\nROTEIRO DE AULA PR\u00c1TICA 1
\nNOME DA DISCIPLINA: SISTEMAS DIGITAIS E MICROPROCESSADORES
\nUnidade: CIRCUITOS L\u00d3GICOS COMBINACIONAL E SEQUENCIAL
\nSe\u00e7\u00e3o: CIRCUITOS COMBINACIONAIS
\nOBJETIVOS
\nDefini\u00e7\u00e3o dos objetivos da aula pr\u00e1tica:
\nIntroduzir a utiliza\u00e7\u00e3o do simulador Logisim;
\nUtilizar entradas e sa\u00eddas no simulador Logisim;
\nUtilizar o circuito codificador de prioridade;
\nUtilizar o circuito decodicador;
\nSimular o funcionamento de um circuito digital no Logisim.
\nINFRAESTRUTURA
\nInstala\u00e7\u00f5es \u2013 Materiais de consumo \u2013 Equipamentos:
\nLABORAT\u00d3RIO DE INFORM\u00c1TICA
\nEquipamentos:
\n\u2022 Desktop Lab Informatica \u2013 Positivo C6300
\n~ 1 computador para cada 2 alunos
\nSOLU\u00c7\u00c3O DIGITAL
\n\u2022 LOGISIM (Simulador)
\nLogiSim: Software para simula\u00e7\u00e3o digital de circuitos l\u00f3gicos.
\nEQUIPAMENTO DE PROTE\u00c7\u00c3O INDIVIDUAL (EPI)
\nN\u00e3o se aplica
\nPROCEDIMENTOS PR\u00c1TICOS
\nProcedimento\/Atividade n\u00ba 1 (Somente virtual)
\nAtividade proposta:
\nImplementar um circuito que registre a produ\u00e7\u00e3o de uma f\u00e1brica atrav\u00e9s de 8 teclas, a cada
\nprodu\u00e7\u00e3o ser\u00e1 pressionada a quantidade produzida (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8). O circuito deve
\ndemonstrar na sa\u00edda o n\u00famero de itens produzidos na sequ\u00eancia decimal.
\nProcedimentos para a realiza\u00e7\u00e3o da atividade:
\nCaro estudante, iniciaremos uma sequ\u00eancia de opera\u00e7\u00f5es para a montagem e simula\u00e7\u00e3o de um
\ncircuito digital com codificador e decodificador de acordo com a atividade proposta. \u00c9 muito
\nimportante que voc\u00ea n\u00e3o pule nenhuma etapa demonstrada, para que no final obtenhamos o
\nresultado desejado.
\n1\u00ba Passo: Abra o software simulador Logisim. Observe se a sua tela condiz com a tela mostrada
\nna imagem abaixo:
\n2\u00ba Passo:Como a nossa atividade consiste em registrar a produ\u00e7\u00e3o de uma f\u00e1brica atrav\u00e9s de 8
\nteclas, vamos inseri-las e colocar os respectivos r\u00f3tulos em cada uma. Para isso, clique neste
\n\u00edcone localizado no ponto 1 mostrado na imagem abaixo. Coloque 8 teclas alinhadas
\nconforme a imagem.
\nLogo ap\u00f3s coloque os r\u00f3tulos para saber qual tecla corresponde a qual n\u00famero, clicando no \u00edcone
\n, indicado como o ponto 2 na imagem. Verifique se a sua montagem est\u00e1 igual \u00e0 imagem
\nabaixo.
\n3\u00ba Passo: Vamos inserir o Codificador de Prioridade. Esse codificador mostra na sua sa\u00edda
\na maior entrada selecionada. Para inseri-lo siga a sequ\u00eancia numerada de cliques indicada
\nna figura. Depois, ligue as outras 7 teclas no codificador, conforme a figura.
\n4\u00ba Passo: Insira a entrada de Enable no codificador de prioridade. Para isso siga a
\nsequ\u00eancia numerada de cliques na imagem e verifique se a sua montagem est\u00e1 igual a da
\nimagem.
\n5\u00ba Passo: Agora vamos inserir a sa\u00edda. Esta sa\u00edda vai exibir o valor bin\u00e1rio de 0 a 7 (8
\npossibilidades) dependendo de qual entrada estiver habilitada, ele sempre exibir\u00e1 a de valor
\nmais alto. Para inserir a sa\u00edda siga a sequ\u00eancia numerada de cliques indicada na imagem.
\n6\u00ba Passo: Agora vamos simular o funcionamento do codificador de prioridade. Para isso
\nsiga a sequ\u00eancia indicada de cliques. Preencha a tabela abaixo com entradas e sa\u00eddas do
\ncodificador de Prioridade:
\nEnable Tecla Acionada Sa\u00edda
\n0 Tecla de 1 a 8 acionada
\n1 Nenhuma tecla acionada
\n1 1 000
\n1 2
\n1 3
\n1 4
\n1 5
\n1 6
\n1 7
\nNote que a primeira tecla \u00e9 ligada na entrada 0 (o codificador tem entradas de 0 a 7), ent\u00e3o
\na sa\u00edda exibe o valor \u201c0\u201d em bin\u00e1rio (000), mesmo que a primeira tecla esteja acionada. E 8\u00aa
\ntecla exibir\u00e1 a sa\u00edda 7 em bin\u00e1rio na sa\u00edda (111).
