Mérő- és vezérlőberendezés megvalósítása ARM alapú mikrovezérlővel és Linux-szal

Átírás

1 Mérő- és vezérlőberendezés megvalósítása ARM alapú mikrovezérlővel és Linux-szal Fuszenecker Róbert Budapesti Műszaki Főiskola Kandó Kálmán Műszaki Főiskolai Kar július 18.

2 A mérőberendezés felhasználási területei Vezérlés Mérésadatgyűjtés Transzfer karakterisztika felvétele

3 A mérőberendezés felhasználási területei Vezérlés Mérésadatgyűjtés Transzfer karakterisztika felvétele

4 A mérőberendezés felhasználási területei Vezérlés Mérésadatgyűjtés Transzfer karakterisztika felvétele

5 A mérőberendezés felhasználási területei Vezérlés Mérésadatgyűjtés Transzfer karakterisztika felvétele Szabályozás Tranziens állapotbeli viselkedés vizsgálata...

6 A mérőberendezés főbb összetevői Mérésvezérlő: személyi számítógép Linux-szal Processzor modul: mikrovezérlő és kisegítő áramkörei Végrehajtó és beavatkozó szerv Érzékelő szerv

7 A mérőberendezés főbb összetevői Mérésvezérlő: személyi számítógép Linux-szal Processzor modul: mikrovezérlő és kisegítő áramkörei Végrehajtó és beavatkozó szerv Érzékelő szerv

8 A mérőberendezés főbb összetevői Mérésvezérlő: személyi számítógép Linux-szal Processzor modul: mikrovezérlő és kisegítő áramkörei Végrehajtó és beavatkozó szerv Érzékelő szerv

9 A mérőberendezés főbb összetevői Mérésvezérlő: személyi számítógép Linux-szal Processzor modul: mikrovezérlő és kisegítő áramkörei Végrehajtó és beavatkozó szerv Érzékelő szerv

10 A mérőberendezés blokkvázlata

11 Elvárások a mérésvezérlővel szemben Operációs rendszer (Linux) és működtető szoftver Párhuzamos (nyomtató) vagy USB csatlakozó a JTAG-hez Soros port vagy USB soros port átalakító A működtető szoftverről még a Fejlesztői környezet részben lesz szó.

12 Elvárások a mérésvezérlővel szemben Operációs rendszer (Linux) és működtető szoftver Párhuzamos (nyomtató) vagy USB csatlakozó a JTAG-hez Soros port vagy USB soros port átalakító A működtető szoftverről még a Fejlesztői környezet részben lesz szó.

13 Elvárások a mérésvezérlővel szemben Operációs rendszer (Linux) és működtető szoftver Párhuzamos (nyomtató) vagy USB csatlakozó a JTAG-hez Soros port vagy USB soros port átalakító A működtető szoftverről még a Fejlesztői környezet részben lesz szó.

14 Elvárások a mérésvezérlővel szemben Operációs rendszer (Linux) és működtető szoftver Párhuzamos (nyomtató) vagy USB csatlakozó a JTAG-hez Soros port vagy USB soros port átalakító A működtető szoftverről még a Fejlesztői környezet részben lesz szó.

15 Amit az ARM alapú mikrovezérlőkről tudni érdemes Eredetileg az ARM magot processzorok számára fejlesztették ki (Acorn, Apple, Intel) Mára a mikrovezérlő-gyártók kedvelt processzora lett 32 bites aritmetikai egységgel rendelkezik 4 GBájt lineáris címtartomány Kis fogyasztás (41 ma áramfelvétel 70 MHz-es órajelfrekvencián) A gyártók nagyszámú külső eszközzel egészítették ki, így alakult ki a mikrovezérlő, az egy lapkán felépített számítógép

16 Amit az ARM alapú mikrovezérlőkről tudni érdemes Eredetileg az ARM magot processzorok számára fejlesztették ki (Acorn, Apple, Intel) Mára a mikrovezérlő-gyártók kedvelt processzora lett 32 bites aritmetikai egységgel rendelkezik 4 GBájt lineáris címtartomány Kis fogyasztás (41 ma áramfelvétel 70 MHz-es órajelfrekvencián) A gyártók nagyszámú külső eszközzel egészítették ki, így alakult ki a mikrovezérlő, az egy lapkán felépített számítógép

