Guia de Microprocessadores e Microcontroladores

Microprocessador

Dispositivo eletrônico desenvolvido com lógica combinacional/sequencial, utilizando linguagens de programação específicas (C, Pascal, Assembly).

• CPU: Elemento que realiza as operações lógicas/aritméticas e o controle de fluxo de dados.
  • ULA (Unidade Lógico-Aritmética): Realiza operações lógicas, aritméticas e tomadas de decisão.
  • UC (Unidade de Controle): Gerencia todo o fluxo de dados da CPU, ligando/desligando periféricos.
• Barramento de 4 bits: Define o tamanho da memória que será utilizada.
• Barramento de Endereço: Informa a posição da memória a ser acessada.
• Barramento de Dados: Manipula o dado da memória.
• Clock: Fornece referência ao microprocessador e dita o tempo de execução das ações. É constituído de cristal piezoelétrico que ressoa em uma frequência específica.
• Portas I/O: Portas de comunicação.
• Porta Serial: Utiliza dois fios (Sinal e Ground/Terra) e segue um protocolo de transmissão de dados.

Fluxo de dados: CPU <-> ROM <-> RAM <-> PORTAS

Microcontrolador

Circuito integrado cujo núcleo é um microprocessador, contendo uma pastilha de silício e todos os periféricos necessários para automatizar dispositivos.

Aplicações:

• Controle de motores
• Leitura de temperaturas
• Contagem de eventos

Periféricos:

• Portas I/O digitais
• Portas analógicas
• Canais PWM

Arquitetura de Controladores

• Von Neumann (CISC): CPU <-> ROM <-> RAM com barramento único de comunicação.
• Harvard (RISC): ROM <-> CPU <-> RAM com barramentos independentes para memórias, reduzindo o tempo de resposta.

Ciclo de Máquina: 1 / (f / 12). Exemplo: f = 8 MHz = 8.10⁶ Hz => 1 / (8.10⁶ / 12) = 1,5 ms.

Memórias

• ROM (Read-Only Memory): Não volátil, armazena instruções do fabricante.
  • ROM-OTP: Permite 01 ciclo de gravação por impulso elétrico.
  • ROM-EPROM: Vários ciclos, gravação elétrica e apagamento por luz UV.
  • ROM-E²PROM: Gravação e apagamento elétrico (1 milhão de ciclos).
  • Flash: Memória E²PROM de alto desempenho (100 mil ciclos).
• RAM: Memória volátil para ações temporárias da CPU.
• RFS (Registradores de Funções Especiais): Armazenam configurações temporárias de periféricos e endereços de retorno de sub-rotinas e interrupções.
• RFG (Registradores de Funções Gerais): Armazenam cálculos temporários da CPU.

Comandos e Programação LCD

Exemplos de comandos para LCD em C:

• ADCON1 = 0x06;: Configura canais analógicos para digitais.
• lcd_init();: Inicializa o LCD.
• lcd_cmd(_lcd_cursor_off);: Desliga o cursor.
• lcd_cmd(_lcd_clear);: Limpa o display.
• bytetostr(var, vetor);: Converte variável para string.