WYKAZ ĆWICZEŃ LABORATORYJNYCH
kierunek AiR
                                                                                                                                               Ogłoszenia

Ćwiczenie nr 1  (2h)

Temat: Omówienie stanowiska ćwiczeniowego mikrokontrolera.
     
     Zakres ćwiczenia:

            Zapoznanie z obsługą narzędzia programowego AVR Studio oraz budową i konfiguracją zestawu
            dydaktycznego ZL3AVR. Opis zestawu dostępny jest na stronie firmy KAMAMI w pliku.

     Zestaw ćwiczeniowy z wykorzystaniem platformy Arduino:
            Opis  PCB

Ćwiczenie nr 2
  (2h)

Temat: Obsługa portów I/O mikrokontrolera

   
Zakres ćwiczenia:
            Proste struktury programowe w języku C dotyczące obsługi (zapis, odczyt) portów I/O mikrokontrolera
            ATmega 32. Wykorzystanie pętli programowych do generowania opóźnień czasowych.

Wymagania:
-   
podstawowe pojęcia języka C, pliki nagłówkowe, typy zmiennych, wyrażenia, operatory, funkcje,
-   
Instrukcje for, if, while, do,
-   
budowa i konfiguracja portów I/O mikrokontrolerów rodziny AVR, 8-bitowych,
-   
struktury programowe w języku C dotyczące operacji na portach,
-  
sterowanie urządzeniami wykonawczymi (LED, przekaźnik itp.) przez porty I/O mikrokontrolera,
-    pętle programowe jako opóźnienia czasowe,
-   statyczne parametry elektryczne portów mikrokotrolera AVR ATmega 32.

Ćwiczenie nr 3  (2h)

Temat: Układ czasowo-licznikowy mikrokontrolera

Zakres ćwiczenia:
Wytwarzanie opóźnień czasowych i zliczanie zdarzeń zewnętrznych za pomocą układu czasowo-licznikowego w mikrokontrolerze ATmega 32.  Generowanie przebiegów o założonych parametrach czasowych

Wymagania:
     -    budowa układów czasowo-licznikowych Timer/Counter_n,
     -   
znaczenie bitów rejestrów TCCRx, OCRx, TIFR,
     -   
tryby pracy układu czasowo-licznikowego mikrokontrolera ATmega 32
     -   
konfiguracja programowa układu czasowo-licznikowego,

Ćwiczenie nr 4  (2h)

 Temat: Układ przerwań mikrokontrolera

Zakres ćwiczenia:
      Wykorzystanie systemu przerwań
mikrokontrolera ATmega 32. Struktury programowe w języku C
      zawierające obsługę przerwań od układu czasowo-licznikowego oraz przerwań zewnętrznych od
      wejść INTn

Wymagania:
      -   źródła przerwań i wektory przerwań,
      -  
budowa i struktura układu przerwań,
      -  
konfiguracja układu przerwań – znaczenie bitów rejestru maski przerwań TIMSK,
          znaczniki zgłoszenia przerwania od różnych źródeł.

Ćwiczenie nr 5 (2h)

Temat: Układy wyświetlania informacji z wyświetlaczami 7-segmentowymi LED. Cz. I.

Zakres ćwiczenia:
      Oprogramowanie obsługi cztero-pozycyjnego wyświetlacza 7-segmentowego LED.
Wymagania:
      -  budowa i układy połączeń 7-segmentowych wyświetlaczy LED,
      -   zasada wyświetlania multipleksowego (dynamicznego),
      -   schematy ideowe układów wielopozycyjnych, 7-segmentowych wyświetlaczy LED
      -  układy zwiększające wydajność prądową portów mikrokontrolera,
      -   dobór parametrów pracy wyświetlacza w układach sterowania statycznego i dynamicznego.
Ćwiczenie nr 6  (2h)

Temat: Układy wyświetlania informacji z wyświetlaczami 7-segmentowymi LED.  Cz. II

Zakres ćwiczenia:
      Wyświetlanie ruchomego tekstu. Wykorzystanie przerwań od układu czasowo-licznikowego do sterowania dynamicznego wyświetlaczem LED.

 Wymagania:
 -  
dynamiczne sterowanie wyświetlaczami 7-segmentowymi,
 - 
  procedury programowe w języku C i konfiguracja układu przerwań  od układu czasowo-licznikowego do         obsługi wieloznakowych, 7-segmentowych wyświetlaczy LED w układzie sterowania dynamicznego,

Ćwiczenie nr 7  (2h)

Temat: Układy stykowe.

      Zakres ćwiczenia: 
            Styk jako źródło sygnału wejściowego mikrokontrolera, eliminacja drgań styku,

            Zespoły styków, klawiatury matrycowe.

      Wymagania:
             -  
parametry elektryczne styku elektromechanicznego,
             -  
konfiguracje elektryczne styków stosowanych w technice cyfrowej,
             -  układy sprzętowe eliminacji drgań styków,
             -  metody programowe eliminacji drgań styków,
             -  
budowa i zasada obsługi programowej klawiatur matrycowych

Ćwiczenie nr 8  (2h)

 Temat:  
Sterowanie silnika krokowego.  Schemat modułu.

       Zakres ćwiczenia:
            Oprogramowanie zestawu dydaktycznego jako sterownika unipolarnego silnika krokowego. Program                          sterowania silnika  krokowego z wykorzystaniem klawiatury do ustawiania trybu pracy.

