Instituto Politécnico de Beja

Controlo e Interface de Microprocessadores

Objetivos

Esta unidade curricular tem como objectivo desenvolver a compreensão de sistemas baseados em microprocessadores e o seu uso em sistemas de instrumentação, controlo e comunicação. Nesta unidade curricular desenvolve-se a compreensão dos princípios de microprocessadores, incluindo instruções de pilha, interrupções, exceções e funções de temporização. Desenvolvem-se as aptidões para escrever programas para controlar as operações de microprocessadores e promove-se a compreensão do seu funcionamento e interface.

Objetivos de aprendizagem

  1. Compreender os sistemas de interface de microprocessadores e sistemas de controlo
  2. Ser capaz de escrever programas para controlar a configuração das portas, transferência de dados e duração de atraso
  3. Compreender o funcionamento das interfaces de microprocessador e controlo de periféricos
  4. Ser capaz de escrever programas para controlar dispositivos periféricos
  5. Ser capaz de construir sistemas de monitorização

Conteúdos Programáticos

  1. Compreender os sistemas de interface de microprocessadores e sistemas de controlo
    • Interfaces eléctricas e de microprocessador: Interface Paralela- estrutura; handshaking de entrada; handshaking de saída; interface elétrica. Interface USB.
    • Os sistemas de controle: sistemas autónomos, processador, memória, periféricos e sistemas embutidos.
  2. Ser capaz de escrever programas para controlar a configuração das portas, transferência de dados e duração de atraso
    • Programas: Configurar as interface temporizadores; as portas paralelas e USB como entradas e saídas; de entrada e / ou de dados de saída; produzir um atraso de uma dada duração
    • Programação de entrada e saída: programas para controlar entradas e saídas (I / O) de dados; técnicas de avaliação para avaliar programas de controlo; técnicas de detecção de erro.
  3. Compreender o funcionamento das interfaces de microprocessador e controlo de periféricos
    • Interrupções e exceções: tipos de interrupções; resposta do microprocessador para processamento de exceções; mecanismos de pooling entrada/saída (I/O) e interrupção I/O; prioridade de interrupção; análise de programas que envolvam o uso de interrupções, exceções e da unidade de I/O .
    • Funcionamento da interface operacional de microprocessador e controlo de periféricos: por exemplo altifalante piezo, transmissor e recetor de ultra-som, conversor digital-analógico, transmissor e receptor óptico, codificador de disco óptico, motor de corrente contínua.
  4. Ser capaz de escrever programas para controlar dispositivos periféricos
    • Dispositivos periféricos: altifalantes piezo, transmissor e receptor de ultra-som, conversor digital para analógico, transmissor e receptor óptico, codificador de disco óptico, motor de corrente contínua.
    • Interface paralela e USB: uso de temporizador para controlar um dispositivo periférico
    • Instruções Stack: escrever programas para variar a velocidade de um motor DC; escrever programas (pilha, salvar e restaurar as instruções e chamadas de sub-rotinas, para fazer a interface de um teclado externo); mecanismo de pilha LIFO; escrita de programas para controlar dispositivos.
  5. Ser capaz de construir sistemas de monitorização
    • Sistemas projetados: medida de temperatura, pressão, tensão ou tempo de reação; visualização dos resultados
    • Transdutor para sistemas de monitorização: interface de entrada / saída série; interface assíncrona; transmissão de dados síncrona de série; interface entre o microprocessador e UART.

Bibliografia e recursos didáticos recomendados

  1. Cem Unsalan, H. Deniz Gurhan, Programmable Microcontrollers with Applications: MSP430 LaunchPad with CCS and Grace, McGrawHill Professional, 2013.
  2. Adrian Fernandez, Dung Dang, Getting Started with the MSP430 LaunchPad, Newnes, 2013.
  3. Chris Leaver, Introduction to Atmel AVR Microcontroller Development: Using Free Software with Worked Examples, Sylvania Books, 2010