Homepage

 

 

 

Prof. Dr. Wolfgang Matthes

FH Dortmund

FB Informations- und Elektrotechnik

 

 

 

 

 Embedded Systems

 

 

 

 

 

 

 

 Lehrarchiv

 Analogelektronik

 Digitaltechnik

 Embedded Systems

 Entwurf digitaler Schaltungen

 Mikrocontrolleranwendung

 Mikrocontrollertechnik

 Archiv

 Das historische Lehrarchiv

 Impressum

 Kontakt

 

 

 

 

Wer den Umkreis seiner Anschauungen und Begriffe nur auf seine vier Wände einschränkt, wer seine Kenntnisse nicht erweitern mag über den Bereich seiner häuslichen Pflichten, der verkümmert und verblödet in gröbster Unwissenheit.

 

Friedrich d. Gr.

Stichwort: Horizonterweiterung ...

Die Lehrveranstaltung betrifft  die Technik und Programmierung von Personalcomputern für Anwendungen in Embedded Systems.

Viele Aufgaben im Bereich der Embedded Systems werden mit Mitteln der PC-Technik gelöst. Der Praktiker muß in der Lage sein,  das einschlägige Angebot (Industrie-PCs, PC-Module, Systemsoftware) zu beurteilen,  auszunutzen und mit eigenen Lösungen zweckmäßig zu kombinieren.

Inhaltsübersicht: 

Personalcomputer als Mikrocontroller - Systemstrukturen und Schnittstellen - Schaltungstechnik der Ein- und Ausgabe - Systemplattformen - elementare Programmiertechniken - Nutzung moderner Systemsoftware - PCs und Mikrocontroller im Verbund - Anwendungsprobleme lösen.

In der Vorlesung werden die Grundlagen der PC-Technik, der Systemsoftware und der Programmierung im erforderlichen Umfang vorgestellt und näher erläutert. Die praktischen Übungen umfassen entsprechende Entwicklungsaufgaben bis hin zur kompletten (kleinen) Systemlösung (Beispiele: Zeitrelais,  Kabeltester, Stoppuhr, Schrittmotorsteuerung usw.). Es werden sowohl PCs als auch Mikrocontroller (z. B. Atmel AVR)  programmiert. Programmiersprachen:

  • PC: je nach Zweckmäßigkeit PowerBasic, Delphi, C  (ggf. jeweils + Inline-Assembler);
  • Mikrocontroller: Assembler, C.

Plattformen: PCs verschiedener Formfaktoren mit angeschlossenen Experimentiertafeln, Starterkits und Modellaufbauten. Systemsoftware: Windows, DOS (als einfacher Programmstarter für die elementare maschinennahe Programmierung). Wenn's denn sein muß -- oder wenn sich einschlägig begeisterte Studenten finden --, auch Linux (Zeitfrage).

Lernziele:

  • Grundlagen + Systemzusammenhänge + Tricks,
  • Kenntnisse über die typischen Schnittstellen und deren Eignung zur Lösung von anwendungsspezifischen Problemen,
  • Überblick über die Wirkungsweise der wichtigsten Funktionseinheiten der PCs,
  • Überblick über PC-Ausführungen, die sich zum Einsatz in Embedded Systems eignen,
  • Einführung in die elementare (= hardware-nahe) Programmierung,
  • elementare Praxiskenntnisse.

Abschlußleistung:  Eine Programmieraufgabe (die es etwas in sich haben wird...). Hier ein Beispiel für das Maß der Dinge:

Schwerpunkte SS 2013:

  • Kostengünstige PC-Technik des Massenmarktes (z. B. die ITX-Formfaktoren) in Embedded Systems einsetzen.
  • Funktionelle Dekomposition: zwischen PC und Mikrocontroller die Arbeit vernünftig aufteilen (suum cuique...)..
  • Die Emulation der Bussysteme ISA und PCI sowie der parallelen Schnittstelle mittels Mikrocontroller Atmel AVR -- und zwar auf einfachste Weise. Motto: kompliziert und teuer kann's  jeder.. 

Die ersten Aufgaben

 Praktische Vorführungen/Übungen:

  • LED-Ansteuerung und Tastenabfrage über E-A-Ports,
  • Terminalbetrieb und LCD-Ansteuerung über serielle Schnittstelle und USB,
  • Kommunikation mit externen Mikrocontrollern,
  • externe Emulation PC-typischer Schnittstellen (ISA, PCI, Parallelport, RS-232),
  • Ansteuerung von Relaisplatinen über serielle Schnittstelle, USB und Ethernet,
  • falls noch Zeit bleibt: Serial ATA als universelle E-A-Schnittstelle.

 

 - Viel Erfolg beim Studium! - 

 

 

 

 

 Aktuelles:

Die Lehrveranstaltung hat am 25. 6. 2013 das letzte Mal stattgefunden.

Steuerungsforschung. Vor vier Jahren gebaut, aber auch heute noch aktuell: die Kleinsteuerung 08b.

Vorläufige Beschreibung der AVR-ISA-Plattform 07a