УЧЕБНЫЙ СТЕНД DTK-1

для изучения основ программирования встраиваемых систем

Описание

Учебный стенд DTK-1 – это комплект учебного оборудования, предназначенный для проведения лабораторных (практических) работ по основам программирования встраиваемых систем, таких как телекоммуникационное оборудование, устройства интернета вещей, системы умного дома, системы управления, контроля и мониторинга и др. Стенд реализован на базе микрокомпьютера Orange Pi Zero, функционирующего под управлением ОС Linux, и платы расширения – периферийного контроллера на основе микроконтроллера Atmel ATmega328P.

Состав учебного стенда DTK-1:
  1. Микрокомпьютер Orange Pi Zero, функционирующий под управлением ОС Linux;
  2. Плата расширения с микроконтроллером Atmel ATmega328P;
  3. Программатор USBISP;
  4. Кнопочный модуль;
  5. Линейный потенциометр;
  6. Цифровой датчик температуры;
  7. Четырехканальный релейный модуль;
  8. Сервопривод аналоговый;
  9. Логический анализатор;
  10. Консольный кабель USB-TTL;
  11. Набор соединительных проводов;
  12. Блок питания 5В, 2,4А;
  13. Карта памяти microSD.
Учебный стенд DTK-1 позволяет:
  • изучить основные команды Linux;
  • научиться выполнять компиляцию программ на языках C и C++ с помощью компилятора GNU GCC;
  • научиться работать с системой сборки GNU Make;
  • научиться разрабатывать программы для микроконтроллеров семейства AVR на языках программирования Assembler и C;
  • научиться разрабатывать программы для микропроцессоров семейства ARM на языке программирования С;
  • научиться разрабатывать встраиваемые системы, содержащие датчики и исполнительные устройства: светодиоды, кнопки, реле, потенциометры, датчики температуры и влажности, аналоговые сервоприводы;
  • научиться выполнять сборку тулчейна с помощью утилиты Crosstool-ng;
  • научиться выполнять конфигурацию, сборку и установку ядра Linux в соответствии с требованиями определенной встраиваемой системы;
  • научиться выполнять конфигурацию и сборку загрузчика U-Boot в соответствии с требованиями определенной встраиваемой системы;
  • научиться выполнять конфигурацию, сборку и установку программы BusyBox и использовать ее в качестве командного интерфейса встраиваемой системы;
  • научиться использовать систему сборки корневой файловой системы Buildroot для получения образа программного обеспечения, готового к загрузке во встраиваемую систему;
  • научиться выполнять настройку системы Buildroot под требования своего проекта;
  • научиться выполнять разработку собственных пакетов для системы сборки корневой файловой системы Buildroot.
Стенд рекомендуется для обучения студентов по направлениям:
  • 09.03.01 Информатика и вычислительная техника (бакалавриат);
  • 09.03.03 Математическое обеспечение и администрирование информационных систем (бакалавриат);
  • 09.03.04 Программная инженерия (бакалавриат);
  • 09.04.01 Информатика и вычислительная техника (магистратура);
  • 09.04.03 Математическое обеспечение и администрирование информационных систем (магистратура);
  • 09.04.04 Программная инженерия (магистратура);
  • а также всех, кто занимается в сфере современных компьютерных технологий и проектирования встраиваемых систем.
Учебно-методические материалы по проведению лабораторных работ:

Разработаны материалы теоретического курса «Введение во встраиваемые системы. Часть 1. Использование Linux и микропроцессорные системы», теоретического курса «Введение во встраиваемые системы. Часть 2. Программирование встраиваемых систем на основе Linux» и лабораторные работы:

    Часть 1:

  1. Знакомство с учебным стендом DTK-1;
  2. Основные команды Linux;
  3. Командные файлы и язык Shell;
  4. Компилятор GCC. Утилита Make;
  5. Использование интерфейса GPIO. Часть 1;
  6. Использование интерфейса GPIO. Часть 2;
  7. Аналогово-цифровые преобразователи. Широтно-импульсная модуляция;
  8. Последовательный интерфейс UART. Особенности настройки и программирования;
  9. Последовательный интерфейс I2C. Обработка информации от датчиков;
  10. Программирование логических операций на языке ASSEMBLER.

