MICROCONTROLADORES HOLTEK - PARTE 1

PRODUTO FINAL X MICROCONTROLADOR

A escolha de um microcontrolador para um determinado projeto deve ser sempre feita levando-se em conta os itens necessários ao produto final, como:

- Número de pinos de I/O que serão utilizados;
- Área para programa necessária;
- Performance em MIPS desejada;
- Periféricos internos necessários (timers, memória EEPROM, USART, etc);
- Ferramentas para desenvolvimento com custo acessível;
- etc.

Muitos desenvolvedores iniciantes infelizmente cometem o erro do “super dimensionamento” do microcontrolador em relação ao projeto final. Com isso valoriza-se demais os recursos do microcontrolador em detrimento ao que é realmente necessário ao produto final (item mais importante). Esse erro geralmente acaba custando caro a empresa, que terá de inserir um produto com um custo não muito competitivo no mercado.

A escolha de um microcontrolador a ser utilizado no desenvolvimento de um “produto” deve ser feita de acordo com as especificações finais do produto. O desenvolvedor que agora entra no mercado não deve deixar-se levar pela “oferta” de recursos de um determinado microcontrolador, principalmente se estes não serão utilizados. O custo/benefício deve estar sempre na pauta não somente da empresa, mas também do responsável pelo projeto.

A grande maioria dos produtos microcontrolados inseridos no mercado não requerem de seus microcontroladores uma grande variedade de periféricos, nem mesmo performance exageradas.

Deve-se ter sempre em mente que quanto maior for o número de periféricos, memória e outros, maior é o custo envolvido na elaboração do microcontrolador e este se reflete na venda do mesmo. Quando se fala em apenas uma unidade esta diferença no custo sempre parecerá pequena, mas deve-se levar em conta que para “produção” não será comprado apenas uma unidade, mas sim milhares de unidades. Faça as contas e você verá agora que aquela “pequenina” diferença se transformou em uma “grande” diferença e esta com toda certeza terá de ser “diluída” no custo final do produto.

Assim pense sempre: “Se o produto não vai utilizar um determinado recurso ou periférico porque pagar a mais por isso?”

É cada vez maior o número de empresas que precisam de microcontroladores com recursos mais focados nos vários segmentos do mercado, permitindo a escolha do mesmo dentro de uma “família” e viabilizando assim um custo mais competitivo para o produto final.

Pensando nisso a Holtek Semicondutores desenvolveu algumas “famílias” de microcontroladores para atender a esta demanda. Estes vão desde controladores de teclado, controladores USB, conversores Analógico/Digital, drivers para LCDs, drivers para mouses, etc.Dentro destas, a “família” MTP HT-48EXX permite a fácil aplicação dos seus microcontroladores em projetos que requeiram um número pequeno de periféricos, pois nesta família o controle de I/O foi priorizado. Todos os periféricos inseridos junto ao microcontrolador foram pensados para o controle de I/O (Timers, WDT, controle de buzzer, etc). Desta forma esta família alcança assim um excelente custo/benefício, dentro de suas especificações.

Serão descritas a seguir as principais características desta família, assim como serão passadas também algumas dicas sobre algumas ferramentas bastante interessantes para o desenvolvedor, dos mais diversos níveis (estudante/hobista/engenheiro).

PRINCIPAIS CARACTERÍSTICAS DA FAMÍLIA HOLTEK HT48EXX

As principais características da família Holtek HT48EXX são:

- Arquitetura RISC (63 instruções) de alta performance;
- Tensão de alimentação entre 2,2 e 5,5VDC (dependente da freqüência de clock);
- Baixo consumo: 2mA a 4MHz (1 uA em modo espera a 3V com WDT e RTC desabilitados);
- Temperatura de operação standart e “industrial”;
- Até 56 pinos de I/O (dependendo do modelo) com resistores de pull-up selecionáveis via software;
- Memória para programa reprogramável (1000 ciclos W/R) com até 8 kBytes (MTP);
- Memória para dados (RAM) com até 226 bytes;
- Memória EEPROM (1.000.000 ciclos W/R) para dados com até 256 bytes;
- Timers de 8 e 16 bts com Prescaler;
- Modo HALT para economia de energia;
- Uma interrupção externa;
- Até duas interrupções internas;
- Até seis níveis na pilha;
- WDT (Wath Dog Timer) presente;
- Dois modos para clock – RC interno e cristal;
- Clock de operação de 400 kHz à 8MHz (uma instrução a cada 0,5 us (2MIPS) a 8MHz – 5V);
- Drive integrado para controle de Buzzer;
- etc.

Um outro detalhe muito importante sobre a família HT48EXX diz respeito a sua total compatibilidade com uma outra família de microcontroladores Holtek, a HT48RXX. A diferença básica está no tipo de memória que nesta última é OTP (One Time Programmable). Assim uma empresa pode utilizar-se da versão MTP durante a fase de desenvolvimento e em alguns casos em seus “beta” testes com seus usuários, para em seguida utilizar um microcontrolador ainda mais barato (OTP) na fase de produção.

