Projeto de Sistemas Microprocessados

ATIVIDADE PRÁTICA PROJETOS DE SISTEMAS MICROPROCESSADOS Roteiro Elaborado por Prof MSc Charles Way Hun Fung ANO 2025 Roteiro de Atividade Prática de Projeto de Sistemas Microprocessados 1 INTRODUÇÃO Olá a todos Sejam todos muito bemvindos Esta avaliação foi planejada e preparada para as disciplinas de Projetos de Sistemas Microprocessados dos Cursos da Escola Politécnica do Centro Universitário Internacional Uninter O objetivo desta atividade é fazer com que você aluno desenvolva os conhecimentos teóricos aprendidos na disciplina de maneira práticas e aplicável no mercado de trabalho Para tanto será necessário o uso do microcontrolador PIC16F877A que poderá ser utilizado tanto nos LPI Laboratórios portáteis individuais Alunos anteriores a 2023 ou via simulador Alunos de 2023 para frente Ao longo desse roteiro serão passadas as orientações gerais para realização da avaliação bem como os seus critérios de correção Na sequência apresentase um exemplo comentado de como deve ser entregue uma questão Seguindo o roteiro estarão as práticas a serem realizadas cada uma delas possui um tema uma explicação de como deve ser feita e como será cobrada com algumas dicas Por fim colouse uma seção as com as respostas das dúvidas mais frequentes realizadas por vocês estudos No mais desejolhe ótima atividade prática e bons estudos Roteiro de Atividade Prática de Projeto de Sistemas Microprocessados 2 SUMÁRIO INTRODUÇÃO 1 ORIENTAÇÕES GERAIS 3 FORMATO DE ENTREGA 3 MATERIAL ADICIONAL 3 CRITÉRIOS DE AVALIAÇÃO 4 FORMATO DA APRESENTAÇÃO 5 IDENTIFICAÇÃO PESSOAL 6 CÓDIGO 7 IMAGENSFOTOS 8 RESPOSTA 9 EXEMPLO DE APRESENTAÇÃO DE QUESTÃO com a placa 10 EXEMPLO DE APRESENTAÇÃO DE QUESTÃO com o simulador 11 Sobre o kit 12 PRÁTICA 01 Programando o PIC16F877A 13 PRÁTICA 02 Display LCD 14 PRÁTICA 03 Conversor AD 16 PRÁTICA 04 Protocolo Serial 17 RESPOSTAS AS DÚVIDAS MAIS FREQUÊNTES 19 Roteiro de Atividade Prática de Projeto de Sistemas Microprocessados 3 ORIENTAÇÕES GERAIS FORMATO DE ENTREGA O formato de entrega desejável das práticas desse roteiro deve estar de acordo com o que é visto na seção EXEMPLO DE APRESENTAÇÃO DE QUESTÃO Elaborouse um documento Caderno de Resolução da Atividade Prática de Projeto de Sistemas Microprocessadosdocx com o propósito de auxiliar na formatação exigida Recomendase que os trabalhos sejam enviados no formato pdf Uma vez que formatos doc ou docx podem apresentar falhas na codificação carregamento ou apresentação de imagens Sendo assim fica por conta e risco do estudante se houver problemas com o documento enviados no formato docx Trabalhos codificados em outra IDE que não seja MPLABX terão sua nota descontada MATERIAL ADICIONAL Caderno de Resolução Esquemático das placas Primeiros passos com o Kit PIC Biblioteca para display LCD 16x2 placa versão1 Biblioteca para display LCD 16x2 placa versão2 Biblioteca para interface serial para placa versão1 Biblioteca para interface serial para placa versão2 Link com o download do SimulIDE Simulações para o SimulIDE CRITÉRIOS DE AVALIAÇÃO Os critérios de avaliação desse trabalho visam deixar a avaliação o mais justa e transparente possível Nessa avaliação cada questão será corrigida individualmente conforme a seguinte equação N FEIP COD IMG RES 3 Em que N Nota da Questão Nota total da questão podendo variar de 0 até 100 FE Formato da Entrega Nota do Formato de Entrega podendo variar de 0 até 100 IP Identificação Pessoal Nota Identificação Pessoal podendo variar de 0 até 100 COD Código Nota do Código podendo variar de 0 até 100 IMG Imagens Nota da Imagem podendo variar de 0 até 100 