Seznam úloh pro cvičení 1999-2000:
Název práce: Hodiny s alarmem na znakovém LCD displeji
Cílový systém: Vývojová deska s mikropočítačem Intel 8051 + displej LM 16255
Zadání: Vytvořte program, který bude realizovat hodiny reálného času na znakovém displeji. Umožněte zadávat výchozí čas, popř. korekce času, pomocí sériové linky a terminálového programu na PC. Dále realizujte funkci alarmu/budíku opět nastavené pomocí sériové linky. Umožněte různé způsoby opakování alarmu. Navrhněte a realizujte další vhodně zvolené doplňkové funkce jako stopky, odpočet času apod.
Název práce: Hodiny s alarmem na 7-segmentovém LCD displeji
Cílový systém: Vývojová deska s mikropočítačem Intel 8051 + 3 1/2 místný LCD displej
Zadání: Vytvořte program, který bude realizovat hodiny reálného času na 7-segmentovém LCD displeji (minimálně 3 1/2 místa). Umožněte zadávat výchozí čas, popř. korekce času, pomocí sériové linky a terminálového programu na PC. Dále realizujte funkci alarmu/budíku opět nastavené pomocí sériové linky. Umožněte různé způsoby opakování alarmu. Navrhněte a realizujte další vhodně zvolené doplňkové funkce jako stopky, odpočet času apod.
Název práce: Hodiny s alarmem na připojeném terminálu
Cílový systém: Vývojová deska s mikropočítačem Intel 8051 + terminál sériové linky
Zadání: Vytvořte program, který bude realizovat hodiny reálného času na obrazovce terminálu (resp. terminálového programu na PC). Umožněte zadávat výchozí čas, popř. korekce času, pomocí sériové linky a terminálového programu na PC. Dále realizujte funkci alarmu/budíku opět nastavené pomocí sériové linky. Umožněte různé způsoby opakování alarmu. Navrhněte a realizujte další vhodně zvolené doplňkové funkce jako stopky, odpočet času apod.
Název práce: Multifunkční stopky na znakovém LCD displeji
Cílový systém: Vývojová deska s mikropočítačem Intel 8051 + displej LM 16255
Zadání: Vytvořte program, který bude realizovat stopky včetně hodin reálného času na znakovém displeji. Umožněte zadávat výchozí čas, pomocí sériové linky a terminálového programu na PC. Realizujte funkci stopek s možností Start, Stop, Mezičas, Reset. Umožněte vícenásobné ukládání mezičasů do paměti. Vhodně vyřešte výběr uložených mezičasů a jejich zobrazení (samostatně/součet). Diskutujte maximální možnosti programu.
Název práce: Multifunkční stopky na připojeném terminálu
Cílový systém: Vývojová deska s mikropočítačem Intel 8051 + terminál sériové linky
Zadání: Vytvořte program, který bude realizovat stopky včetně hodin reálného času na terminálu na PC. Umožněte zadávat reálný čas. Realizujte funkci stopek s možností Start, Stop, Mezičas, Reset. Umožněte vícenásobné ukládání mezičasů do paměti. Vhodně vyřešte výběr uložených mezičasů a jejich zobrazení (samostatně/součet). Diskutujte maximální možnosti programu.
Název práce: Startovací zařízení na připojeném terminálu
Cílový systém: Vývojová deska s mikropočítačem Intel 8051 + terminál sériové linky
Zadání: Vytvořte program, který bude realizovat startovací zařízení na terminálu na PC. Umožněte zadávat reálný čas. Realizujte funkci úvodního odpočtu. Umožněte změnu startovacího intervalu. Indikujte pomocí 5 zvukových signálů, poslední v 0. Diskutujte maximální možnosti programu.
