Transcript Studiewijzer - Digitale Systemen

Onderwijseenheid INLMIC
Inleiding microcontrollers
Studiebelasting: 3 CP
Kwartaal: EQ1.1, EQ1D.1
Verantwoordelijke docenten: J.E.J. op den Brouw (Brw), J.Z.M Broeders (Bd)
Opbouw onderwijseenheid.
OEdeel
INLMIC-co1
INLMIC-pr1
kwt
1
1
sbu
42
42
theo
14
pract
proj
14
toetswijze
Meerkeuze
Opdrachten
bs
1..10
O/V
Relevantie.
De systeemingenieur is in staat systemen te bouwen met behulp van complexe
componenten. Sleutelcompetenties hierbij zijn het analyseren, selecteren,
configureren en programmeren van complexe componenten. Een microcontroller is
een complexe digitale component die in vrijwel elk apparaat dat wij dagelijks
gebruiken aanwezig is. De belangrijkste ontwerpparameters zijn snelheid,
geheugenbeslag en energieconsumptie.
In dit college worden de belangrijkste aspecten als interne opbouw en organisatie
van computers in het algemeen en van microcontrollers in het bijzonder behandeld.
Teneinde een goed inzicht in de interne werking van een microcontroller te verkrijgen
wordt op assemblerniveau geprogrammeerd.
Competenties en/of leerdoelen.
De beginnende beroepsbeoefenaar demonstreert dat hij een complexe digitale
component kan analyseren en voor een gespecificeerde functie kan configureren en
programmeren.
Dit is een competentie voor een beginnende beroepsbeoefenaar. Voor een student
die net kennis maakt met microcontrollers wordt de competentie vereenvoudigd.
Na deze onderwijseenheid kan de student:
een eenvoudig microcontrollersysteem analyseren en configureren
uit een eenvoudige specificatie een algoritme opstellen
eenvoudige algoritmes vertalen in een assembly-programma
eenvoudige programma’s verifiëren door simulatie
eenvoudige programma’s verifiëren door demonstratie op een ontwikkelboard
versie 1.11
J.E.J. op den Brouw
1
Onderwijseenheid INLMIC
Inleiding microcontrollers
Plaats in het curriculum.
EP1.1
EP2.1
EQ1.1
EQ1.2
GESPRG
Gestructureerd
programmeren in C
T3
P2
EC 3
INLDIG
Inleiding digitale techniek
INLMIC
Inleiding microcontrollers
T3
T2
P2
EC 3
P2
EC 3
MICPRG
Microcontroller
programmeren in C
T2
P2
EC 3
Figuur 1: Plaats van INLMIC in digitale leerlijn
Voorkennis:
Module INLDIG – Inleiding digitale techniek.
Met de elementaire digitale bouwblokken die in INLDIG geïntroduceerd zijn, kunnen
complexe bouwstenen als ALU, registers, decoders en multiplexers worden gemaakt,
die weer de componenten van een microprocessor vormen.
Module GESPRG – Gestructureerd programmeren in C.
Tijdens INLMIC zal aandacht besteed worden aan de relatie tussen programmeren
in C en programmeren in assembler.
Module DIGSE1/2 – Digitale systeemengineering 1 en 2
Complexe systemen kunnen eenvoudig beschreven worden met de taal VHDL die
geintroduceerd is in DIGSE1. In DIGSE2 is de opbouw van een eenvoudige
microprocessor behandeld.
Voorbereidend voor:
Module INLMIC is toeleverancier voor module MICPRG en project PROBAS (niet
weergegeven). Tijdens MICPRG wordt verdergegaan met de AVR-microcontroller; er
wordt meer hardware besproken en het programmeren geschiedt in C. PROBAS is
het afsluitende project van de basis. Hier worden alle vakgebieden gecombineerd.
versie 1.11
J.E.J. op den Brouw
2
Onderwijseenheid INLMIC
Inleiding microcontrollers
Onderwerpen.