RES Resposta Nota da Resposta da pergunta da questão podendo variar de 0 até 100 Cada um dos itenscritérios que compõe a equação acima será detalhado nas subseções a seguir Se mesmo assim houver dúvidas não hesite em perguntar O desconhecimento dos critérios não será aceito como desculpa Roteiro de Atividade Prática de Projeto de Sistemas Microprocessados 5 FORMATO DA APRESENTAÇÃO O formato da apresentação é um dos critérios de avaliação pois um engenheiro deve ser capaz de seguir normas no momento de elaboração de relatórios técnicos manuais e outros documentos afins As possíveis notas desse critério são apresentadas na tabela a seguir Tabela 1 Possíveis notas no formato de apresentação NOTA DESCRIÇÃO NA DEVOLUTIVA COMENTÁRIOS 100 Formato da apresentação está correto Está de acordo com o exemplo ver a seção EXEMPLO DE APRESENTAÇÃO DE QUESTÃO para maiores detalhes 070 Formato da apresentação está parcialmente correto Está muito próximo do exemplo mas apresenta alguns erros 050 Formato da apresentação está incorreto Não seguiu o exemplo Roteiro de Atividade Prática de Projeto de Sistemas Microprocessados 6 IDENTIFICAÇÃO PESSOAL Todas as questões devem apresentar um identificador pessoal nas seguintes partes No código deve pelo menos uma variável que o nome seja composto pelo nome ou RU eg LEDxxxxxx onde o x s deve ser substituído pelo nome ou RU do aluno Nas imagensfotos exigidas em cada prática deverá haver um papel com escrito o nome e o RU do aluno ao lado do microcontrolador ver seção EXEMPLO para maiores detalhes no caso do uso do simulador devese colocar o nome e o RU em um componente de texto do lado do circuito As possíveis notas para esse critério são apresentadas na tabela a seguir Tabela 2 Possíveis notas critério de Identificação Pessoal NOTA DESCRIÇÃO NA DEVOLUTIVA COMENTÁRIOS 100 Apresentou o identificador pessoal no código e nas imagensfotos Está de acordo com o exemplo ver a seção EXEMPLO DE APRESENTAÇÃO DE QUESTÃO para maiores detalhes 080 Apresentou identificador pessoal na imagem mas não no código Não apresentou um identificador no código eg O nome ou RU do aluno como parte do nome de uma variável 070 Apresentou o identificador pessoal no código mas não nas imagensfotos Não apresentou um identificador na imagem exemplo um papel com o nome e o RU do aluno ao lado do microcontrolador 050 Não apresentou identificador pessoal no código e nem nas imagensfotos Questão sem nenhuma identificação de autoria 000 Apresentou o identificador de outra pessoa nas fotos eou no código A questão veio com identificador pessoal de outra pessoa Roteiro de Atividade Prática de Projeto de Sistemas Microprocessados 7 CÓDIGO A apresentação do código compõe um terço da nota total da questão Este será avaliado conforme a tabela a seguir As possíveis notas para esse critério são apresentadas na tabela a seguir Tabela 3 Possíveis notas na apresentação do código NOTA DESCRIÇÃO NA DEVOLUTIVA COMENTÁRIOS 100 Código correto e apresentado no formato imagem Está de acordo com o exemplo ver a seção EXEMPLO DE APRESENTAÇÃO DE QUESTÃO para maiores detalhes 70 Código correto e apresentado no formato texto Acertou o código mas copiou o texto do código ao invés de tirar print 60 Código parcialmente correto e apresentado no formato imagem Errou um pouco código mas colocou no trabalho no formato imagem 40 Código parcialmente correto e apresentado no formato texto Errou um pouco código e copiou o texto do código ao invés de tirar print 0 Sem código ou com código incorreto A questão não apresentou código ou o código estava errado OBS 1 NÃO ESQUECER DO IDENTIFICADOR PESSOAL