Predavatelj: doc. dr. Marko Jankovec
^
Obvestila
9.5.2013
Vprašalnik s temo AD pretvornikov je na voljo!
V tednu od 13. do 17. maja nas bo obiskal prof. Vaananen iz Finske. V okviru obiska bodo organizirani naslednji dogodki:
V torek 14.5. med 15:00 in 16:00 bo profesor v diplomski sobi predstavil svojo univerzo in potencialne možnosti za sodelovanje. Predstavitev je namenjena predavateljem in raziskovalcem.
V torek 14.5. med 16:00 in 17:00 bo izvedena podobna predstavitev, namenjena študentom.
V petek 17.5. med 9:00 in 15:00 bo profesor v Laboratoriju za polprevodniško elektroniko (LPE) izvedel predavanje + praktične demonstracije na temo EMC meritev. Kratka vsebina predavanja:
- EMC basics if needed
- What kind of EMC measurements can be made during R&D-phase in normal
R&D-laboratory with basic equipment?
- Equipment and measurement devices needed
- EMC-troubleshooting with basic equipment
- Use of spectrum analyser with current clamp (probe) and near-field probes.
- Basic oscilloscope
- Home-made probes for troubleshooting
- Case study
- EMC-demoboard, design tips.
Ker je število mest na predavanju omejeno, prosim vse zainteresirane, da se prijavijo.
^
O predmetu
Predmet razvija sposobnosti za razumevanje uporabe mikrokrmilnikov v elektronskih sistemih. Razvija tudi sposobnost integracije mikrokrmilnikov z različnimi perifernimi enotami in nudi potrebne izkušnje za programiranje in odpravljanje napak pri delu s periferijo v različnih aplikacijah. Poudarek je na praktični uporabi mikrokrmilnikov v ciljnih aplikacijah, kjer se še posebej osredotočimo na lastnosti, načini uporabe in priključitev perifernih enot s stališča elektronike. Vsebina predmeta OME se v tretjem letniku nadgradi pri predmetu Vgrajeni sistemi.
Predstavitev predmeta (pdf).
Podrobnejša vsebina
- Uvod in stanje tehnologije.
- Zasnova mikroprocesorskega sistema in načini realizacije.
- Načrtovanje: definiranje specifikacij, izbira mikroprocesorja in periferije.
- Arhitektura malih mikroprocesorjev. Zgradba in arhitektura jedra.
- Periferne enote malih mikrokontrolerjev.
- Registri portov in elektronska zgradba digitalnih I/O portov.
- Časovniki in števci s CCP, PWM.
- Analogna vezja: komparator in referenca, A/D pretvornik.
- Nadzorna vezja in nadzor napajalne napetosti.
- Prekinitve in servisiranje prekinitev.
- Proženje, detektiranje in servisiranje zunanjih prekinitev.
- Prenosi podatkov: paralelni in serijski prenos, takt in sinhronizacija. Asinhroni in sinhroni prenosi.
- Električne lastnosti komunikacij, potek signalov pri sprejemu in oddaji, kabli in priključki.
- Elektronska vezja za podporo komunikacijam.
- Načrtovanje in realizacija mikroprocesorskega vezja. Strategije načrtovanja tiskanih vezij za mikroprocesorske sisteme.
- Testiranje sistema: električno in programsko testiranje. Mehanizmi, odkrivanje in analiza napak. Sestava testov in funkcionalno testiranje.
Laboratorijske vaje potekajo v Laboratoriju za aplikativno elektroniko, kjer je 16 sodobno opremljenih delovnih mest za individualno delo na mikrokrmilniških razvojnih sistemih. Laboratorijske vaje so razdeljene na 10 sklopov, v okviru katerih študent zgradi mikrokrmilniški sistem od spodaj navzgor. Pri vsaki vaji spozna in uporabi en del periferije mikrokrmilnika in tako postopoma gradi mikrokrmilniški sistem s ciljem končne aplikacije - preprostega sistema za zajemanje analognih signalov s prenosom na PC prek USB vodila. Študentom nudim možnost, da v okviru prve laboratorijske vaje zgradi lasten mikrokrmilniški razvojni komplet za domačo uporabo, ki ga sicer uporabljamo na laboratorijskih vajah.
Preverjanje znanja:
- Znanje teorije iz mikrokrmilniških sistemov in periferije preverjamo s pomočjo spletnega vprašalnika, ki ga kandidati izpolnijo na pisnem delu izpita. Pozitiven rezultat teoretičnega dela izpita je pogoj za pristop k ustnemu izpitu, kjer študentje predstavijo projekt.
- Ustni izpit, kjer študent predstavi projekt, ki ga je zgradil v okviru vsebine laboratorijskih vaj ali doma nadgradil z dodatno funkcionalnostjo.
^
Gradiva
Gradiva s predavanj:
1. Uvod, tehnologije digitalnih vezij
2. Arhitekture mikroprocesorjev
3. Arhitektura AVR
4. I/O linije
5. Sistemi za podporo in kontrolo delovanja
6. Prekinitve
7. Branje tipk in matrične tipkovnice, računalniki na začetki dobe mikroprocesorjev
8. Števci
9. Zunanje prekinitve, upravljanje s porabo
10. Vzporedna vodila, LCD prikazovalnik
11. Vzporedna vodila
12. AD pretvorba
Splošna literatura:
- John L. Hennessy and David A. Patterson.. Morgan Kaufmann Publishers Inc., 1990.
