Tίτλος του μαθήματος | Ψηφιακά Συστήματα με Μικροεπεξεργαστές/Μικροελεγκτές
Κωδικός αριθμός μαθήματος | ELE4 80
Τύπος του μαθήματος | Επιλογής (Επιλογής στην Κατεύθυνση)
Επίπεδο του μαθήματος | Προπτυχιακό
Έτος σπουδών | Τέταρτο
Εξάμηνο | Όγδοο
Πιστωτικές μονάδες ECTS | 5
Όνομα του διδάσκοντος/των διδασκόντων | Ευάγγελος Ζυγούρης, Αναπλ. Καθηγητής
Επιδιωκόμενα μαθησιακά αποτελέσματα του μαθήματος | Στο τέλος αυτού του μαθήματος ο φοιτητής θα μπορεί να: Απαριθμεί τις βασικές δομικές μονάδες ενός μικρουπολογιστικού συστήματος. Εξηγεί τι σημαίνει χαρτογράφηση μνήμης και τι σημαίνει χαρτογράφηση I/Os και πως μπορούν να υλοποηθούν. Διακρίνει Ημιαγωγές Μνήμες SRAM, SDRAM, EPROM, FLASH κλπ. Χρησιμοποιεί, να προγραμματίζει και να διασυνδέει διατάξεις Εισόδου/Εξόδου, όπως PIOs, UARTs, Timers, DMAs, PICs κλπ. σ’ ένα μικροϋπολογιστικό σύστημα. Αναλύει την έννοια της διακοπής, πως υλοποιείται και πως την διαχειρίζεται ένας μ P η ένας μ C. Σχεδιάζει ένα μικρουπολογιστικό σύστημα βασισμένο στον 8085 η στον 8051 πακέτων σχεδιασμού τέτοιων συστημάτων. Συγγράφει ένα ελάχιστο πρόγραμμα ελέγχου (monitor) για την διαχείριση του συστήματος σε συμβολική γλώσσα (μ P) η σε C (μ C). Επαυξάνει το σύστημα διασυνδέοντάς το με εξωτερικές συσκευές, όπως οθόνες επίδειξης (text or graphic), keyboards, A/Ds, D/As κλπ. και να τροποποιεί το πρόγραμμα ελέγχου. Αναλύει την έννοια του αισθητήρα για μετατροπές φυσικών μεγεθών η χημικών καταστάσεων, σε τάση, ρεύμα η συχνότητα (πχ. θερμοκρασία, πίεση, επιτάχυνση, συγκεντρώσεις στοιχείων). Να μπορεί να διασυνδέει A/Ds, D/As και αισθητήρες. Δημιουργεί απλό περιβάλλον επικοινωνίας συστήματος και υπολογιστή στο Labview για την συλλογή μετρήσεων και περαιτέρω επεξεργασία τους.
Δεξιότητες | Στο τέλος αυτού του μαθήματος ο φοιτητής θα έχει περαιτέρω αναπτύξει τις ακόλουθες δεξιότητες Ικανότητα να επιδεικνύει γνώση και κατανόηση των ουσιωδών δεδομένων, εννοιών, αρχών και θεωριών που σχετίζονται με τη σχεδίαση και τον προγραμματισμό ενός μικρουπολογιστικού συστήματος. Ικανότητα να εφαρμόζει αυτή τη γνώση και κατανόηση στη λύση ποιοτικών και ποσοτικών προβλημάτων μη οικείας φύσης. Ικανότητα να υιοθετεί και να εφαρμόζει μεθοδολογία στη λύση μη οικείων προβλημάτων. Δεξιότητες μελέτης που χρειάζονται για τη συνεχή επαγγελματική ανάπτυξη. Ικανότητα να αλληλεπιδρά με άλλους σε προβλήματα αρχιτεκτονικής και προγραμματισμού μικρουπολογιστών.
Προαπαιτήσεις | Δεν υπάρχουν προαπαιτούμενα μαθήματα. Οι φοιτητές πρέπει να έχουν τουλάχιστον βασικές γνώσεις ψηφιακών ηλεκτρονικών και αρχιτεκτονικής υπολογιστών.
Περιεχόμενα (ύλη) του μαθήματος | Μικροϋπολογιστικά Συστήματα για μετρήσεις και έλεγχο. Μικροεπεξεργαστές και Μικροελεγκτές των 8- και 16-bit. Η έννοια του χάρτη μνήμης. Ημιαγωγές Μνήμες SRAM, SDRAM, EPROM, FLASH κλπ. Διατάξεις Εισόδου/Εξόδου, PIOs, UARTs, Timers, DMAs, PICs κλπ. Έμφαση στην αρχιτεκτονική τους, τον προγραμματισμό τους και τη διασύνδεσή τους σ’ ένα μικροϋπολογιστικό σύστημα. Σχεδίαση και υλοποίηση ενός μικροϋπολογιστικού συστήματος πάνω σε board. Εξοικείωση με τα πακέτα σχεδιασμού τέτοιων συστημάτων. Συγγραφή ενός ελάχιστου προγράμματος ελέγχου (monitor) για την διαχείριση του συστήματος σε συμβολική γλώσσα (μ P) η σε C (μ C). Επαύξηση του συστήματος με διασύνδεσή του με εξωτερικές συσκευές, όπως οθόνες επίδειξης ( text or graphic), keyboards, A/Ds, D/As κλπ. Τροποποίηση του προγράμματος ελέγχου. Αναφορά στην έννοια του αισθητήρα για μετατροπές φυσικών μεγεθών η χημικών καταστάσεων σε τάση, ρεύμα η συχνότητα (πχ. θερμοκρασία, πίεση, επιτάχυνση, συγκεντρώσεις στοιχείων). A/Ds, D/As και αισθητήρες. Εισαγωγή στο Labview. Δημιουργία απλού περιβάλλοντος επικοινωνίας συστήματος και υπολογιστή στο Labview. Συλλογή μετρήσεων και περαιτέρω επεξεργασία τους.
Συνιστώμενη βιβλιογραφία προς μελέτη | 1) Gaonka r R., Microprocessor Architecture, Programming, and Applications with the 8085, Fifth Edition, Prentice Hall, 2002. 2)Godse A. P. & Godse D. A., Microprocessor and Microcontroller, Technical Publications Pune, 2008. 3) Steiner C., The 8051/8052 Microcontroller, Architecture, Assembly Language and Hardware Interfacing, Universal Publishers, 2005. 4) Stewart J. W. & Miao K. X., The 8051 Microcontroller: Hardware, Software and Interfacing, 2nd Edition, Prentice Hall, 1999. 5) Predko M., Προγραμματίζοντας τον Μικροελεγκτή 8051, Έκδοση, Τζιόλας, 2000. 6) Lewis D. W., Fundamentals of Embedded Software: Where C and Assembly Meet, Prentice Hall, 2002.
Διδακτικές και μαθησιακές μέθοδοι | Παραδόσεις με χρήση διαφανειών ή/και παρουσιάσεων σε MS Powerpoint, φροντιστήρια με επίλυση αλγοριθμικών προβλημάτων σε συμβολική γλώσσα για τον 8085.
Μέθοδοι αξιολόγησης/βαθμολόγησης | Ανάθεση εργασίας (project) σε ομάδες των δύο φοιτητών, συγγραφή αναφοράς (report) και προφορική παρουσίασή της (100% του τελικού βαθμού).
Γλώσσα διδασκαλίας | Ελληνικά. Mπορούν όμως να γίνουν οι παραδόσεις στην αγγλική γλώσσα στην περίπτωση που αλλοδαποί φοιτητές παρακολουθούν το πρόγραμμα.