Foglalkozások 2016/2017-ben
2017. június 1.
A digitális elektronika alapjai (kezdő): Újrakonfigurálható logikai eszközök
A felhasználó által újrakonfigurálható eszközök közül (PAL, PLA, CPLD, FPGA) ezúttal az ALTERA MAX II. családba tartozó EPM240 CPLD eszközzel és a CYPRESS PSOC mikrovezérlővel egybeépített CPLD eszközeivel ismerkedünk meg. Mindkét eszközcsaládnál futólag megismerkedünk a felépítéssel, a fejesztéshez használható (olcsó) eszközökkel és a szoftveres fejlesztői környezettel, s megnézünk 2-3 egyszerű mintapéldát is. Az előadás most csak az érdeklődés felkeltésére irányul, a részletekben majd a következő évadban mélyedünk el.
Előadásvázlat és mintaprojektek:
digi10:
Újrakonfigurálgató logikai eszközök
lab13:
Mintaprojektek
2017. május 25.
Mikrovezérlők programozása (haladó): DMA - követlen memória elérés
A nagyteljesítményű mikrovezérlők DMA (Direct Memory Access - közvetlen memória elérés) vezérlője egy
speciális periféria, amely egy forráshelyről adatokat olvas és azokat egy célhelyre átmásolja, a CPU
közreműködése nélkül. A közvetlen memória hozzáférés lényege tehát az, hogy memória területek, vagy a
memóriacímekre leképezett perifériák között a CPU erőforrásainak igénybevétele nélkül végezhessünk
adatátvitelt. A cél a hatékonyság növelése, a CPU erőforrásainak felszabadítása más feladat szimultán
végzésére, vagy pedig azok lekapcsolás energiatakarékosság céljából.
Előadásvázlat és mintaprogramok:
keil13: DMA -
közvetlen memória elérés
lab13:
Mintaprogramok
2017. május 18.
A digitális elektronika alapjai (kezdő): Programozható logikai eszközökA fix funkciójú logikai integrált áramkörök mellett egyre nagyob szerep jut programot futtató eszközökkel (pl. mikrovezérlő), illetve a felhasználó által újrakonfigurálható eszközökkel (PAL, PLA, CPLD, FPGA) megvalósított logikai áramköröknek is. Ezek előnye, hogy kevesebb alkatrésszel, kevesebb munkabefektetéssel, kisebb költséggel, rugalmasabban, a felhasználó igényeihez jobban igazodva valósíthassuk meg az alkalmazást.
2017. május 11.
Mikrovezérlők programozása (haladó): Impulzus-szélesség moduláció (PWM)A FRDM-KL25Z kártya MKL25Z128VLK4 mikrovezérlője néhány különleges perifériájáról ( PIT és LPTMR időzítők) és számos energiatakarékos üzemmódjáról lesz szó. A mintaprogramok bemutatják ezek egyszerű használatát, emellett útmutatót (ajánlott irodalom) kapunk a témában való alaposabb elmélyedéséhez is. Minden érdeklődőt szeretettel várunk!
Előadásvázlat és mintaprogramok:
keil12:
Energiatakarékos üzemmódok
lab12:
Mintaprogramok
2017. május 4.
A digitális elektronika alapjai (kezdő): Sorrendi logikai áramkörök - 4.
rész
A Léptetőregiszterek (shift regiszterek) fontos szerepet játszanak a digitális elektronikában soros-párhuzamos vagy párhuzamos soros átalakítóként, átmeneti tárolóként. Az előző foglalkozáson tárgyalt gyűrűs és Johnson számlálók alapja is egy shift regiszter, amelyet a kimenetről visszacsatolunk a bemenetre.
Előadásvázlat és mintaáramkörök:
digi08: Sorrendi
logikai áramkörök - 4. rész
digi08: Sorrendi
logikai mintaáramkörök Logisim és SimulIDE áramkörszimulátorhoz
2017. április 27.
