Apostila sobre os microcontroladores Tiva C

TIVA C

Com o avanço tecnológico da eletrônica e dos dispositivos controlados através de meios digitais, cada vez mais se mostra necessário o surgimento de microcontroladores com maior capacidade de processamento e de comunicação com outros dispositivos.

Como pôde ser visto através do “Relatório do Estudo sobre o Mercado Brasileiro de Desenvolvimento de Sistemas Embarcados – 2014” no capítulo de Microprocessadores, na atualidade, o mercado nacional está optando cada vez mais por microcontroladores de 32 bits, dos quais a Texas Instruments recebeu amplo destaque devido à familiaridade e utilização pelos desenvolvedores. O relatório realizado pelo Embarcados também demonstrou uma grande tendência em atualização de projetos que utilizavam processadores de 8 ou 16 bits para 32 bits.

Visando introduzir conhecimentos básicos à utilização dos microcontroladores com alto poder de processamento da série ARM Cortex-M4 Tiva C da Texas Instruments, esta apostila fornecerá meios para que os programadores da área, sejam iniciantes ou experientes, instalem os softwares adequados, utilizem os exemplos fornecidos pelo fabricante, criem seus próprios projetos e utilizem periféricos do microcontrolador como GPIO, UART, Interrupção e Timer.

Proposta da Apostila

A apostila Introdução  aos microcontroladores ARM Cortex-M4 TIVA C Series da Texas Instruments que pode ser baixada gratuitamente neste link. Trata de maneira simples e didática todos os conceitos iniciais necessários para desenvolvedores que nunca tenham utilizado o microcontrolador ou seus softwares relacionados. Na apostila é realizada uma breve introdução sobre o núcleo ARM utilizado, características elétricas, periféricos do microcontrolador, utilização do compilador Code Composer Studio v6, utilização do software terminal de comunicação serial Putty, utilização e características da TivaWare e, finalmente, como criar projetos e utilizar os periféricos GPIO, UART, Interrupção e Timer através de exemplos práticos.

Todos os softwares utilizados são disponíveis gratuitamente e na apostila é descrito onde realizar os respectivos downloads, como instalar e utilizá-los para as aplicações demonstradas. Dessa forma a apostila fornece um caminho rápido a ser seguido para iniciar a programação do microcontrolador e evita que o desenvolvedor tenha que buscar esses softwares pela internet em sites não oficias, ou desatualizados, e evita contratempos com problemas de instalação.

Os exemplos foram dados em modo crescente de nível de dificuldade. De forma em que, utilizando o CCS v6, inicialmente apenas se configuram os pinos do microcontrolador como entrada ou saída para operarem com o LED RGB e com os botões disponíveis na Launchpad TM4C123G. Em um segundo momento é ensinada a utilização da UART como modo de depurar o código, fazendo com que ela se comunique com o computador através do software terminal Putty e logo após são passadas a funções mínimas necessárias para trabalhar com interrupções e Timers. Ao total foram dados três exemplos: um exemplo utilizando GPIO e UART; um exemplo utilizando os periféricos anteriores acrescidos do uso de Interrupções externas; e um último exemplo utilizando os periféricos anteriores acrescidos de um Timer periódico que também gera uma interrupção.

Análise

Baseado nesta apostila, já foram ministrados minicursos de 8 horas na Universidade Federal de Juiz de Fora para graduandos em Engenharia Elétrica, de diversas ênfases, e para o Instituto Federal Sudeste de Minas Gerais, campus Juiz de Fora, para os graduandos em Engenharia Mecatrônica. Dessa forma, foram validados vários aspectos quanto às formas de aprendizado a serem aplicadas a alunos com diferentes níveis de conhecimento e experiência na área. Em ambas as turmas, vários alunos que tinham somente o conhecimento básico de algoritmos conseguiram concretizar os exemplos propostos de maneira que seu primeiro contato com microcontroladores e sistemas embarcados já foi um ARM Cortex-M4.

Além da IDE e forma de programação apresentada, também existem as opções de compilação através do Linux que pode ser melhor descrita em Desenvolvimento embarcado no Debian Linux com LaunchPad Tiva C Series e MSP430 e o software open-source Energia, que se assemelha à forma de programar do Arduino.

