Tudo o que você precisa saber sobre placa microcontroladora

Uma placa de microcontrolador é apenas isso, um dispositivo programável usado para atuar como a unidade de controle de um sistema maior. Ele faz interface com outros dispositivos e pode controlar um ou mais de um componente desde que tenha a potência necessária.

Introdução à placa do microcontrolador

As placas microcontroladoras também são chamadas de “cérebros” e funcionam como a unidade central de processamento (CPU) das operações de entrada e saída de dados em um sistema.

Se você é iniciante, a placa do microcontrolador é um dos princípios básicos a serem compreendidos. Depois de ler este artigo, você se familiarizará com os diferentes tipos, aplicações e usos da placa microcontroladora.

O que é um microcontrolador?

Um microcontrolador é um computador em um único circuito integrado. Geralmente é usado para controlar um sistema ou dispositivo e contém um processador, memória e periféricos de entrada/saída programáveis.

A palavra “micro” significa pequeno, então o termo “microcontrolador” pode ser confuso porque se refere a algo que é muito menor do que outros computadores. Na verdade, os microcontroladores são tão pequenos que costumam ser chamados de “chips”.

Os microcontroladores são usados em quase todos os dispositivos eletrônicos que você usa hoje, de smartphones a consoles de jogos e carros. Eles também são usados em robôs, drones e dispositivos domésticos inteligentes (como os que abordaremos nesta aula).

Como funciona uma placa de microcontrolador?

Uma placa de microcontrolador é uma placa de circuito que contém um ou mais microcontroladores. Um microcontrolador é um pequeno sistema de computador que pode ser usado para controlar dispositivos e máquinas.

Os microcontroladores são frequentemente usados em incorporado sistemas e projetos eletrônicos, como robôs ou computadores câmeras. Eles também podem ser usados para controlar eletrodomésticos como condicionadores de ar e máquinas de lavar.

Os microcontroladores geralmente são programados usando um software especial chamado ambiente de desenvolvimento integrado (IDE). O IDE permite que você escreva código em uma linguagem de programação como C++ ou Python, que será então compilado em linguagem de máquina que seu microcontrolador entenda.

Aplicações de Placas Microcontroladoras

Quais são as aplicações das placas microcontroladoras?

Placas microcontroladoras são usadas em uma ampla variedade de aplicações, incluindo robótica e automação. O uso mais comum dessas placas é criar um circuito que possa controlar objetos ou sistemas físicos.

Por exemplo, uma placa de microcontrolador pode ser usada para controlar um braço robótico ou uma linha de fábrica automatizada. Isso permite que o usuário programe certas ações no dispositivo, como mover um objeto de um lugar para outro ou ligar uma máquina.

Placas de microcontroladores também são usadas em sistemas de automação residencial que permitem aos usuários automatizar suas casas usando um aplicativo em seu telefone. Esses sistemas usam sensor colocados em toda a casa que detectam quando alguém passa por uma porta ou entra em uma sala para que possam abrir ou fechar janelas automaticamente ou acender ou apagar as luzes.

Dentro de uma placa de microcontrolador

O que há dentro de uma placa de microcontrolador?

Placas microcontroladoras são pequenos computadores com fonte de alimentação e memória próprias. Eles são normalmente usados para controlar eletrônicos, mas podem ser usados para fazer quase tudo que você quiser.

Os principais componentes de uma placa microcontroladora são:

CPU

Este é o microcontrolador é uma unidade central de processamento. É a parte da placa que processa e executa as instruções, e realiza essa tarefa usando registradores e memória.

A CPU possui um registrador de instruções que contém a instrução a ser executada. Também possui um ou mais registradores de dados, onde os dados podem ser carregados ou armazenados durante a execução do programa. A CPU tem um registrador de ponteiro de pilha que aponta para o último item colocado na pilha pelas chamadas de sub-rotina do seu programa, para que possa retornar a esses itens após a execução de outras instruções.

Memória em Microcontroladores

Memória

Os microcontroladores usam a memória para armazenar instruções e dados. A quantidade de memória que um microcontrolador possui determina quanta informação ele pode conter de uma só vez. A memória da placa do microcontrolador é onde o programa e outros dados são armazenados. É dividido em várias seções:

Memória de programa

Onde o programa é armazenado. Esta seção de memória é reservada para código e dados que podem ser acessados de dentro do programa.