\n7\u00ba Passo: Iniciaremos agora a inser\u00e7\u00e3o do decodificador. Para executar este passo siga a
\nsequ\u00eancia de cliques, onde voc\u00ea vai adicionar o decodificador no circuito (clique 1 e 2), no
\nclique 3 voc\u00ea vai definir quantos bits ele receber\u00e1 na entrada (o mesmos 3 bits de sa\u00edda do
\nCodificador de Prioridade). Nos cliques de 4 a 7 s\u00e3o feitas as conex\u00f5es do circuito.
\n8\u00ba Passo: Neste passo vamos inserir as sa\u00eddas do decodificador. Para inseri-las siga a
\nsequencia de cliques da imagem e repita para as sa\u00eddas 1 a 7.
\n9\u00ba Passo: Neste passo vamos testar todas as possibilidades do circuito digital, que j\u00e1 est\u00e1
\npronto! Clique em todas as teclas de entrada e perceba quais sa\u00eddas acionam e complete a
\ntabela.
\nEnable Tecla Acionada Sa\u00edda do Decodificador
\n0 Tecla de 1 a 8 acionada
\n1 Nenhuma tecla acionada
\n1 1
\n1 2
\n1 3
\n1 4
\n1 5
\n1 6
\n1 7
\n10\u00ba Passo: Fa\u00e7a um resumo explicando suscintamente a l\u00f3gica de funcionamento do
\ncircuito, escolha 3 combina\u00e7\u00f5es de chaves diferentes e explique o resultado obtido na sa\u00edda..
\nChecklist:
\n\u2013 Codificador de prioriade funcionando pelas entradas e sa\u00eddas.
\n\u2013 Decodificador funcionando pelas entradas do codificador e pelas sa\u00eddas do decodificador.
\n\u2013 Tabelas preenchidas atrav\u00e9s da simula\u00e7\u00e3o
\n\u2013 Prints do circuito montado com 3 combina\u00e7\u00f5es diferentes de chaves e sua respectiva
\nexplica\u00e7\u00e3o
\n\u2013 10\u00ba Passo escrito.
\nRESULTADOS
\nResultados de Aprendizagem:
\nUtilizar o Logisim para executar o codificador de prioriade funcionando pelas entradas e sa\u00eddas.
\n11
\nROTEIRO DE AULA PR\u00c1TICA 2
\nNOME DA DISCIPLINA: SISTEMAS DIGITAIS E MICROPROCESSADORES
\nUnidade: CIRCUITOS L\u00d3GICOS COMBINACIONAL E SEQUENCIAL
\nSe\u00e7\u00e3o: FLIP-FLOPS E CIRCUITOS CORRELATOS
\nOBJETIVOS
\nDefini\u00e7\u00e3o dos objetivos da aula pr\u00e1tica:
\nProjetar, simular e montar circuitos l\u00f3gicos.
\nINFRAESTRUTURA
\nInstala\u00e7\u00f5es \u2013 Materiais de consumo \u2013 Equipamentos:
\nLABORAT\u00d3RIO DE INFORM\u00c1TICA
\nEquipamentos:
\n\u2022 Desktop Engenharia Positivo Master D3400
\n~ 1 para cada 2 alunos
\nSOLU\u00c7\u00c3O DIGITAL
\n\u2022 LOGISIM (Simulador)
\nLogiSim: Software para simula\u00e7\u00e3o digital de circuitos l\u00f3gicos.
\nEQUIPAMENTO DE PROTE\u00c7\u00c3O INDIVIDUAL (EPI)
\nN\u00e3o se aplica.
\nPROCEDIMENTOS PR\u00c1TICOS
\nProcedimento\/Atividade n\u00ba 1 (F\u00edsico e Virtual)
\nAtividade proposta:
\nAprendendo a usar a ferramenta Logisim.
\nContador bin\u00e1rio de 4 bits e contador de d\u00e9cada BCD.
\nProcedimentos para a realiza\u00e7\u00e3o da atividade:
\nExerc\u00edcio 1:
\nO Logisim permite projetar e simular circuitos digitais. Foi planejado como ferramenta
\neducacional para ajudar voc\u00ea a aprender como os circuitos funcionam.
\nPara praticar o uso do Logisim, vamos construir um circuito com uma porta NAND, Figura 1(a),
\ne verificar sua equival\u00eancia com a porta OR negativa, Figura 1(b).
\nFigura 1 Circuito l\u00f3gico (a) porta NAND (b) porta OR negativa
\nAp\u00f3s baixar e executar o Logisim, o primeiro passo ser\u00e1 acrescentar as portas l\u00f3gicas no
\nambiente de simula\u00e7\u00e3o. Para isso clique na pasta \u201cPortas\u201d, Figura 2(a), assim a lista de portas
\ndispon\u00edveis ser\u00e1 mostrada, Figura 2(b).
\nFigura 2 Tela inicial do Logisim.
\nClique na porta NAND ( , a quinta da lista) e em seguida, clicar na \u00e1rea de edi\u00e7\u00e3o onde
\nvoc\u00ea desejar que a primeira porta NAND deva ficar. Certifique-se de deixar espa\u00e7o sufi ciente
\npara outras coisas do lado esquerdo. Em seguida, clicar na porta OR ( , a quarta da lista) e a
\ncoloque um pouco mais abaixo, adicione duas portas inversoras em frente de cada uma das
\nentradas da porta OR, Figura 3.
\nFigura 3 Posicionamento das portas.
\nObservar que haver\u00e1 cinco pontos do lado esquerdo de cada porta. Esses ser\u00e3o os pontos
\nonde os fios poder\u00e3o ser conectados.
\nAcontece que n\u00f3s iremos usar apenas dois deles para o nosso circuito, mas para outros
\ncircuitos, voc\u00ea poder\u00e1 achar mais \u00fatil ter mais de duas conex\u00f5es em uma porta l\u00f3gica.
