Specjalność studiów I i II stopnia
Oferta dydaktyczna IAiR

Projektowanie systemów osadzonych

fakultatywny ograniczonego wyboru

Cel

Umiejętność projektowania i programowania prostych systemów mechatronicznych opartych na mikrokontrolerach.

Bibliografia

  1. B.Heimann, W.Gerth, K. Popp „Mechatronika“ Komponenty, metody, przykłady.“ PWN Warszawa 2001
  2. Piotr Gałka, Paweł Gałka „Podstawy programowania mikrokontrolera 8051” Wyd. MIKOM 2002
  3. J.M. Sibigtroth „Zrozumieć małe mikrokontrolery” BTC 2006
  4. Ryszard Pełka „Mikrokontrolery, architektura, programowanie, zastosowania.” WKŁ 1999
  5. T. Starecki „Mikrokontrolery 8051 w praktyce.” BTC 2002

Szczegółowy rozkład zajęć

Nr Temat Opis Wymiar
1 Podstawowe pojęcia. Mikroprocesor, mikrokontroler, system mikroprocesorowy, system mechatroniczny.
Budowa, opis i charakterystyka systemów osadzonych. Podstawowe cechy wyróżniające systemy wbudowane na tle innych systemów komputerowych. Wybrane przykłady zastosowań systemów osadzonych w urządzeniach mechatronicznych.
W 1
2 Architektura układów mikroprocesorowych. Podstawowe elementy architektury układów mikroprocesorowych. Przykłady architektur wybranych mikroprocesorów 8, 16 i 32 bitowych. Zasoby mikrokontrolerów. W 2
3 Systemy wspomagające tworzenie i sprawdzanie oprogramowania. Struktura programu w języku niskopoziomowym. Dyrektywy kompilatora. Asemblery skrośne. Implementacja oprogramowania w układzie docelowym. Symulatory i emulatory systemów mikroprocesorowych. W 2
4 Realizacja zadań w czasie rzeczywistym. Przerwanie. System przerwań. Obsługa przerwań zewnętrznych i wewnętrznych. Wektor przerwań. Priorytety przerwań. Rozpoznawanie źródła przerwania. Zasady poprawnego konstruowania programów obsługi zdarzeń w czasie rzeczywistym. W 2
5 Kanały komunikacyjne w systemach osadzonych. Komunikacja mikroprocesora z otoczeniem. Realizacja transmisji równoległej i szeregowej. Sterowniki transmisji szeregowej. Przykłady  wbudowanych interfejsów komunikacyjnych. W 3
6 Integracja ze środowiskiem analogowym. Przetwarzanie analogowo-cyfrowe i cyfrowo-analogowe. Typy wbudowanych przetworników A/C. Dobór parametrów przetwarzania. Transmisja danych do komputera PC.
Wykorzystanie układów modulacji szerokości impulsu (PWM). Dobór parametrów układu modulacji PWM. Przykłady wykorzystania układów PWM w systemach mechatronicznych.


W 3
7 Zarządzanie pracą systemu. Dobór częstotliwości taktowania rdzenia mikrokontrolera Tryby pracy z ograniczonym poborem energii. Zdalne uruchamianie programu.  Nadzór nad wykonywaniem programu. W 2
1 Środowisko wspomagające programowanie układów mikroprocesorowych. Edycja i kompilacja programu. Błędy kompilacji. Zasady testowania oprogramowania.
Implementacja oprogramowania w układzie docelowym.

L 1
2 System przerwań. Obsługa przerwań zewnętrznych i wewnętrznych. Rozpoznawanie źródła przerwania. Obsługa przerwania od przycisku i liczników. Wykorzystanie przełączników krańcowych do automatycznej zmiany kierunku ruchu silnika skokowego. L 2
3 Komunikacja z otoczeniem. Realizacja transmisji równoległej i szeregowej. Sterowniki transmisji szeregowej. Dobór parametrów transmisji. Realizacja dwukierunkowej komunikacji z komputerem PC. L 2
4 Przetwarzanie sygnałów. Dobór parametrów przetwarzania. Odczyt wewnętrznego i zewnętrznego czujnika temperatury. Odczyt pozycji potencjometru.
L 2
5 Wykorzystanie układów modu-lacji szerokości impulsu (PWM). Dobór parametrów układu modulacji PWM. Sterowanie prędkością obrotową silnika prądu stałego.
L 2
6 Pozycjoner nadążny. Zmiana kierunku ruchu i regulacja prędkości ruchu silnika skokowego na podstawie stanu przycisków i położenia potencjometru. Sygnalizacja prędkości i kierunku ruch za pomocą diod. L 3
7 Regulator temperatury. Regulacja temperatury poprzez sterowanie prędkością ruchu wiatraka na podstawie wartości temperatury i stanu przycisków. Transmisja danych temperaturowych do komputera PC. Zdalne uruchamianie programu. L 3
Instytut Automatyki i Robotyki
Politechnika Warszawska