Upoznavanje osnovnih koncepata digitalne instrumentacije, korištenje mikroračunala u mjerenju, preuzimanju i obradi signala. Konačni cilj je osposobiti studente za samostalno projektiranje i izradu jednostavnog mjernog sustava primjenom mikroračunala AVR serije (ATmega16).
očekivani ishodi učenja
Nakon uspješno savladanog predmeta, studenti će moći:
1. objasniti princip rada mikroračunala,
2. proračunati osnovne elemente potrebne za rad mikroračunala,
3. programirati mikroračunalo u programskom okruženju ATMEL Studio u assembleru i C-u,
4. analizirati mogućnost primjene mikroračunala u mjerenju i prikupljanju fizikalnih veličina,
5. obraditi izmjerenu fizikalnu veličinu na mikroračunalu,
6. poslati izmjerene i obrađene podatke serijskom komunikacijom na osobno računalo,
7. upravljati radom alfanumeričkog zaslona.
Uvod. Razlika između mikroračunala i mikroprocesora. Prednosti korištenja mikroračunala u instrumentaciji. Arhitektura mikroračunala ATmega16. Organizacija memorije. Registri i memorija mikroračunala. Upravljanje ulazno izlaznim linijama mikroračunala. Set naredbi mikroračunala, načini adresiranja. Prekidni vektori mikroračunala. Moduli mikroračunala. Vremenski moduli i brojači. GeneriranjePWM signala. Modul za nadzor rada mikroračunala (watch-dog timer). Moduli mikroračunala. Analogni komparator. Analogno digitalni pretvarač. Modul za serijsku komunikaciju (USART). Načini programiranja mikroračunala. Program punilac (bootloader). Okružje mikroračunala. Napajanje i resetiranje. Generator takta (clock). Serijski prijenos podataka. Sklopovska struktura serijskog prijenosa. Brzina prijenosa. Serijski komunikacijski standardi. Standardni komunikacijski protokoli i sučelja u ugradbenim sustavima: USART RS232/485, SPI, TWI, CAN, 4-20mA. Povezivanje LCD zaslona i mikroračunala. Alfanumerički LCD zaslon 16x2. Grafički zaslon. Mjerni proces, preuzimanje i zaštita signala. Šumovi i smetnje. Oklapanje. Sklopovi analogne obrade signala. Pojačala. Filtri. Analogno-digitalni pretvarač.
preporučena literatura
S. Beroš: Digitalna instrumentacija I, Bilješke za pripremu predavanja, Split, 1999;
A. Šantić: Elektronička instrumentacija, Školska knjiga, Zagreb, 1993;
I. Mateljan: Virtualna instrumentacija - skripta, FESB, 2008;
I. Marasović: Digitalna instrumentacija I - Upute za laboratorijske vježbe, Skripta za internu upotrebu, FESB, Split 2014;
M. Ali Mazidi, Sa. Naimi, Se. Naimi: The AVR microcontrollers and embedded systems, Using assembly and C, Prentice Hall, 2011.
Atmel ATmega16 datasheet, www.atmel.com, 2014.
dopunska literatura
P. Horowitz, W. Hill: The Art of Electronics, Cambridge University Press, 2015;
M. Balch: Complete digital design: A comprehensive guide to digital electronics and computer system architecture, McGraw-Hill, 2003.
jezik poduke
Hrvatski
način praćenja kvalitete i uspješnosti izvedbe svakog predmeta i/ili modula
Mišljenja studenata o kvaliteti nastave (anketa).
Povremena evaluacija uspješnosti nastave i polaganja ispita od strane uprave fakulteta.
ispit (način polaganja, ispitni rokovi)
Tijekom semestra bit će dva međuispita (kolokvija). Prvi je međuispit nakon 7 tjedana nastave, a drugi nakon narednih 6 tjedana. Na završnom ispitu studenti polažu dijelove gradiva koje nisu položili na međuispitima. Svaki se međuispit provodi kao pisani ispit u trajanju od 90 minuta i sastoji se od ukupno 10 pitanja. Uvjet za pozitivnu ocjenu je pozitivna ocjena iz laboratorijskih vježbi te 50% bodova na svakom međuispitu, a konačna se ocjena (u postocima) formira prema formuli:
Ocjena(%) = 0,15(M1+M2)+0,4L+0,3P
gdje su:
• M1, M2 – bodovi na međuispitima izraženi u postocima,
• L – bodovi iz laboratorijskih vježbi izraženi u postocima,
• P – bodovi iz projekta izraženi u postocima.
