Mikrocomputertechnik Prof. Jürgen Walter

Präsentation zum Thema: "Mikrocomputertechnik Prof. Jürgen Walter"—  Präsentation transkript:

1 Mikrocomputertechnik Prof. Jürgen Walter
Herzlich Willkommen!! Mikrocomputertechnik Prof. Jürgen Walter

2 Zusammenfassung 9.10.2014 Modulhandbuch MC Voraussetzungen Multikopter
Elektrotechnik, Digitaltechnik??, Physik, Mathematik Multikopter Mit dem Multikopter durch die Aula

3 Zusammenfassung Einführung in Keil 8051-Derivat
Bitte neue Version installieren 8051-Derivat 8051-Kern Core Alle 8051 Befehle werden ausgeführt Verschiedene Peripherie

4 Mikrocomputertechnik
Vorlesung

5 Dropbox

6 Installation 8051-Hilfsprogr.
Dateien auf dem Rechner für 8051 Entwicklungsumgebung PW: ExtraHertz Configuration Wizard - Überblick C8051F340

7 8051 Einführung - Hardware REG51.inc beschreibt die Hardware für die Software 8051-Vorlagen kopieren! Vorlagen für D:/8051/Vorlagen Bitte zuerst entpacken

8 Assembler Sprache Assembler – Programm zum übersetzen des editierten Programmes $NOMOD51 Befehl für den Assembler

9 Programmieren!!! PDL Program Design Language
WAS? Soll programmiert werden Zuerst den Kommentar schreiben Erst danach: wie? Bitte: Software an den Menschen anpassen – nicht umgekehrt ;-)

10 EIN_AUS Programmieren von EIN_AUS im Simulator Ablauf im Debugger

11 8051-Quickies Bis Port-Quickie Kleine Schwierigkeiten
FET nicht bekannt Digitaltechnik nicht bekannt

12 Hexadezimal, Register,

13 Erklärung EIN_AUS_2

14 Vorlesung 17.10 Speicherbereiche

15 Abb. 3.21 Adressbereiche 8051 mit den Befehlen zum Ansprechen

16 Speicher Adressen Größen
Interner Speicher Externer Speicher

17 Register beschreiben Name: RegBesch
Beschreiben sie die Register R0 bis R7 mit 0 – 7.

18 Indirekte Adressierung
Bsp: heißt: schiebe den Inhalt aus dem Akkumulator in die Adresse, welche in R0 steht.

19 HA Name: HA_01 Aufgabenstellung: Beschreiben Sie den Adressbereich von 30h bis 7Fh mit den Zahlen von 0 bis 80 (dezimal)

20 Dropbox

21 Speicherbereiche

22 Interner Speicher Der menschliche Körper Großhirn Kleinhirn Rückenmark

23 8051 Speicherbereiche Interne Speicher Adresse: 00h – FFH
Indirekt adressierbaren Speicherbereich 00H-(7FH) FFH Direkt adressierbarer Speicherbereich 00H – 7FH die gleichen Speicherzellen wie indirekt 80H-FFH SFR Special Function Register

24 Hausaufgabe 3 T1  beschreiben Sie den indirekt adressierbaren Speicherbereich ab 30h bis FFH mit Zahlen ab 0 jeweils um 1 erhöht. T2  Löschen Sie den Speicherbereich

25 Externer Speicher Mov DPTR,#0000h Mov A,#05Ah

26 Externen Speicher beschreiben
Schreiben Sie 256 Zahlen in den externen Speicher ab X:0x0000h. Beginnen Sie mit 0 und inkrementieren Sie jeweils die Zahl um 1.

27 Labor

28 Labor 20 weitere VC_2 werden angeschafft 40 Servomotoren
Entwickeln einer Zusatzplatine Kröte: nur ein Board wird bestückt PEP wird geklärt

29 Labor Kleine Einführung / Vorbereitung zum Entwickeln eines PCB
Printed Circuit Board

30 Zugriff auf Speicherbereiche
Zugriff auf Speicherbereiche

31 Wiederholung EXTSPDZ – Zugriff auf externen Speicher
Alle Variablen – Register initialisieren – TIPP am Anfang jeder Schleife TIPP: ABFRAGE jnb – Taster Initialisierung der Ports „1“

32 Speicherbereiche - Befehle
Interner Speicherbereich von 00h bis FFh Registerbänke: 4 Stück: Registerbank 0 von 00h bis 07h Registerbank 1 von 08h bis 0Fh Registerbank 2 von 10h bis 17h Registerbank 3 von 18h bis 1Fh

