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1. XM118 - Microcontroladores PIC18. .Reviso a Principais
Autores Descrio da Verso ca a Trmino e A Jos Domingos Adriano e
Verso inicial. a 01/06/2009 B Raael De Oliveira Marano c Alterao do
esquema eltrico ca e 12/08/2009 C Victor Piva Renault Grossi
Alterao no corpo do documento. ca 21/02/2011 c Copyright 2008 por
Exsto Tecnologia Ltda. Todos os direitos reservados Desenvolvido e
produzido com orgulho no Brasil. Exsto Tecnologia Ltda Av. Cel.
Francisco Palma, 95 - Sala 02 - Centro Santa Rita do Sapuca - MG
CEP: 37540-000 +55 35 3471 6898 www.exsto.com.br. 2
13. XM118 - Microcontroladores PIC18Introduo ca Parabns! Voc
acaba de adquirir um produto de alta qualidade e tecnologia de
ponta. O e eKit Educacional XM118 ser de grande aux no aprendizado
e desenvolvimento de sistemas a liodigitais, na elaborao de cursos
e treinamentos que envolvam microcontroladores PIC18. ca A Exsto
Tecnologia uma empresa situada em Santa Rita do Sapuca Minas
Gerais, cidade e ,conhecida como Vale da Eletrnicapor seu destaque
na indstria eletroeletrnica e pela ex- o u ocelncia de suas
instituies de ensino. Nossa misso sempre fornecer as melhores
ferramentas e co a epara o desenvolvimento e aprendizado em
eletrnica e desenvolvimento de software. Visite nosso osite
www.exsto.com.br para conhecer outras solues e produtos oferecidos.
co 14
14. XM118 - Microcontroladores PIC18Apresentao do produto ca O
Kit Educacional XM118 um ambiente de desenvolvimento que visa
facilitar o aprendizado ee o desenvolvimento de aplicaes de
microcontroladores PIC18. co Seu desenvolvimento foi baseado no
PIC18F4550, que dentre outras caracter sticas importantespossui um
perifrico USB Device, apesar de suportar outros componentes de 40
pinos (nestes ecasos nem todas as aplicaes da placa so suportadas).
A tabela abaixo apresenta algumas das co aprincipais caracter
sticas do PIC18F4550. A tabela a seguir traz as principais caracter
sticas do PIC18F4550. Figura 1: Caracter sticas dos PIC18F4550
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15. XM118 - Microcontroladores PIC18 A escolha da fam PIC18 se
justica por ser uma fam de dispositivos de 8 bits de alto lia
liadesempenho, que possui recursos comuns a todos os
microcontroladores modernos, permitindoum aprendizado que no se
limite apenas a essa fam mas que se estenda a outras fam a lia
liasPIC e mesmo a outros fabricantes. Outra vantagem dessa linha
poder usar um compilador C eprossional como o C18. Na atualidade o
desenvolvimento em sistema embarcados praticamente etodo feito em
C, sendo usado o Assembly apenas em situaes espec co cas. O kit foi
concebido para poder explorar ao mximo os recursos oferecidos pelo
microcontro- alador. As diversas aplicaes esto dispostas de forma
didtica, com indicao na serigraa da co a a caplaca. Esto dispon a
veis diversos pontos de medida (teste points) que permitem a
visualizao cados sinais de maior relevncia. O gravador/depurador
XICD-2 embutido no kit permite, alm a eda gravao a depurao (esse
processo ser mais explorado ao longo do curso); esse dispositivo ca
ca a totalmente compat com o ICD-2 Microchip e conecta-se
diretamente ao MPLAB IDE. Ase velprincipais caracter sticas do kit
XM118 so: a Baseado no PIC18F4550; Fontes de alimentao; ca +5 e
+12V; Fontes chaveadas com seleo automtica de tenso e protees; ca a
a co Bastidor robusto em ao; c Gravador/depurador XICD-2 (compat
com MPLAB) embutido; vel Acesso a todos os pinos do
microcontrolador; Conguraes de hardware atravs de dip switch; co e
8 chaves dip switch ligadas ao PORTb; Teclado matricial de 16
