Ders devam zorunluluğu bulunmaktadır ve 2 hafta derse katılmayan öğrenci devamsızlıktan kalacaktır.

Transkript

1 DERSLE İLGİLİ HATIRLATMALAR: Ders devam zorunluluğu bulunmaktadır ve 2 hafta derse katılmayan öğrenci devamsızlıktan kalacaktır. Dönem boyunca önceden belirtilmeyen zamanlar 2 adet quiz yapılacaktır. Dersin notunun %30 unu quizler, %70 ini ise deney raporları oluşturacaktır. Ders grupları NÖ-A NÖ-B İÖ-A İÖ-B şeklindedir. Bu gruplar siteden ilan edilecektir. Bundan sonraki haftalarda dönüşümlü olarak bir hafta A grupları sonraki hafta ise B grupları ile ders yapılacaktır. A grupları derse 9-10 mart haftasında başlayacak, B grupları ise martta başlayacaktır. Bu süreç dönüşümlü olarak devam edecektir. Deney grupları ilk derse gelindiğinde belirlenip dönem boyunca aynı şekilde devam edecektir. Deney föyleri sitede yayınlanacak olup, her hafta yapılan deneyle ilgili bir sonraki derse kadar deney raporları teslim edilecektir. Deney raporlarının özellikle elle yazılması istenmektedir ve imza atarak bireysel olarak teslim edilecektir. Teslim tarihi en geç bir sonraki hafta ders saatine kadardır bu süre sonrasında getirilen raporlar değerlendirilmeyecektir.

2 MİKROİŞLEMCİ LAB GİRİŞ DERSİ DÖKÜMANI: MİKROİŞLEMCİ NEDİR? Ana işlem biriminin (CPU) fonksiyonlarını tek bir yarı iletken tüm devrede (IC) birleştiren programlanabilir bir sayısal elektronik bileşendir. İlk mikroişlemci 1971 yılında hesap makinesi amacıyla üretilen Intel firmasının 4004 adlı ürünüdür. Bu kesinlikle hesap makinelerinde kullanılmak üzere üretilmiş ilk genel amaçlı hesaplayıcıdır. Bir defada işleyebileceği verinin 4 bit olmasından dolayı 4 bitlik işlemci denilmekteydi. MİKROİŞLEMCİLERİN KULLANIM ALANLARI Mikroişlemci kullanım alanları Günümüzde, en büyük ana bilgisayarlardan, en küçük el bilgisayarlarına kadar her sistem çekirdeğinde mikroişlemci kullanılmaktadır.

3 Mikroişlemcinin Görevleri Sistemdeki tüm elemanlar ve birimlere zamanlama ve kontrol sinyali sağlar. Bellekten komut alıp getirir. Komutun kodunu çözer. Komutun operandına göre, veriyi kendisine veya G/Ç birimine aktarır. Aritmetik ve mantık işlemlerini yürütür. Program işlenirken, diğer donanım birimlerinden gelen kesme taleplerine cevap verir Aritmetik ve Mantık Birimi (ALU): ALU mikroişlemcide aritmetik ve mantık işlemlerinin yapıldığı en önemli birimlerden birisidir. Aritmetik işlemler denilince başta toplama, çıkarma, çarpma, bölme, mantık işlemleri denilince AND,OR, EXOR ve NOT gibi işlemler akla gelir. Komutlarla birlikte bu işlemleri mantık kapılarının oluşturduğu toplayıcılar, çıkarıcılar ve kaydıran kaydediciler gerçekleştirirler ŞEKİL 1. Bir Mikroişlemci Sisteminin Temel Bileşenlerinin Blok diyagramı

4 MİKRODENETLEYİCİ NEDİR? Mikroişlemcili bir sistemin içinde bulunması gereken temel bileşenlerden RAM, ROM, ALU, Kontrol Ünitesi ve I/O ünitesini tek bir chip içinde barındıran entegre devredir. Şekil 2. Bir Mikrodenetleyicinin Temel Bileşenlerinin Blok Diyagramı Mikroişlemci ve Mikrodenetleyicilerin Karşılaştırılması Mikroişlemci ile gerçekleştirilecek bir sistemi kurmak için gerekli minimum donanımda CPU, RAM, I/O chipleri bulunmalıdır. Bunlar arasında veri alışverişini kurmak için ise veri yolu, adres yolu, kontrol yolu gerekmektedir. Bu yolları yerleştirmek için de baskı devre tekniği ile üretilen kartlar gerekir. Mikrodenetleyici ise yukarıda bahsi geçen birimleri tek bir chip içinde barındırır. Bu da maliyeti düşürür. Ayrıca az sayıda karmaşık olmayan komutlarla programlama yapılabilmesi başka bir avantajdır. Tablo 1. Mikroişlemci ve Mikrodenetleyicilerin Karşılaştırılması