33 Bitadressierbarer Bereich
Bitadressierbarer Bereich von 20h bis 2Fh Adressierung eines einzelnen Bits Von 20.0h bis 2F.7h

34 Architektur Harvard – Architektur Von – Neumann – Architektur
Programmspeicher + Datenspeicher Von – Neumann – Architektur Programme und Daten sind wild gemischt

35 Der Interrupt Hardware – Interrupt

36 Mikrocomputertechnik
Der TIMER

37 Aufteilung Empfehlung

38 Aufteilung

39 Was ist ein TIMER/Counter
Ein Zeitgeber ;-) – Uhr Der Takt kommt regelmäßig Ein Zähler ;-) – Schrauben zählen Der Takt kommt nicht regelmäßig

40 Installation: SILABS

41 Silabs – Keil Vollversion
Vollständige Installation mit allen Treibern. Vollversion von Keil!

42 Laborübung

43 Laborübungen Sie führen die Laborübung jeweils durch und ihr linker Nachbar / Vordermann auf der rechten Seite überprüft die Ergebnisse mit einer Stoppuhr und bestätigt die Ergebnisse.

44 Bestätigung LABOR TIMER
BLIN_INT_1s BLIN_INT_5s BLIN_INT_50s Programmiert von:___________________ Überprüft durch:_____________________

45 BLIN_INT f=1/T f=1/(2*n*0,065536s) n=1/(2*f*0,065536s)
Erstellen Sie mit Excel die Tabelle: f Eingabefeld n Ausgabefeld

46 BLIN_INT_1s Erstellen Sie das Programm mit der Blink-Frequenz 1s und lassen Sie den gesamten Port 3 blinken. Ihr Nachbar überprüft die Blinkfrequenz mit einer Stoppuhr über 20 Perioden

47 BLIN_INT_5s Erstellen Sie das Programm mit der Periodendauer von 5s

48 BLIN_INT50s Erstellen Sie das Programm mit der Periodendauer von 50s Tipp: Zusätzliches Zählregister R3 mit einer bestimmten Zahl laden

49 Vorlesung Mikrocomputertechnik
TIMER, Datenbuch 8051F34x

50 Silabs Datenbuch Blockschaltbild TIMER Blockschaltbild Interrupt
TMOD, TCON Interrupt IE=IEN0

51 Laborübung Interrupt

52 Laborübungen Sie führen die Laborübung im Simulator durch und ihr linker Nachbar / Vordermann auf der rechten Seite überprüft und bestätigt die Ergebnisse.

53 Interrupt Priority Über das IP-Register 0xB8 können Sie die Priorität von Timer 0 Interrupt höher setzen, damit /T0 Interrupt den /INT0-Interrupt unterbrechen kann. Als Unterlagen können Sie das 8051-Buch Springer oder das Datenbuch 8051F340 nutzen

54 Bestät.: LABOR INTERRUPT
INT0_10MAL programmiert von:__________________ Überprüft durch:_____________________

55 /INT0_1 MIT T1 lösen Sie Interrupt 0 aus. In der ISR_I0 schalten Sie L1 an Mit T2 lösen Sie Interrupt 1 aus. In der ISR_I1 schalten Sie L1 aus

56 INT0_10MAL Mit T1 lösen Sie /Interrupt 0 aus. Danach soll L1 10 Mal blinken - mit Periodendauer 1s - und über TR0 gestoppt werden. Danach kann das Programm neu gestartet werden. Ihr Nachbar überprüft die Aufgabe

57 Labor-Übung Scheibenwischer
Labor-Übung Scheibenwischer

58 Labor-Übung 3 PWM-Programme
Labor-Übung 3 PWM-Programme

59 Organisation Aufbau der Vorlesung Noch 4 x Labor Noch 4 x Vorlesung
Vorbereitung Prüfung Alle behandelten Programme verstehen Kombination / Änderung der Programme

60 Der rote Faden-Quickie
Architektur 8051 Architektur F8051F340

61 Excel - Servoberechnungen
Umrechnung ##° in HEX-Werte von Servomotor Oszillator Einstellungen

62 Programme - Hausaufgabe
Führen und verstehen Sie die Programme mit ihrem SERVO-MOTOR aus. PWM-SERVO_LR L_25_50_75 DREI_STELLUNGEN_45_90_135 T3Start 45° Pause ca. 1s 90° Pause ca. 1s 135° Pause ca. 1s und wiederholen Parallel werden wir die Projekte besprechen. TIPP: ca. 1s  46 Interrupts von PCA-Einheit