Mikrovezérlők programozása (haladó): Microchip PIC mikrovezérlőkMegszakítva a 32-bites ARM Cortex-M0 mikrovezérlők programozásáról szóló előadássorozatot, most egy kis kitekintést ajánlok: a Microchip széles termékskálájából most részletesebben a középkategóriás (midrange) 8-bites (PIC12F, PIC16F) mikrovezérlőkről lesz szó, s emellett megismerkedhetünk a JAL nevű, Pascal-ra emlékeztető nyelvvel, amellyel könnyen programozhatjuk a PIC mikrovezérlők perifériáit.
A mintaprogramokat és a mintaáramköröket a
SimulIDE ingyenes
áramkörszimulációs programban is kipróbálhatjuk.
Előadásvázlat és mintaprogramok:
pic01: Microchip
PIC mikrovezérlők
pic01.zip -
mintaprogramok(JAL és ASM), PIC12F683 adatlap, MPASM fordítóprogram
JAL.zip - JAL
fejlesztői környezet
SimulIDE.zip -
áramkörszimulációs program
ArdPicProg.zip -
programok és mintakapcsolás Arduinoval történő programletöltéshez
2017. április 20.
A digitális elektronika alapjai (kezdő): Sorrendi logikai áramkörök - 3. részA sorrendi hálózat alapelemeinek tekinthető billenőkörökből (J-K flip-flop, élvezérelt D-tároló) ezúttal szinkron számlálókat építünk.
A szinkron számlálók esetében az egyes fokozatok közös órajel hatására, egyszerre billennek, ha fennáll a billenés feltétele. Gyors működésű, bonyolult áramköröknél - mint amilyen pl. a mikrovezérlő is - csak központi órajelhez szinkronizált működéssel érhető el a konzisztens működés. A képen látható áramkörben CD4026 IC-t használunk, ami hétszegmens dekódert is tartlamaz, így a számkijelzővel közvetlenül összekapcsolható.
Előadásvázlat és mintaáramkörök:
digi07: Sorrendi
logikai áramkörök - 3. rész
digi07: Sorrendi
logikai mintaáramkörök a P. Falstad-féle áramkörszimulátorhoz
2017. április 6.
Mikrovezérlők programozása (haladó): Impulzus-szélesség moduláció (PWM)Az impulzus-szélesség modulációt széleskörűen használják a teljesítmény-fokozatokban jó hatásfok elérésére. Ilyenek például a különféle motorszabályozó áramkörök, a szabályozható fényforrások vagy a kapcsolóüzemű tápegységek. A PWM esetében állandó, az alkalmazáshoz illeszkedő frekvenciájú jelet álltunk elő, s a teljestmény-szabályozás a kitöltés (a bekapcsolási iső és a periódusidő aránya) változtatásával történik. Az alábbi ábrán egy 60 Hz-es, 33 %-os kitöltésű jelet vizsgálunk.
Korábbi foglalkozásainkon, 2016. november 10-én és november 24-én volt már szó a FRDM-KL25Z kártya általános célú időzítőiről és a hozzájuk kapcsolódó PWM/Input capture/Output compare csatornákról. Most megnézzük, hogy ezek felhasználásával hogyan állíthatunk elő PWM jeleket.
Előadásvázlat és mintaprogramok:
keil11:
Impulzus-szélesség moduláció (PWM)
lab11:
Mintaprogramok PWM jelek előállításához
2017. március 30.
A digitális elektronika alapjai (kezdő): Sorrendi logikai áramkörök - 2. részA sorrendi hálózat alapeleminek tekinthető billenőkörökből (J-K flip-flop, élvezérel D-tároló) számlálókat építünk, amelyek a bejövő impulzusok hatására állapotok egy előírt sorrendjén mennek végig ciklikusan. A bejövő impulzus lehet egyenletes időközönként bejövő órajel, vagy véletlen időközönként bekövetkező esemény által generált jel.
A számlálók lehetnek aszinkron vagy szinkron működésűek. Az aszinkron számláló (vagy ripple counter) esetén nincs közös órajel, az egyes fokozatok átbillenése szolgáltat bemenő jelet a következő fokozat vezérléséhez. A szinkron számlálók esetében az egyes fokozatok közös órajel hatására, egyszerre billennek, ha fennáll a billenés feltétele.
