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BCC390 - Monogra�a I
Desenvolvimento de Firmware e Software Aplicativo para Controle deuma Máquina para Ensaios Geológicos
Fernando FernandesOrientador: Ricardo Rabelo de OliveiraCo-orientador: Robson Nunes Dal Col
UFOP
17 de junho de 2011
Fernando Fernandes Orientador: Ricardo Rabelo de Oliveira Co-orientador: Robson Nunes Dal Col (UFOP)BCC390 - Monogra�a I 17 de junho de 2011 1 / 27
INTRODUÇÃO
Contextualização
Ensaios: análise das mudanças nas características de determinadomaterial submetido a condições extremas;
Ensaios geológicos: análise da composição de solos ou formaçãorochosa, movimentação de placas tectônicas;
Simulação das condições impostas pela natureza (pressão, agitação,movimentação);
Dinâmica aleatória e muito lenta (em várias direções, quaseimperceptível);
Resultados são perceptíveis após horas de ensaio;
Ensaios são realizados por máquinas automatizadas;
Fernando Fernandes Orientador: Ricardo Rabelo de Oliveira Co-orientador: Robson Nunes Dal Col (UFOP)BCC390 - Monogra�a I 17 de junho de 2011 2 / 27
INTRODUÇÃO
Contextualização
Ensaios: análise das mudanças nas características de determinadomaterial submetido a condições extremas;
Ensaios geológicos: análise da composição de solos ou formaçãorochosa, movimentação de placas tectônicas;
Simulação das condições impostas pela natureza (pressão, agitação,movimentação);
Dinâmica aleatória e muito lenta (em várias direções, quaseimperceptível);
Resultados são perceptíveis após horas de ensaio;
Ensaios são realizados por máquinas automatizadas;
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INTRODUÇÃO
Contextualização
Ensaios: análise das mudanças nas características de determinadomaterial submetido a condições extremas;
Ensaios geológicos: análise da composição de solos ou formaçãorochosa, movimentação de placas tectônicas;
Simulação das condições impostas pela natureza (pressão, agitação,movimentação);
Dinâmica aleatória e muito lenta (em várias direções, quaseimperceptível);
Resultados são perceptíveis após horas de ensaio;
Ensaios são realizados por máquinas automatizadas;
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INTRODUÇÃO
Contextualização
Ensaios: análise das mudanças nas características de determinadomaterial submetido a condições extremas;
Ensaios geológicos: análise da composição de solos ou formaçãorochosa, movimentação de placas tectônicas;
Simulação das condições impostas pela natureza (pressão, agitação,movimentação);
Dinâmica aleatória e muito lenta (em várias direções, quaseimperceptível);
Resultados são perceptíveis após horas de ensaio;
Ensaios são realizados por máquinas automatizadas;
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INTRODUÇÃO
Contextualização
Ensaios: análise das mudanças nas características de determinadomaterial submetido a condições extremas;
Ensaios geológicos: análise da composição de solos ou formaçãorochosa, movimentação de placas tectônicas;
Simulação das condições impostas pela natureza (pressão, agitação,movimentação);
Dinâmica aleatória e muito lenta (em várias direções, quaseimperceptível);
Resultados são perceptíveis após horas de ensaio;
Ensaios são realizados por máquinas automatizadas;
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INTRODUÇÃO
Contextualização
Ensaios: análise das mudanças nas características de determinadomaterial submetido a condições extremas;
Ensaios geológicos: análise da composição de solos ou formaçãorochosa, movimentação de placas tectônicas;
Simulação das condições impostas pela natureza (pressão, agitação,movimentação);
Dinâmica aleatória e muito lenta (em várias direções, quaseimperceptível);
Resultados são perceptíveis após horas de ensaio;
Ensaios são realizados por máquinas automatizadas;
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JUSTIFICATIVA
Motivação
Contribuição ao projeto da máquina: viabilização do projeto como umtodo (sistemas de controle e monitoramento);
Base para novos projetos: infraestrutura para o Laboratório deDesenvolvimento de Protótipos;
Possibilidade de aplicação de conhecimentos em computação:Sistemas Embutidos. Programação Orientada a Objetos, ProgramaçãoParalela (Threads), Redes de Computadores, Arquitetura deComputadores, Engenharia de Software, etc.;
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JUSTIFICATIVA
Motivação
Contribuição ao projeto da máquina: viabilização do projeto como umtodo (sistemas de controle e monitoramento);
Base para novos projetos: infraestrutura para o Laboratório deDesenvolvimento de Protótipos;
Possibilidade de aplicação de conhecimentos em computação:Sistemas Embutidos. Programação Orientada a Objetos, ProgramaçãoParalela (Threads), Redes de Computadores, Arquitetura deComputadores, Engenharia de Software, etc.;
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JUSTIFICATIVA
Motivação
Contribuição ao projeto da máquina: viabilização do projeto como umtodo (sistemas de controle e monitoramento);