63 ADC

64 Imhalt A/D-Wandler A/D-Wandlung an Port 1.1 mit 3 Bit codiert.
Projekte teilweise – aber ohne Web!

65 Parallel: Projekte Besprechen -

66 Labor Servo - Bastelstunde

67 Inhalt Winkelmesser mit Servo
Programmierung STELLUNG_1_2-HS-53 - Quickie

68 Vorlesung TIMER 2,3

69 Inhalt Architektur TIMER 2,3 Programm: Genau alle 40ms abtasten

70 Labor Projekte

71 Projekt: Kriterien Programmablaufpan: Blockschaltbild:
Portbelegungsplan: Schaltplan: Layout: Quellcode: Bedienungsanleitung: Verbesserungen und Weiterentwicklungen: Linkliste: Entsorgung – Batterien dürfen nicht verspeist werden etc. Kleinteile sind vor Babys zu schützen und umgekehrt.

72 WEB-SEITEN-FEHLER!! Keine Links in eigene Seite über Frames einbinden!! Wird strafrechtlich verfolgt / abgemahnt

73 Abb. 4.5 Symbole für Programm-Ablaufpläne / Struktogramme

74 Leiterplatten-Layout
Jede Gruppe muss ein Layout erstellen!!! Platine wird für ein tolles Projekt gefertigt

75 Projekte 1: 21.1.2015 Name STAND BEM. LODRIMA ??
Multifunktionswecker Team 1 Velolights-Untergruppe 3 Chipsmaschine Ultraschall-gesteuerte LED-Lampe Gruppe 1 +, Gruppe 2 -, Gruppe 3-, Gruppe 4- Standar(d) LODRIMA-Ausschankeinheit+ RC-CAR

76 Projekte 2: 21.1.2015 Name STAND BEM. WS-14-Robo ?? Velolight ++
Lustig? Eindruck gut Multifunktionswecker Seite löschen? Wolkenmesser PEP vorhanden Block ??? PEP Bewerte Fahrrad PEP Nutzwert  nichts Roboterarm PEP Velolights Xylomat PEP --

77 Ultraschall-gesteuerte LED-Lampe
Blockschaltbild ++ Portbelegung ++ Schaltplan --

78 LODRIMA-Ausschankeinheit
Struktogramm ist keines! Blockschaltbild +++ Portbelegungsplan Schaltplan ++ ? Leistungstreiber Power Mosfet TTL Quellcode ++ Warum kein Drehschalter? Bedienungsanleitung ++ Verbesserungen und Weiterentwicklungen + Linkliste – in neuem Fenster öffnen!

79 LODRIMA-Bedienterminal
Struktogramm ist keines! Blockschaltbild +++ Portbelegungsplan Schaltplan ++ ? Taster ++ Quellcode ++ Warum kein Drehschalter? Bedienungsanleitung ++ Verbesserungen und Weiterentwicklungen + Linkliste – in neuem Fenster öffnen!

80 LODRIMA-Lineareinheit
Struktogramm ist keines! Blockschaltbild +++ Portbelegungsplan Schaltplan ++ ? Taster ++ Quellcode ++ Warum kein Drehschalter? Bedienungsanleitung ++ Verbesserungen und Weiterentwicklungen + Linkliste – in neuem Fenster öffnen!

81 RC-CAR Antrieb ? Hauptseite?
Struktogramm ist keines! Blockschaltbild sehr Mikrocontroller ausgerichtet Portbelegungsplan +++ Configuration Wizard Schaltplan ++ Layout ++++ Quellcode ++ Warum kein Drehschalter? Bedienungsanleitung ++ Verbesserungen und Weiterentwicklungen + Linkliste – in neuem Fenster öffnen!

82 RC-CAR Beleuchtung Struktogramm ist keines!
Blockschaltbild sehr Mikrocontroller ausgerichtet Portbelegungsplan +++ Configuration Wizard Schaltplan ++ Layout ++++ Quellcode ++ Warum kein Drehschalter? Bedienungsanleitung ?? Es muss ein Papier vorliegen! Verbesserungen und Weiterentwicklungen + Linkliste – in neuem Fenster öffnen! Entsorgung – Batterien dürfen nicht verspeist werden etc. Kleinteile sind vor Babys zu schützen und umgekehrt.

