Belépés címtáras azonosítással
magyar nyelvű adatlap
angol nyelvű adatlap
Mikrokontroller laboratórium
A tantárgy angol neve: Microcontroller Laboratory
Adatlap utolsó módosítása: 2010. május 3.
Villamosmérnöki alapszak
Beágyazott és irányító rendszerek szakirány
Számítógép-alapú rendszerek ágazat
-
A fenti forma a Neptun sajátja, ezen technikai okokból nem változtattunk.
A kötelező előtanulmányi rend az adott szak honlapján és képzési programjában található.
A tárgy célja, hogy a hallgatókat megismertesse az iparban legelterjedtebben használt mikrokontroller típusok alkalmazástechnikájával. A mérések során a hallgatók megismerkednek a beágyazott rendszerek hardver tervezési és hardverközeli programozási lépéseivel, kommunikációs és tesztelési módszereivel, a beágyazott operációs rendszerek alkalmazási problémáival. Egy kisebb (8051) és egy nagyobb (ARM) teljesítőképességű mikrokontroller fejlesztő kit és integrált fejlesztői környezet segítségével kísérik végig a beágyazott rendszerek mikrokontroller alapú fejlesztéseinek minden lépését, ezeken történik a kiadott házi feladatok megoldása is.
1. Hardver kapcsolás tervezése CAD támogatással
Ezen a vezetett (bemutató jellegű) mérésen a hallgatók megismerkednek egy hardver tervezést támogató CAD rendszerrel (PADS2005), egyszerűbb példákon elsajátítják a kapcsolási rajz fejlesztés és az áramkör szimuláció (TINA) lépéseit.
2. Hardver áramkör tervezése, építése
Ezen a vezetett (bemutató jellegű) mérésen a hallgatók folytatják az ismerkedést a hardver tervezést támogató CAD rendszerrel (PADS2005), egyszerűbb példákon elsajátítják a nyomtatott áramkör tervezés lépéseit. Megismerik az első fejlesztési mintapéldányok fizikai megépítésének eszközeit és felületszerelt alkatrészekből összeforrasztanak, majd felélesztenek egy egyszerűbb áramköri kapcsolást.
3. Mikrokontrollerek programozása assembly szinten
A mérésen a hallgatók a mikrokontrollerek assembly szintű programozását sajátítják el egyszerűbb feladatok (digitális és analóg be- és kimenetek kezelése, megszakításkezelés, hardver időzítés, egyszerűbb algoritmusok) megoldásával. Bemutatásra kerül az a hardver kit és integrált szoftver fejlesztő környezet (C8051F040DK), amelyet minden hallgatónk megkap abból a célból, hogy ezek segítségével végezze el a mérésen kiadásra kerülő hardver-szoftver illesztési feladat (önállóan megoldandó házi feladat) megoldását.
4. Mikrokontrollerek programozása C nyelven
A beágyazott mikrokontrolleres rendszerek irányító programjait a kényelmesebb fejlesztés és a programok hordozhatósága érdekében C nyelven fejlesztik a leggyakrabban. A hallgatók a mérésen ennek a fejlesztői platformnak a tulajdonságait és specialitásait sajátítják el egyszerű valós idejű irányítási/vezérlési és megjelenítési feladatok megoldásán keresztül.
5. Mikrokontrollerek kommunikációjának vizsgálata
A mérésen a hallgatók egyszerű programozási feladatok megoldásával vizsgálatokat végeznek a mikrokontrolleres alkalmazások tipikus belső (SPI, I2C) és külső (RS232, RS485, CAN) kommunikációs csatornáinak vizsgálatára.
6. Illesztési feladatok mikrokontrollerekre
Egy-egy beágyazott irányító rendszerben a mikrokontroller különböző érzékelőkön és végrehajtó/beavatkozó szerveken keresztül kapcsolódik környezetéhez. Ezen egységek illesztési kérdéseivel kezelésével ismerkednek meg a hallgatók az elvégzendő mérési feladatok során (elmozdulás/elfordulás érzékelése FPGA panel segítségével, motorvezérlés PWM kimenettel, egyszerűbb szabályozási algoritmus megvalósítása).
7. Valósidejű irányítási feladatok PLC-vel
A mérésen a hallgatók megismerkednek a tanszéken működő félüzemi folyamatmodellel, az ipari érzékelő, végrehajtó és beavatkozó egységekkel, valamint az intelligens Simatic S7 irányítórendszer főbb tulajdonságaival. A rendszeren egyszerűbb identifikációs és valósidejű irányítási részfeladatokat oldanak meg.
8. Beágyazott operációs rendszerek használata
A mérést végző hallgatók megismerkednek μC/OS-II operációs rendszer alkalmazásával. Többtaszkos, valósidejű feladatok megoldásán keresztül sajátítják el az idő- és eseményvezérelt rendszerek legfontosabb tulajdonságait, szinkronizációs elveit.
9. ARM mikrokontrollerek alkalmazástechnikája
A mérésen a hallgatók megismerkednek a Linux operációs rendszernek egy nagyobb teljesítményű mikrokontrollert (ARM9) tartalmazó rendszerre való gyors telepítésének problémáival, majd a telepített rendszer alatt futó alkalmazások és a host rendszer között teremtenek kapcsolatot a gyors alkalmazásfejlesztés (RAD) módszereivel.
10. Önálló tervezési feladat
A hallgatók a 3. mérésen egy C8051F040DK mikrokontrolleres kittet és ehhez egy önálló tervezési (rész-) feladatot kapnak, amely során egy adott illesztési/irányítási feladatot kell megoldaniuk. Ezen a mérésen az általuk elkészített hardver-szoftver megoldást mutatják be a mérésvezetőnek, és átadják a munkához tartozó tervezési dokumentációt.
A tárgy anyaga 10 db 4 órás laboratóriumi mérésből áll, melyet az Automatizálási és Alkalmazott Informatikai Tanszék szakirány laboratóriumában kell elvégezni.
a. A szorgalmi időszakban:
· 9 db 4 órás laboratóriumi mérés anyagának elsajátítása, a mérések elvégzése és a mérési jegyzőkönyvek elkészítése az előírt ütemezés szerint
· 1 db önállóan megoldandó házi feladat megoldása, ennek a 10. mérési alkalommal működőképes állapotban történő bemutatása, valamint a fejlesztési dokumentáció átadása.
b. A vizsgaidőszakban: nincs
c. Elővizsga: nincs
A gyakorlati jegy megszerzésének feltétele valamennyi mérés sikeres (legalább elégséges szintre történő) elvégzése. A hallgató a mérésekre egy-egy osztályzatot kap (felelet, mérési munka és jegyzőkönyv alapján), a gyakorlati jegy a mérésre kapott jegyek átlaga.
A mérésekhez összesen 2 db pótlási lehetőséget biztosítunk. Mérés kizárólag a szorgalmi időszakban pótolható a mérésvezetővel vagy a tárgyfelelőssel előre egyeztetett időpontban.
