastando assim 1 s (para um clock de 4
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Aplicaes prticas de Eletrnica e microcontroladores em sistemas computacionais, por Sandro Juc
[ 16 ]
da chave) aps as transies, de modo a eliminar o rudo antes de efetuar uma instruo, ou via hardware, utilizando um capacitor de filtro em paralelo com a chave.
Figura 1. 11: Rudo.
PROTOCOLO DE COMUNICAO USB
A USB, sigla para Universal Serial Bus, o padro de interface para perifricos externos ao computador provavelmente mais popular dos j criados. Um sistema USB composto por hardware mestre e escravo. O mestre chamado de host e o escravo denomina-se dispositivo ou simplesmente perifrico. Todas as transferncias USB so administradas e iniciadas pelo host. Mesmo que um dispositivo queira enviar dados, necessrio que o host envie comandos especficos para receb-los.
A fase de preparao, conhecida como enumerao, acontece logo depois de quando o dispositivo USB fisicamente conectado ao computador. Nesse momento, o sistema operacional realiza vrios pedidos ao dispositivo para que as caractersticas de funcionamento sejam reconhecidas. O sistema operacional, com a obtida noo do perifrico USB, atribui-lhe um endereo e seleciona a configurao mais apropriada de acordo com certos critrios. Com mensagens de confirmao do dispositivo indicando que essas duas ltimas operaes foram corretamente aceitas, a enumerao finalizada e o sistema fica pronto para o uso.
MTODOS DE COMUNICAO USB
Os mtodos mais comuns de comunicao USB, tambm utilizados pela ferramenta SanUSB, so:
Human Interface Device (HID) - O dispositivo USB reconhecido automaticamente pelo sistema operacional Windows@ ou linux como um Dispositivo de Interface Humana (HID), no sendo necessrio a instalao de driver especiais para a aplicao. Este mtodo apresenta velocidade de comunicao de at 64 kB/s e utilizado pelo gerenciador de gravao da ferramenta SanUSB no linux. Mais detalhes na video-aula disponvel em http://www.youtube.com/watch?v=h6Lw2qeWhlM .
Communication Device Class (CDC) Basicamente o driver emula uma porta COM, fazendo com que a comunicao entre o software e o firmware seja realizada como se
fosse umabidireciona14,4 kB/shttp://wcomunicahttp://w
Mass armazenamapenas peutilizado pferramentaMais http://w
Como computadode disposclasse de (MSD). Casistemas ocompatve
NosPIC USB comunicano Linux edriver no s
Aplicaes p
a porta de al com velos. Mais de
www.youtuo
www.youtu
Storage mento emela prpriapor pen-da SanUSB
detalhwww.youtu
foi visto,or enumeritivos comdispositivoada uma operacionael com uma
s sitemas o o CDC, o via pore o HID nsistema op
prticas de Eletr
comunicaocidade deetalhes emube.com/
ube.com/
Device m massa q
a velocidarives, scpara comhes ube.com/, a comunra os dispo
mumente aos de comudessas cl
ais. Portanta dessas cl
Figur
operacionapor uma
rta serial, no Windowperacional p
rnica e microco
o serial e comunicam uma ap/watch?v
bidirecio/watch?v
(MSD) -que permitade do bacanners, cunicao c
na /watch?vnicao Uositivos USassociados unicao (asses j to, se adeasses, no
ra 1. 12: D
is Window razo simo que torn
ws@ so napara que o
ontroladores em
[ 17 ]
padro. ao de plicao Wv=KUd1Jkonal
v=cRW99T
Mtodo te alta vearramento meras dicom softwa
videv=Ak9RAlUSB basSB conecta
a USB: d(CDC) e dipossui umquarmos o
o haver ne
Drivers e
ws@ e Linuxmples, os na o proceativos, ou
o PC reconh
m sistemas comp
o mtodoat 115 kb
Windows@ kwGJNk
T_qa7o.
customizalocidade dUSB 2.0
igitais. Foiare de supeo-aula 2YTr4.
seada em dos a ele.
dispositivosspositivos
m driver imo firmwareecessidade
comunica
x, o modo programa
esso ainda seja, no
hea o disp
putacionais, por
o mais simpbps, ou sej
com prote em u
no
ado para de comuni
(480 Mbpi utilizado perviso p
dis
uma cen Existem
s de interfde armazemplementae de nossoe de implem
ao.
mais fcil as para PC
mais simp necess
positivo.
r Sandro Juc
ples de coja, aproximtocolo Mouma apli
dispocao USBps). Este
juntamenrogramado
sponvel
ntral (hosttrs grandface humaenamento ado na mo dispositivmentar um
de comunCs so baples. O mrio instala
omunicaomadamenteodbus RTUicao de
Linux
sitivos deB, limitadomtodo
nte com ao em Java
em
t), onde odes classesana (HID)em massa
maioria dosvo para se
m driver.
nicar com oaseados natodo CDCar nenhum
o e U e x
e o a .
m
o s , a s r
o a C m
Aplicaes prticas de Eletrnica e microcontroladores em sistemas computacionais, por Sandro Juc
[ 18 ]
FERRAMENTA DE GRAVAO VIA USB
O sistema de desenvolvimento SanUSB uma ferramenta composta de software e hardware bsico da famlia PIC18Fxx5x com interface USB. Esta ferramenta livre se mostra eficiente no desenvolvimento rpido de projetos reais, pois no h necessidade de remover o microcontrolador para a atualizao do firmware. Alm disso, esta ferramenta se mostra eficaz no ensino e na difuso de microcontroladores, bem como em projetos de eletrnica e informtica, pois todos os usurios podem desenvolver projetos reais no ambiente de ensino ou na prpria residncia sem a necessidade de um equipamento para gravao de microcontroladores. Alm disso, o software de gravao de microcontroladores USB multiplataforma, pois executvel no Windows@, Mac OSX e no Linux e tambm plug and play, ou seja, reconhecido automaticamente pelos sistemas operacionais sem a necessidade de instalar nenhum driver. Dessa forma, ela capaz de suprimir:
Um equipamento especfico para gravao de um programa no microcontrolador; conversor TTL - RS-232 para comunicao serial bidirecional, emulado via USB pelo
protocolo CDC, que permite tambm a depurao do programa atravs da impresso via USB das variveis do firmware;
fonte de alimentao, j que a alimentao do PIC provm da porta USB do PC. importante salientar que cargas indutivas como motores de passo ou com corrente acima de 400mA devem ser alimentadas por uma fonte de alimentao externa.