Memória de dados

Usado para armazenar dados que precisam ser acessados pelo programa. Os dados podem ser lidos, gravados e manipulados de várias maneiras pelo programa. A memória de dados também pode conter variáveis que são usadas por várias funções dentro de um programa.

Periféricos de E/S

Dispositivos que se conectam ao seu computador e permitem que você interaja com eles. Por exemplo, se você estiver usando um mouse ou teclado, eles serão conectados por meio de periféricos de E/S.

Analógico para Digital

Conversor analógico para digital

O conversor analógico para digital (ADC) é um componente chave na placa do microcontrolador. Ele pega os sinais analógicos dos sensores, como temperatura ou pressão, e os converte em digital números.

O ADC também recebe entradas digitais, como entrada do usuário ou leitura de um sensor, e as converte em sinais analógicos. Por exemplo, se você pressionar um botão na placa do microcontrolador, o ADC converterá esse sinal digital em analógico Voltagem isso dirá ao seu conselho o que fazer a seguir.

Digital para analógico

Conversor Digital para Analógico

Um conversor digital-analógico (DAC) é um dispositivo que converte bits digitais em níveis de tensão analógicos. DACs são usados em microcontroladores para converter valores inteiros de um registro de entrada (por exemplo, o teclado do usuário) em tensões reais contínuas que podem ser usadas para controlar outros circuitos.

Barramento de Sistema

O barramento do sistema de um microcontrolador é a estrada principal que percorre toda a placa do microcontrolador. Ele permite que os sinais viajem entre todas as diferentes funções do microcontrolador, como memória e pinos de entrada/saída.

Barramento de Dados

O barramento de dados é o caminho principal para os dados dentro do seu microcontrolador. É um conjunto de fios que conecta cada registrador e local de memória à ALU, onde pode ser utilizado em cálculos.

Barramento de endereços

O barramento de endereços é a parte de um microcontrolador que permite que ele se comunique com outros componentes. Essas comunicações permitem que o microcontrolador diga a outras peças de hardware o que fazer e também fornecem uma interface para você programá-lo.

Barramento de controle

O barramento de controle é o mecanismo que permite que o microcontrolador se comunique com outros componentes. É um conjunto de fios que conecta a CPU e periféricos, como memória e dispositivos de entrada/saída.

O barramento de controle opera em um maior frequência do que os barramentos de dados, o que significa que pode transferir mais dados por segundo. Também é mais lento que o barramento de endereço e usa diferentes níveis de voltagem para seus fios.

Porta Serial

A porta serial é uma maneira simples e confiável de conectar seu computador e a placa do microcontrolador. É um canal de comunicação dedicado que permite que os dois dispositivos transfiram dados de um lado para o outro.

Diferentes tipos de microcontroladores

Existem muitos tipos diferentes de microcontroladores, mas todos eles têm uma coisa em comum: eles podem ser programados para fazer o que você deseja.

Os microcontroladores são pequenos computadores programáveis usados em uma ampla variedade de aplicações. Existem muitos tipos diferentes de microcontroladores, cada um com diferentes recursos e funções.

Microcontrolador PIC

Um dispositivo programável usado para controlar muitos tipos diferentes de máquinas. É frequentemente usado em industrial configurações, como manufatura, robótica e automação. O microcontrolador PIC possui várias funções que o tornam útil para esses aplicativos, incluindo a capacidade de detectar movimento e usá-lo para acionar eventos.

Ele usa uma linguagem de programação simples chamada C para programar suas funções. A linguagem C é fácil de aprender e usar em comparação com outras linguagens de programação como Python ou Java, que exigem regras de sintaxe mais complexas que devem ser seguidas exatamente para que os programas escritos nelas funcionem corretamente nos computadores.

Microcontrolador ARM

Um tipo de processador usado em sistemas embarcados. É mais usado em produtos de consumo, como câmeras digitais e telefones celulares, mas também é encontrado em máquinas industriais, como carros e aviões.

O processador ARM é conhecido por seu baixo consumo de energia e recursos de alto desempenho. Essas características o tornam popular em eletrônicos de consumo e outros ambientes onde a economia de energia é crítica.