Konačna se ocjena utvrđuje na sljedeći način:
50% - 60% - dovoljan (2)
61% - 74% - dobar (3)
75% - 87% - vrlo dobar (4)
88% - 100% - izvrstan (5)
Studenti koji nisu položili ispit nakon dva završna ispita polažu popravni ispit u jesenskom roku. Na popravnom se ispitu polaže cjelokupno gradivo. Ispit je pisani s 15 pitanja i traje ukupno 135 minuta.
Nastavne jedinice za Predavanja
Broj sati
1.
Uvod. Razlika između mikroračunala i mikroprocesora. Prednosti korištenja mikroračunala u instrumentaciji.
2 sata
2.
Arhitektura mikroračunala ATmega16. Organizacija memorije.
2 sata
3.
Registri i memorija mikroračunala. Upravljanje ulazno izlaznim linijama mikroračunala.
2 sata
4.
Set naredbi mikroračunala, načini adresiranja. Prekidni vektori mikroračunala.
2 sata
5.
Moduli mikroračunala. Vremenski moduli i brojači. GeneriranjePWM signala. Modul za nadzor rada mikroračunala (watch-dog timer).
2 sata
6.
Moduli mikroračunala. Analogni komparator. Analogno digitalni pretvarač. Modul za serijsku komunikaciju (USART).
2 sata
7.
Načini programiranja mikroračunala. Program punilac (bootloader).
2 sata
8.
Okružje mikroračunala. Napajanje i resetiranje. Generator takta (clock).
2 sata
9.
Serijski prijenos podataka. Sklopovska struktura serijskog prijenosa. Brzina prijenosa. Serijski komunikacijski standardi.
2 sata
10.
Standardni komunikacijski protokoli i sučelja u ugradbenim sustavima: USART RS232/485, SPI, TWI, CAN, 4-20 mA.
Uvod u arhitekturu i programiranje mikrokontrolera ATmega16. Upoznavanje rada u razvojnom okruženju Atmel Studio i korištenje razvojnog sustava STK500.
1 sat
2.
Rad s ulazno-izlaznim linijama mikrokontrolera ATmega16 u asembleru.
2 sata
3.
Korištenje vremenskih modula - brojača (timer/counter) i prekida generiranih radom brojača. Nadzor izvođenja programa mikrokontrolera (watchdog timer).
2 sata
4.
Upravljanje programskom i podatkovnom memorijom mikrokontrolera. Povezivanje mikrokontrolera s osobnim računalom korištenjem RS232 protokola. Rad s A/D pretvaračem mikrokontrolera.
2 sata
5.
Programiranje mikrokontrolera korištenjem programskog jezika više razine (C).
2 sata
6.
Upravljanje ulazno-izlaznim linijama, memorijom i modulom za serijsku komunikaciju USART u programskom jeziku C.
2 sata
7.
Rad s analognim komparatorom i A/D pretvaračem u programskom jeziku C.
2 sata
8.
Povezivanje alfanumeričkog zaslona (LCD 16x2) i mikrokontrolera ATmega16. Mjerenje temperature pomoću senzora LM35 i prikaz podataka na alfanumeričkom zaslonu.
2 sata
Niste više prijavljeni
Istekla vam je prethodna prijava te se morate ponovno prijaviti.
Nastao je problem u radu sustava
Informacije o problemu smo pohranili i nastojat ćemo ga riješiti. Ako vas ova greška sprječava da obavite nešto važno, možete nas odmah kontaktirati na helpdesk@fesb.hr.
Vaš preglednik nije podržan
Koristite web preglednik koji nije podržan. Za puno korisničko iskustvo, preuzmite najnoviju inačicu vašeg preglednika.