Conversor analgico-digital (AD) externo, tendo em vista que ele dispe internamente de 10 ADs de 10 bits;
software de simulao, considerando que a simulao do programa e do hardware podem ser feitas de forma rpida e eficaz no prprio circuito de desenvolvimento ou com um protoboard auxiliar.
Alm de todas estas vantagens, os laptops e alguns computadores atuais no apresentam mais interface de comunicao paralela e nem serial EIA/RS-232, somente USB. Como pode ser visto, esta ferramenta possibilita que a compilao, a gravao e a simulao real de um programa, como tambm a comunicao serial atravs da emulao de uma porta COM virtual, possam ser feitos de forma rpida e eficaz a partir do momento em o microcontrolador esteja conectado diretamente a um computador via USB.
UtilCompetida Feira Categoria TecnolgicCategoria lugar em ie Cultura d
2.1 GRA
A tratravs deefetuar a de qualquePara que tsomente uUSB Gerentambm novos prog
Cassuporte adisponvel i586-s.hthttp://w
ParanecessrioExistem di
Aplicaes p
izando esto de RobBrasileira Engenhari
ca na FerSupraniveinovao ndo Cear n
AVAO
ransfernce um harddescarga der PC. todas essauma vez, cnciador.he
possvel bgramas: hso o compu programaem: http
tml www.java.
a que os po compil-iversos com
prticas de Eletr
Figu
ta ferrametica do IFde Cinciia (2009), ria Explorael do Foro na Semantena categori
DE MICRO
cia de progdware de de program
s funcionacom um grex disponvbaixar periottp://wwutador ainas executp://www
ou.com/pt_programaslos, ou sempiladores
rnica e microco
ra 2. 1: G
nta, estudFCE (2007, as e Engecomo tam
a 2009 emInternacioec 2011 doia robtica
OCONTRO
gramas pagravao
mas para o
lidades sejravador esvel na pasodicament
ww.4shareda no o tveis dese
w.4sharedu BR/down
s em C poseja, transfos que pode
ontroladores em
[ 19 ]
Gravao d
antes fora 2008 e 20enharia (F
mbm obtivm Medelinnal de Cieo IFCE e ca educacion
OLADORE
ra os micrespecfico
o microcon
jam possvspecfico pasta complete as atualied.com/fitenha o apenvolvidos
d.com/fileatra
nload/massam ser gorm-los eem ser util
m sistemas comp
do PIC via
am trs ve009) na caFEBRACE09veram Prmn na Colencia e Ingampees nnal em 201
ES
rocontrolado. Atravs ntrolador d
veis, neceara PIC, o
eta da ferrizaes deile/sIZwBplicativo Jas em Javae/WKDhQvs
anual.jsp.gravados nem linguaglizados por
putacionais, por
a PC.
zes consecategoria Lo9) da USPmio de Inombia e fgeniera 20na V Feira 11.
dores nodesta fer
diretament
essrio gra gerenciadamenta nossa ferram
BP4r/100ava JRE oua, baixe aQwZK/jre-
do
no microcogem de mr esta ferra
r Sandro Juc
cutivas camocalizao,P em Soovao emforam Cam010 no ChiEstadual d
ormalmentrramenta, te de uma
avar, anterdor de grao link ab
menta e a i0727SanUu SDK insta Verso W-6u21-Wio
ontrolador quina heamenta, e
mpees da campees
o Paulo nam Aplicaompees nale, terceirode Cincias
e efetuada possveporta USB
riormente evao pelaaixo, ondencluso de
USB.htmltalado paraWindows@indows@-
link
via USB, exadecimalntre eles o
a s a o a o s
a el B
e a e e
a @ -:
. o
SDCC, o disponveisutilizados pasta de dde suhttp://w
As vtenham sidNeste casnovo sourc
CasGerenciadodentro da(C:\Arquivmontado e
Fig
Para um m
Aplicaes p
C18, o Hs para emcom bom
desenvolvimporte
www.4shaverses 4 do testadao, recom
rce file. so grave orPlugandP
a pasta Exvos de proem protobo
ura 2. 2:
microcontro
prticas de Eletr
Hi-Tech e ulao serrendiment
mento, oa USB
ared.com/deste com
as algumasmendado c
no microPlay.hex, xemploseBogramas\P
board mos
Esquem
olador de 4
rnica e microco
o CCS. Drial, diversoto, alm do CCS na vB pod/file/Mo6mpilador aps verses ecriar, para
controladono esque
BibliotecasCICC\Driverstrada a se
tico de m
40 pinos, o
ontroladores em
[ 20 ]
Devido dos perifric
do C18, coverso 3.24e ser
6sQJs2/10presentam
e funcionara cada firm
or o novoea de colCCS localizrs ). A reeguir:
montagem
o circuito
m sistemas comp
didtica dacos e mult
om exempl45. Esta ve
obtida00511Com
m bugs em ram satisfamware (pro
o gerencialar o novozada na pepresenta
m da Ferra
mostrado
putacionais, por
as funestitasking, uos de aplicerso funca atrampilador.
funes etoriamenteograma a
ador de o arquivo pasta instao bsica
amenta pa
abaixo:
r Sandro Juc
s e biblioum dos cocao disp
cional com avs dhtml . e aplicaee at a verser comp
gravao cabealho alada do cdo circuit
ara 28 pin
otecas USBmpiladoresponveis nabibliotecaso link
es, emborarso 4.084pilado), um
pela USBSanUSB.h
compiladoto SanUSB
nos.
