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Programando para Controle de dispositivos pelo Computador

Luis Claudio Gamba Lopes

Informtica Industrial/Automao SDM - Sistemas Digitais e Microprocessados

CEFET-MG Campus III - Leopoldina

10 de setembro de 2009

Sumrio

1 Introduo

1

2 Portas de Comunicao do Computador e suas caractersticas 2.1 2.2 2.3 Caractersticas Eltricas Porta Paralela . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Caractersticas Eltricas Porta Serial . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Caractersticas Eltricas Porta USB . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2 3 5 6

3 Hardware para Acionamento de Dispositivos Externos 3.1 Circuito de Potncia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

7 7

4 Porta Paralela 4.1 4.2 Hardware . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Programao . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

9 9 10

5 Porta Serial 5.1 Hardware . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.1.1 5.1.2 5.1.3 Condicionamento de Sinal RS232/TTL . . . . . . . . . . . . . . . . . Circuito Microcontrolado (PIC) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Transmisso por Infravermelho (IR) . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

11 11 11 12 14

1

5.1.4 5.2

Transmisso por Rdio Freqncia (RF) . . . . . . . . . . . . . . . . .

15 17 17 18

Programao . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.2.1 5.2.2 Microcontrolador (PIC) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . PC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

6 Porta USB (Emulando Serial) 6.1 6.2 Hardware . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Programao . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

19 19 20

A Cdigos fontes Pic A.1 Serial . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

22 22

B Cdigos fontes PC B.1 Paralela Linux . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

24 24 24 25 26

B.2 Paralela Windows

B.3 Serial Linux . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . B.4 Serial Windows . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

C Microcontrolador PIC16F628A C.1 Congurao das Portas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . C.2 Congurao Interrupes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . C.3 Congurao Porta Serial Assncrona . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

28 37 38 39

D Componentes D.1 Alguns Componentes Utilizados . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

41 41

2

D.1.1 Resistor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . D.1.2 Interruptor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . D.1.3 Diodo e LED . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . D.1.4 Transistor Bipolar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . D.1.5 Capacitor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . D.1.6 Regulador de Tenso . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . D.1.7 Rel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . D.1.8 Conversor RS232/TTL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

41 42 42 44 44 45 46 47

3

Lista de Figuras2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7 2.8 Porta Paralela . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Porta Serial . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Porta USB . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Pinagem Porta Paralela . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Pinagem Porta Serial (DB9 Macho PC) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Conexo Porta Serial . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Sinais da porta serial . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Pinagem Porta USB . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 2 3 4 5 5 6 6

3.1

Circuito de acionamento de dispostivos de potncia . . . . . . . . . . . . . . .

8

4.1 4.2

Circuito Porta Paralela . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Foto Circuito Porta Paralela . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

9 10

5.1 5.2 5.3 5.4 5.5

Conversor RS232/TTL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . PIC porta serial . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Foto PIC porta serial . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Circuito de comunicao Infravermelho . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Foto do Foto-diodo e mdulo receptor infravermelho . . . . . . . . . . . . . .

12 13 13 14 14

4

5.6 5.7 5.8 5.9

Circuito transmissor rdio frequncia PC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Circuito transmissor rdio frequncia PIC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Circuito receptor de rdio frequncia acionando 2 motores . . . . . . . . . . . Foto dos mdulos receptor e transmissor de rdio frequncia . . . . . . . . . .

15 16 17 17 18

5.10 Programa terinal gtkterm (linux) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

6.1

PIC porta USB . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

20

C.1 Pinagem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . C.2 Foto Pic . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . C.3 Diagrama Interno do PIC16F628 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . C.4 PORTA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . C.5 PORTB . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . C.6 memoria . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . C.7 Bank 0 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . C.8 Bank 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . C.9 Opcodes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . C.10 Congurao PORTA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . C.11 Congurao PORTB . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . C.12 Congurao interrupes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . C.13 Congurao Transmisso Serial . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

30 30 31 32 33 34 35 36 37 38 38 39 39 40 40

C.14 Congurao Recepo Serial . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . C.15 Congurao Velocidade Serial . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

5

D.1 Smbolo Resistor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . D.2 Foto Resistor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . D.3 Smbolo Interruptor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . D.4 Foto Interruptor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . D.5 Smbolo Diodo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . D.6 Foto Diodo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . D.7 Smbolo LED . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . D.8 Foto LED . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . D.9 Smbolo Transistor NPN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . D.10 Foto Transistor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . D.11 Smbolo Capacitor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . D.12 Foto Capacitor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

41 41 42 42 43 43 43 43 44 44 44 45 45 46 46 47 47

D.13 Smbolo Regulador de Tenso . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . D.14 Foto Regulador de Tenso . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . D.15 Smbolo Rel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . D.16 Foto Rel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . D.17 Conversor RS232/TTL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

6

Lista de Tabelas2.1 2.2 2.3 2.4 Tipos de Operao da porta paralela . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Pinos da porta paralela . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Tipos de porta paralela . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Congurao porta Serial . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 4 5 6

C.1 Microcontrollers Memory

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

28 28 29 29

C.2 Microcontroller Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . C.3 Special Microcontroller Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . C.4 Peripheral Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

D.1 Cdigo de Cores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

42

7

Resumo

Esse material tem como objetivo introduzir os conceitos bsicos do uso de portas de comunicao de um computador, a programao necessria para criao dos softwares e o hardware bsico para acesso e controle das portas . Os exemplos utilizados so vlidos para os sistemas operacionais Linux e Windows, mas podem ser convertidos para outros sistemas.

Captulo 1 IntroduoEste documento tem como objetivo fornecer uma introduo a programao para contro

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