A família MTP HT48EXX é composta por alguns “membros” que podem ser selecionados pelo desenvolvedor de acordo com suas necessidades (veja tabela abaixo). A sigla MTP (Multi Time Programmable) indica que a memória do microcontrolador pode ser reprogramada eletricamente várias vezes, sem a necessidade de apagadores ou outros equipamentos.

                                Tabela – Família HT48EXX

FERRAMENTAS DE TRABALHO

Para o desenvolvedor não basta apenas que o microcontrolador seja o “mais adequado”. É necessário também boas ferramentas e suporte para que o trabalho seja feito com a melhor relação “velocidade/qualidade”, afinal tempo é dinheiro! Quanto mais rápido e seguro for o processo de desenvolvimento de um produto, mais rápido este pode ser inserido no mercado.

A Holtek oferece um excelente suporte ao desenvolvedor. Neste é possível encontrar ferramentas de programação (software) e documentos na forma de datasheets, Applications Notes e publicações (“e-books”) todos distribuídos gratuitamente.

AMBIENTE DE DESENVOLVIMENTO HT-IDE3000

O HT-IDE3000, visto na figura abaixo, é o ambiente de desenvolvimento para os microcontroladores Holtek. Trata-se de uma “ferramenta” de trabalho com vários recursos integrados como:

- compiladores para as Linguagens Assembly e C (Full);
- simulador;
- debuger.

Com esta ferramenta você poderá desenvolver seu programa e simulá-lo, para somente então passar para o processo de debug in circuit (necessária ferramenta HT-ICE) ou então para o processo de gravação do microcontrolador (necessário gravador HTWriter).

Obs.: Você que deseja desenvolver seus projetos na Linguagem C encontrará na ferramenta HT-IDE3000 um compilador C, padrão ANSI, completo sem qualquer limitação e totalmente gratuito.

No mundo da programação dos microcontroladores os simuladores são fundamentais. Nesta etapa de um determinado projeto, ganha-se muito tempo com a possibilidade da simulação “virtual” do circuito ou mesmo de parte dele, sem que seja necessária qualquer montagem. E neste caso o ambiente HT-IDE3000 traz excelentes recursos graças à inclusão do aplicativo VPM (Virtual Peripherals Manager).

Com este programa é possível conectar alguns periféricos “virtuais” ao microcontrolador e testar o projeto. Os periféricos presentes são:

- botões;
- LEDs;
- chaves;
- teclado matricial;
- resistores;
- portas lógicas;
- chaves dip-switch;
- diodos;
- matriz de LEDs;
- transistores;
- display de sete segmentos;
- gerador de ondas;
- e alguns CIs TTL da família 74.

E o melhor de tudo é que está ferramenta é fornecida gratuitamente no site da empresa.

STARTER KIT MTP

Esta ferramenta é indicada ao desenvolvedor que deseja conhecer o microcontrolador gastando pouco ou ainda para o estudante/hobista interessado em um kit para iniciar seus estudos com os microcontroladores Holtek HT48EXX.

A placa permite gravar os microcontroladores HT48E06/10/30/50/70. A mesma também traz alguns itens interessantes para testes:

- 4 LEDs;
- teclado matricial 16 teclas (4 x 4);
- três chaves push-button;
- um display “duplo” de sete segmentos;
- um buzzer;
- uma pequena proto-área.

A programação do microcontrolador é feita através do aplicativo HT-MTP Starter Kit. Este aplicativo grava o microcontrolador e controla o pino de RESET através da porta USB do PC.

Como não poderia deixar de ser junto ao CD fornecido também estão presentes alguns códigos fontes com exemplos de uso do microcontrolador. No CD que avaliei, havia exemplos na linguagem Assembly e também na Linguagem C.

EMULADOR HT-ICE HT48E

Para o desenvolvedor que busca por uma ferramenta profissional a dica é o emulador HT-ICE (Holtek In-Circuit Emulator).

Com esta ferramenta o desenvolvedor poderá trabalhar com uma gama muito grande de microcontroladores Holtek (dependendo da interface e adaptadores presentes). Neste link você tem mais informações sobre a mesma, assim como as interfaces adaptadoras.

Na versão do emulador HT-ICE que tenho aqui em meu laboratório, a mesma veio acompanhada da placa interface CICE48E000004A e do adaptador OTP Adapter (CADPDIP40A) para gravação dos microcontroladores da família OTP. O conjunto é comercializado com o código final HT-ICE HT48E. A tabela abaixo mostra quais microcontroladores é possível trabalhar com o conjunto (Emulador HT-ICE, placa interface e adaptador para gravação).

Tabela – Famílias e microcontroladores para o HT-ICE HT48E

No Brasil você poderá obter maiores informações sobre os microcontroladores Holtek e também das ferramentas de trabalho para o mesmo junto a Cika Eletrônica.

CONCLUSÃO

O mundo dos microcontroladores é bastante grande e diverso. Já falei algumas vezes da necessidade de se conhecer mais de um tipo de microcontrolador. Muitas são as empresas que buscam por profissionais com este perfil, pois caberá a estes a decisão final pelo microcontrolador mais indicado para um determinado produto e quanto maior for o número de microcontroladores conhecidos, melhor será a escolha. Bons estudos e até a próxima!

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