Ενσωματωμένα Συστήματα

Γενικά

Μαθησιακά Αποτελέσματα

Σκοπός του μαθήματος είναι η ανάπτυξη εφαρμογών με τη χρήση όλων των συστημάτων του μικροελεγκτή PIC 18F4550. Η ανάπτυξη των εφαρμογών γίνεται με συγγραφή προγραμμάτων σε γλώσσα C και η εφαρμογή των προγραμμάτων γίνεται σε πλακέτα ανάπτυξης εφαρμογών καθώς και με το πρόγραμμα προσομοίωσης Proteus. Χρησιμοποιείται ο CCS C Compiler.

  • Εισάγει και εξάγει δεδομένα με την χρήση των παράλληλων θυρών.
  • Αναπτύσσει σε γλώσσα C εφαρμογές με την χρήση εξωτερικών διακοπών (ΙΝΤ0, ΙΝΤ1, ΙΝΤ2, Rb).
  • Δημιουργεί σε γλώσσα C εφαρμογές με την χρήση των χρονιστών για τη μέτρηση χρονικών διαστημάτων και συχνότητας.
  • Αναπτύσσει σε γλώσσα C εφαρμογές με την χρήση των υποσυστημάτων των χρονιστών, πχ του PWM.
  • Συντάσσει ρουτίνες σε γλώσσα C για την ανάγνωση διάφορων τύπων πληκτρολογίων
  • Μεταφέρει δεδομένα μέσω των σειριακών θυρών και της θύρας USB σε Η/Υ και σε άλλους μικροελεγκτές
  • Δημιουργεί και χρησιμοποιεί ρουτίνες σε γλώσσα C για την οδήγηση «έξυπνων» οθονών.
  • Συντάσσει προγράμματα για την οδήγηση βηματικών και servo κινητήρων.
  • Συντάσσει προγράμματα οδήγησης τριφασικών κινητήρων μόνιμου μαγνήτη.
  • Συντάσσει προγράμματα οδήγησης κινητήρων DC με τη χρήση PWM.
  • Αναπτύσσει εφαρμογές με την χρήση εξωτερικού ρολογιού (RTC).
  • Αποθηκεύει δεδομένα στην εσωτερική EEPROM και επεκτείνει την εσωτερική EEPROM με την προσθήκη εξωτερικής μνήμης EEPROM
  • Επεκτείνει τον αριθμό των πορτών μέσω εξωτερικών ICs
  • Συνδέει στον μικροελεγκτή διαφόρων τύπων αισθητήρια όπως θερμοκρασίας, υγρασίας, πίεσης κ.α.
  • Υλοποιεί τηλεχειρισμούς μέσω IR (infra red)
  • Διασυνδέει μικροελεγκτές σε συστήματα πολλαπλών επεξεργαστών
  • Προγραμματίζει πολυπύρηνους μικροελεγκτές της σειράς PIC
  • Μεταφέρει δεδομένα μέσω ασυρμάτων Modules σε Η/Υ.
  • Διασυνδέει τον μικροελεγκτή με το διαδίκτυο (ΙΟΤ)
  • Υλοποιεί δίκτυα ασύρματων αισθητήρων
  • Προτείνει νέες μεθόδους ταξινόμησης δεδομένων με μικροελεγκτές
  • Δημιουργεί νέες ρουτίνες για μεγαλύτερη ταχύτητα μεταφοράς δεδομένων μεταξύ συστημάτων μικροελεγκτών
  • Αξιολογεί τη χρήση μικροελεγκτών σε βιομηχανικές εφαρμογές
  • Υπολογίζει την ταχύτητα μεταφοράς δεδομένων μεταξύ μικροϋπολογιστικών συστημάτων
  • Συγκρίνει τις δυνατότητες μεταφοράς δεδομένων των διάφορων διασυνδέσεων
  • Προσομοιώνει με το πρόγραμμα Proteus εφαρμογές με μικροελεγκτές
  • Σχεδιάζει συστήματα τα οποία χρησιμοποιούν περισσότερους μικροελεγκτές
Γενικές Ικανότητες
  • Αναζήτηση, ανάλυση και σύνθεση δεδομένων και πληροφοριών, με τη χρήση και των απαραίτητων τεχνολογιών
  • Λήψη αποφάσεων
  • Αυτόνομη εργασία
  • Ομαδική εργασία
  • Άσκηση κριτικής και αυτοκριτικής
  • Προαγωγή της ελεύθερης, δημιουργικής και επαγωγικής σκέψης
  • Ικανότητα αξιολόγησης μικροελεγκτών για βιομηχανικές εφαρμογές

