Mikrovezérlők alkalmazástechnikája laboratóriumi gyakorlat

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

1 Mikrovezérlők alkalmazástechnikája laboratóriumi gyakorlat
Bevezetés A fejlesztőkörnyezet használata Nevek javítása: 1, 12, 16 fólia Jegyzetre való hivatkozások Mingesz Róbert V február 18.

2 Tűz és munkavédelem

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

4 Tűz esetén Szólni Tűzoltók hívása (105 / 112)
Központi rendészeti ügyelet hívása ( ) Áramtalanítás Tűz oltása (poroltó) Elektromos tüzek esetén: áramütés veszélye Menekülés

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

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

7 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

8 Számítógép használata
Csak engedéllyel szabad bármit telepíteni, beállításokat módosítani Munkakönyvtár (példa): Asztal/KissK 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 Információ A kurzus honlapja: Oktatók / munkatársak Makan Gergely, Mellár János, Mingesz Róbert

12 Követelmények Nem lehet igazolatlan hiányzás
Igazolt hiányzások száma legfeljebb 3 Az összes gyakorlat elvégzése Értékelés alapja: jegyzőkönyvekre adott pontszám vizsgafeladatokra adott pontszám Legalább 50%-os eredmény

13 Gyakorlatokon való részvétel
Igazolt hiányzás: Utólag igazolás bemutatása Előzetes egyeztetést követően a gyakorlatvezető engedélyével hiányzik Pótlás: Előzetes megbeszélés alapján, a nappali tagozatos időpontokban Késés: Max 5 perc Utána pontlevonás

14 Gyakorlati munka Előzetes felkészülés Elsősorban egyéni munka
Anyagok: Honlap / CooSpace Előadás jegyzet Dolgozat, számonkérés: bármikor Előzetesen megoldandó feladatok Elsősorban egyéni munka Az órák egy részében pármunka Az egy padban lévők segíthetnek egymásnak Oktatók segítsége Az órák egy részében jegyzőkönyv készítése

15 Jegyzőkönyv A sablon jegyzőkönyvet kell kitölteni
Beadási határidő: az óra végén (1 óra 30-kor) pdf formátum, Max 5 MB (mindig külön csatolva) + mellékletek zip-ben Fájlnév: KissK.03.pdf + mellékletek: KissK.03.zip

16 Vizsgafeladat A feladatsor nincs előzetesen publikálva
Nem használható semmilyen segítség Órán kell bemutatni az elkészült eredményt Kb. 3x súlyozás

17 Plágium, valótlanság Tilos sajátként feltűntetni azt, amit más készített Tilos valótlant állítani pl. hogy egy feladat elkészült, közben nem Súlyos büntetés Pontlevonás Pluszfeladat Kurzus nem teljesítése Nincs figyelmeztetés, ejnye-bejnye

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

19 Levelek tárgya Jegyzőkönyv: MicLab 03 Csütörtök 10
Hiányzás: MicLab - Hiányzás (dec 3) Pótlás: MicLab - Pótlás (dec 5) Levelek küldéséhez nem csak a stud-os címek használhatók

20 Reklamáció Minél hamarabb Legfeljebb UV időszak végéig
Beadott anyagok megőrzése: UV időszak végéig

21 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)

22 Hallgatói értékelések

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

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

25 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.

26 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.

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

28 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 

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

30 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

31 A 8051 architektúrája

32 Irodalom www.8052.com www.silabs.com
Roland Dilsch: A 8051 mikrokontroller család (Műszaki Könyvkiadó 1992)

33 8051 vs ARM cortex M3 8 bit Adatlap: 150 oldal Könnyen konfigurálható
Egyszerű programozás ASM / C 32 bit Adatlap: 1500 oldal Bonyolult konfiguráció Csak függvénykönyvtáron keresztül programozható perifériák

34 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

35

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

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

38 A C8051F410 architektúrája

39 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

40 C8051F410

41 C8051F410

42 C8051F410 - Memória

43 C8051F410 - Memória

44 C8051F410 - SFR

45 CrossBar

46 Port I/O cella

47 CrossBar – Config Wizard

48 Oszcillátor

49

50 Példa: Oszcillátor felfüggesztése

51 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!

52 A C8051F410DK fejlesztőkit

53 C8051F410DK - Fejlesztőkit

54 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

55 C8051F410-Target Board

56 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

57 Target Board – Mikrovezérlő

58 Target Board – Debug Adapter, Kvarc

59 Target Board – Tápfeszültség

60 Target Board - Tápfeszültség

61 Target Board – Analóg I/O

62 Target Board – LED, Nyomógomb, UART

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

64 A fejlesztőkörnyezet használata

65 Új projekt létrehozása
Project/New Project

66 Új projekt létrehozása
Üres c fájl létrehozása a projekt könyvtárban File/New File... -> C source file Létrehozott fájl hozzáadása a source könyvtárba Jobb gomb a fájlra, majd "Add *** to build"

67 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

68 Mikrovezérlő konfigurálása
Config Wizard 2 indítása

69 Mikrovezérlő konfigurálása
Watchdog kikapcsolása (Peripherals/PCA)

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

71 Mikrovezérlő konfigurálása
Mentés Generált kód beszúrása a forrás fájlba (Vagy generált kód mentése include fájlba) C8051F410_defs.h cseréje erre: C8051F410.h Az Init_Device() meghívása a main() függvényből

72 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!

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

74 Program letöltése Debug adapter kiválasztása Csatlakozás
Fordítás: Rebuild all

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

76 Feladatok

77 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

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

79 Következő óra Jegyzet anyaga (Laboratory practicals) 6 – 61 oldal 111 – 112 oldal 121 – 124 oldal Van előzetes feladat Lesz jegyzőkönyvkészítés