B s a s :
a .
m
B h r B
j
Fig
Os com 1 m 1 cr 2 ca 2 ca 3 le 1 re 1 d 1 C
NotcompatvLinux e desenvolboto de alimentar simples fioaceso) e qjump), encompilado
O cmicrocontr(+5V) do co D- am19 e 20 eporta USB direto no cort-lo, e
Aplicaes p
ura 2. 3:
mponentes microcontroristal de 20apacitores apacitores eds e 3 resesistor de 2iodo qualqabo USB q
te que, esvel com oMac OSX
lvimento reset, no o microco
o, o microque, aps ontra em Eo. cabo USB arolador nocabo USB
marelo ou be dos barra
do compuprotoboard
em um pro
prticas de Eletr
Esquem
bsicos doolador da f0MHz; de 22pF; de 1uF (u
sistores de 2k2 e um b
quer entre qualquer.
ste sistemo softwarX, pode de micropino 1, co
ontrolador,ocontroladoo reset comEstado pa
apresenta os pontos vermelho
branco. Notamentos vutador. Parrd, com fiotoboard o
rnica e microco
tico de m
o circuito sfamlia PIC
m no pino390 (s boto ou fio +5V e o
ma multipre de gra
e ser impocontrolaomo boto com o p
or entra emm o pino 1 ara Opera
normalmemostradoso, o Gnd (te que a fovermelho (ra ligar o cos rgidos ou numa p
ontroladores em
[ 21 ]
montagem
so: C USB (18F
o 14 Vusb necessrioio para grao pino Vdd
iplataformavao HIplementadadores PI de grava
pino 1 no m Estado no Vcc (+o do p
nte quatros na figur(Vusb-) monte de ali(+5V) e azcabo USB n
soldados,placa de c
m sistemas comp
m da ferra
F2550, 18F
e outro eno um led coavao no d;
ma (WindHID USB d
do tambIC com ino via USGnd (0V),para Grav
+5V atravprograma
o fios, que ra acima, marrom ouimentao zul (Gnd) no circuito
como tamcircuito imp
putacionais, por
menta pa
F2455, 18F
tre o +5V om resistopino 1;
dows@, Lda Microcm em qinterface SB. Ao con, atravs d
vao via Us do resistaplicativo
so coneconde norm preto, o Ddo microcdo circuito possvel
mbm popresso, uti
r Sandro Juc
ara 40 pin
F4550, etc
e o Gnd ) r no pino B
Linux e Mchip tambqualquer USB, poi
nectar o cado boto USB (led ntor fixo de
(firmware
ctados ao malmente,D+ azul controladoro provem cort-lo e
ossvel conilizando um
nos.
.);
; B7);
Mac OSX),bm paraplaca des utiliza oabo USB eou de um
no pino B72K2 sem o
e) que fo
circuito doo fio Vcc
ou verde er nos pinosda prpriaconect-lo
nectar semm conecto
), a e o e m 7 o oi
o c e s a o m r
USB fmeado microcUSB esteja
A ficircuito anterminal correspond
imcircuito dealimenta
Cassistema dealimentaA figura aesta ferramo sistema de circuitocontato co
Se abaixo, em
Aplicaes p
a. O diodoontroladora polarizadigura abaixnterior e a conectadentes do
Figura 2.
mportante esta ferrao que vemso o sisteme aquisioo externabaixo mosmenta compronto pa
o impressoom o grupo
preferir com folha ap
prticas de Eletr
o de proter serve parda de formaxo mostra posio d
ado diretacado USB.
. 4: Esque
salientar qamenta dem da USB, ma microcoo de dado, que pode
stra o PCB,m entrada ra um apreo da ferramo SanUSB a
Figura
onfeccionapropriada,
rnica e microco
o colocadra protegea inversa.a ferrame
de cada temente no.
ema mont
que, para eve conterou seja, co
ontrolado ss ou um ce ser uma disponvepara fonteendizado mmenta Sanatravs do
a 2. 5: Esq
ar a placa,corroer, f
ontroladores em
[ 22 ]
do no pinoer contra c
enta SanUerminal no os pinos
tado em p
o perfeitor um capolocado enseja embacontrole debateria co
el nos Arque de alimenmais rpidonUSB, com e-mail: sa
quema mo
, possvfurar (pon
m sistemas comp
o 20 entre corrente re
USB montaconector
do microc
protoboar
o funcionampacitor de ntre os pinorcado come acesso, emum de 9Vuivos do Gntao exto, possv
mo a foto anusb_laes
ontado em
vel tambmtos marro
putacionais, por
o Vcc da eversa cas
ada em proUSB a ser
controlador
rd e conec
mento da filtro ent
os 20 (+5Vmo, por exeele necessV ou um crupo SanUerna. Para
vel tambmda placa a
se@yahoo.
m PCB.
m imprimirns) e sold
r Sandro Juc
USB e a aso a tenso
rotoboard sr ligado nor pelos q
ctor USB.
gravao tre 0,1uf V) e 19 (Gemplo, umsita de umcarregador USB, e o cia quem de
m encomenabaixo, encom.br .
r o PCB (dar os com
limentaoo da porta
seguindo oo PC. Cadaquatro fios
.
via USB, oe 1uF nand).
m rob, uma fonte dede celularrcuito paraeseja obtendar placasntrando em
(em preto)mponentes
o a
o a s
o a
m e . a r s
m
) .
Mais http://wvideo disp
Para
comunicawww.tiny
DurC, a biblExemploseinstalada dinstrueshabilitaooscilador eatravs de
Como temporizadum led con
-------------#include < void main({ clock_int_4para CPU) while (1)
Aplicaes p
www.4shaonvel em:
a obter vo e alimyurl.com/
rante a proioteca cabeBibliotecado compilas do PIC1o do sistemexterno de
e prescaler
a frequdores corrnectado no
-------------
Funo nec
rnica e microco
/get/ithqwww.yout
2. 6: PCB
gramas-fovia USB, e clicar no
o do microcSanUSB (#que voc jArquivos depara o sisock, ou sej
para gerdor de freq
oscilador a um microa cada 0,5
-------------
cessria pa
ontroladores em
[ 23 ]
detalhes Lbiq/Fazetube.com
B da Ferra
nte e vdbasta se
o item Arqu
controlado#include < adicionoe programastema opja, osciladorar a freququncia.
interno rossegundosegundo.
-------------
ara habilita
m sistemas comp
endoPCBtm/watch?v
amenta Sa
deos destee cadastrauivos.
r basta ins) contidda Driversrivers ). Esconfigura
rno de 4 M48MHz da
MHz, cadrama exem
-------------
clock (48M
r Sandro Juc
html ou asNw5BfU.
livre de upo de ac
nicio do proda dentro s localizadasta biblioteaes de Hz para CPa comunic
da incremmplo1 abai
-------------
Hz para U
ematravs do
gravaocesso livre
ograma emda pasta
a na pastaeca contmfusveis e
PU e cristacao USB
mento dosxo comuta
-------------
SB e 4MHz
: o
, e
m a a
m e al ,
s a
z
Aplicaes prticas de Eletrnica e microcontroladores em sistemas computacionais, por Sandro Juc
[ 24 ]
{ output_toggle(pin_B7); // comuta Led na funo principal delay_ms(500); } } O programa pisca3 abaixo pisca trs leds conectados nos pinos B5, B6 e B7. #include main(){ clock_int_4MHz();//Funo necessria para habilitar o dual clock (48MHz para USB e 4MHz para CPU) while (1) { output_high(pin_B5); // Pisca Led na funo principal delay_ms(500); output_low(pin_B5); output_high(pin_B6); delay_ms(500); output_low(pin_B6); output_high(pin_B7); delay_ms(500); output_low(pin_B7); }} ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Os arquivos compilados .hex assim como os firmwares esto disponveis em http://www.4shared.com/file/sIZwBP4r/100727SanUSB.html.