Microcontrolador 8051

É um dos microcontroladores mais populares do mundo. Ele pode ser usado para controlar quase tudo, desde dispositivos simples como brinquedos até máquinas complexas como carros. Ele também é usado em seu computador, então é bastante seguro dizer que você já interagiu com um microcontrolador 8051 pelo menos uma vez na vida!

O 8051 é adequado para uso em médico implantes como marcapassos ou bombas de insulina; militar equipamentos como mísseis; eletrônicos de consumo, como tocadores de MP3; automotivo sistemas como airbags; eletrodomésticos, como máquinas de lavar; maquinário industrial, como correias transportadoras; e muitos outros tipos de equipamentos que requerem soluções de computação embarcadas.

Microcontrolador AVR

Uma série de microcontroladores desenvolvidos pela Atmel. O microcontrolador AVR é utilizado em sistemas embarcados e pequenos dispositivos, como relógios. É uma escolha muito popular entre os amadores e pode ser programado usando uma variedade de linguagens.

O AVR também possui 1KB de ROM, que contém instruções que são fixas e não podem ser alteradas por usuários ou programas externos. Isso é útil para armazenar dados que nunca mudarão, como constantes matemáticas como Pi ou a velocidade da luz no vácuo.

Microcontrolador MSP

Um dos tipos mais comuns de microcontroladores disponíveis. Eles são normalmente usados em dispositivos menores, como eletrodomésticos e remoto controles, mas também podem ser encontrados em produtos maiores, como microondas fornos.

Os microcontroladores MSP são fabricados por vários fabricantes e vêm com diferentes recursos, dependendo do modelo escolhido. Por exemplo, alguns têm memória interna, enquanto outros não; alguns podem se comunicar com outros dispositivos via Bluetooth ou Wi-Fi, enquanto outros não podem; alguns têm mais pinos de entrada/saída do que outros.

Microcontrolador vs microprocessador

Qual é a diferença entre um microcontrolador e um microprocessador?

Um microcontrolador é um computador que pode realizar muitas das mesmas tarefas que um microprocessador, mas não tem tanta memória ou poder de processamento. Um microprocessador, por outro lado, tem mais memória e processamento poder do que um microcontrolador.

A diferença entre esses dois dispositivos se resume ao tamanho e à forma como são usados. Um microprocessador é muito maior do que um microcontrolador - é cerca de quatro vezes maior em termos de tamanho. Quanto à sua finalidade, ambos os dispositivos são usados para computar e controlar dispositivos eletrônicos como relógios, calculadoras e carros.

Mas se você precisar controlar algo que precisa ser pequeno ou alimentado por bateria (como um despertador), provavelmente desejará usar um microcontrolador em vez de um microprocessador porque requer menos energia e espaço do que sua contraparte; isso o torna ideal para pequenos eletrônicos como os encontrados em relógios, controles remotos ou brinquedos.

Vantagens da placa microcontroladora

A placa do microcontrolador é um dispositivo muito poderoso e versátil. Ele pode ser usado em muitas aplicações diferentes e é o coração de muitas máquinas e dispositivos. A placa microcontroladora tem muitas vantagens sobre outros tipos de computadores, como PCs, laptops ou tablets.

A primeira vantagem da placa do microcontrolador é que ela é pequena e compacta. Isso significa que ele pode ser instalado em pequenos espaços, ou mesmo feito para caber em um pequeno espaço, se necessário. Isso o torna ideal para uso em automóveis ou outros veículos onde o espaço é limitado.

Outra vantagem desses dispositivos é que eles são muito baratos em comparação com outros tipos de computadores, como PCs ou laptops. Eles custam menos, então não há necessidade de se preocupar em gastar muito dinheiro em um se algo der errado com seu modelo atual!

Conclusão

Neste artigo, examinamos alguns dos principais recursos que devem estar presentes em todas as placas microcontroladoras. O microcontrolador pode ser usado para realizar muitos aplicativos de uso geral e, com as ferramentas de software certas, você pode criar praticamente qualquer projeto que imaginar.

Apresentando a placa de microcontrolador pequena, mas confiável

Introdução