Titel des Moduls:Digitalelektronik und MikrocontrollerprogrammierungDigital electronics and programming of microcontrollers |
Leistungspunkte nach ECTS:6 | |||||||||||||||||||||||||||||||
Verantwortliche/-r für das Modul: Prof. Dr. rer. nat. Heinz Lehr |
Sekreteriat: EW 3 |
E-Mail: lehr@fmt.tu-berlin.de | ||||||||||||||||||||||||||||||
Modulbeschreibung | ||||||||||||||||||||||||||||||||
1. Qualifikationsziele | ||||||||||||||||||||||||||||||||
ERWERB VON KENNTNISSEN: - Funktion und Aufbau digitaler Elektronikbausteine - Minimierung von Schaltungsgliedern - Funktion von Kippschaltungen - Aufbau und Funktion von Zählerschaltungen - Prinzipien der digitalen Frequenzmessung - digitale Bauelemente der Mess- und Steuerungstechnik - Aufbau und Funktion von Rechenschaltungen - Aufbau und Funktion von Mikroprozessoren - Prinzipien der Assemblerprogrammierung - digitale und analoge Datenein- und -ausgabe - Motoransteuerung für Drehzahl, Vor- und Rücklauf FERTIGKEITEN: - grundlegendes Verständnis von digitalen Bausteinen und Schaltungen - sicherer Umgang mit digitalen Schaltungen - Verständnis für die Arbeitsweise von Mikroprozessoren - Programmieren in Assembler - Implementierung einfacher Regelungen mit Mikrocontrollern KOMPETENZEN: - eigenständiger Entwurf von digitalen Schaltungen - praxis-, funktions- und preisgerechte Auswahl der Schaltungsglieder - Auswahl geeigneter Mikrocontroller für technische Anwendungen - selbständige Problemlösung durch Einsatz geeigneter Digitalschaltungen und Mikrocontroller Fachkompetenz: 40% Methodenkompetenz: 30% Systemkompetenz: 20% Sozialkompetenz: 10% | ||||||||||||||||||||||||||||||||
2. Inhalte | ||||||||||||||||||||||||||||||||
VORLESUNGEN: - Grundelemente der Digitalelektronik - binäres Schaltnetz, Vereinfachung Schaltungsaufbau - Kippschaltungen - Asynchron- und Synchronzähler - digitale Frequenzmessung - Speicher, Schieberegister, Multiplexer - Rechenschaltungen - Aufbau und Funktion von Mikroprozessoren - Grundlagen der Assemblerprogrammierung - Umgang mit Timer, Port und Interrupt - digitale und analoge Datenein- und Datenausgabe - Datenauslese von Sensoren - Ansteuerung von Motoren ÜBUNGEN: - Verknüpfungsglieder - binäres Schaltnetz - Kippschaltungen - Asynchronzähler, Synchronzähler - Zähleranwendungen, Frequenzmessung - Speicher, Schieberegister, Multiplexer - Addierer, Subtrahierer, arithmetische und logische Einheit - Einführung Mikroprozessor - Einführung Assembler - Umgang mit der Entwicklungsumgebung - Struktogramme, Einführung in die Programmierung, Algorithmen, Schleifen, Subroutinen - Ausgabe von Daten, Motoransteuerung (vorwärts, rückwärts), Ports, Tristates - Einlesen von Daten, digital, analog - Pulsbreitenmodulation (PWM), Timer, Interrupts - Regelung, Kollisionsvermeidung - Ansteuerung von Schnittstellen | ||||||||||||||||||||||||||||||||
3. Modulbestandteile | ||||||||||||||||||||||||||||||||
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4. Beschreibung der Lehr- und Lernformen | ||||||||||||||||||||||||||||||||
VORLESUNGEN: - Vermittlung der Lehrinhalte (siehe Punkt 2), illustriert anhand vieler aktueller Beispiele aus der Praxis ÜBUNGEN: - kurzer Theorieüberblick - experimentelle Übungen zur Vertiefung des Lehrstoffs und zum Erwerb praktischer Fähigkeiten - Aufnahme eigener Messdaten, Auswertung der Messungen, Hausaufgaben | ||||||||||||||||||||||||||||||||
5. Voraussetzungen für die Teilnahme | ||||||||||||||||||||||||||||||||
erforderlich: - Messtechnik und Sensorik wünschenswert: - Geräteelektronik / Bachelor | ||||||||||||||||||||||||||||||||
6. Verwendbarkeit | ||||||||||||||||||||||||||||||||
Geeignet für Bachelor- und Master-Studiengänge mit folgenden Schwerpunkten: - Maschinenbau - Physikalische Ingenieurwissenschaften - Biomedizinische Technik - Verkehrswesen - Informationstechnik im Maschinenwesen Das erworbene Know-how ist in allen ingenieurtechnischen Disziplinen einsetzbar, insbesondere in der Feinwerktechnik, Mechatronik, Medizintechnik, Mess- und Automatisierungstechnik, Automobiltechnik. | ||||||||||||||||||||||||||||||||
7. Arbeitsaufwand und Leistungspunkte | ||||||||||||||||||||||||||||||||
Aufteilung der Arbeitszeit: 2 SWS Anwesenheit Vorlesung Digitalelektronik und Mikrocontrollerprogrammierung: 15 x 2 h = 30 h 2 SWS Nachbearbeitung der Vorlesung (Selbststudium): 15 x 2 h = 30 h 2 SWS Anwesenheit Übung Digitalelektronik und Mikrocontrollerprogrammierung: 15 x 2 h = 30 h 2 SWS Vor- und Nachbereitung der Übungen (Selbststudium): 15 x 2 h = 30 h Hausaufgaben: 15 x 2 h = 30 h Vorbereitung auf die Tests: 30 h Summe: 180 h Gesamtaufwand über ein Semester: 180 h. Dies entspricht 6 Leistungspunkten. | ||||||||||||||||||||||||||||||||
8. Prüfung und Benotung des Moduls | ||||||||||||||||||||||||||||||||
Prüfungsäquivalente Studienleistungen: Im Verlauf der Übungen weisen die Studierenden ihre erworbenen Kenntnisse anhand von zwei schriftlichen Tests nach. Aus diesen beiden Tests ergibt sich die Abschlussnote. | ||||||||||||||||||||||||||||||||
9. Dauer des Moduls | ||||||||||||||||||||||||||||||||
Das Modul kann in einem Semester abgeschlossen werden. | ||||||||||||||||||||||||||||||||
10. Teilnehmer(innen)zahl | ||||||||||||||||||||||||||||||||
Für den experimentellen Teil der Übung ist eine Aufteilung in Zweiergruppen erforderlich. | ||||||||||||||||||||||||||||||||
11. Anmeldeformalitäten | ||||||||||||||||||||||||||||||||
Verbindliche Anmeldung für die Übungen und Einteilung der Gruppen nach der ersten Vorlesung. Prüfungsmeldung: in den ersten vier Semesterwochen über das zentrale elektronische Anmeldesystem. | ||||||||||||||||||||||||||||||||
12. Literaturhinweise, Skripte | ||||||||||||||||||||||||||||||||
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13. Sonstiges | ||||||||||||||||||||||||||||||||
Aktualisiert am: 12.11.2010 12:30:26