Ex COLOCAR O NOME OU RU DO ALUNO NO NOME DE UMA VARIÁVEL DO PROGRAMA OBS 2 CÓDIGOS ELABORADOS NUMA IDE DIFERENTE DO MPLAX TERÃO 50 DA NOTA REDUZIDA Roteiro de Atividade Prática de Projeto de Sistemas Microprocessados 8 IMAGENSFOTOS As imagens compõem um terço da nota total da questão Essas normalmente são fotos da placa microcontrolada sozinha ou com algum periférico outra possibilidade é o circuito no simulador Cada práticaquestão dessa atividade prática virá com instruções de como deve ser essas imagens Entendese que a legenda faz parte de uma imagem Sendo assim as legendas serão avaliadas As possíveis notas para esse critério são apresentadas na tabela a seguir Tabela 4 Possíveis notas na apresentação das imagensfotos NOTA DESCRIÇÃO NA DEVOLUTIVA COMENTÁRIOS 100 Imagens corretas e com legenda adequada Está de acordo com o exemplo ver a seção EXEMPLO DE APRESENTAÇÃO DE QUESTÃO para maiores detalhes 90 Imagens correta mas com legenda superficial Ex de legenda superficial Figura 1 Placa Microcontrolada com LEDs acesos 80 Imagens corretas mas com legenda precária Ex de legenda precária Figura 1 Placa Microcontrolada 70 Imagens correta mas sem legenda Apresentou imagens corretas mas não colocou legenda 60 Imagens parcialmente corretas mas com legenda adequada Imagem que não consiga identificar o que esteja acontecendo ou a falta de uma das imagens se encaixam nesse grupo 50 Imagens parcialmente correta e com legenda superficial Similar ao segundo item de cima para baixo dessa tabela mas com pelo menos uma das imagens com problemas 40 Imagens parcialmente corretas e com legenda precária Similar ao terceiro item de cima para baixo dessa tabela mas com pelo menos uma das imagens com problemas 30 Imagens parcialmente correta e sem legenda Similar ao quarto item de cima para baixo dessa tabela mas com pelo menos uma das imagens com problemas 0 Sem imagens ou com imagens incorretas A questão veio sem imagens ou com imagens erradas OBS 1 NÃO ESQUECER DO IDENTIFICADOR PESSOAL Ex COLOCAR UM PAPEL AO LADO DO CIRCUITO COM O SEU NOME E RU ESCRITO NO MOMENTO DA FOTO Roteiro de Atividade Prática de Projeto de Sistemas Microprocessados 9 RESPOSTA A resposta compõe um terço da nota total da questão Essa normalmente é um texto em que o aluno deve responder com as próprias palavras uma questão As possíveis notas para esse critério são apresentadas na tabela a seguir Tabela 5 Possíveis notas na apresentação das explicações NOTA DESCRIÇÃO NA DEVOLUTIVA COMENTÁRIOS 100 ExplicaçãoResposta atende o solicitado e há clareza e organização Está de acordo com o exemplo ver a seção EXEMPLO DE APRESENTAÇÃO DE QUESTÃO para maiores detalhes 80 ExplicaçãoResposta atende o solicitado porém não há clareza eou organização Ex de não clareza ao responder à pergunta do EXEMPLO O registrador TRISD responsável pelo sentido dos pinos de entrada e saída e se alterado os LEDs não irão funcionar 70 ExplicaçãoResposta atende parcialmente o solicitado e há clareza e organização Ex da resposta que atende parcialmente pergunta do EXEMPLO O registrador TRISD é o responsável por controlar o sentido dos pinos de entrada e saída 60 ExplicaçãoResposta atende parcialmente o solicitado e não há clareza eou organização Ex da resposta que atende parcialmente pergunta do EXEMPLO e sem clareza O registrador TRISD responsável pelo sentido dos pinos de entrada e saída 40 ExplicaçãoResposta atende precariamente o solicitado mas há clareza e organização Ex da resposta que atende precariamente pergunta do EXEMPLO O registrador TRISD controla o sentido dos pinos de entrada e saída 30 ExplicaçãoResposta atende