INTRODUZIONE ALLA PROGRAMMAZIONE DEI MICROCONTROLLORI

Il corso introduce l’architettura e le funzioni del microcontrollore. L'obiettivo è di fornire specifiche metodologie, strumenti e suggerimenti per configurare e testare una scheda elettronica mixed-signal basata su un microcontrollore in grado di: (i) acquisire un segnale da un ingresso fisico (sensore); (ii) elaborare il segnale in maniera analogica e/o digitale al fine di generare/controllare (iii) una apposita uscita (per esempio il segnale di controllo di un attuatore elettromeccanico), e (iv) di comunicare con il mondo esterno.
L’obiettivo è di trasferire un bagaglio tecnico utile per la progettazione di sistemi elettronici e driver per robot. Piuttosto che focalizzare l’attenzione sull’architettura interna e sui registri del microcontrollore (che possono e devono essere studiati su un buon libro di testo), desidero esporre gli allievi a una varietà di circuiti pratici onde dimostrare le meraviglie dell’elettronica e di stimolare negli allievi l’immaginazione e la creatività.

Durante il corso saranno introdotti il microcontrollore e le sue periferiche (Timers, ADC, etc.) oltre alla programmazione del firmware per applicazioni pratiche, utilizzando il linguaggio C. Gli allievi impareranno ad utilizzare i protocolli di comunicazione seriale (USART, SPI) per consentire la comunicazione tra sistemi o periferiche multiple. Durante il corso, tenuto con un approccio hands-on attraverso la progettazione su bread-board e il confronto di data-sheet, gli allievi esploreranno le funzionalità del microcontrollore collegato con reti di circuiti ad amplificatori operazionali, differenziali, ponti H, etc. Gli allievi impareranno come utilizzare e integrare dispositivi e circuiti allo scopo di acquisire e processare segnali da una moltitudine di sensori analogici/digitali e di pilotare con la tecnica PWM alcuni dei comuni attuatori elettromagnetici (motori DC con spazzole, servomotori, etc).

Il corso dovrebbe esser fruibile a qualsiasi studente di Ingegneria (preferibilmente dal secondo anno di corso in poi) o a qualsiasi laureato in Ingegneria. Gli allievi con background diverso dovrebbero avere almeno una conoscenza di base:
 di elettrotecnica (analisi circuiti lineari) (che cosa è la corrente, la tensione, la resistenza, la capacità, l’induttanza, la potenza, un amplificatore, etc.).
 di programmazione in linguaggio C (come è strutturato un programma C e i suoi costrutti).

Esercitazioni pratiche in classe in ciascuna lezione.

Ogni gruppo sarà dotato di un kit di component elettronici che include una scheda di sviluppo creata ad-hoc per il corso e basata sul PIC18F4431, una scheda bread-board e un programmatore. Saranno forniti anche i data-sheet e i software necessari.

Chi dovrebbe seguire il corso:
Chiunque con un background teorico sufficiente che vorrebbe passare dai sistemi e dalle equazioni su carta ai dispositive reali connessi nel mondo fisico. Sebbene il corso non sia progettato per i laureati in Ingegneria Elettronica (o simile), può fornire validi strumenti a coloro con limitata esperienza pratica che vorrebbero ampliare le proprie capacità progettuali e know-how.

Istituto di BioRobotica, V.le Piaggio 34 - Pontedera