\nAgora queremos adicionar as duas entradas A e B no diagrama.
\nSelecione uma entrada ( ), e coloque os pinos voltados para baixo (utilizando o atributo
\n\u201cposi\u00e7\u00e3o\u201d da entrada).
\nVoc\u00ea tamb\u00e9m dever\u00e1 colocar uma sa\u00edda junto a cada uma das portas, usando ( ), Figura 4.
\nFigura 4 Posicionamento das entradas e sa\u00eddas
\nDepois de ter todos os componentes colocados na \u00e1rea de desenho (tela), voc\u00ea estar\u00e1 pronto
\npara come\u00e7ar a adicionar as conex\u00f5es.
\nSelecionar a ferramenta Editar ( ). Quando o cursor estiver sobre um ponto que receber\u00e1 uma
\nextremidade do fio, um pequeno c\u00edrculo verde ser\u00e1 desenhado em torno dele.
\nPressione o bot\u00e3o do mouse e arraste at\u00e9 onde voc\u00ea quiser que a outra extremidade do fio v\u00e1.
\nAs conex\u00f5es (fios) em Logisim dever\u00e3o ser horizontais ou verticais, Figura 5.
\nFigura 5 Conex\u00e3o entre as portas
\nO passo final ser\u00e1 testar o circuito para garantir que ele realmente realiza o que pretendemos.
\nO Logisim j\u00e1 est\u00e1 simulando o circuito.
\nSe olharmos atentamente para o nosso circuito da Figura 5, veremos que para as entradas A= 0
\ne B = 0 , tanto a sa\u00edda da porta NAND quanto a da porta OR negativa est\u00e3o no n\u00edvel l\u00f3gico 1.
\nAgora tentaremos outra combina\u00e7\u00e3o das entradas. Selecione a ferramenta Testar (Poke) ( )
\ne altere as entradas, clicando sobre elas.
\nCada vez que fizer isso sobre a entrada, seu valor ser\u00e1 alternado. Quando voc\u00ea mudar o valor
\nde entrada, o Logisim ir\u00e1 mostrar-lhe que os valores seguir\u00e3o pelos fios marcando-os com a cor
\nverde-claro para indicar um valor 1 ou verde escuro (quase preto) para indicar um valor 0.
\nCom isso preencha a tabela verdade para as duas portas em quest\u00e3o:
\nLembrando que uma maneira de verificar a equival\u00eancia entre dois circuitos l\u00f3gicos \u00e9 verificar
\nse suas tabelas verdade s\u00e3o iguais.
\nAgora que o j\u00e1 sabemos como usar o Logisim, vamos projetar e simular um circuito meio
\nsomador.
\nProjete e simule um circuito l\u00f3gico para um meio somador bin\u00e1rio com duas entradas (A e B) e
\nduas sa\u00eddas.
\nUma para o bit da soma (S) e outra para o bit \u201cvai um\u201d (C), como indicado na Figura 6.
\nFigura 6 Circuito meio somador de 2 bits
\nPara iniciar o seu projeto preencha a tabela verdade para cada uma das sa\u00eddas, de acordo com
\nas regras da aritm\u00e9tica bin\u00e1ria para a soma.
\nFeito isso, use as portas l\u00f3gicas que voc\u00ea j\u00e1 conhece (AND, OR, NOT, NAND, NOR, XOR e
\nXNOR) e projete o circuito l\u00f3gico do meio somador.
\n(Dica: o circuito do meio somador \u00e9 bastante simples e pode ser executado apenas com duas
\nportas l\u00f3gicas).
\nUma vez que o seu circuito foi projetado simule ele na ferramenta Logisim e verifique se ele
\nexecuta exatamente as opera\u00e7\u00f5es esperadas na tabela verdade do meio somador.
\nExerc\u00edcio 2:
\nOs contadores s\u00e3o circuitos l\u00f3gicos projetados encadeando flip-flops, eles podem ser
\nclassificados como ass\u00edncronos ou s\u00edncronos, de acordo com a forma que eles recebem os
\npulsos de o clock.
\nNos contadores ass\u00edncronos, o primeiro flip-flop recebe um sinal de clock externo e cada flipflop subsequente recebe o clock atrav\u00e9s da sa\u00edda do flip-flop anterior.
\nNos contadores s\u00edncronos, o mesmo sinal de clock \u00e9 fornecido para todos os flip-flops de forma
\nque eles recebem o clock simultaneamente.
\n\u2022 Projete um contador de 4 bits ass\u00edncrono e simule no Logisim.
\nOs contadores tamb\u00e9m podem ser projetados de modo a ter um n\u00famero de estados menor em
\nsua sequ\u00eancia que o valor m\u00e1ximo de . Esse tipo de sequ\u00eancia \u00e9 chamada de sequ\u00eancia
\ntruncada.
\nPara se obter uma sequ\u00eancia truncada, \u00e9 preciso forcar que o contador recicle seu estado antes
\nque ele passe por todos os estados poss\u00edveis e isso pode ser feito de forma simples utilizando
\num contador ass\u00edncrono.
\n\u2022 Projete um contador de d\u00e9cada BCD que conta de 0 (0000) at\u00e9 9 (1001).
\nChecklist:
\nFa\u00e7a o download do Logisim
\nPreencha a tabela verdade para o meio somador, verifique se ela est\u00e1 realmente correta. Essa
\netapa \u00e9 fundamental para o projeto de um circuito l\u00f3gico.
