Embedded Systems

Repositório com os projetos desenvolvidas na disciplina de Projetos de Sistemas Computacionais Embarcados.

Estrutura do Repositório

embedded-systems/
├── blinker/          # Prática 1 — LED Blinker
├── lcd-keypad/       # Prática 2 — LCD 16×2 + Teclado Matricial + 7Seg-Display
├── safe-system/      # Prática 3 — Sistema de Cofre com Senha
├── serial/           # Prática 4 — Comunicação Serial (8052 ↔ Arduino)
└── games/            # Prática 5 — Jogos (T-Rex Runner & Stock Car)

Projeto 1: LED Blinker

A primeira prática consiste em um programa clássico de pisca-LED (blinker), escrito em Assembly. O programa alterna o estado do pino P1.0 continuamente, com um atraso gerado por dois loops aninhados usando os registradores R0 e R1.

Conceitos abordados

• Configuração e manipulação de portas GPIO (clr, setb)
• Sub-rotinas de delay por software (loops com DJNZ)
• Estrutura básica de um programa Assembly 8051 (org, sjmp, acall, ret)
• Gravação do firmware via ISP

Projeto 2: LCD 16×2 + Teclado Matricial + 7-Seg Display

Nesta prática, o 8052 controla um display LCD 16×2 no modo de 4 bits e lê entradas de um teclado matricial 4×3. Os caracteres digitados são exibidos no LCD em tempo real. Ao pressionar #, o programa encerra. Adicionalmente, um programa separado controla 4 displays de 7 segmentos multiplexados para exibir o número 8207.

Conceitos abordados

• Inicialização e comunicação com LCD HD44780 em modo 4 bits
• Envio de comandos e dados via nibbles (alto e baixo)
• Varredura de teclado matricial (scan por linhas e colunas)
• Debounce de tecla por software (sub-rotina ESPSOL com Timer 0)
• Multiplexação de displays 7 segmentos com chip decodificador

Projeto 3: Sistema de Cofre com Senha

Sistema de cofre digital que solicita uma senha de 4 dígitos via teclado matricial, exibe asteriscos (*) no LCD conforme o usuário digita e valida a senha contra um valor armazenado. Se a senha estiver correta, exibe "BEM VINDO"; caso contrário, exibe "SENHA ERRADA". Implementado tanto em Assembly quanto em C para o 8052.

Conceitos abordados

• Armazenamento de dados na RAM interna do 8052
• Comparação de strings: senha digitada (RAM) vs. senha correta (ROM / array)
• Controle de fluxo com contadores e ponteiros indiretos (@R0, DPTR)
• Reescrita do projeto de Assembly para C (usando reg51.h)
• Mascaramento de entrada (exibição de * em vez do dígito real)

Projeto 4: Jogos para 8052

Prática avançada com três jogos desenvolvidos em C para o 8052, utilizando displays LCD 16×2 e GLCD 128×64 (ST7920). Os jogos demonstram renderização gráfica, sprites customizados, detecção de colisão e progressão de dificuldade — tudo rodando em um microcontrolador de 8 bits.

T-Rex Runner (LCD 16×2)

Recriação do clássico jogo do dinossauro do Chrome, adaptado para um display LCD alfanumérico de 16×2. O T-Rex corre na linha inferior desviando de cactos e de pássaros.

Mecânicas:

• Sprites customizados via CGRAM do LCD (cacto, pássaro, T-Rex)
• Modo Noite ativado automaticamente ao atingir 100 pontos (sprites invertidos)
• Velocidade progressiva — o jogo acelera a cada 25 pontos
• Detecção de colisão contra cactos (no chão) e pássaros (no ar)
• Sistema de score com exibição em 3 dígitos no canto do display
• Game Over com exibição de pontuação e restart por botão

T-Rex Runner (GLCD 128×64)

Versão aprimorada do T-Rex Runner para o display gráfico GLCD 128×64 com controlador ST7920. Renderização pixel a pixel com sprites bitmap de 16×16 e fonte customizada para exibição do score.

Mecânicas adicionais:

• Renderização gráfica com controle direto de pixels via modo gráfico estendido do ST7920
• Mapa scrollável com obstáculos mapeados em bytes
• Ciclo Dia/Noite alternando a cada 50 pontos (inversão bit a bit dos dados do display)
• Colisão pixel-perfect comparando bits do sprite do dinossauro com os bits do mapa
• Velocidade progressiva do scroll do mapa

Stock Car (GLCD 128×64)

Jogo de corrida top-down para o GLCD 128×64 onde o jogador controla um carro em uma pista que se move verticalmente. O objetivo é sobreviver o máximo possível desviando das bordas da pista e de carros inimigos.

Mecânicas:

• Pista procedural com curvas definidas por um mapa circular de 32 posições
• Sprites 16×16 para carro do jogador, carro inimigo, ambulância e explosão
• Carros inimigos que aparecem em lanes alternadas após 5 km
• Painel de informações no canto direito: tempo, quilometragem e batidas
• Animação de crash com sequência: explosão → ambulância se aproximando → sirene piscando
• Controle por teclado matricial (teclas 7 e 9 para esquerda/direita)
• Restart após colisão pressionando o botão central

Projeto 5: Comunicação Serial (8052 ↔ Arduino)

Prática de comunicação serial assíncrona (UART) entre um Arduino (transmissor) e o 8052 (receptor). O Arduino envia a string "SistEmb-" caractere por caractere a cada 1 segundo. O 8052 recebe cada byte via interrupção serial (ORG 23h) e exibe imediatamente no LCD 16×2.

Conceitos abordados

• Configuração da UART do 8052 em Modo 1 (8 bits, baud rate variável)
• Uso do Timer 1 em modo Auto-Reload para geração de baud rate
• Bit SMOD (dobrador de baud rate) no registrador PCON
• Interrupções seriais (ES, EA, RI)
• Comunicação entre plataformas diferentes (Arduino → 8052) a 9600 bps

Autores

Desenvolvido por Gustavo de Oliveira Gimenes e Vinícius Marto da Veiga.