Mikrovezérlők alkalmazástechnikája laboratóriumi gyakorlat ( lev )

1. Mikrovezérlők alkalmazástechnikája laboratóriumi gyakorlat (lev) Bevezetés Fejlesztőkörnyezet használata Makan Gergely, Mellár János, Mingesz Róbert, Boros Péter, Zana Roland 2014. február 22.

2. Tartalom • Tűz és munkavédelem, Laboratóriumi rend • További információ:http://www.inf.u-szeged.hu/tanszekek/muszakiinformatika/MIL/ • Tájékoztatás • A 8051 architektúrája • A C8051F410 architektúrája • A development kit leírása • Egyszerű feladatok megoldása

3. Tűz és munkavédelem

4. Tűzvédelem • Tilos: • tűz és robbanásveszélyes anyagot behozni • nyílt láng használata • dohányozni • enni/inni • Tűzveszély: • elektromos műszerekHasználat előtt meggyőződni hibátlan állapotukról!

5. Tűz esetén • Szólni • Tűzoltók hívása (105 / 112) • Központi rendészeti ügyelet hívása(+36 62 54-5863) • Áramtalanítás • Tűz oltása (poroltó) • Elektromos tüzek esetén: áramütés veszélye • Menekülés

6. Munkavédelem • Nem nyúl semmihez • Munkavégzésre alkalmas állapot • (nem: betegség / tudatmódosítók) • Berendezések ismerete • (használati útmutatók) • Működőképes a berendezés? • Nem javít (csak villanyszerelő / villamos mérnök) • Földelés!

7. Áramütés esetén • Áramkört megszakít (főkapcsoló) • Elsősegély (lélegeztetés, stabil oldalfektetés, ...) • Szólni • Mentők hívása (104 / 112) • 24 órás megfigyelés korházban • Szívritmuszavarok → halál • Szövetsérülés → vérrög → halál

8. Laborrend • Csak az dolgozhat a laborban, aki ismeri a tűz és munkavédelmi szabályzatot, valamint a laborrendet, és ezt aláírásával igazolta is • Felelősségvállalás a használt eszközökért • Tilos enni/inni • Óra végén mindent a helyére kell pakolni • Számítógép • Csak engedéllyel szabad bármit telepíteni, átállítani • Óra végén: mindent visszaállítani eredeti állapotába (saját fájlok törlése)

9. Tájékoztató

10. Mikrovezérlők alkalmazástechnikája laboratóriumi gyakorlat • Valódi hardver programozása → rengeteg hibalehetőség(beállítások, hardver konfiguráció, hardver hibák, hibás kód...) • Korlátozott hibakeresés → helyes programok írása • Figyelembe kell venni a hardver képességeit

11. Információk • A kurzus honlapja:http://www.inf.u-szeged.hu/~mingesz/Education/MicLab/ • Oktatók / munkatársak • Makan Gergely, Mellár János, Mingesz RóbertBoros Péter, Zana RolandGingl Zoltán, Mellár János • A félév teljesítésének követelményei: • Nem lehet igazolatlan hiányzás • Igazolt hiányzások száma legfeljebb 3 • Az összes gyakorlat elvégzése • Legalább 50%-os eredmény

12. Gyakorlatokon való részvétel • Igazolt hiányzás: • Utólag igazolás bemutatása • Előzetes egyeztetést követően a gyakorlatvezető engedélyével hiányzik • Pótlás: • Utolsó héten • Előzetes megbeszélés alapján, a többi időpontban • Késés: • Max 5 perc • Utána pontlevonás

13. Gyakorlati munka • Előzetes felkészülés • Anyagok: Honlap / CooSpace • Előadás jegyzet • Dolgozat: bármikor • Egyéni munka, de az egy padban lévők segíthetnek egymásnak • Az órák egy részében jegyzőkönyv készítése

14. Jegyzőkönyv • A sablon jegyzőkönyvet kell kitölteni • Beadási határidő: az óra végén (1 óra 30-kor) • E-mail: • mingesz@inf.u-szeged.hu • mellar@inf.u-szeged.hu • makan@inf.u-szeged.hu • pdf formátum, Max 5 MB, + mellékletek zip-ben • Fájlnév: KissK.03.pdf (+ KissK.03.zip) • Levél tárgya: Mikro - 03 - Kedd 8h 13 jobb • A jegyzőkönyv a saját munkát kell dokumentálja. Tilos: • Valótlanságot állítani benne • Más munkáját bemásolni

15. Gyakorlat menete • Óra elején tájékoztatás • Leltárellenőrzés • Feladatok megoldása • Programozás • Kapcsolások elkészítése • Mérés • Bemutatás • Dokumentálás • Jegyzőkönyv elküldése • Rendrakás, leltárellenőrzés

16. Tematika • Bevezetés: a SiliconLaboratories által gyártott mikrovezérlők • Utasításkészlet, Assembly és C programozás • A fejlesztőkörnyezet • Egyszerű feladatok • BCD kijelzés • Számlálók, interrupt • AD konverzió • Kommunikáció (RS232, I2C)

17. Hallgatói értékelések

18. A feladatok száma jó így, az óra kicsit rövid. • A feladatok egy része szorgalmi, hogy a jól haladók se unatkozzanak.

