LV 21.03.2024 Grundlagen der Mikrocontrollertechnik 4EIT 4EMO 4MT im Sommersemester 2023
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- Die Prüfung in diesem Fach ist eine Klausur in elektronischer Form (E-Test)
- Die folgenden vorab angegebenen Links stellen Quellen dar, aus denen die hier behandelten Inhalte genommen werden:
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kramann.info -- Angaben zu Veranstaltungszeiten und Räumen dieser Lehrveranstaltung
96_Arduino
40_Mikrocontroller
45_Mikro17
95_ETEST -- Hinweise zu der elektronischen Prüfungsform "E-Test"
Die Lehrveranstaltung Grundlagen der Mikrocontrollertechnik
richtet sich an Studierende der Ingenieurwissenschaften im vierten Semester.
Es geht um die Programmierung von Mikrocontrollern, insbesondere um die Programmierung der internen Peripherie eines Mikrocontrollers.
Unter dem Begriff "interne Peripherie" werden hier digitale Ein- und Ausgänge, Bussysteme, Timer, Analog- zu Digitalwandler und PWM-Geber zusammengefaßt.
Im Wesentlichen soll die Konfiguration dessen, was in der Vorlesung mit interner Peripherie erlernt werden, sowie
die Entwicklung von Software, die dann Gebrauch von dieser internen Peripherie macht.
Die Programmierung erfolgt in C und C++.
Für den leichten Einstieg werden zu Beginn die Arduino-IDE und die dort verfügbaren Befehle verwendet.
Im weiteren Verlauf der Lehrveranstaltung soll aber auch die direkte Konfiguration von Registern erlernt werden und in diesem Zusammenhang der Gebrauch von Datenblättern zu Mikrocontrollern.
In der Lehrveranstaltung und den zugehörigen Übungen kommt der Arduino Micro zum Einsatz.
Jedoch wird in allgemeineren Betrachtungen auch auf andere Mikrocontroller verwiesen.
Einführend sollen die nachfolgenden Fragen behandelt werden:
Teil 1: Klären einiger grundlegender Fragen zu Mikrocontrollern
Motivation / Diskussion ... Grey Walter's tortoises 1949
- Was ist ein Mikrocontroller?
- Wozu werden Mikrocontroller verwendet?
- Was ist ein engebettetes System?
- Wer stellt Mikrocontroller her?
- Wie unterscheidet sich ein Mikrocontroller von einem PC?
- Wie zeichnet sich ein Mikrocontroller-Programm aus?
- Was ist ein Cross-Compiler?
- Was ist Maschinen nahes Programmieren?
- Worin liegt der Sinn darin, höhere Programmiersprachen wie C oder C++ zu verwenden?
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1.1 Mikrocontroller auf Wikipedia
1.2 Foto Dual In Line DIL Bauweise eines ATmega32 von Atmel.
- 2. Durch die Verwendung von Mikrocontrollern werden vormals rein mechanische und elektromechanische Geräte, beispielsweise solche aus dem Haushaltsbereich wie Herd, Kühlschrank usw., zu sehr viel preiswerter herzustellenden anteilig mehr elektronischen Geräten.
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3. Eingebettete Systeme auf Wikipedia.
"... Im Februar 2021 erklärtedie Bundesregierung, nach ihrer Kenntnis seien Lieferengpässe bei Halbleitern
und Halbleiter-Chips für die Automobilindustrie primär entstanden, weil es weltweit nur eine sehr
begrenzte Zahl von Herstellern gebe, welche die von der Automobilindustriebenötigten Halbleiter-Chips fertigten.
Zudem könnten deren Produktionskapazitäten kurzfristig nicht ausgeweitet werden.
Zu Prognosen und Umsatzanalysenbei Halbleitern äußerte die Bundesregierung,
laut Prognosen werde sich der weltweite Umsatz an Halbleiterchips im Jahr 2024 auf 532 Mrd. US Dollar
erhöhen (rund 22% höher als in 2019). Asien (inkl. China) werde mit 62% der größte Chipabnehmer sein,
gefolgt von Amerika mit rund 21% und Europa rund 9%. Aus Sicht der Halbleiterfertigung
(ohne die sog. Foundries -Fertigungsdienstleister) sei die USA mit 50% dominierend am Umsatz beteiligt,
gefolgt von Südkorea (18%), Japan (10%), Europäische Union (9%), Taiwan (6%) und China (5%).
Ein anderes Bild ergebe sich, wenn die Foundries in der Analyse berücksichtigt würden.
Mit rund 76% kontrollierten China, Taiwan, Südkorea und Japan den Halbleiterumsatzmarkt.
Die USA falle mit 11% zurück, gefolgt von der Europäischen Union mit 8% und Singapur mit 5%....
"
zu 4. Quelle: Bundestag Einzelanfrage: Einzelfragen zurHalbleiterproduktion, Seite 10. Web 21.03.2023: https://www.bundestag.de/resource/blob/900450/25b9b36d92928f932b242efc8578386a/WD-5-004-22-pdf-data.pdf
Hersteller in Europa: NXP, ST, Infineon. Japan: Renesas. USA: Microchip.