2.2 GRAVANDO O MICROCONTROLADOR VIA USB NO WINDOWS
Para executar a gravao com a ferramenta SanUSB, importante seguir os
seguintes passos: 1. Baixe o a pasta da ferramenta de desenvolvimento SanUSB, para um diretrio raiz C ou D, obtida no link http://www.4shared.com/file/sIZwBP4r/100727SanUSB.html. 2. Grave no microcontrolador, somente uma vez, com um gravador especfico para PIC ou com um circuito simples de gravao ICSP mostrado nas prximas sees, o novo gerenciador de gravao pela USB GerenciadorPlugandPlay.hex disponvel na pasta Gerenciador, compatvel com os sistemas operacionais Windows@, Linux e Mac OSX. 3. Pressione o boto ou conecte o jump de gravao do pino 1 no Gnd para a transferncia de programa do PC para o microcontrolador. 4. Conecte o cabo USB, entre o PIC e o PC, e solte o boto ou retire o jump. Se o circuito SanUSB estiver correto acender o led do pino B7. 5. Caso o computador ainda no o tenha o aplicativo Java JRE ou SDK instalado para suporte a programas executveis desenvolvidos em Java, baixe a Verso Windows@ disponvel em: http://www.4shared.com/file/WKDhQwZK/[email protected] ou atravs do link:
http://wda pasta S
F
6. Clique e
programa
Gravar. Es
7. Aps a
gravao
novamente
Para protebasta ir em
Aplicaes p
www.java.SanUSBwin
Figura 2.
em Abrir
compilado
ste program
gravao d
e clique e
e, repita o
eger o exem Prote
prticas de Eletr
.com/pt_nPlugandPla
7: Interfa
r e escolha
o exemplo
ma pisca o
do program
em Reseta
s passos a
ecutvel saoResiden
rnica e microco
BR/downay. Surgir
ace de gra
o program
o1.hex da
led conect
ma, lembre
r. Pronto o
nteriores a
anusb de ente do ant
ontroladores em
[ 25 ]
nload/ma a seguint
avao do
ma .hex q
pasta Ex
tado no pi
e-se de so
o program
a partir do
excluso doti-virus AVG
m sistemas comp
anual.jsp ete tela:
o microco
que deseja
xemploseBi
no B7;
ltar o bot
ma estar
passo 3.
o anti-viruG:
putacionais, por
e execute
ontrolado
gravar, co
ibliotecasS
o ou retira
em opera
s, como p
r Sandro Juc
o aplicativ
or via USB
como por e
SanUSB e
ar o jump
o. Para
por exempl
o SanUSB
B.
exemplo, o
clique em
do pino de
programa
o, o AVG
B
o
m
e
r
,
Clicar em g
Clicar em que em OK.
Aplicaes p
gereciar ex
Gerenciar C:\Progra
prticas de Eletr
xecesses,
Excees m Files\Sa
rnica e microco
, como na
e adicionaanUSB ou
ontroladores em
[ 26 ]
figura aba
ar caminhoem C:\Arq
m sistemas comp
ixo:
o. Ento inquivos de P
putacionais, por
nserir o camProgramas
r Sandro Juc
minho do
s\SanUSB eexecutvee clicar em
el m
Pronto instal-lo d
2.3
A g
Bluetooth.
um lado, u
atravs do
outro lado
final. Esta
disponveis
Aba
com tens
Aplicaes p
isso. Parade dentro d
3 GRAV
gravao w
Para a gr
um mdul
o chip FTD
o da rede,
a conexo
s em: http
aixo uma il
o de alime
prticas de Eletr
reinstalardo arquivo
VAO WI
wireless de
ravao Zig
o conect
DI FT232RL
, um md
o permite a
://www.4s
lustrao p
entao de
rnica e microco
r o executo .zip ou .ra
IRELESS D
scrita nest
gbee so u
tado a um
L ou atrav
ulo Zigbee
a program
shared.com
para realiza
e 3,3V.
ontroladores em
[ 27 ]
tvel da sar.
DE MICRO
ta apostila
utlizados d
m PC coord
vs de uma
e conec
mao sem
m/get/aP17
ar grava
m sistemas comp
subpasta S
OCONTRO
a pode ser
dois mdu
denador co
a porta se
tado ao m
fio no mic
7n4FT/sanu
o de micro
putacionais, por
SanUSBwin
OLADORE
feita com
los XBee
onectado a
rial real co
microcontro
crocontrola
usbee.htm
ocontrolad
r Sandro Juc
nPlugandPl
ES
m modems
da Srie
ao PC via U
om o MAX
olador do
ador PIC.
l
dor de form
ay , basta
Zigbee ou
1 (S1). De
USB do PC
X-232 e, do
dispositivo
Programas
ma wireless
a
u
e
C
o
o
s
s
Para mais
http://w
microcontr
Procedime
1- Circuit
(www.tiny
Gnd, Tx e
(Vcc) do m
(Gnd) do m
pino 18 (R
ligado ao 1
2- Config
Xbee da
baud rate
coordenad
qual firmw
pino B7 ir
Aplicaes p
Figura 2.
