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# MICROCONTROLADORES (STM)

## `Download de Programas:`

{% hint style="warning" %}

### Instalando STM32CUBEIDE

#### Instalando o STM32CubeIDE Code no Windows

1. Acesse o [site oficial da stm32 para baixar o CUBEIDE](https://www.st.com/en/development-tools/stm32cubeide.html).
2. Clique no botão **Get Software** para ir pros instaladores.
3. Veja o instalador para o seu sistema operacional e clique em **Get latest**.
4. Se não estiver logado, a página irá pedir para criar uma conta ou logar com a já existente. Caso não possua conta clique em criar uma nova e preencha de forma padrão.
5. Após isso aguarde até que o download seja feito e depois descompacte o arquivo.
6. Clique no instalador dentro da pasta, ex: **st-stm32cubeide\_versão**...
7. Siga as etapas de instalação aceitando os termos de uso e tudo que puder instalar. Aparecerá uma janela solicitando a instalação de um driver e você deverá aceitar.
8. Após a conclusão, haverá um ícone azul escrito IDE, ao clicar nele o CUBEIDE será aberto.
   {% endhint %}

## `Material Oficial:`

{% hint style="info" %}

### Comandos STM:

* HAL\_GPIO\_WritePin(tipo\_de\_pino, numero\_do\_pino, estado\_do\_pino) - Essa função serve para mandar um pino para HIGH ou LOW. O primeiro parâmetro é se o pino é A, B, C ou D. O segundo parâmetro é o número do pino. O terceiro parâmetro é o valor, tendo GPIO\_PIN\_RESET para 0v e GPIO\_PIN\_SET para 3.3v.
* HAL\_GPIO\_ReadPin(tipo\_de\_pino, numero\_do\_pino,) - Essa função serve para ler o estado de um pino, podendo ser HIGH ou LOW. O primeiro parâmetro é se o pino é A, B, C ou D. O segundo parâmetro é o número do pino. Ele retorna o estado do pino.
* HAL\_GPIO\_TogglePin(tipo\_de\_pino, numero\_do\_pino,) - Essa função serve para inverter o estado de um pino, trocando de LOW para HIGH e HIGH para LOW. O primeiro parâmetro é se o pino é A, B, C ou D. O segundo parâmetro é o número do pino.
* HAL\_TIM\_Base\_Start\_IT(timer) - Essa função serve para iniciar a contagem e interrupção de um timer. O primeiro parâmetro é o endereço do Handler do timer, ex: \&htim1.
* HAL\_TIM\_PeriodElapsedCallback(timer) - Essa função serve para pegar a interrupção do timer por estouro de contagens. O parâmetro recebido é o endereço do Handler do timer, tendo que checar qual timer está fazendo a interrupção (em caso de múltiplas interrupções com o timer).
* HAL\_TIM\_PWM\_Start(timer, canal) - Essa função serve para iniciar o pwm em um canal de um timer. O primeiro parâmetro é o endereço do Handler do timer, ex: \&htim1. O segundo parâmetro serve para indicar qual canal é para ser gerado o pwm.
* HAL\_ADC\_Start(adc) - Essa função serve para iniciar o ADC para poder fazer as leituras. O primeiro parâmetro é o endereço do Handler do ADC, ex: \&hadc1.
* HAL\_ADC\_PollForConversion(adc, timeout) - Essa função serve para aguardar a conversão do ADC. O primeiro parâmetro é o endereço do Handler do ADC, ex: \&hadc1. O segundo parâmetro é o tempo limite de espera, coloque HAL\_MAX\_DELAY.
* HAL\_ADC\_GetValue(adc) - Essa função serve para pegar o valor convertido pelo ADC. O primeiro parâmetro é o endereço do Handler do ADC, ex: \&hadc1. O retorno é o valor convertido pelo ADC.
  {% endhint %}

{% file src="/files/iAbZOiAPaQ7J4pxC5JuR" %}
Slides da aula
{% endfile %}

{% embed url="<https://wiki.st.com/stm32mcu/index.php?oldid=58943&title=Getting_started_with_TIM>" %}
Wiki da ST sobre TIMER
{% endembed %}