precariamente o solicitado e não há clareza eou organização Ex da resposta que atende precariamente pergunta do EXEMPLO e sem clareza O registrador TRISD está relacionado ao sentido dos pinos de entrada e saída 0 Sem explicação ou explicação incorreta A questão veio sem resposta ou a resposta está errada Roteiro de Atividade Prática de Projeto de Sistemas Microprocessados 10 EXEMPLO DE APRESENTAÇÃO DE QUESTÃO COM A PLACA Prática XX Display LCD Questão XX Cronômetro de segundos do display LCD1602 Enunciado Escrever na primeira linha do display LCD um cronômetro de um dígito que incrementa seu valor de 0 a 9 sendo atualizado a cada 1s I Apresentação do Código não esquecer do identificador pessoal II Apresentação das ImagensFotos não esquecer do identificador pessoal a Imagem do display LCD funcionando e com o cronômetro diferente de zero Figura 1 Escrita do display LCD valor 8 de um cronômetro de 0 até 9 que conta em intervalos de 1s III Responda à pergunta A escrita das duas linhas do display acontece ao mesmo tempo Resposta Não apesar de aparecer que as duas linhas são escritas simultaneamente na verdade a primeira linha é escrita alguns ciclos de máquina antes da segunda linha Roteiro de Atividade Prática de Projeto de Sistemas Microprocessados 11 EXEMPLO DE APRESENTAÇÃO DE QUESTÃO COM O SIMULADOR Prática XX Display LCD Questão XX Cronômetro de segundos do display LCD1602 Enunciado Escrever na primeira linha do display LCD um cronômetro de um dígito que incrementa seu valor de 0 a 9 sendo atualizado a cada 1s I Apresentação do Código não esquecer do identificador pessoal II Apresentação das ImagensFotos não esquecer do identificador pessoal b Imagem do display LCD funcionando e com o cronômetro diferente de zero Figura 2 Escrita do display LCD valor 8 de um cronômetro de 0 até 9 que conta em intervalos de 1s III Responda à pergunta A escrita das duas linhas do display acontece ao mesmo tempo Resposta Não apesar de aparecer que as duas linhas são escritas simultaneamente na verdade a primeira linha é escrita alguns ciclos de máquina antes da segunda linha Roteiro de Atividade Prática de Projeto de Sistemas Microprocessados 12 OBS1 No caderno de resolução não precisa circular e apontar o identificador pessoal OBS2 Perceba que toda a atividade está contida numa só página OBS3 Optouse por juntar as imagens do código No entanto não houve perda de clareza e organização SOBRE O KIT Até o final do ano de 2022 os alunos recebiam LPI Laboratórios portáteis individuais para realizar as práticas no caso desta disciplina era o Kit My Lab Alan Turing No entanto há duas versões desse kit circulando entre os alunos Na Figura 1 ambas as placas estão com principais componentes utilizados nesse roteiro sinalizados LEDs LED ENABLE conferir se a posição do jumper está de acordo com a figura DISPLAY LCD onde será encaixado o display LCD 16x2 da figura que veio com o kit e os BOTÕES a b Figura 1 Modelos de placas de desenvolvimento Em a está a foto da placa v1 HJ5G e em b a placa v2 PICDIP40 Figura 2 Display LCD 16x2 que vem incluso no Kit My Lab Alan Turing Caso o aluno seja de uma turma que começou o curso a partir do final de 2022 deverá realizar a atividade no simulador SimulIde A seguir são apresentas explicadas as práticas a serem desenvolvida a fim de preencher corretamente o caderno de resolução explicado na seção Formato de Entrega Roteiro de Atividade Prática de Projeto de Sistemas Microprocessados 13 PRÁTICA 01 PROGRAMANDO O PIC16F877A Esta primeira prática tem como objetivo o contato com as ferramentas que serão usadas na disciplina como softwares e placa de