Η πλακέτα Περιφερειακών ntuAboard

Abstract

Δύο σημαντικά χαρακτηριστικά στη διδασκαλία ενός εργαστηριακού μαθήματος Μικροϋπολογιστών είναι η ενσωμάτωση αρκετών περιφερειακών ώστε να γίνεται εξάσκηση πάνω σε μεγάλη ποικιλία λειτουργιών ενός Μικροϋπολογιστή και η χρήση διαφορετικών αρχιτεκτονικών Μικροϋπολογιστών. Πολλές φορές το hardware που απαιτείται για την ενσωμάτωση των ανωτέρω χαρακτηριστικών είναι αρκετά κοστοβόρο και ταυτόχρονα η εναλλαγή από αρχιτεκτονική σε αρχιτεκτονική μπορεί να αποβεί αρκετά χρονοβόρα διαδικασία αφού ενδεχομένως να απαιτεί την εξ ολοκλήρου εκμάθηση ενός διαφορετικού κάθε φορά συστήματος. Προς λύση του προβλήματος αυτού, στην παρούσα εργασία θα γίνει σχεδιασμός μιας πλακέτας περιφερειακών που θα παρέχει τη δυνατότητα διεπαφής μια ποικιλίας μικροελεγκτών με μια πληθώρα περιφερειακών. Λαμβάνοντας υπόψιν ότι η κύρια χρήση της πλακέτας θα είναι εκπαιδευτική και συνεπώς ανάμεσα στους χρήστες της πλακέτας μπορεί να είναι και φοιτητές ή μαθητές χωρίς προηγούμενη εμπειρία, είναι σημαντικό να προστεθεί και ένα τρίτο απαραίτητο χαρακτηριστικό το οποίο είναι η ανθεκτικότητα σε συνήθη λάθη. Τα σημαντικότερα πλεονεκτήματα ενός τέτοιου συστήματος (μικροελεγκτών-πλακέτας περιφερειακών-περιφερειακών) είναι το χαμηλότερο κόστος και η εξοικονόμηση χρόνου διδασκαλίας. Το δεύτερο προκύπτει λόγω του ότι οι φοιτητές/μαθητές θα χρειάζεται να εξοικειωθούν μόνο με ένα σύστημα και μια συγκεκριμένη ποικιλία περιφερειακών και για την εκμάθηση μιας διαφορετικής αρχιτεκτονικής μικροελεγκτή μπορούν να εστιάσουν μόνο στις διαφορές με την ήδη γνωστή αρχιτεκτονική. Για την εξυπηρέτηση του πρώτου σημαντικού χαρακτηριστικού η σχεδιαζόμενη πλακέτα θα προσφέρει διεπαφή με κατάλληλα περιφερειακά τα οποία μεταξύ άλλων θα χρησιμοποιούν τις εξής λειτουργίες ενός Μικροελεγκτή: 1)Χρήση των I/O 2)Επικοινωνία με I2C 3)Επικοινωνία με One-Wire 4)Επικοινωνία με SPI 5)Επικοινωνία με USART 6)Χρήση ADC 7)Χρήση PWM Για να πληρείται το δεύτερο σημαντικό χαρακτηριστικό ένα υποψήφιο σύστημα προκύπτει από το συνδυασμό της δυνατότητας επιλογής λογικής τάσης 3.3V ή 5V και την χρήση του Arduino Uno rev3 pinout για την σύνδεση της πλακέτας μικροελεγκτή. Αυτό επιτρέπει την επιλογή μια μεγάλης ποικιλίας μικροελεγκτών χωρίς να υπάρχει περιορισμός ως προς την αρχιτεκτονική. Για το τρίτο χαρακτηριστικό αρκεί να προστεθούν κατάλληλα κυκλώματα και μέθοδοι προστασίας αλλά και σαφείς οδηγίες.