Programma Theorie
Week
Omschrijving algemeen
1
Wat is een computersysteem
Wat is een microcontroller
Typen processoren
De opbouw van een microcontroller
 ALU
 registers
 multiplexers
2
De AVR microcontroller
 registers (algemeen, IR, PC, SP)
 Vlaggen, statusregister
 Verwerken instructies
 Typen geheugen
Assembler programma opbouw
 typen instructies
 operands
3
Assembler programma opbouw
 addressing modes
Port I/O
 input/output
 manipulatie I/O ports
Lussen, vergelijken en beslissen
4
Stack, Subroutine
Wachtlussen
5
Interrupt, Timer
6
C en assember
Lezen*
H1S1, H1S2, H1S3 (t/m
pag. 20), H1S4
H2S1, H2S2, H3S1,
H3S2, H3S4, H3S8
H3S3, H3S5, H3S6,
H3S7, H4S1, (H4S2),
H4S3, H4S4, H4S5,
H5S1, H5S2, H6S1,
H6S2, H6S3, H6S4,
(H4S8)
H4S2, H4S3, sheets
H11S1, H11S3, H11S4,
H10S1 (t/m pag. 331),
H10S2, H11S2
H8S1 (t/m pag. 260),
sheets
7
Uitloop en bespreken proeftoets
*Lezen uit het boek: HxSy : hoofdstuk x, sectie y
Programma Practicum
Week
Omschrijving
1
Leren omgaan met de software tool; tutorial
2
Fouten zoeken, werking programma achterhalen
3
Eenvoudig programma: zoek grootste getal
4
Eenvoudig programma met I/O
5
Subroutines, stack
6
Interrupts
7
Uitloop
versie 1.11
J.E.J. op den Brouw
3
Onderwijseenheid INLMIC
Inleiding microcontrollers
Studiemateriaal.
Verplicht boek:
The AVR Microcontroller and Embedded Systems;
Using Assembler and C
Paperback
744 pagina's
Pearson Education
ISBN10: 1292042567
ISBN13: 978-1-29204-256-5
Let op: internationale editie
Readers:
Kopieën slides via Blackboard
Practicumhandleiding via blackboard
Internet sites:
http://www.atmel.com
http://www.avrfreaks.org/
http://en.wikipedia.org/wiki/Atmel_AVR
Benodigde hardware/software.


STK500 microcontroller board met ATmega32A + ICE interface
AVRstudio 4, is vrij te downloaden van Atmel.
Let op: tijdens het practicum wordt versie 4 van AVR Studio gebruikt!
Toetsing.
Theorie
In week 8 van dit blok wordt een multiple-choice tentamen afgenomen. Tentamens
kunnen in principe éénmaal per cursusjaar worden overgedaan. Deze herkansing
vindt plaats in week 10 van het blok waarin ook het gewone tentamen plaatsvindt.
Het cijfer van dit onderwijsdeel is gelijk aan het behaalde tentamencijfer of het
hertentamencijfer. Dit geldt alleen als alle practicumopdrachten met een voldoende
zijn beoordeeld. Is één van de practicumopdrachten onvoldoende, dan wordt dit
gehele onderwijsdeel beoordeeld met een 1.
Practicum
Iedere practicumopdracht wordt beoordeeld tijdens de ingeroosterde practicumuren
met een “O” (onvoldoende) of een “V” (voldoende). Een opdracht die met een “O”
beoordeeld is, kan door de student worden verbeterd en opnieuw worden ingeleverd
ter beoordeling. Als er minstens één opdracht is (of blijft) die beoordeeld is met een
onvoldoende, dan wordt het practicumonderwijsdeel beoordeeld met een “O”.
Practicumopdrachten kunnen in principe alleen herkanst worden in week 10 van het
blok waarin ook het gewone practicum wordt gegeven.
versie 1.11
J.E.J. op den Brouw
4