ELT-21300 Mikrokontrollerit, 5 op
Microcontrollers
Vastuuhenkilö
Jukka Vanhala, Mikko Valkama
Opetus
| Toteutuskerta | Periodi | Vastuuhenkilö | Suoritusvaatimukset |
| ELT-21300 2019-01 | 3 - 4 |
Jukka Vanhala |
Hyväksytysti suoritettu harjoitustyö ja tentti. |
Osaamistavoitteet
Opintojakson suoritettuaan opiskelija osaa tunnistaa mikro-ohjaimen yleisimmät lohkot ja selittää niiden toiminnan. Hän osaa esittää mikro-ohjaimen IO-liityntöjen rakenteen ja osaa liittää mikro-ohjaimeen oheislaitteita, kuten AD- ja DA- muuntimia, näyttöjä, painonappeja sekä erilaisia antureita. Opiskelija tunnistaa oheislaitteisiin ja antureihin liittyviä peruskäsitteitä sekä epäideaalisuuksia ja osaa selittää yleisimpien oheislaitteiden toimintaperiaatteet. Hän tunnistaa yleisimmät tiedonsiirtoväylät ja johtokoodit sekä osaa selittää niiden toimintaperiaatteet. Opiskelija tunnistaa laitteistonläheisen ohjelmoinnin vaatimukset ja osaa kehittää sulautetun ohjelmiston käyttäen C- ja assembler kieliä. Opintojakson harjoitustyön suoritettuaan opiskelija osaa suunnitella ja rakentaa yksinkertaisen mikro-ohjainta käyttävän sulautetun järjestelmän sekä tuottaa sen vaatiman ohjelmiston.
Sisältö
| Sisältö | Ydinsisältö | Täydentävä tietämys | Erityistietämys |
| 1. | Mikro-ohjainten sisäinen rakenne: Mikro-ohjaimen ydin sekä käskyjen suorittaminen mikro-ohjaimessa. Mikro-ohjainten yleisimmät lohkot ja niiden toiminta sekä lohkojen ohjaaminen. Mikro-ohjainten IO-liitynnät, niiden rakenne ja niihin liittyminen oheislaitteilla. Erilaisilla jännitetasoilla toimivien laitteiden/komponenttien liittämien samaan järjestelmään. | ||
| 2. | Mikro-ohjainten oheislaitteet: AD/DA-muuntimet, niihin liittyviä peruskäsitteitä (LSB, referenssi jännite, resoluutio, SAH) ja epäideaalisuuksia (kvantisointivirhe, offsetvirhe, epälineaarisuus) sekä yleisimpien muuntimien toimintaperiaatteet. Käyttöliittymien liittäminen mikro-ohjaimeen, yksinkertaiset painonapit ja näppäinmatriisit. | ||
| 3. | Mittaus ja ohjaus: Mittausjärjestelmän yleinen rakenne sekä analogisen mittaussignaalin muokkaaminen digitaaliseen muotoon ja siinä muodostuvat virheet. Yleisimpiä antureita, kaksitila-anturit, lämpötila-anturit, asema-anturit. Anturien ominaisuuksia kuten erottelukyky, mittausalue,tarkkuus ja toistettavuus sekä mittausvirheet. Toimilaitteita. Erilaisten säätöalgoritmien toteuttaminen mikro-ohjaimella (P, PI ja PID). | ||
| 4. | Sulautetun järjestelmän ohjelmisto: Mikro-ohjaimen ohjelmoimien C- ja assembler kielillä sekä näiden kielien käyttäminen samassa projektissa. Laitteiston läheinen ohjelmointi eli yksittäisten bittien tilan asettaminen ja tutkiminen. Käsitys siitä millaisia laskutoimituksia mikro-ohjaimella on järkevää toteuttaa. C-kääntäjän muistinkäyttö, eli muuttujien näkyvyys alueet ja mihin muuttujat mikro-ohjaimen muistissa sijoittuvat. Mikro-ohjainten käyttöjärjestelmät ja niiden toiminta. Keskeytykset ja virransäästötilat. |
Ohjeita opiskelijalle osaamisen tasojen saavuttamiseksi
Olennaista kurssin sisällön omaksumisessa on pakolliseen harjoitustyöhön panostaminen. Harjoitustyön suoritamista puolestaan auttaa, kun osallistuu luennoille ja harjoituksiin.
Arvosteluasteikko:
Arvosteluasteikko on numeerinen (0-5)
Osasuoritukset:
Oppimateriaali
| Tyyppi | Nimi | Tekijä | ISBN | URL | Lisätiedot | Tenttimateriaali |
| Kirja | Programming and Customizing the AVR microcontroller | Dhananjay V. | 0-07-134666-X | Kirja on vanha, mutta sisältää perusasiat helposti luettavassa muodossa. | Ei | |
| Luentokalvot | Luentokalvot | Luennoilla käydään läpi kaikki asiat mitä kurssilla tulee omaksua. Muu materiaali on tukemassa ja helpottamassa oppimista. | Kyllä | |||
| Muu verkkomateriaali | Komponenttien datalehdet löytyvät valmistajien sivuilta. Lisäksi verkossa on paljon sovellusesimerkkejä ja sivustoja, joilla on hyödyllistä käytännön tietoa. | Ei |
Tietoa esitietovaatimuksista
1. Jompikumpi tai molemmat esitietokurssit helpottavat kurssin suorittamista.
Vastaavuudet
| Opintojakso | Vastaa opintojaksoa | Selite |
| ELT-21300 Mikrokontrollerit, 5 op | ELE-7050 Sulautetut prosessorisovellukset, 5 op | |
| ELT-21300 Mikrokontrollerit, 5 op | ELT-21306 Microcontrollers, 5 op |