\nRevise as tabelas verdade das portas l\u00f3gicas que voc\u00ea conhece, a resposta para o seu projeto
\nest\u00e1 nestas portas.
\nExecute a sua simula\u00e7\u00e3o e verifique se o circuito se comportou como esperado
\nExplore o ambiente do Logisim, os flip-flops est\u00e3o localizados na pasta Mem\u00f3ria e o sinal de
\nclock est\u00e1 localizado na pasta conex\u00e3o.
\nSimule os pulsos de clock clicando com a \u201cferramenta testar\u201d
\nRESULTADOS
\nResultados de Aprendizagem:
\nPara essa aula pr\u00e1tica espera-se que o aluno se familiarize com a ferramenta Logisim e seja
\ncapaz de projetar e simular circuitos l\u00f3gicos simples, com poucas portas l\u00f3gicas. Al\u00e9m disso, se
\nespera que o aluno consiga simular circuitos contadores s\u00edncronos e ass\u00edncronos.
\nROTEIRO DE AULA PR\u00c1TICA 3
\nNOME DA DISCIPLINA: SISTEMAS DIGITAIS E MICROPROCESSADORES
\nUnidade: PROGRAMA\u00c7\u00c3O DE MICROPROCESSADORES E MICROCONTROLADORES
\nSe\u00e7\u00e3o: MICROCONTROLADOR: ARDUINO
\nOBJETIVOS
\nDefini\u00e7\u00e3o dos objetivos da aula pr\u00e1tica:
\nCompreender o funcionamento de um microcontrolador, realizando a programa\u00e7\u00e3o de algoritmos
\nb\u00e1sicos em um Arduino
\nINFRAESTRUTURA
\nInstala\u00e7\u00f5es \u2013 Materiais de consumo \u2013 Equipamentos:
\nSISTEMAS EL\u00c9TRICOS, ELETR\u00d4NICOS E AUTOMA\u00c7\u00c3O
\nMateriais de consumo:
\n\u2022 ARDUINO UNO R3 + CABO USB
\n~ 1 por grupo
\n\u2022 KIT JUMPER MACHO\/MACHO PARA PROTOBOARD
\n~ 1 por grupo
\n\u2022 LED VERMELHO 5 MM
\n~ 5 por grupo
\n\u2022 POTENCIOMETRO 0 \u2013 100 OHM
\n~ 1 por grupo
\n\u2022 PROTO BOARD 2420 PONTOS
\n~ 1 por grupo
\n\u2022 RESISTOR 220 OHM
\n~ 5 por grupo
\nSOLU\u00c7\u00c3O DIGITAL
\n\u2022 ARDUINO SOFTWARE (IDE) (Software)
\nArduino Software (IDE): ambiente de desenvolvimento integrado (IDE) para a plataforma
\nArduino, permitindo a cria\u00e7\u00e3o de programas para controlar dispositivos eletr\u00f4nicos.
\n\u2022 TINKERCAD (Software)
\nPrograma de modelagem tridimensional online gratuito que roda em um navegador da web,
\nconhecido por sua simplicidade e facilidade de uso.
\nEQUIPAMENTO DE PROTE\u00c7\u00c3O INDIVIDUAL (EPI)
\nN\u00e3o se aplica.
\nPROCEDIMENTOS PR\u00c1TICOS
\nProcedimento\/Atividade n\u00ba 1 (Somente F\u00edsico)
\nAtividade proposta:
\nConhecendo o Arduino
\nSistemas de controle simples
\nProcedimentos para a realiza\u00e7\u00e3o da atividade:
\n1.1 Crie um programa para Arduino Uno que repete qualquer caractere recebido pela porta
\nserial, semelhante a um eco. Envie seu programa para o Arduino e teste seu funcionamento.
\n1.2 Crie um programa para Arduino Uno que faz com que 5 LEDs pisquem sequencialmente de
\nforma c\u00edclica, simulando um registrador de deslocamento. Nesse programa cada um dos LEDs
\ndever\u00e1 ficar aceso por 200 ms, um de cada vez. Portanto, o LED 1 acende, passado o tempo,
\nele se apaga e o LED 2 \u00e9 aceso e assim sucessivamente. Envie seu programa para o Arduino e
\nteste seu funcionamento, ligando 5 LEDs nos pinos de 8 a 12 do Arduino. N\u00e3o se esque\u00e7a de
\ncolocar um resistor de 220 O em s\u00e9rie com cada LED para limitar a corrente.
\n2.1 Crie um programa para Arduino Uno para o controle da luminosidade de um LED ligado no
\npino 10 por meio de um potenci\u00f4metro com seu pino central ligado no pino A0 e suas
\nextremidades ligadas em 5 V e GND. Conforme mudan\u00e7a da posi\u00e7\u00e3o do potenci\u00f4metro a
\nluminosidade do LED deve aumentar ou diminuir. Por exemplo, se ele estiver na metade de sua
\nexcurs\u00e3o, o LED dever\u00e1 estar com 50 % de sua luminosidade. Envie seu programa para o
\nArduino e teste seu funcionamento.
\nN\u00e3o se esque\u00e7a de colocar um resistor de 220 O em s\u00e9rie com o LED para limitar a corrente.
\n2.2 Crie um programa para Arduino Uno para o controle da luminosidade de um LED ligado no
\npino 10 por meio da comunica\u00e7\u00e3o serial. O comando a ser enviado dever\u00e1 ser em ASCII,
\nsempre com 3 caracteres entre 000 e 255, indicando do brilho do LED m\u00ednimo e m\u00e1ximo,
\nrespectivamente.
\nEnvie seu programa para o Arduino e teste seu funcionamento.