{% embed url="<https://wiki.st.com/stm32mcu/wiki/Getting_started_with_ADC>" %}
Wiki da ST sobre ADC
{% endembed %}

<figure><img src="/files/bv06IVLHDUP4zCydYuk5" alt=""><figcaption><p>Pinagem do STM black pilll</p></figcaption></figure>

## `Material Adicional:`

{% hint style="info" %}
Confira as explicações sobre os conceitos mais complexos da atividade, incluindo: **Timer, Conversor A/D, PWM, Sensor VL53L0X** e muitos outros:
{% endhint %}

{% hint style="success" %}

### CONVERSOR A/D

Mas afinal, o que é um Conversor A/D? No que consiste esse mecanismo interno do microcontrolador? Qual a sua principal função?
{% endhint %}

* Um **Conversor Analógico Digital** é um dispositivo programável capaz de transformar um sinal analógico, em um sinal digital;<br>
* Quando convertido, este mesmo sinal torna-se “legível” por uma máquina (no caso o STM);<br>
* O Conversor, por sua vez, quantifica esses valores de conversão eletronicamente dentro de um número finito de valores inteiros, determinado pela resolução do conversor (dada em Bits);<br>
* Logo, **um Conversor de 8 Bits**, por exemplo, transforma a tensão em valores legíveis por uma máquina, isto é, valores decimais entre **0 e 256**;<br>
* Como **100% da tensão equivale a 3.3V**, pode-se afirmar que **100% da conversão A/D, em decimal, equivale a 256**. Assim, **1% da conversão A/D equivale à resolução de 12.89mV / Bit**;<br>

{% hint style="info" %}
Pense neste raciocínio, porém com um Conversor A/D de 10 Bits, como o de um PIC18F1330. Para isso, confira a Figura 1:
{% endhint %}

![Figura 1 -  Diagrama em Blocos do Conversor A/D (10 Bits).](/files/-M_X-TMU2i-1rytr_YtW)

{% hint style="info" %}

#### Observações:

* Observe que cada canal, desde o AN0 até o AN3, pode ser configurado tanto como entrada, quanto como saída, sendo ela analógica ou digital.<br>
* **O valor numérico da conversão A/D (0 a 1023 - 10 Bits)** pode ser manuseado pelo programador.
  {% endhint %}

{% hint style="success" %}

### TIMER (TEMPORIZADOR)

Mas afinal, o que é um Timer? No que consiste esse mecanismo interno do microcontrolador? Qual a sua principal função?
{% endhint %}

* Um Timer **(ou temporizador)** é um mecanismo registrador, de natureza programável, responsável por realizar contagens com base na frequência do microcontrolador, seja ela interna ou externa;<br>
* Assim como o Conversor A/D, o Timer também constitui um módulo interno dentro do STM e, por essa razão, sua medida é dada em Bits; <br>
* Para efetuar a contagem, o Timer, precisa, em tese, ter todas as suas “entradas” configuradas para obter o desempenho desejado; <br>
* Para que o Timer 0 funcione, é preciso definir os **valores de frequência**, a **transição de borda** (subida ou descida), o **tipo de oscilação** (interna/externa), o **número de Bits** (8 ou 16), etc;

![Figura 2 - Diagrama em Blocos do Timer 0 (8 Bits)](/files/-M_X1TOLIggD55Fb3j-m)

{% hint style="info" %}

#### Observações:

* Quando o Timer 0 estiver configurado, ele será capaz de realizar diversas contagens: **as mais simples (de 0 até 255 - 8 Bits)**, até outras **mais complexas, partindo de valores diferentes de zero ou interrompendo-as para não atingir o valor máximo suportado pelo módulo**;<br>
* Essa interrupção, ou esse “estouro” do Timer, só pode ser viabilizado pela **Flag** desde mesmo registrador, isto é, pela **“bandeira”** que sinaliza não somente o início, mas também o fim dessa mesma contagem.
  {% endhint %}