detalhes
www.youtu
roladores
ento para g
to bsico
yurl.com/Sa
Rx, como
microcontr
microcontr
Rx) do mic
17 (Tx) do
gurao d
a srie 1 (c
do microc
dor ao micr
ware (Conf
piscar int
prticas de Eletr
8: Ilustra
basta aco
ube.com/
via Zigbe
gravao w
o: Conecte
anUSB), co
o mostra a
olador e a
rolador e a
crocontrola
o microcont
dos Mdu
coordenad
controlador
rocontrolad
nfigCoord96
termitente
rnica e microco
ao do c
mpanhar o
/watch?v
e: http:/
wireless:
e o mdu
om aliment
figura aba
ao pino 1 (
ao pino 10
ador e ao
trolador e
ulos: A gr
dor e dispo
r (19200 b
dor, ver cir
600to19200
mente. Se
ontroladores em
[ 28 ]
circuito de
os vdeos
v=_Pbq2e
//www.yo
lo Xbee
tao entr
aixo. Na fi
(Vcc) do m
(Gnd) do
pino 2 (DO
ao pino 3
ravao w
ositivo fina
ps). Para o
rcuito bsi
00.hex ou C
o led no
m sistemas comp
e grava
Gravao
eYha_c
outube.co
ao micro
re 3V e 3,6
gura, o fio
modem Zig
modem Z
OUT) do mo
(DIN) do m
wireless s
l) estivere
o coordena
co acima,
ConfigCoor
piscar, pr
putacionais, por
o wireles
sem fio de
e Grava
om/watch
ocontrolado
6V e apena
o vermelho
gbee, o fio
igbee, o fi
odem Zigbe
modem Zigb
vai acont
m configu
ador, basta
gravar via
rd19200to1
ovavelmen
r Sandro Juc
ss Zigbee
e microcon
o sem
h?v=BlRj
or da plac
as 4 fios: V
o ligado
o azul lig
o laranja
ee, e o fio
bee.
tecer se o
rados com
a conectar
a USB e ex
o19200.hex
nte existe u
.
ntroladores
m fio de
KbXpepg
ca SanUSB
Vcc (3,3V)
ao pino 20
gado ao 19
ligado ao
amarelo
os mdulos
m o mesmo
, o mdulo
xaminar em
x) o led no
um erro na
s
e
.
B
,
0
9
o
s
o
o
m
o
a
ligao do
serial e co
Faa post
(ConfigDis
conectado
mdulos e
3- Adap
Adaptador
apresentar
necessrio
tutorial), e
Adaptador
para grava
Aplicaes p
o circuito. A
necte ao P
teriormente
spFinal9600
o ao microc
esto conec
Figura
ptador W
rSerial.hex
r o erro O
o gravar n
e em segu
rSerial.hex
ao wirele
prticas de Eletr
Aps a con
PC.
e o mesm
00to19200.h
controlado
ctados cor
a 2. 9: Gr
Wireless:
x da pasta
Odd addres
novamente
uida, reali
. Aps a t
ess.
rnica e microco
nfigurao,
mo para o
hex ou
r. Quando
retamente
ravao v
Agora
a Adaptad
ss at begin
o gerenc
zar novam
transfern
ontroladores em
[ 29 ]
coloque o
o mdulo
ConfigDi
o led do p
e esto ap
ia USB de
grave,
orWireless
inning of H
ciador.hex,
mente a g
cia deste
m sistemas comp
o mdulo C
Dispositivo
DispFinal192
pino B7 es
ptos para g
e Configu
novament
s. Se, ap
HEX file er
com qua
ravao vi
firmware,
putacionais, por
Coordenado
o final, g
200to19200
tiver pisca
gravao w
rao wir
te via
s a grava
rror, como
lquer grav
ia USB do
o microco
r Sandro Juc
or no conv
ravando o
00.hex) e
ando, signif
wireless.
reless.
USB, o
ao do A
o na figura
vador espe
o firmware
ontrolador
versor USB-
o firmware
e deixe-o
fica que os
firmware
Adaptador
a abaixo,
ecifico (ve
e aplicativo
est apto
-
e
o
s
e
,
r
o
o
Ago
Pesquisar
vdeo Grav
transferir
sanusbee.
Exe
san
F
A g
Bluetooth
laptops e
Aplicaes p
Figur
ora basta
-> Promp
vao sem
os progra
emplo:
nusbee Exe
Figura 2.
gravao
conectado
desktops,
prticas de Eletr
ra 2. 10: G
acessar a
pt de Coma
m fio de m
amas aplic
emplo1Wire
11: Grava
wireless
o ao microc
j existe u
rnica e microco
Gravao
a pasta sa
ando), com
microcontro
ativos.hex
eless.hex
ao wire
s Bluetoo
controlado
um mdulo
ontroladores em
[ 30 ]
o via USB
anusbee p
mo na figu
oladores v
como o
p COM2
eless zigbe
oth pode
or, pois nor
o bluetooth
m sistemas comp
de Adapt
pelo Prom
ura abaixo
via Zigbee,
Exemplo1w
ee pelo p
ser realiza
rmalmente
h interno.
putacionais, por
tador wire
pt do Wi
, e digitar,
, as linhas
wireless.he
rompt do
ada com
e no PC coo
A tenso d
r Sandro Juc
eless.
ndows@ (
r, como mo
s de coma
ex contido
o Window
apenas u
ordenador
do mdulo
(Iniciar ->
ostrado no
ando, para
o na pasta
ws.
m mdulo
r, como em
o Bluetooth
>
o
a
a
o
m
h
encapsulad
que supor
microcontr
De
conectado
sem fio
http://www
http://san
adquirido o
Aba
Bluetooth
Fig
Para mais
http://w
microcontr
Bluetooth.
1- Circuit
(www.tiny
Gnd, Tx e
Aplicaes p
do, mostra
rta de 3,3V
rolador alim
um lado u
o ao microc
no m
w.4shared
usb-laese.w
o modem
aixo uma il
com tens
gura 2. 12
detalhes
www.youtu
roladores
Procedime
to bsico
yurl.com/Sa
Rx, como
prticas de Eletr
ado na figu
V. Dessa fo
mentado p
um PC coo
controlado
microcontro
.com/get/a
wix.com/ro
Bluetooth
lustrao p
o de alime
2: Ilustra
basta aco
ube.com/
http:/
ento para
o: Conecte
anUSB), co
mostra a f
rnica e microco
ura abaixo,
orma, pod
pela tenso
ordenador
or do dispo
lador PI
aP17n4FT/
obotica#!p
mostrado
para realiza
entao de
o do Ci
mpanhar o
/watch?v
//www.yo
gravao w
o mdulo
om alimen
figura acim
ontroladores em
[ 31 ]
, suporta a
de-se cone
o da porta
e, do outr
ositivo fina
IC. Os
/sanusbee.
produtos/p
neste tuto
ar grava
e 5V.
ircuito de
os vdeos
v=_Pbq2e
outube.co
wireless:
o bluetooth
ntao entr
ma do circu
m sistemas comp
at 6V, dife
ectar o m
USB de 5V
ro lado da
l. Esta co
Programa
.html. N
roductssta
rial.
