Termine

siehe Angaben im Online-Vorlesungsverzeichnis.

 

Vorlesungsinhalte

  • Die Vorlesung Mikroprozessortechnik 2 widmet sich den Grundlagen der Mikroprozessorarchitektur von 32-Bit CISC- und RISC-Systemen. Sie lernen die Von-Neumann- und die Harvard-Architektur kennen.
    • Einführung in das Prozessor Design (CISC- vs. RISC- Rechnerarchitekturen)
    • Allgemeiner Aufbau von Mikrocontrollersystemen
  • Im Besonderen erlernen Sie den Aufbau und die Arbeitsweise von Embedded-Mikrokontrollern der ARM-CortexM3-Serie. Sie können beispielhafte Mikrocontrollerapplikationen entwickeln, programmieren und anwenden.
    • Architekturmerkmale der ARM-Prozessor Cores
    • Aufbau und Arbeitsweise des ARM-Cores und der Peripheriemodule der CoprtexM3-Mikrocontrollern
    • Speicherarchitektur und Speicherverwaltung in ARM-MCU
    • Befehlssätze der ARM-Prozessor Cores (Thumb2)
    • Aufbau der ARM basierten MCU STM32Fx und ihrer Entwicklungsumgebung
    • Programmentwicklung in Assembler
    • Peripheriemodule der ARM-MCU und ihre Programmierung (Ports, komplexe Timermodule, serielle USART/SPI/IIC/USB/CAN-Schnittstellen, ADC, DAC)
    • Analoge Interfaces in MCU   

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Laborausbildung

  • Das theoretische Wissen aus der Vorlesung wird auch im Fach Mikroprozessortechnik 2 in praktischen Laborübungen und Seminaren vertieft.
  • Die Anwendung und der Einsatz von ARM-CortexM3 MCUs wird mit Hilfe des Mikrocontroller-Entwicklungskit KEIL MCBSTM32 Ulink und der IDDE KEIL µVision4 durchgeführt. Schwerpunkte sind dabei:
    • der Befehlssatz und die Programmierung der ARM-MCU STM32F103
    • der Prozess der Programmentwicklung mit der modernen Integrierten Entwicklungs- und Debug-Umgebung (IDDE),
    • Beispielapplikationen für Mikrocontrollerkontrolleranwendung wie Takt- und Portsteuerung, Einsatz von integrierten ADC- und DAC-Modulen, Programmierung von seriellen Schnittstellen-, komplexen CCP-Timern- und DMAC-Modulen sowie
    • Ansteuerung von externen LCD-Modulen.

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Ressourcen

Der Lehrstuhl Mikroelektronik verfügt für das Fach Mikroprozessortechnik 2 über Mikrocontroller-Entwicklungskits der neusten Generation. Effektiv arbeiten zwei Studenten pro Arbeitsplatz. Diese sind ausgestattet mit:

  • 32-Bit Mikrocontroller-Entwicklungskit KEIL MCBSTM32 Ulink mit Schaltungserweiterungen für mikrokontrollertypische Applikationen
  • moderne Arbeitsplatz-PC mit der aktuellen Version der Entwicklungssoftware KEIL µVision4 für ARM-CortexM3 MCUs

Darüber hinaus stehen für wissenschaftliche Arbeiten Entwicklungssysteme für 8051-kompatible Mikrocontroller (Fa. Freescale/Motorola) und PIC-Mikrocontroller (Fa. Microchip) sowie für Digitale Signalprozessoren SHARC (Fa. ADI) und Universalprogrammiergerät für (E)EPROM und verschieden Mikrocontroller zur Verfügung.

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Prüfungsschwerpunkte

Prüfungsform: Bewertete Laborprotokolle, mündliche Prüfung

Mikroprozessorarchitektur CISC vs. RISC

  • Vor- und Nachteile der CISC- und RISC-Systeme
  • die Von-Neumann- und die Harvard-Architektur
  • Pipeline-Verarbeitung und Speicherarchitektur

Embedded-32-Bit Mikrocontroller der ARM-CortexM3-Serie

  • Architekturmerkmale, Aufbau und Arbeitsweise der ARM-Prozessor Cores
  • Speicherarchitektur und Speicherverwaltung in ARM-MCU
  • Befehlssätze der ARM-Prozessor Cores (Thumb2)
  • Allgemeiner Aufbau von MCUs der ARM-Cortex-Serie
  • Typische Peripheriemodule der CoprtexM3-Mikrocontroller und ihre Programmierung
  • Ports, komplexe Timermodule, serielle USART-Schnittstellen, ADC
  • Analoge Interfaces in MCU

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Vorlesungsskripte

f Kapitel 1-9

f Kapitel 1-9 (2-seitig)

Laborunterlagen

[1] f  Kurzbeschreibung STM32F103
[2] f Übersicht Befehlssatz Cortex-M3
[3] f Aufbau MCB STM32 und µVision4

 Header-File für MCU STM32F103RBT6

Labor 1: f Aufgabe und f Protokoll
Labor 2: f Aufgabe und f Protokoll
Labor 3: f Aufgabe und f Protokoll
Labor 4: f Aufgabe und f Protokoll
Labor 5: f Aufgabe und f Protokoll
Labor 67-1: f Aufgabe u. f Protokoll
Labor 67-2: f Aufgabe u. f Protokoll
Labor 67-3: f Aufgabe u. f Protokoll