Περιεχόμενο Μαθήματος

Διαχείριση παράλληλων θυρών (ccs compiler)
Εισαγωγή και επεξεργασία δεδομένων από τον μικροελεγκτή (ccs compiler)
Εσωτερικές, εξωτερικές διακοπές (ccs compiler)
Εφαρμογές με χρήση των χρονιστών (ccs compiler)
Οδήγηση ενδεικτών 7 τομέων (ccs compiler)
Έλεγχος πληκτρολογίου (ccs compiler)
Οδήγηση οθονών LCD (ccs compiler)
Οδήγηση βηματικών κινητήρων (ccs compiler)
Χρήση εξωτερικού ρολογιού (RTC) (ccs compiler)
Διαχείριση εσωτερικής, εξωτερικής μνήμης EEPROM (ccs compiler)
Χρήση σειριακών θυρών (ccs compiler)
Σύνδεση αισθητήρων
Σύνδεση ασύρματων module

Διδακτικές και Μαθησιακές Μέθοδοι - Αξιολόγηση

Τρόπος Παράδοσης
  • Πρόσωπο με πρόσωπο θεωρητική διδασκαλία.
  • Εργαστηριακή εκπαίδευση σε μικρές ομάδες φοιτητών.
Χρήση Τεχνολογιών Πληροφορίας και Επικοινωνιών
  • Χρήση λογισμικού παρουσιάσεων διαφανειών (Power point presentations).
  • Λογισμικό προγραμματισμού και πλακέτα ανάπτυξης εφαρμογών.
  • Ηλεκτρονική επικοινωνία με τους φοιτητές/τριες.
Οργάνωση Διδασκαλίας
Δραστηριότητα Φόρτος εργασίας εξαμήνου
Διαλέξεις52
Παρακολούθηση εργαστηρίων48
Ατομική Μελέτη και ανάλυση βιβλιογραφίας80
Σύνολο 180
Αξιολόγηση φοιτητών

Ι. Γραπτή τελική εξέταση (ΓΕ) (70%) που περιλαμβάνει:
- Ερωτήσεις σύντομης απάντησης
- Επίλυση ασκήσεων θεωρίας

ΙΙ. Εργαστηριακή εξέταση (ΕΕ) (30%)
- Εβδομαδιαία εργαστηριακές εργασίες σε μικρές ομάδες
- Τελική Εξέταση εργαστηρίου

Ο βαθμός του μαθήματος (ΓΕ*0,7+ ΕΕ*0,3) πρέπει να είναι τουλάχιστον πέντε (5).
Ο βαθμός της Γραπτής τελικής εξέτασης και της Εργαστηριακής εξέτασης πρέπει να είναι τουλάχιστον πέντε (5).
Τα κριτήρια αξιολόγησης είναι προσβάσιμα στους φοιτητές από την ηλεκτρονική σελίδα του μαθήματος.

