UMN 12_13

OIM8 - Uporaba mikroprocesorskih naprav (UMN)

Dijak, letnik, oddelek:

Učitelja: Edvard TRDAN, Branko VREČAR

Program: Poklicno tehniško izobraževanje, Elektrotehnik

Šolsko leto: 2012/2013Vsebine: Logična krmilja, minipin razvojno orodje,

programska oprema za programiranje mikrokontrolerjev, programi za vpis v mikrokontroler, izdelava izdelka z mikrokontrolerjem

Vaja Vaja Datum izdelave

Pregledal

1A

Testiranja delovanja osnovnih logičnih vezij (IN, ALI in NE) s pomočjo stikal in relejev, diod in tranzistorjev, TTL in CMOS integriranimi vezji, realizacija v rač. simulatorju

B Izdelava in testiranje delovanja logičnih funkcij NAND, NOR, XOR in XNOR s pomočjo osnovnih logičnih vezij, realizacija v rač simulatorju

C Izdelava logičnega krmiljaOperacija vklop, negacija, konjunkcija, disjunkcija, kombinacija IN in ALI, NOR, XNOR, realizacija v rač simulatorju

2 Izdelava logičnega krmilja, vezje razsvetljave3 ATMEL mikrokontrolerji, podatki za uporabo, razlike,

priključitev4 Povezovanje mk z elektronskimi komponentami, LED, stikala,

tipke, tranzistorji, DC motor, LCD5 Minipin testna plošča (MTP)in Proggy ISP programator za hiter

razvoj mikrokontrolerskih sistemov, opis in navodila za delo6 Programska oprema AVR BASCOM in AVR studio, predstavitev

orodij in navodila za delo7 Primeri vklapljanja in izklapljanja svetlečih diod, uporaba

izhodov in vhodov8 Izdelava in testiranje zahtevnejših programov na testni

plošči BASCOM.Uporaba tekstovnega LCD zaslona Merjenje temperature in prikaz na LCD

9 *Izdelava izdelka z mikrokontrolerjem, zaključna naloga*Možnost izdelave izdelka (začetek izdelave izdelka za 4 predmet POM, raziskovalno nalogo, itd.)

Izjavljam, da sem vaje izdelal sam, skladno z navodili učitelja.

Ime in priimek: Podpis:

Ljubljana, september 2012

1

UMN 12_13

Potrebna oprema in pogoji za zagotovitev izvedbe:

Učilnica z 14 delovnimi mesti14x računalnikov14x eksperimantalna plošča za testiranje vezij, 14x minipin razvojna plošča14x progy programator14x napajalniki, UDC=5V, 12V, 15V1x univerzalni programator za mikrokontrolerje ELNEC SmartProg 21x kovček z orodjem, pinceta, klešče za elektroniko, vezice, univerzalni digit. Vm, mali izvijači,

Material:Elektronski materialLogična vrataLED diodeATMEL mikrokontrolerji

Programska oprema:EWBEAGLESPLANBascom 8051AVR BascomAVR StudioFDTI driverji

2

UMN 12_13

Nove učne situacije za modul UMN (Uporaba mikroprocesorskih naprav)

Nova učna situacija Utrinki dela na novi učni situaciji

Učna situacija:Minipin razvojno orodje s programatorjem Proggy za testiranje izdelanih programov

Potrjena učna situacija na PUZ (zavedena v Izvedbenem kurikulumu) za:

Strokovni modul: OM2 PRN (Programirljive naprave) in OIM8 (Uporaba mikroprocesorskih naprav).

Opis:Oprema omogoča testiranje izdelanih programov v programskem orodju AVR Bascom na testni plošči. Na ploščo lahko priključimo tipične naprave in jih upravljamo s programi kot so, DC motorji, LCD display, tipala, LED display, Itd.

Učitelj in dijaki lahko vsa pripravljena gradiva, navodila za uporabo in vaje, besedila vaj za dijake in ostale INFO in pomoč prejmejo na pripravljeni spletni strani:http://www2.arnes.si/~sspbvrec/UMN/ in

http://www2.arnes.si/~sspbvrec/OM2/

Tako je vse pripravljeno za izvedbo tako za učitelja kot dijake. 16 učnih kompletov je pripravljenih vsak v svojem predalu. Vsi kompleti so oštevilčeni . Delo poteka v uč. 028.

3

Vaja1:Testiranja delovanja osnovnih logičnih vezij S pomočjo EWB simulatorja stestiraj delovanje osnovnih logičnih funkcij (IN, ALI, NE, NIN, NOR, XOR, XNOR).

Za vsako funkcijo nariši - krmilni načrt, - kontaktni načrt - funkcijski načrt, - logično tabelo - in časovni diagram.

Pomagaj si s programskimi orodji SPLAN, LOGOSoft Confort terEWB.

V EWB-ju uporabi digitalne inštrumente: - logični pretvornik- logični analizator - generator besed

Funkcija,enačba Krmilni načrt, Kontaktni načrt Funkcijski načrt Logična tabela Časovni diagram

IN

Y=X1X2

4

Nadaljuj

5

Vaja6: Opiši namestitev programov BASCOM851, AVR BASCOM in AVR STUDIONA kratko opiši zakaj potrebujem ta programska orodja?Čemu služijo FTDI driverje?

