Arm Tabanlı Mikroişlemciler #01 | Derse Giriş: Gömülü Sistem ve Mikrodenetleyici

Eğitmen: Dr. Süleyman Burak ÇELİK

Avucunuza sığan bir kartın ortasındaki küçük siyah yonga, tam bir bilgisayardır: işlemci, bellek ve dış dünyayla konuşan çevre birimleri tek yongada. Arm Tabanlı Mikroişlemciler dersine hoş geldiniz. Bu ilk derste bir bilgisayarı neden ve nasıl bir cihazın içine gömdüğümüzü, gömülü bir denetleyicinin ne yaptığını ve ders boyunca kullanacağımız donanımı 3D animasyonla, her hesabı adım adım göstererek anlatıyoruz. Bu derste: - Neden gömülü bilgisayar: bimetal diskli su ısıtıcısı yalnızca "kaynadı mı?" bilir; mikrodenetleyiciyle 80 °C'de durmak, sıcak tutmak, kendini kapatmak - Bilgisayarı gömmek: düğmeler, sıcaklık sensörü (10 mV/°C, 80 °C'de 0.8 V), analog-sayısal dönüştürücü, sürücü devre (röle), güç kaynağı - 12 bitlik dönüştürücü: 0 ile 3.3 V arası 4096 basamak; 0.8 / 3.3 × 4096 ≈ 993; bir basamak ≈ 0.8 mV ≈ 0.08 °C - Gömülü denetleyicinin işleri: kapalı döngü denetim (80 − 72 = 8 → ısıtıcı açık), sıralama, işaret iyileştirme (ortalama 80), haberleşme - Özellikler: arayüz, eşzamanlılık (bir işlemci, beş iş), zamanında yanıt (5 °C/s × 0.1 s = 0.5 °C), güvenilirlik, teşhis - Kısıtlar: maliyet, boyut, ağırlık, güç ve enerji; 1000 mAh pil: hep uyanık 100 saat, %5 uyanık 2000 saat (20 kat ömür); sıcaklık aralığı - Donanımımız: Nucleo-F091RC kartı (USB 5 V, 3.3 V regülatör, ST-LINK hata ayıklayıcı), STM32F091RC mikrodenetleyici, Arm Cortex-M0 çekirdeği - Sayılar: 48 MHz → bir saat darbesi ≈ 21 ns, 1 ms'de 48000 darbe; 256 kB flaş (program), 32 kB SRAM (değişkenler) - Üç tuzak: mikroişlemci ile mikrodenetleyiciyi karıştırmak, ısıtıcıyı doğrudan pinden sürmek, Arm'ı yonga üreticisi sanmak Bölümler: 0:00 Avuçtaki Bilgisayar 0:15 Derse Hoş Geldiniz 1:01 Neden Gömülü Bilgisayar? 1:44 Bilgisayarı Nasıl Gömeriz? 2:41 Gömülü Denetleyici Ne Yapar? 3:30 Gömülü Sistemin Özellikleri (1) 4:15 Gömülü Sistemin Özellikleri (2) 5:14 Donanımımız: Kart, Yonga, Çekirdek 6:04 Mikrodenetleyicinin Sayıları 6:54 Üç Tuzak 7:32 Özet ve Sıradaki Ders Sıradaki derste dış dünyaya ilk adımı atıyoruz: genel amaçlı giriş ve çıkış pinleri (GPIO); bir led yakacak ve bir düğme okuyacağız. Kaynak kitap: Alexander G. Dean, Embedded Systems Fundamentals with Arm Cortex-M based Microcontrollers, Nucleo-F091RC 2. baskı (Arm Education Media) — Bölüm 1 (konu sırası ve kavramlar). Örnekler özgündür. Elektrik-Elektronik, Bilgisayar, Mekatronik ve Kontrol Mühendisliği öğrencileri için Arm Tabanlı Mikroişlemciler serisinin ilk dersi.