Συνιστώμενη Βιβλιογραφία

Συγγράμματα μέσω του συστήματος "Εύδοξος"
  1. Μπουλταδάκης Στυλιανός, Πατουλίδης Γεώργιος, Κωνσταντινίδης Ευδόκιμος, Ασημόπουλος Νικόλαος, Προγραμματισμός μικροελεγκτών για Μηχανικούς, Α. ΤΖΙΟΛΑ & ΥΙΟΙ Α.Ε., 1η έκδ./2010, 978-960-418-291-6, 18548844
  2. Μπουλταδάκης Στυλιανός, Καλόμοιρος Ιωάννης, Πεταλάς Ιωάννης, Έλεγχος κυκλωμάτων και μετρήσεων με Η/Υ, ΕΚΔΟΣΕΙΣ Α. ΤΖΙΟΛΑ & ΥΙΟΙ Α.Ε., 1η έκδ./2002, 978-960-8050-67-9, 18549075
  3. Πεκμεστζή Κιαμάλ, Συστήματα Μικροϋπολογιστών, ΤΟΜΟΣ ΙΙ: Μικροελεγκτές AVR και PIC, Σ.ΑΘΑΝΑΣΟΠΟΥΛΟΣ & ΣΙΑ Ο.Ε., 1η έκδ./2009, 978-960-266-269-4, 45471
  4. ΝΙΚΟΛΑΪΔΗΣ ΝΙΚΟΛΑΟΣ, Μικροελεγκτές, ΑΦΟΙ ΚΥΡΙΑΚΙΔΗ ΕΚΔΟΣΕΙΣ Α.Ε., 1η/2018, 978-960-602-217-3, 77119034
  5. Αλατσαθιανός Σ., Εισαγωγή στους Μικροελεγκτές PICmicro, ΤΣΟΤΡΑΣ ΑΝ ΑΘΑΝΑΣΙΟΣ, 2η/2017, 978-618-5309-16-9, 68405485
  6. ΦΩΤΙΑΔΗΣ ΔΗΜΗΤΡΙΟΣ, ΜΙΚΡΟΕΠΕΞΕΡΓΑΣΤΕΣ – ΜΙΚΡΟΕΛΕΓΚΤΕΣ, ΔΕΜΕΡΝΤΖΗΣ ΠΑΝΤΕΛΗΣ, 1η/2010, 978-960-93-1790-0, 68399734
  7. Παπάζογλου Παναγιώτης, Μικροεπεξεργαστές, ΕΚΔΟΣΕΙΣ Α. ΤΖΙΟΛΑ & ΥΙΟΙ Α.Ε., 1η/2015, 978-960-418-508-5, 50656010
  8. ΔΗΜ.ΜΠΟΛΟΝΑΚΗ, ΕΥΡ.ΓΛΑΒΑ, Γ.ΕΥΑΓΓΕΛΑΚΗ, ΚΩΝ.ΚΩΤΣΗ, Θ.ΛΑΟΠΟΥΛΟ , ΑΡΧΙΤΕΚΤΟΝΙΚΗ ΜΙΚΡΟΫΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ, Χριστίνα και Βασιλική Κορδαλή Ο.Ε., 1η/2011, 978-960-357-101-8, 12576528
Συμπληρωματική ξενόγλωσση βιβλιογραφία
  1. • Tim Wilmshurst Designing EmbeddedSystems with PIC Microcontrollers. Elsevier ISBN-13: 978-0-7506-6755-5
  2. • Fernando E. Valdes-Perez RamonPallas-Areny. MICROCONTROLLERS Fundamentals and Applications with PIC. CRCPress ISBN 978 1 4200 7767 4
  3. • Martin Bates Interfacing PICMicrocontrollers. Elsevier . ISBN-13: 978-0-7506-8028-8
  4. • D. W. Smith PIC in Practice.Elsevier . ISBN 13: 978-0 75-066826-2
  5. • Martin P. Bates Lucio Di JasioChuck Hellebuyck Dogan Ibrahim John Morton D.W. Smith Jack Smith PICMicrocontrollers Newnes Know It All Series Elsevier ISBN-13: 978-0-7506-8615-0
  6. . Stuart Ball Analog Interfacing toEmbedded Microprocessors Newnes ISBN 0-7506-733
  7. . Keith Curtis EmbeddedMultitasking Newnes ISBN-13: 978-0-7506-7918-3
  8. . Myke Predko, 123 PIC Microcontroller Experiments for the Evil Genius, ISBN:0071451420 9780071451420
  9. . Dogan Ibrahim, Advanced PIC Microcontroller Projects in C From USB to RTOS with the PIC 18F Series, ISBN-13: 978-0080999241
  10. ISBN-10: 0080999247
  11. . Stuart Ball, Analog Interfacing to Embedded Microprocessor Systems, ISBN-13: 978-0750677233 ISBN-10: 0750677236
  12. . Richard H. Barnett Sarah Cox Larry O'Cull , Embedded C Programming and the Microchip PIC, ISBN-13: 978-1401837488
  13. ISBN-10: 1401837484
  14. . Robert B. Reese, From Assembly Language to C Using the PIC18Fxx2, ISBN; 1-58450-378-5 elSBN; 1-58450-645-8
  15. . Fred Eady, Implementing 802.11 with Microcontrollers: Wireless Networking for Embedded Systems Designers, ISBN: 9780080457284
  16. ISBN: 9780750678650
  17. . Creed Huddleston, Intelligent Sensor Design Using the Microchip dsPIC, ISBN: 9780080491578 ISBN: 9780750677554
  18. . Bohdan Borowik, Interfacing PIC Microcontrollers to Peripherial Devices, ISBN 978-94-007-1118-1 ISBN 978-94-007-1119-8
  19. . Dogan Ibrahim, Microcontroller Based Applied Digital Control, ISBN 0470863358, ISBN 9780470863350
  20. . M. Rafiquzzaman, Microcontroller Theory and Applications with the PIC18F, ISBN 1119448441, ISBN 9781119448440
  21. . Fred Eady, Networking and Internetworking with Microcontrollers, ISBN 0750676981, ISBN 9780750676984
  22. . David W Smith, A Project-based Approach, ISBN 008046498X, ISBN 9780080464985
  23. . Tim Wilmshurst, Designing Embedded Systems with PIC Microcontrollers: Principles and Applications, ISBN 0080468144, ISBN 780080468143
  24. . Michael J. Pont, Programming Embedded Systems II, ISBN 0201331381, ISBN 9780201331387
  25. . Drew Gislason, Zigbee Wireless Networking, ISBN 0080558623, ISBN 9780080558622
  26. . Sid Katzen, The Essential PIC18® Microcontroller, ISBN 1849962294, ISBN 9781849962292
Συναφή επιστημονικά περιοδικά
  1. • Solid state circuits, IEEE
  2. • Circuits and Systems I: Regular papers, IEEE Transactions on
  3. • Circuits and Systems Magazine, IEEE