Trabalho de Conclusão de CursoTrabalho de Conclusão de Curso

ÂNGELO DIAS DOS SANTOSÂNGELO DIAS DOS SANTOS

Universidade Regional de BlumenauUniversidade Regional de BlumenauUniversidade Regional de Blumenau

ProtProtóótipo de Hardware e Software para tipo de Hardware e Software para Captura e VisualizaCaptura e Visualizaçção de Imagens ão de Imagens

Compartilhadas Via Interface Digital Serial Compartilhadas Via Interface Digital Serial Diferencial BalanceadaDiferencial Balanceada

OrientadorOrientadorProfessor Antônio Carlos TavaresProfessor Antônio Carlos Tavares

�� introduintroduçção e objetivosão e objetivos

�� fundamentafundamentaçção teão teóóricarica

�� ferramentasferramentas

�� implementaimplementaççãoão

�� testes e validatestes e validaççãoão

�� resultados e discussãoresultados e discussão

�� conclusõesconclusões

�� extensõesextensões

�� demonstrademonstraçção do protão do protóótipotipo

Universidade Regional de BlumenauUniversidade Regional de BlumenauUniversidade Regional de BlumenauRoteiro da apresentaRoteiro da apresentaççãoão

�� capturacaptura

�� compartilhamentocompartilhamento

�� visualizavisualizaççãoão

Universidade Regional de BlumenauUniversidade Regional de BlumenauUniversidade Regional de BlumenauIntroduIntroduçção ão -- ObjetivosObjetivos

meio físico: par trançado

Câmera nCâmera 2Câmera 1

Monitor 1 Monitor n

...

...

n: limitado em 32 dispositivos, passível de ser aumentado com o uso de reforçadores de sinal.

meio físico: cabo coaxial

Central demonitoramento

...

... ...

Chaveador

Câmera 1 Câmera n

Chaveador 1 Chaveador n

Câmera 1 Câmera n

n: definido pela quantidade de entradas do chaveador

�� domdomóóticatica

�� monitoramentomonitoramento

�� KlitzkeKlitzke

Microcontroladores:Microcontroladores:comparacomparaçção entre ão entre

famfamííliaslias

Universidade Regional de BlumenauUniversidade Regional de BlumenauUniversidade Regional de BlumenauFundamentaFundamentaçção teão teóóricarica

Modelo Fabricante Clock (MHz)PIC16C5X/XX Microchip 20

COP800 National 20ST82 SGS-Thomson 8

MC68HC05 Motorola 4,2Z86CXX Zilog 12

8051 Intel 20

Tamanho relativo de código

0,00

0,50

1,00

1,50

2,00

2,50 PIC16C5X/XX

COP800

ST82

MC68HC05

Z86CXX

8051

Velocidade relativa de execução

0,0000

0,5000

1,0000

1,5000PIC16C5X/XX

COP800

ST82

MC68HC05

Z86CXX

8051

Universidade Regional de BlumenauUniversidade Regional de BlumenauUniversidade Regional de BlumenauFundamentaFundamentaçção teão teóóricarica

ComunicaComunicaçção de dadosão de dados

SPECIFICATIONS RS232 RS423 RS422 RS485

Mode of OperationSINGLE-ENDED

SINGLE–ENDED

DIFFER-ENTIAL

DIFFER-ENTIAL

Total Number of Drivers and Receivers on One Line1 DRIVER1 RECVR

1 DRIVER10 RECVR

1 DRIVER10 RECVR

1 DRIVER32 RECVR

Maximum Cable Length 50 FT. 4000 FT. 4000 FT. 4000 FT.

Maximum Data Rate 20kb/s 100kb/s 10Mb/s 10Mb/s

Maximum Driver Output Voltage +/-25V +/-6V -0.25V to +6V -7V to +12V

Driver Output Signal Level (Loaded Min.) Loaded +/-5V to +/-15V +/-3.6V +/-2.0V +/-1.5V

Driver Output Signal Level (Unloaded Max) Unloaded +/-25V +/-6V +/-6V +/-6V

Driver Load Impedance (Ohms) 3k to 7k >=450 100 54

Max. Driver Current in High Z StatePowerOn

N/A N/A N/A +/-100uA

Max. Driver Current in High Z StatePowerOff

+/-6mA @ +/-2v +/-100Ua +/-100uA +/-100uA

Slew Rate (Max.) 30V/uS Adjustable N/A N/A

Receiver Input Voltage Range +/-15V +/-12V -10V to +10V -7V to +12V

Receiver Input Sensitivity +/-3V +/-200mV +/-200mV +/-200mV

eceiver Input Resistance (Ohms) 3k to 7k 4k min. 4k min. >=12k

Universidade Regional de BlumenauUniversidade Regional de BlumenauUniversidade Regional de BlumenauFundamentaFundamentaçção teão teóóricarica