\nN\u00e3o se esque\u00e7a de colocar um resistor de 220 O em s\u00e9rie com o LED para limitar a corrente.
\nChecklist:
\nRealize a elabora\u00e7\u00e3o dos c\u00f3digos conforme orientado.
\nMonte os circuitos necess\u00e1rios para que seja poss\u00edvel testar os algoritmos elaborados.
\nEnvie o programa para o arduino e realize diversos testes de funcionamento.
\nRealize a elabora\u00e7\u00e3o dos c\u00f3digos conforme orientado.
\nMonte os circuitos necess\u00e1rios para que seja poss\u00edvel testar os algoritmos elaborados.
\nEnvie o programa para o arduino e realize diversos testes de funcionamento.
\nProcedimento\/Atividade n\u00ba 2 (Somente Virtual)
\nAtividade proposta:
\nA proposta da atividade \u00e9 desenvolver o conhecimento para aplicar o Arduino a um projeto real
\nutilizando a linguagem de programa\u00e7\u00e3o C, desenvolvendo um projeto completo Monitor de
\nUmidade do Solo aplica os conhecimentos adquiridos para utilizar o Arduino e suas sa\u00eddas
\nDigitais e anal\u00f3gicas abrindo um mundo de possibilidades.
\nProcedimentos para a realiza\u00e7\u00e3o da atividade:
\nPara realizar o desenvolvimento Monitor de Umidade do Solo com o Arduino vamos precisar
\nseparar os componentes necess\u00e1rios para a constru\u00e7\u00e3o do circuito, separando seus
\ncomponentes e realizando suas conex\u00f5es e por fim vamos construir o algoritmo de programa\u00e7\u00e3o
\npara realizar a opera\u00e7\u00e3o. Todo esse processo deve ser realizado no Tinkercad, criando um
\nnovo projeto do tipo \u201cCircuito\u201d
\n1. Componentes para o Projeto:
\nPara construir este projeto precisamos dos seguintes componentes:
\n\uf0b7 1 ARDUINO;
\n\uf0b7 1 PROTOBOARD ;
\n\uf0b7 5 LEDS, sendo:
\n1 VERMELHO, 1 AMARELO, 1 LARANJA, 1 AZUL e 1 VERDE;
\n\uf0b7 5 resistores de 220 Ohms;
\n\uf0b7 M\u00d3DULO SENSOR DE UMIDADE DO SOLO;
\nSepare-os para realizar as conex\u00f5es.
\n2. Conex\u00f5es a serem realizadas:
\na. Conecte as sa\u00eddas 9,10,11, 12 e 13 ao \u00e2nodo do LED;
\nb. Crie a conex\u00e3o do catodo dos LEDS para os Resistor de 220 Ohms;
\nc. Conecte o outro terminal dos Resistores ao GND (Negativo) do Arduino;
\nd. Crie as conex\u00f5es de forma organizada e limpa;
\ne. Conecte o Pino VCC do Sensor de Umidade de Solo na porta A0;
\nf. Conecte o Pino GND do Sensor de Umidade de Solo no GND do Arduino;
\ng. Conecte o Pino SIG do Sensor de Umidade na Porta A1;
\n3. Algoritmo na linguagem C:
\nAo iniciar o desenvolvimento de c\u00f3digo texto voc\u00ea ter\u00e1 as duas fun\u00e7\u00f5es padr\u00f5es
\ndo Arduino a Setup() e a Loop()
\na. Defina as vari\u00e1veis antes do bloco void setup():
\n\uf0b7 Crie uma vari\u00e1vel para armazenar o valor do Sinal de Umidade
\nchamado umidade com valor 0;
\n\uf0b7 Crie a vari\u00e1vel led_vermelho com a porta 13;
\n\uf0b7 Crie a vari\u00e1vel led_amarelo com a porta 12;
\n\uf0b7 Crie a vari\u00e1vel led_laranja com a porta 11;
\n\uf0b7 Crie a vari\u00e1vel led_azul com a porta 10;
\n\uf0b7 Crie a vari\u00e1vel led_verde com a porta 9;
\n\uf0b7 Crie uma vari\u00e1vel pin_vcc com a porta A0;
\n\uf0b7 Crie uma vari\u00e1vel pin_sensor com a porta A1
\nAs vari\u00e1veis com nome inicial led_ realizar\u00e1 o controle para acender cada LED
\n\u00e0 medida que o valor da vari\u00e1vel umidade for alterado, j\u00e1 o pin_vcc e
\npin_sensor ser\u00e3o os de controle do sensor de umidade.
\nb. No bloco void setup(), crie as defini\u00e7\u00f5es para as portas, utilize-as da
\nseguinte forma:
\n\uf0b7 Defina as vari\u00e1veis com inicio led_ como sa\u00edda;
\n\uf0b7 Defina o pin_vcc como sa\u00edda;
\n\uf0b7 Defina o pin_sensor como entrada;
\n\uf0b7 Defina Serial.begin(9600); para que possamos verificar no meio do
\nprocesso os valores gerados pelo sensor de umidade.