{% hint style="success" %}

### PWM (Modulação por Largura de Pulso)

Mas afinal, o que é um sinal PWM? No que consiste esse sinal? Como sintetizá-lo adequadamente?
{% endhint %}

* O PWM é um recurso muito utilizado na programação para **alterar o comportamento de uma determinada saída** do microcontrolador;<br>
* Normalmente, o PWM é utilizado em robôs para comunicação entre módulos ou para controles de potência;<br>
* Há diversas formas de gerar um sinal PWM em um microcontrolador, todos têm uma coisa em comum, eles utilizam um timer para medir o tempo entre as variações do sinal;<br>
* Em  baixos níveis de abstração pode-se configurar os módulos do timer para isso ou, se estiverem disponíveis, os módulos de PWM do microcontrolador;<br>
* Em abordagens de alto nível de abstração, pode se encontrar funções que realizam toda essa configuração de uma forma mais dinâmica;<br>

![Figura 3 - Características de um sinal PWM.](/files/-M_XEy0BtW7AVWk2LYyx)

{% hint style="info" %}

#### Observações:

* Nesse sentido, **quanto MAIOR a largura do período em que o sinal PWM estiver EM NÍVEL ALTO, MAIOR a intensidade do LED aceso**. Se o circuito utilizasse uma carga potente, um motor por exemplo, mais rápida seria a sua rotação;<br>
* Por outro lado, **quanto MENOR a largura do período em que o sinal PWM estiver EM NÍVEL ALTO, MENOR a intensidade do LED aceso**. Se o circuito utilizasse uma carga potente, um motor por exemplo, mais lenta seria a sua rotação.
  {% endhint %}

{% hint style="success" %}

### SENSOR VL530X

Mas afinal, como é a comunicação do Sensor VL530X? No que consiste esse componente? Como ele funciona?
{% endhint %}

* Os Sensores VL530X são responsáveis pelo **direcionamento e orientação do robô e detectar a distância** do robô adversário;<br>
* O sensor VL53L0X é um sensor do tipo ToF (Time of Fligth). Este tipo de sensor mede a distância à sua frente enviando um sinal infravermelho e medindo o tempo até a reflexão do mesmo;<br>
* O VL530X possui um rápido tempo de reação e um alcance de, aproximadamente, 2m de distância;<br>
* Sua interface conta com 6 pinos:

  * &#x20;Dois referentes à alimentação do sensor (VCC e GND);
  * Dois referentes à comunicação I2C (SDA e SCL);
  * Um de configuração do endereço de comunicação (XSHUT);
  * Um de interrupção, não utilizado pela equipe (GPIO01).<br>

  <figure><img src="/files/MxVkcAh098SEFcuh7s6Q" alt=""><figcaption><p>Figura 4 - Módulo do sensor VL53LL0X</p></figcaption></figure>
* Seu funcionamento consiste na emissão e recepção de um feixe de lu infravermelha como no diagrama abaixo:

<figure><img src="/files/hwrI9jyodxlLbiHvNkuv" alt=""><figcaption><p>Figura 5 - Diagrama de funcionamento do Sensor VL53L0X</p></figcaption></figure>

{% hint style="info" %}

### Comunicação I2C

{% endhint %}

A comunicação I2C (Inter-Integrated Circuit) é um protocolo de comunicação serial que permite a troca de dados entre dispositivos eletrônicos de maneira simples e eficiente. Este protocolo utiliza duas linhas principais:

* **SDA (Serial Data Line):** Responsável pela transmissão de dados entre os dispositivos.
* **SCL (Serial Clock Line):** Fornece o sinal de clock que sincroniza a transferência de dados.

A comunicação I2C permite a conexão de múltiplos dispositivos em um barramento compartilhado, utilizando endereços para identificar cada dispositivo participante. Com suporte nativo em muitos microcontroladores e sensores, como o VL530X, a I2C é amplamente utilizada em aplicações de sistemas embarcados devido à sua flexibilidade e simplicidade.


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