3 - Caracteristicas Basicas

Conteúdo da aula sobre características básicas dos microcontroladores para o curso de engenharia elétrica da faculdade metropolitana de Rondônia.

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3 - Caracteristicas Basicas por Mind Map: 3 - Caracteristicas Basicas

1. Introdução

1.1. Os Microcontroladores (MCU ou uC) estão praticamente em todo lugar: automóveis, aviões, brinquedos, TVs, etc.

1.2. Estes dispositivos incluem dentro de um único chip CPU, memória (de dados e de programa), entrada/saída, temporizadores, relógio interno, entre outros hardwares específicos.

1.3. Deste modo, estes dispositivos de controle possuem baixo preço e alta eficiencia.

1.4. Possuem outras funções diferenciadas e normalmente não encontradas em microprocessadores “top de linha” (temporizadores, conversores A/D e D/A, etc).

1.5. O grande ganho destes dispositivos é possuir o Hardware e software integrados em um único chip.

1.6. Estes dispositivos compõem sistemas computacionais que controlam os mais diferentes equipamentos, como por exemplo: controle de estacionamentos, sistemas de automação, sistemas de segurança.

2. Principais caracteristicas

2.1. É programado para executar uma única e determinada tarefa, assim, afim de alterar a sua funcionalidade é necessário programá-lo com novo software.

2.2. Consome menos energia, dadas as suas características físicas serem menores e menos exigentes em termos energéticos do que um tradicional PC, computador portátil ou servidor.

2.3. Entradas/Saídas reconfiguráveis.

2.4. Programação de memória não-volátil (EEPROM, Flash)

2.5. Possui Interrupções

2.6. Possui entradas e saídas (E/S) analógicas e digitais

2.7. Possui E/S serial

2.8. Interface para memória externa

2.9. Programação no sistema (ISP - In System Programming),

2.10. Imagem

2.10.1. Componentes

3. Aplicações

3.1. No final do século XX, e início do século XXI, muitos equipamentos sofreram evoluções bastante radicais, grande parte graças aos microcontroladores

3.2. Os sistemas microcontrolados estão presentes nas mais diversas áreas

3.2.1. automação industrial

3.2.2. automação comercial

3.2.3. automação predial

3.2.4. automação residencial

3.2.5. área automobilística

3.2.5.1. Estima-se que sejam fabricados aproximadamente 63 milhões de veículos anualmente no mundo, sendo que cada veículo atual conta com aproximadamente 30 microcontroladores para controle de suas funções básicas, podendo chegar a mais de 70 microcontroladores nos modelos mais completos.

3.2.6. agrícola

3.2.7. produtos manufaturados

3.2.8. eletrodomésticos

3.2.8.1. São eletrodomésticos básicos, mas que apresentam funções adicionais que facilitem, melhorem e otimizem a vida dos usuários.

3.2.9. telecomunicações

3.2.9.1. equipamentos de telefonia móvel e fixa, como aparelhos de telefonia, centrais telefônicas e nos equipamentos ativos que compõe grande parte da infraestrutura de telecomunicações em todo o mundo.

3.2.10. Segurança

3.2.10.1. Na área da segurança, são comuns o uso de sistemas microcontrolados como alarmes residenciais, discadores, sensores perimétricos, trancas e fechaduras eletrônicas, portões motorizados, sensores de presença e de iluminação.

3.3. As empresas, cada vez mais, estão promovendo a ligação de suas máquinas ou seus equipamentos com softwares aplicativos, com a finalidade de agilizar e otimizar o processo produtivo.

