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🏛 Disciplina

Objetivo​

Possibilitar ao aluno analisar, sintetizar e desenvolver sistemas microcontrolados. Desenvolver e implementar soluções para problemas de controle e automação utilizando microcontroladores.

Ementa​

Arquiteturas computacionais; Programação de Microcontroladores; Operações de entrada e saída; Interrupções; Temporizadores/Contadores; Comunicação entre dispositivos; Conversores Analógico/Digital - Digital/Analógico; Modulação PWM; Circuitos de interface;

Conteúdo Programático​

OrdemEmentaConteúdo
1Arquiteturas computacionaisVisão geral da organização e arquitetura de sistemas computacionais, microprocessadores e sistemas embarcados
2Programação de MicrocontroladoresLinguagem de programação para microcontroladores, programação estruturada, ferramentas de desenvolvimento e depuração de código
3Operações de entrada e saídaCaracterísticas elétricas das portas de entrada e saída (E/S), configuração e acesso aos pinos de E/S
4InterrupçõesConceitos de interrupção e exceção, sincronização, interrupção por hardware versus software
5Temporizadores/ContadoresConfiguração de temporizadores/contadores, rotinas de atraso por hardware, captura de entrada com geração de interrupção, geração de interrupções periódicas
6Comunicação entre dispositivosInterfaces paralela e serial, comunicação síncrona e assíncrona, aplicações envolvendo comunicação de dados entre sistemas
7Conversores Analógico/Digital - Digital/AnalógicoConceitos sobre a operação de ADC e DAC, frequência de amostragem, geração de formas de onda
8Modulação PWMAplicações de PWM para controle de interfaces e acionamento de motor
9Circuitos de interfaceAvaliação de parâmetros elétricos, interfaces entre o microcontrolador e dispositivos (digitais e analógicos), exemplos de circuitos de interface, condicionamento de sinais (amplificação e filtragem), aplicações práticas

Planejamento de Aulas​

Código: ELT73A-S22 · Professor(a): Adriano Ruseler

Atividades Síncrona

SemanaDataCHTCH PlanejadaProfessorConteúdo previsto
124/08/202633Adriano RuselerApresentação da Disicplina; Materiais utilizados na disciplina; Escolha de Grupos;
231/08/202633Adriano RuselerAmbiente de desenvolvimento VS Code; Uso do git e GitHub;
414/09/202633Adriano RuselerArquitetura de microcontroladores; Pinos de propósito geral (GPIO);
521/09/202633Adriano RuselerInterrupções via GPIO e Temporizadores (Timers);
628/09/202633Adriano RuselerMódulo PWM; Conversor ADC;
705/10/202633Adriano RuselerUso do STM32CubeMonitor; Visualização de variáveis;
919/10/202633Adriano RuselerADC com DMA; Uso do STM32CubeMonitor; Manipulação de variáveis;
1026/10/202633Adriano RuselerUso do STM32CubeMonitor; MQTT, IoT;
1209/11/202633Adriano RuselerUso do STM32CubeMonitor; SQLite;
1316/11/202633Adriano RuselerUso do display OLED SSD1306;
1423/11/202633Adriano RuselerDesenvolvimento do Projeto Final;
1530/11/202633Adriano RuselerDesenvolvimento do Projeto Final;
1607/12/202633Adriano RuselerDesenvolvimento do Projeto Final;
1714/12/202633Adriano RuselerFechamento da disciplina;

Atividades Assíncrona

SemanaInício – FimCHEadConteúdo previsto
124/08/2026 – 30/08/20261Revisão da programação em C; Ambiente de desenvolvimento VS Code; Uso do git e GitHub;
231/08/2026 – 06/09/20261Processo de compilação, gravação e commit de código; STM32 para VSCode;
307/09/2026 – 13/09/20261Arquitetura de microcontroladores; Pinos de propósito geral (GPIO);
414/09/2026 – 20/09/20261Interrupções via GPIO e Temporizadores (Timers);
521/09/2026 – 27/09/20261Módulo PWM; Conversor ADC;
628/09/2026 – 04/10/20261Uso do STM32CubeMonitor; Visualização de variáveis;
705/10/2026 – 11/10/20261ADC com DMA; Uso do STM32CubeMonitor; Manipulação de variáveis;
812/10/2026 – 18/10/20261Uso do STM32CubeMonitor; MQTT, IoT;
919/10/2026 – 25/10/20261Uso do STM32CubeMonitor; SQLite;
1026/10/2026 – 01/11/20261Uso do display de OLED SSD1306;
1102/11/2026 – 08/11/20261Desenvolvimento do Projeto Final;
1209/11/2026 – 15/11/20261Desenvolvimento do Projeto Final;
1316/11/2026 – 22/11/20261Desenvolvimento do Projeto Final;
1423/11/2026 – 29/11/20261Desenvolvimento do Projeto Final;
1530/11/2026 – 06/12/20261Desenvolvimento do Projeto Final;