teclas; 6 push-buttons em pinos de funo especial(reset
interrupes,timers); ca co 8 LEDs convencionais ligados ao PORTD; 2
LEDs bicolores; 4 displays de 7 segmentos multiplexados; Display
LCD Alfanumrico; e Conector para LCD Grco 128x64 (Opcional); a
Buzzer; Lmpada DC acionada por PWM; a 4 rels; e Gerador de sinal
ajustvel; a 16
16. XM118 - Microcontroladores PIC18 Sistema de controle;
Resistncia para aquecimento; e Ventoinha; Sensor de temperatura ;
Tacgrafo para medida de velocidade da ventoinha; o Dispositivos de
comunicao serial; ca Memria EEPROM I2C o Potencimetro digital SPI o
RTC com bateria prpria o Portas de comunicao serial; ca RS232;
RS485; USB 2.0 Full Speed (Device); Perifricos analgicos; e o DAC a
partir do PWM; ADC com canais especiais: Potencimetro; o Sensor de
temperatura; Duas entradas com ganho ajustvel de 1 a 10; a Entrada
0 a 10VDC; Entrada 4 a 20mA Como vrias aplicaes utilizam os mesmos
pinos do microcontrolador o kit possui um srie a co e de dip
switchs para congurao de hardware. Consulte o manual e o esquema
eltrico . ca e 17
17. XM118 - Microcontroladores PIC18Objetivo deste documento
Este documento divido em trs unidades, com os seguintes contedos: e
e u Apostila: apresenta a conceituao terica sobre o assunto do kit
ca o Caderno de Experincias: traz a orientao para a realizao das
experincias prticas. e ca ca e a Manual de Operao e Manuteno: rene
as informaes necessrias para instalao e ca ca u co a ca congurao do
kit, alm de trazer esquemas eltricos e outras informaes importantes
ca e e co para manuteno. ca Documentos adicionais como guias de
software e manuais de componentes esto tambm a econtidos no CD ou
DVD que acompanha o kit. Esse contedo ser discutido oportunamente u
ana seo Manual. ca 18
18. XM118 - Microcontroladores PIC18Orientao Pedaggica ca o O
material didtico (apostila e caderno de experincias) tem como funo
guiar o aluno durante a e catodo o seu aprendizado em
Microcontroladores PIC18 utilizando o kit XM118. A apostila trazos
contedos tericos sobre microcontroladores e linguagem C. Ela
organiza em cap u o e tulos, deforma que possa ser dividida
conforme o plano de aula e carga horria do curso. a Temos o
propsito de explorar os conceitos abordados e imediatamente prover
a integrao o cado aluno com o prazer da prtica, tornado seu
aprendizado mais interessante e consistente. Todo ao contedo aqui
abordado de forma a fomentar a vontade do aluno e aplicar o
conhecimento de u eforma imediata, permitindo que ele possa criar
seus prprios circuitos a partir dos conhecimentos oadquiridos. O
curso e, em especial as experincias prticas, foram pensados com o
objetivo de levar o e aaluno a adquirir competncias para o trabalho
com microcontroladores, a saber: e Compreender, analisar e comparar
microcontroladores; Compreender e utilizar circuitos com
microcontroladores; Ser capaz de entender e desenvolver programas
em linguagem C para microcontroladores; Conhecer os perifricos mais
comuns em microcontroladores; e Desenvolver projetos usando
microcontroladores; O assunto microcontroladores bastante extenso e
no se pode fazer um curso com a pre- e atenso de abord-lo todo. No
caso deste curso foi enfocado o microcontrolador PIC18F4550, um a
adispositivo de uma fam avanada com uma srie de recursos. Buscamos
explorar a maioria lia c edesses recursos, apesar de alguns no
terem sido inclusos e outros serem tratados apenas de forma
aintrodutria. Foi dada especial ateno ao estudo da linguagem C para
microcontroladores. o ca A diviso das aulas do curso prev um
esquema de 2 horas de teoria e 1 hora de prtica a e apara cada
aula. Abaixo apresentada uma proposio de diviso de aulas tericas.