17 Amit az ARM alapú mikrovezérlőkről tudni érdemes Eredetileg az ARM magot processzorok számára fejlesztették ki (Acorn, Apple, Intel) Mára a mikrovezérlő-gyártók kedvelt processzora lett 32 bites aritmetikai egységgel rendelkezik 4 GBájt lineáris címtartomány Kis fogyasztás (41 ma áramfelvétel 70 MHz-es órajelfrekvencián) A gyártók nagyszámú külső eszközzel egészítették ki, így alakult ki a mikrovezérlő, az egy lapkán felépített számítógép

18 Amit az ARM alapú mikrovezérlőkről tudni érdemes Eredetileg az ARM magot processzorok számára fejlesztették ki (Acorn, Apple, Intel) Mára a mikrovezérlő-gyártók kedvelt processzora lett 32 bites aritmetikai egységgel rendelkezik 4 GBájt lineáris címtartomány Kis fogyasztás (41 ma áramfelvétel 70 MHz-es órajelfrekvencián) A gyártók nagyszámú külső eszközzel egészítették ki, így alakult ki a mikrovezérlő, az egy lapkán felépített számítógép

19 Amit az ARM alapú mikrovezérlőkről tudni érdemes Eredetileg az ARM magot processzorok számára fejlesztették ki (Acorn, Apple, Intel) Mára a mikrovezérlő-gyártók kedvelt processzora lett 32 bites aritmetikai egységgel rendelkezik 4 GBájt lineáris címtartomány Kis fogyasztás (41 ma áramfelvétel 70 MHz-es órajelfrekvencián) A gyártók nagyszámú külső eszközzel egészítették ki, így alakult ki a mikrovezérlő, az egy lapkán felépített számítógép

20 Amit az ARM alapú mikrovezérlőkről tudni érdemes Eredetileg az ARM magot processzorok számára fejlesztették ki (Acorn, Apple, Intel) Mára a mikrovezérlő-gyártók kedvelt processzora lett 32 bites aritmetikai egységgel rendelkezik 4 GBájt lineáris címtartomány Kis fogyasztás (41 ma áramfelvétel 70 MHz-es órajelfrekvencián) A gyártók nagyszámú külső eszközzel egészítették ki, így alakult ki a mikrovezérlő, az egy lapkán felépített számítógép

21 ARM alapú mikrovezérlők kiegészítő elemei FLASH és RAM memória (8-512 kbájt) Analóg digitális és digitális analóg átalakító (10 bites) 16 és 32 bites számlálók (események számlálására, időzítésre, PWM-re) SPI: Serial Peripheral Interface, MMC és SD kártyák programozására Megszakításvezérlő Órajel-generátor GPIO: általános célú (digitális) adatbemenetek és kimenetek RTC: valós idejű óra WDT: watchdog timer

22 ARM alapú mikrovezérlők kiegészítő elemei FLASH és RAM memória (8-512 kbájt) Analóg digitális és digitális analóg átalakító (10 bites) 16 és 32 bites számlálók (események számlálására, időzítésre, PWM-re) SPI: Serial Peripheral Interface, MMC és SD kártyák programozására Megszakításvezérlő Órajel-generátor GPIO: általános célú (digitális) adatbemenetek és kimenetek RTC: valós idejű óra WDT: watchdog timer

23 ARM alapú mikrovezérlők kiegészítő elemei FLASH és RAM memória (8-512 kbájt) Analóg digitális és digitális analóg átalakító (10 bites) 16 és 32 bites számlálók (események számlálására, időzítésre, PWM-re) SPI: Serial Peripheral Interface, MMC és SD kártyák programozására Megszakításvezérlő Órajel-generátor GPIO: általános célú (digitális) adatbemenetek és kimenetek RTC: valós idejű óra WDT: watchdog timer

24 ARM alapú mikrovezérlők kiegészítő elemei FLASH és RAM memória (8-512 kbájt) Analóg digitális és digitális analóg átalakító (10 bites) 16 és 32 bites számlálók (események számlálására, időzítésre, PWM-re) SPI: Serial Peripheral Interface, MMC és SD kártyák programozására Megszakításvezérlő Órajel-generátor GPIO: általános célú (digitális) adatbemenetek és kimenetek RTC: valós idejű óra WDT: watchdog timer

25 ARM alapú mikrovezérlők kiegészítő elemei FLASH és RAM memória (8-512 kbájt) Analóg digitális és digitális analóg átalakító (10 bites) 16 és 32 bites számlálók (események számlálására, időzítésre, PWM-re) SPI: Serial Peripheral Interface, MMC és SD kártyák programozására Megszakításvezérlő Órajel-generátor GPIO: általános célú (digitális) adatbemenetek és kimenetek RTC: valós idejű óra WDT: watchdog timer

