AULA 5

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ARA0301 PROGRAMAÇÃO DE MICROCONTROLADORS
Aula 5: Linguagem C e Microcontroladores
Prof. Dr. Roney L. de S. Santos
RONEY.LIRASALE@professores.estacio.br
MICROCONTROLADORES
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• Devido a restrições de custo, tamanho e consumo, em sistemas
embarcados são usados microcontroladores com pouca memória
e baixa velocidade.
• Deve ser notado que o custo de programação é um custo não
recorrente, e que o custo de um microcontrolador maior se
refletirá em um custo maior por cada unidade fabricada.
– Além disso, deve ser notado ainda que um tempo maior de
desenvolvimento aumenta o custo e diminui o tempo de mercado de um
produto
LINGUAGENS PARA MICROCONTROLADORES
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• Entre as linguagens usadas ou projetadas para uso em sistemas
embarcados, destacam-se:
– Assembly
– C
– C++
– Java
– Ada
– Esterel
LINGUAGENS PARA MICROCONTROLADORES
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• Entre as linguagens usadas ou projetadas para uso em sistemas
embarcados, destacam-se:
– Assembly
• Possibilita código mais eficiente em termos de velocidade e uso de memória, mas é
inerentemente não portável e exige tempo muito grande de desenvolvimento.
– C
– C++
– Java
– Ada
– Esterel
LINGUAGENS PARA MICROCONTROLADORES
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• Entre as linguagens usadas ou projetadas para uso em sistemas
embarcados, destacam-se:
– Assembly
– C
• Permite tempo menor de desenvolvimento, mas exige uma disciplina do programador,
similar a exigida em Assembly.
– C++
– Java
– Ada
– Esterel
LINGUAGENS PARA MICROCONTROLADORES
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• Entre as linguagens usadas ou projetadas para uso em sistemas
embarcados, destacam-se:
– Assembly
– C
– C++
• Permite o uso de técnicas de programação orientada a objetos, mas apresenta
problemas de tamanho de memória e de velocidade.
• Para diminuir estes problemas existe uma versão mais enxuta, chamada Embedded
C++ que impede o uso de mecanismos que aumentam demasiadamente o consumo de
memória, ou tornam o comportamento temporal difícil de prever.
– Java
– Ada
– Esterel
LINGUAGENS PARA MICROCONTROLADORES
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• Entre as linguagens usadas ou projetadas para uso em sistemas
embarcados, destacam-se:
– Assembly
– C
– C++
– Java
• Embora tenha sido inicialmente planejada para sistemas embarcados, a demanda por
memória é excessiva para a maior parte das aplicações.
• O fato de o comportamento no tempo não ser previsível é devido ao garbage
collector, que impede o seu uso em certas aplicações.
– Ada
– Esterel
LINGUAGENS PARA MICROCONTROLADORES
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• Originalmente, os sistemas embarcados eram desenvolvidos em
Assembly.
– Com o aumento de complexidade destes sistemas e a pressão por
tempos menores de desenvolvimento, o uso exclusivo de Assembly tem
diminuído, e hoje alcança apenas cerca de 8% dos projetos.
• A linguagem C representa um excelente compromisso entre
eficiência e facilidade de programação.
– Devido a facilidade de se construir um compilador C, e o fato de que a
linguagem implementa um nível de abstração bastante próximo ao
hardware
LINGUAGENS PARA MICROCONTROLADORES
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• Atualmente, a absoluta maioria, cerca de 90% dos sistemas são
desenvolvidos em C/C++
– As vezes com alguma parte pequena em Assembly.
• O uso do Embedded C++ é crescente mas ainda representa
uma parte menor do uso do C.
LINGUAGEM C
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• A linguagem C é uma das mais usadas atualmente e é base
para várias outras linguagens como C++, Java e C#.
• No entanto, é no desenvolvimento de sistemas embarcados que
são, por natureza, mais próximos as intenções originais da
linguagem que ele é mais usado
– Representado uma alternativa ao uso de linguagens de montagem
(Assembly) com resultados muito bons.
LINGUAGEM C
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• A diferença de tamanho de código gerado e de desempenho
devido ao uso do C ou do assembly é dependente da
arquitetura do microprocessador alvo.
– Em algumas arquiteturas, com conjunto de instruções mais adequados, a
diferença pode ser da ordem de 10%, em outras de até 300%.
• O uso do C implica na necessidade de disciplina por parte do
programador. Dois erros são muito comuns:
– Usar uma área que já foi liberada, mas que o ponteiro ainda aponta
para lá (dangling pointers)
– Usar além da área alocada (memory overflow)
LINGUAGEM C
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• As características principais da linguagem C são:
– Estrutura simples com poucas palavras chave.
– Operações de entrada e saída são feitas por meio de biblioteca.
• #include stdio.h
– Flexibilidade de implementação.
– Manuseio de memória por meio de apontadores.
– Operadores incremento e decremento.
– Portabilidade.
