Mikrovezérlők alkalmazástechnikája

  • 2 óra előadás (kollokvium)
  • 3 kredit, őszi félév

Tematika

  1. Korszerű elekronikus eszközök felépítése. A mikrovezérlők koncepciója, követelményrendszere. Perifériák választéka, funkciói.
  2. Mikrovezérlők típusválasztéka, osztályozása. Mikrovezérlők összehasonlítása teljesítmény, digitális és analóg perifériák tulajdonságai alapján.
  3. A C8051Fxxx mikrovezérlők hardverfelépítése. ALU, regiszterek, memóriafelépítés: RAM, flash, SFR.
  4. Memóriakezelés. Belső, külső RAM, SFR, flash. Címzési módok, SFR elérés. Bitmemória. Veremkezelés. Írás a flash memóriába.
  5. Utasításkészlet. Aritmetikai, logikai, adatmozgató, programvezérlési utasítások. Operandusok, címzési lehetőségek. Utasítások kódolása, időtartama.
  6. Megszakítások alkalmazása. Mechanizmus, idődiagram. Engedélyezés, állapotjelzők és kezelésük. Külső, állapot vagy élvezérelt megszakítások. Prioritás, interakció a főprogrammal. Alkalmazási megfontolások.
  7. Assembler programozás. Direktívák, szegmensek. Kód és adatok elhelyezése. Változók, konstansok. Alprogramok, megszakításkezelés assemblerben.
  8. C programozás. Adatkezelés, adattípusok, memóriatípusok, tárolási osztályok. C és assembler kapcsolat. Függvények paraméterátadása. Start-up kód.
  9. Megszakításkezelés C nyelven. Verem, regiszterkezelés, critical blokkok. Változók integritása, volatile változók, adatcsere a főprogrammal. Ring buffer kezelés.
  10. Teljesítményszabályozás, fogyasztáscsökkentési üzemmódok. Az oszcillátor felépítése, üzemmódjai. Valós idejű óra.
  11. Reset, tápfeszültségmonitor, feszültségstabilizátor és watchdog timer perifériák működési elve, használata.
  12. Perifériák és portok kiosztása, crossbar. A port I/O hardverfelépítése. Open-drain, push-pull, weak pull-up és analog módok. Adatlapi paraméterek és értelmezésük.
  13. Felhasználói felület illesztése. Nyomógombok, kapcsolók hardveres és szoftveres kezelése. Billenytűmátrix illesztése.
  14. Kimeneti meghajtók, portok bővítése külső áramkörökkel. LED, 7-szegmenses kijelző, alfanumerikus LCD hardveres és szoftveres kezelése.
  15. Időzítő és számláló áramkörök. A Timer 0,1 és Timer 2,3,4 üzemmódjai, használata.
  16. Időtartam, frekvencia, periódus mérése időzítő/számláló áramkörökkel. Adott frekvenciájú periodikus megszakítások generálása.
  17. A programozható számlálótömb (PCA) működési elve. Capture, software time, high-speed output módok. PWM és watchdog timer. A PWM használata analóg jelforrásként.
  18. Párhuzamos interfész és működési módjai. Cím, adat és vezérlővonalak. Párhuzamos perifériák (SRAM, ADC, DAC, FIFO) illesztése.
  19. UART áramkörök. Az időalap beállítása, időalap tolerancia. Kapcsolási módok, hardveres illesztés, fizikai rétegek. Szoftveres kezelés, polling és interrupt módok.
  20. SPI és SMBus áramkörök. Írás, olvasás, szoftveres kezelési alapok. C standard I/O átirányítás.
  21. 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.
  22. Szenzorok illesztése. Feszültség, ellenállás, áram mérése. Feszültségosztó, műveleti erősítő alkalmazása feszültségek skálázására. Áram mérése műveleti erősítővel, fotodióda-erősítő.

    23. Tantárgy oktatója

    Dr. Gingl Zoltán (előadás)

    A tantárgy honlapja

    Mikrovezérlők alkalmazástechnikája