Μικροελεγκτές

Γενικά

  • Κωδικός Μαθήματος: 1502
  • Εξάμηνο: 5ο
  • Τύπος Μαθήματος: Επιστημονικής Περιοχής (ΕΠ)
  • Είδος Μαθήματος: Υποχρεωτικό (ΥΠ)
  • Γνωστική Περιοχή: Ενσωματωμένα - Υπολογιστικά Συστήματα (ΕΥΣ)
  • Διδασκαλία Θεωρίας: 4 ώρες/εβδομάδα
  • Πιστωτικές μονάδες ECTS: 6
  • Γλώσσα διδασκαλίας και Εξετάσεων: Ελληνικά
  • Το μάθημα προσφέρεται σε φοιτητές Erasmus
  • Προτεινόμενα προαπαιτούμενα μαθήματα: (1204) Σχεδίαση Ψηφιακών Συστημάτων, (1102) Δομημένος Προγραμματισμός

Μαθησιακά Αποτελέσματα

Σκοπός του μαθήματος είναι η απόκτηση της ικανότητας ανάπτυξης εφαρμογών με την χρήση μικροελεγκτών και ειδικά του μικροελεγκτή PIC18F4550. Η ανάπτυξη εφαρμογών θα γίνεται με συγγραφή προγραμμάτων σε γλώσσα Assembly και C.

  • Να γράφει εφαρμογές με την χρήση των παράλληλων θυρών
  • Να μεταφέρει δεδομένα μεταξύ διαφορετικών περιοχών της μνήμης
  • Να γράφει ρουτίνες χρονοκαθυστέρησης με συνεχείς επαναλήψεις εντολών.
  • Να γράφει εφαρμογές με την χρήση διακοπών που προκαλούνται από τον Timer0
  • Να δημιουργεί χρονοκαθυστερήσεις με μετρητή διακοπών που προκαλούνται από τον Timer0
  • Να αναπτύσσει εφαρμογές με τον χρονιστή σε λειτουργία μέτρησης παλμών και μέτρησης χρόνου
  • Να αναπτύσει εφαρμογές όπου ο μικροελεγκτής οδηγεί ενδείκτες 7 τομέων με πολύπλεξη
  • Να γράφει εφαρμογές στις οποίες χρησιμοποιούνται ενδείκτες LCD αλφανουμερικές και γραφιστικές
  • Να γράφει εφαρμογές στις οποίες χρησιμοποιείται πληκτρολόγιο 16 πλήκτρων.
  • Να γράφει εφαρμογές για την οδήγηση βηματικών και servo κινητήρων
  • Να γράφει εφαρμογές στις οποίες χρησιμοποιείται η εσωτερική μνήμη ΕΕPROM και εξωτερική μνήμη EEPROM.
  • Να επεκτείνει το αριθμό των εισόδων και εξόδων του μικροελεγκτή με την προσθήκη εξωτερικών ICs.
  • Να γράφει εφαρμογές στις οποίες θα χρησιμοποιούνται πίνακες μετατροπής δεδομένων
  • Να σχεδιάζει και να εφαρμόζει διασυνδέσεις με διαφόρων τύπων περιφερειακές συσκευές με σειριακά πρωτόκολλα όπως I2C, SPI, one wire κ.α.
  • Να χρησιμοποιεί αναπτυξιακά εργαλεία για την εγγραφή και αποσφαλμάτωση προγραμμάτων σε γλώσσα Assembly των μικροελεγκτών PIC
  • Να συνδέει μέσω της σειριακής και USB θύρας την αναπτυξιακή πλακέτα με άλλες συσκευές
Γενικές Ικανότητες
  • Αναζήτηση, ανάλυση και σύνθεση δεδομένων και πληροφοριών, με τη χρήση και των απαραίτητων τεχνολογιών
  • Λήψη αποφάσεων
  • Αυτόνομη εργασία
  • Ομαδική εργασία
  • Άσκηση κριτικής και αυτοκριτικής
  • Προαγωγή της ελεύθερης, δημιουργικής και επαγωγικής σκέψης

