Microcontroladores: O que são?

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ARA0301 PROGRAMAÇÃO DE MICROCONTROLADORS
Aula 2: Microcontroladores: o que são?
Prof. Dr. Roney L. de S. Santos
RONEY.LIRASALE@professores.estacio.br
MICROCONTROLADORES
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• Sistema computacional em um único circuito integrado 
– on-chip computer
• Aplicações embarcadas
– Uma aplicação construída para o único propósito, ao invés de prover um 
sistema computacional generalizado
• Pequenos, baratos e eficientes
HISTÓRICO
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• Leituras específicas:
• https://www.ehow.com.br/diferenca-entre-mp4-avi-mpeg-
fatos_76004/
– eHow Brasil, “A história dos microcontroladores”
• http://rafa.eng.br/micro.htm
– Rafael Ferrari, “A história dos microcontroladores”
https://www.ehow.com.br/diferenca-entre-mp4-avi-mpeg-fatos_76004/
https://www.ehow.com.br/diferenca-entre-mp4-avi-mpeg-fatos_76004/
http://rafa.eng.br/micro.htm
MICROCONTROLADORES
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• Microprocessador vs Microcontrolador
• O microprocessador precisa de outros periféricos para poder
funcionar, como memória RAM, Timers e etc.
• Já o microcontrolador consegue integrar todos estes recursos em
um único chip.
– O microcontrolador também é chamado de computador em um só chip
pelo fato dessa característica citada.
MICROCONTROLADORES
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• Microprocessador vs Microcontrolador
• O microcontrolador possui vários periféricos no mesmo chip:
– Memória de Dados e Programa;
– EEPROM
– Armazenar pequena quantidade de dados quando a energia é
removida
– Portas de Entrada e Saída (I/O);
– Temporizadores (Timers);
– USB.
MICROCONTROLADORES
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• Microprocessador vs Microcontrolador
Microprocessador:
Intel Core i5
3,7GHz
R$ 250,00 ~ R$ 800,00
Microcontrolador
PIC16F877A
Até 20MHz
R$ 17,00
Microcontrolador
HT48E50
Até 8 MHz
R$ 4,00
MICROCONTROLADORES
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• Os microprocessadores são utilizados em aplicações onde são
requeridos cálculos matemáticos complexos e com muita
velocidade.
• Já os microcontroladores são utilizados de forma dedicada, por
exemplo em eletrodomésticos, onde a velocidade de
processamento não é tão alta.
MICROCONTROLADORES
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• Aplicações tinham o custo dependente do preço da CPU e dos
periféricos
• A ideia foi colocar todos os periféricos dentro do chip da CPU
• Por outro lado, uma CPU dedicada a um determinado controle
não precisa ser muito rápida nem tampouco ter um conjunto de
instruções extenso e poderosos
• Outro exemplo: controles remotos, onde a velocidade de processamento
não é tão alta
MICROCONTROLADORES
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• Os microcontroladores são específicos para controle, não tem
grande capacidade de processamento e por isso nunca haverá
computador pessoal cuja CPU seja um microcontrolador
• Eles podem estar presentes nos PCs, apenas para controlar
periféricos.
• Exemplos?
MICROCONTROLADORES
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• Principais áreas de atuação:
– Área automobilística
– Automação
– Segurança
– Controle de tráfego
– Médica
– Robótica
MICROCONTROLADORES
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• Critérios para escolher um microcontrolador
– Satisfazer as necessidades de computação da tarefa de 
forma eficiente e custo efetivo
• Velocidade, a quantidade de ROM e RAM, o número de portas I/O, energia
• Facilidade de upgrade
• Custo por unidade
– Avaliar as ferramentas de desenvolvimento de software
• Debugadores, Compiladores, Simuladores, suporte técnico, etc.
MICROCONTROLADORES
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• Voltando para o microprocessador vs microcontrolador
MICROCONTROLADOR
• Componentes ficam em
um mesmo chip
• Custo baixo
• Baixo uso de energia
• Pequena necessidade de
espaço
MICROPROCESSADOR
• Componentes ficam
separados um dos outros
• Expansivos
• Versáteis
• Proposta geral
ARQUITETURA
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• Os sistemas computacionais que usam microcontroladores tem 
essa arquitetura:
Camada de Hardware
Microcontrolador
Hardware: partes físicas
(eletrônicas) de um sistema
ARQUITETURA
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• Os sistemas computacionais que usam microcontroladores tem 
essa arquitetura:
Camada de Sistema 
Operacional
Camada de Hardware
Microcontrolador
Sistema Operacional: gerencia as
funções básicas do hardware e
comunicação com o software
Processamento de dados, a comunicação
com outros dispositivos e a entrada e
saída de dados
ARQUITETURA
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• Os sistemas computacionais que usam microcontroladores tem 
essa arquitetura:
Camada de Sistema 
Operacional
Camada de Hardware
Microcontrolador
Só que, nos sistemas que usam
microcontroladores, essa tarefa tem
que ser específica...
ARQUITETURA
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• Os sistemas computacionais que usam microcontroladores tem 
essa arquitetura:
Camada de Sistema 
Operacional
Firmware
Camada de Hardware
Microcontrolador
Então, essa camada é chamada
de FIRMWARE, que é um código
embutido em um hardware
específico. O firmware é
equivalente ao código fixo ou
não modificado.