Název práce: Startovací zařízení na znakovém LCD
Cílový systém: Vývojová deska s mikropočítačem Intel 8051 + displej LM 16255
Zadání: Vytvořte program, který bude realizovat startovací zařízení znakovém LCD displeji. Pomocí terminálu na PC umožněte zadávat reálný čas. Realizujte funkci úvodního odpočtu. Umožněte změnu startovacího intervalu. Indikujte pomocí 3 krátkých zvukových signálů a jednoho dlouhého v čas 0. Diskutujte maximální možnosti programu.
Název práce: Univerzální nastavovací rutiny na znakovém LCD displeji
Cílový systém: Vývojová deska s mikropočítačem Intel 8051 + displej LM 16255
Zadání: Vytvořte sadu funkcí, které budou realizovat nastavení parametrů, hodnot a vlastností programu na 8051. Vhodně definujte datové struktury a metody komunikace mezi nastavovacími funkcemi a hlavním programem. Jeden ukázkový program vytvořte také. Nabídky a odezvy realizujte na znakovém LCD displeji. Při návrhu dbejte efektivity kódu jak ve směru šetření kódovou pamětí, tak především v minimálních nárocích na paměť dat. Diskutujte vhodnost řešení datových struktur.
Název práce: Univerzální nastavovací rutiny na terminálu
Cílový systém: Vývojová deska s mikropočítačem Intel 8051 + terminál
Zadání: Vytvořte sadu funkcí, které budou realizovat nastavení parametrů, hodnot a vlastností programu na 8051. Vhodně definujte datové struktury a metody komunikace mezi nastavovacími funkcemi a hlavním programem. Jeden ukázkový program vytvořte také. Nabídky a odezvy realizujte na terminálu (terminálovém programu na PC). Při návrhu dbejte efektivity kódu jak ve směru šetření kódovou pamětí, tak především v minimálních nárocích na paměť dat. Diskutujte vhodnost řešení datových struktur.
Název práce: Řízení otáček krokového motoru
Cílový systém: Vývojová deska s mikropočítačem Intel 8051 + krokový motor a řídící elektronika
Zadání: Vytvořte program, který bude řízeně otáčet krokovým motorem. Umožněte jednoduché nastavení pomocí terminálu (resp. terminálového programu na PC). Umožněte zadávat otáčky různým způsobem. Diskutujte možnosti motoru (rozsah otáček), efektivitu řízení apod.
Název práce: Řízení polohy krokového motoru
Cílový systém: Vývojová deska s mikropočítačem Intel 8051 + krokový motor a řídící elektronika
Zadání: Vytvořte program, který bude schopen nastavit polohu krokového motoru. Umožněte jednoduché nastavení polohy a počtu předcházejících otáček pomocí terminálu (resp. terminálového programu na PC). Umožněte zadávání různým způsobem. Diskutujte možnosti motoru (rozsah otáček, počet poloh), efektivitu řízení apod.
Název práce: Měření kmitočtu / periody číslicového signálu
Cílový systém: Vývojová deska s mikropočítačem Intel 8051 + generátor signálu
Zadání: Vytvořte program, bude měřit kmitočet vstupního periodického číslicového signálu a jeho periodu. Optimalizujte program k dosažení co nejvyššího vstupního kmitočtového rozsahu (vhodnou kombinací měřících metod). Výsledky prezentujte na terminálu (resp. terminálového programu na PC). Uvažte různé způsoby zobrazení. Diskutujte možnosti programu a jednotlivých řešení měření co se týče přesnosti a šířky kmitočtového rozsahu.
Název práce: Měření napětí pomocí DA převodníku a komparátoru
Cílový systém: Vývojová deska s mikropočítačem Intel 8051 + DA převodník s komparátorem
Zadání: Vytvořte program, který bude měřit vstupní analogové napětí pomocí 8-bitového DA převodníku a komparátoru. Naměřené hodnoty průběžně zobrazujte a umožněte další možnosti zpracování změřených hodnot (ukládání do paměti, průměrné hodnoty, trendy apod.). Navrhněte připojení obvodů pro změnu rozsahu převodníku, popř. realizaci V-metru a A-metru. Diskutujte možnosti programu a převodníku (rychlost a přesnost měření), efektivitu převodu apod.
