Solusi sains dan teknologi -- Kami baru saja mengumumkan papan mikrokontroler terbaru kami, Basys MX3.Dewan ini dirancang khusus untuk digunakan dalam pengajaran Embedded Systems dan kursus terkait.Meskipun memiliki banyak fitur hebat, seperti rangkaian periferal yang lengkap, tampilan silkscreen khusus (dan sangat keren) untuk memaksimalkan keterbacaan, dan konektor Analog Discovery 2 untuk menyelidiki sinyal, fitur yang paling menarik bagi saya adalah kursus mendalam yang datang.dengan itu Kursus ini, berjudul "Embedded Systems with the Basys MX3 dan PIC32MX370," benar-benar gratis, open-source, dan melengkapi walkaround penuh papan.
Solusi sains dan teknologi -- Ini juga menggunakan alat kelas gratis dan profesional, MPLAB X.Dengan total 7 unit pengajaran teoretis dan 15 lab, "Sistem Tertanam dengan Basys MX3 dan PIC32MX370" cukup gemuk untuk mengajarkan satu sampai dua semester program terkait sistem tertanam.Di bawah ini Anda akan menemukan rincian dari kursus dan konsep dan keterampilan masing-masing unitbs di Basys MX3 Resource Center.Solusi untuk laboratorium tersedia bagi instruktur atas permintaan.
Solusi sains dan teknologi -- "Embedded Systems with Basys MX3 dan PIC32MX370" kursus menyelesaikan walkaround lengkap board (mengendalikan motor servo tidak termasuk dalam kursus formal namun dua laboratorium tambahan yang melewati fungsionalitas ini sedang dalam proses).Contoh diagram alir data dari Unit 1.Unit 1 Mikroprosesor IO Kanan dari siswa yang mulai belajar mulai terbiasa dengan perangkat keras PIC32MX370 dengan membuat register pemrograman dan membuat file konfigurasi perangkat keras.Aliran data dan diagram alir kontrol digunakan sebagai bagian dari perencanaan proyek dan untuk mengajarkan praktik desain terbaik, termasuk kapan dan bagaimana cara uji.
Solusi sains dan teknologi -- Jika siswa tidak terbiasa dengan perangkat lunak MPLAB X atau perlu memoles pemrograman di C, tautan ke berbagai tutorial disertakan.Beberapa takeaways utama untuk para siswa adalah: Memahami praktik terbaik untuk menciptakan perangkat lunak yang andal dan berkelanjutan.Tahu cara menghasilkan mikroprosesorr proyek pengembangan menggunakan MPLAB X.Tahu cara menghasilkan file config_bits untuk prosesor PIC32MX370.
Solusi sains dan teknologi -- Tahu cara mengkonfigurasi pin prosesor PICIP Microchip sebagai input digital atau keluaran.Pahami kemampuan penggerak keluaran digital prosesor.Tahu cara menulis program C untuk aplikasi tertentu menggunakan embedded system.Ketahuilah bagaimana membuat ukuran kinerja kecepatan pada sistem berbasis prosesor.
Solusi sains dan teknologi -- Lab 1a Konsep yang dibahas di Unit 1 dipraktekkan di sini dengan mewajibkan siswa untuk menulis sebuah program yang menggunakan switch onboard untuk mengendalikan LED RGB onboard sesuai dengan persyaratan desain yang ditentukan.Siswa menjadi terbiasa dengan operasi baca-modifikasi-tulis untuk mengendalikan register PIC32MX370.Lab 1b Keterampilan yang diperoleh di Lab 1a diperluas agar siswa dapat membuat kalkulator sederhana dengan menggunakan tombol onboard, tombol dan seven segment display (SSD).Siswa diperkenalkan ke waktu melalui penggunaan perangkat lunak untuk menunda ketekunan visipada SSD, serta manipulasi bit atom dan teknik bit-banging.
Solusi sains dan teknologi -- Diagram blok penangan PIC32 interrupt dari Unit 2.Unit 2 Elemen Sistem Real-Time Melalui contoh klasik penerapan pengontrolan kecepatan motor stepper rotor, unit ini menyelidiki konsep manajemen waktu proses multi-threaded untuk dinamika real-time.sistem, menggunakan foreground-background task scheduling.Melawanteknik, perubahan notifikasi menyela dan polling.
Solusi sains dan teknologi -- Lab 2b Memperluas keterampilan yang diperoleh di Lab 2a, siswa diminta untuk mengendalikan mode dan arah motor stepper menggunakan tombol push, mengendalikan kecepatan motor stepper menggunakan saklar geser, dan menampilkan kecepatan motor pada SSD..Contoh diagram timing untuk handshaking empat fasa dari Unit 3.Unit 3 IO Paralel dan Handshaking untuk Kontrol LCD Pada Unit 3, siswa diperkenalkan ke komunikasi digital melalui menampilkan data statis dan dinamis pada LCD paralel onboard.Siswa akan belajar menerjemahkan diagram waktu yang disediakan oleh lembar data peralatan target ke dalam rangkaian instruksi program yang berjangka waktunya, bagaimana menggunakan data yang dikodekan ASCII, serta bereksperimen dengan mekanisme yang diperlukan untuk menyinkronkan sistem asinkron dengan menggunakan perangkat keras dan perangkat lunak.
