Guia Completo: Microcontroladores, Interrupções e Comunicação

Microcontroladores e Interrupções

Existem três fontes de interrupção:

• Interrupção por software: via instrução.
• Interrupção externa: via hardware externo.
• Interrupção interna: via timer/counter ou porta serial.

Vantagem: Simplificação do hardware.

Características das Interrupções

• Mascaramento: Possibilidade de um sistema atender ou não uma solicitação de interrupção.
• Prioridades: Para sistemas com mais de uma interrupção.
• Interrupção vetorada: Possui vetor de interrupção fixo, não definido pelo usuário.
• Interrupção não vetorada: Endereços de interrupção escolhidos pelo programador.
• Reconhecimento: Pelo nível, pela borda ou pela soma de bordas.

Teoria de Comunicação de Dados

A comunicação de dados interliga computadores, CLPs e dispositivos como robôs, balanças e sensores. Um sistema de comunicação possui uma unidade geradora e um receptor, garantindo a qualidade da informação.

Tipos de Sistemas de Comunicação

• Simplex: Unidade geradora e receptor funcionam em um sentido só (ex: TV, rádio AM/FM).
• Half-duplex: Funcionam nos dois sentidos, mas nunca ao mesmo tempo (ex: radioamadores).
• Full-duplex: Comunicação nos dois sentidos simultaneamente (ex: modems).

Transmissão Paralela e Serial

• Serial: Envia um bit por vez (síncrona ou assíncrona).
• Paralela: Envia vários bits simultaneamente via barramento.

Tipos de Comunicação Serial

• Assíncrona: Envio byte a byte com bits de start e stop (Start bit + 8 bits de dados + Stop bit).
• Síncrona: Envio de blocos de informação com sincronização de bit, caractere e mensagem.

Transmissão de Dados e Sinais

Os sinais dividem-se em:

• Digital: Número finito de estados com transições descontínuas. Operações de codificação e decodificação (CODEC).
• Analógico: Valores intermediários, ondas senoidais, modulação e demodulação (modem). Perdas de atenuação expressas em decibéis.

Largura de Banda e Ruídos

A largura de banda representa a frequência máxima utilizável no canal. Tipos de ruído:

• Térmico: Agitação dos elétrons acima do zero absoluto.
• Intermodulação: Ineficiência dos equipamentos.
• Crosstalk: Proximidade de cabos elétricos.
• Impulsos: Picos de energia altos.

Modulação e Codificação

Técnicas de modulação: ASK (amplitude), FSK (frequência) e PSK (fase). A taxa de sinalização é medida em Bauds.

• DIBIT: Analisa dois estados lógicos (ex: 9600 bps = 4800 bauds).
• TRIBIT: Analisa três estados lógicos (ex: 9600 bps = 3200 bauds).

ECC e Paridade

A paridade é um método antigo de verificação. O ECC (Error Correction Code) é um método de diagnóstico mais eficaz, utilizado em discos rígidos e memórias críticas.

Exercícios

1. Um sinal digital de 9600 bits/seg é inserido num modulador FSK. Qual é a taxa de sinalização do sinal de linha?
2. Qual o tempo necessário em segundos para enviar uma informação de 16 Kbits em um modulador utilizando a técnica dibit FSK de 300 bauds?
3. Em uma modulação PSK utilizando a técnica Dibit tenho que enviar 256 bits, em uma frequência de 900 Hz. Informe quantos bauds por segundo e o tempo necessário para que a informação seja enviada.
4. Quantos bits foram transmitidos em uma comunicação serial do tipo tribit com modulação PSK, em 60 ms e com uma taxa de sinalização de 16000 bits/seg?
5. Um sinal digital de 3600 bits/seg é inserido num modulador PSK, utilizando uma comunicação assíncrona. Determine a taxa de sinalização do sinal de linha.