Előadásvázlat és mintaáramkörök:
digi06: Sorrendi
logikai áramkörök - 2. rész
digi06: Sorrendi
logikai mintaáramkörök Logisim és Falstad áramkörszimulátorokhoz
2017. március 23.
Támcsu Péter előadása: 8051-es mikrovezérlő - mikrovezérlő 1980-ból napjainkban
A
8051 Harvard felépítésű, komplex (CISC) utasításkészletű, egycsipes
mikrovezérlőt beágyazott rendszerekben való felhasználásra fejlesztette ki az Intel 1980-ban. Az eredeti Intel
gyártású mikrovezérlővel binárisan kompatibilis, de nagyobb teljesítményű, továbbfejlesztett származékok még
ma is népszerűek, s 20-nál több gyártó termékskálájában találkozhatunk velük.
Az előadásban az
STC15W408AS mikrovezérlőhöz láthatunk egyszerű mintapéldákat. A
mintaprogramok lefordításához az ingyenes
SDCC fordítót használhatjuk. A programok letöltése egy USB-UART
átalakítóval történhet az
STC-ISP vagy az
STCGAL program felhasználásával.
Előadásvázlat és mintaprogramok:
8051-es
mikrovezérlő
Mintaprogram a
8051-es mikrovezérlő használatához
Programletöltés az STC-ISP programmal (stcisp2.avi)
Programletöltés az STCGAL programmal (stcgal2.avi)
2017. március 16.
A digitális elektronika alapjai (kezdő): Sorrendi logikai áramkörök - 1. részA sorrendi (szekvenciális) logikai áramkörök tárolóelemeket is tartalmaznak. Ezek kimeneteinek állapota emiatt nem csupán a bemenetek, hanem a tárolók állapotától is függ, vagyis a bemenetek korábbi állapotainak sorrendjétől. A mai 1. részben a sorrendi hálózatok építőköveivel, a flip-flop billenőkörökkel ismerkedünk meg (S-R tároló, D-tároló, J-K tároló, két inverterből kialakított tároló). Kísérleteinkhez 4001, 4011, 4013, 4027 és 4069 CMOS logikai IC-kre lesz szükség.
Előadásvázlat:
digi05: Sorrendi
logikai áramkörök - 1. rész
2017. március 9.
Mikrovezérlők programozása (haladó): Az I2C kommunikációs csatorna
Az "Inter-Integrated Circuit” (rövidítve IIC vagy I2C) kétvezetékes kommunikációs csatornát
eredetileg a Philips cég dolgozta ki 1982-ben. A koncepciót több más gyártó is átvette, s közösen kidolgozott
szabványt többször kibővítették. Az I2C buszra több eszköz felfűzhető, amelyeket 7-bites (vagy 10-bites) egyedi
cím azonosít. Az I2C busz szinkron soros kommunikációt valósít meg. A kommunikációban résztvevő eszközök
között master/slave (mester/szolga) viszony áll fenn.
Az előadás során megtanuljuk az I2C modulok konfigurálását, s egyszerű eszközöket vezérlünk vele (
DS1337, vagy
DS3231 Real-time óra,
MMA8451Q gyorsulásmérő).
Előadásvázlat és mintaprogramok:
keil09: Az I2C
kommunikációs csatorna
lab09:
Mintaprogramok az I2C kommunikáció használatához
2017. március 2.
A digitális elektronika alapjai (kezdő): Kombinációs logikai hálózatok - 2. részA kombinációs logikai hálózatok legelterjedtebben használt funkcionális moduljai az alábbiak szerint csoportosíthatók:
- Aritmetikai és logikai funkciók: összeadó, kivonó, szorzó, összekasonlító áramkörök
- Adatátvitel: kódolók és dekódolók, multiplexerek és demultiplexerek
- Kódátalakítók: bináris, BCD, 7-szegmenses kódolók/dekódolók
Előadásvázlat és mintaáramkörök:
digi04:
Kombinációs logikai hálózatok - 2. rész
digi04:
Kombinációs logikai mintaáramkörök Logisim áramkörszimulátorhoz
2017. február 23.
