Mikrovezérlők alkalmazástechnikája laboratóriumi gyakorlat (lev)

Az előadások a következő témára: "Mikrovezérlők alkalmazástechnikája laboratóriumi gyakorlat (lev)"— Előadás másolata:

1 Mikrovezérlők alkalmazástechnikája laboratóriumi gyakorlat (lev)
Bevezetés Fejlesztőkörnyezet használata Nevek javítása: 1, 9, 12 fólia Jegyzetre való hivatkozások Makan Gergely, Mellár János, Mingesz Róbert, Boros Péter, Zana Roland 2014. február 22.

2 Tartalom Tűz és munkavédelem, Laboratóriumi rend
További információ: Tájékoztatás A 8051 architektúrája A C8051F410 architektúrája A development kit leírása Egyszerű feladatok megoldása

3 Tűz és munkavédelem

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

5 Tűz esetén Szólni Tűzoltók hívása (105 / 112)
Központi rendészeti ügyelet hívása ( ) 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: Oktatók / munkatársak Makan Gergely, Mellár János, Mingesz Róbert Boros Péter, Zana Roland Gingl 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) pdf formátum, Max 5 MB, + mellékletek zip-ben Fájlnév: KissK.03.pdf (+ KissK.03.zip) Levél tárgya: Mikro 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 Silicon Laboratories 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 Célszerű megfelelő szakdolgozattémát választani:
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)

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

29

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

43

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

51 Target Board – Mikrovezérlő

52 Target Board – Debug Adapter, Kvarc

53 Target Board – Tápfeszültség

54 Target Board - Tápfeszültség

55 Target Board – Analóg I/O

56 Target Board – LED, Nyomógomb, UART

57 Kit üzembe helyezése Jumperek ellenőrzése Szalagkábel csatlakoztatása
USB kábel csatlakoztatása AC/DC adapter csatlakoztatása Kikapcsolás fordított sorrendben

58 A fejlesztőkörnyezet használata

59 Új projekt létrehozása
Project/New Project

60 Új projekt létrehozása
Üres c fájl létrehozása a projekt könyvtárban Létrehozott fájl hozzáadása a source könyvtárba Jobb gomb a fájlra, majd "Add *** to build"

61 Új projekt létrehozása
"C8051F410.h" fájl bemásolása a projekt könyvtárba Helye: C:\Program Files\SDCC\include\mcs51 Szükség esetén a Tool Chain Integration-ban kiválasztani az SDCC 3.x fordítót Assembler: C:\Program Files\SDCC\bin\sdas8051.exe Compiler: C:\Program Files\SDCC\bin\sdcc.exe Linker: C:\Program Files\SDCC\bin\sdcc.exe

62 Mikrovezérlő konfigurálása
Config Wizard 2 indítása

63 Mikrovezérlő konfigurálása
Watchdog kikapcsolása (Peripherals/PCA)

64 Mikrovezérlő konfigurálása
Port IO konfigurálása Push-Pull: P2.1 és P2.3

65 Mikrovezérlő konfigurálása
Mentés Generált kód beszúrása a forrás fájlba (Vagy generált kód mentése include fájlba) Az Init_Device() meghívása a main() függvényből

66 Program írása Speciális portlábak definiálása a fájl elején
#define LED1 P2_1 #define LED2 P2_3 #define SW2 P1_4 #define SW3 P1_5 Nincs pontosvessző a sorok végén!

67 Program írása Főprogram void main() { Init_Device();
}

68 Program letöltése Debug adapter kiválasztása Csatlakozás
Fordítás: Rebuild all

69 Program letöltése OMF fájl kiválasztása Letöltés: Download code
Futtatás: Go

70 Feladatok

71 1. feladat Első projekt létrehozása Konfigurálás
Első program: P2.1 = 1, P2.3 = 0 Első program letöltése, futtatása Melyik LED világít, és miért? Generált ASM kód Debuggolás, lépésenkénti végrehajtás

72 2. feladat Program módosítása: nyomógombok használata
Valami kezdőérték beállítása SW2 -> P2.1 = 1, P2.3 = 0 SW3 -> P2.1 = 0, P2.3 = 1