o de micro
e gravao
Gravao
eYha_c e G
om/watch
h ao micro
re 3V e 6V
uito. Na fig
putacionais, por
erentement
dulo Bluet
V.
rede, um
onexo per
as esto
Neste li
ckergallery
ocontrolad
o wireless
sem fio de
Gravao s
h?v=0PcC
ocontrolad
V e apena
gura, o fio v
r Sandro Juc
te do md
tooth diret
mdulo b
rmite a pro
disponv
ink em
yv20=1,
dor de form
s Bluetoo
de microcon
sem fio (w
CQtsO1Bw
dor da plac
s 4 fios: V
vermelho
ulo Xbee
amente ao
bluetooth
ogramao
veis em
anexo
pode se
ma wireless
oth.
ntroladores
wireless) de
wg via
ca SanUSB
Vcc (3,3V)
ligado ao
o
o
:
:
r
s
es
e
a
B
,
o
pino 20 (V
ao 19 (Gn
ao pino 18
ligado ao 1
2- Parearconectado2.1- Iniciasenha pad2.2- Aps dispositivo
1.3- Clicarmodem Bl
Figu
O npor exempclicando co> Avanad
Aplicaes p
Vcc) do mi
d) do micr
8 (Rx) do
17 (Tx) do
r o modeo ao microcar -> Paindro: 1234;
o pareamos. Ir apar
F
r em cima,uetooth, e
ura 2. 14:
nmero da plo, para om o botdo -> Nm
prticas de Eletr
icrocontrol
rocontrolad
o microcon
o microcont
em Bluetocontroladornel de con;
mento, cliqurecer o mo
Figura 2. 1
, por exemem Hardwa
: Verifica
porta SerCOM9 como direito e
mero da Por
rnica e microco
ador e ao
dor e ao p
ntrolador e
trolador e
ooth: Apsr, realizar ntrole -> A
ue em Inicodem parea
13: Parea
mplo, do mare, que se
o da po
rial Padro mo neste em cima darta COM.
ontroladores em
[ 32 ]
pino Vcc
pino Gnd d
e ao pino
ao pino Rx
s alimentao pareame
Adicionar u
ciar -> Paado, como
mento do
modem de er utilizada
orta serial
o por Link tutorial,
a porta ->
m sistemas comp
do modem
o modem
Tx modem
x do modem
ar o modeento com oum disposi
ainel de coo, por exem
o modem
linvor, e va para a gr
l criada pe
Bluetooth atravs dopropriedad
putacionais, por
m bluetooth
bluetooth,
m bluetooth
m bluetoot
m Bluetooo PC indo etivo de blu
ontrole -> mplo, o linv
bluetooth
verificar quravao wi
elo mode
(COM37) po Gerenciades -> Con
r Sandro Juc
h, o fio az
, o fio verd
h, e o fio
th.
oth com 3,em: uetooth ->
exibir impvor.
h.
ual porta cireless.
em blueto
pode ser mador de Dnfigurao
zul ligado
de ligado
amarelo
,3V ou 5V
> linvor ->
pressoras e
criada pelo
ooth.
modificadaispositivos de Porta -
o
o
V,
>
e
o
, , -
3- Config
mdulo Bl
bps). Para
acima, gra
pino B7 ir
ligao do
Quando o
corretame
4- Adap
Adaptador
apresentar
necessrio
tutorial), e
Adaptador
para grava
Aplicaes p
gurao d
uetooth es
a isto, bast
avar via US
piscar int
circuito.
o led do p
ente e esto
Figura
ptador W
rSerial.hex
r o erro O
o gravar n
e em segu
rSerial.hex
ao wirele
prticas de Eletr
do Mdul
stiver confi
a conectar
SB o firmw
termitente
pino B7 es
o aptos pa
a 2. 15: G
Wireless:
x da pasta
Odd addres
novamente
uida, reali
. Aps a t
ess.
rnica e microco
lo blueto
igurado co
r, o mdulo
ware Config
mente. Se
stiver pisca
ara grava
ravao v
Agora
a Adaptad
ss at begin
o gerenc
zar novam
transfern
ontroladores em
[ 33 ]
ooth: A gr
om o mesm
o bluetooth
figbluetotth
o led no
ando, sign
o wireless
via USB d
grave,
orWireless
inning of H
ciador.hex,
mente a g
cia deste
m sistemas comp
ravao w
mo baud ra
h ao micro
h9600to192
piscar, pr
nifica que
s.
e Configu
novament
s. Se, ap
HEX file er
com qua
ravao vi
firmware,
putacionais, por
wireless s
ate do micr
ocontrolado
200.hex e
ovavelmen
os mdulo
urao wi
te via
s a grava
rror, como
lquer grav
ia USB do
o microco
r Sandro Juc
vai acont
rocontrolad
or, ver circ
verificar s
nte existe u
os esto c
ireless.
USB, o
ao do A
o na figura
vador espe
o firmware
ontrolador
tecer se o
dor (19200
cuito bsico
se o led no
um erro na
conectados
firmware
Adaptador
a abaixo,
ecifico (ve
e aplicativo
est apto
o
0
o
o
a
s
e
,
r
o
o
Ago
Pesquisar
vdeo PIC
programas
Exe
Fig
As vantagde modecomputadogravao d
Aplicaes p
Figur
ora basta
-> Promp
C wireless
s aplicativo
emplo: san
gura 2. 17
ens do moems Bluetores e cede microco
prticas de Eletr
ra 2. 16: G
acessar a
pt de Coma
Zigbee p
os.hex com
nusbee Exe
7: Grava
odem Bluetooth j elulares. Aontroladore
rnica e microco
Gravao
a pasta sa
ando), com
programmin
mo o Exemp
emplo1Wir
o wirele
tooth em disponve
A desvantaes mxima
ontroladores em
[ 34 ]
o via USB
anusbee p
mo na figu
ng II, as
plo1wireles
reless.hex
ess blueto
relao aoeis em vagem em de 10 me
m sistemas comp
de Adapt
pelo Prom
ura abaixo
linhas de
ss.hex con
p COM9
ooth pelo
o Zigbee, svrios sist
relao atros.
putacionais, por
tador wire
pt do Wi
, e digitar,
comando
tido na pa
prompt d
so o preotemas coao Zigbee
r Sandro Juc
eless.