Mikrovezérlők programozása: Az ipari kommunikáció alapjai, bevezetés a
MODBUS kommunikációba
(Orosz Péter előadása)
Az ipari folyamatirányító rendszerek feladataiból adódóan az információtovábbítási követelmények
eltérnek az ügyviteli, irodai célú hálózatokétól. Az ilyen rendszerekben ún. terepi buszrendszereket (field
buses), magyarul: terepbuszokat alkalmaznak, melyek legfontosabb követelményei:
- Pontosan kiszámítható, viszonylag rövid válaszidőkre van szükség a valós idejű működés céljából, ezért a véletlenszerű buszhozzáférési módok nem használhatók;
- Nagyfokú zavarvédettséget kell biztosítani mostoha ipari körülmények között is, amit speciális kábelezéssel és alacsonyabb adatátviteli sebességgel érnek el;
- Az adatforgalomat közepes, ill. rövid adatblokkok átvitelére kell optimálizálni.
Előadásvázlat és mintaprogram:
Az ipari
kommunikáció alapjai, bevezetés a MODBUS kommunikációba
2017. február 16.
Fizikai kísérletek: Dr. Raics Péter előadása és kísérleti bemutatója- Radioaktivitás kimutatása PC-vezérelt GM-csövekkel (háttérsugárzás, "fűben-fában" aktivitás, a mindennapok sugárzó anyagai,...)
- Mesterséges radioaktív izotóp bomlása (véletlenszerűség, szórás)
- Web-kamera mint alfa-detektor
- Dózismérő, védekezés a sugárzások ellen
- Müon-vadászat koincidenciába kapcsolt GM-csövekkel ("felülről jön az áldás")
- A fény terjedése, tulajdonságai (távolságmérés, "csőbe húzzuk a fényt")
- A fény kettős (hármas?) természete:
-
- hullámoptika színes (szagos) jelenségei lézerekkel
- interferencia (LIGO és a gravitációs hullámok)
- diffrakció (virágpor, vörös vértestek, ...)
- holográfia (sík- és térfogati hologramok bemutatása)
- Észlelés, detektorok;
- "És ha mozog a fényforrás ..." (Doppler-jelenség a hangok világában és a csillagrendszereknél).�
2017. február 9.
Mikrovezérlők programozása: Az Arduino, mint logikai analizátorA digitális rendszerek fejlesztésénél nagy segítségünkre lehet egy logikai analizátor, ami segítségünkre lehet a hibakeresésnél, illetve a digitális kommunikáció jelfolyamának ellenőrzésénél. Komolyabb berüházás nélkül is szert tehetünk egy szerény képességű, de rendkívül hasznos eszközre, ha egy Arduino kártyát logikai analizátorrá alakítunk a mellékelt� firmware segítségével.
Előadásvázlat és mintaprogramok:
Talk27: Az
Arduino, mint logikai analizátor
Lab27: Arduino
firmware a logikai analizátor megvalósításához
2017. február 2.
A digitális elektronika alapjai (kezdő): Kombinációs logikai hálózatok - 1. részA logikai áramköröket két nagy csoportba sorolhatjuk: kombinációs és sorrendi hálózatok.
- A kombinációs logikai hálózatok viselkedése logikai függvényekkel leírható. Kimeneteinek állapota csupán a bemenetek pillanatnyi állapotának függvénye.
- A sorrendi hálózatok tárolóelemeket is tartalmaznak. Ezek kimeneteinek állapota emiatt nem csupán a bemenetek, hanem a tárolók állapotától is függ, vagyis a bemenetek korábbi állapotainak sorrendjétől.
A kombinációs logikai hálózatok tipikus alkalmazásai:
- Aritmetikai áramkörök (összeadó, kivonó, szorzó áramkörök)
- Digitális összehasonlítók (kisebb, nagyobb, egyenlő)
- Kódoló és dekódoló áramkörök
- Multiplexerek és Demultiplexerek
- Paritás ellenőrző áramkörök
Előadásvázlat:
2017. január 26.