Base para novos projetos: infraestrutura para o Laboratório deDesenvolvimento de Protótipos;
Possibilidade de aplicação de conhecimentos em computação:Sistemas Embutidos. Programação Orientada a Objetos, ProgramaçãoParalela (Threads), Redes de Computadores, Arquitetura deComputadores, Engenharia de Software, etc.;
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JUSTIFICATIVA
Relevância
Possibilidade de obtenção de resultados mais precisos;
Possibilidade de oferecer experimentos inovadores;
Inovação tecnológica;
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JUSTIFICATIVA
Relevância
Possibilidade de obtenção de resultados mais precisos;
Possibilidade de oferecer experimentos inovadores;
Inovação tecnológica;
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JUSTIFICATIVA
Relevância
Possibilidade de obtenção de resultados mais precisos;
Possibilidade de oferecer experimentos inovadores;
Inovação tecnológica;
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OBJETIVOS
Geral
Desenvolvimento dos sistemas de controle e monitoramento (�rmware,software aplicativo);
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OBJETIVOS
Especí�cos
Desenvolvimento do Firmware;
Desenvolvimento do Software Aplicativo;
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OBJETIVOS
Especí�cos
Desenvolvimento do Firmware;
Desenvolvimento do Software Aplicativo;
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METODOLOGIA
Principais Etapas
1 Levantamento de Requisitos;
2 Modelagem dos sistemas;3 Estudo das Tecnologias;4 Implementação;5 Testes;
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METODOLOGIA
Principais Etapas
1 Levantamento de Requisitos;2 Modelagem dos sistemas;
3 Estudo das Tecnologias;4 Implementação;5 Testes;
Fernando Fernandes Orientador: Ricardo Rabelo de Oliveira Co-orientador: Robson Nunes Dal Col (UFOP)BCC390 - Monogra�a I 17 de junho de 2011 7 / 27
METODOLOGIA
Principais Etapas
1 Levantamento de Requisitos;2 Modelagem dos sistemas;3 Estudo das Tecnologias;
4 Implementação;5 Testes;
Fernando Fernandes Orientador: Ricardo Rabelo de Oliveira Co-orientador: Robson Nunes Dal Col (UFOP)BCC390 - Monogra�a I 17 de junho de 2011 7 / 27
METODOLOGIA
Principais Etapas
1 Levantamento de Requisitos;2 Modelagem dos sistemas;3 Estudo das Tecnologias;4 Implementação;
5 Testes;
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METODOLOGIA
Principais Etapas
1 Levantamento de Requisitos;2 Modelagem dos sistemas;3 Estudo das Tecnologias;4 Implementação;5 Testes;
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METODOLOGIA
Tecnologias
Microchip Inc. PIC;
IDE C++ Builder 6.0;
CCS PCWH Compiler 4.023; (Custom Computer Services Inc.)
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METODOLOGIA
Tecnologias
Microchip Inc. PIC;
IDE C++ Builder 6.0;
CCS PCWH Compiler 4.023; (Custom Computer Services Inc.)
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METODOLOGIA
Tecnologias
Microchip Inc. PIC;
IDE C++ Builder 6.0;
CCS PCWH Compiler 4.023; (Custom Computer Services Inc.)
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DESENVOLVIMENTO
Primeiras De�nições de Firmware
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DESENVOLVIMENTO
Primeiras De�nições de Firmware
Figura: Compressão Extensão Simples.
Figura: Compressão Extensão Oblíqua.
Figura: Transcorrência Simples
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DESENVOLVIMENTO
Modelagem do Software Aplicativo
Diagramas elaborados
Figura: Diagrama de Casos de Uso
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DESENVOLVIMENTO
Modelagem do Software Aplicativo
Diagramas elaborados
Figura: Diagrama de Classes
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DESENVOLVIMENTO
Modelagem do Software Aplicativo
Diagramas elaborados
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DESENVOLVIMENTO
Esboços das Interfaces Grá�cas de Usuário
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DESENVOLVIMENTO
Esboços das Interfaces Grá�cas de Usuário
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DESENVOLVIMENTO
Esboços das Interfaces Grá�cas de Usuário
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DESENVOLVIMENTO
De�nições Sobre a Comunicação USB
Bibliotecas C (Modo Comunication Device Class-CDC ): usb_cdc.h.usb_cdc_�rm.h;
API 's de comunicação Windows: uso da estrutura de dados DCB (DeviceControl Block) e Handle;
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DESENVOLVIMENTO
De�nições Sobre a Comunicação USB
Bibliotecas C (Modo Comunication Device Class-CDC ): usb_cdc.h.usb_cdc_�rm.h;API 's de comunicação Windows: uso da estrutura de dados DCB (DeviceControl Block) e Handle;
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DESENVOLVIMENTO
Funções da biblioteca usb_cdc.h
usb_cdc . h
usb_cdc_kbhit ( ) − Returns TRUE i f t h e r e i s one or morec h a r a c t e r r e c e i v e d and wa i t i n g i n the r e c e i v e b u f f e r .