Para cada e ca a oaula destas existe uma aula prtica na seo Caderno
de Experincias(para alguns contedos a ca e uconceituais a aula
prtica na verdade um questionrio sobre o assunto abordado). Tendo
em a e aconta a extenso do assunto e a variedade de cargas horrias
das disciplinas, propomos dois a an veisem que o curso pode ser
ministrado: bsico e avanado. O n bsico aborda o contedo a c vel a
um nimo que entendemos como necessrio a um curso de
microcontroladores, com uma carga ahorria limitada em 30 horas (10
aulas). O n a vel avanado foi previsto para uma carga de 60 choras
(19 aulas + 1 de projeto) e permite explorar alguns perifricos a
mais, alm de aumentar a e eoportunidade de exercitar a linguagem C
com mais experincias. Recomendamos que na ultima e 19
19. XM118 - Microcontroladores PIC18aula do mdulo avanado seja
proposto um projeto envolvendo diversos conceitos estudados ao o
clongo do curso. 20
20. XM118 - Microcontroladores PIC18Algumas observaes: co1.
Para instituies que possuem cursos de linguagem C - ANSI anterior
ao de microcontro- co ladores as aulas 6, 7, 8 e 9 podem ser
resumidas em 1 ou 2 aulas, enfocando apenas a parte prtica. a2. A
aula 1 tem o objetivo de introduzir ou revisar os conceitos
fundamentais sobre microcon- troladores e processadores. Se houve
um estudo prvio de arquitetura de computadores ou e outros modelos
de microcontroladores, essa aula se torna dispensvel. a3. Na
apresentao das aulas alguns assuntos foram apresentados em seus
sub-itens (como os ca tpicos 6.4 e 6.5) por uma questo de diviso de
aulas. Entenda-se que todo o tpico deve o a a o ser estudado para
um correto entendimento. 21
21. XM118 - Microcontroladores PIC18 A Um Poeta Olavo Bilac
Longe do estril turbilho da rua, e a Beneditino, escreve! No
aconchego Do claustro, na pacincia e no sossego, e Trabalha, e
teima, e lima, e sofre, e sua! Mas que na forma se disfarce o
emprego Do esforo; e a trama viva se construa c De tal modo, que a
imagem que nua, Rica mas sbria, como um templo grego. o No se
mostre na fbrica o supl a a cio Do mestre. E, natural, o efeito
agrade, Sem lembrar os andaimes do edif cio: Porque a Beleza, gmea
da Verdade, e Arte pura, inimiga do artif cio, E a fora e a graa na
simplicidade. c c O mundo da tecnologia est em constate e rpida
evoluo. Acompanhar essa evoluo exige a a ca cadedicao e
investimento da parte dos que aceitam o desao de no s consumir
tecnologia, mas ca a otambm de cri-la. e a A linha de
microcontroladores PIC18 foi lanada com uma arquitetura renovada e
otimizada cem relao ` linha PIC16, trazendo tambm vrias inovaes que
permitem o desenvolvimento ca a e a code aplicaes mais avanadas e
ecientes. Faz-se necessrio, ento, uma atualizao dos conheci- co c a
a camentos para tirar o mximo proveito das novas caracter a sticas
da linha PIC18. Paralelamente a essa evoluo de hardware processa-se
uma revoluo de software, onde a ca calinguagem C apresentada como
escolha mais adequada para o desenvolvimento de cdigo em e
omicrocontroladores, em substituio a linguagem Assembly. Essa
revoluo ocasionada no s ca ca e a opelo desenvolvimento de
compiladores mais conveis e ecientes como tambm pela otimizao a e
cado conjunto de instrues e arquitetura dos microcontroladores para
a linguagem C. A linha coPIC18, objeto de nosso estudo, tem sua
arquitetura otimizada para C e a Microchip oferece umeciente
compilador, o C18. Tendo isso em vista, foi desenvolvido um curso
que permitisse abordar as duas inovaes: a colinha PIC18 e programao
de microcontroladores em linguagem C. ca No cap tulo 1 apresentado
o conceito de microcontroladores. Esse cap e tulo serve no s para a
ointroduzir os que ainda no esto familiarizados com
microcontroladores como tambm como uma a a ereviso dos conceitos
fundamentais. Permite, dessa forma, equalizao dos conhecimentos
para a camelhor aprov