Outras formas de aprendizado

Materiais disponíveis pela Texas Instruments

Nos dias atuais, temos que o maior meio de propagação de informação é a internet. Dessa forma, sempre que profissionais ou estudantes da área de sistemas embarcados procuram aprender sobre outros tipos de microcontroladores, este é o meio ao qual, geralmente, sempre recorrem inicialmente. Para aprender sobre sua linha de microcontroladores Tiva C Series baseado na Launchpad EK-TM4C123G, em meio digital, a TI disponibiliza um workshop online que se constitui por uma série de vídeos, em inglês, ordenados em quinze capítulos que explicam e dão exemplos do uso de diversos periféricos do microcontrolador. Estes capítulos em vídeo do workshop foram compilados e publicados no Embarcados pelo Thiago Lima em Microcontroladores Texas Instruments TIVA TM4C123x – Workshop Grátis e com o material disponível para download e outras instruções em Getting Started with the TIVA™ C Series TM4C123G LaunchPad.

Junto ao seu workshop, a TI tem um fórum de dúvidas, o TI E2E Community, onde diversos engenheiros da própria empresa e qualquer um cadastrado podem postar e responder as dúvidas ou questionamentos que surgirem no decorrer do aprendizado e desenvolvimento relacionado aos seus microcontroladores.

Cursos

Através do sistema de aprendizado da EDX, já está em andamento a terceira turma do curso Embedded Systems – Shape the World. O curso ministrado por  Jonathan Valvano e Ramesh Yerraballi, utiliza a IDE Keil e é uma ótima opção para os que possuem certa experiência na área e dominam ou querem aprimorar seu Inglês.

Caso o desenvolvedor não tenha bons conhecimentos da língua inglesa, já existem no Brasil empresas que dão treinamentos presenciais e à distância sobre arquitetura ARM, uma delas é a Techtraining  Engenharia e Treinamentos com as aulas à distância ministradas pelo Alessandro Cunha no curso básico de 40 horas de ARM Cortex-M4.

Livros

Outra fonte de referência muito interessante sobre aplicações básicas com este microcontrolador é o livro de Jonathan W. Valvano Introduction to ARM Cortex-M Microcontrolles. No livro, Valvano descreve os periféricos e sua utilização através de comandos em assembly e em C utilizando diretamente os registradores do microcontrolador.

Em águas um pouco mais profundas, Valvano também já lançou mais dois livros sobre utilização e aplicações em RTOS utilizando a mesma linha de microcontroladores, são eles o Real-Time Interfacing to ARM Cortex-M Microcontrollers e o Real-Time Operating for ARM Cortex-M Microcontrollers, todos disponíveis para venda na Amazon.

apostila-ARM Cortex-M4-TIVA-C-livros

Sem dúvidas, uma excelente referência para quem também tem facilidade com o inglês e adora “escovar uns bits” em seus projetos!

Veja + conteúdo

Graduado em Engenharia Elétrica e cursando o Mestrado pela Universidade Federal de Juiz de Fora. Iniciei no mundo da eletrônica, logo cedo, através do SENAI em um curso profissionalizante de Eletroeletrônica e seguindo rapidamente com o Técnico em Eletrotécnica pelo IF Sudeste MG. Atuo na área de sistemas embarcados desenvolvendo PCBs com foco em EMC e firmwares em C, atuando hoje como coordenador do departamento de Hardware na empresa Smarti9.

Licença Creative Commons Esta obra está licenciada com uma Licença Creative Commons Atribuição-CompartilhaIgual 4.0 Internacional.

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Themistocles Souza
Themistocles Souza
15/03/2016 00:46

Ótimo trabalho, meus parabéns.

Alessandro Cunha
afcunha
14/03/2016 12:00

Excelente matéria, Stéfano.

Parabéns mesmo pelo material.

Deixa eu aproveitar a sua publicação onde você cita o nosso curso de ARM Básico, ON LINE, 40 horas para oferecer ao público do Portal Embarcados uma promoção relâmpago: quem comprar o curso e anexar um print deste comentário leva a placa Stellaris Launchpad de graça, na sua casa.

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Abraços.

Stéfano Andrade de Souza
Stéfano Andrade
Reply to  afcunha
14/03/2016 12:15

Obrigado caro Alessandro!
Promoção excelente essa ai eim! Recomendo!

Alessandro Cunha
afcunha
Reply to  Stéfano Andrade
14/03/2016 13:05

Que bom que gostou, Stéfano! Vamos ver o que os leitores do Embarcados acham…. Lhe mantenho avisado.

Se quiser divulgar para seus contatos a promoção, eu agradeço.

Abraços.

Felipe Souza Amaral
Felipe Amaral
11/03/2016 10:22

Excelente material. Eu já fiz um mini curso dessa apostila e te falo que é muito boa

Stéfano Andrade de Souza
Stéfano Andrade
Reply to  Felipe Amaral
11/03/2016 19:04

Obrigado Felipe! Fico feliz em ter ajudado!

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