- FrederickM. Cady. M. Oxford University Press, 1997.
- Jonathan W. Valvano. s. Thomson Brooks/Cole, 2003.
- Stuart Ball. . Newnes, 2001.
- Günther Gridling, Bettina Weiss, , 2006.
- Dhananjay V. Gadre, , McGraw-Hill, 2001
- Iztok Fajfar, Zapiski predavanj Osnove programiranja II
- www.atmel.com
- http://en.wikibooks.org/wiki/Embedded_Systems/Atmel_AVR
- http://www.avrbeginners.net/
- http://www.avrfreaks.net/
- Hiter pregled sintakse jezika C
- Odlična animacija vseh glavnih funkcij AVR jedra in periferije
^
Laboratorijske vaje
Laboratorijske vaje potekajo v laboratoriju LAE, ki se nahaja v tretjem nadstropju nove stavbe.
Laboratorijske vaje potekajo
- 2. letnik AE - elektronika v dveh skupinah ob petkih
- 1. skupina od A-M
- 2. skupina od N-Ž
- 2. letnik AE - izbirni predmet ob ponedeljekih
|
|
Naloga
|
petek 8-11, 11-14
|
pon. 16-19
|
|
|
Sestavljanje
|
1.3.
|
4.3.
|
|
1
|
Uvod
|
8.3.
|
11.3.
|
|
2
|
Zbirnik
|
15.3.
|
18.3.
|
|
3
|
Uvod v C
|
22.3.
|
25.3.
|
|
4
|
Tipke
Primeri
|
5.4.
|
8.4.
|
|
5
|
Časovniki
|
12.4.
|
15.4.
|
|
6
|
Prekinitve
|
19.4.
|
22.4.
|
|
7
|
LCD – gonilnik
primer
|
26.4.
|
6.5.
|
|
8
|
LCD – putch, printf
primer
|
10.5.
|
13.5.
|
|
9
|
AD pretvornik
|
17.5.
|
20.5.
|
|
10
|
Priprava (DN)
RS-232
|
24.5.
|
27.5.
|
|
11
|
|
31.5.
|
3.6.
|
Pri vajah boste rabili natisnjeno shemo MIŠKO-ta!
Navodila za pripravo zbirniškega projekta.
Navodila za pripravo C projekta.
Dostop do vaj.
^
Razvojni sistem
USB programator:
Navodila za samogradnjo USB programatorja:
MIkrokrmilniški Študentski KOmplet:
Razvojno okolje:
^
Teme za seminar
Pri izvedbi si lahko pomagate s projektom merilnika nivoje tekočine, ki združujeta tematike, obdelane na laboratoijskih vajah:
Naloge brez dodatne opreme:
- Krmiljenje osvetlitve LCD zaslona s programskim ali strojnim PWM
- Ura, budilka ali štoparica (rabi prekinitve)
- Elektronska MIDI klaviatura na 4 tipke
- Merilnik frekvence/periode digitalnega signala
- Funkcijski generator z uporabo PWM
- ...
- Merjenje temperature z LM335
- Merjenje temperature z DS18B20
- Merjenje osvetlitve s fotodiodo
- krmiljenje DC motorčka (PWM)
- krmiljenje koračnega motorčka
- krmiljenje modelarskega servo motorčka
- Brezžična komunikacija z moduli RFM-01 in 02.
- merjenje napetosti in/ali toka z avtomatskim določanjem merilnega območja
- sledilnik sonca (za senzor se lahko uporabi navadna LEDica)
- budilka z LED zaslonom
- light show z izločevalnikom takta glasbe (kot luči so lahko barvne LED)
- merilnik tlaka, višine, hitrosti (z uporabo tlačnih senzorjev)
- MIDI klaviatura (vsaj 2 oktavi - matrično branje tipk)
- Uporaba zunanje RTC ure
- Branje in/ali generacija IR signala za daljinsko krmiljenje (npr. RC5)
- Uporaba kvadraturnega enkoderja za vnos vrednosti
- Uporaba preciznega AD pretovrnika na I2C vodilu
- Branje pozicije z GPS modula
- Krmiljenje grafičnega LCD prikazovalnika
- Branje resistivnih senzorjev dotika zaslona
- Merilnik magnetnega polja - hallov senzor - brezkontatna meritev toka
- Izvedba kapacitivnega senzorja dotika - tipke
- ...
^
Izpit
Izpitni režim:
- Pisni del - reševanje spletnega vprašalnika na PC-jih v laboratoriju:
- po eno vprašanje iz snovi posameznega predavanja
- poznavanje delovanja ATMEL mikrokrmilnikov družine mega
- dovoljena uporaba podatkovnega lista mikrokrmilnika ATmega324
- Ustni del - zagovor projekta
- demonstracija projekta - vezje in programska koda
- vprašanja
Spletni vprašalniki:
Spletni vprašalniki so na voljo tukaj.
- Na voljo so vsak teden od dneva predavanja (vsaka sreda) do torka 23:59:59 naslednji teden.
- Vsebina vprašanj pokriva snov zadnjega predavanja.
- Vsak ima tri poizkuse v enem terminu.
- Geslo je vaš EMŠO.
Aktualni izpitni roki:
- Izpitni rok za zagovor projektnih nalog je v 4.3.2013 ob 9h v LAE.