usb_cdc_getc ( ) − Gets a c h a r a c t e r from the r e c e i v e b u f f e r . I ft h e r e i s no data i n the r e c e i v e b u f f e r i t w i l l wa i t u n t i lt h e r e i s data i n the r e c e i v e b u f f e r . I f you do not want
to wa i t i n an i n f i n i t loop , use usb_cdc_kbhit ( ) f i r s t tocheck i f t h e r e i s data b e f o r e c a l l i n g usb_cdc_getc ( ) .
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DESENVOLVIMENTO
Funções da biblioteca usb_cdc.h
usb_cdc . h
usb_cdc_putc ( char c ) − Puts a c h a r a c t e r i n t o the t r a n sm i tb u f f e r . I f the t r a n sm i t b u f f e r i s f u l l i t w i l l wa i t u n t i lthe t r a n sm i t b u f f e r i s not f u l l b e f o r e p u t t i n g the char
i n t o the t r a n sm i t b u f f e r . The t r a n sm i t b u f f e r i s r ead bythe PC ve r y qu i c k l y , and t h e r e f o r e the b u f f e r shou ld on l ybe f u l l f o r a few m i l l i −s econds . I f you a r e conce rned anddont want to be s tuck i n a l ong or i n f i n i t e loop , useusb_cdc_putready ( ) to s e e i f t h e r e i s space i n thet r a n sm i t b u f f e r b e f o r e p u t t i n g data i n t o the t r a n sm i tb u f f e r .
usb_cdc_putready ( ) − Returns TRUE i f t h e r e i s room l e f t i nthe t r a n sm i t b u f f e r f o r ano the r c h a r a c t e r .
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DESENVOLVIMENTO
Funções da biblioteca usb_cdc.h
usb_cdc . h
usb_cdc_connected ( ) − Returns TRUE i f we r e c e i v e d aSet_Line_Coding . On most s e r i a l t e rm i n a l programs ( suchas Hype r t e rm ina l ) , they w i l l send a Set_Line_Codingmessage when the program s t a r t s and i t opens the v i r t u a l
COM po r t . Th i s i s a s imp l e way to de t e rm ine i f
the PC i s r eady to d i s p l a y data on a s e r i a l t e rm i n a lprogram , but i s not ga raunteed to work a l l the t ime or ono th e r t e rm i n a l programs .
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DESENVOLVIMENTO
Estrutura de Dados Device Control Block (DCB)
S e r i a l DCB Win32 S t r u c t u r et ypede f s t r u c t _DCB{DWORD DCBlength ;DWORD BaudRate ;DWORD fB i n a r y : 1 ;DWORD fP a r i t y : 1 ;DWORD fOutxCtsFlow : 1 ; DWORD fOutxDsrFlow : 1 ;DWORD fD t rCon t r o l : 2 ;DWORD f D s r S e n s i t i v i t y : 1 ;DWORD fTXContinueOnXoff : 1 ;DWORD fOutX : 1 ;DWORD f InX : 1 ;DWORD fE r r o rCha r : 1 ;DWORD fNu l l : 1 ;DWORD fR t sCon t r o l : 2 ;DWORD fAbor tOnEr ro r : 1 ;DWORD fDummy2 : 1 7 ;WORD wReserved ;WORD XonLim ;WORD XoffL im ;BYTE ByteS i z e ;BYTE Pa r i t y ;BYTE StopB i t s ;char XonChar ; char Xof fChar ;char Er ro rCha r ; char EofChar ; char EvtChar ;WORD wReserved1 ;
}DCB;
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DESENVOLVIMENTO
De�nição etapas de operação
1 Criar um novo experimento;
2 Selecionar o tipo de osicionamento desejado (CES, CEO ou TS);3 Criar uma sequência de movimentos;4 Posicionar placas para início do experimento;5 Iniciar o experimento;
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DESENVOLVIMENTO
De�nição etapas de operação
1 Criar um novo experimento;2 Selecionar o tipo de osicionamento desejado (CES, CEO ou TS);
3 Criar uma sequência de movimentos;4 Posicionar placas para início do experimento;5 Iniciar o experimento;
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DESENVOLVIMENTO
De�nição etapas de operação
1 Criar um novo experimento;2 Selecionar o tipo de osicionamento desejado (CES, CEO ou TS);3 Criar uma sequência de movimentos;
4 Posicionar placas para início do experimento;5 Iniciar o experimento;
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DESENVOLVIMENTO
De�nição etapas de operação