\nc. E por fim, construa a execu\u00e7\u00e3o das a\u00e7\u00f5es do seu c\u00f3digo dentro do bloco
\nvoid loop() utilizando as fun\u00e7\u00f5es digitais e anal\u00f3gica do arduino;
\n\uf0b7 Inicie o c\u00f3digo aplicando tens\u00e3o no pin_vcc;
\n\uf0b7 Aplique a vari\u00e1vel umidade criada os valores do pin_sensor com a
\nfun\u00e7\u00e3o AnalogRead;
\n\uf0b7 Crie uma linha com o c\u00f3digo Serial.println(umidade); para verificar
\nos valores da vari\u00e1vel umidade no monitor serial;
\n\uf0b7 Defina que todos os leds estar\u00e3o desligados ainda neste momento
\n\uf0b7 Crie os blocos de verifica\u00e7\u00e3o para acender cada led em um
\ndeterminado par\u00e2metro, utilize as seguintes regras:
\nSe menor que 200 acender\u00e1 o led_vermelho
\nSe menor que 400 acender\u00e1 o led_amarelo
\nSe menor que 600 acender\u00e1 o led_laranja
\nSe menor que 800 acender\u00e1 o led_azul
\nSe for diferente destes valores acenda o led_verde
\nAp\u00f3s seguir todas as etapas, execute a simula\u00e7\u00e3o para ver a opera\u00e7\u00e3o.
\nO Projeto deve ligar o led_vermelho quando a vari\u00e1vel umidade estiver menor que 200 e a medida
\nque \u00e9 aplicado os valores controlados pela barra de controle no simulador do sensor de umidade,
\nir\u00e1 acender os leds na sequ\u00eancia de amarelo, laranja, azul e verde.
\nO circuito ser\u00e1 um loop infinito e manter\u00e1 a luz acesa conforme os valores recebidos na vari\u00e1vel
\numidade.
\nChecklist:
\nRealizar as separa\u00e7\u00f5es dos componentes necess\u00e1rios para o projeto;
\nRealizar as conex\u00f5es do circuito eletr\u00f4nico;
\nRealizar a elabora\u00e7\u00e3o do c\u00f3digo de programa\u00e7\u00e3o C;
\nExecutar o projeto;
\nVerificar se o projeto segue o escopo planejando.
\nResultados de Aprendizagem:
\nRESULTADOS
\nCompreender como \u00e9 o processo de desenvolvimento de firmware para microcontroladores,
\nutilizando a plataforma Arduino para o projeto de sistemas de controle variados, que podem ser
\nreproduzidos facilmente, utilizando todas as funcionalidades existentes em um microcontrolador.
\nROTEIRO DE AULA PR\u00c1TICA 4
\nNOME DA DISCIPLINA: SISTEMAS DIGITAIS E MICROPROCESSADORES
\nUnidade: PROGRAMA\u00c7\u00c3O DE MICROPROCESSADORES E MICROCONTROLADORES
\nSe\u00e7\u00e3o: NOVAS ARQUITETURAS E TEND\u00caNCIAS
\nOBJETIVOS
\nDefini\u00e7\u00e3o dos objetivos da aula pr\u00e1tica:
\nCompreender o funcionamento de um microcontrolador, realizando a programa\u00e7\u00e3o de algoritmos
\nem um Arduino
\nINFRAESTRUTURA
\nInstala\u00e7\u00f5es \u2013 Materiais de consumo \u2013 Equipamentos:
\nSISTEMAS EL\u00c9TRICOS, ELETR\u00d4NICOS E AUTOMA\u00c7\u00c3O
\nMateriais de consumo:
\n\u2022 ARDUINO UNO R3 + CABO USB
\n~ 1 por grupo
\n\u2022 KIT JUMPER MACHO\/MACHO PARA PROTOBOARD
\n~ 1 por grupo
\n\u2022 MODULO DS1302 RELOGIO TEMPO REAL ARDUINO
\n~ 1 por grupo
\n\u2022 PROTO BOARD 2420 PONTOS
\n~ 1 por grupo
\n\u2022 RESISTOR 1000000 OHM
\n~ 1 por grupo
\n\u2022 SENSOR DHT11 DE TEMPERATURA E UMIDADE PARA ARDUINO
\n~ 1 por grupo
\nSOLU\u00c7\u00c3O DIGITAL
\n\u2022 ARDUINO SOFTWARE (IDE) (Software)
\nArduino Software (IDE): ambiente de desenvolvimento integrado (IDE) para a plataforma
\nArduino, permitindo a cria\u00e7\u00e3o de programas para controlar dispositivos eletr\u00f4nicos.
\nEQUIPAMENTO DE PROTE\u00c7\u00c3O INDIVIDUAL (EPI)
\nN\u00e3o se aplica.
\nPROCEDIMENTOS PR\u00c1TICOS
\nProcedimento\/Atividade n\u00ba 1 (Somente F\u00edsico)
\nAtividade proposta:
\nRel\u00f3gio em tempo real e sensor de temperatura e umidade
\nEsta\u00e7\u00e3o meteorol\u00f3gica
\nProcedimentos para a realiza\u00e7\u00e3o da atividade:
\n1- Crie um programa para Arduino Uno que realiza a leitura de data e hora do m\u00f3dulo rel\u00f3gio
\nem tempo real DS1302 e a envia na serial juntamente com a temperatura e umidade medidas
\npelo sensor DHT11 a cada 1 minuto. Saiba que o sensor demora alguns segundos para realizar
\na medida, ent\u00e3o leia a data e hora do m\u00f3dulo para fazer a amostragem com precis\u00e3o 1 min.
\nN\u00e3o utilize a fun\u00e7\u00e3o delay. Envie seu programa para o Arduino e teste seu funcionamento. N\u00e3o
\nse esque\u00e7a de colocar um resistor de pull-up no pino de dados do DHT11.