Περιεχόμενο Μαθήματος

Εισαγωγή στην έννοια του μικροελεγκτή και την γλώσσα Assembly.
Εσωτερική δομή του μικροελεγκτή PIC 18F4550.
Είδη μνήμης του μικροελεγκτή PIC 18F4550.
Εντολές διαχείρισης δεδομένων, αριθμητικών και λογικών πράξεων.
Μελέτη των συστημάτων χρονισμού.
Διαχείριση εσωτερικών και εξωτερικών διακοπών.
Εφαρμογές με τη χρήση της γλώσσας C (χρήση CCS Compiler).
Οδήγηση ενδεικτών 7 τομέων.
Οδήγηση «έξυπνων» ενδεικτών υγρών κρυστάλλων(LCD).
Έλεγχος πληκτρολογίου.
Οδήγηση βηματικών κινητήρων.
Διαχείριση εσωτερικής και εξωτερικής μνήμης EEPROM.
Εφαρμογές με τη χρήση πινάκων δεδομένων.

Διδακτικές και Μαθησιακές Μέθοδοι - Αξιολόγηση

Τρόπος Παράδοσης
  • Πρόσωπο με πρόσωπο θεωρητική διδασκαλία.
  • Εργαστηριακή εκπαίδευση σε μικρές ομάδες φοιτητών.
Χρήση Τεχνολογιών Πληροφορίας και Επικοινωνιών
  • Χρήση λογισμικού παρουσιάσεων διαφανειών (Power point presentations).
  • Λογισμικό προγραμματισμού και πλακέτες ανάπτυξης εφαρμογών
  • Ηλεκτρονική επικοινωνία με τους φοιτητές/τριες.
Οργάνωση Διδασκαλίας
Δραστηριότητα Φόρτος εργασίας εξαμήνου
Διαλέξεις52
Συγγραφή και παρουσίαση υποχρεωτικής εργασίας48
Ατομική Μελέτη και ανάλυση βιβλιογραφίας80
Σύνολο 180
Αξιολόγηση φοιτητών

Ι. Γραπτή τελική εξέταση (ΓΕ) (75%) που περιλαμβάνει:
- Ερωτήσεις σύντομης απάντησης.
- Επίλυση ασκήσεων προγραμματισμού μικροελεγκτών.

ΙΙ. Ενδιάμεση εξέταση (ΕΕ) (25%) που περιλαμβάνει:
- Ερωτήσεις σύντομης απάντησης.
- Σύνταξη προγράμματος σε γλώσσα Assembly ή C (για τον CCS Compiler).

Τα κριτήρια αξιολόγησης είναι προσβάσιμα στους φοιτητές από την ηλεκτρονική σελίδα του μαθήματος