LINGUAGEM C
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• A estrutura básica de um programa em C para
microcontroladores é a seguinte
LINGUAGEM C
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• A linguagem C é case sensitive
– Diferencia as letras maiúsculas das minúsculas
• Palavras reservadas
LINGUAGEM C
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• Representação Numérica
LINGUAGEM C
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• Toda variável usada em um programa deve ser declarada como
de um determinado tipo, que define seu tamanho (em número
de bits) e suas características. As variáveis podem ser:
LINGUAGEM C
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• Modificadores de Tipos de Dados
Determinam o modo como as variáveis podem
ser acessadas e, além disso, especificam se a
variável pode ser alterada ou não.
LINGUAGEM C
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• Tipos de Dados Inteiros
LINGUAGEM C
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• Constantes
– Servem para criar símbolos de valor constante que auxiliam na
programação. No momento da compilação, o compilador se encarrega
de atribuir os valores corretos aos símbolos criados.
LINGUAGEM C
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• Definições
– Atribuições de outros nomes a símbolos já existentes no microcontrolador.
Por exemplo, imagine que você tenha
um LED ligado ao bit 0 da porta A do
seu microcontrolador, além de um
motor DC ligado ao bit 1 dessa
mesma porta. Para facilitar a
programação, pode-se fazer:
LINGUAGEM C
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• Definições
– Atribuições de outros nomes a símbolos já existentes no microcontrolador.
LINGUAGEM C
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• Variáveis: devem ser declaradas da seguinte forma:
• Exemplos:
• Podem ser locais ou globais
– Escopo da variável por todo o programa
LINGUAGEM C
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• Funções
– Trechos de códigos que são repetidos várias vezes
• Pode-se isolar estes trechos em funções.
– Assim, podemos chamar uma função em diferentes pontos do programa
principal, evitando reescrever aquele trecho de código repetidamente
LINGUAGEM C
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• Funções
LINGUAGEM C
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• Funções
LINGUAGEM C
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• Operadores
LINGUAGEM C
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• Operadores: Aritméticos
LINGUAGEM C
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• Operadores: Relacionais
LINGUAGEM C
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• Operadores: Relacionais
LINGUAGEM C
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• Operadores: Booleanos
– usados para realizar testes booleanos entre elementos em um teste
condicional
LINGUAGEM C
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• Operadores: Booleanos
– usados para realizar testes booleanos entre elementos em um teste
condicional
LINGUAGEM C
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• Operadores: Lógicos
– usados para realizar testes lógicos bit a bit
LINGUAGEM C
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• Operadores: Lógicos
– usados para realizar testes lógicos bit a bit
se PORTA.B0 for igual a um E PORTA.B1
for igual a um, então cont é incrementado
em uma unidade
LINGUAGEM C
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• Operadores: Lógicos
– usados para realizar testes lógicos bit a bit
se PORTA.B0 for igual a um E PORTA.B1
for igual a um, então cont é incrementado
em uma unidade
se PORTA.B0 for igual a um OU PORTA.B1
for igual a um, então o valor de cont é
deslocado para a esquerda
LINGUAGEM C
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• Operadores: Lógicos
– usados para realizar testes lógicos bit a bit
se PORTA.B0 for igual a um E PORTA.B1
for igual a um, então cont é incrementado
em uma unidade
se PORTA.B0 for igual a um OU PORTA.B1
for igual a um, então o valor de cont é
deslocado para a esquerda
se PORTA.B0 for igual a um E PORTA.B1
não for igual a um, então o valor de cont é
decrementado de uma unidade
LINGUAGEM C
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• Estruturas Condicionais: if
LINGUAGEM C
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• Estruturas Condicionais: if
Em C, qualquer número diferente de zero
é considerado verdadeiro, o que significa
que a condição if só será falsa se o teste
lógico aplicado resultar em zero (0).
Qualquer outrovalor, mesmo que
negativo, é considerado verdadeiro (1).
LINGUAGEM C
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• Estruturas Condicionais: if
IMPORTANTE:
= -> ATRIBUIÇÃO
== -> COMPARAÇÃO
(operador booleano)
LINGUAGEM C
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• Estruturas Condicionais: if-else
LINGUAGEM C
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• Estruturas Condicionais: if-else-if
LINGUAGEM C
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• Estruturas Condicionais: switch
• O comando switch testa o valor de uma
variável e executa os comandos
correspondentes a casos (cases) pré-
estabelecidos.
• Cada case define uma série de comandos que
serão executados até chegar na instrução
break.
• Quando nenhum caso correspondente for
encontrado, a cláusula default será executada.
Porém, o uso da cláusula default é opcional.
LINGUAGEM C
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• Estruturas Condicionais: switch
LINGUAGEM C
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• Estruturas de Repetição: for
• Exemplo:
LINGUAGEM C
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• Estruturas de Repetição: for e o comando break
O comando break é utilizado para
encerrar o laço for antes de se completar
todas as iterações. Quando o laço é
quebrado, o programa pula para a
próxima instrução após o laço
LINGUAGEM C
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• Estruturas de Repetição: while
LINGUAGEM C
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• Estruturas de Repetição: while
LINGUAGEM C
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• Estruturas de Repetição: do-while
LINGUAGEM C
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• Estruturas de Repetição: do-while
• Diferença para o while?
– while: comandos executados depois do teste – pré-teste
– do-while: comandos executados antes do teste – pós-teste
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• Dúvidas?
• Fiquem à vontade para entrar em contato no 
RONEY.LIRASALE@professores.estacio.br
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