ndows@ (
r, como mo
o, para tra
sta sanusb
do Window
o e a dispomputacion
a dist
(Iniciar ->
ostrado no
ansferir os
bee.
ws.
ponibilidadenais comoncia para
>
o
s
e o a
2.4
Devemulao interface Iclock, umamultiplicadoscilador R
Esseque um daMHz via U4 MHz via
2.5
Nes
canal USBCommunicdo canal Uatravs deCCS Comprograma so os res
A bexemplos,a emulabiblioteca EEPROM inusb_san_c
usb_cdc_Ex.: prinusb_cdc_Ex.: dado
Aplicaes p
4 SISTE
vido incserial via
I2C, esta fea para o cada por umRC interno
Fi
e princpioado digitadSB, depoisI2C e vice-
5 EMULA
ste tpico B do PICcations DevUSB 2.0. De qualquermpiler ou oaplicativo
sponsveis biblioteca C a qual devo da comusb_san_cnterna do cdc.h para
_putc() ntf(usb_cd_getc() o = usb_c
prticas de Eletr
MA DUAL
compatibilida USB e aerramenta anal USB d
m prescalede 4 MHz,
igura 2. 1
o de clock do no teclas para perif-versa.
AO DE
mostrad18F2550.
evices ClassDessa formr softwareo ambientegravado npor esta e
CDC para ve estar namunicaocdc.h, commicrocontrcomunica
o microcodc_putc, "retm um
cdc_getc(
rnica e microco
L CLOCK
dade entrea frequncadota o p
de 48MHz, er interno, , como il
18: Comun
paralelo, rado do comfricos com
COMUNIC
do um mtUma das
ss (CDC), qma, poss
monitor se de prograno PIC, coemulao do programa mesma p serial RS
mo mostra rolador. Aso com a
ntrolador e"\r\nEndercaractere
(); //retm
ontroladores em
[ 35 ]
e as frequcia padroprincpio D proveniene outra p
ustrado na
nicao P
realizado pmputador, mo um rel
CAO SE
todo de cos formas que emula svel se coserial RS-2amao Deom a biblioda porta RSma.c do mpasta ondeS-232. Ala o exem
s funes CCOM virtu
envia caracreco para eASCII emu
m um carac
m sistemas comp
uncias neo utilizada
Dual Clock, nte do cristpara o CPa figura ab
PIC com P
pela instrutrafegue p
gio RTC o
ERIAL NO
omunicaomais simpuma port
omunicar c232 como elphi. O oteca CDC S-232 virtuicrocontrole est o prm disso, plo de leitCDC mais uual so:
cteres ASCescrever: "ulado pela tere na va
putacionais, por
ecessrias pela CPU
ou seja, utal osciladoPU de 4 Maixo.
PC e via I2
o clock_para o micou para a m
O WINDOW
o serial bidples, ata COM RScom caraco HyperTdriver CDC(#include
ual atravs lador est ograma.c ao programura e escrutilizadas c
CII emulado); USB. rivel dado
r Sandro Juc
para a gU, temporutiliza duasor externoMHz, prove
2C.
k_int_4MHz(crocontrolamemria EE
WS
direcional travs do
S-232 virtucteres ASCTerminal, oC instaladoe )
a pasta depilado parae inserir a
m buffer daa biblioteca
B.
e e e z o
e 8 m
o o s B o o ,
e a a a a
Aplicaes prticas de Eletrnica e microcontroladores em sistemas computacionais, por Sandro Juc
[ 36 ]
gethex_usb() retm um nmero hexadecimal digitado no teclado. Ex.: valor = gethex_usb();//retm um nmero hexadecimal na varivel valor usb_cdc_kbhit( ) Avisa com TRUE (1) se acabou de chegar um novo caractere no buffer de recepo USB do PIC. Ex.: if (usb_cdc_kbhit()) {dado = usb_cdc_getc();}
O exemplo abaixo mostra a leitura e escrita em um buffer da EEPROM interna do microcontrolador com emulao da serial atravs da USB: --------------------------------------------------------------------------------------------------------------- #include #include // Biblioteca para comunicao serial BYTE i, j, endereco, valor; boolean led; main() { clock_int_4MHz(); usb_cdc_init(); // Inicializa o protocolo CDC usb_init(); // Inicializa o protocolo USB usb_task(); // Une o perifrico com a usb do PC output_high(pin_b7); // Sinaliza comunicao USB Ok while (1) { printf(usb_cdc_putc, "\r\n\nEEPROM:\r\n"); // Display contm os primeiros 64 bytes em hex for(i=0; i Hardware -> Gerenciador de
Aplicaes prticas de Eletrnica e microcontroladores em sistemas computacionais, por Sandro Juc
[ 37 ]
dispositivos e clique com boto direito no driver CDC do microcontrolador e atualizar Driver, apontando para a pasta DriverCDCwinSerial. No Windows@ XP, aps a gravao de um programa que utilize comunicao serial CDC no microcontrolador pelo SanUSB e resetar o microcontrolador, o sistema vai pedir a instalao do driver CDC (somente na primeira vez).
Figura 2. 19: Instalao do driver CDC (1).
Escolha a opo Instalar de uma lista ou local especifico (avanado). Aps Avanar, selecione a opo Incluir este local na pesquisa e selecione a pasta DriverSanWinCDC, onde est o driver CDC.
Figura 2. 20: Instalao do driver CDC (2).
Aps Avanar, clique em Continuar assim mesmo.
Aplicaes prticas de Eletrnica e microcontroladores em sistemas computacionais, por Sandro Juc
[ 38 ]
Figura 2. 21: Instalao do driver CDC (3).
Aguarde enquanto o Driver CDC instalado no Windows@.
Figura 2. 22: Instalao do driver CDC (4).
Clique em Concluir para terminar a instalao.
Aplicaes prticas de Eletrnica e microcontroladores em sistemas computacionais, por Sandro Juc
[ 39 ]
Figura 2. 23: Instalao do driver CDC (5).
V em painel de controle -> sistema -> Hardware -> Gerenciador de dispositivos -> Portas (COM & LPT) e confira qual a porta COM virtual instalada.
Figura 2. 24: Verificao de porta COM instalada.
Abrindo qualquer programa monitor de porta serial RS-232, como o SIOW do CCS ou o Java-SanUSB, direcionando para a COM virtual instalada (COM3,COM4,COM5,etc.). No CCS clique em Tools -> Serial port Monitor -> configuration -> set port options para que o computador entre em contato com o PIC atravs da emulao serial via USB.