desenvolvimento Os códigos devem ser desenvolvidos no Microchip MPLABX programando em linguagem C para o compilador XC8 e devese utilizar a placa do kit PIC recebido no LPI Mylab Alan Turing Nesta prática caso o aluno esteja usando alguma placa devese consultador o diagrama esquemático em MATERIAL COMPLEMENTAR PISCAR OS LEDS EM SEQUÊNCIA ESPECÍFICA Neste exercício os LEDs devem ser acesos na seguinte ordem 1 Acender o LED1 e LED8 esperar 1 segundo e apagar estes LEDs 2 Acender o LED2 e LED7 esperar 1 segundo e apagar estes LEDs 3 Acender o LED3 e LED6 esperar 1 segundo e apagar estes LEDs 4 Acender o LED4 e LED5 esperar 1 segundo e apagar estes LEDs 5 Acender o LED3 e LED6 esperar 1 segundo e apagar estes LEDs 6 Acender o LED2 e LED7 esperar 1 segundo e apagar estes LEDs 7 Recomeçar a partir do passo 1 Dica Para realizar o deslocamento binário proposto nessa tarefa utilizar os operadores ou 1 Exemplo de código em c unsigned char a b a 0b00000001 ba1 O resultado de b é igual 0b0000001 OBS não esquecer que essa rotina deve estar dentro de um loop infinito Sugestão Experimente alterar o valor após para 2 ou 3 eou experimente alterar o sentido com que os LEDs se acendem utilizando Após conferir o funcionamento devese preencher o caderno de resolução como se pede Roteiro de Atividade Prática de Projeto de Sistemas Microprocessados 14 PRÁTICA 02 DISPLAY LCD Nesta prática será acrescentado um periférico chamado display LCD que é um display gráfico que mostra os caracteres alfanuméricos e alguns especiais em suas duas linhas de 16 caracteres Para utilizar o display LCD devese fazer uso da biblioteca lcdh que se encontra na aula 17 Figura 3 Localização da biblioteca lcdh Observação A biblioteca utilizada na simulação disponibilizada é a lcdh para placa PIC DIP40 CONTADOR DE VEZES QUE O BOTÃO FOI PRESSIONADO Neste item devese programar o microcontrolador para mostrar quantas vezes o botão K1 KEY1 foi pressionado mostrando este número no display LCD Para fazer isto devese 1 Configurar o pino RB0 do botão K1 KEY1 como entrada registrador TRISB 2 Ativar os registradores internos de pullup do PORTB registrador OPTIONREG 3 Iniciar o display LCD LCDinit 4 Limpar o display LCD LCDlimpa 5 Iniciar um contador com zero 6 Quando detectar o botão pressionado incremente o contador 7 Mostre o valor do contador no display LCD A contagem deve ir de 00 até 99 ou seja deverão aparecer apenas dois dígitos no display Dica Sempre que escrever no display LCD apague o que estava escrito anteriormente por exemplo LCDlimpa LCDescrevecontador0 Roteiro de Atividade Prática de Projeto de Sistemas Microprocessados 15 O caractere zero 0 serve para converter um inteiro em caractere Dica 2 Se o contador tiver um valor maior que dez devese quebrar este número em um único algarismo para mostrar na função LCDescreve Suponha que contador tenha o valor 12 LCDlimpa LCDescrevecontador100Escreve dezena LCDescrevecontador100Escreve unidade Após conferir o funcionamento devese preencher o caderno de resolução como se pede Roteiro de Atividade Prática de Projeto de Sistemas Microprocessados 16 PRÁTICA 03 CONVERSOR AD Nesta prática será feito o uso de um sensor para medir a luminescência do ambiente para isto será utilizado o sensor LDR Light Depend Resistor o qual varia a resistência de acordo com a luminosidade Para fazer uso deste sensor o circuito recomendado é o divisor resistivo como mostrado na figura a seguir Figura 4 Divisor resistivo com LDR SENSOR DE LUZ AUTOMÁTICO Neste experimento o aluno irá implementar um sistema que controla a iluminação com base na luminosidade do ambiente Para isto o