Procedimentos de Ensino

AtividadeDescrição
Atividades de Complementação de Carga Horária - CCH CH de extensão a ser desenvolvida em CCH ou CHSRH: 0hAs aulas online utilizam vídeo aulas expositivas dialogadas disponíveis no youtube e no Moodle do curso. Além disso a disciplina também explora softwares de simulação e demais ferramentas;
Procedimentos de Ensino - Aulas Práticas - APAs aulas práticas transcorrem em laboratório, o qual utiliza protoboard e componentes discretos próprios da disciplina.
Procedimentos de AvaliaçãoA Nota Final (NF) será na proporção de 40% EaD (NEaD), 20% LABs (NLAB) e 40% Projeto Final (NPF); NF = 0,4*NEaD+0,2*NLAB+0,4*NPF;
Orientações GeraisApenas a nota final será lançada no sistema; As notas dos questionários e laboratórios serão gerenciadas no Moodle da disciplina;
Link para Aulas Síncronashttps://moodle.utfpr.edu.br/course/view.php?id=29540

Calendário Acadêmico de 2026​

Calendário Acadêmico de 2026

Calendário Acadêmico de 2026

Plano de Ensino Proposto​

MóduloConteúdo ProgramáticoCarga Horária SugeridaFoco Prático / Projetos Exemplo
1. Introdução e ArquiteturaArquiteturas computacionais (RISC vs. CISC, Von Neumann vs. Harvard), arquitetura interna do microcontrolador (registradores, memória, barramentos).4h a 8hAnálise do datasheet da arquitetura adotada (ex: ARM Cortex-M, ESP32, AVR).
2. Ferramentas e ProgramaçãoLinguagem C para embarcados, fluxo de compilação, flashing, depuração (debugging via SWD/JTAG, breakpoints).8hConfiguração do ambiente de desenvolvimento (IDE / PlatformIO), piscar LED (Blink) via acesso direto a registradores ou HAL/SDK.
3. Portas de E/S (GPIO)Características elétricas (pull-up/pull-down, push-pull/open-drain, correntes máximas), configuração e leitura/escrita.6h a 8hLeitura de botões com debouncing (software/hardware), acionamento de displays (7 segmentos, LCD/OLED).
4. Interrupções e ExceçõesConceito de interrupções por hardware/software, vetor de interrupções, prioridades e rotinas de atendimento (ISR).6h a 8hTratamento de eventos externos sem acoplamento por polling (ex: contagem de pulsos rápidos).
5. Temporizadores / ContadoresTimers, prescalers, estouro (overflow), rotinas não-bloqueantes de atraso, captura de entrada (Input Capture).8h a 10hCronômetro de precisão, medição de largura de pulso ou frequência de sinais externos.
6. Periféricos Analógicos (ADC / DAC)Conversão A/D e D/A, resolução, frequência de amostragem, tensão de referência e condicionamento de sinal.8h a 10hLeitura de sensores analógicos (temperatura, luminosidade), geração de formas de onda simples (senoide, dente de serra).
7. Modulação por Largura de Pulso (PWM)Frequência e duty cycle, geração de PWM por hardware, controle de potência e sinal.6h a 8hControle de intensidade luminosa (dimmer), controle de velocidade de motor CC ou posição de servomotor.
8. Comunicação Serial e PeriféricosComunicação síncrona/assíncrona (UART, SPI, I2C), protocolos de enlace e empacotamento de dados.10h a 12hLeitura de sensores I2C/SPI (ex: MPU6050, BME280) e envio de dados para PC via UART/USB-Serial.
9. Circuitos de Interface e PráticasIsolação elétrica (optoacopladores), acionamento de cargas (MOSFETs, relés, drivers H), condicionamento com Ampos.8h a 12hInterfaceamento com cargas AC/DC, filtros analógicos passivos/ativos para sinais de entrada.

Proposta de Ecossistema e Hardware Recomendado​

Para a aplicação prática da ementa, três ecossistemas se destacam dependendo do perfil do curso (mais voltado a baixo nível/engenharia de hardware ou automação rápida):

  1. Plataforma STM32 (ARM Cortex-M4 / Cortex-M0+)
  • Placas: STM32 Nucleo-F411RE, Black Pill (STM32F411) ou STM32F103 (Blue Pill).
  • Ferramentas: STM32CubeIDE / VS Code + PlatformIO (usando STM32Cube HAL ou acesso direto a registradores/LL).
  • Vantagens: Padrão industrial, excelente suporte a temporizadores avançados, ADC/DAC nativos e múltiplos periféricos de comunicação.
  1. Plataforma ESP32 (Xtensa / RISC-V)
  • Placas: ESP32-DevKitC, ESP32-C3/S3.
  • Ferramentas: ESP-IDF (C/C++) ou PlatformIO.
  • Vantagens: Periféricos modernos, alta velocidade e facilidade de integração com IoT (Wi-Fi/Bluetooth) nas etapas finais do curso.
  1. Plataforma AVR (Microchip / Microchip Studio)
  • Placas: ATmega328P (Arduino Uno - utilizado em bare-metal C).
  • Ferramentas: Microchip Studio, Avrdude, VS Code.
  • Vantagens: Arquitetura simples, ideal para aprender manipulação direta de registradores sem o peso de bibliotecas de abstração complexas.

Metodologia e Avaliação Sugeridas​

  • Aulas Teórico-Práticas (Lab-First): Apresentação concisa do periférico (ex: 30-40 min) seguida de laboratório guiado com osciloscópio, analisador lógico e componentes.
  • Projetos Integradores:
  • Projeto Intermediário: Sistema de monitoramento local (leitura de sensores via ADC/I2C + exibição em display + alarmes via interrupção/PWM).
  • Projeto Final: Solução completa de automação/controle (ex: controle PID de velocidade de motor DC ou temperatura de uma planta didática, enviando telemetria via interface serial).