Aplicaes prticas de Eletrnica e microcontroladores em sistemas computacionais, por Sandro Juc
[ 40 ]
Figura 2. 25: Utilizao da porta COM pelo CCS.
Para utilizar uma funo que necessite de atendimento imediato quando um caractere for digitado como, por exemplo o caractere L ou D, necessrio inserir no firmware do microcontrolador a condio para verificar de forma constante e reter o caractere emulado que chegou pela USB S (SB_cdc_kbhit( )) {dado=usb_cdc_getc();} no lao infinito da funo principal. O comando (SB_cdc_kbhit( )) evita que o programa fique parado no usb_cdc_getc (que fica esperando um caractere para prosseguir o programa). Veja o programa abaixo, que pisca um led na funo principal (pino B6) e comanda o estado de outro led (pino B7) pelo teclado de um PC via USB: --------------------------------------------------------------------------------------------------------------- #include #include // Biblioteca para comunicao serial virtual BYTE comando; void main() { clock_int_4MHz();//Funo necessria para habilitar o dual clock (48MHz para USB e 4MHz para CPU) usb_cdc_init(); // Inicializa o protocolo CDC usb_init(); // Inicializa o protocolo USB usb_task(); // Une o perifrico com USB do PC while (TRUE) { if (usb_cdc_kbhit( )) //avisa se chegou dados do PC
{ //verificaprximo bycomando=ASCII if (comandif (comand} output_higdelay_ms(output_lowdelay_ms(} } -------------
Paraentre o coem http://wml . Aps execvirtual gerItens do Dispositivo
Aplicaes p
a se tem yte
=usb_cdc_g
do==L) {odo==D) {
gh(pin_B6)(500); w(pin_B6);(500);
-------------
Figur
a utilizar oomputador
www.4sha
cutar o prrada (COMPainel de
os e depois
prticas de Eletr
um novo
getc(); //s
output_hig{output_low
); // Pisca
;
-------------
ra 2. 26: V
o programar e o micro
ared.com/
rograma dM3,COM4,Ce Controles clique em
rnica e microco
byte no b
se chegou,
gh(pin_b7)w(pin_b7);
Led na fun
-------------
Visualiza
a de comuocontrolado
/file/1itVI
e comunicOM11,etc.\Sistema
m Conectar
ontroladores em
[ 41 ]
buffer de
, retm o
; printf(us; printf(usb
no princi
-------------
o de tex
unicao Jor, nece
Iv9s/101
cao seri) no Winde altere
r, como mo
m sistemas comp
recepo,
caractere
b_cdc_putb_cdc_putc
pal
-------------
xtos via s
ava-SanUSssrio baix
1009Softw
al Java-Sadows@, emno prograostra a figu
putacionais, por
depois o
e compar
c, \r\nLedc, \r\nLed
-------------
serial emu
SB para emx-lo atrav
wareComS
anUSB, verm Painel dama serialura abaixo.
r Sandro Juc
kbhit ze
ra com L
d Ligado\r\d Desligado
-------------
ulada.
mulao sevs do link
Serial_W
rifique a pde Controlel Java- Sa.
erado para
ou D em
\n);} o\r\n);}
-------------
erial virtuak disponve
indow.ht
porta COMe\Todos osanUSB em
a
m
al el
M s
m
2.6
Esta
mais simpSanUSB.de10.04, equem Aplicat Se atualizadohttp://wpasta gera Se com http://w A fmicrocontr
Aplicaes p
Figur
6 GRAVA
a aplicaoples e direeb possuivalente otivos -> acvoc j te
www.4shaal http://ainda no
o www.4shafigura abairoladores v
prticas de Eletr
ra 2. 27: I
ANDO O M
o substitui eta de gravel instalaou posteriocessrios. em o Java
ared.com//www.4sh
tem o JavJava
ared.com/ixo mostravia USB:
rnica e microco
Interface
MICROCO
a gravaoavao. Coar este apor). Depois
a instaladodisponve
/file/RN4hared.comva (JRE oua /file/3mha a interfa
ontroladores em
[ 42 ]
e em Java
ONTROLAD
o via USB om apenaslicativo ems de instala
o (JRE ou el
4xpF_T/sam/file/sIZu SDK), ba
JRE hWZS5g/sace grfica
m sistemas comp
de comu
DOR VIA
pelo termis dois cliq
m qualquerado, a inte
SDK) baix
anusb_LinZwBP4r/aixe o inst
e sanusb.hta desenvo
putacionais, por
nicao s
USB NO L
nal do Linuques no inr mquinaerface de g
xe o instalano
nux.html 100727Saalador San
disptml . lvida para
r Sandro Juc
serial.
LINUX
ux, pois nstalador aa com Linugravao
ador auto
contido taanUSB.htnUSB, j cponvel
gravao
uma formaautomticoux (Ubuntu localizada
mtico.deblink
ambm natml. configurado
em
o direta de
a o u a
b : a
o :
e
NescompiladoResetar o ainda um
imlogado comsu), e quanteriormepara PIC, SanUSB ouAps gravcircuito Saboto ou correto, amicrocontrutilizando Para progrconecte opressione
2.7
Aplicaes p
F
ste aplicatio, para Gr
microconboto paramportante m permisse para esente no mo gerencia
u em httpvar o GereanUSB em fio ) e conacender rolador, da interfaceramar novao cabo USo boto Gr
7 GRAVA
prticas de Eletr
Figura 2. 2
ivo, esto ravar o prtrolador na gravar e salientar q
so para acstabelecer
microcontroador de gr://www.nciadorLinmodo de
necte o ca o led do de forma e USB. amente, b
SB de alimravar&Rese
ANDO O P
rnica e microco
28: Mensa
disponverograma hno intuito resetar auque para ucessar a pcomunica
olador, somravao pe4shared.cux.hex cogravao
abo USB dpino B7. simples e
asta pressmentao, etar.
PIC VIA U
ontroladores em
[ 43 ]
agem de
is botes hexadecimade coloc-
utomaticamutilizar estaporta USB co com
mente umaela USB Gecom/file/m um grapela USB
o circuito Pronto, o s
e direta,
ionar o boselecione
USB PELO
m sistemas comp
programa
para Abriral no micr-lo em op
mente. a ferramencomo, poro microcoa vez, comerenciador/HGrf9nDvador con
B (pino 1 lno PC. S