5 PIC MİKRODENETLEYİCİLERİN TERCİH NEDENİ PIC (Peripheral Interface Controller: Çevresel Üniteleri Denetleyici Arabirim) PIC ler çevre üniteler ile denetimi çok hızlı şekilde gerçekleştirir. Çok kolay ve ucuz bir şekilde elde edilebilir. Programlanmasında az sayıda basit komutlar kullanılır. Basit elemanlar kullanılarak yapılan donanımlarla geliştirilebilirler. Kullanımı basittir. PIC16F628A Tercih Nedenleri? En önemli tercih nedeni: program belleğinin flash teknolojisi ile üretilmiş olmasıdır. Flash memory teknolojisi ile üretilen belleklerde yüklenen program chipe uygulanan enerji kesilse bile silinmez. Bu belleğe defalarca yeniden yazma yapılabilir. Böylece herhangi bir hata yapıldığında chipi atmak gerekmeyecektir. Programlamak için 35 adet komut yeterlidir. PIC 16F628A nın ÇALIŞMASI Harvard mimarisi ile üretilen PIC16f628A 8 bitlik bir RISC işlemcidir. Program belleği ve veri belleğine farklı adres/veri yolu ile ulaşılır. Microdenetleyicilerin en basitleştirilmiş blok diyagramı PIC

6 CPU: Bloklar arası çalışmayı organize eder, flash bellekteki programları çalıştırır. Program Belleği: Programların saklanıp yazılıp silindiği yer. Veri Belleği: Gerilim kesildiğinde kaybolması istenmeyen verilerin yazıldığı yer. RAM: Programın çalışması esnasından geçici olarak verilerin saklandığı yer. PORTA ve PORTB: Mikrodenetleyicinin dışarıya açılan elektronik kapı. Zamanlayıcı: Programın çalışmasından bağımsız olarak sayma yapan saklayıcıdır. Bir mikroişlemcinin çalışması kısaca şöyledir: Program belleğinden komutlar CPU tarafından alınır. Alınan komut kodu çözülerek işlenir. Komutun yapacağı işleme göre veri okunabilir ya da diğer ünitelere gönderilebilir. Sonuç olarak dış ortama elektronik bağlantısı bulunan PORTA ve PORTB den gönderilen lojik veri girişini oluşturur. PIC PROGRAMLAMAK İÇİN NELERE İHTİYAÇ VARDIR? - Kişisel bir bilgisayar - Bir metin editörü Assembly dilinde komutları yazabilmek için gerekli ortam. (NotPad, MPLAB) - PIC assembler programı Yazılan kodların makine diline yani programdır. (MPASM).hex uzantılı dosyalara dönüştürmek için gerkli - Program yükleme yazılımı - PIC mikrodenetleyici - PIC ile beraber kullanıllabiliecek elektronik elemanlar - PIC deneme kartı

7 KULLANILACAK DENEY SETİ HAKKINDA BİLGİLER PIC PROG DEKA V5 PIC PROG DEKA V5, Microchip mikrodenetleyici ailesinde PIC16 serisinin basta en popüler modeli olan PIC16F877A olmak üzere diğer 18, 28, 40 pin li PIC leri tüm özellikleriyle kullanması için üretilmiştir. Egitim setinde kullanılacak olan MICROCHIP PIC 16Fxx, 12Cxx, 18Fxx mikrodenetleyici komut setinin tüm özelliklerini kapsamaktadır. Egitim seti, MICROCHIP, MPLAB, PIC BASIC PRO, JAL, CCSC, HITECH, IAR, C, PIC C ve benzer C derleyicileri ile tamamen uyumludur. Egitim seti üzerindeki mikrodenetleyiciler, bilgisayarın USB portu aracılıgı ile programlanır. Egitim seti üzerindeki 4 MHz veya 20MHz lik kristal osilatörleri kullanmak için seçim jumperleri bulunmaktadır. Egitim seti üzerindeki tüm PIC soketlerine baglı olan RESET devresi mevcuttur. PIC in hangi sokette oldugu önemli degildir. Yeniden çalıstırmak için bir kez RESET butonuna basmak yeterlidir. Egitim seti üzerinde bulunan ICSP soketi kullanılarak bir baska devredeki PIC in yerinden sökülmeden programlanması yapılabilir.