Název práce: Měření otáček pomocí Hallovy sondy
Cílový systém: Vývojová deska s mikropočítačem Intel 8051 + rotující magnet + sonda
Zadání: Vytvořte program, který bude měřit otáčky kotouče s magnetem pomocí integrované Hallovy sondy. Naměřené hodnoty průběžně zobrazujte na terminálu a umožněte další možnosti zpracování změřených hodnot (ukládání do paměti, vytvoření průměru apod.). Při návrhu algoritmu programu využijte generátoru kmitočtu. Diskutujte možnosti programu a sondy (rychlost a přesnost měření).
Název práce: “Cyklistický počítač”
Cílový systém: Vývojová deska s mikropočítačem Intel 8051 + kotouč s magnetem + sonda + LCD displej
Zadání: Vytvořte program, který bude měřit otáčky kotouče pomocí Hallovy sondy a výsledky zobrazujte na 7-segmentovém displeji. Přepočtěte výslednou hodnotu podle nastaveného “průměru kola” jako u běžných cyklistických zařízení. Navrhněte řešení dalších doplňkových funkcí (průměr, ujetá vzdálenost apod.). Při návrhu algoritmu programu využijte generátoru kmitočtu. Diskutujte možnosti programu a metody měření (rychlost a přesnost).
Název práce: Grafický indikátor analogové úrovně
Cílový systém: Vývojová deska s mikropočítačem Intel 8051 + displej LM 16255 + DA převodník s komparátorem
Zadání: Vytvořte program, který bude graficky zobrazovat hodnoty napětí změřené DA převodníkem s komparátorem na znakovém LCD displeji. Zobrazení proveďte metodou “bar-graf”. Uvažte možnost zobrazení 2 kanálů pod sebou (stereo) nebo jednoho kanálu (mono) a doplňkové textové informace. Ověřte při použití s programem měřícím napětí pomocí AD převodníku. Využijte uživatelsky definovaných znaků displeje. Diskutujte možnosti programu a případná další vylepšení..
Název práce: Generátor analogových průběhů
Cílový systém: Vývojová deska s mikropočítačem Intel 8051 + DA převodník
Zadání: Vytvořte program, který bude generovat analogové průběhy na výstupu DA převodníku. Umožněte nastavit kmitočet, střídu (popř. dobu trvání částí signálu) a amplitudu výstupního signálu. Generujte průběhy: obdélník, trojúhelník, pila, trapézový průběh, lichoběžník, sinus, 3-úrovňový schodovitý průběh. Výsledky ověřte na osciloskopu. Snažte se o vytvoření maximálního kmitočtového rozsahu generovaných signálů. Zvolte vhodný postup zadávání potřebných hodnot. Diskutujte možnosti programu (především rychlost a “věrnost” signálu), rychlost převodníku apod.
Název práce: Generátor impulsů
Cílový systém: Vývojová deska s mikropočítačem Intel 8051
Zadání: Vytvořte program, který bude generovat skupiny impulsů podle zadání. navrhněte efektivní způsob zadávání s co největšími možnostmi. Výsledky ověřte na osciloskopu. Diskutujte možnosti programu (rychlost a množství nastavených dat), způsob zadávání apod.
Název práce: Připojení analogové zvukové paměti
Cílový systém: Vývojová deska s mikropočítačem Intel 8051 + deska s obvodem ISP1420P
Zadání: Vytvořte program, který bude využívat analogové paměti ISP1420P, do které je možno uložit až 20 sec různých zpráv a přehrávat podle potřeby. Umožněte časově spouštěné přehrávání zpráv s možností okamžité spuštění některé zprávy (alarm), vhodně zvolte metodu zadávání dat a počet zpráv. Diskutujte možnosti programu (počet nastavených časových událostí, resp. zpráv), další možnosti obvodu apod.