Solusi sains dan teknologi -- Beberapa takeaway utama adalah: Cara menggunakan diagram alir kontrol untuk menghasilkan kode program.Bagaimana menerapkan interfacing IO paralel bi-directionale.Cara menggunakan software delay untuk menulis perintah kontrol pada interval tertentu.Cara menggunakan kode perangkat lunak untuk menghasilkan waktu penyiapan dan penahanan minimum.
Solusi sains dan teknologi -- Bagaimana cara menerapkan satu bentuk handshaking.Cara membaca dan menginterpretasikan timing modeling model pemodelan.Lab 3a Menggunakan kontrol IO secara langsung melalui pembekuan bit, siswa akan mengembangkan dan menguji perpustakaan fungsi yang memungkinkan teks ditempatkan pada posisi manapun di onboard paralel Ibagian.Bagian 1 berisi ikhtisar yang membahas berbagai tingkat tinggi komunikasi digital termasuk sinkron vs asinkron dan jaringan.
Solusi sains dan teknologi -- Bagian 2 selanjutnya membahas protokol komunikasi asinkron, khususnya protokol Universal Asynchronous Receiver Transmitter (UART).Beberapa takeaway utama dari Bagian 1 dan Bagian 2 digabungkan adalah: Memahami dasar-dasar telekomunikasi.Memahami persyaratan dan implementasi komunikasi asinkron dan sinkron.Penerapan komunikasi asinkron.
Solusi sains dan teknologi -- Pengetahuan tentang program emulasi terminal PC.Bagaimana mengembangkan perpustakaan perangkat lunak PIC32 untuk memberikan komunikasi bi-directional karakter tunggal dan string karakter.Cara menggunakan UART untuk diagnosa dan sebagai human-machine interface (HMI).Cara mengenali metode handshaking yang digunakan dalam protokol komunikasi.
Solusi sains dan teknologi -- Cara memasang Analog Discovery 2 untuk menampilkan bentuk gelombang sinyal komunikasi.Lab 4a Siswa akan memanggil pengalaman merekaDengan mengendalikan motor stepper dari Lab 2a, hanya saja motor ini akan dikendalikan dari terminal PC via UART.Komunikasi serial akan ditampilkan di kedua terminal PC menggunakan program emulasi terminal dan LCD onboard the Basys MX3.Lab 4b Lab 4b membutuhkan semua elemen kode perangkat lunak yang dikembangkan dan perangkat keras yang digunakan di laboratorium sebelumnya.
Solusi sains dan teknologi -- Siswa akan memperluas pengetahuan yang didapat di Lab 4a dengan menentukan sistem yang mampu mengendalikan dua lokasi pengawasan dan pemantauan independen, yang umum untuk banyak aplikasi industri.Lab 4c Siswa mengembangkan sistem perangkat lunak yang memungkinkan PIC32MX370 untuk menulis jumlah byte 8 bit yang sewenang-wenang ke lokasi alamat sembarang di perangkat memori flash SPI.Data yang tersimpan juga harus dibaca kembali untuk mengetahui apakah data yang dibaca sesuai dengan data yang tertulis.Lab 4d Dengan menggunakan komunikasi I2C, siswa akan memprogram prosesor PIC32MX370 untuk membaca secara berkala data orientasi fisik dari onboard 3-Axis acceleromete.r dan tampilkan informasi pada LCD karakter dan kirim stream teks ke terminal komputer.
Solusi sains dan teknologi -- Diagram skematik koneksi PIC32 ke modul inframerah onboard.Unit 5 Protokol Komunikasi IrDA Unit ini menunjukkan bagaimana menggunakan interrupts dan timer inti untuk memecahkan kode dua protokol IrDA, dalam upaya untuk mengajarkan pendekatan untuk mendekode protokol IrDA yang berbeda yang digunakan untuk kontrol perangkat jarak jauh.IrDA adalah satu-satunya implementasi komunikasi nirkabel yang termasuk dalam kursus ini, dan juga satu-satunya unit yang memerlukan penggunaan Analog Discovery 2 (atau instrumen serupa).Beberapa takeaway utama adalah: Memahami dasar-dasar protokol IrDA.
Solusi sains dan teknologi -- Menggunakan instrumentasi untuk mengkarakterisasi aliran data.Gunakan interupsi eksternal prosesor untuk memecahkan kode pola waktu sinyal.Pendekatan menggunakan mesin negara untuk mengolah data.Lab 5a Format lab ini berbeda dari yang lain dalam rangkaian ini karena perangkat keras tidak sepenuhnya ditentukan.
