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Microcontroller-Programmierung

Modulbezeichnung: Microcontroller-Programmierung
Modulbezeichnung (engl.): Programming Microcontrollers
Studiengang: Elektro- und Informationstechnik, Bachelor, ASPO 01.10.2018
Code: E2509
SWS/Lehrform: 4V (4 Semesterwochenstunden)
ECTS-Punkte: 5
Studiensemester: 5
Pflichtfach: ja
Arbeitssprache:
Deutsch
Prüfungsart:
Klausur
Zuordnung zum Curriculum:
E2509 Elektro- und Informationstechnik, Bachelor, ASPO 01.10.2018, 5. Semester, Pflichtfach
Arbeitsaufwand:
Die Präsenzzeit dieses Moduls umfasst bei 15 Semesterwochen 60 Veranstaltungsstunden (= 45 Zeitstunden). Der Gesamtumfang des Moduls beträgt bei 5 Creditpoints 150 Stunden (30 Std/ECTS). Daher stehen für die Vor- und Nachbereitung der Veranstaltung zusammen mit der Prüfungsvorbereitung 105 Stunden zur Verfügung.
Empfohlene Voraussetzungen (Module):
Keine.
Als Vorkenntnis empfohlen für Module:
Modulverantwortung:
Prof. Dr.-Ing. Jürgen Schäfer
Dozent: Prof. Dr.-Ing. Jürgen Schäfer

[letzte Änderung 10.09.2018]
Lernziele:
Kenntnisse: Aufbau von Komponenten eingebetteter Systeme, System-on-chip, Besonderheiten bei der Programmierung eingebetteter Systeme (Cross-Compiler, Programmierung, Debugging; Schnittstellen GPIO, ADC, DAC, SPI, I2C, USART; Interrupts und Exceptions)
  
Fertigkeiten: Umgang mit einem Entwicklungswerkzeug für eingebettete Systeme, Arbeiten mit der Dokumentation eines modernen RISC-Mikrocontrollers und, Konfigurieren von GPIOs, UASRT-Schnittstellen und Timern, Erstellen von Interrupt-
Programmen, Fehlersuche in eingebetteten Systemen.
  
Kompetenzen: Programmierung von Mikrocontroller-basierten eingebetteten Systemen mit eingeschränkten Ressourcen unter Echtzeitbedingungen ohne Betriebssystem. Implementierung einfacher Hardware-Abstraktionsschichten sowie die Realisierung einfacher Steuerungen durch Zustandsmaschinen. Erkennung möglicher Race-conditions.

[letzte Änderung 18.07.2019]
Inhalt:
1. Werkzeuge der Softwareerstellung
- Entwicklungsumgebung µVison (MDK-ARM)
-- Projekteinstellungen
-- Compiler, Linker
-- Debugging
- Wichtige Unterstützungsprogramme
-- TortoiseSVN
-- Doxygen
2. Wichtige Entwurfsmuster
3. Nebenläufigkeit
- Problematik
- Lösungsmöglichkeiten
4. Abstraktion der Hardware (HAL)
5. Anwendungen aus der Praxis
- IO-Pins: Eingabe und Ausgabe
- Abstrakte Implementierung einer Kommunikationsschnittstelle am Beispiel eines Interfaces zum Empfang und Senden
von Daten über eine asynchrone (USART) und synchrone (SPI oder I2C) serielle Schnittstelle
- Verwendung von Rückruf-Methoden in Verbindung mit Interrupts (Inversion of Control)
- Zeitsteuerung via Timer, PWM-Erzeugung und -Analys

[letzte Änderung 18.07.2019]
Lehrmethoden/Medien:
PC, Tafel, Beamer, Microcontroller Evaluationsboards

[letzte Änderung 13.12.2018]
Literatur:
Douglass, B. P.: Design patterns for embedded systems in C, Elsevier Newnes, Amsterdam, 2011, ISBN 978-1-85617-707-8
Eißenlöffel, Thomas: Embedded-Software entwickeln: Grundlagen der Programmierung eingebetteter Systeme - Eine Einführung für Anwendungsentwickler, dpunkt.verlag, 2012, ISBN 978-3-89864-727-4
Hohl, William: ARM assembly language - fundamentals and techniques, CRC Press, 2009, ISBN 978-1-439-80610-4
Langbridge, James A.: Professional embedded ARM development, Wiliy, 2014, ISBN 978-1-118-78894-3
Lewis, Daniel W.: Fundamentals of embedded software with the ARM Cortex-M3, Pearson, Upper Saddle River, 2013, 2. Aufl., ISBN 978-0-13-335722-6
Yiu, J.: The Definite Guide to the ARM Cortex-M3, Newnes, Oxford, 2010, ISBN 978-1-85617-963-8

[letzte Änderung 18.07.2019]
[Mon May 25 23:04:21 CEST 2020, CKEY=e3E2509, BKEY=ei, CID=E2509, LANGUAGE=de, DATE=25.05.2020]