Název práce: Snímání pohybu myši
Cílový systém: Vývojová deska s mikropočítačem Intel 8051 + myš
Zadání: Vytvořte program, který bude sledovat pohyb myši. Myš poskytuje výstupy tlačítek a sond pohybu v TTL úrovních. Umožněte nastavit krok, uvažte možnosti dynamické změny rozlišení rychlosti pohybu. Pokuste se emulovat běžnou myš na PC pomocí sériové komunikace. Ověřte prakticky. Diskutujte možnosti programu (rychlost zpracování dat, přesnost vyhodnocení polohy).
Název práce: Tónový generátor, melodický zvonek
Cílový systém: Vývojová deska s mikropočítačem Intel 8051 + reproduktor
Zadání: Vytvořte program, který bude generovat tóny o různých kmitočtech podle zadání. Dále vytvořte aplikaci “melodický zvonek” s možností programového nastavení přehrávané “melodie” a výběru z více uložených (melodií). Diskutujte možnosti programu (rozsah tónů, počet “not” zvonku).
Název práce: Měření tepové frekvence
Cílový systém: Vývojová deska s mikropočítačem Intel 8051 + generátor
Zadání: Vytvořte program, který bude měřit tepovou frekvenci (sondu nahraďte generátorem). Zobrazujte hodnoty na 7-segmentovém LCD displeji. Redukujte možné chyby pomocí průměrování hodnot (uvažte reálně naměřitelné hodnoty). Dále umožněte intervalové ukládání hodnot s možností pozdějšího zobrazení či odeslání po sériové lince do PC. Diskutujte možnosti programu (rozsah měřených hodnot, počet ukládaných hodnot apod.).
Název práce: “Opakovač” číslicového signálu
Cílový systém: Vývojová deska s mikropočítačem Intel 8051 + generátor
Zadání: Vytvořte program, který bude snímat přicházející číslicový signál, uloží si jej do paměti a bude schopen jej zopakovat. Výsledky ověřte na osciloskopu. Optimalizujte program na možnost zpracování co největšího množství vzorků a rozsahu kmitočtů signálu. Diskutujte možnosti programu (počet vzorků, maximální rychlost zpracování apod.).
Název práce: Cílové zařízení
Cílový systém: Vývojová deska s mikropočítačem Intel 8051 + reproduktor + tlačítko
Zadání: Vytvořte program, který bude zaznamenávat “průjezdy cílem” (při sportovních závodech s možností “hromadného doběhu” závodníků) pomocí fotobuňky (nahraďte ji mikrospínačem). Změřené časy zobrazujte na terminálu. Umožněte ukládání časů následujících blízko za sebou do paměti, aby bylo možno všechny přečíst a zpracovat. Na každý “průjezd cílem” reagujte zvukovým signálem. Diskutujte možnosti programu (rychlost zaznamenání, počet uložených časů).
Název práce: Připojení klávesnice
Cílový systém: Vývojová deska s mikropočítačem Intel 8051 + klávesnice
Zadání: Vytvořte program, který bude zpracovávat vstupy z maticové klávesnice. Ošetřete chybové stavy, zákmity, umožněte nastavitelné automatické opakování při trvalém stisku (autorepeat). Uvažte možnost funkčních kláves, kterými se mění význam jednotlivých kláves (obdoba Shift, Control, CapsLock). Diskutujte možnosti programu (rychlost odezvy, možnost nastavení parametrů apod.).
Název práce: Kuchyňský budík
Cílový systém: Deska s mikropočítačem Intel 8051 + LCD displej s tlačítky
Zadání: Vytvořte program, který bude realizovat funkci kuchyňského budíku (odpočet času max. 99 minut). Zbývající/uplynulý čas zobrazujte na 2-místném LCD displeji (7 segmentů). Nastavení a ovládání provádějte pomocí 2-3 tlačítek na panelu. Vhodně indikujte ubíhající čas. Diskutujte možnosti programu (optimalizace rychlosti – snížení kmitočtu kvůli spotřebě, úspora v připojení vnějších součástek).