Solusi sains dan teknologi -- Siswa tersebut bermaksud menggunakan rem IRPerangkat kendali lainnya memilih sendiri dan menganalisis sinyal IrDA untuk menghasilkan aplikasi yang dapat menukar pesan IrDA dengan perangkat itu.Contoh pengabelan motor dan tachometer untuk Unit 6 (penggunaan Analog Discovery 2 direkomendasikan namun tidak diperlukan).Unit 6 Analog IO dan Process Control Unit 6 memperkenalkan siswa untuk bekerja dengan sinyal analog.Tujuan dari unit ini adalah untuk menyelidiki aplikasi pengendali tertanam pada algoritma kontrol real time yang menggunakan input analog dan keluaran analog.
Solusi sains dan teknologi -- Siswa akan menggunakan algoritma komputer untuk menerapkan prosesor loop tertutup untuk kontrol kecepatan motor, dan melihat bagaimana umpan balik dapat digunakan untuk mentranslariskan proses nonlinier secara inheren dan menghasilkan kesalahan kontrol steady state nol.Beberapa takeaway utama adalah: Cara membaca voltase analog dengan prosesor PIC32.Cara menggunakan Output PIC32 Bandingkan untuk menerapkan output analog PWM.Cara menggunakan pengukuran Capture PIC32 Input untuk menerapkan tachometer.
Solusi sains dan teknologi -- Keuntungan dari using pengukuran periode dibandingkan dengan pengukuran frekuensi dan sebaliknya.Konsep penyaringan digital dasar untuk perataan data.Kontrol proses loop terbuka dan tertutup.Lab 6a Lab ini berfokus pada kontrol loop terbuka.
Solusi sains dan teknologi -- Siswa akan menggunakan potensiometer berlabel Analog Control Input onboard the Basys MX3 untuk mengatur persen PWM untuk mengoperasikan kecepatan motor dari 0 rpm sampai maksimal motor bisa diraih mengingat performa motor dan tegangan suplai.Lab 6b Building on Lab 6a, Lab 6b memperkenalkan kontrol loop tertutup dengan menerapkan pengendali PI digital.Frekuensi tachometer akan diukur dengan menggunakan Input Capture dari PIC32 untuk menentukan periode sinyal yang kemudian dibalik untuk menghasilkan frekuensi.Plot keluaran dari empat contoh filter ke gelombang sinus 1 kHz yang digunakan pada Unit 7.
Solusi sains dan teknologi -- Unit 7 Unit ini berfokus pada pemrosesan sinyal dalam rentang frekuensi audio menggunakan konsep pemrosesan sinyal digital (DSP) dengan mikroprosesor PIC32MX370.Baik metodemenghasilkan beberapa sinyal frekuensi tanpa menggunakan fungsi transendental atau tabel lookup, dan Discrete Fourier Transforms (DFT) untuk mendeteksi adanya sinyal yang akan digunakan.Bukanlah tujuan unit ini untuk mengajarkan teori penyaringan digital, melainkan untuk mengajarkan bagaimana menerapkan penyaringan digital menggunakan mikroprosesor konvensional sebagai pengganti prosesor sinyal digital khusus.Beberapa takeaway utama adalah: Bagaimana menerapkan filter digital di C menggunakan mikroprosesor PIC32.
Solusi sains dan teknologi -- Cara membuat output analog menggunakan modulasi lebar pulsa.Bagaimana cara mencicipi input analog pada tingkat yang ditentukan.Cara menggunakan prosesor PIC32 untuk membuat generator sinyal.Cara menggunakan prosesor PIC32 untuk membuat penganalisis spektrum frekuensi real-time.
Solusi sains dan teknologi -- Lab 7a Lab ini membutuhkan banyak kode yang ditulis untuk laboratorium sebelumnya dan menambahkan penggunaan speaker dan mikrofon onboard.Siswa harus membuat generator gelombang sinus digital yang mampu mensintesis delapan sinyal amplitudo konstan pada frequenci tertentues.Frekuensi gelombang sinus akan dipilih dengan Solusi sains dan teknologi salah satu dari delapan saklar geser.Output yang terdengar akan diaktifkan dan frekuensi yang ditampilkan pada layar 4-digit 7-segmen selama lima detik saat BTND ditekan.
Solusi sains dan teknologi -- LCD akan menampilkan frekuensi gelombang sinus yang dipilih.Lab 7b Menambah Lab 7a, rangkaian lab memuncak pada siswa yang menciptakan penganalisis spektrum menggunakan Discrete Fourier Transform.Siswa akan mengalami bagaimana penggunaan Fast Fourier Transform dan MIPS DSP library sangat mengurangi waktu eksekusi.Semua Unit dan Lab untuk "Embedded Systems with PIC32MX370 dan Basys MX3" dapat ditemukan di Wiki Digilent baik dalam format Wiki maupun PDF.
Solusi sains dan teknologi -- Untuk pertanyaan tentang penggunaan materi ini, silakan memberikan komentar di bawah atau menjangkau Forum Digilent.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar