Desenvolvimento de conteúdos didáticos para o microcontrolador C8051F388

Abstract

Os microcontroladores, processadores integrados com memória e circuitos periféricos adicionais, encontram-se hoje em dia nas mais diversas aplicações. Desde pequenos dispositivos como smartwatches, wearables e leitores de música, a maiores e extremamente complexos, com múltiplos subsistemas, como automóveis, aeronaves e scanners de ressonância magnética. Dada esta importância, o conhecimento e capacidade de programação de microcontroladores é uma valência importante na formação em Engenharia Eletrónica. Como introdução a esta temática aos estudantes do curso de Engenharia Eletrónica Industrial e Computadores da Universidade Do Minho, é lecionada a programação, na linguagem Assembly, de um microcontrolador de 8-bit com uma arquitetura baseada no Intel MCS-51, mais conhecido como 8051. Esta é uma arquitetura bastante popular, que despoletou diversas derivações por diferentes fabricantes. Uma destas é o C8051F388 da Silicon Labs, que se pretende introduzir à disciplina de Microcontroladores, visto ser uma versão mais recente, com diversos periféricos que tem a mais valia de, em conjunto de um módulo de debug, permitir durante a depuração do código ter completo conhecimento do estado do microcontrolador. Como tal, é necessário atualizar os conteúdos didáticos utilizados. Esta dissertação analisa as características microcontrolador e os seus diversos periféricos, apresentando como efetuar a sua configuração e códigos de exemplo. Sendo apresentado também um conjunto de guias, com o objetivo de preparar os alunos a criar os seus próprios projetos e fazer a sua depuração, assim como familiariza-los à forma de configurar este microcontrolador e das ferramentas a auxiliar a esta tarefa.

Microcontrollers, processors integrated with memory and additional peripheral circuits, nowadays are found on various applications. From small devices like smartwatches, wearables and music players, to bigger and extremely complex ones, with multiple subsystems, like automobiles, airships and magnetic ressonance imaging scanners. Due to its importance, the knowledge and programming of microcontrollers is an important skill in the formation in Eletronics Engineering. As an introduction on this topic to the students of the Engenharia Eletrónica Industrial e Computadores course of Universidade do Minho, it is teached the programming, in Assembly language, of a 8-bit microcontroller with an architecture based on the Intel MCS-51, better known as 8051. This is a very popular architecture, which caused various variations from different manufacturers. One of these is the C8051F388 from Silicon Labs, which is intended to be added to the Microcontroladores class, since it’s a more recent version, with a number of different peripherals, which has the advantage of, combined with a debug USB module, providing complete knowledge of the state of the microcontroller during the debugging of the code. As such, it is necessary to update the teaching materials used. This dissertation analyses the characteristics of this microcontroller aswell as its various peripherals, showing how its configured and example codes. Following with a group of guides, with the objective of preparing the students to create their own projects and its debugging, aswell as familiarize them to how the configuration of this microcontroller is done and the tools available to help in this task.