Mikrokontrollerit, 5 op

Ydinsisältö

• Mikro-ohjainten sisäinen rakenne: Mikro-ohjaimen ydin sekä käskyjen suorittaminen mikro-ohjaimessa. Mikro-ohjainten yleisimmät lohkot ja niiden toiminta sekä lohkojen ohjaaminen. Mikro-ohjainten IO-liitynnät, niiden rakenne ja niihin liittyminen oheislaitteilla. Erilaisilla jännitetasoilla toimivien laitteiden/komponenttien liittämien samaan järjestelmään.
• Mikro-ohjainten oheislaitteet: AD/DA-muuntimet, niihin liittyviä peruskäsitteitä (LSB, referenssi jännite, resoluutio, SAH) ja epäideaalisuuksia (kvantisointivirhe, offsetvirhe, epälineaarisuus) sekä yleisimpien muuntimien toimintaperiaatteet.
  Käyttöliittymien liittäminen mikro-ohjaimeen, yksinkertaiset painonapit ja näppäinmatriisit.
  
• Mittaus ja ohjaus: Mittausjärjestelmän yleinen rakenne sekä analogisen mittaussignaalin muokkaaminen digitaaliseen muotoon ja siinä muodostuvat virheet. Yleisimpiä antureita, kaksitila-anturit, lämpötila-anturit, asema-anturit. Anturien ominaisuuksia kuten erottelukyky, mittausalue,tarkkuus ja toistettavuus sekä mittausvirheet. Toimilaitteita. Erilaisten säätöalgoritmien toteuttaminen mikro-ohjaimella (P, PI ja PID).
• Sulautetun järjestelmän ohjelmisto: Mikro-ohjaimen ohjelmoimien C- ja assembler kielillä sekä näiden kielien käyttäminen samassa projektissa. Laitteiston läheinen ohjelmointi eli yksittäisten bittien tilan asettaminen ja tutkiminen. Käsitys siitä millaisia laskutoimituksia mikro-ohjaimella on järkevää toteuttaa. C-kääntäjän muistinkäyttö, eli muuttujien näkyvyys alueet ja mihin muuttujat mikro-ohjaimen muistissa sijoittuvat. Mikro-ohjainten käyttöjärjestelmät ja niiden toiminta. Keskeytykset ja virransäästötilat.