Programowanie mikrokontrolerów

monograficzne

Celem przedmiotu jest pogłębienie wiedzy na temat programowania niskopoziomowego i zapoznanie z metodami programowania mikrokontrolerów (sterowników mikroprocesorowych). Na wykładzie są omawiane typowe techniki programowania i narzędzia programistyczne, architektura mikroprocesorów ARM oraz typowe układy peryferyjne. Na laboratorium są prowadzone praktyczne ćwiczenia w oparciu o zestawy prototypowe z mikroprocesorem ARM. Programy pisze się w języku C, ewentualnie z drobnymi wstawkami asemblerowymi.

Wykład odbywa się co tydzień po 2 godziny, a zajęcia laboratoryjne - co drugi tydzień po 4 godziny. w pierwszym tygodniu są dwa wykłady (1 i 2); w drugim tygodniu jest wykład 3; zajęcia laboratoryjne startują w drugim tygodniu; kolejność wykładów może się zmienić.

1. Obszary stosowania mikrokontrolerów, architektura mikroprocesorów ARM

2. Binarna struktura kodu wykonywalnego, środowisko programistyczne, kompilator, debugger

3. Wejścia-wyjścia binarne na przykładzie przycisków i diod świecących (LED)

4. Taktowanie mikrokontrolera i dystrybucja sygnału zegarowego, prosty interfejs szeregowy UART

5. System przerwań, obsługa przerwań, przerwania zewnętrzne

6. Układy licznikowe, wykorzystanie licznika do generowania przerwań i przebiegów okresowych, PWM, dioda świecąca RGB

7. Nadajnik i odbiornik podczerwieni

8. Przetwornik analogowo-cyfrowy, termometr analogowy

9. Interfejs szeregowy I2C, akcelerometr ew. inne czujniki, np. temperatury, ciśnienia, wilgotności lub oświetlenia

10. Interfejs szeregowy SPI, wyświetlacz ciekłokrystaliczny (LCD)

11. Klawiatura multipleksowana 4 ✕ 4

12. Zegar czasu rzeczywistego (RTC)

13. Interfejs szeregowy RS232, moduł komunikacyjny Bluetooth

14. DMA

15. Koprocesor zmiennoprzecinkowy, cyfrowe przetwarzanie sygnałów (DSP)

16. Programowanie pamięci Flash, bootloader

17. Przegląd innych architektur

Strony internetowe z dokumentacją układów wykorzystywanych na zajęciach

Wiedza

1. Ma dogłębną wiedzę na temat architektury mikroprocesora.

2. Zna zasady obsługi układów peryferyjnych: klawiatura, wyświetlacz LCD, interfejsy szeregowe.

Umiejętności

1. Rozumie niskopoziomowe zasady wykonywania programów, ze szczególnym uwzględnieniem obsługi przerwań.

2. Potrafi pisać, uruchamiać i testować programy w języku niskopoziomowym (Asembler i C).

Warunkiem zaliczenia jest wykonywanie na bieżąco małych ćwiczeń na zajęciach laboratoryjnych oraz zrealizowanie większego projektu programistycznego. Na ocenę bardzo dobrą trzeba zaliczyć minimum dwa małe ćwiczenia, projekt powinien korzystać przynajmniej z dwóch przerwań i DMA (jeśli to ma sens), a tekst źródłowy powinien być elegancki i dobrze skomentowany. Na ocenę dobrą trzeba zaliczyć minimum jedno małe ćwiczenie, projekt powinien korzystać z przerwań, a tekst źródłowy powinien być elegancki.