26 ARM alapú mikrovezérlők kiegészítő elemei FLASH és RAM memória (8-512 kbájt) Analóg digitális és digitális analóg átalakító (10 bites) 16 és 32 bites számlálók (események számlálására, időzítésre, PWM-re) SPI: Serial Peripheral Interface, MMC és SD kártyák programozására Megszakításvezérlő Órajel-generátor GPIO: általános célú (digitális) adatbemenetek és kimenetek RTC: valós idejű óra WDT: watchdog timer

27 ARM alapú mikrovezérlők kiegészítő elemei FLASH és RAM memória (8-512 kbájt) Analóg digitális és digitális analóg átalakító (10 bites) 16 és 32 bites számlálók (események számlálására, időzítésre, PWM-re) SPI: Serial Peripheral Interface, MMC és SD kártyák programozására Megszakításvezérlő Órajel-generátor GPIO: általános célú (digitális) adatbemenetek és kimenetek RTC: valós idejű óra WDT: watchdog timer

28 ARM alapú mikrovezérlők kiegészítő elemei FLASH és RAM memória (8-512 kbájt) Analóg digitális és digitális analóg átalakító (10 bites) 16 és 32 bites számlálók (események számlálására, időzítésre, PWM-re) SPI: Serial Peripheral Interface, MMC és SD kártyák programozására Megszakításvezérlő Órajel-generátor GPIO: általános célú (digitális) adatbemenetek és kimenetek RTC: valós idejű óra WDT: watchdog timer

29 ARM alapú mikrovezérlők kiegészítő elemei FLASH és RAM memória (8-512 kbájt) Analóg digitális és digitális analóg átalakító (10 bites) 16 és 32 bites számlálók (események számlálására, időzítésre, PWM-re) SPI: Serial Peripheral Interface, MMC és SD kártyák programozására Megszakításvezérlő Órajel-generátor GPIO: általános célú (digitális) adatbemenetek és kimenetek RTC: valós idejű óra WDT: watchdog timer

30 ARM alapú mikrovezérlők kiegészítő elemei (folytatás) UART: univerzális aszinkron (soros) adó-vevő; ezt fogjuk a számítógéppel való kommunikációhoz használni USB: univerzális soros busz Ethernet CAN busz: controller area network; mikrovezérlők helyi hálózatba kötésére

31 ARM alapú mikrovezérlők kiegészítő elemei (folytatás) UART: univerzális aszinkron (soros) adó-vevő; ezt fogjuk a számítógéppel való kommunikációhoz használni USB: univerzális soros busz Ethernet CAN busz: controller area network; mikrovezérlők helyi hálózatba kötésére

32 ARM alapú mikrovezérlők kiegészítő elemei (folytatás) UART: univerzális aszinkron (soros) adó-vevő; ezt fogjuk a számítógéppel való kommunikációhoz használni USB: univerzális soros busz Ethernet CAN busz: controller area network; mikrovezérlők helyi hálózatba kötésére

33 ARM alapú mikrovezérlők kiegészítő elemei (folytatás) UART: univerzális aszinkron (soros) adó-vevő; ezt fogjuk a számítógéppel való kommunikációhoz használni USB: univerzális soros busz Ethernet CAN busz: controller area network; mikrovezérlők helyi hálózatba kötésére

34 A választás Objektív és szubjektív szempontokat figyelembe véve végül az NXP (Philips alapította) cég LPC 2101 típusú mikrovezérlője mellett döntöttem. A konkurens lapka az ATMEL AT91SAM7S32 volt, de ez kevésbé tűnt megbízhatónak.

35 A választás Objektív és szubjektív szempontokat figyelembe véve végül az NXP (Philips alapította) cég LPC 2101 típusú mikrovezérlője mellett döntöttem. A konkurens lapka az ATMEL AT91SAM7S32 volt, de ez kevésbé tűnt megbízhatónak.

