Sistemas Electrónicos Digitales. Prácticas ARM

Práctica 0: Introducción al Sistema de Desarrollo AT91EB55. (Semanas del 23 de febrero y 1 de marzo)

En esta primera práctica se hará una descripción de los elementos básicos que se van a manejar en el laboratorio, que son:

El microcontrolador AT91M55800A, de ATMEL. Está basado en el ARM. Se presenta el modelo de programación del microcontrolador y una descripción de sus periféricos y el modo de programarlos. Descripción del ensamblador y Conjunto de Instrucciones. Más descripciones del ensamblador.
La tarjeta de evaluación AT91EB55, basada en el microcontrolador anterior.
El Sistema de Desarrollo SDT 2.50 (ARM Software Development Toolkit 2.50 Manual de Referencia y Manual del Usuario). Dicho sistema está compuesto por un ensamblador, linker, depurador. También permite que las pruebas del programa desarrollado se pueden hacer sobre un emulador o bien sobre la propia tarjeta de evaluación.

Para ello, partiendo de un sencillo programa escrito en ensamblador que maneja los LEDs que incorpora la tarjeta de evaluación, se le propone al alumno que lo modifique para que realice cualquier otra secuencia de encendido.

Práctica 1: Manejo del conversor Analógico/Digital. (Semanas del 8 y 15 de marzo)

La tarjeta de evaluación dispone de un sensor de temperatura, el LM61, cuya salida está conectada a un canal del conversor analógico/digital, en concreto al AD1. La salida de dicho sensor es de 10mV/ºC+600mV, es decir, a 0ºC la salida es de 600mV y a 25ºC es de 250mV+600mV=850mV. El rango de funcionamiento es de -30 a 100ºC (de 300mV hasta 1600mV).

La práctica consiste en el desarrollo de un programa que obtenga el valor de la temperatura y lo presente a través de los LEDs de la tarjeta de desarrollo. El valor de la temperatura estará codificado en binario.

Opciones avanzadas:

Presentar el valor de temperatura en BCD: en los 4 LEDs de menos peso el dígito menos significativo y en los de mayor peso el más significativo.
Mediante el uso de un pulsador, conmutar entre los sistemas de presentación binario y BCD.

Desarrollo de la práctica:

Configuración del conversor analógico-digital. Consultar la hoja de datos del micro (Analog to Digital Converter) y nota de aplicación 6039A (ADC in the AT91M55800A). Por simplicidad, el disparo del conversor se realizará por software.
Lectura del dato del canal AD1. Se obtiene el valor digital asociado a la lectura de la tensión de salida del conversor AD.
Formateo de la lectura anterior. La lectura del ADC se ajusta al valor numérico correspondiente a la temperatura medida.
Presentación en los LEDs: El valor final de temperatura se muestra en los LEDs. El rango será de 0ºC a 100ºC y estará codificado en binario, como primera opción.

NOTA: Para la lectura de las teclas se debe habilitar el PIO correspondiente en el registro APMC_PCER (0xFFFF4010)

Práctica 2: Sistemas secuenciales y manejo del Analizador Lógico. (Semanas del 22 y 29 de marzo)

La finalidad de esta práctica es la de familiarizarse con una nueva herramienta de depuración: el analizador lógico. Un analizador lógico es un instrumento que permite visualizar de manera simultánea una serie de señales que varían su valor de forma digital (cero ó uno) a lo largo del tiempo. El analizador que se va a utilizar se conecta al PC y es el modelo LA-4240 de Clock Computer Corporation (este link falla con cierta frecuencia, se pueden ver las características pinchando aquí)).

Para ello se desarrollará un programa que genere un contador ascendente de 8 bits y al llegar al final de la cuenta se vaya decrementando hasta llegar a cero para empezar de nuevo. Esta cuenta se presentará en los leds de salida.

La entrega de esta práctica será, como muy tarde, el viernes 16 de abril. Se deberá incluir una captura, al menos, de la pantalla del analizador lógico que muestre el correcto funcionamiento del programa.

Driver Analizador Lógico. En los ordenadores del laboratorio no está instalado el driver del USB. Para corregirlo seguir los siguientes pasos:

Proyecto: (Se realizará una entrega intermedia en la que debe estar funcionando el teclado y la pantalla LCD)

El proyecto consiste en el diseño y desarrollo de un sistema de control de accesos. Para la implementación de este sistema se utilizará el sistema de desarrollo construido en la EPS, conectado a la tarjeta de desarrollo AT91EB55.

Los periféricos a utilizar, principalmente, son: teclado, pantalla LCD, conversor DA y un LED.

En la pantalla LCD se mostrará un texto de bienvenida y se invitará al usuario a introducir una clave. Tras la introducción de dicha clave, de entre 4 y 8 dígitos (a definir por el diseñador) el programa determinará si dicha clave figura registrada, en cuyo caso se encenderá un diodo LED, simulando la apertura de una puerta y se dará la bienvenida al usuario. La base de datos con la información de los usuarios permitidos puede ser estática, puede estar definida en el propio programa aunque sea poco operativa.

Adicionalmente el sistema además de presentar textos por la pantalla puede reproducir mensajes hablados previamente grabados. Para ello se utilizará un pequeño altavoz conectado a la salida del conversor Digital-Analógico. El mensaje estará formado por una secuencia de bytes que el alumno puede grabar o bien tomar los ofrecidos por el profesor.