Obiettivi Formativi

Il Corso di Sistemi Elettronici si propone di fornire agli studenti le conoscenze di base necessarie allo sviluppo di sistemi elettronici basati sull'impiego di microcontrollori. Vengono inoltre sviluppate competenze sull’impiego dei microcontrollori per l’interfacciamento di sensori per la realizzazione di sistemi di misura.

Learning Goals

The course deals with microcontrollers as components in electronic design and embedded control. The final goal of the course, after acquiring the basic knowledge about microcontrollers structure and employment, is to focus student skills on the development of sensor based measurement systems.

Metodi didattici

Congruentemente con gli obiettivi formativi, il corso è articolato in 36 di didattica frontale dedicata agli aspetti fondamentali dei microcontrollori e 24 ore di esercitazioni e programmazione.

Teaching Methods

In line with the learning objectives, the course is divided into two main parts. The first part (36 hours) is dedicated to the fundamental aspects of microcontrollers, the second one (24 hours) is focused on exercises and programming.

Prerequisiti

Conoscenze di base dei corsi di Fondamenti di Informatica e Calcolatori Elettronici.

Prerequisites

Basic knowledge of Fundamentals of Informatics and of Computer System Organization.

Verifiche dell'apprendimento

L'esame finale consiste in esercizi e nella discussione orale su vari argomenti trattati durante il corso.

Assessment

The final examination consists in exercises and an oral discussion on different arguments focused on the course.

Programma del Corso

Introduzione al corso: microprocessori e microcontrollori; Architettura dei microcontrollori ATMEL AVR (Memoria, ALU, spazio di I/O, metodi di indirizzamento, stack, controllo del flusso di esecuzione, meccanismo di interrupt). Linguaggio macchina e linguaggio assembler: assembler ATMEL AVR Periferiche integrate: interfacce di I/O, timer per uso generale e per PWM, contatori, comparatore analogico, periferiche e protocolli di comunicazioni (SPI e SCI), memoria EEprom, convertitori AD, watchdog. Interrupt: Reset, timer0, timer1, int0, int1 Interfacciamento di periferiche esterne: tastiere e display led e LCD, convertitori DA seriali e paralleli, interfacciamento con personal computer mediante interfaccia SPI e protocollo SerNet. Esempi ed applicazioni: temporizzatore, contatore, frequenzimetro digitale, capacimetro. Esempi di microcontrollori su board general purpose: ARDUINO UNO (ATMEGA328). Esempi di misura e interfacciamento con Arduino UNO (sensori di umidità e di temperatura). Strumenti di sviluppo: Tool Atmel AVR Studio AVR STK 500 e AVR STK 600 per la programmazione di AT90S8535, ATMEGA8535, ATMEGA2560 ARDUINO UNO ed il microcontrollore ATMEGA328, panoramica su shield Arduino.

Course Syllabus

Introduction: microprocessors and microcontrollers; architecture of ATMEL microcontrollers (Memory, ALU, I/O, Addressing methods, Stack, execution flow, interrupt). Machine code and assembly language: ATMEL AVR assembly. On board peripherals: I/O ports, timer general purpose and PWM, counter, analog comparator, communication peripherals and protocols (SPI and SCI), EEprom memory, A/D converter, watchdog. Interrupts: Reset, timer0, timer1, int0, int1 Interfacing with outboard peripherals: keyboards, LCD and LED display, serial and parallel D/A converters, interfacing with personal computer by means of SPI, SCI and SerNEt protocols. Examples and applications: timers, counters, digital frequency-meter, capacimeter Examples of general purpose microcontroller based board: ARDUINO UNO (ATMEGA 328). Examples of Sensors interfacing and measurement with Arduino UNO (Humidity and temperature) Development kits: Atmel AVR Studio tool AVR STK 500 and AVR STK 600 (programming ATMEGA 8535, AT90S8535, ATMEGA 2560) ARDUINO UNO (ATMEGA328) and ARDUINO Shields.