Mikrovezérlők programozása (haladó): Az SPI kommunikációs csatorna
Az SPI (soros periféria illesztő = Serial Peripheral Interface) busz kétirányú szinkron soros kommunikációt
valósít meg két eszköz között. A kommunikációban résztvevő eszközök között master/slave (mester/szolga)
viszony áll fenn.
Az előadás során megtanuljuk az SPI modul konfigurálását, s egyszerű eszközöket vezérlünk vele (74HC595
IC-kel vezérelt 7 szegmenses kijelző, MAX7219 IC-vel vezérelt számjegyes, illetve 8x8 LED mátrix kijelző). Az SPI
busz jeleit logikai analizátorral is megvizsgáljuk.
Előadásvázlat és mintaprogramok:
keil08: Az SPI
kommunikációs csatorna
lab08:
Mintaprogramok az SPI kommunikáció használatához
2017. január 19.
A digitális elektronika alapjai (kezdő): További logikai műveletek
A kétváltozós logikai függvények igazságtáblázatát az eddig tárgyalt
ÉS és
VAGY logikai műveleten kívül másképpen (összesen 16-féleképpen) is
kitölthetjük. Ezek némelyikét újabb logikai műveletnek is tekinthetjük: például
XOR, NOR, XNOR (az utóbbit más néven ekvivalencia műveletnek is hívjuk).
Ezekről lesz szó, s az elméletből most nem markolunk nagyot, hogy maradjon idő a tanultakat dugaszolós
próbapanelon megépített áramkörökön, vagy szimulátor programban kipróbálni. A képen például egy
pénzfeldobást szimuláló alkalmazás látható,
CD4077 IC-vel (négy
XNOR kapu) megépítve.
Előadásvázlat:
2017. január 12.
Mikrovezérlők programozása (haladó): Analóg perifériákA körülöttünk levő világ fizikai jellemzői (pl. hőmérséklet, nyomás, szélsebesség) általában folytonosan változó mennyiségek. Az ezeket elektromos jellé alakító érzékelők (szenzorok) kimenőjele a fizikai mennyiséggel analóg (arányos) módon változó folytonos x(t) mennyiség, ahol t az időbeli változásra utal. Mivel e jelek feldolgozását digitális működésű mikrovezérlővel szeretnénk megoldani, szükséges az érzékelőkből bejövő analóg jel mintavételezése és kvantálása (digitalizálása) egy esetleges jelkondicionálás után. A feldolgozás ezután már digitális adatokkal operál. A mintavételezés és kvantálás feladatát az analóg-digitális átalakító ( ADC - Analog to Digital Converter) végzi el, amely lehet a mikrovezérlő beépített perifériája, vagy külön beszerezhető külső periféria.
Előfordulhat olyan eset, hogy nincs szükségünk a bejövő analóg jel értékének ismeretére (nem kell
digitalizálnunk), csupán arra vagyunk kíváncsiak, hogy a bejövő jel nagysága egy kijelölt szintet meghalad-e, vagy
sem. Ilyen esetekben a bonyolult működésű ADC helyett egy
analóg komparátor (összehasonlító) is megfelel. A legtöbb mikrovezérlő
rendelkezik egy vagy több beépített analóg komparátorral, de külső IC-t is használhatunk erre a célra. Az
analóg komparátor kimenőjele logikai jel, amelyet a mikrovezérlővel
vizsgálhatunk, vagy más perifériák indítására (triggerelés) is felhasználhatjuk.
Ha a jelfeldolgozás eredményeként analóg beavatkozójelet kell előállítanunk, akkor vagy digitális-analóg átalakítót ( DAC - Digital to Analog Converter) használunk (amely a mikrovezérlő belső vagy külső perifériája), vagy impulzus-szélesség modulációt (PWM) használunk, s ha szükséges, egy aluláteresztő szűrővel "simíthatjuk" a jelet. Természetesen mindkét esetben kvantált, azaz lépcsős lesz a kimenőjel, de kellően finom felbontásnál a "lépcsők" hatása elhanyagolható.