19. Kevés a felkészüléshez biztosított anyag. • Elkészült egy jegyzet • Előadás anyaga hozzá tartozik a gyakorlathoz is • Ahol szükséges, több anyagot fogunk biztosítani

20. Nincsenek részletes útmutatók. • Ez szándékos  • Célszerű, hogy ha az ember magától jön rá a megoldásra. Így könnyebben boldogul, ha nem pont ezt a mikrovezérlőt használja. • Ahol szükséges, több útmutató lesz.

21. Egy félév kevés egy ilyen tudás megszerzéséhez. • Valóban. • A kurzus csak az alapok elsajátítására elegendő, ugyanakkor ez alapján akár önállóan is el lehet sajátítani egy tetszőleges mikrovezérlő programozását.

22. Nem könnyű feladatokkal kezdünk, hanem egyből a közepébe vágunk. • A számlálók és megszakítások használata valóban nem egyszerű, de ezek képezik a mikrovezérlő programozás alapját

23. Sok a hibalehetőség, így megtévesztő,mert lehet a jó programot átírjuk rosszra közben, nem is a programban van a baj. • Evvel a kijelentéssel teljes egészében egyetértünk 

24. Levelezősként nagyon kevés idő áll rendelkezésre • Valóban • Célszerű többet fordítani az előzetes felkészülésre • A követelményeket a lehetőségeknek megfelelően állapítjuk meg

25. Érdekel a PLC a mikrovezérlő és a robotkar programozás. Szeretnék még hasonló műszaki berendezéseket megismerni, működtetni. • Célszerű megfelelő szakdolgozattémát választani: • PLC: Pletl Szilveszter / Kincses Zoltán • Mikrovezérlő: Gingl Zoltán / Mingesz Róbert • Robotkar: Pletl Szilveszter / Szépe Tamás • FPGA: Kincses Zoltán

26. A 8051 architektúrája

27. Irodalom • www.8052.com • www.silabs.com • Roland Dilsch: A 8051 mikrokontroller család (Műszaki Könyvkiadó 1992) • http://www.edsim51.com/ • http://www.inf.u-szeged.hu/~mingesz/Education/MicLab/ • http://www.inf.u-szeged.hu/~mingesz/Info/Micro/C8051F410DK.php

28. 8051 mikrovezérlő család • 8 bit ALU • 8 bit adatbusz • 16 bit címbusz • Beépített RAM: 128/256 byte • Beépített programmemória • I/O portok • Számlálók • Két prioritású szintű megszakításkezelés • Alacsony fogyasztású üzemmódok

30. Gyártók • Atmel • Infineon Technologies • Maxim • NXP • Microchip • ST • Silicon Laboratories • Texas Instruments • Ramtrom International • Silicon Storage Technology • Cypress Semiconductor • Analog Devices

31. Előnyök-hátrányok • Nagy választék • Integrált perifériák • Minimális külső alkatrészigény • Alacsony fogyasztás • Alacsony számítási teljesítmény • Limitált memória

32. A C8051F410 architektúrája

33. Silicon Laboratories mikrovezérlők • 8051-es mag • Számos beépített periféria • Kiváló minőségű A/D, D/A konverterek • PCA • kommunikáció • Változatos kiépítés • Fejlesztést segítő eszközök • Egyciklusos mikrovezérlők (1 órajel ~ 1 utasítás*) • Gyors, alacsony fogyasztású • On-chip debug

34. C8051F410

35. C8051F410

36. C8051F410 - Memória

37. C8051F410 - Memória

38. C8051F410 - SFR

39. CrossBar

40. Port I/O cella

41. CrossBar – Config Wizard

42. Oszcillátor

44. Példa: Oszcillátor felfüggesztése

45. Watchdog timer • Cél: ha a főprogram lefagy, újraindítja a mikrovezérlőt • Rendszeresen törölni kell (a védeni kívánt programrészből), különben RESET • Ki lehet kapcsolni • RESET után aktív!

46. A C8051F410DK fejlesztőkit

47. C8051F410DK - Fejlesztőkit

48. Kit tartalma • C8051F410 Target Board • C8051Fxxx Development Kit Quick-Start Guide • Silicon Laboratories IDE and Product Information CD-ROM • AC to DC Power Adapter • USB Debug Adapter (USB to Debug Interface) • USB Cable

49. C8051F410-Target Board

50. C8051F410-Target Board • P1 – Power connector (accepts input from 7 to 15 VDC unregulated power adapter) • J1 – 22-pin Expansion I/O connector • J3 – Port I/O Configuration Jumper Block • J4 –DEBUG connector for Debug Adapter interface • J5 – DB-9 connector for UART0 RS232 interface • J6 –Analog I/O terminal block • J7 – Connector for IDAC0 voltage circuit • J8 – USB Debug Adapter target board power connector • J9, J10 – External crystal enable connectors • J11 – Connector for IDAC1 voltage circuit • J12 – Connector block for Thermistor circuitry • J13, J14 –ADC external voltage reference connectors