Nr sali: 523
Kierownik: dr inż. Mirosław Kozioł
W laboratorium Technik Mikroprocesorowych prowadzone są zajęcia na kierunkach:
Do realizacji powyższych zajęć dostępnych jest 8 stanowisk komputerowych. Każde stanowisko wyposażone jest w:
Makieta dydaktyczna IME-LabTM jest opracowanym w Instytucie Metrologii, Elektroniki i Informatyki systemem mikroprocesorowy bazującym na 8-bitowym mikrokontrolerze rodziny MCS-51. Na jej bazie studenci uczą się tworzenia oprogramowania dla mikrokontrolerów zarówno w języku C, jak również w asemblerze. Na stanowiskach komputerowych zainstalowane są dostępne nieodpłatnie narzędzia programowe przeznaczone do tworzenia oprogramowania dla mikrokontrolerów wspomnianej rodziny, tj:
Na makiecie oprócz mikrokontrolera i dołączonych do niego pamięci danych i programu znajduje się również 8-kanałowy przetwornik analogowo-cyfrowy. Cztery jego wejścia są wyprowadzone na zewnątrz przez złącza BNC, co umożliwia np. realizację systemu do wielokanałowego pomiaru wartości skutecznej napięć metodą próbkowania. Do pozostałych wejść dołączone są m.in. układy umożliwiające pomiar temperatury, jak czujnik LM35 oraz dzielnik rezystancyjny z termistorem.
Jednokanałowy przetwornik cyfrowo-analogowy umożliwia realizację ćwiczeń związanych np. z cyfrowa generacją sygnałów okresowych. Interfejs użytkownika stanowi znakowy wyświetlacz LCD oraz 4 moduły 7-segmentowego wyświetlacza LED.
Dołączenie do makiety płytki IME-LabTM-DB01 umożliwia realizację ćwiczeń związanych m.in. z obsługą klawiatury komputera PC. Zestaw występujących na niej 8 diod LED i 8 klawiszy może być bezpośrednio podłączony do portu mikrokontrolera MCS-51. Realizacja zadań związanych z komunikacją z wykorzystaniem interfejsu I2C jest możliwa w oparciu o układ PCF8563 zegara czasu rzeczywistego i układ PCF8574A 8-bitowego ekspandera wyprowadzeń. Omawiana płytka umożliwia również realizację ćwiczeń związanych z komunikacją przez interfejs SPI (w oparciu o pamięć EEPROM 25LC320) oraz 1-Wire (w oparciu o układ DS18B20 czujnika temperatury). Ćwiczenia związane z komunikacją bezprzewodową mogą być realizowana w oparciu o moduł RFM23B (transmisja radiowa) lub układ TSOP4836 (transmisja w podczerwieni).
Płytka IME-LabTM-DB02 jest dedykowana do współpracy z układem czasowo licznikowym 8254 i programowalnym układem wejścia-wyjścia 8255 znajdującymi się na makiecie IME-LabTM. Jej dołączenie daje możliwość obsługi klawiatury matrycowej, pojedynczego modułu 7-segmentowego wyświetlacza LED lub zestawu ośmiu diod LED z wykorzystaniem układu 8255, a także realizacji pomiaru częstotliwości sygnałów okresowych z wykorzystaniem układu 8254.
Płytki rozwojowe NUCLEO-F767ZI ze złączami ST Zio i ST morpho bazują na mikrokontrolerze STM32F767ZIT6 firmy STMicroelectronics, w którego strukturze znajduje się 32-bitowy procesor Cortex-M7 firmy ARM. Dzięki wbudowanemu programatorowi zgodnemu z ST-Link/v2-1, możliwe jest programowanie oraz debugowanie kodu programu przez złącze USB.