Előadásvázlat és mintaprogramok:
2017. január 5.
A digitális elektronika alapjai (kezdő): Boole-algebra, logikai kapuáramkörökAz előadáson a Boole-algebra tulajdonságai és alaptételei mellett a logikai függvények fogalmával és ábrázolásmódjukkal (logikai kifejezés, igazságtáblázat, logikai kapuk összekap csolásával kialakított áramkör) lesz szó.
Előadásvázlat:
2016. december 15.
Bevezetés az elektronikába (kezdő): Műveleti erősítők - 2. rész
Ezen az előadáson a műveleti erősítők speciális alkalmazásaival foglalkozunk: differenciáló és integráló
áramkörök, bináris súlyozású összegző áramkör DAC (digitális-analóg átalakító) megvalósítására,
astabill, bistabil és monostabil billenőkörök (multivubrátorok). A bemutatott kapcsolások próbapanelon
megépíthetők vagy Paul Falstad áramkör szimulációs programjával vizsgálhatók.
Előadásvázlat:
2016. december 8.
Mikrovezérlők programozása (haladó): ProgrammegszakításokA programmegszakítás (interrupt) azt jelenti, hogy a program futása egy külső vagy belső esemény miatt megszakad, s majd csak a programmemória egy másik helyén elhelyezett utasítássorozat (a progammegszakítás kiszolgálását végző kód) lefutása után tér vissza a CPU az eredeti program folytatásához.
Az MKL25Z128VLK4 mikrovezérlő megszakítási rendszere az NVIC beépített megszakításvezérlőn (Nested and Vectored Interrupt Controller) alapul, ami legfeljebb 48 kivételt (Exceptions), illetve megszakítást (Interrupts) kezel. Az első 16 kivétel az ARM Cortex-M0+ processzormagból származó megszakítási jel, a következő 32 pedig a perifériák és a külső forrásból származó megszakítási kérelem.
Az előadáshoz kapcsolódó mintaprogramokban az eddig megismert perifériák megszakításos kezelésére mutatunk néhány példát.
Előadásvázlat és mintaprogramok:
2016. december 1.
Bevezetés az elektronikába (kezdő): Műveleti erősítők - 1. részAz előadásban a műveleti erősítők felépítéséről, főbb jellemzőiről és a legfontosabb alapkapcsolásokról lesz szó.
Az elektronikai iparnak az 1960-as években történt nagy iramú fejlődése létrehozta a mikroelektronikát és ezen belül az integrált áramköri technikát is. Az integrált áramkör ( angolul: Integrated Circuit, röviden IC) fő jellemzője, hogy itt az áramköri aktív és passzív áramköri elemek egy-egy csoportját és az ezeket egybefoglaló összekötéseket egyidejűleg, azonos gyártástechnológiával hozzák létre.
Az integrált áramköri technológia adta lehetőségek pl. az egyszerre készített áramköri elemek egyformasága, illetve jellemző értékük arányának állandósága, közelségükből adódó termikus csatoltsága stb. jelentős előnyökkel jár az analóg áramkörök területén.
A "műveleti erősítő" elnevezés onnan ered, hogy eredetileg a szabályozástechnika és az analóg számítógépekhez készültek előbb diszkrét, majd integrált formában. A megfelelően alacsony áruk lehetővé teszi a műveleti erősítők széleskörű használatát és a felhasználási területek bővülését. Így jelenlegi felhasználási területük kiterjed az elektronika, híradástechnika, mérés- és irányítástechnika területeire. Szinte minden olyan helyen alkalmazható, ahol egyen vagy váltakozó jeleket kell erősíteni kis teljesítmény esetén. A felhasználók többségét már nem igazán érdekli a belső felépítés, csupán az a fontos számukra, hogy hogyan kell alkalmazni, hogyan kell velük meghatározott paraméterekkel rendelkező áramköröket tervezni és kiépíteni.
Egyszerű sötétedéskapcsoló LM2904 erősítővel megépítve
Előadásvázlat és feladatok:
2016. november 24.