\n2- Crie um programa para Arduino Uno que simula uma esta\u00e7\u00e3o meteorol\u00f3gica, utilizando o
\nm\u00f3dulo rel\u00f3gio em tempo real DS1302 e o sensor de temperatura e umidade DHT11. A cada 1
\nmin deve ser feita uma medida de umidade e temperatura, que deve ser enviada via porta serial
\njuntamente com data e hora da medida. Saiba que o sensor demora alguns segundos para
\nrealizar a medida, ent\u00e3o leia a data e hora do m\u00f3dulo para fazer a amostragem com precis\u00e3o 1
\nm. N\u00e3o utilize a fun\u00e7\u00e3o delay.
\nSalve os dados de data e hora na mem\u00f3ria EEPROM do Arduino juntamente com o valor de
\ntemperatura e umidade. Para a data utilize 1 byte para o dia, um para o m\u00eas, um para o ano
\n(considere apenas os d\u00edgitos decimais), um para hora e um para os minutos, totalizando 5
\nbytes.
\nUtilize mais dois bytes, um para a temperatura em \u00baC e um para a umidade em %,
\ndesconsiderando as casas decimais.
\nFa\u00e7a uma l\u00f3gica para evitar o estouro da EEPROM e fa\u00e7a com que ao receber o caractere \u201cL\u201d
\nvia serial, o microcontrolador retorne todos os dados armazenados. No momento que os dados
\nforem lidos, eles podem ser apagados ou escritos novos dados sobre eles.
\nEnvie seu programa para o Arduino e teste seu funcionamento.
\nObs.: A mem\u00f3ria EEPROM do Arduino Uno possui 1024 posi\u00e7\u00f5es (0 a 1023) de 1 byte cada.
\nChecklist:
\nRealize a elabora\u00e7\u00e3o dos c\u00f3digos conforme orientado.
\nMonte os circuitos necess\u00e1rios para que seja poss\u00edvel testar os algoritmos elaborados.
\nEnvie o programa para o arduino e realize diversos testes de funcionamento.
\nRealize a elabora\u00e7\u00e3o dos c\u00f3digos conforme orientado.
\nMonte os circuitos necess\u00e1rios para que seja poss\u00edvel testar os algoritmos elaborados.
\nEnvie o programa para o arduino e realize diversos testes de funcionamento.
\nRESULTADOS
\nResultados de Aprendizagem:
\nCompreender como \u00e9 o processo de desenvolvimento de firmware para microcontroladores,
\nutilizando a plataforma Arduino para o projeto de sistemas de controle variados, que podem ser
\nreproduzidos facilmente, utilizando todas as funcionalidades existentes em um microcontrolador.
\nROTEIRO DE AULA PR\u00c1TICA 5
\nNOME DA DISCIPLINA: SISTEMAS DIGITAIS E MICROPROCESSADORES
\nUnidade: PROGRAMA\u00c7\u00c3O DE MICROPROCESSADORES E MICROCONTROLADORES
\nSe\u00e7\u00e3o: APLICA\u00c7\u00d5ES PARA PROCESSADORES ARM
\nOBJETIVOS
\nDefini\u00e7\u00e3o dos objetivos da aula pr\u00e1tica:
\nCompreender o funcionamento de um microcontrolador, realizando a programa\u00e7\u00e3o de algoritmos
\nem um Arduino
\nINFRAESTRUTURA
\nInstala\u00e7\u00f5es \u2013 Materiais de consumo \u2013 Equipamentos:
\nSISTEMAS EL\u00c9TRICOS, ELETR\u00d4NICOS E AUTOMA\u00c7\u00c3O
\nMateriais de consumo:
\n\u2022 ARDUINO UNO R3 + CABO USB
\n~ 1 por grupo
\n\u2022 KIT JUMPER MACHO\/MACHO PARA PROTOBOARD
\n~ 1 por grupo
\n\u2022 PROTO BOARD 2420 PONTOS
\n~ 1 por grupo
\n\u2022 RESISTOR 220 OHM
\n~ 3 por grupo
\n\u2022 LED RGB 5 MM
\n~ 1 por grupo
\n\u2022 SENSOR HC-SR04 MEDIDOR DE DIST\u00c2NCIA POR ULTRASOM PARA ARDUINO
\n~ 1 por grupo
\nSOLU\u00c7\u00c3O DIGITAL
\n2
\n\u2022 ARDUINO SOFTWARE (IDE) (Software)
\nArduino Software (IDE): ambiente de desenvolvimento integrado (IDE) para a plataforma
\nArduino, permitindo a cria\u00e7\u00e3o de programas para controlar dispositivos eletr\u00f4nicos.
\n\u2022 TINKERCAD (Software)
\nPrograma de modelagem tridimensional online gratuito que roda em um navegador da web,
\nconhecido por sua simplicidade e facilidade de uso.
\nEQUIPAMENTO DE PROTE\u00c7\u00c3O INDIVIDUAL (EPI)
\nN\u00e3o se aplica
\nPROCEDIMENTOS PR\u00c1TICOS
\nProcedimento\/Atividade n\u00ba 1 (Somente F\u00edsico)
\nAtividade proposta:
\nSensor ultrassom com LED RGB.
\nSensor ultrassom com timer.
\nProcedimentos para a realiza\u00e7\u00e3o da atividade:
\n1- Crie um programa para Arduino Uno que indica por meio de um LED RGB a dist\u00e2ncia medida
\npelo sensor ultrass\u00f4nico. Para esse experimento, quando um objeto estiver a mais de 50 cm a
\ncor do LED deve ser totalmente verde.
