Microcontrolador ATmega328P - DCA, Resumos de Engenharia Elétrica

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EA

Processadores de Propósito Geral:

Microcontrolador ATmega328P

Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação (FEEC) Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP) Prof. Rafael Ferrari

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Microcontrolador ATmega328P

 Microcontrolador de 8 bits.  Baseado em um processador AVR RISC ( Reduced Instruction Set Computing ).  Arquitetura Harvard (memórias de programa e dados independentes).  32kB de memória flash para armazenamento de programas.  2kB de memória RAM estática para armazenamento de dados.  1kB EEPROM para armazenamento não-volátil.  23 linhas de entrada/saída de propósito geral (GPIO).  32 registradores de propósito geral.  3 temporizadores/contadores.  USART ( Universal Synchronous/Asynchronous Receiver Transmitter ).  Porta serial I^2 C ( Inter-Integrated Circuit ), também chamada de TWI ( Two Wire Interface ).  Porta serial SPI ( Serial Peripheral Interface ).  6 canais de 10 bits para conversão A/D.

Microcontrolador ATmega328P

 Cada periférico é controlado e configurado através

de um conjunto de registradores específicos.

 Cada registrador é mapeado em uma posição da

memória de dados, ou seja, sua manipulação se dá

através de operações de escrita e leitura em

memória.

 Cada linha das portas B, C e D (GPIOS) pode ser

configurados como entrada ou saída de maneira

independente.

 A memória flash de programa pode ser programada

através da conexão serial SPI ou por meio de um boot

loader (Arduino).

CPU AVR

Arduino Uno

GPIO

 As portas de entrada e saída de propósito geral ( General- Purpose Input/Output - GPIO) são provavelmente os componentes dos microcontroladores mais empregados em sistemas embarcados.  GPIOs são linhas digitais conectadas aos pinos externos do microcontrolador usadas no controle e acionamento de dispositivos (LEDs, botões, motores, etc).  Cada GPIO pode ser configurada independentemente como um pino de entrada ou de saída.  Via software , pode-se escrever um nível 0 ou um nível 1 em uma GPIO de saída ou pode-se ler valores digitais em uma GPIO de entrada.

GPIO – Saída

 Dois registradores (flip-flops tipo D):

 Data Direction Register (DDR)  Registrador de dados

 O registrador DDR habilita a conexão entre o

registrador de dados e o pino do microcontrolador.

 O registrador de dados armazena o nível lógico de

saída.

 Procedimento para escrever no pino de saída n da

porta x :

1. Escrever um nivel lógico “ 1 ” em DDR x _Bit n
2. Escrever um nível lógico “ 1 ” ou “ 0 ” em Port x _Bit n

GPIO – Entrada

GPIO

 O microcontrolador Atmega328P possui 23 linhas GPIO, divididas entre três portas:  Porta B: 8 linhas  Porta C: 7 linhas  Porta D: 8 linhas  Cada porta possui três registradores:  DDR x : define a direção da porta (“ 0 ” entrada, “ 1 ” saída).  PORT x : armazena o dado de saída.  PIN x : armazena o dado de entrada amostrado. (OBS: x = B, C ou D)  Os registradores são mapeados em memória e podem ser acessados através de operações de leitura e escrita em memória.

GPIO – Porta B

Endereços dos registradores

GPIO – Programando em C

 Usando ponteiros : // criar o ponteiro e atribuir o endereço do registrador unsigned char portB_DDR; portB_DDR = (unsigned char) 0x24; // Leitura do conteúdo armazenado no registrador DDRB unsigned char dado; dado = (*portB_DDR); // Escrita *portB_DDR = 0xFF; // todos os bits são de saída // Alterando somente o bit 5 #define BIT5_MASK 0x20 // 0010 0000 // atribuir nível baixo ao bit 5 portB_DDR = (portB_DDR) & (~BIT5_MASK); // atribuir nível alto ao bit 5 portB_DDR = (portB_DDR) | BIT5_MASK;

GPIO – Programando em C

 Usando variáveis predefinidas:

// Leitura do conteúdo armazenado no registrador DDRB dado = DDRB; // DDRB corresponde a um ponteiro para 0x

// Escrita DDRB = 0xFF; // todos os bits são de saída // Alterando somente o bit 5

define BIT5_MASK 0x20 // 0010 0000

// atribuir nível baixo ao bit 5 DDRB = DDRB & (~BIT5_MASK); // atribuir nível alto ao bit 5 DDRB = DDRB | BIT5_MASK;

 Na IDE do Arduino, as variáveis predefinidas geralmente seguem a nomenclatura adotada no datasheet (DDRB, PORTB, PINB, etc).

GPIO – Características Elétricas

GPIO – Características Elétricas