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Mikroprozessortechnik

Modulbezeichnung: Mikroprozessortechnik
Modulbezeichnung (engl.): Microprocessor Technology
Studiengang: Mechatronik/Sensortechnik, Bachelor, ASPO 01.10.2019
Code: MST2.MIC
SAP-Submodul-Nr.: P231-0061
SWS/Lehrform: 2V+2P (4 Semesterwochenstunden)
ECTS-Punkte: 5
Studiensemester: 5
Pflichtfach: ja
Arbeitssprache:
Deutsch
Erforderliche Studienleistungen (gemäß ASPO):
Praktikum (Prüfungsvorleistung)
Prüfungsart:
Klausur

[letzte Änderung 10.11.2020]
Verwendbarkeit / Zuordnung zum Curriculum:
MST2.MIC (P231-0061) Mechatronik/Sensortechnik, Bachelor, ASPO 01.10.2019, 5. Semester, Pflichtfach
MST2.MIC (P231-0061) Mechatronik/Sensortechnik, Bachelor, ASPO 01.10.2020, 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:
MST.SPS SPS, Grundlagen
MST2.MCS Mikrokontroller-Systeme
MST2.SMS Steuerung Mechatronischer Systeme


[letzte Änderung 10.11.2020]
Modulverantwortung:
Prof. Dr.-Ing. Jürgen Schäfer
Dozent:
Dipl.-Ing. Hans-Joachim Bohr


[letzte Änderung 10.11.2020]
Lernziele:
Die Studierenden verstehen nach erfolgreichem Abschluss des Moduls den Aufbau und die Arbeitsweise eines Mikrocontrollers und seiner Peripherie-Komponenten. Sie sind in der Lage, einfache, hardware-nahe Programme in Assembler und der Hochsprache C zu erstellen und debuggen. Sie können die Hard- und Software ausführlich in ihrem Zusammenwirken anhand von Beispielen erklären.
Im Praktikum werden die Kenntnisse angewendet und weiter vertieft.


[letzte Änderung 17.03.2022]
Inhalt:
1.     Einführung
1.1      RISC-Architekturen
1.2      ARM-Architekturen
2.     Die Prozessorfamilie ARM Cortex-M0+
2.1      Der typischer Aufbau eines Mikrocontrollers
2.2      Eigenschaften des Cortex-M0+
2.3      Aufbau eines Cortex-M0+ Prozessors
2.4      ARM AMBA Bus-Systeme
2.5      Pipelining beim Cortex-M0+
2.6      Thumb Instruction Set Architecture
2.7      Beispiel: µController STM32L011K4
3.     Einige Mikrocontroller-Grundlagen
3.1      Versorgungsspannung und Logikpegel
3.2      Systemtakt und Peripherie-Takt
3.3      Reset und Power-On-Reset
3.4      Der Bootvorgang
4.     Die ARMv6-M – Architecture
4.1      Betriebsarten und Betriebszustände
4.2      Register, Spezialregister und Statusregister
4.3      Speichersystem, Programmspeicher und Datenspeicher
4.4      Stackspeicher, Stackpointer und Stackoperationen
4.5      Exceptions und Interrupts
5.     Die Befehlssatzarchitektur
5.1      Adressierungsarten
5.2      Befehlsarten
5.3      Befehlsübersicht
6.     Die Assembler-Programmierung
6.1      Aufbau von Assembler-Programmen
6.2      Pseudo- und Steueranweisungen
6.3      Anwendung von Unterprogrammen
6.4      Anwendung von Tabellen
6.5      Beispiele
7.     Einige Peripherie-Komponenten des µControllers ST32L011K4
7.1      Memory Mapped IO
7.2      RCC – Reset und Clock Control
7.3      GPIO – Universal-Ein-/Ausgabe
7.4      NVIC – Nested-Vectored-Interrupt-Controller
7.5      EXTI – Extended-Interrupt- und Event-Controller
7.6      GPT – General Purpose Timer
7.7      ADC – Analog-Digital-Converter
7.8      USART / I2C – serielle Datenübertragung
8.     Das Cortex-M0-Experimentierboard
9.     Der C-Compiler für ARM Cortex-M0+-Prozessoren


[letzte Änderung 17.03.2022]
Weitere Lehrmethoden und Medien:
Vorlesung, Übung, Praktikum / Power-Point-Folien, Tafel

[letzte Änderung 17.03.2022]
Literatur:
Yiu, J.: Definitive Guide to the ARM Cortex-M0 and Cortex-M0+ Processors, Newnes
STMicroelectronics, Handbücher und Datenblätter:
- STM32L011x3 STM32L011x4 - Datenblatt zum Prozessor STM32L011K4
- UM1956 User manual, STM32 Nucleo-32 boards (MB1180)
- PM0223 Programming manual, Cortex®-M0+ programming manual for STM32L0
- RM0377 Reference manual, Ultra-low-power STM32L0x1 Arm-based 32-bit MCUs
ARM: ARMv6-M Architecture Reference Manual


[letzte Änderung 17.03.2022]
[Sat Jul  2 04:48:12 CEST 2022, CKEY=m3MST2.MIC, BKEY=mst3, CID=MST2.MIC, LANGUAGE=de, DATE=02.07.2022]