A CPU-8051-USB faz parte de um projeto eletrônico modular desenvolvido pela Control Chip e destinado à laboratórios do curso de engenharia. Renomadas instituições de ensino adotaram em seus laboratórios de engenharia, porem em 2024 a ControlChip foi "Re-paginada" passando a dar foco exclusivo no desenvolvimento de projetos eletrônicos e montagem de placas eletrônicas, e portanto, esse produto não é mais comercializado, sendo essa a razão de estar sendo exposta aqui com profundidade.
Alem da CPU foram projetados tambem diversos periféricos que podem ser acopladas a CPU e nesta imagem vemos 3 periféricos alem da CPU microcontrolada.
Alem da CPU foram projetados tambem diversos periféricos que podem ser acopladas a CPU e nesta imagem vemos 3 periféricos alem da CPU microcontrolada.
- Módulo de display 7 Segmentos multiplexados.
- Módulo de Leds e Botões.
- Módulo de display LCD.
Microcontrolador 8051 e as caracteristicas da CPU
O Microcontrolador 8051 utilizado nesse Projeto eletrônico é o AT89S52 para executar os programas do usuário e um segundo microcontrolador que é totalmente transparente ao usuario é utilizado para gerenciar o protocolo de gravação ISP e interfaceamento USB com sofware.As principais características desta placa eletrônica são:
- Gravação In Circuit via USB
- Memória de Programa de 8Kbytes
- Serial RS232 disponível ao usuário.
- Clock de 110592MHz para Baud Rates comuns
- 1 Leds direto na CPU
- 1 Botão direto na CPU
- Leds de Status Ligado / em gravação
- Conector de acesso a todos os ports do 8051
Microcontrolador 8051 e o Esquemático da placa.
Nesta imagem vemos o circuito eletrônico com todas as ligações dessa placa. Repare que no Port P0 ja estão contemplados resistores de pull-up uma vez que o Port P0 inteiro é open Drain.Podemos observar tambem um segundo microcontrolador no circuito (AT90USB162) que de um lado esta ligado ao conector USB e de outro lado aos pinos de programação MISO e MOSI do AT89S52, sendo esse o responsável por cuidar de todo o processo de gravação bem como a integração USB da placa. Um firmware foi desenvolvido para o AT90USB162 viabilizando de um lado a comunicação USB via HID em cima de um protocolo criado pela ControlChip e de outro lado a geração dos sinais MISO e MOSI para gravação do flash do alvo via protocolo ISP.
Gerber da cpu do microcontrolador 8051.
Vemos nessa imagem o gerber final que foi gerado para fabricação da PCI, sendo possivel visualizar 2 layers nessa placa eletrônica.A geração dos arquivos gerbers só é possível depois do cumprimento de algumas etapas anteriores:
- Definição de 100% do circuito eletrônico e criação do esquemático.
- Geração do arquivo Board com base no esquemático ja finalizado.
- Execução de 100% do Roteamento e serigrafia da placa.
Gerbers x Placa de circuito impresso Real
Aqui podemos observar de um lado os arquivos Gerbers que foram o resultado do roteamento da placa, e do outro lado a placa real que foi fabricada com esses base nesses arquivos.
Repare que nos gerbers vemos as trilhas das 2 faces da placa (Top e Bottom) e na foto da PCI vemos apenas as trilhas Top, pois as Bottom estão no lado debaixo da placa.
Estando com a PCI em mãos o próximo passo é a execução da montagem da placa protótipo para então se iniciar o desenvolvimento do(s) firmwares.
Microcontrolador 8051 e as Conexões com a CPU
O interessante desse projeto eletrônico é que ele é totalmente modular e possui diversos periféricos externos que possibilitam a abordagem de todos os conceitos sobre sistemas microcontrolados na prática.
Outro aspecto importante é que temos total acesso a todos os ports do microcontrolador e portanto podemos conectá-lo a qualquer circuito externo para controle, inclusive para montagem em protoboard, sendo assim um kit de prototipação completo.
Como esta placa ja possui um gravador embutido e com suporte USB, o usuário pode manter a USB conectada ao computador e ir alterando seu programa e gravando em tempo real conforme sua implementação de código vai evoluindo, sem a necessidade de colocar nem mesmo a mão na placa.
