Mikrovezérlők alkalmazástechnikája
- 2 óra előadás (kollokvium)
- 3 kredit, őszi félév
Tematika
- Korszerű elekronikus eszközök felépítése. A mikrovezérlők koncepciója, követelményrendszere. Perifériák választéka, funkciói.
- Mikrovezérlők típusválasztéka, osztályozása. Mikrovezérlők összehasonlítása teljesítmény, digitális és analóg perifériák tulajdonságai alapján.
- A C8051Fxxx mikrovezérlők hardverfelépítése. ALU, regiszterek, memóriafelépítés: RAM, flash, SFR.
- Memóriakezelés. Belső, külső RAM, SFR, flash. Címzési módok, SFR elérés. Bitmemória. Veremkezelés. Írás a flash memóriába.
- Utasításkészlet. Aritmetikai, logikai, adatmozgató, programvezérlési utasítások. Operandusok, címzési lehetőségek. Utasítások kódolása, időtartama.
- Megszakítások alkalmazása. Mechanizmus, idődiagram. Engedélyezés, állapotjelzők és kezelésük. Külső, állapot vagy élvezérelt megszakítások. Prioritás, interakció a főprogrammal. Alkalmazási megfontolások.
- Assembler programozás. Direktívák, szegmensek. Kód és adatok elhelyezése. Változók, konstansok. Alprogramok, megszakításkezelés assemblerben.
- C programozás. Adatkezelés, adattípusok, memóriatípusok, tárolási osztályok. C és assembler kapcsolat. Függvények paraméterátadása. Start-up kód.
- Megszakításkezelés C nyelven. Verem, regiszterkezelés, critical blokkok. Változók integritása, volatile változók, adatcsere a főprogrammal. Ring buffer kezelés.
- Teljesítményszabályozás, fogyasztáscsökkentési üzemmódok. Az oszcillátor felépítése, üzemmódjai. Valós idejű óra.
- Reset, tápfeszültségmonitor, feszültségstabilizátor és watchdog timer perifériák működési elve, használata.
- Perifériák és portok kiosztása, crossbar. A port I/O hardverfelépítése. Open-drain, push-pull, weak pull-up és analog módok. Adatlapi paraméterek és értelmezésük.
- Felhasználói felület illesztése. Nyomógombok, kapcsolók hardveres és szoftveres kezelése. Billenytűmátrix illesztése.
- Kimeneti meghajtók, portok bővítése külső áramkörökkel. LED, 7-szegmenses kijelző, alfanumerikus LCD hardveres és szoftveres kezelése.
- Időzítő és számláló áramkörök. A Timer 0,1 és Timer 2,3,4 üzemmódjai, használata.
- Időtartam, frekvencia, periódus mérése időzítő/számláló áramkörökkel. Adott frekvenciájú periodikus megszakítások generálása.
- A programozható számlálótömb (PCA) működési elve. Capture, software time, high-speed output módok. PWM és watchdog timer. A PWM használata analóg jelforrásként.
- Párhuzamos interfész és működési módjai. Cím, adat és vezérlővonalak. Párhuzamos perifériák (SRAM, ADC, DAC, FIFO) illesztése.
- UART áramkörök. Az időalap beállítása, időalap tolerancia. Kapcsolási módok, hardveres illesztés, fizikai rétegek. Szoftveres kezelés, polling és interrupt módok.
- SPI és SMBus áramkörök. Írás, olvasás, szoftveres kezelési alapok. C standard I/O átirányítás.
- Analóg perifériák. Komparátor, D/A konverter. A D/A konverzió indítási módjai. Az A/D konverter hardverfelépítése és használata, konverziós módok. Beállási idő. Polling és megszakításos kezelés.
- Szenzorok illesztése. Feszültség, ellenállás, áram mérése. Feszültségosztó, műveleti erősítő alkalmazása feszültségek skálázására. Áram mérése műveleti erősítővel, fotodióda-erősítő.
Tantárgy oktatója
Dr. Gingl Zoltán (előadás)
A tantárgy honlapja
Mikrovezérlők alkalmazástechnikája