Συνιστώμενη Βιβλιογραφία

Συγγράμματα μέσω του συστήματος "Εύδοξος"
  1. Αλατσαθιανός Σ., Εισαγωγή στους Μικροελεγκτές PICmicro, ΤΣΟΤΡΑΣ ΑΝ ΑΘΑΝΑΣΙΟΣ, 2η/2017, 978-618-5309-16-9, 68405485
  2. Μπουλταδάκης Στυλιανός, Πατουλίδης Γεώργιος, Κωνσταντινίδης Ευδόκιμος, Ασημόπουλος Νικόλαος, Προγραμματισμός Μικροελεγκτών για Μηχανικούς, ΕΚΔΟΣΕΙΣ Α. ΤΖΙΟΛΑ & ΥΙΟΙ Α.Ε., 1η /2010, 978-960-418-291-6, 18548844
  3. Πεκμεστζή Κιαμάλ, Συστήματα Μικροϋπολογιστών, ΤΟΜΟΣ ΙΙ: Μικροελεγκτές AVR και PIC, Σ.ΑΘΑΝΑΣΟΠΟΥΛΟΣ & ΣΙΑ Ο.Ε., 1η έκδ./2009, 978-960-266-269-4, 45471
  4. ΝΙΚΟΛΑΪΔΗΣ ΝΙΚΟΛΑΟΣ, Μικροελεγκτές, ΑΦΟΙ ΚΥΡΙΑΚΙΔΗ ΕΚΔΟΣΕΙΣ Α.Ε., 1η/2018, 978-960-602-217-3, 77119034
  5. ΦΩΤΙΑΔΗΣ ΔΗΜΗΤΡΙΟΣ, ΜΙΚΡΟΕΠΕΞΕΡΓΑΣΤΕΣ – ΜΙΚΡΟΕΛΕΓΚΤΕΣ, ΔΕΜΕΡΝΤΖΗΣ ΠΑΝΤΕΛΗΣ, 1/2010, 978-960-93-1790-0, 68399734
  6. Παπάζογλου Παναγιώτης, Μικροεπεξεργαστές, Α. ΤΖΙΟΛΑ & ΥΙΟΙ Α.Ε., 1η/2015, 978-960-418-508-5, 50656010
Συμπληρωματική ξενόγλωσση βιβλιογραφία
  1. • Tim Wilmshurst Designing EmbeddedSystems with PIC Microcontrollers. Elsevier ISBN-13: 978-0-7506-6755-5
  2. • Fernando E. Valdes-Perez RamonPallas-Areny. MICROCONTROLLERS Fundamentals and Applications with PIC. CRCPress ISBN 978 1 4200 7767 4
  3. • Martin Bates Interfacing PICMicrocontrollers. Elsevier . ISBN-13: 978-0-7506-8028-8
  4. • D. W. Smith PIC in Practice.Elsevier . ISBN 13: 978-0 75-066826-2
  5. • Martin P. Bates Lucio Di JasioChuck Hellebuyck Dogan Ibrahim John Morton D.W. Smith Jack Smith PICMicrocontrollers Newnes Know It All Series Elsevier ISBN-13: 978-0-7506-8615-0
  6. . Stuart Ball Analog Interfacing toEmbedded Microprocessors Newnes ISBN 0-7506-733
  7. . Keith Curtis EmbeddedMultitasking Newnes ISBN-13: 978-0-7506-7918-3
  8. . Myke Predko, 123 PIC Microcontroller Experiments for the Evil Genius, ISBN:0071451420 9780071451420
  9. . Dogan Ibrahim, Advanced PIC Microcontroller Projects in C From USB to RTOS with the PIC 18F Series, ISBN-13: 978-0080999241
  10. ISBN-10: 0080999247
  11. . Stuart Ball, Analog Interfacing to Embedded Microprocessor Systems, ISBN-13: 978-0750677233 ISBN-10: 0750677236
  12. . Richard H. Barnett Sarah Cox Larry O'Cull , Embedded C Programming and the Microchip PIC, ISBN-13: 978-1401837488
  13. ISBN-10: 1401837484
  14. . Robert B. Reese, From Assembly Language to C Using the PIC18Fxx2, ISBN; 1-58450-378-5 elSBN; 1-58450-645-8
  15. . Fred Eady, Implementing 802.11 with Microcontrollers: Wireless Networking for Embedded Systems Designers, ISBN: 9780080457284
  16. ISBN: 9780750678650
  17. . Creed Huddleston, Intelligent Sensor Design Using the Microchip dsPIC, ISBN: 9780080491578 ISBN: 9780750677554
  18. . Bohdan Borowik, Interfacing PIC Microcontrollers to Peripherial Devices, ISBN 978-94-007-1118-1 ISBN 978-94-007-1119-8
  19. . Dogan Ibrahim, Microcontroller Based Applied Digital Control, ISBN 0470863358, ISBN 9780470863350
  20. . M. Rafiquzzaman, Microcontroller Theory and Applications with the PIC18F, ISBN 1119448441, ISBN 9781119448440
  21. . Fred Eady, Networking and Internetworking with Microcontrollers, ISBN 0750676981, ISBN 9780750676984
  22. . David W Smith, A Project-based Approach, ISBN 008046498X, ISBN 9780080464985
  23. . Tim Wilmshurst, Designing Embedded Systems with PIC Microcontrollers: Principles and Applications, ISBN 0080468144, ISBN 780080468143
  24. . Michael J. Pont, Programming Embedded Systems II, ISBN 0201331381, ISBN 9780201331387
  25. . Drew Gislason, Zigbee Wireless Networking, ISBN 0080558623, ISBN 9780080558622
  26. . Sid Katzen, The Essential PIC18® Microcontroller, ISBN 1849962294, ISBN 9781849962292
Συναφή επιστημονικά περιοδικά
  1. • Solid state circuits, IEEE
  2. • Circuits and Systems I: Regular papers, IEEE Transactions on
  3. • Circuits and Systems Magazine, IEEE