36 A processzor modul A processzor modullal szemben támasztott követelmények Biztosítania kell a mikrovezérlő működéséhez szükséges feltételeket, úgymint stabilizált, túlfeszültség ellen védett tápfeszültség, max. 15 V bemenő feszültségig nagypontosságú órajel a pontos időzítésekhez, aszinkron soros átvitelhez a JTAG kivezetések, 10 pólusú szalagkábel csatlakozón keresztül a megfelelő üzemmódba lépést beállító kapocspár (nyomkövetés vagy normál üzem) hardver RESET kivezetés a mikrovezérlő esetleges kézi újraindításához

37 A processzor modul A processzor modullal szemben támasztott követelmények Biztosítania kell a mikrovezérlő működéséhez szükséges feltételeket, úgymint stabilizált, túlfeszültség ellen védett tápfeszültség, max. 15 V bemenő feszültségig nagypontosságú órajel a pontos időzítésekhez, aszinkron soros átvitelhez a JTAG kivezetések, 10 pólusú szalagkábel csatlakozón keresztül a megfelelő üzemmódba lépést beállító kapocspár (nyomkövetés vagy normál üzem) hardver RESET kivezetés a mikrovezérlő esetleges kézi újraindításához

38 A processzor modul A processzor modullal szemben támasztott követelmények Biztosítania kell a mikrovezérlő működéséhez szükséges feltételeket, úgymint stabilizált, túlfeszültség ellen védett tápfeszültség, max. 15 V bemenő feszültségig nagypontosságú órajel a pontos időzítésekhez, aszinkron soros átvitelhez a JTAG kivezetések, 10 pólusú szalagkábel csatlakozón keresztül a megfelelő üzemmódba lépést beállító kapocspár (nyomkövetés vagy normál üzem) hardver RESET kivezetés a mikrovezérlő esetleges kézi újraindításához

39 A processzor modul A processzor modullal szemben támasztott követelmények Biztosítania kell a mikrovezérlő működéséhez szükséges feltételeket, úgymint stabilizált, túlfeszültség ellen védett tápfeszültség, max. 15 V bemenő feszültségig nagypontosságú órajel a pontos időzítésekhez, aszinkron soros átvitelhez a JTAG kivezetések, 10 pólusú szalagkábel csatlakozón keresztül a megfelelő üzemmódba lépést beállító kapocspár (nyomkövetés vagy normál üzem) hardver RESET kivezetés a mikrovezérlő esetleges kézi újraindításához

40 A processzor modul A processzor modullal szemben támasztott követelmények Biztosítania kell a mikrovezérlő működéséhez szükséges feltételeket, úgymint stabilizált, túlfeszültség ellen védett tápfeszültség, max. 15 V bemenő feszültségig nagypontosságú órajel a pontos időzítésekhez, aszinkron soros átvitelhez a JTAG kivezetések, 10 pólusú szalagkábel csatlakozón keresztül a megfelelő üzemmódba lépést beállító kapocspár (nyomkövetés vagy normál üzem) hardver RESET kivezetés a mikrovezérlő esetleges kézi újraindításához

41 A processzor modul A processzor modullal szemben támasztott követelmények Biztosítania kell a mikrovezérlő működéséhez szükséges feltételeket, úgymint stabilizált, túlfeszültség ellen védett tápfeszültség, max. 15 V bemenő feszültségig nagypontosságú órajel a pontos időzítésekhez, aszinkron soros átvitelhez a JTAG kivezetések, 10 pólusú szalagkábel csatlakozón keresztül a megfelelő üzemmódba lépést beállító kapocspár (nyomkövetés vagy normál üzem) hardver RESET kivezetés a mikrovezérlő esetleges kézi újraindításához

42 A processzor modul A processzor modullal szemben támasztott követelmények Biztosítania kell a mikrovezérlő működéséhez szükséges feltételeket, úgymint stabilizált, túlfeszültség ellen védett tápfeszültség, max. 15 V bemenő feszültségig nagypontosságú órajel a pontos időzítésekhez, aszinkron soros átvitelhez a JTAG kivezetések, 10 pólusú szalagkábel csatlakozón keresztül a megfelelő üzemmódba lépést beállító kapocspár (nyomkövetés vagy normál üzem) hardver RESET kivezetés a mikrovezérlő esetleges kézi újraindításához

43 A processzor modul A processzor modullal szemben támasztott követelmények (folytatás) Elvárhatjuk, hogy az alkalmazáshoz szükséges alapvető elemek is szerepeljenek a panelen: (Token Ring )RS-232 kommunikációt lehetővé tevő kivezetések és illesztő áramkörök (MAX 232) 10 pólusú szalagkábel csatlakozóra kivezetett ki- és bemenetek: 2 analóg bemenet 2 analóg (pontosabban PWM) kimenet 4 vagy 5 digitális ki-/bemenet (szoftverből beállíthatók)