Vaja 7:

Vaje BASCOM

Vaja 1: Programska oprema BASCOM – vpis programa v mikrokontrolerV računalnik namesti programsko opremo BASCOM8051, ki ste jo prejeli na CD. Opiši menije za nastavitve programa (COM port, Device itd). Opiši postopek vpisa ali branja programa v mikrokontrolerje. Opiši funkcijo nastavitve LOCK bitov pred programiranjem. Naloži program zvezda.bas iz CD ki si ga prejel z izdelkom. Program spremenite v HEX kodo (Compile). Preverite delovanje v simulatorju (Simulate program). Nato program prenesite v mikrokontroler (Program). Če si upošteval vsa pravila pri izdelavi in testiranju izdelka s programatorjem ni težav in vpis v mk je opravljen.Napiši podrobna navodila za delo. Vsak meni prenesi v word in ga opiši (sklic).

Vaja 2: Mikrokonrolerji ATMELNavedi in opiši katalogne podatke za mikrokontroler ________________.(glej podatke o priključenih pinih ter notranji zgradbi mikrokontrolerjev . Podaj konfiguracijo pinov mikrokontrolerja (data sheet, .pdf) ter blok shemo notranje zgradbe in jo opiši (priročnik BZM_UEVN). Opiši priključke mikrokontrolerja.Navedi razliko med navadnimi in AVR mikrokontrolerji.Kakašna je razlika med mikrokontrolerjem in mikroprocesorjem?

Vaja 3: Povezovanje mikrokontrolerjev z elektronskimi komponentamiNariši el. sklope za priključitev tipke, LED diode, releja, NPN tranzistorja, D-MOS tranzistorje in DC motorja na mikrokontroler. Nariši in opiši vezja osnovnih vhodnih in izhodnih vezav. Nariši in opiši izhodne vezave s tranzistorji, vezavo mikrokontrolerja z logičnimi vezji, vezavo dveh mikrokontrolerjev. Opiši protokol za komunikacijo SPI, I2C ter 1-wire. Nariši primer povezave preko I2C vodila in 1-wire vodila.Nariši in opiši vezavo za priključitev LCD alfanumeričnega prikazovalnika.Nariši in opiši vezavo za priključitev DC motorja na mikrokontroler.

Vaja 4: Primeri programiranja_ vaje vklapljanje svetlečih diod1. Besedilo vaje Napišite programe v programu BASCOM 8051 in jih preverite s simulatorjem. Za vsako vrstico programa uporabi komentar in opiši ukaz. Uporabi HELP programa BASCOM (F1). Preden zaženete simulator na vrhu programa napišite ukaz $sim. Isti ukaz morate izbrisati, ko prevajate program za programiranje v mikrokontroler.

6

Program1

Program 2:

a) Napiši program za utripanje LED doide (astbilni multivibrator) na izhodnem port P1, nogica 1 (P1.1). Frekvenca utripanja naj bo 1Hz. (T=1sek).b) Napišite program za utipanje cele skupine LED na portu P1. Frekvenca utripanja naj bo 10Hz. (T=100ms).c) Napišite program, da se bosta izmenično vklapljali in izklapljali diodi na P1.3 in P1.4. (ko sveti LED na P1.3, LED na P1.4 ne sveti in obratno) s frekvenco 2Hz.d) Napišite program, tako da se bodo ledice premikale levo in desno (leteče luči). Začetno vrednost nastavite na poljubno vrednost, nato počakajte 0,5 sekunde (500ms) in zopet vpišite na port P1 novo kombinacijo, itd. Na ta način lahko izdelate zanimive kombinacije utripanja LED diod podobno kot smo to izvajali v izdelku PKSE, vpis kombinacij v EPROM. Binarno kombinacijo lahko pretvorite v desetiško vrednost ali pa binarno vrednost direktno izpisujete na port (pred binarno kombinacijo vpišete &11111110). (priročnik stran 16).e) Napišite in preverite program tako, da se bodo ledice prižigale od prve do zadnje in spet od prve do zadnje s frekvenco 100ms. Uporabite ukaz Rotate Left in Rotate Right in vklapljajte ledice na obeh portih P1 in P3.

Vaja 5: Razvojni sistem Minipin s Proggy programatorjemOpiši MTP (nariši blok shemo) kaj vsebuje, opiši priključitev LED, 7-segmentni LED, I2C EEPROM, tipke, RS232, RS485 ter druge razširitvene konektorje, itd. (BASCOM priročnik)Opiši proggy programator in delo z njim. Katere mikrokontrolerje lahko sprogramiramo?V Minipin testno ploščo vstavi mikrokontroler AT mega 8515.Proggy programator poveži s Minipin testno ploščo in cel razvojni sistem priključi na računalnik (USB priključek).Zaženi programsko orodje AVR Studio in BASCOM AVR.

7

Napravi vse potrebne nastavitve v menijih programskih orodij, da se bo razvojni sistem povezal z računalniko.Napiši preprost program (utripajoča LED na izbranem portu) in ga preveri na Minipin testni plošči.

Vaja 6: Primer programiranja: Alarmni sistem

Nariši električno shemo preprostega alarma (glej članek SE) in jo opiši.Izdelaj program za preprosti alarm b BASCOM programu.Program testiraj s simulatorjem.Za tiste ki želite več: (odl 5)Izdelajte vezje na eksperimentalni ploščici in testirajte delovanje.

8