SISTEMA DIDÁTICO DE EXPANSÃO DE E/S PARA ARDUINO, VIA SPI E COM CPLD

Resumo

Numerosas aplicações de sistemas digitais demandam a expansão de dispositivos de entrada e saída (E/S) de microprocessadores ou microcontroladores. A abordagem mais trivial, usar um dispositivo com maior quantidade de periféricos nem sempre é viável, pois em algumas situações implica em aumento injustificável de custo. A interface SPI tem se tornado um dos padrões mais adotados em tais aplicações, devido à sua simplicidade e fácil implementação. Numerosos microcontroladores integram um dispositivo de comunicação SPI, e alguns circuitos integrados digitais simples podem interagir com o padrão. Dispositivos lógicos programáveis (PLDs), por outro lado, oferecem uma solução de projeto digital importante como alternativa ou complementarmente aos microcontroladores. PLDs têm a capacidade de processamento concorrente de sinais, enquanto microcontroladores são sequenciais. O artigo abordará a utilização de um CPLD (dispositivo lógico programável complexo) para fazer a expansão de pinos de E/S de um uCduíno (módulo didático de microcontrolador com arquitetura similar à do padrão Arduino), como uma interface SPI. O projeto foi desenvolvido em VHDL (uma linguagem específica para descrição de hardware), no ambiente de desenvolvimento Quartus II, da ALTERA. O objetivo deste estudo é estabelecer o domínio do tema pelo grupo de pesquisa, visando à preparação de material de apoio a outras pesquisas e didático em geral, em consonância com as necessidades do Projeto FPGA para Todos. Os resultados obtidos foram a produção de uma página explicativa divulgada na internet, a utilização desse sistema em outras pesquisas do IFSC e do próprio projeto FPGA para Todos. Ao final do desenvolvimento, os objetivos propostos inicialmente foram satisfatoriamente atingidos.