microcontrolador deverá ser configurado para que seja realizada a medição da tensão no LDR Para fazer esta prática siga o seguinte procedimento 1 Configure os pinos do PORTA como entrada registrador TRISA vamos utilizar o pino RA2 para medição 2 Configurar este pino do PORTA como entrada analógica 3 Configure os registradores ADCON0 e ADCON1 com os valores adequados para conversão 4 Configure o PORTD pino RD0 como saída 5 Verifique o nível de intensidade medido no pino a Quando houver pouca luz acenda o LED no pino RD0 b Quando houver luz suficiente apagar o LED no pino RD0 Após conferir o funcionamento devese preencher o caderno de resolução como se pede Roteiro de Atividade Prática de Projeto de Sistemas Microprocessados 17 PRÁTICA 04 PROTOCOLO SERIAL Nesta prática será feito o uso do protocolo serial para transmissão e recepção dos dados provenientes do computador Para isto será utilizado o cabo serialUSB Figura 5 Cabo SerialUSB Quando conectar este cabo na porta USB verifique qual porta COM foi criada pelo gerenciador de dispositivo Figura 6 Porta COM no gerenciador de dispositivo Caso o cabo não seja detectado o arquivo CH341SERzip que se encontra em MATERIAL COMPLEMENTAR contém o driver deste cabo para ser instalado no Windows Além disso devese fazer download da biblioteca uarth disponível na aula 17 Figura 6 Biblioteca uarth no AVA da disciplina Roteiro de Atividade Prática de Projeto de Sistemas Microprocessados 18 Observação A biblioteca utilizada na simulação disponibilizada é a uarth para placa PIC DIP40 CONTROLE DE LEDS VIA PC Nesta prática os LEDs da placa microcontrolada ou da simulação serão controlados pela UART Quando o microcontrolador receber os comandos pela serial a Acende o LED0 b Acende o LED7 c Acende os quatro LEDs menos significativos LED0 LED1 LED2 LED3 d Acende todos os LEDs s Apaga todos os LEDs Para implementar esta prática deverá seguir os seguintes passos 1 Configurar o PORTD LEDs como saída de dados 2 Configurar a biblioteca uarth 3 Iniciar a porta serial com a função UARTInit9600 com uma taxa de comunicação 9600 bps 4 Aguarde o recebimento de um dado utilizando UARTDataReady 5 Quando receber um dado armazeneo em uma variável do tipo char 6 Faça um teste if e verifique se é um comando válido ou não 7 Executar o comando específico No lado do computador utilize o software puttyexe que está disponível em MATERIAL COMPLEMENTAR como puttyzip Configureo com a mesma porta apresentada no gerenciador de dispositivo com uma taxa de comunicação baud rate de 9600 bps Dica Toda vez que é recebido um caractere verifique o valor recebido UARTReadColoca o dado recebido em uma variável ifrecebido aVerifica o valor recebido Após conferir o funcionamento devese preencher o caderno de resolução como se pede Roteiro de Atividade Prática de Projeto de Sistemas Microprocessados 19 RESPOSTAS AS DÚVIDAS MAIS FREQUÊNTES 1 Eu não possuo o kit para realizar a atividade Como farei a atividade prática R Há duas possibilidades neste caso a Alunos de ingressaram no curso até o final de 2022 Neste caso entre em contato com a tutoria que iremos verificar a situação do kit b Alunos que ingressaram em 2023 ou depois Devem realizar a atividade prática utilizando o simulador SimulIDE 2 Onde baixo os softwares para programar o microcontrolador R Entrar em Instruções para gravar na placa versão utilizando o PICKIT3 baixar o arquivo 3 Estou terminando o curso tem como fazer um questionário para atividade prática R Não 4 Como faço para usar o simulador SimulIDE tem um tutorial R Assista a aula 16 Aula ao vivo Gravação nesta aula é explicado como utilizar o simulador