Captura e visualizaCaptura e visualizaçção de imagensão de imagens

MMóódulodulocâmera digitalcâmera digital

M4088M4088

ClassificaClassificaçção lcdão lcd´́s:s:•• tipotipo•• corcor•• iluminailuminaççãoão•• tecnologiatecnologia

Universidade Regional de BlumenauUniversidade Regional de BlumenauUniversidade Regional de BlumenauFerramentas: Ferramentas: especificaespecificaççãoão

ABC ABC SnapGraphicsSnapGraphics((MicrografxMicrografx))

CorelDrawCorelDraw((CorelCorel))

Universidade Regional de BlumenauUniversidade Regional de BlumenauUniversidade Regional de BlumenauFerramentas : Ferramentas : implementaimplementaççãoão swsw

MPLabMPLab(Microchip)(Microchip)

GalepGalep--IIIIII((ConitecConitec))

Universidade Regional de BlumenauUniversidade Regional de BlumenauUniversidade Regional de BlumenauFerramentas : Ferramentas : implementaimplementaçção hwão hw

protoboardprotoboardosciloscosciloscóópiopiomultmultíímetrometro

Universidade Regional de BlumenauUniversidade Regional de BlumenauUniversidade Regional de BlumenauImplementaImplementaççãoão

Requisitos principaisRequisitos principais

imagem

Usuário

Câmera n

Monitorseleção

câmera nrequisição de

frame

frame

REDE 485

MonitorMonitor CâmeraCâmera

Universidade Regional de BlumenauUniversidade Regional de BlumenauUniversidade Regional de BlumenauImplementaImplementaçção: ão: RedeRede

ProtocoloProtocolo

RQF(1 byte)

IDF(1 byte)

END(1 byte)

FRM (12800 bytes)

END(1 byte)

CâmeraIDF: 00110011END: endereço (configurado por hardware)FRM: 1 frame (160 x 80 pixels)

MonitorRQF: 01010101END: endereço (configurado por hardware)

Rede(RS-485)

Universidade Regional de BlumenauUniversidade Regional de BlumenauUniversidade Regional de BlumenauImplementaImplementaçção: ão: hardwarehardware

MONITOR

13

1

14

10uF

100nF

2 x 27pF

XTAL20MHz

32

31

VDD

VSS

VDD

VSS

2

3

4

5

6

7

11

12

RA0

RA1

RA2

RA3

RA4

RA5

PortA

MCLR

OSC1

OSC2

ENDEREÇO

DB7~DB0

15

16

17

DG-16080

RB1

RB2

RB3

RD7~RD0

34

35

36

PortD7~14

4

5

6

2

1

3

RS

R/W

E

VDD

VSS CS

RES

VEE

Vo

RESET

TX_ON

RX

TX

RC5

RC6

RC7

RE/DE

RO

DI

VCC

GND

DO/RI

DO/RI2

1

4

8

5

6

7

DS3696

24

26

25

PIC16F877

RS-485

CÂMERA

13

1

14

10uF

100nF

2 x 27pF

XTAL20MHz

32

31

VDD

VSS

VDD

VSS

2

3

4

5

6

7

11

12

RA0

RA1

RA2

RA3

RA4

RA5

PortA

MCLR

OSC1

OSC2

ENDEREÇO

RC423

UNIDADE SELECIONADA

PCLK

OEB

WEB

CSB

VCC

GND

A3~A0

D7~D0

1~8

9

10

11~14

15

16

17

19

M4088

RB0

RB1

RB2

RB3

RB7~RB4

RD7~RD0

33

34

35

36

37~40PortB

PortD

RESET

TX_ON

RX

TX

RC5

RC6

RC7

RE/DE

RO

DI

VCC

GND

DO/RI

DO/RI2

1

4

8

5

6

7

DS3696

24

26

25

PIC16F877

RS-485

Monitor + RedeMonitor + Rede Câmera + RedeCâmera + Rede

Universidade Regional de BlumenauUniversidade Regional de BlumenauUniversidade Regional de BlumenauImplementaImplementaçção: ão: MonitorMonitor

Monitor - teste para implementação da rede

RX IDF?

FRM_OK = SimIDF_OK = Não

A

IDF_OK?

FRM_OK?

RX?