Mikrovezérlők programozása (haladó): Időzítők, számlálók - 2. részAz MKL25Z128VLK4 mikrovezérlő TPM0, TPM1, TPM2 időzítő/számlálójának mindegyikéhez több olyan csatorna (kiegésztő áramkör) is kapcsolódik, amelyek impulzus-szélesség modulációra ( PWM), bemeneti jelrögzítésre ( Input Capture), vagy digitális komparálásra ( Output Compare használhatók. A TPM0 időzítő 6 db ilyen csatornával, a TPM1 és TPM2 pedig két-két csatornával rendelkezik. A mostani előadásban az Output Compare és az Input Capture üzemmódok használatáról lesz szó.
Előadásvázlat és mintaprogramok:
2016. november 17.
Bevezetés az elektronikába (kezdő): Térvezérlésű tranzisztorok
A korábban tárgyal bipoláris tranzisztorokkal szemben itt nem a bemeneti áram vezérli, hanem a bemeneti
feszültség által keltett elektromos tér. Ezáltal a FET kimeneti árama igen kis bemeneti teljesítménnyel
vezérelhető, így előnyösen használható olyan helyeken, ahol fontos szempont a nagy bemeneti ellenállás (pl.
elektronikus multiméterek), vagy a kis fogyasztás. A teljesítmény FET-ek pedig gyorsabban és kisebb
maradékfeszültséggel kapcsolnak, mint a bipoláris tranzisztorok.
A térvezérlésű tranzisztorok két fő típusa:
- Záróréteges térvezérlésű tranzisztor (Junction Field Effect Transistor - JFET)
- Szigetelt kapuelektródás térvezérlésű tranzisztor (Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor - MOSFET)
Előadásvázlat és feladatok:
2016. november 10.
Mikrovezérlők programozása (haladó): Időzítők, számlálók - 1. részA számláló (counter) olyan digitális áramkör, amellyel feszültségimpulzusokat tudunk leszámlálni. Ha a leszámlálandó impulzusok nem külső forrásból származnak, hanem ismert, állandó frekvenciájú jelet vezetünk a számláló bemenetére, akkor pedig időzítőről (timer) beszélünk, amely lehetővé teszi számunkra az idő mérését, illetve a feladatok ütemezését.
A FRDM-KL25Z kártya MKL25Z128VLK4 mikrovezérlője különféle számlálókkal/időzítőkkel rendelkezik:
- Systick 24-bites (vissza)számláló, amely az ARM Cortex-M mikrovezérlő mag része
- TPM0, TPM1, TPM2 általános célú 16-bites számlálók/időzítők, melyekhez több PWM, ill. input capture/output compare csatorna is tartozik.
- Periodic Interrupt Timer (PIT) modul, 2 db 32 bites időzítővel
- Low-Power Timer (LPTMR) 16-bites időzítő/számláló, ami mindegyik energiatakarékos módban üzemképes marad, s programozott ébresztésre is használható.
- Real-Time Clock (RTC) modul.
Előadásvázlat és mintaprogramok:
2016. november 3.
Bevezetés az elektronikába (kezdő): Az NE555 időzítő IC
Az NE555-ös IC egy időzítő integrált áramkör, melyet széles körben használnak időzítési feladatokra.
Időzítési képessége nanoszekundumoktól órákig változtatható a kapcsolódó külső alkatrészek függvényében.
Éppen ezért nagyon pontos időzítésre nem használható, mivel az az időzítést befolyásoló alkatrészek értékei
az idővel, hőmérséklettel változnak, ezért változhat az IC időzítése is.
A sokoldalúan használható IC-vel elsősorban azokat a multivibrátorokat építjük meg, amelyeknek a
tranzisztoros megvalósításával az előző foglalkozáson már találkoztunk. AZ ábrán egy astabil multivibrátor
tipikus jelelekja látható.
Előadásvázlat és feladatok:
2016. október 27.
Mikrovezérlők programozása (haladó): Aszinkron soros kommunikáció (UART)Az előadáson az MKL25Z128VLK4 mikrovezérlő három soros portjának felépítéséről, tulajdonságairól, beállításáról és egyszerű (nem interruptos) használatáról lesz szó.