3.3.1. IOT

3.4. Vantagens das aplicações com microcontroladores

3.4.1. Aumentam a eficiência

3.4.2. permitem redução de custo

3.4.3. aumento de funcionalidades

4. Microcontroladores X Microprocessadores

4.1. Um microcontrolador se diferencia de um microprocessador em vários aspectos. O mais importante, é a sua funcionalidade

4.2. Quanto a um microprocessador, para que ele possa ser usado, outros componentes devem ser adicionados, tais como memória e componentes para receber e enviar dados

4.3. Já o microcontrolador foi projetado para ter tudo isso num só componente

4.4. Imagens

4.4.1. Microcontrolador

4.4.2. Microprocessador

4.4.3. Microcontrolador X Microprocessador

4.4.4. Microcontrolador X Microprocessador

5. Quando Utilizar microcontroladores

5.1. Com aplicações que tem o custo dependente do preço da CPU e dos periféricos; A ideia é colocar todos os periféricos dentro do chip da CPU.

5.2. Com aplicações simples, pois uma CPU dedicada a um determinado controle não precisa ser muito rápida nem tão pouco ter um conjunto de instruções extenso e poderosos;

5.3. Quando não são necessárias instruções para trabalhar com ponto flutuante, com strings ou vetores e mecanismos de endereçamento;

5.4. Os microcontroladores são específicos para controle, não tem grande capacidade de processamento e por isso nunca haverá computador pessoal cuja CPU seja um microcontrolador; Eles podem estar presentes nos PCs, apenas para controlar periféricos;

6. Vantagens

6.1. Baixo custo de Projeto e construção

6.2. Baixo consumo de energia

6.3. Facilidade de programação

6.4. Compacto

6.5. Praticidade de ReposiçãoPraticidade de Reposição

7. Critérios para escolha do Microcontrolador

7.1. Custo

7.1.1. É necessário que se pense comercialmente quando é feita a escolha de um microcontrolador para determinado projeto

7.1.2. Uma característica que contribui com o aumento do preço é a tecnologia em que a FLASH é construída.

7.1.3. Microcontroladores que acabam de ser lançados também tem preço mais atraente, apesar da disponibilidade ser crítica

7.2. Caracteristicas Fisicas

7.2.1. frequência do processador

7.2.2. capacidade de memória de programa

7.2.3. capacidade de memória de dados

7.2.4. número de pinos de entrada/saída e suas funcionalidades

7.2.5. número de temporizadores

7.2.6. consumo energético

7.2.7. As caracteristicas espeficicas que temos que conhecer

7.2.7.1. Memória

7.2.7.1.1. Atualmente os microcontroladores disponíveis no mercado já contam com memórias RAM e Flash em sua estrutura

7.2.7.2. GPIOs(Digital General Purpose Input and Output )

7.2.7.2.1. São pinos utilizados para entrada e saída;

7.2.7.3. Entrada Analógica

7.2.7.4. Saída Analógica

7.2.7.5. In Circuit Programming(ISP)

7.2.7.6. Wireless

7.2.7.7. Comunicação Serial

7.2.7.7.1. UART(Universal Asynchronous Receiver Transmitter)

7.2.7.7.2. SPI(Serial Peripheral Interface)

7.2.7.7.3. I2C(Inter Integrated circuit)

7.2.7.8. USB(Universal Serial Bus)

7.2.7.9. CAN(Controller Area Network)

7.2.7.9.1. É um padrão de comunicação serial desenvolvido para ser utilizado apenas em aplicações automotivas.

7.3. Ambiente de Desenvolvimento

7.3.1. A facilidade e usabilidade do software no desempenho deste tipo de tarefas torna-se então decisiva porque este torna-se o centro das atenções durante toda a etapa de desenvolvimento do software para o microcontrolador.

7.4. Suporte

7.4.1. É importante que tenhamos acesso a ajuda e suporte na resolução de eventuais problemas da maneira mais simples possível.

7.5. Resumindo

7.5.1. Satisfazer as necessidades de computação da tarefa de forma eficiente e custo efetivo Velocidade, a quantidade de ROM e RAM, o número de portas I/O e timers, energia Facilidade de upgrade

7.5.2. Custo por unidade

7.5.3. Avaliar as ferramentas de desenvolvimento de software; Debugadores, Compiladores, Simuladores

7.5.4. Avaliar o Suporte técnico;