44 A processzor modul A processzor modullal szemben támasztott követelmények (folytatás) Elvárhatjuk, hogy az alkalmazáshoz szükséges alapvető elemek is szerepeljenek a panelen: (Token Ring )RS-232 kommunikációt lehetővé tevő kivezetések és illesztő áramkörök (MAX 232) 10 pólusú szalagkábel csatlakozóra kivezetett ki- és bemenetek: 2 analóg bemenet 2 analóg (pontosabban PWM) kimenet 4 vagy 5 digitális ki-/bemenet (szoftverből beállíthatók)

45 A processzor modul A processzor modullal szemben támasztott követelmények (folytatás) Elvárhatjuk, hogy az alkalmazáshoz szükséges alapvető elemek is szerepeljenek a panelen: (Token Ring )RS-232 kommunikációt lehetővé tevő kivezetések és illesztő áramkörök (MAX 232) 10 pólusú szalagkábel csatlakozóra kivezetett ki- és bemenetek: 2 analóg bemenet 2 analóg (pontosabban PWM) kimenet 4 vagy 5 digitális ki-/bemenet (szoftverből beállíthatók)

46 A processzor modul A processzor modullal szemben támasztott követelmények (folytatás) Elvárhatjuk, hogy az alkalmazáshoz szükséges alapvető elemek is szerepeljenek a panelen: (Token Ring )RS-232 kommunikációt lehetővé tevő kivezetések és illesztő áramkörök (MAX 232) 10 pólusú szalagkábel csatlakozóra kivezetett ki- és bemenetek: 2 analóg bemenet 2 analóg (pontosabban PWM) kimenet 4 vagy 5 digitális ki-/bemenet (szoftverből beállíthatók)

47 A processzor modul A processzor modullal szemben támasztott követelmények (folytatás) Elvárhatjuk, hogy az alkalmazáshoz szükséges alapvető elemek is szerepeljenek a panelen: (Token Ring )RS-232 kommunikációt lehetővé tevő kivezetések és illesztő áramkörök (MAX 232) 10 pólusú szalagkábel csatlakozóra kivezetett ki- és bemenetek: 2 analóg bemenet 2 analóg (pontosabban PWM) kimenet 4 vagy 5 digitális ki-/bemenet (szoftverből beállíthatók)

48 A processzor modul A processzor modullal szemben támasztott követelmények (folytatás) Elvárhatjuk, hogy az alkalmazáshoz szükséges alapvető elemek is szerepeljenek a panelen: (Token Ring )RS-232 kommunikációt lehetővé tevő kivezetések és illesztő áramkörök (MAX 232) 10 pólusú szalagkábel csatlakozóra kivezetett ki- és bemenetek: 2 analóg bemenet 2 analóg (pontosabban PWM) kimenet 4 vagy 5 digitális ki-/bemenet (szoftverből beállíthatók)

49 A processzor modul A processzor modullal szemben támasztott követelmények (folytatás) Elvárhatjuk, hogy az alkalmazáshoz szükséges alapvető elemek is szerepeljenek a panelen: (Token Ring )RS-232 kommunikációt lehetővé tevő kivezetések és illesztő áramkörök (MAX 232) 10 pólusú szalagkábel csatlakozóra kivezetett ki- és bemenetek: 2 analóg bemenet 2 analóg (pontosabban PWM) kimenet 4 vagy 5 digitális ki-/bemenet (szoftverből beállíthatók)

50 A processzor modul kapcsolási rajza

51 Érzékelő, végrehajtó és beavatkozó szervek A modullal szemben támasztott követelmények Tegye lehetővé egy 12 V-os izzó vezérlését digitális és analóg (PWM) jellel tartalmazzon egy digitálisan vezérelhető kapcsolót Legyen alkalmas fényerősségmérésre egy fotodióda és egy áram-feszültség átalakító által; kimenete illeszkedjen a mikrovezérlő A/D átalakítójának bemenetéhez

52 Érzékelő, végrehajtó és beavatkozó szervek A modullal szemben támasztott követelmények Tegye lehetővé egy 12 V-os izzó vezérlését digitális és analóg (PWM) jellel tartalmazzon egy digitálisan vezérelhető kapcsolót Legyen alkalmas fényerősségmérésre egy fotodióda és egy áram-feszültség átalakító által; kimenete illeszkedjen a mikrovezérlő A/D átalakítójának bemenetéhez