        Wymagania:
              -    podstawowe wiadomości z zakresu budowy i zasady działania silników krokowych - parametry silników
                  krokowych,

              -  
układy sterowania zasilaniem uzwojeń silników krokowych bipolarnych i unipolarnych,
              -  
metody sterowania pracą silników krokowych. Przebiegi czasowe sygnałów sterujących dla różnych
                  trybów pracy silnika krokowego.

Ćwiczenie nr 9  (2h)

 
Temat: Modulacja szerokości impulsu w systemach mikroprocesorowych

 Zakres ćwiczenia:
     Oprogramowanie zestawu dydaktycznego jako sterownika modulacji szerokości impulsu - PWM


Wymagania:

      -  
zasada działania modulacji szerokości impulsów PWM,
      -  
programowe i sprzętowe generowanie sygnałów PWM,
      - 
tryby pracy układów czasowo-licznikowych mikrokontrolerów AVR ATmega dotyczące modulacji PWM,
      - 
wykorzystanie wyjść OCx w trybie PWM do regulacji jasności świecenia diody LED,
      -  obsługa
przerwań zewnętrznych od wejść INT0, INT1

Ćwiczenie nr 10 (2h)

Temat: Transmisja szeregowa.

Zakres ćwiczenia:
      Konfiguracja kanału transmisji szeregowej USART mikrokontrolera ATmega 32.

      Komunikacja zestawu dydaktycznego z komputerem PC w trybie asynchronicznym.

       Wymagania:
             -  
zasada szeregowej transmisji synchronicznej i asynchronicznej, parametry, fomraty
                 transmitowanych danych
,
             -   cechy i właściwości portu szeregowego USART w mikrokontrolerach AVR 8-bitowych,
             -  
tryby pracy portu szeregowego USART w mikrokontrolerze ATmega 32,
             -  
wyznaczanie prędkości transmisji danych,
             -  
obsługa przerwań od portu szeregowego USART,
             -  
procedury programowe w języku C do wysyłania i odbioru danych przez port szeregowy USART.

Ćwiczenie nr 11 (2h)

Temat: Przetwornik ADC

Zakres ćwiczenia:
     Konfiguracja i obsługa przetwornika ADC mikrokontrolera ATmega 32.

    Oprogramowanie mikrokontrolera jako woltomierza do pomiaru napięcia DC w zakresie 0-5V,
    z obrazowniem wyniku pomiaru na komputerze PC lub wyświetlaczu 7-segmentowym zestawu
    dydaktycznego.

       Wymagania:
             -   budowa i zasada działania przetwornika ADC z sukcesywną aproksymacją
,

             - 
parametry przetworników ADC,
             -   multiplekser wejść analogowych, przeznaczenie, sposób sterowania,
             - 
źródła napięcia odniesienia w bloku ADC mikrokontrolera ATmega 32,
            
-   formy zapisu wyniku przetwarzania (Adjust of Result),
            
-  
rejestry bloku
ADC mikrokontrolera ATmega 32,
            
-  
wykorzystanie funkcji bibliotecznych kompilatora GCC: sprintf(), dtostrf(), itoa().

Ćwiczenie nr 12(2h)

Temat: Wyświetlacz alfanumeryczny LCD.

Zakres ćwiczenia:
      Konfiguracja i obsługa modułu wyświetlacza alfanumerycznego o organizacji 16x2.

      Wyświetlanie tekstów w różnych trybach, budowa prostego menu w połączeniu z klawiaturą.

Wymagania:
     
-  budowa i zasada działania modułu wyświetlacza LCD ze sterownikiem HD44780
,

      - 
lista rozkazów sterownika HD44780,
      - 
inicjalizacja sterownika modułu wyświetlacza dla pracy 8-bitowej i 4-bitowej,
      -   mapa pamięci DDRAM i CGRAM sterownika
,

      - 
wykorzystanie funkcji bibliotecznych kompilatora GCC: sprintf(), dtostrf(), itoa(),

Ćwiczenie nr 13(2h)

Temat: Ćwiczenia programowe.

Zakres ćwiczenia:
      Tworzenie przykładowych programów z wykorzystaniem modułów dostępnych w zestawie ZL3-AVR.

Wymagania:
      -    Powtórzenie materiału z ćwiczeń 1 - 12,

Ćwiczenie nr 14 (2h)

Temat:  Termin odróbkowy

Wymagania:
      -    materiał z niezaliczonych zajęć laboratoryjnych,

Ćwiczenie nr 15 (2h)

Temat:  Zaliczenie zajęć

Wymagania:
      -   materiał z zajęć laboratoryjnych,
      -   umiejętność tworzenia oprogramowania, uruchamiania programów,

Literatura:
1.      Daca W.: Mikrokontrolery od układów 8-bitowych do 32-bitowych. MIKOM, Warszawa 2000.
2.     
Francuz T. Język C dla mikrokontrolerów AVR. Od podstaw do zaawansowanych aplikacji. Helion, Gliwice, 2011.
3.     
Baranowski R. Mikrokontrolery AVR ATmega w praktyce. BTC, Warszawa, 2005
4.     
Kardaś M. Mikrokontrolery AVR. Język C. Podstawy programowania. Atnel, Szczecin, 2011
5.     
Witkowski A. Mikrokontrolery AVR. Programowanie w języku C. Przykłady zastosowań, PKJS, Katowice 2006.
6.    Pieńkos J., Turczyński J.: Układy scalone TTL w systemach cyfrowych, WKiŁ 1986
7.      Materiały z wykładu.
8.      Karta katalogowa mikrokontrolera ATmega32 firmy ATMEL.

MATERIAŁY DO PROJEKTU:

1. Strona tytułowa opracowania projektu.
2. Plan projektu.
          3. Materiały pomocnicze do opracowania projektu.