\nCom a redu\u00e7\u00e3o da dist\u00e2ncia a cor do LED deve ir ficando amarela at\u00e9 a dist\u00e2ncia de 25 cm,
\nquando se torna totalmente amarela. A partir desse ponto, o LED deve ir se tornando vermelho
\ncom a aproxima\u00e7\u00e3o do objeto e se tornar totalmente vermelho quando a dist\u00e2ncia for inferior a 5
\ncm.
\nEnvie seu programa para o Arduino e teste seu funcionamento.
\nPara ligar o LED RGB utilize os pinos 9, 10 e 11 do Arduino, que possuem sa\u00eddas PWM.
\nN\u00e3o se esque\u00e7a de colocar um resistor em s\u00e9rie com cada cor do LED para limitar a corrente
\nque passa por ele.
\n2- Crie um programa para Arduino Uno que realiza a leitura da dist\u00e2ncia medida pelo sensor
\nultrass\u00f4nico e a envie via serial a cada 1 s.
\nAula pr\u00e1tica Sistemas digitais e microprocessadores
\nA medida deve estar em cent\u00edmetros. Programe tamb\u00e9m o LED ligado ao pino 13 do Arduino
\npara piscar com velocidade proporcional a dist\u00e2ncia.
\nAssim, quando a dist\u00e2ncia medida pelo sensor for de 50 cm ou mais, o LED dever\u00e1 mudar seu
\nestado a cada 1 s.
\nCom a redu\u00e7\u00e3o da dist\u00e2ncia esse per\u00edodo deve mudar proporcionalmente.
\nPerceba que voc\u00ea deve ter duas bases de tempo nesse programa, uma para amostragem e
\nenvio da dist\u00e2ncia via serial e outra para o LED, para isso utilize uma interrup\u00e7\u00e3o do timer para
\nte ajudar.
\nEnvie seu programa para o Arduino e teste seu funcionamento.
\nChecklist:
\nRealize a elabora\u00e7\u00e3o dos c\u00f3digos conforme orientado.
\nMonte os circuitos necess\u00e1rios para que seja poss\u00edvel testar os algoritmos elaborados.
\nEnvie o programa para o arduino e realize diversos testes de funcionamento.
\nProcedimento\/Atividade n\u00ba 1 (Somente Virtual)
\nAtividade proposta:
\nSensor ultrassom com LED RGB.
\nProcedimentos para a realiza\u00e7\u00e3o da atividade:
\nPara realizar essa simula\u00e7\u00e3o, ser\u00e1 necess\u00e1rio criar um novo projeto do tipo \u201cCircuito\u201d no
\nTinkercad. Feito isso, adicione os seguintes elementos na montagem:
\n1 Arduino Uno R3
\n1 Placa de ensaio pequena
\n1 LED RGB
\n3 Resistores de 220 Ohms
\n1 Sensor de dist\u00e2ncia ultrass\u00f4nico<\/p>\n
Aula pr\u00e1tica Sistemas digitais e microprocessadores
\nAdicionados o elementos, posicione os resistores, LED e sensor na protoboard corretamente,
\nrealizando as liga\u00e7\u00f5es necess\u00e1rias no Arduino. Para ligar o LED RGB utilize os pinos 9, 10 e 11
\ndo Arduino, que possuem sa\u00eddas PWM. O sinal do sensor de dist\u00e2ncia pode ser ligado no pino
\nde sua prefer\u00eancia, evitando os pinos 0, 1 e 13, al\u00e9m dos j\u00e1 utilizados para o LED.
\nO procedimento a ser realizado \u00e9 o seguinte:
\nCrie um programa para Arduino Uno que indica por meio de um LED RGB a dist\u00e2ncia medida
\npelo sensor ultrass\u00f4nico. Para esse experimento, quando um objeto estiver a mais de 50 cm a
\ncor do LED deve ser totalmente verde.
\nCom a redu\u00e7\u00e3o da dist\u00e2ncia a cor do LED deve ir ficando amarela at\u00e9 a dist\u00e2ncia de 25 cm,
\nquando se torna totalmente amarela. A partir desse ponto, o LED deve ir se tornando vermelho
\ncom a aproxima\u00e7\u00e3o do objeto e se tornar totalmente vermelho quando a dist\u00e2ncia for inferior a 5
\ncm.
\nElaborado o c\u00f3digo, realize a simula\u00e7\u00e3o no Tinkercad, clicando sobre o sensor ultrass\u00f4nico para
\najustar a dist\u00e2ncia que ele estar\u00e1 medindo.
\nN\u00e3o se esque\u00e7a de colocar um resistor de 220 Ohms em s\u00e9rie com cada cor do LED para limitar
\na corrente que passa por ele.
\nPara que o circuito funcione no Tinkercad, fa\u00e7a uma pesqusia sobre como fazer que o sensor
\nde dist\u00e2ncia ultrass\u00f4nico funcione. Com isso, ser\u00e1 possivel elaborar a l\u00f3gica necess\u00e1ria para
\nque o sistema funcione como o desejado.
\nChecklist:
\nRealize a elabora\u00e7\u00e3o dos c\u00f3digos conforme orientado.
\nMonte os circuitos necess\u00e1rios no simulador para que seja poss\u00edvel testar os algoritmos
\nelaborados.
\nRealize a simula\u00e7\u00e3o a fim de verificar o funcionamento da montagem.
\nRESULTADOS
\nResultados de Aprendizagem:
\nCompreender como \u00e9 o processo de desenvolvimento de firmware para microcontroladores,
\nutilizando a plataforma Arduino para o projeto de sistemas de controle variados, que podem ser
\nreproduzidos facilmente, utilizando todas as funcionalidades existentes em um microcontrolador.<\/p>\n
\n
\n
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