53 Érzékelő, végrehajtó és beavatkozó szervek A modullal szemben támasztott követelmények Tegye lehetővé egy 12 V-os izzó vezérlését digitális és analóg (PWM) jellel tartalmazzon egy digitálisan vezérelhető kapcsolót Legyen alkalmas fényerősségmérésre egy fotodióda és egy áram-feszültség átalakító által; kimenete illeszkedjen a mikrovezérlő A/D átalakítójának bemenetéhez

54 A végrehajtó-érzékelő modul kapcsolási rajza

55 A fejlesztői környezet A számítógép működtető szoftverének, és a mikrovezérlő programjának elkészítéséhez szükségesek a következő komponensek: 1 binutils, gcc és gdb: a számítógép számára fordítanak, ezekkel készül a mérésvezérlő szoftvere binutils, gcc és gdb: ARM architektúrára fordítanak; segítségükkel állítjuk elő a mikrovezérlő programját (firmware) OpenOCD: a számítógépen fut, feltöltő és nyomkövető program 1 Erről részletesen a dolgozatban olvashat

56 A fejlesztői környezet A számítógép működtető szoftverének, és a mikrovezérlő programjának elkészítéséhez szükségesek a következő komponensek: 1 binutils, gcc és gdb: a számítógép számára fordítanak, ezekkel készül a mérésvezérlő szoftvere binutils, gcc és gdb: ARM architektúrára fordítanak; segítségükkel állítjuk elő a mikrovezérlő programját (firmware) OpenOCD: a számítógépen fut, feltöltő és nyomkövető program 1 Erről részletesen a dolgozatban olvashat

57 A fejlesztői környezet A számítógép működtető szoftverének, és a mikrovezérlő programjának elkészítéséhez szükségesek a következő komponensek: 1 binutils, gcc és gdb: a számítógép számára fordítanak, ezekkel készül a mérésvezérlő szoftvere binutils, gcc és gdb: ARM architektúrára fordítanak; segítségükkel állítjuk elő a mikrovezérlő programját (firmware) OpenOCD: a számítógépen fut, feltöltő és nyomkövető program 1 Erről részletesen a dolgozatban olvashat

58 A fejlesztői környezet A számítógép működtető szoftverének, és a mikrovezérlő programjának elkészítéséhez szükségesek a következő komponensek: 1 binutils, gcc és gdb: a számítógép számára fordítanak, ezekkel készül a mérésvezérlő szoftvere binutils, gcc és gdb: ARM architektúrára fordítanak; segítségükkel állítjuk elő a mikrovezérlő programját (firmware) OpenOCD: a számítógépen fut, feltöltő és nyomkövető program 1 Erről részletesen a dolgozatban olvashat

59 Adatátvitel soros porton keresztül A számítógép és a mikrovezérlő között az átvitel bájtsoros és csomagorientált. Tulajdonságai: Több eszköz (mérésvezérlő és mérőberendezések) kapcsolható rendszerbe Fix csomagméret, előre definiált parancsok Nincs szükség statikus eszközazonosítókra, ezeket a mérésvezérlő osztja ki Hibavédelemmel ellátott a kommunikáció Extra információk (azonosítók, ellenőrző összeg, parancs) csökkentik az effektív átviteli sebességet

60 Adatátvitel soros porton keresztül A számítógép és a mikrovezérlő között az átvitel bájtsoros és csomagorientált. Tulajdonságai: Több eszköz (mérésvezérlő és mérőberendezések) kapcsolható rendszerbe Fix csomagméret, előre definiált parancsok Nincs szükség statikus eszközazonosítókra, ezeket a mérésvezérlő osztja ki Hibavédelemmel ellátott a kommunikáció Extra információk (azonosítók, ellenőrző összeg, parancs) csökkentik az effektív átviteli sebességet

61 Adatátvitel soros porton keresztül A számítógép és a mikrovezérlő között az átvitel bájtsoros és csomagorientált. Tulajdonságai: Több eszköz (mérésvezérlő és mérőberendezések) kapcsolható rendszerbe Fix csomagméret, előre definiált parancsok Nincs szükség statikus eszközazonosítókra, ezeket a mérésvezérlő osztja ki Hibavédelemmel ellátott a kommunikáció Extra információk (azonosítók, ellenőrző összeg, parancs) csökkentik az effektív átviteli sebességet