1 Criar um novo experimento;2 Selecionar o tipo de osicionamento desejado (CES, CEO ou TS);3 Criar uma sequência de movimentos;4 Posicionar placas para início do experimento;
5 Iniciar o experimento;
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DESENVOLVIMENTO
De�nição etapas de operação
1 Criar um novo experimento;2 Selecionar o tipo de osicionamento desejado (CES, CEO ou TS);3 Criar uma sequência de movimentos;4 Posicionar placas para início do experimento;5 Iniciar o experimento;
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DESENVOLVIMENTO
Alguns resultados
Sucesso em testes de comunicação usb;
Desenvolvimento de um simulador;
Fernando Fernandes Orientador: Ricardo Rabelo de Oliveira Co-orientador: Robson Nunes Dal Col (UFOP)BCC390 - Monogra�a I 17 de junho de 2011 23 / 27
DESENVOLVIMENTO
Alguns resultados
Sucesso em testes de comunicação usb;
Desenvolvimento de um simulador;
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TRABALHOS FUTUROS
Próximos Passos
Concluir análise de requisitos;
Concluir modelagem;
Estudo mais aprofundado das tecnologias;
Implementações;
Novos testes;
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TRABALHOS FUTUROS
Próximos Passos
Concluir análise de requisitos;
Concluir modelagem;
Estudo mais aprofundado das tecnologias;
Implementações;
Novos testes;
Fernando Fernandes Orientador: Ricardo Rabelo de Oliveira Co-orientador: Robson Nunes Dal Col (UFOP)BCC390 - Monogra�a I 17 de junho de 2011 24 / 27
TRABALHOS FUTUROS
Próximos Passos
Concluir análise de requisitos;
Concluir modelagem;
Estudo mais aprofundado das tecnologias;
Implementações;
Novos testes;
Fernando Fernandes Orientador: Ricardo Rabelo de Oliveira Co-orientador: Robson Nunes Dal Col (UFOP)BCC390 - Monogra�a I 17 de junho de 2011 24 / 27
TRABALHOS FUTUROS
Próximos Passos
Concluir análise de requisitos;
Concluir modelagem;
Estudo mais aprofundado das tecnologias;
Implementações;
Novos testes;
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TRABALHOS FUTUROS
Próximos Passos
Concluir análise de requisitos;
Concluir modelagem;
Estudo mais aprofundado das tecnologias;
Implementações;
Novos testes;
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CRONOGRAMA
Cronograma
Atividades Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez
Requisitos X X X XModelagem X X XImplementação X X XTestes X X XBibliogra�a X X X X X XRedigir a Mono-gra�a
X X X
Apresentação doTrabalho
X
Tabela: Cronograma de Atividades.
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BIBLIOGRAFIA
Bibliogra�a
MESSIAS, Antônio Rogério. Conectando 8 Teclados na Porta SerialAtravés de um Microcontrolador PIC 16F877 Para Controle deAcessos. Disponível em http://www.rogercom.com/index.htm,acessado em 27/04/2011.
FILHO, Constantino Seixas. Comunicação Serial - Capítulo 2 - Apostilaadaptada a partir do texto: Allen Denver, Serial Communications inWin32, Microsoft Windows Developer Support, 1995.UFMG-Departamento de Engenharia Eletrônica. Disponível emhttp://www.cpdee.ufmg.br/ seixas/PaginaSDA/Download/Download-Files/Serial.PDF, acessado em29/05/2011.
Fernando Fernandes Orientador: Ricardo Rabelo de Oliveira Co-orientador: Robson Nunes Dal Col (UFOP)BCC390 - Monogra�a I 17 de junho de 2011 26 / 27
BIBLIOGRAFIA
Bibliogra�a
JUCÁ, Sandro. Apostila de Microcontroladores PIC e Periféricos.Disponível em www.tinyurl.com/SanUSB, acessado em 23/05/2011.
SANTANA, Lucas Vago. Tutorial de Implementação da Interface deComunicação USB 2.0 utilizando o PIC18F4550. Departamento deEngenharia de Controle e Automação, Escola de Minas, UFOP, 2007.
PIC18F2455/2550/4455/4550 Data Sheet. Microchip Technology Inc.,2007.
Fernando Fernandes Orientador: Ricardo Rabelo de Oliveira Co-orientador: Robson Nunes Dal Col (UFOP)BCC390 - Monogra�a I 17 de junho de 2011 27 / 27