A kommunikáció során az adatokat általában bájt vagy szó szervezésű (8, 16, 32 bites) „adagokban” küldjük
vagy fogadjuk. Sok esetben nem célszerű az adatbiteket egyszerre, párhuzamosan küldeni, célszerűbb ha soros
kommunikációt használjunk, melyek közül - az "egyvezetékes" csengő és a morzetávító után - talán az
aszinkron soros kommunikáció a legrégebbi és legegszerűbb megoldás. Azért is fontos számunkra, mert a
FRDM-KL25Z kártyánkon az OenDSDA programozó USB-UART átalakítója kapcsolatot
bizosít a céláramkör egyik UART portja és a számítógép között.
Előadásvázlat és mintaprogramok:
2016. október 20.
Bevezetés az elektronikába (kezdő): Egyszerű tranzisztoros kapcsolások
Érintőlegesen foglalkozunk a be- és kikapcsolási jelenségekkel, s ennek kapcsán szó lesz a kondenzátorok és
induktivitások szerepéről. Az egyszerű kikapcsolás-késleltető áramkör vizsgálata után a tranzisztoros
billenőkörökkel (multivibrátorok) ismerkedünk meg, amelyek fontos szerepet játszanak a szekvenciális digitális
áramkörök kialakításában (mint pl. tárolók, késleltetők, rezgéskeltők).
Előadásvázlat és feladatok:
2016. október 13.
Támcsu Péter előadása: Lineáris és kapcsoló üzemű felszültségnövelő
és -csökkentő áramkörök
A lineáris stabilizátorok áteresztő tranzisztora mint változtatható ellenállás működik. A tranzisztoron
eső feszültség és az átfolyó áram szorzata megadja azt a teljesítményt, ami a tranzisztoron hővé alakul, azaz
amit a tranzisztor eldisszipál. Ez a veszteségi teljesítmény lerontja a lineáris stabilizátor hatásfokát, és már
csak a szükséges hűtés miatt is növeli a stabilizátor méretét és súlyát. Szintén növeli a méreteket és a
súlyt a tápegység hálózati transzformátora. A veszteségi teljesítmény, a méretek és a súly egyaránt
csökkenthetők a kapcsoló üzemű tápegységek alkalmazásával. Ezekben a tápegységekben a tranzisztor nem lineáris,
hanem kapcsolóelemként működik, azaz vagy teljesen zárva van, vagy teljesen nyitva. A zárt tranzisztoron áram nem
folyik, a teljesen nyitott tranzisztoron viszont csak nagyon kis feszültség esik, ezért a tranzisztoron disszipálódó
Pd= U * I teljesítmény mindkét üzemállapotban minimális (az elérhető hatásfok 90% felett van).
Előadásvázlat:
2016. október 6.
Bevezetés az elektronikába (kezdő): A bipoláris (NPN, PNP) tranzisztorok
felépítése, működése. A földelt emitteres kapcsolás jelleggörbéi. Kapcsolótranzisztor munkapontjai. Földelt
emitteres kapcsolás szimulációja és gyakorlatban történő kipróbálása.
Előadásvázlat és feladatok:
2016. szeptember 29.
Mikrovezérlők programozása (haladó): Digitális ki- és bemenetek használata
A mikrovezérlők legegyszerűbb perifériái az általános célú digitális ki- és bemenetek, amelyeket
csoportokba rendezve (portok) kezelhetünk. Az
MKL25Z128VLK4 mikrovezérlő 80 kivezetése közül 66 lehet GPIO ki/bemenet,
amelyek 5 db 32 bites portba vannak szervezve (PortA, PortB, PortC, PortD, PortE). Természetesen a portoknak nincs minden
bitje implementálva...
Az előadás a GPIO portok engedélyezéséről, konfigurálásáról és a ki-/beviteli műveletekről szól, s ehhez kapcsolódnak a bemutatott egyszerű mintaprogramok is. A közreadott mintaprogramok KEIL MDK 5.20 környezetben készültek.