8

9 Besleme Girisi ve Devresi V5 deneme setine güç kaynagı jak girisi (J21), ON/OFF anahtarı ve güç LED inin bulundugu kısımdır. Bu set ile birlikte verilen 12V DC güç kaynagının fisini bu jack girisine takınız. ON/OFF yaylı anahtarı basılıyken devreye enerji verilmis olur ve kırmızı LED yanar. Devrenin enerjisini kesmek için ikinci defa yaylı anahtara basmak gerekir. Programlama Devresi ve Soketi Bilgisayarın USB portundan gönderilen program kodları bu devre aracılıgı ile PIC e yazdırıldıktan hemen sonra PIC çalısmaya baslar ve yazılan programı yürütür. 6 Mhz Kristal Bu osilatör, programlama devresi üzerindeki FT232BM entegresinin ve programlı PIC16F628/A entegresinin çalısmasını saglamaktadır. ÖNEMLi NOT: PIC e veri yazmak için kullanılan micropro arabirim yazılımı PC nin USB portuyla V5 seti üzerindeki FT232 konvertör çipi arasında bir defa iletisim kurulduktan sonra sürekli iletisim durumuna geçilir. Bu nedenle micropro programı çalısırken (açıkken) USB kablosu çekilirse bu program kilitlenir. Eger V5 setiniz PC ye baglanmadıysa bu programı istediginiz zaman açıp kapatabilirsiniz. Micropro yazılımında kilitlenmelere neden olmamak için gerektiginde önce program kapatılmalı daha sonra güç kablosu V5 egitim setinden çekilmeli veya USB kablo PC den çekilmelidir.

10 Seçilebilir B Portu Çıkısları Kart üzerindeki deneme soketlerinden birisine yerlestirilmis olan bir PIC in B portu 4 farklı displaye yönlendirilerek kullanılabilmektedir. Bu display ler alfanümerik LCD, 2x7 segment nümerik LED display, 5x7 dot matris LED display ve 8 adet normal LED den olusmaktadır. Sekil 6 da görüldügü gibi SW1 DIP anahtarı ve ULN2003 sürücü entegresi ile bu display ler kontrol edilmektedir. 2x8 Pin Sıralı Alfanümerik LCD soketi Veri ve kontrol pinleri sol yanda veya sag üstte bulunan 2x7 sıralı veya 2x8 sıralı LCD lerin takıldıgı sokettir. Bilindigi gibi LCD lerin devreye baglanmaları için kullanılan pinlerinde farklı sıralamalar (çift sıralı veya tek sıralı) olabilmektedir. Bazı LCD lerin tek sıra halinde (1x14 backlight sız, 1x16 backlight lı), bazıları ise çift sıra halinde (2x7 backlight sız, 2x8 backlight lı) pinleri bulunmaktadır. Bu sokete 2x7 sıralı LCD ler dei takabilirsiniz. 2x7 sıralı backlight sız olanları takarken en sonda kalan iki pini (A, K) bosta kalacak biçimde polaritelere dikkat ederek yerlestirmeniz gerekir.

11 LED Gösterge Denenecek olan PIC lerin B Portu çıkıslarındaki dijital (TTL 5V) çıkısları görmek için kullanılır. LED ler high-aktif yanacak biçimde baglantısı yapılmıs ve 470 ohm dirençlerle akım sınırlandırılması yapılmıstır. PortB Çıkıslarını LED lere yönlendirmek için Port seçme anahtarının(sw1) PORTB-LED kontagı ON konumuna diğer kontakları OFF konumuna alınmalıdır. PORTB Seçme Anahtarı Denenecek olan PIC lerin B portu çıkısları seçime baglı olarak 7 segment display e, LCD ye, veya LED lere yönlendirilebilmektedir. Sekil 14 de görüldügü gibi port çıkıslarına baglı olan displaylerin kontrol girisleri PIC in A portundan yapılmaktadır. DIP anahtarın ilgili kontagı kapatıldıgında istenilen kontrol ucu display e baglanmıs olur. Bundan sonra da PIC in A portundan gönderilen 1 veya 0 verileri displayleri kontrol edebilecek duruma getirmis olur. PIC Programlama ve Deneme Soketleri V5 egitim setinin ortasına 3 adet soket monte edilmistir. Microchip in ürettigi farklı pin sayısına sahip olan DIP tipi PIC leri devre üzerindeyken programlamak ve daha sonra da denemek için kullanılan soketlerdir. Bu soketler 18, 28 ve 40 pinli PDIP tipi PIC mikro denetleyicileri yerlestirmeniz içindir. Çalısmak istediginiz PIC mikro denetleyiciyi bu soketlerden uygun olanına PIC in sol üst kösesi 1 nolu pin olacak sekilde yerleştirerek çalısmaya baslayabilirsiniz.