Płytki NUCLEO-767ZI zostały wyposażone w dodatkowe płytki rozszerzające IMEI-Shield 1, które umożliwiają realizację wielu różnych ćwiczeń laboratoryjnych związanych z tworzeniem oprogramowania dla obsługi interfejsu użytkownika realizowanego przez 12-klawiszową klawiaturę matrycową oraz znakowy wyświetlacz LCD lub 4-modułowy 7-segmentowy wyświetlacz LED. Znajdujące się na płytce układy dają możliwość realizacji ćwiczeń związanych z lokalnymi interfejsami szeregowymi, jak I2C, SPI i 1-Wire. Na płytce znajduje się czujnik temperatury LM35 oraz złącze dla modułu HC-SR04, które umożliwiają realizację aplikacji pomiarowych wielkości nieelektrycznych, jak temperatura i odległość.
Do tworzenia oprogramowania wykorzystywane jest udostępniane darmowo przez firmę STMicroelectronics środowisko STM32CubeIDE. Jego zaletą jest konfigurator STM32CubeMX, który przez graficzny interfejs użytkownika umożliwia ustawienie podstawowych parametrów pracy procesora oraz wstępną konfigurację układów peryferyjnych. Na podstawie tych ustawień generowany jest odpowiedni kod programu odpowiedzialny za przeprowadzenie tych ustawień.
Moduł Analog Discovery 2 firmy Digilent to przystawka do komputera osobistego przekształcająca go w uniwersalny wielofunkcyjny przyrząd do pomiarów, generowania i rejestrowania sygnałów. Do Analog Discovery 2 dostępne jest bezpłatne oprogramowanie WaveForms (wersje dla Mac, Linux, Windows), które umożliwia sterowanie przystawką i wizualizację wyników pomiarów. Adapter Analog Discovery BNC z sondami oscyloskopowymi sprawia, że moduł działa praktycznie jak 2-kanałowy oscyloskop cyfrowy (1MΩ, ±25V, wejście różnicowe, 14-bit, 100MS/s, pasmo 30MHz przy użyciu adaptera Analog Discovery BNC).
Wyjścia analogowe umożliwiają realizację 2-kanałowego generatora arbitralnego (±5V, 14-bit, 100MS/s, pasmo 12MHz przy użyciu adaptera Analog Discovery BNC). Stereofoniczny wzmacniacz audio pozwala na dołączenie słuchawek lub głośnika (powielony sygnał z generatora arbitralnego).
16-kanałowy analizator logiczny (3,3V CMOS, 100MS/s, wejścia tolerują poziomy napięć zgodne ze standardami 1,8V oraz 5V) umożliwia obserwację sygnałów cyfrowych na magistralach systemu mikroprocesorowego lub szeregowych interfejsach cyfrowych, jak I2C, SPI czy 1-Wire. Te same wyprowadzenia modułu mogą realizować również 16-kanałowy generator przebiegów cyfrowych (3,3V CMOS, 100MS/s). 2 dodatkowe wejścia/wyjścia sygnałów wyzwalania mogą być wykorzystywane do połączenia innych przyrządów laboratoryjnych (3,3V CMOS).
W module dostępne są również dwa konfigurowalne źródła zasilania urządzeń zewnętrznych (0 ÷ +5V , 0 ÷ -5V). Maksymalna moc zasilanych urządzeń zależy od sposobu zasilania modułu Analog Discovery 2:
Przy wykorzystaniu programu WaveForms 16 linii cyfrowych może realizować 16 wirtualnych wejść/wyjść cyfrowych (do symulowania przycisków, przełączników, diod LED), a wejścia analogowe pełnia rolę wejść woltomierza (AC, DC, ±25V). Dodatkowo program WaveForms umożliwia wyznaczanie charakterystyk częstotliwościowych (Bodego, Nyquista, Nicholsa) dla zakresu od 1Hz do 10MHz. Realizuje on również analizator widma m.in. z pomiarami poziomu zakłóceń, i współczynników SFDR, SNR, THD, a w przypadku interfejsów cyfrowych (SPI, I²C, UART) przeprowadza analizę protokołów.