Název práce: Hodiny s alarmem na znakovém LCD displeji - II
Cílový systém: Vývojová deska s mikropočítačem Intel 8051 + displej LM 16255
Zadání: Vytvořte program, který bude realizovat hodiny reálného času na znakovém displeji. Umožněte zadávat výchozí čas, popř. korekce času, pomocí sériové linky a terminálového programu na PC. Dále realizujte funkci alarmu/budíku opět nastavené pomocí sériové linky. Umožněte různé způsoby opakování alarmu. Navrhněte a realizujte další vhodně zvolené doplňkové funkce jako stopky, odpočet času apod.
Název práce: Hodiny s alarmem na 7-segmentovém LCD - II
Cílový systém: Vývojová deska s mikropočítačem Intel 8051 + 3 1/2 místný LCD displej
Zadání: Vytvořte program, který bude realizovat hodiny reálného času na 7-segmentovém LCD displeji (minimálně 3 1/2 místa). Umožněte zadávat výchozí čas, popř. korekce času, pomocí sériové linky a terminálového programu na PC. Dále realizujte funkci alarmu/budíku opět nastavené pomocí sériové linky. Umožněte různé způsoby opakování alarmu. Navrhněte a realizujte další vhodně zvolené doplňkové funkce jako stopky, odpočet času apod.
Název práce: Hodiny s alarmem na připojeném terminálu - II
Cílový systém: Vývojová deska s mikropočítačem Intel 8051 + terminál sériové linky
Zadání: Vytvořte program, který bude realizovat hodiny reálného času na obrazovce terminálu (resp. terminálového programu na PC). Umožněte zadávat výchozí čas, popř. korekce času, pomocí sériové linky a terminálového programu na PC. Dále realizujte funkci alarmu/budíku opět nastavené pomocí sériové linky. Umožněte různé způsoby opakování alarmu. Navrhněte a realizujte další vhodně zvolené doplňkové funkce jako stopky, odpočet času apod.
Název práce: Multifunkční stopky na znakovém LCD displeji - II
Cílový systém: Vývojová deska s mikropočítačem Intel 8051 + displej LM 16255
Zadání: Vytvořte program, který bude realizovat stopky včetně hodin reálného času na znakovém displeji. Umožněte zadávat výchozí čas, pomocí sériové linky a terminálového programu na PC. Realizujte funkci stopek s možností Start, Stop, Mezičas, Reset. Umožněte vícenásobné ukládání mezičasů do paměti. Vhodně vyřešte výběr uložených mezičasů a jejich zobrazení (samostatně/součet). Diskutujte maximální možnosti programu.
Název práce: Tónový generátor, melodický zvonek - II
Cílový systém: Vývojová deska s mikropočítačem Intel 8051 + reproduktor
Zadání: Vytvořte program, který bude generovat tóny o různých kmitočtech podle zadání. Dále vytvořte aplikaci “melodický zvonek” s možností programového nastavení přehrávané “melodie” a výběru z více uložených (melodií). Diskutujte možnosti programu (rozsah tónů, počet “not” zvonku).
Název práce: Generátor analogových průběhů - II
Cílový systém: Vývojová deska s mikropočítačem Intel 8051 + DA převodník
Zadání: Vytvořte program, který bude generovat analogové průběhy na výstupu DA převodníku. Umožněte nastavit kmitočet, střídu (popř. dobu trvání částí signálu) a amplitudu výstupního signálu. Generujte průběhy: obdélník, trojúhelník, pila, trapézový průběh, lichoběžník, sinus, 3-úrovňový schodovitý průběh. Výsledky ověřte na osciloskopu. Snažte se o vytvoření maximálního kmitočtového rozsahu generovaných signálů. Zvolte vhodný postup zadávání potřebných hodnot. Diskutujte možnosti programu (především rychlost a “věrnost” signálu), rychlost převodníku apod.