    Часть 2:

  1. Исследование встраиваемой системы на примере микрокомпьютера Orange Pi Zero;
  2. Сборка тулчейна для кросс-компиляции с помощью системы сборки Buildroot;
  3. Кросс-компиляция программ с использованием готового тулчейна;
  4. Изучение загрузчика U-Boot;
  5. Компиляция ядра Linux;
  6. Компиляция программы BusyBox;
  7. Создание с нуля программной составляющей встраиваемой системы на основе ядра Linux и программы BusyBox;
  8. Изучение системы сборки корневой файловой системы Buildroot;
  9. Создание пакета для системы сборки корневой файловой системы Buildroot.
Расширение курса. Дополнительные лабораторные работы

В настоящее время разрабатываются дополнительные лабораторные работы, направленные на изучение особенностей встраиваемых систем, построенных на устройствах типа «Система на кристалле», на примере микроконтроллеров (МК).

  1. Изучение архитектуры и структуры МК AVR Atmega 328P;
  2. Выполнение арифметических и логических операций в МК AVR;
  3. Обработка массивов данных в МК AVR;
  4. Изучение выводов МК AVR Atmega 328P. Работа с выводами общего назначения;
  5. Работа с внешними прерываниями в МК AVR Atmega 328P;
  6. Изучение таймеров AVR Atmega 328P;
  7. Аналого-цифровой преобразователь AVR Atmega 328P;
  8. Последовательный интерфейс UART в МК AVR;
  9. Последовательный интерфейс SPI в МК AVR;
  10. Последовательный интерфейс I2C в МК AVR.

Характеристики

Аппаратное обеспечение
Микрокомпьютер Orange Pi Zero
    Процессор Allwinner H2+:
  • - Cortex-A7, 4 ядра, 1.2 ГГц
  • - Оперативная память: 512 МБ DDR3
  • - Видеочип Mali 400MP2 (600 МГц и выше)
  • - Интерфейсы периферии:
    • • 26 контактов GPIO
    • • micro USB
    • • USB 2.0
Плата расширения
    Микроконтроллер Atmel ATmega328P
  • - 8-битный процессор
  • - 32 КБ Flash
  • - 2 КБ ОЗУ
  • - 1КБ EEPROM
  • - USART (1 канал),
  • - SPI (1 канал),
  • - I2C (TWI) (2 канала)

  • Светодиоды (5 В)
    Выводы для подключения внешних устройств

Цифровой датчик температуры

Базовый компонент: DHT-11

Питание: DC 3 – 5 В

Определение температуры: от 0°С до 50°С (±2 °С))

Определение влажности: от 20% до 90% (±5%)

Частота опроса: не более 1 Гц

Линейный потенциометр

Сопротивление: 10 кОм

Угол поворота движка: 300°

Сервопривод аналоговый

Питание: DC 5 B

Управление: ШИМ с периодом 20 мс

Угол поворота: 180°

Релейный модуль

Питание: DC 5 B

Нагрузка: AC 10 А 250 В или DC 10 А 30 В

Логический анализатор

Питание: DC 5 В (от USB-порта компьютера)

Количество цифровых каналов: 8

Частота захвата: 24 МГц

Условия эксплуатации

Питание

Адаптер питания

- Вход: от 100 до 240 В переменного тока, 50/60 Гц

- Выход: 5 В постоянного тока, 2.4 А

Физические параметры

Размеры (Д х Ш х В)

204 х 174 х 80 мм

Вес

0,93 кг (± 5 гр.)

Программное обеспечение

Поддерживаемые ОС

Windows XP/7/8/10

Комплект поставки

  • - Учебный стенд DTK-1 в сборе:
    • • Микрокомпьютер Orange Pi Zero c консольным кабелем USB-TTL
    • • Плата расширения с МК Atmel AVR Atmega328P
    • • Релейный модуль
    • • Сервопривод аналоговый
    • • Кнопочный модуль
    • • Цифровой датчик температуры
    • • Линейный потенциометр

  • - Блок питания (зарядное устройство USB UC-S18)
  • - Логический анализатор
  • - Карта памяти
  • - Программатор USB ISP
  • - Консольный кабель USB-TTL
  • - Комплект проводов «мама»-«папа»
  • - Комплект проводов «мама»-«мама»
  • - Комплект проводов «папа»-«папа»
  • - Учебно-методические материалы (теоретический курс + лабораторные работы) в электронном виде

Сертификаты

Заказ

По вопросам приобретения учебного стенда DTK-1 обращайтесь по почте: ebogdanova@dlink.ru

Изображения

Загрузки

Смотрите также