83 RC-CAR Hauptseite Sehr gut! Schaltplan Beleuchtung ??
Layout – sehr gut Entsorgung – Batterien dürfen nicht verspeist werden etc. Kleinteile sind vor Babys zu schützen und umgekehrt.

84 RC-CAR Lenkung Kontinuierlich? Quellcode???
Entsorgung – Batterien dürfen nicht verspeist werden etc. Kleinteile sind vor Babys zu schützen und umgekehrt.

85 RC-CAR Scheibenwischer
Quellcode??? Entsorgung – Batterien dürfen nicht verspeist werden etc. Kleinteile sind vor Babys zu schützen und umgekehrt.

86 Velolight Programmablaufpan – aber sicher nicht nach DIN
Blockschaltbild nicht lesbar Portbelegungsplan ++ Schaltplan Nach ULN2803 ein weiterer Baustein?? Umschaltung Versorgung??????? Layout ++++ Quellcode ++ Bedienungsanleitung ?? Es muss ein Papier vorliegen! Verbesserungen und Weiterentwicklungen + Linkliste – in neuem Fenster öffnen! Entsorgung – Batterien dürfen nicht verspeist werden etc. Kleinteile sind vor Babys zu schützen und umgekehrt.

87 Multifunktionswecker Team 1
Programmablaufpan: Blockschaltbild: Portbelegungsplan: Schaltplan: Layout: Quellcode: Bedienungsanleitung: Verbesserungen und Weiterentwicklungen: Linkliste: Entsorgung – Batterien dürfen nicht verspeist werden etc. Kleinteile sind vor Babys zu schützen und umgekehrt.

88 Projekt: Kriterien Programmablaufpan: Blockschaltbild:
Portbelegungsplan: Schaltplan: Layout: Quellcode: Bedienungsanleitung: Verbesserungen und Weiterentwicklungen: Linkliste: Entsorgung – Batterien dürfen nicht verspeist werden etc. Kleinteile sind vor Babys zu schützen und umgekehrt.

89 Vorbereitung Prüfung Quickies
Ausgehend von der Neutralposition soll die Position 0,9ms mit maximaler Geschwindigkeit angefahren werden. Danach soll periodisch innerhalb von ca. 3s zwischen Position 2,1ms und 0,9ms gewechselt werden. Dabei soll mit gleichmäßiger Geschwindigkeit zwischen den Positionen gefahren werden.

90 Vorlesung Prüfung: „Servo“

91 Aufgabe zerlegen 1 Ausgehend von der Neutralposition
 Initialisierung 1,5ms  =????? soll die Position 0,9ms  mit maximaler Geschwindigkeit angefahren werden. T2 Start: Fahrt auf 0,9ms =????? mit vmax 2 Stellungen mov PCA0CPM0, #0CBh ;PWM varieren

92 Aufgabe zerlegen 2 Danach soll periodisch innerhalb von ca. 3s zwischen Position 2,1ms und 0,9ms gewechselt werden. Dabei soll mit gleichmäßiger Geschwindigkeit zwischen den Positionen gefahren werden. T3 Links rechts fahren mit 137 Interrupts und Schrittweite 26

93 Aufgabe zerlegen 3 Dabei soll mit gleichmäßiger Geschwindigkeit zwischen den Positionen gefahren werden.  Servo_LR als Grundlage Idee: R3 zählt die 137 Interrupts jeweils in Teil ADD oder SUBB wird T2 oder T3 auf „0“ gesetzt und nach 137 Interrupts wieder gesetzt R2 muss 1 sein

94 In Prüfung – Aufgabe schwer
Zwei Aufgaben 1. Aufgabe T2 Fahren Sie in Neutralposition T3 Fahren Sie auf Stellung 0,9ms 2. Aufgabe T2 Fahren Sie in 3s jeweils periodisch zwischen 0,9ms und 2,1ms

95 Labor Platine – WER?

96 Prüfung: ADC + EAGLE Servo + TiMER 2
Vorlesung Prüfung: ADC + EAGLE Servo + TiMER 2

97 Packliste Prüfung PC – IDE 5 Vorlagen - WS14-A1….WS14-A5 Poti
Servo - Kalibrationdaten Datenbuch Befehlsliste, Schaltplan, Int_Vector