B

FRM_OK? A

TX RQF

A

IDF_OK = Sim

IDF_OK = Não

FRM_OK = Não

A END OK?

ATUALIZA portD

Programa principal

Interrupção?

FRM_OK = SimIDF_OK = Não

A

B

Início

Não

Sim

Não

Sim

Não

Sim

Não

Sim

Não

NãoNão

Sim Sim

Não

Sim

END: endereçoFRM_OK: flag frame pronto IDF_OK: flag IDF recebido PRINT: joga dado no display

Universidade Regional de BlumenauUniversidade Regional de BlumenauUniversidade Regional de BlumenauImplementaImplementaçção: ão: CâmeraCâmera

Câmera - teste para implementação da rede

RQF OK?

B

RX RQF?

RQF_OK = Sim

A

END OK? RQF_OK = Não A

MODO TX RQF_OK = Não

Início

Programa principal

FRM_OK = Não

A

B

Configura câmera

Interrupção?

FRM_OK: flag frame pronto

Não

Sim

Não

Sim

Não

NãoNão

Sim

Sim

END: endereçoRQF_OK: flag RQF recebido

Universidade Regional de BlumenauUniversidade Regional de BlumenauUniversidade Regional de BlumenauTestes e validaTestes e validaççãoão

��RedeRede

conversão

pixel

1 pixel = 1 byte

câmera digital(144 x 72 pixels)

display(144 x 72 pixels)

1 pixel = 1 bit

��CâmeraCâmera ��MonitorMonitor

Universidade Regional de BlumenauUniversidade Regional de BlumenauUniversidade Regional de BlumenauResultados e discussãoResultados e discussão

��RedeRede

-- expansão de memexpansão de memóóriaria

-- microcontrolador + rmicrocontrolador + ráápidopido

-- 1 pixel = 1 byte1 pixel = 1 byte

�� CâmeraCâmera

��MonitorMonitor

-- rráápida e confipida e confiáávelvel

-- watchdogwatchdog

-- testeteste txtx ssííncrona a 5Mbpsncrona a 5Mbps

-- compressão de dadoscompressão de dados

-- halfhalf--toningtoning (meio(meio--tom)tom)

-- NDC (coordenadas)NDC (coordenadas)

Universidade Regional de BlumenauUniversidade Regional de BlumenauUniversidade Regional de BlumenauConclusõesConclusões

�� integraintegraçção de sistemasão de sistemas

�� ferramentas adequadas (MPLab)ferramentas adequadas (MPLab)

�� pouca bibliografia lcd/câmerapouca bibliografia lcd/câmera

�� resultados vresultados váálidoslidos

meio físico: par trançado

Câmera nCâmera 2Câmera 1

Monitor 1 Monitor n

...

...

n: limitado em 32 dispositivos, passível de ser aumentado com o uso de reforçadores de sinal.

Universidade Regional de BlumenauUniversidade Regional de BlumenauUniversidade Regional de BlumenauExtensõesExtensões

-- expansão de memexpansão de memóóriaria

-- microcontrolador + rmicrocontrolador + ráápidopido

-- display = câmera (1 pixel = 1 byte)display = câmera (1 pixel = 1 byte)

�� integrar rede com PCintegrar rede com PC

�� usar outra tecnologia de redeusar outra tecnologia de rede

�� viabilizar o protviabilizar o protóótipotipo

Universidade Regional de BlumenauUniversidade Regional de BlumenauUniversidade Regional de BlumenauAgradecimentosAgradecimentos

�� DWADWA

�� professor orientador professor orientador Antônio Carlos TavaresAntônio Carlos Tavares

�� professor professor Miguel A. Miguel A. WisintainerWisintainer

Universidade Regional de BlumenauUniversidade Regional de BlumenauUniversidade Regional de BlumenauDEMONSTRADEMONSTRAÇÇÃO DO PROTÃO DO PROTÓÓTIPOTIPO

ComposiComposiçção da banca examinadora:ão da banca examinadora:

-- professor orientador Antônio Carlos Tavaresprofessor orientador Antônio Carlos Tavares

-- professor Miguel Alexandre professor Miguel Alexandre WisintainerWisintainer

-- professor Dalton professor Dalton SolanoSolano dos Reisdos Reis

Trabalho de Conclusão de Curso submetido Trabalho de Conclusão de Curso submetido ààuniversidade regional deuniversidade regional de blumenaublumenau para a para a

obtenobtençção dos crão dos crééditos na disciplina com nome ditos na disciplina com nome equivalente no curso de ciências da computaequivalente no curso de ciências da computaçção ão

—— bachareladobacharelado