Mais sobre os firmwares aqui! 
https://acervolima.com/diferenca-entre-firmware-e-sistema-operacional/
ARQUITETURA
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• Os sistemas computacionais que usam microcontroladores tem 
essa arquitetura:
Camada de Firmware
Camada de Hardware
Microcontrolador
ARQUITETURA
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• Os sistemas computacionais que usam microcontroladores tem 
essa arquitetura:
Camada de Firmware
Camada de Hardware
Microcontrolador
ARQUITETURA
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• Os sistemas computacionais que usam microcontroladores tem 
essa arquitetura:
Camada de Software
Camada de Firmware
Camada de Hardware
Microcontrolador
Software: conjunto de instruções em
sequência, de forma organizada,
que realiza uma função específica
ARQUITETURA
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• Os sistemas computacionais que usam microcontroladores tem 
essa arquitetura:
Camada de Software
Camada de Firmware
Camada de Hardware
Microcontrolador
A proposta em camadas
permite visualizar os vários
componentes de um sistema
embarcado e suas relações
SISTEMAS EMBARCADOS
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• São sistemas computacionais que estão inseridos em máquinas
ou em sistemas maiores
• Embutidos em outros equipamentos
– Forno de micro-ondas, ar condicionados, carros (controle de transmissão, 
injeção e ignição eletrônica, suspensão ativa, freio ABS), controle remoto, 
SmartTVs, câmeras digitais, vídeo games, calculadoras, máquinas de 
lavar, sistemas de iluminação, etc.
• Encontrado em quase todas as aplicações que necessitam de 
algum tipo de controle ou que necessitem de processamento 
digital de sinais.
SISTEMAS EMBARCADOS: CARACTERÍSTICAS
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• Funcionalidade única, executada rapidamente
• Entrada/Saída intensivos
• Executa tarefas em paralelo
• Restrições de projeto mais rígidas
– Custo, tamanho, peso, desempenho, etc.
• Tempo real: necessário que a resposta seja imediata
• Sistemas reativos
– Reagem continuamente a estímulos externos
Mais sobre os sistemas embarcados aqui e neste vídeo aqui! 
https://www.cin.ufpe.br/~svc/ese/Introducao aos Sistemas Embarcados.pdf
https://www.youtube.com/watch?v=XppU8kKpa6I
SISTEMAS EMBARCADOS: CARACTERÍSTICAS
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• Funcionalidade única, executada rapidamente
• Entrada/Saída intensivos
• Executa tarefas em paralelo
• Restrições de projeto mais rígidas
– Custo, tamanho, peso, desempenho, etc.
• Tempo real: necessário que a resposta seja imediata
• Sistemas reativos
– Reagem continuamente a estímulos externos
COMPONENTES: MICROPROCESSADOR
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Componentes que atuam de maneira separada
Mais sobre o funcionamento dos microprocessadores aqui! 
https://mundoprojetado.com.br/arquitetura-de-um-microprocessador/
COMPONENTES: MICROCONTROLADOR
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COMPONENTES: MICROCONTROLADOR
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Local onde são executadas todas as tarefas
do sistema computacional/embarcado
COMPONENTES: MICROCONTROLADOR
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Local onde são guardadas todos os dados e
instruções dos programas/tarefas a serem
executados
COMPONENTES: MICROCONTROLADOR
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Dispositivos que fazem o transporte de dados
para dentro do chip: sinais de entrada e saída
COMPONENTES: MICROCONTROLADOR
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Componente capaz de medir o
tempo, que pode ser usado para
controlar um evento ou processo
COMPONENTES: MICROCONTROLADOR
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Sistema emergencial: tem a finalidade de fiscalizar o processamento e
quando necessárioaplicar correções e até mesmo um reset no hardware
COMPONENTES: MICROCONTROLADOR
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Observa os clocks do sistema
e suporta o desempenho
esperado do microcontrolador
COMPONENTES: MICROCONTROLADOR
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Clocks: Controlam a velocidade na qual o processador executa as instruções, a
taxa de transmissão dos sinais de comunicação serial, a quantidade de tempo
necessária para realizar uma conversão de analógico para digital e muito mais
COMPONENTES: MICROCONTROLADOR
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Troca de dados, endereços e controle
entre todos os componentes do
microcontrolador
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• Postada no TELEGRAM!
ATIVIDADE VERIFICADORA DE APRENDIZAGEM 1
GRUPO DA DISCIPLINA
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• TELEGRAM: acesse o QR Code e entre no grupo!
• Principal meio de comunicação
• Informação sobre as aulas, provas,
cancelamentos, remarcações, alterações,
etc.
• Disponibilização do material da disciplina
• Caso queiram entrar em contato
diretamente comigo, basta mandar
mensagem no privado aqui pelo Telegram!
• Evitem o Whatsapp!
https://t.me/+3r_QNhN8pu5hYTZh
ARA0301 PROGRAMAÇÃO DE MICROCONTROLADORES
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• Dúvidas?
• Fiquem à vontade para entrar em contato no 
RONEY.LIRASALE@professores.estacio.br
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