62 Adatátvitel soros porton keresztül A számítógép és a mikrovezérlő között az átvitel bájtsoros és csomagorientált. Tulajdonságai: Több eszköz (mérésvezérlő és mérőberendezések) kapcsolható rendszerbe Fix csomagméret, előre definiált parancsok Nincs szükség statikus eszközazonosítókra, ezeket a mérésvezérlő osztja ki Hibavédelemmel ellátott a kommunikáció Extra információk (azonosítók, ellenőrző összeg, parancs) csökkentik az effektív átviteli sebességet

63 Adatátvitel soros porton keresztül A számítógép és a mikrovezérlő között az átvitel bájtsoros és csomagorientált. Tulajdonságai: Több eszköz (mérésvezérlő és mérőberendezések) kapcsolható rendszerbe Fix csomagméret, előre definiált parancsok Nincs szükség statikus eszközazonosítókra, ezeket a mérésvezérlő osztja ki Hibavédelemmel ellátott a kommunikáció Extra információk (azonosítók, ellenőrző összeg, parancs) csökkentik az effektív átviteli sebességet

64 Adatátvitel soros porton keresztül A számítógép és a mikrovezérlő között az átvitel bájtsoros és csomagorientált. Tulajdonságai: Több eszköz (mérésvezérlő és mérőberendezések) kapcsolható rendszerbe Fix csomagméret, előre definiált parancsok Nincs szükség statikus eszközazonosítókra, ezeket a mérésvezérlő osztja ki Hibavédelemmel ellátott a kommunikáció Extra információk (azonosítók, ellenőrző összeg, parancs) csökkentik az effektív átviteli sebességet

65 Csomagformátum (8 bit) Cél eszköz azonosítója (dinamikus, a mérésvezérlő osztja ki) (8 bit) Forrás eszköz azonosítója (8 bit) Parancs kódja (8 bit) Ellenőrző összeg (nullázó bájt) (32 bit vagy 4 8 bit) Adat

66 A TokenRing RS-232 hálózat felépítése

67 Felhasználási területek A dolgozatban az alábbi méréseket és vezérléseket valósítottam meg: 12 V-os izzó be- és kikapcsolása 12 V-os izzó be- és kikapcsolása időzítő megszakítással 12 V-os izzó fényerejének beállítása impulzusszélesség-modulációval Mérésadatgyűjtés Transzfer karakterisztika felvétele

68 Felhasználási területek A dolgozatban az alábbi méréseket és vezérléseket valósítottam meg: 12 V-os izzó be- és kikapcsolása 12 V-os izzó be- és kikapcsolása időzítő megszakítással 12 V-os izzó fényerejének beállítása impulzusszélesség-modulációval Mérésadatgyűjtés Transzfer karakterisztika felvétele

69 Felhasználási területek A dolgozatban az alábbi méréseket és vezérléseket valósítottam meg: 12 V-os izzó be- és kikapcsolása 12 V-os izzó be- és kikapcsolása időzítő megszakítással 12 V-os izzó fényerejének beállítása impulzusszélesség-modulációval Mérésadatgyűjtés Transzfer karakterisztika felvétele

70 Felhasználási területek A dolgozatban az alábbi méréseket és vezérléseket valósítottam meg: 12 V-os izzó be- és kikapcsolása 12 V-os izzó be- és kikapcsolása időzítő megszakítással 12 V-os izzó fényerejének beállítása impulzusszélesség-modulációval Mérésadatgyűjtés Transzfer karakterisztika felvétele

71 Felhasználási területek A dolgozatban az alábbi méréseket és vezérléseket valósítottam meg: 12 V-os izzó be- és kikapcsolása 12 V-os izzó be- és kikapcsolása időzítő megszakítással 12 V-os izzó fényerejének beállítása impulzusszélesség-modulációval Mérésadatgyűjtés Transzfer karakterisztika felvétele

72 Felhasználási területek A dolgozatban az alábbi méréseket és vezérléseket valósítottam meg: 12 V-os izzó be- és kikapcsolása 12 V-os izzó be- és kikapcsolása időzítő megszakítással 12 V-os izzó fényerejének beállítása impulzusszélesség-modulációval Mérésadatgyűjtés Transzfer karakterisztika felvétele

73 A vezérlés hardverének egyszerűsített kapcsolási rajza

74 A mérés hardverének egyszerűsített kapcsolási rajza

75 A mérésadatgyűjtés eredménye A két napos mérés során a szobámban tapasztalható fényerőt ábrázoltam az idő függvényében:

76 A mérésadatgyűjtés eredménye Az előbbi eredmények utófeldolgozás nélkül:

77 A transzfer karakterisztika felvételének eredménye Egy LED-ből és egy ellenállásból felépített négypólus transzfer karakterisztikája:

78 A transzfer karakterisztika felvételének eredménye Az előbbi eredmények utófeldolgozás nélkül:

79 Továbbfejlesztési lehetőségek A dolgozatban megfogalmazott felhasználási területek tovább bővíthetőek, például szabályozással (állásos, PID kompenzált vagy véges beállású, stb.) függvénygenerátor funkciókkal négypólusok tranziens állapotbeli vizsgálatával analóg feszültségmérő képességgel oszcilloszkóp megvalósításával további kommunikációs megoldásokkal (CAN, Ethernet, GSM)...

80 Továbbfejlesztési lehetőségek A dolgozatban megfogalmazott felhasználási területek tovább bővíthetőek, például szabályozással (állásos, PID kompenzált vagy véges beállású, stb.) függvénygenerátor funkciókkal négypólusok tranziens állapotbeli vizsgálatával analóg feszültségmérő képességgel oszcilloszkóp megvalósításával további kommunikációs megoldásokkal (CAN, Ethernet, GSM)...

81 Továbbfejlesztési lehetőségek A dolgozatban megfogalmazott felhasználási területek tovább bővíthetőek, például szabályozással (állásos, PID kompenzált vagy véges beállású, stb.) függvénygenerátor funkciókkal négypólusok tranziens állapotbeli vizsgálatával analóg feszültségmérő képességgel oszcilloszkóp megvalósításával további kommunikációs megoldásokkal (CAN, Ethernet, GSM)...

82 Továbbfejlesztési lehetőségek A dolgozatban megfogalmazott felhasználási területek tovább bővíthetőek, például szabályozással (állásos, PID kompenzált vagy véges beállású, stb.) függvénygenerátor funkciókkal négypólusok tranziens állapotbeli vizsgálatával analóg feszültségmérő képességgel oszcilloszkóp megvalósításával további kommunikációs megoldásokkal (CAN, Ethernet, GSM)...

83 Továbbfejlesztési lehetőségek A dolgozatban megfogalmazott felhasználási területek tovább bővíthetőek, például szabályozással (állásos, PID kompenzált vagy véges beállású, stb.) függvénygenerátor funkciókkal négypólusok tranziens állapotbeli vizsgálatával analóg feszültségmérő képességgel oszcilloszkóp megvalósításával további kommunikációs megoldásokkal (CAN, Ethernet, GSM)...

84 Továbbfejlesztési lehetőségek A dolgozatban megfogalmazott felhasználási területek tovább bővíthetőek, például szabályozással (állásos, PID kompenzált vagy véges beállású, stb.) függvénygenerátor funkciókkal négypólusok tranziens állapotbeli vizsgálatával analóg feszültségmérő képességgel oszcilloszkóp megvalósításával további kommunikációs megoldásokkal (CAN, Ethernet, GSM)...

85 Továbbfejlesztési lehetőségek A dolgozatban megfogalmazott felhasználási területek tovább bővíthetőek, például szabályozással (állásos, PID kompenzált vagy véges beállású, stb.) függvénygenerátor funkciókkal négypólusok tranziens állapotbeli vizsgálatával analóg feszültségmérő képességgel oszcilloszkóp megvalósításával további kommunikációs megoldásokkal (CAN, Ethernet, GSM)...

86 További kérdések?

87 Köszönöm a figyelmet!

88 Felhasznált irodalom ARM7TDMI Technical Reference Manual (Rev 3), ARM Limited, UM10161 Volume 1: LPC2101/02/03 User Manual, Philips Semiconductors, január 12. AT91 ARM Thumb-based Microcontrollers, ATMEL Corporation, november 22.

89 Felhasznált szoftverek Ubuntu Linux 6.06 (Dapper Drake) [Linux kernel k7] binutils 2.17 (using BFD version 2.17) gcc openocd Open On-Chip Debugger ( :45 CEST) VIM VI IMproved version L A TEX2ε (pdfetex, Version a-2.2) The GIMP aspell (International Ispell Version (but really Aspell )) Dia 0.94 Eagle 4.16r2 for Linux, Light Edition